ОТЧЕТ

 

по мероприятию № 2.6.3.
Разработка учебно-методического обеспечения основной образовательной программы подготовки магистров «Инженерная защита окружающей среды»

 по направлению 280700 Техносферная безопасность

в рамках реализации Программы развития  национального исследовательского университета

 

вид отчета: аннотационный

 

 Ответственный исполнитель:________________ (А.Н. Чусов)

 

г. Санкт-Петербург

2011 г.


Содержание

 

1. 

Цели мероприятия

2. 

Задачи мероприятия

2.1

Необходимость и актуальность разработки ООП

2.2

Задачи мероприятия по разработке ООП

3. 

Работы по мероприятию

3.1.

Основные принципы, заложенные в разработку магистерской программы

3.2.

Задел и научно-техническая база

3.3.

Образовательные технологии

3.4.

Методы обучения

3.5. 

Способы оценки результатов обучения

3.6. 

Использование в учебном процессе оборудования, закупленного в рамках Программы развития

3.7.

Организация научно-исследовательской работы магистрантов

3.8. 

Организация самостоятельной работы магистрантов

4

Результаты разработки ООП

5. 

Использование в учебном процессе

6. 

Реализация и подготовка инноваций в образовательной деятельности

 

Приложения:

Приложение 1.

Методические рекомендации по написанию и оформлению рефератов

Приложение 2.

Методические рекомендации к подготовке сообщений и докладов

Приложение 3.

Методические рекомендации по написанию и оформлению выпускной работы магистра

 


1. Цели мероприятия

ООП магистратуры имеет своей целью формирование общекультурных универсальных (общенаучных, социально-личностных, инструментальных) и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 280700 Техносферная безопасность

 

Цель магистерской программы «Инженерная защита окружающей среды» состоит в подготовке научно-технических кадров нового поколения, обладающих компетенциями мирового уровня и способных обеспечить конкурентоспособность отечественных научных организаций и промышленных предприятий; разработку, внедрение и применение передовых наукоемких надотраслевых технологий, связанных с защитой окружающей среды и обеспечением безопасности жизнедеятельности.

 

2. Задачи мероприятия

2.1. Необходимость и актуальность разработки ООП

 

Магистерская программа разработана коллективом преподавателей (профессоров и доцентов) кафедры «Гражданское строительство и прикладная экология» (ГС и ПЭ) Инженерно-строительного факультета.

 

Новое направление «Техносферная безопасность» было создано для объединения учений о безопасности жизнедеятельности (БЖД) и защите окружающей среды (ЗОС) с целью совершенствования образовательного процесса подготовки профессиональных кадров в высших учебных заведениях страны. Разработанный ФГОС третьего поколения «Техносферная безопасность» заложил основы для подготовки высококвалифицированных специалистов, призванных развивать и реализовывать на практике новое учение. В настоящее время необходимо наполнить эти основы реальным содержанием; именно это определяет актуальность разрабатываемой магистерской программы.


Необходимость разработки новой ООП обосновывается ее ориентацией на широкий круг заказчиков (работодателей), в том числе: 


- отделы защиты окружающей среды (ЗОС) и безопасности жизнедеятельности (БЖД) в техносфере, надзорные органы предприятий, организаций и учреждений всех сфер экономики (для организации и контроля условий безопасности жизнедеятельности и применения защитных средств, мониторинга опасностей);

- городские, региональные и федеральные органы управления, проектные организации (для проведения экспертизы безопасности техносферы, мониторинга опасностей, применения коллективных мер и средств защиты от опасностей в городах и регионах);

- НИИ и КБ всех отраслей экономики (для исследования и разработки новых технологий и видов техники);

- специализированные центры, НИИ, КБ (для разработки специальных видов техники и технологий для защиты работающих и населения);

- школы, средние специальные и высшие учебные заведения (для образовательной деятельности);

- организации мониторинга (для мониторинга региональной техносферы, природных зон). 

 

Основанием для разработки данной магистерской программы также являются диктуемые экономическими условиями такие формы организации учебного процесса как асинхронная и индивидуально-ориентированная, которые позволяют обучающимся самостоятельно планировать свою учебную работу (при наличии общего расписания по всем дисциплинам и преподавателям) и позволяют широко использовать дистанционные технологии обучения, интерактивные компьютерные учебные курсы, задания в тестовой форме для самостоятельной работы, контрольные тесты, а также учебные курсы в виде традиционных учебников и учебных пособий, предназначенных для самостоятельного изучения (которые разрабатываются в рамках ООП).

 

2.2. Задачи мероприятия по разработке ООП

 

- разработка комплекса дисциплин, (обеспеченных учебными пособиями) для подготовки выпускника-магистра, владеющего конкурентноспособными надотраслевыми технологиями в области защиты окружающей среды и безопасности жизнедеятельности;

- реализация в разрабатываемых дисциплинах (учебных пособиях) научно-обоснованного единства знаний по безопасности жизнедеятельности и защите окружающей среды, имеющих общую понятийную основу, общее реальное содержание, обусловленное одинаковостью источников опасностей, действующих на человека, общество и природу, а также значительную общность в средствах защиты;

- организация асинхронной, индивидуально-ориентированной, дистанционной и проч. форм учебного процесса с максимальным использованием образовательных и научно-исследовательских ресурсов кафедры и факультета.

 

3. работы по мероприятию

3.1. Основные принципы, заложенные в разработку магистерской программы

 

Магистерская программа разработана и реализуется в рамках научно-образовательной деятельности СПбГПУ по приоритетному направлению развития (ПНР) «Энергетика, энергосберегающие и экологические технологии», которое ориентировано на опережающую подготовку конкурентоспособных кадров, нацеленных на выполнение мультидисциплинарных научных исследований в следующих областях: защита окружающей среды, экологические технологии, техносферная безопасность, безопасность в чрезвычайных ситуациях, природообустройство и водопользование и др.

 

Основные принципы, заложенные в основу разработки магистерской программы – это обучение через исследование и «образовательная программа — индивидуальная траектория обучающегося, созданная с учетом его индивидуальных особенностей».

 

3.2. Задел и научно-техническая база


Кафедра «Гражданское строительство и прикладная экология» (ГСиПЭ) имеет значительный задел в области подготовки дипломированных специалистов (инженеров) и бакалавров в области защиты окружающей среды и экологической безопасности.

 

Отделение кафедры «Инженерная защита окружающей среды» осуществляет подготовку бакалавров, дипломированных специалистов и магистров по направлению 280200 – «Защита окружающей среды». По очной форме обучения выпускники получают следующие квалификации: бакалавр техники и технологии и инженер-эколог по специальности 280202 – «Инженерная защита окружающей среды», магистр техники и технологии по специальности 280200.68.01 – «Методы контроля качества окружающей среды и экологическое приборостроение».

 

Кафедра укомплектована мощным профессорско-преподавательским составом, квалификация которого обеспечит достижение всех поставленных целей и приоритетов ООП «Инженерная защита окружающей среды».

При кафедре созданы и в течение ряда лет функционируют межфакультетские учебно-научные и научно-образовательные центры, такие как «Мониторинг и реабилитация природно-технических систем», «Переработка и утилизация техногенных образований и отходов», «Природоохранные технологии», «Производство топлив и биогаза из органосодержащего сырья», которые позволяют реализовать заявленный принцип «обучение через исследование».

 

На кафедре ГСиПЭ выполняются научно-исследовательские и опытно-конструкторские проекты (инициативные, а также по заказу Министерства образования и науки РФ и др.), соответствующие профилю ООП, такие как :

 

- Разработка геотехнических новаций в области обращения с отходами на базе фундаментальных исследований экологической безопасности;

- Разработка и создание инновационных энергетических технологий переработки и утилизации техногенных образований и отходов на полигонах;

- Мониторинг и управление региональными природно-техническими системами;

- Разработка и создание инновационных технологий переработки и утилизации техногенных образований и отходов на полигонах;

- Экологическая безопасность прибрежных природно-технических систем;

- Оценка геоэкологического риска загрязнения геосфер отходами ЖКХ.

- Геоинформационные системы в оценке нагрузки на водные объекты;

- Оценка рисков при транспортировке и хранении нефти и нефтепродуктов;

- Трековые мембраны в анализе и очистке питьевых, природных и сточных вод;

- Контроль биоорганических примесей в водоисточниках и системе питьевого водоснабжения на основе спектрофлуориметрии;

- Разработка технологии и оборудования для очистки высокотоксичных жидких отходов в условиях мониторинга их полигонного хранения

 

Научно-исследовательские центры кафедры располагают уникальным и стандартным оборудованием, которое используется студентами как при выполнении лабораторных работ, так и в научных исследованиях и в опытно-конструкторских разработках. К их числу относятся:

 

- спектрофлуориметр «Флюорат-02-Панорма»,

- флуориметр «Флюорат-02-3М»,

- спектрофотометры СФ-56,

- фотоэлектроколориметры КФК-3-01,

- установки для капиллярного электрофореза «Капель 103Р»,

- атомно-адсорбционный спектрометр "МГА-915"

- универсальный вольт-амперметрический анализатор "ТА-2"

- установка на основе квадрупольного масс-спектрометра Anagaz производства Delsi Nermag Instruments

- анализатор ZETATRAC для определения распределения нано- и микрочастиц по размером и для измерения их электрокинетического потенциала (Microtrac Inc.),

- титратор Titration excellence T70 в комплекте со стендом для титрования (Mettler Toledo),

- лазерный поточный ультрамикроскоп с цифровой видеонасадкой (разработка СПбГПУ),

- лазерная микроэлектроаналитическая установка (разработка СПбГПУ),

-. жидкостной хроматограф низкого давления (LKB, Швеция) с оптическим датчиком (блок управления, датчик, коллектор фракций, самописец);

- насос для ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии) (ООО «ЛЮМЭКС»);

- капиллярные колонки и предколонки для адсорбционной (сорбент «Kromasil®») и эксклюзионной хроматографии (ООО «ЛЮМЭКС»);

- иономеры (pH-метр) И500 (ЗАО «АКВИЛОН», И-130 и др.);

- кондуктометры HI 8733N (HANNA instruments, Германия) ;

- кислородомер SG9-FK2 Seven Go-pro;

- кислородомер АЖА-101,

- аналитические весы ВЛР-200, ВЛКТ-500,

- муфельная печь программируемая ПДП-18,

- ультрафиолетовый облучатель УФО-9,

- центрифуга S70D,

- система для мембранной фильтрации на трековых фильтрах (перистальтический насос, фильтродержатели для тупикового и тангенциального режима, трековые мембраны с порами микро- и нанодиапазона),

- оборудование для адсорбционной и эксклюзионной хроматографии (полупромышленные хроматографические колонки, адсорбционные и гель-хроматографические пористые и макропористые стекла и силохромы с диаметром пор от 20 до 800 нм);

- лабораторный стенд, имитирующий полигон хранения промышленных и бытовых отходов

и др.

 

3.3. Образовательные технологии

 

При обучении магистров по разработанной ООП «Инженерная защита окружающей среды» имеются возможности для осуществления активных форм обучения и индивидуального подхода к обучающимся.

Реализуются следующие педагогические технологии активного обучения:

 

- проблемное обучение, которое призвано активизировать творческую деятельность обучающихся посредством представления проблемно сформулированных заданий. Такими заданиями являются расчетно-графические работы и курсовые работы, нацеленные на решение конкретной задачи с учетом ряда проблем. Это проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды, разработкой систем защиты среды и человека от вредных воздействий и т. п. Выполнение таких задач хотя и основано на использовании уже разработанных подходов и нормативной документации, однако требует творческого отношения, так как предполагает комплексную оценку всех имеющих факторов, выбор и согласование различных технических решений. Подготовка рефератов по предметам «История и методология науки в сфере техносферной безопасности», «Поиск информации в научной литературе» также является проблемно-ориентированной задачей, т.к. предполагает работу, связанную с темами будущей магистерской диссертации обучающегося.

- дистанционное обучение возможно при обучении по данной магистерской программе. Следует отметить, что согласно требованиям ФГОС-3 по направлению «Техносферная безопасность» студенты не имеют даже одной лекции в неделю по предмету (аудиторная нагрузка не более 18 часов/нед), поэтому полноценная учеба даже для магистров дневной формы обучения невозможна без значительной самостоятельной работы с учебными пособиями, ряд которых разработан в рамках создания данной программы, а контроль результатов обучения может проводиться (и уже проводится) не только в аудиторной, но и в дистанционной форме.

– контекстное обучение основано на активной, «пристрастной» деятельности обучающегося. Поскольку данная программа обучения является магистерской, программы учебных дисциплин представляют из себя приложение конкретных выводов и положений наук к практическим задачам. При выполнении практических и лабораторных работ, расчетно-графических работ и курсовых работ и проектов студенты занимаются деятельностью, моделирующей условия и содержание будущей работы по специальности. Занятия на практиках и при выполнении выпускных квалификационных работ максимально приближены к условиям и содержанию профессиональной деятельности.

- игровое обучение планируется применять при освоении ряда дисциплин, таких как «Экономика и менеджмент безопасности» (деловые игры), «Современные экологические проблемы безопасности жизнедеятельности» (работа над задачей или проблемой в команде), «Физико-химические основы природных и антропогенных процессов в техносфере» (командный диспут по вопросам, связанным с определенной проблемой) и других.

 

3.4. Методы обучения


При реализации ООП в учебном процессе будут использоваться и уже используются как традиционные, так и инновационные методы обучения. Однако следует отметить, что не все методы активного обучения полезно использовать при подготовке студентов технических специальностей. Как показывает практика обучения, основная проблема заключается в недостаточно качественном усвоении базовых знаний, недостаточном осознании взаимосвязей между ними. В такой ситуации делать упор на творческую самостоятельную работу несколько преждевременно. Следует отметить, что множество техногенных аварий имеют причиной именно несоблюдение нормативов, отступление от технических регламентов, несоблюдение правил техники безопасности. Поэтому в данной магистерской программе основной упор делается на создание прочной базы знаний, что не исключает применения некоторых подходов активного обучения для улучшения понимания пройденного материала, повышения у обучающихся интереса к учебе и вовлеченности в учебный процесс.

 

На основании вышеизложенного, из методов активного обучения выбор остановили на следующих:

 

- проблемная лекция как дополнение к информационным лекциям (последние относятся к традиционным методам обучения) или самостоятельному изучению материала по учебным пособиям). В отличие от информационной лекции, на которой сообщаются сведения, предназначенные для запоминания, проблемная лекция начинается с вопросов, с постановки проблемы, которую в ходе изложения материала необходимо решить. На протяжении лекции студентов «подводят» к решениям рассматриваемых проблем той или иной степени пригодности. Важно четкое предоставление информации о том, какими методами достигаются какие показатели, и что еще может потребовать улучшения или доработки на нынешнем уровне развития техники и технологии.

- лекция-визуализация: чтение лекции сводится к связанному, развернутому комментированию преподавателем подготовленных наглядных материалов, полностью раскрывающему тему данной лекции. Такой способ является обычным в преподавательской практике, поскольку учебный материал содержит, в том числе, и визуальную информацию – схемы, графики, чертежи, иллюстрации и т. п., подаваемые в виде электронных презентаций. Часть иллюстративного материала внесена в изданные учебные пособия. Возможна подготовка специального комплекта презентаций для лекций с выдачей студентам распечатанных слайдов презентаций, на которых можно делать конспективные записи. Полный отказ от конспектирования у студентов считаем нецелесообразным, поскольку этот навык важен во многих ситуациях.

Также возможна предварительная отсылка магистрантам комплекта иллюстративных материалов по электронной почте, самостоятельная печать материалов и последующее обсуждение с преподавателем с кратким конспектированием на распечатках или конспектированием в электронном виде на ноутбуках (нетбуках), которые в настоящее время имеются у подавляющего большинства студентов-старшекурсников.

- лекция с заранее запланированными ошибками, список которых лектор передает магистрам уже после занятия, считается нами неприемлемой с точки зрения подрыва процесса формирования базы знаний, размывания границ между сведениями разной степени достоверности. Поток недостоверной информации и так обрушивается на не вооруженное знаниями сознание обучающихся в повседневной жизни из СМИ, для которых в последние годы становится приоритетной эффектная подача сюжета, а не предоставление объективной информации. Особенно опасно допускать преднамеренные ошибки в описании сложных расчетов, где данные, полученные в одной части, используются затем в последующих частях. Наоборот, необходимо прививать обучающимся навык постоянного контроля правильности выполнения текущего расчета, для того, чтобы они могли избежать серьезных ошибок и представлять себе порядок и размерность рассчитываемой величины. В то же время, на занятиях (лекционных и практических) вполне возможно рассказывать об ошибочно выдвинутых гипотезах или подходах, привести пример ошибочной подачи информации в СМИ (в том числе, в Интернете), в печатных справочных материалах (например, в СНиП), но с тщательным разбором. При выполнении расчетов, например, параметров аппаратов водоочистки, следует указывать студентам на опечатки в СНиП и проводить расчет по правильным формулам, а потом анализировать, что было бы получено при использовании неправильных формул, приведенных в СНиП.

 

Если преподаватель все-таки примет решение провести лекцию с заранее запланированными ошибками, об этом необходимо предупреждать магистратов в ее начале, а не в конце, и сообщать количество заложенных ошибок. В данном случае более правильным было бы заменить лекцию с заранее запланированными ошибками лекцией с разбором конкретных ситуаций (или внести ее элементы).

 

- лекция-консультация, в которой до 50 % времени отводится для ответов на вопросы, проводится обычно перед зачетом или экзаменом. Однако и в течение семестра возможно организовать такую лекцию с привлечением приглашенного специалиста, который сможет дать ответы на конкретные вопросы, касающиеся текущей обстановки на производстве, в решении конкретных задач и т. п.

Лабораторные работы и практические занятия по сути относятся к традиционным методам обучения. Однако, в магистерской программе с минимальным количеством аудиторных часов, отпущенных на лекции, лабораторные и практические занятия должны выполнять новые функции, отличные от традиционных. Основная цель этих занятий будет сводиться к обобщению и практическому углублению тех знаний, которые магистранты получат при самостоятельном изучении учебных пособий и других источников информации по данной дисциплине. Так лабораторные работы должны разрабатываться и проводиться для практического обоснования (или проверки) основных закономерностей, изучаемых в дисциплине. Кроме того, при подготовке к лабораторной работе студенты традиционно знакомятся с описанием, в котором в сжатой форме дается теоретическое описание изучаемого процесса. При написании и сдаче отчета будет использоваться уже неоднократно проверенная форма дистанционного (через электронную почту) общения с преподавателем.

 

Практические занятия, кроме традиционных целей по обучению студентов выполнению расчетных заданий, решению задач, будут направлены на активное обсуждение теоретического материала, с которым магистранты знакомятся самостоятельно.

 

Особая роль отводится в магистерской программе научно-исследовательской работе со своими присущими ей методами обучения магистрантов (см. подраздел 3.7.)

 

3.5. Способы оценки результатов обучения


Оценка качества подготовки  магистров будет включать текущий контроль, промежуточный контроль и итоговую государственную аттестацию (госэкзамен и защита выпускной квалификационной работы).

 

Текущий контроль, то есть проверка усвоения учебного материала, регулярно осуществляемая на протяжении семестра, осуществляется по ряду дисциплин в форме контрольных работ, устных опросов, решения задач во время практических занятий. Полученные в результате этого данные могут служить основой для балльно-рейтинговой оценки успеваемости студента. К недостаткам текущего контроля относят его фрагментарность и локальность проверки, невозможность оценить компетенцию целиком. В то же время, следует отметить, что поэтапность как подачи, так и проверки усвоения учебного материала является необходимым условием построения прочной базы как для освоения одной дисциплины, так и для освоения последующих дисциплин, использующих понятия, формулы, идеи от предыдущей. Поэтому для некоторых дисциплин вводится как обязательный элемент текущего контроля успеваемости отказ от оценки по среднему арифметическому значению баллов за контрольные работы. Взамен применяется контроль на основе «лимитирующих факторов» – при отсутствии прочных знаний по ряду вопросов, а также лично выполненных работ, свидетельствующих о наличии таких знания (курсовых работ, рефератов, устных докладов и пр., в зависимости от рабочей программы дисциплины) суммарная текущая оценка считается неудовлетворительной. Впрочем, данный способ не является чем-то новым и успешно применяется как система допусков (к экзамену, к зачету, к защите выпускной квалификационной работы).

 

Промежуточный контроль осуществляется в конце семестра и завершает изучение дисциплины. Для дисциплины «Современные экологические проблемы безопасности жизнедеятельности», проводимой в течение двух семестров, зачет с оценкой проводится в конце второго семестра.

 

Итоговый контроль (ИГА и защита ВКР) служит для проверки результатов обучения в целом, при этом оценивается совокупность приобретенных студентом универсальных и профессиональных компетенций. Госэкзамен состоит из устного ответа (с письменной подготовкой) на вопросы билета перед экзаменационной комиссией. Защита магистерской диссертации позволяет поверить владение всеми компетенциями образовательной программы.

 

Кроме того, вступительные экзамены в магистратуру, и особенно экзамен по специальности, являются формой пропедевтического контроля. Экзамен по специальности состоит из теста и собеседования. Собеседование позволяет выявить первичный уровень знаний будущего магистранта и сферу его профессиональных интересов. Бакалавры, обучавшиеся по специальности «Инженерная защита окружающей среды», принимаются в магистратуру по результатам выпускного теста. Для корректировки разницы в подготовке магистров, обучавшихся по разным бакалаврским программам, существует ряд курсов вводного характера. Так, курс «Дополнительные главы физической химии» (1 семестр) предназначен для углубления знаний в таких разделах как термодинамика, электрохимия, кинетика.

 

Рубежный контроль как отдельный вид контроля успеваемости не проводится, хотя предполагается возможность его введения в данной магистерской программе в виде теста.

 

Среди видов и форм контроля в данной магистерской программе применяются преимущественно ряд приведенных ниже.

Устные формы контроля:

 

- устный опрос – проводится на лекциях или практических занятиях, перед лабораторными работами (для проверки подготовленности магистра к работе).

 

Письменные формы контроля:

 

- письменные контрольные работы (обычно 2-4 по учебному курсу в виде заданий или тестов),

- реферат (обычно 1-2 по учебному курсу),

- отчеты по лабораторным работам (один отчет на работу),

- отчеты по практикам, научно-исследовательской работе – полученные результаты могут быть преобразованы в доклады на научных конференциях и симпозиумах, например, ежегодных «Неделе науки СПбГПУ», «Политехническом симпозиуме», проводимой раз в два года конференции «Экобалтика».

- курсовая работа ил курсовой проект (обычно один по дисциплине),

- тесты (разработанные для текущего контроля, промежуточного контроля и итоговой аттестации), главным образом ситуационные тесты.

 

Технические формы контроля:

 

- учебные задачи.

В ходе обучения у студента формируется портфолио его достижений (выполненные курсовые работы и проекты, свидетельствующие об опыте в решении технических задач, отчеты по практикам и НИР, статьи и доклады на конференциях и симпозиумах и др.), что позволит выпускнику подтвердить свою квалификацию конкретными достижениями (в дополнение к оценкам по освоенным дисциплинам) перед будущим работодателем.

Итоговый контроль осуществляется на госэкзамене (письменный тест и ответы на вопросы билета перед экзаменационной комиссией) и на защите магистерской диссертации. Обучающиеся, не сдавшие госэкзамен, к защите ВКР не допускаются.

 

3.6. Использование в учебном процессе оборудования, закупленного в рамках Программы развития


Заявленный принцип «обучение через исследование» естественно предполагает использование в учебном процессе современного оборудования, закупаемого в рамках Программы развития. К настоящему времени получена и поставлен на учет только одна установка - Анализатор ZETATRAC для определения распределения нано- и микрочастиц по размером и для измерения их электрокинетического потенциала (Microtrac Inc.). Данный анализатор будет использоваться в ряде НИР и проектов, выполняемых на кафедре ГСиПЭ, и уже используется в НИР «Трековые мембраны в анализе и очистке питьевых, природных и сточных вод» и ОКР «Разработка технологии и оборудования для очистки высокотоксичных жидких отходов в условиях мониторинга их полигонного хранения». К выполнению этих работ широко привлекаются студенты, магистранты и аспиранты кафедры. На рис. 1 приведена фотография части установки (без титратора), а на рис. 2 – результаты проверки распределения по размерам числа частиц полистирольного латекса, использующегося для калибровки мембран, а также результаты исследования первично очищенной водной фракции жидких отходов из карты полигона Красный Бор. Полученное распределение числа примесных нано- и микро- частиц позволяет выбрать оптимальный размер пор трековых мембран, используемых для доочистки данной воды.

 

Работая с данным анализатором, магистранты знакомятся с современной аппаратурой для исследования наноразмерных примесей, а также с теоретическими основами, используемыми при создании данного анализатора – с теорией светорассеяния, в частности с динамическим светорассеянием, с доплеровским эффектом, с теорией строения двойного электрического слоя (ДЭС), с электрокинетическими явлениями (в частности, с электрофорезом, электроосмосом), с электрохимическими методами анализа, (в частности, с кондуктометрией и потенциометрией). Кроме того, студенты знакомятся с принципами работы кафедральных установок (созданных в СПбГПУ) для определения распределения числа частиц по размерам и определения электрокинетического потенциала частиц (бывшие бакалавры каф. ГСиПЭ вспоминают по выполненным ранее лабораторным работам), сравнивают достоинства и ограничения установок,.

 

Также студенты проводят сравнение полученных результатов с результатами анализа тех же дисперсных систем, полученными другими методами, на других установках. В целом у них формируется (подкрепляется на практике) представление о методах анализа дисперсных систем, измеряемых показателях, используемой аппаратуре.

 

Общий вид анализатора ZETATRAC для определения распределения нано- и микрочастиц по размером и для измерения их электрокинетического потенциала  Microtrac Inc. .

 

Рис. 1 Общий вид анализатора ZETATRAC для определения распределения нано- и микрочастиц по размером и для измерения их электрокинетического потенциала (Microtrac Inc.).

 

 

 Результаты анализа распределения числа частиц по размерам полистирольного латекса

а)

 

 

нано- и микро-примесей первисно очищенной водной фракции жидких отходов полигона Красный Бор

б)

 

Рис. 2. Результаты анализа распределения числа частиц по размерам полистирольного латекса (а), нано- и микро-примесей первисно очищенной водной фракции жидких отходов полигона Красный Бор

 

 

Таким образом, выполнение эксперимента на новом анализаторе (и сравнение с уже освоенными приборами) способствует формированию следующиех компетенций (в соответствии ФГОС ВПО 280700 «Техносферная безопасность» и ООП «Инженерная защита окружающей среды»):

 

- способность к профессиональному росту (ОК-3);

- способность к анализу и синтезу, критическому мышлению, обобщению (часть компетенции ОК-5);

- способность обобщать практические результаты работы (часть компетенции ОК-6);

- способность самостоятельно планировать, проводить, обрабатывать и оценивать эксперимент (ОК-9);

- способность к творческому осмыслению результатов эксперимента, разработке рекомендаций по их практическому применению, выдвижению научных идей (ОК-10);

- способность использовать современную измерительной технику, современные методы измерения (ПК-12);

- способность организовывать мониторинг в техносфере и анализировать его результаты, (часть компетенции ПК-22);

- компетенции самосовершенствования (способность структурировать знания, готовность к решению сложных и проблемных вопросов);

 

3.7. Организация научно-исследовательской работы магистрантов


Цель НИР в разработанной ООП – сформировать специалистов, владеющих умениями и практическими навыками по осуществлению всех этапов научно-исследовательской работы от выбора актуальной тематики исследования в профессиональной области, знакомства с научными достижениями по данному направлению путем изучения научной литературы, планирования эксперимента, выбора передовых методов исследования в соответствии с имеющимся научным оборудованием, проведения эксперимента, обработки и анализа полученных данных, написания отчета, статьи, доклада; выступления на семинарах и конференциях.

 

Полученные умения и навыки должны обеспечить формирование общекультурных и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО 280700 Техносферная безопасность, таких как:

 

- способность самостоятельно получать знания, используя различные источники информации (ОК-4);

- умение логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь (ОК-6);

- способность самостоятельно планировать, проводить, обрабатывать и оценивать эксперимент (ОК-9);

- способность к творческому осмыслению результатов эксперимента, разработке рекомендаций по их практическому применению, выдвижению научных идей (ОК-10);

- способность представлять итоги профессиональной деятельности в виде отчетов, рефератов, статей, оформленных в соответствии с предъявляемыми требованиями (ОК-11);

- владение навыками публичных выступлений, дискуссий, проведения занятий (ОК-12);

- умение использовать методы количественного анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-15);

- способность реализовывать на практике в конкретных условиях известные мероприятия (методы) по защите человека в техносфере (ПК-5);

- способность ориентироваться в полном спектре научных проблем профессиональной области (ПК-8);

- способность анализировать, оптимизировать и применять современные информационные технологии при решении научных задач (ПК-10);

- способность идентифицировать процессы и разрабатывать их рабочие модели, интерпретировать математические модели в нематематическое содержание, определять допущения и границы применимости модели, математически описывать экспериментальные данные и определять их физическую сущность, делать качественные выводы из количественных данных, осуществлять машинное моделирование изучаемых процессов (ПК-11);

- способность использовать современную измерительной технику, современные методы измерения (ПК-12);

- способностью организовывать мониторинг в техносфере и анализировать его результаты, составлять краткосрочные и долгосрочные прогнозы развития ситуации (ПК-22).

 

В соответствии с учебным планом магистерской программы научно-исследовательская работа проводится в 9-м, 10-м и 11-м семестрах.

 

Проведение НИР опирается на знания в области физики, химии, математики, биологии, экологии и информационных технологий (общий уровень владения компьютером, знание ПО MS Office, компонент Excel), освоенные студентами на предшествующих этапах обучения, а также на большинство дисциплин, которым студенты обучаются параллельно в данных семестрах, таких как: «Управление рисками, системный анализ и моделирование», «Поиск информации в научной литературе», «Физико-химические основы природных и антропогенных процессов в техносфере», «Техносферная безопасность дреджинга», «Статистические способы исследования явлений и процессов в техносфере и окружающей среде», «Инженерная защита и реабилитация окружающей среды», «Физическая и коллоидная химия процессов защиты и реабилитации объектов окружающей среды», «Отходы и окружающая среда», «Методы очистки питьевых, природных и сточных вод», «Мониторинг окружающей среды и техносферных опасностей», «Экологические требования к накопителям отходов производства и потребления», «Расчет и проектирование систем обеспечения безопасности», «Управление качеством окружающей среды с применением геоинформационных систем».

 

Знания, умения и опыт, полученные студентами во время выполнения НИР, востребуются ими в процессе выполнения научно-исследовательской и преддипломной практики (11 и 12 семестры), а также при выполнении, оформлении и защите магистерской диссертации.

 

Содержание разделов и результатов проведения НИР представлено в табл. 1:

Таблица 1

 

Разделы НИР и их содержание

Результаты НИР

1. Научная литература по специальности и информационный поиск

 

1.1. Реферативные журналы ВИНИТИ

Выпуски: "Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов», "Охрана и улучшение городской среды", "Технологические аспекты охраны окружающей среды".

Обзорная информация ВИНИТИ

Знания тематики РЖ:

Основные выпуски РЖ ВИНИТИ по специальности

Умения и опыт

Поиск в печатных и электронных вариантах РЖ, а также в обзорных выпусках ВИНИТИ, информации о текущих и предшествующих публикациях по специальности

1.2. Научные журналы по специальности

«Вестник гражданских инженеров», «Вода: химия и экология», «Водоочистка», «Защита окружающей среды  в нефтегазовом комплексе», «Инженерная экология» Инженерная геология, «Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета», «Природообустройство», «Сантехника. Отопление. Кондиционирование», «Технологии гражданской безопасности», «Химия и технология воды», «Экологическая безопасность»,  «Экология производства», «Экология урбанизированных территорий»,

«Энергосбережение и водоподготовка»

Waste management and research и др.

Знания тематики.

Основные журналы по специальности.

Умения и навык.

Составление обзора публикаций по определенным темам в научных журналах по специальности

1.3. Конференции и семинары по специальности

Международный конгресс «Вода:экология и технология» (/Москва), International waste management and landfill symposium. –(Sardinia), Международный конгресс по управлению отходами «WASTETECH»,  Всероссийская заочная научно-практическая конференция "Инженерная защита окружающей среды при обращении с отходами", Международная конференция «Пылегозоочистка», «Международный форум по управлению отходами, природоохранным технологиям и возобновляемой энергетике» и др.

Знание

Основные международные и российские конференции, симпозиумы по вопросам инженерной защиты окружающей среды

Умение и навык

Составление обзора тезисов докладов и трудов конференций по определенным темам в области инженерной защиты окружающей среды

2. Тематика научных исследований по специальности 

 

2.1. Научные исследования по инженерной защите гидросферы

Обзор, представленный студентом по результатам знакомства и научной литературой (РЖ, журнальными статьями, материалами и тезисами докладов).

Умения и навык

Анализ научной литературы, интеграция полученных из литературы знаний

 

2.2. Научные исследования по инженерной защите атмосферы

Обзор, представленный студентом по результатам знакомства и научной литературой (РЖ, журнальными статьями, материалами и тезисами докладов).

Умения и навык

Анализ научной литературы, интеграция полученных из литературы знаний

 

 

2.3. Научные исследования по инженерной защите литосферы.

Обзор, представленный студентом по результатам знакомства и научной литературой (РЖ, журнальными статьями, материалами и тезисами докладов).

Умения и навык

Анализ научной литературы, интеграция полученных из литературы знаний

 

2.4. Научные исследования по инженерной защите биосферы

Обзор, представленный студентом по результатам знакомства и научной литературой (РЖ, журнальными статьями, материалами и тезисами докладов).

Умения и навык

Анализ научной литературы, интеграция полученных из литературы знаний

 

3. Планирование эксперимента 

 

3.1. Цель и методы планирования эксперимента

Математические методы планирования эксперимента. Уравнение регрессии. Определение условий проведения опыта, выбор постоянных параметров

Знание понятий, определений, описаний,

Виды математических методов планирования экспериментов.

Умения и навык

Определение условий проведения опыта, выбор постоянных параметров

3.2. Многофакторное планирование эксперимента

Исследование физико-химических процессов, представляющих собой сложный комплекс элементарных физико-химических явлений, совмещенных в точке пространства.

Варьирование факторов, отсеивание несущественных элементов.

Знание понятий, определений, описаний, формулировок

Сущность многофакторного планирования эксперимента

Умения и навык

Планирование и проведение эксперимента по влиянию трех параметров (например, pH, концентрации буферной системы, концентрации соли) на величину адсорбции (десорбции) примесного компонента.

4. Методы анализа 

 

4.1. Качественный анализ

Качественные реакции, аналитические группы катионов и анионов, пробирочный, капельный, микрокристаллоскопический методы.

Знание понятий, определений, описаний, формулировок.

Качественные реакции и требования к ним. Виды осадков. Центрифугирование Дробный и систематический анализ.

Умения и навык

Получение и анализ кристаллических и аморфных осадков.

4.2. Количественный анализ в аналитической химии

Гравиметрия, титриметрия

Знание понятий, определений, описаний, формулировок.

Гравиметрия, сущность, методы.

Титриметрия, сущность, методы. Кислотно-основная, окислительно-восстановительная, комплексообразовательная, осадочная титриметрия.

Умения и навык

Определение показателей природной и питьевой воды титриметрическими методами.

4.3. Физико-химические методы анализа

Спектральные, хроматографические, электроаналитические, прочие методы анализа

 

Знание понятий, определений, описаний, формулировок.

Спектральные методы анализа (эмиссионные и основанные на взаимодействии вещества с внешним излучением). Атомная и молекулярная спектроскопия.

Хроматографические методы анализа, их классификации, сущность.

Электроаналитические (электрохимические) методы анализа (потенциометрия, кондуктометрия, вольтамперометрия, кулонометрия).

Умение и навык

Анализ различных сред методами перечисленных групп.

5. Проведение экспериментальных исследований

 

5.1. Получение калибровочных графиков

Способы приготовления растворов заданной концентрации. Способы получения построения калибровочных графиков

Знание

Способы приготовления растворов заданной концентрации. Варианты получения и построения калибровочных графиков

Умение и навык

Получение и построение калибровочного графика

5.2. Проведение экспериментальных исследований по индивидуальной программе

Проведение серии экспериментов, объединенных общей научной задачей

Умение и навык

Проведение серии экспериментов для решения поставленной задачи научно-исследовательской работы

6. Обработка экспериментальных данных

 

6.1. Математическая обработка экспериментальных данных

Возможности программ Statistica и

MathCAD

Знание

Возможности программ Statistica и

MathCAD при обработке и анализе экспериментальных данных

Умение и навык

Применение возможностей программ Statistica и Mathlab при обработке и анализе экспериментальных данных

6.2. Обработка экспериментальных данных в программе Excel

Средства Excel для статистической обработки экспериментальных данных (критерии Стьюдента, Фишера, критерий согласия и др.)

Знание

Возможностей Excel при статистической обработке результатов эксперимента

Умение и навык

Использование средств Excel при обработке результатов эксперимента

7. Письменное и устное представление результатов экспериментальных исследований 

 

7.1. Структура и правила оформления отчета о НИР

ГОСТ 7.32-2001. Структурные элементы отчета. Требования к содержанию структуры элементов отчета. Правила оформления отчета. Составление реферата на Отчет о НИР. Оформление титульных листов. Оформление списка исполнителей.

Знание

Основные элементы отчета. Правила оформления отчета о НИР.

Умение и навык

Составление отчета по результатам НИР

7.2. Правила написания научных статей  тезисов доклада

Структурные элементы научной статьи. Требования к содержанию структуры элементов статьи. Правила оформления научной статьи на примерах нескольких научных журналов.

Общие и частные требования к содержанию и оформлению тезисов доклада на примерах отдельных конференций.

Знание

Основные элементы научной статьи. Общие и частные правила оформления научной статьи, тезисов доклада.

Умение и навык

Написание научной статьи тезисов доклада  по результатам НИР

7.3. Правила и практика построения устных докладов и презентаций

Структурные элементы доклада, презентации. Требования к содержанию доклада, презентации. Оформление иллюстраций к докладу. Оформление презентации.

Знание

Основные элементы доклада, презентации. Требования к содержанию и оформлению доклада, презентации.

Умение и навык

Написание и оформление доклада, презентации по результатам НИР.

 

 

При проведении научно-исследовательской работы используются традиционные для НИР образовательные технологии:

 

- лабораторные занятия;

- практические занятия;

- самостоятельная работа студентов.

 

Первые практические занятия в 9-м семестре проводятся в активной форме (рис. 3 а) для ознакомления студентов с общими вопросами первого раздела «Научная литература по специальности и информационный поиск» путем донесения информации и ответа на возникающие вопросы. В дальнейшем практические занятия проводятся преимущественно в интерактивной форме (рис. 3 б) – в виде общего обсуждения результатов самостоятельной работы студентов с РЖ, научными журналами и проч.

 

Активная и(а) и интерактивная (б) формы обучения

Рис. 3. Активная и(а) и интерактивная (б) формы обучения

 

 

Кроме того, в рамках НИР в 10-м семестре предусмотрено 1 комбинированное расчётно-графических задание по обработке экспериментальных данных виртуального эксперимента (или экспериментальных данных, выданных преподавателем) и письменного представления в виде научной статьи.

 

Результатом выполнения магистрантами НИР при достижении цели ее проведения являются:

 

– владение информацией о тематике научных исследований в области инженерной защиты окружающей среды;

- владение информацией о ведущих научных журналов, публикующих результаты научных исследований в области защиты окружающей среды;

- умение планировать научно-исследовательскую работу;

- умение и опыт самостоятельного проведения экспериментально-теоретической работы;

- умение и опыт в оформлении результатов исследований в виде научного отчета;

- умение и опыт в представлении результатов исследований в виде статей и докладов на конференциях;

- умение и опыт публичной защиты выполненной работы.

 

3.8. Организация самостоятельной работы магистрантов


В соответствии с учебным планом на самостоятельную работу магистранта приходится 2/3 общего времени, отпущенного на освоение магистерской программой, поэтому самостоятельная работа студента (СРС) должна стать основой образовательного процесса.

 

В широком смысле под самостоятельной работой понимается совокупность всей самостоятельной деятельности студентов как в учебной аудитории, так и вне ее, в контакте с преподавателем и в его отсутствии.

Самостоятельная работа магистрантов реализуется не только в часы, поименованные в учебном плане как СРС, т. е. вне учебных аудиторий при самостоятельном выполнении студентом учебных и творческих заданий или в контакте с преподавателем на консультациях, при ликвидациях задолженностей, но также и в процессе аудиторных занятий на лекциях, практических и лабораторных занятиях. Таким образом, в действительности на самостоятельную работу магистранта приходится до 3/4 общего времени, предусмотренного магистерской программой.

 

Цель организации самостоятельной работы магистранта состоит в формировании специалиста, способного к самоорганизации, самовоспитанию и самообучаемости.

 

Поставленная цель достигается через развитие ответственности и самостоятельности магистранта на всех этапах и во всех сферах освоения магистерской программы:

 

- во время аудиторных занятий (лекций, семинаров, практических и лабораторных занятий);

- в процессе внеаудиторной работы (при выполнении домашних заданий по практике, при подготовке к лабораторным работам и написании отчетов по ним, при написании рефератов, выполнении курсовых работ и проектов, подготовке к участию в семинарах, научно-технических конференций, смотрах, олимпиадах и т. п.);

- в процессе выполнения НИР, практик, работы над магистерской диссертацией.

 

Увеличение времени для самостоятельной работы студентов не является гарантией повышения их самостоятельности и ответственности. Следовательно, необходимо: 1) увеличивать роль самостоятельной работы магистрантов в процессе аудиторных занятий; 2) повышать активность студентов по всем направлениям самостоятельной работы во внеаудиторное время.

 

Эффективность самостоятельной работы магистрантов во время аудиторных занятий в первую очередь зависит от способности преподавателя организовать ее. Различается организация самостоятельной работы на лекциях и на практических и лабораторных занятиях.

 

Самостоятельная работа магистрантов во время лекции организуется проще, чем в группах бакалавров, поскольку обучение магистрантов в программе «Инженерная защита окружающей среды» строится на принципе индивидуальности, т. е. по возможности, лекции читаются в удобное для магистрантов время и в малочисленном составе. В этом случае лекция может быть организована как обсуждение теоретических проблем изучаемой дисциплины у доски. То есть группа из 2-3-х магистрантов втянута в обсуждение проблемы и выводы закономерностей, которые преподаватель начинает делать, а магистанты (по-очереди) продолжают.

 

Другой вариант самостоятельной работы во время лекций строится при обычном местонахождении коллектива - преподаватель у доски, студенты в аудитории. Преподаватель, излагая новый материал, постоянно обращается к знаниям, полученным студентами ранее (в бакалавриате, на предшествующих дисциплинах магистратуры или известных им из личного опыта, личной информированности).

 

Удобным вариантом организации самостоятельной работы во время лекций является использование компьютера и мультимедийного проектора, особенно в том случае, когда предыдущая тема была дана на самостоятельную проработку по учебному пособию, которым должна быть обеспечена дисциплина. При этом преподаватель может выводить с компьютера на экран формулы или иллюстративный материал и предлагать студентам прокомментировать их для того, чтобы использовать в текущей лекции.

 

Возможны и другие варианты организации СРМ во время лекции, они зависят от творческого и педагогического потенциала преподавателя.

 

Существующие образовательные технологии позволяют активно использовать практические занятия для организации самостоятельной работы студентов. Самостоятельную работу можно организовать в виде:

 

- решения индивидуальных задач (после решения типовых задач у доски) с дифференцированием степени сложности;

- выполнения расчетных заданий (например, расчета параметров конкретного аппарата для очистки сточных вод по индивидуальным исходным данным);

- семинара с обсуждением материала, данного для самостоятельной проработки;

- заслушивания докладов магистрантов с последующим обсуждением всей аудиторией;

- ролевых игр, разборов конкретных ситуаций с принятием решений (например, по выбору оптимальных методов анализа в процессе очистки сточных вод конкретного производства).

 

Для организации названных форм организации самостоятельной работы преподавателю необходимо:

 

- иметь достаточное количество вариантов задач, расчетных заданий, исходных данных по решаемым ситуациям;

- четко организовать семинарские занятия (с графиком и регламентом выступлений магистров и регламентом обсуждения докладов);

- заранее ознакомить магистров с применяемой системой оценочных средств.

 

Самостоятельная работа магистрантов по лабораторной работе начинается с изучения описания к работе и инструкции к прибору (вне аудитории). Студент должен разобраться в теоретической части (описании явления, процесса), которая является неотъемлемой частью описания к работе, изучить основные расчетные формулы, знать устройство прибора, последовательность работы на нем, порядок выполнения эксперимента и методы обработки результатов. На основании проверки перечисленных знаний преподаватель осуществляет допуск студента к работе.

 

Выполнение лабораторной работы также является самостоятельной работой магистра, преподаватель проверяет правильность этого выполнения, контролирует полученные результаты и консультирует магистранта по возникающим вопросам и проблемам.

 

Обработка экспериментальных данных и написание отчета относится к самостоятельной работе, проводимой вне аудитории (дома, в общежитии, в библиотеке и т.п.).

 

Порядок написания и оформления отчета приводятся в описаниях к лабораторным работам. Отчет по работе студент оформляет в электронном или бумажном виде (по требованию преподавателя). Самостоятельная работа студента по лабораторной работе может быть продолжена при исправлении отчета (по замечаниям преподавателя).

 

Таким образом, СРС по лабораторным работам делится на две части – одна (подготовительная и отчетная) выполняется магистрантами вне аудитории (вуза), другая (экспериментальная) во время занятия в лаборатории.

К самостоятельной внеаудиторной работе магистра относится: выполнение домашних заданий по практике, подготовка к лабораторным работам и написание отчетов по ним, написание рефератов, выполнение курсовых работ и проектов, подготовка к участию в семинарах, научно-технических конференций, смотрах, олимпиадах и др.

 

Объем всех видов заданий, выдаваемых студентам для самостоятельной работы, должен быть согласован внутри магистерской программы и не превышать общего количества часов на СРС.

Степень сложности домашних заданий по практическим занятиям должна соответствовать уровню теоретического материала, изложенного в учебных пособиях по дисциплинам. В случае повышения сложности заданий преподаватель должен дать соответствующий материал или ссылки на необходимую литературу.

 

Самостоятельная работа по подготовке к участию в семинарах, на которых обсуждаются сообщения, доклады и рефераты, представляемые другими студентами, состоит в предварительном изучении магистрами тематики семинара и основных источников. Самостоятельная работа докладчиков на семинаре – в подготовке сообщений, докладов или рефератов.

 

Методические рекомендации по написанию рефератов приведены в Приложении 1, методические рекомендации к подготовке сообщений и докладов - в Приложении 2.

 

Организация самостоятельной работы магистров при выполнении НИР, практик, при работе над магистерской диссертацией во многом определяется научным руководителем. Под его руководством студент должен научиться самостоятельно работать с научной литературой, планировать и проводить эксперименты, обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, писать отчеты, статьи, готовить и делать доклады, выступать на семинарах и конференциях. Отдельные вопросы по организации самостоятельной работы магистров в рамках выполнения НИР и практик рассматриваются в дисциплинах, изучаемых в 9-м семестре («Статистические способы исследования явлений и процессов в техносфере и окружающей среде», «Поиск информации в научной литературе», «Управление рисками, системный анализ и моделирование», другие даны ниже, а также в Программах по НИР и практикам. Методические рекомендации по написанию и оформлению выпускной работы магистра приведены в Приложении 3.

 

4. Результаты разработки ООП

Результатом разработки ООП явилось создание:

 

- учебного плана подготовки магистров;

- 16 рабочих программ дисциплин учебного плана, включая контрольно-измерительные материалы;

- программы научно-исследовательской работы;

-  программы научно-исследовательской практики;

- программы преддипломной практики;

- требований к выпускной квалификационной работе;

- методических указаний по организации самостоятельной работы студентов;

- методических рекомендаций по применению образовательных технологий, методик обучения, оценочных средств;

 

Проведен анализ взаимного соответствия структуры программы, результатов обучения и набора компетенций (составлена таблица соответствия компетенций выпускника и дисциплин учебного плана, и матрица соответствия компетенций, составных частей ООП и оценочных средств); описана система оценки компетенций.

 

Написано и подготовлено к печати 6 учебных пособий:

 

1. А.Н. Чусов В.В. Яковлев,

«Управление безопасностью природно-технических систем»;

2. Шишкин А.И., Горбунов Н.Е., Епифанов А.В. «Управление качеством окружающей среды с применением геоинформационных систем»;

3. М.П. Федоров, А.Н. Чусов, В.Н. Уманец, Л.М. Молодкина, Н.Н. Ролле «Инженерная защита и реабилитация окружающей среды»;

4.  Федоров М.П. Чусов А.Н., Негуляева Е.Ю., Журавлев Д.А.

«Отходы и окружающая среда»;

5. Федоров М.П., Чусов А.Н., Шилин М.Б., Ролле М.Б.

«Мониторинг окружающей среды и техносферных опасностей»;

6. Федоров М.П., Чусов А.Н., Воробьев К.В., Шилин М.Б., Шишкин А.И. Природно-техническая система города.

 

 

5. Использование разработанной ООП в учебном процессе

 

Разработанная ООП утверждена на заседании Ученого совета и уже внедрена в учебный процесс - летом 2011 года состоялся прием в магистратуру на направление «Техносферная безопасность» на ООП «Инженерная защита окружающей среды».

Принято 2 бакалавра – выпусника каф. ГСиПЭ на дневное отделение и 1 специалист (ЛЭТИ) на заочное отделение.

 

Магистранты обучаются в соответствии с заложенными в ООП принципами - обучение через исследование и «образовательная программа — индивидуальная траектория обучающегося, созданная с учетом его индивидуальных особенностей». Они уже подключены к научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе по следующим темам:

 

- Геоинформационные системы в оценке нагрузки на водные объекты;

- Трековые мембраны в анализе и очистке питьевых, природных и сточных вод;

- Разработка технологии и оборудования для очистки высокотоксичных жидких отходов в условиях мониторинга их полигонного хранения .

 

В октябре 2011 г. в рамках ООП «Инженерная защита окружающей среды» проходили стажировку магистранты из Казахстана.

представляется заключение договоров с потенциальными работодателями на обучение

 

Расширение контингента предвидится за счет:

 

- усиленной рекламы программы с использованием Интернет-средств, что требует отдельной работы по оформлению сайта;

- рекламы программы через выпускников и потенциальных работодателей;

- заключения договоров с предприятиями-работодателями на заочное обучение специалистов-целевиков;

- привлечение контингента из стран ближнего зарубежья.

 

ООП также может быть использована в программах повышения квалификации в области защиты окружающей среды.

 

Информационно-компьютерная поддержка образовательного процесса реализуется через:

 

- создание и поддержание функционирования факультетского сайта с учебными материалами в электронном виде (РПД, учебными пособиями);

- создание и поддержание удаленного доступа для поиска и заказа книг из каталога Фундаментальной библиотеки университета, а также доступа к поисковым базам данных из компьютеров университета.

 

Широкому использованию информационно-компьютерной базы способствует наличие компьютерного класса (16 компьютеров), оснащенного периодически обновляемой аппаратурой и комплектующуюся новыми прикладными программами, в том числе из области охраны окружающей среды (рис.4).

 

 

Компьютерный класс кафедры ГСиПЭ

Рис. 4. Компьютерный класс кафедры ГСиПЭ

 

 

6. Реализация и подготовка инноваций в образовательной деятельности

 

В табл.2 и 3 приведены результаты и описание процесса реализации и подготовки инноваций в образовательной деятельности

Таблица 2

 

Матрица реализации и подготовки инноваций в образовательной деятельности


Характеризуемые области

ВПО, магистратура

1

Прогнозирование и проектирование новых образовательных целей

В(1)

2

Установление новых норм качества подготовки

В(1)

3

Проектирование нового содержания образования

В(1)

4

Разработка и внедрение новых образовательных технологий

Р(3), П(1)

5

Разработка и внедрение новых технологий оценки

В(2), П(1)

7

Развитие ресурсного обеспечения образовательного процесса

В(5+1), П(11+5)

8

Развитие инфраструктуры организации образовательного процесса

Р(2), П(1)

9

Развитие системы трудоустройства и адаптации выпускников на рынке труда

Р(1), В(1),  П(1)

10

Развитие информационно-компьютерной поддержки образовательного процесса

Р(2), П(1)

11

Развитие системы мониторинга качества образования

П(1)

12

Развитие системы информирования общества о качестве образования в вузе

В(2), П(1)

 

 

 

Таблица 3


Описание процесса внедрения инноваций

 

Характеризуемые области

Описание

ВПО, магист-ратура

1

Прогнозирование и проектирование новых образовательных целей

Цель образовательной программы состоит в подготовке будущих магистров к деятельности, требующей углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки, в том числе к научно-исследовательской работе. В рамках данной ООП предполагается формирование общекультурных и профессиональных  компетенций в соответствии с ФГОС ВПО направления 280700 «Техносферная безопасность». Компетентностный подход означает существенный сдвиг в сторону студентоцентрического обучения, попытку перейти от предметной дифференциации к междисциплинарной интеграции. Однако подобная интеграция должна строиться на прочной ранее сформированной базе знаний, поэтому следует ужесточить контроль за усвоением базовых понятий, знаний, практических навыков.

Существенная проблема также проблема заключается в том, что  в ходе изучения дисциплин происходит формирование компетенций по частям, что представляет определенные трудности при оценке ее сформированности в итоге. Для преодоления этого затруднения предполагается внедрить технологии активного обучения (в том числе  проблемно–ориентированный подход), уделять большее  внимание научной работе магистров и практикам.

В(1)

2

Установление новых норм качества подготовки

Новые комплексные нормы качества подготовки полностью сформулированы во ФГОС ВПО. Отдельные аспекты их применения рассмотрены в других частях матрицы.

В(1)

3

Проектирование нового содержания образования

Благодаря тому, что ФГОС ВПО предоставляет разработчикам ООП возможности для творческого подхода в выборе и составлении программ учебных дисциплин, в данной магистерской программе помимо вопросов, связанных с безопасностью жизнедеятельности человека, также подробно рассматриваются вопросы, связанные с воздействием хозяйственной деятельности человека на окружающую среду (природные и природно-технические системы), вопросы экологической безопасности, инженерной защиты окружающей среды.

Содержание вариабельной части ООП обладает определенной гибкостью, что позволяет реагировать на потребности по определенным областям знаний конкретных обучающихся и работодателей. Индивидуальный подход обеспечивается и при выборе тематики НИР и магистерских диссертаций.

В(1)

4

Разработка и внедрение новых образовательных технологий

В дополнение к традиционным образовательным технологиям внедряются новые технологии, относящиеся к активным формам обучения. Они позволяют повысить интерес к учебе, улучшить усвоение материала, повысить мотивацию для самостоятельной работы обучающихся. Достигается это благодаря следующему:

- проблемное обучение: активизации творческой деятельности обучающихся посредством представления проблемно сформулированных заданий (расчетно-графические работы и курсовые работы, нацеленные на решение конкретной задачи с учетом ряда проблем, связанных с загрязнением окружающей среды, разработкой систем защиты среды и человека от вредных воздействий и т.п.);

- контекстное обучение: активной, «пристрастной» деятельности обучающегося в приложении к конкретным заданиям, моделирующей условия и содержание будущей работы по специальности.

- возможностей для индивидуального подхода к обучающимся как при дистанционном, так и при очном обучении.

Перечисленные новые образовательные технологии находятся в стадии внедрения в учебный процесс или на стадии подготовки к внедрению. Проблемы могут заключаться в увеличении нагрузки на преподавателей для разработки различных вариантов работ и перераспределения учебного материала, однако они решаются в рабочем порядке.

Р(3), П1(1)

 

5

Разработка и внедрение новых технологий оценки

Внедрение новых технологий оценки позволяет достичь различных результатов.

- Тесты разработаны для текущего контроля, промежуточного контроля (главным образом ситуационные тесты) по большинству дисциплин и готовятся к внедрению или уже реализованы в образовательном процессе. Тестирование позволяет экономить время преподавателя для оценки знаний обучающихся. Однако оно не должно быть единственным способом оценки, т.к. устный опрос, хотя и требует больше времени, позволяет получить наиболее полное представление о знаниях обучающегося.

- В дополнение к традиционным способам в виде  составления и оценки (защиты) курсовых работ (проектов), отчетов по практикам и НИР также возможно преобразовать полученные в ходе работы результаты в доклады на научных конференциях и симпозиумах, например, ежегодных «Неделе науки СПбГПУ» , «Политехническом симпозиуме», проводимой раз в два года конференции «Экобалтика».

- В ходе обучения у студента формируется портфолио его достижений (выполненные курсовые работы и проекты, свидетельствующие об опыте в решении технических задач, отчеты по практикам и НИР, статьи и доклады на конференциях и симпозиумах и др.), что позволит выпускнику подтвердить свою квалификацию конкретными достижениями (в дополнение к оценкам по освоенным дисциплинам) перед будущим работодателем. Портфолио не является обязательным и формируется самими студентами. Возможно учитывать содержание портфолио для составления рейтинга студентов.

В(2), П(1)

7

Развитие ресурсного обеспечения образовательного процесса

К ресурсному обеспечению образовательного процесса относятся рабочие программы новых дисциплин (включающие тестовые материалы и др.) и - учебные пособия к дисциплинам.

Разработано 16 РПД и 6 учебных пособий. Разработка новых дисциплин  позволяет обеспечить разнообразие предлагаемых в вузе учебных программ в рамках одного направления «Техносферная безопасность». Это предоставляет студентам возможность выбрать ту программу, которая больше соответствует их склонностям, предшествовавшему образованию, предполагаемой области профессиональной деятельности, что позволить сделать усвоение учебного материала более эффективным и более динамично реагировать на изменение потребности в специалиста с определенной подготовкой на рынке труда

В(5+1), П(11+5)

8

Развитие инфраструктуры организации образовательного процесса 

В учебном процессе используются компьютерные классы (и компьютерные программы), учебные лаборатории, относящиеся к НОЦ«МиР ПТС» и другим НОЦ, существующим при кафедре.. Предполагается расширение базы для выполнения магистерских диссертаций за счет контактов с предприятиями города и области.

Имеющаяся база необходима для выполнения практических и лабораторных работ, НИР студентов, важных для осуществления активных методов обучения (проблемно-ориентированных задач, индивидуального подхода к обучающимся). Происходит пополнение и обновление компьютерного парка (апгрейд и замена компьютеров на более производительные, пополнение программного обеспечения), пополнение и ремонт парка лабораторного оборудования.

Проблемы заключаются в нехватке хорошо оплачиваемых ставок для высококвалифицированного персонала, постоянно работающего с оборудованием. Временное привлечение сотрудников из других организаций на период работ по грантам в данном случае маловероятно. Такого рода специалисты как правило имеют постоянную высокооплачиваемую работу и не склонны ее менять или совмещать с временной малооплачиваемой работой в вузе. Решение этой проблемы позволило бы использовать более эффективно имеющееся оборудование как для обязательных лабораторных работ, так и для НИР и работ по диссертациям, повысить уровень исследовательских работ в вузе.

Р(2), П(1)

9

Развитие системы трудоустройства и адаптации выпускников на рынке труда

В стенах СПбГПУ ежегодно осенью проходят ярмарки вакансий для выпускников с привлечением представителей предприятий города, рекрутинговых агентств, информационного правого центра.

Кафедра ГСиПЭ поддерживает контакты с рядом организаций, при участии которых проводилась НИР и подготовка дипломных работ специалистов: Комитет по природопользованию Санкт-Петербурга (председатель Комитета также является председателем ГАК), Водоканал СПб, МПБО-1, Ленгидропроект и др. Взаимодействие сохраняется и при подготовке магистров.

Перспективным представляется заключение договоров с потенциальными работодателями на обучение специалиста по определенной программе с прохождением на предприятии практик и выполнением части работы над диссертацией.

Р(1)

 

В(1)

 

 

П(1)

10

Развитие информационно-компьютерной поддержки образовательного процесса  

 

Информационно-компьютерная поддержка образовательного процесса реализуется через:

- создание и поддержание функционирования факультетского сайта с учебными материалами в электронном виде (РПД, учебными пособиями) и формами связи между преподавателем и обучающимся.

- создание и поддержание удаленного доступа для поиска и заказа книг из каталога Фундаментальной библиотеки университета, а также доступа к поисковым базам данных из компьютеров университета.

Эти решения покрывают потребности обучающихся, однако в перспективе возможно создание на сайте кафедры специальных форумов и общения со студентами on-line (например, для проведения дистанционных консультаций).

Р(2)

П(1)

11

Развитие системы мониторинга качества образования

 

В основном обратная связь педагогического коллектива как со студентами (их отзывы о преподавателях) так и с работодателями (их отзывы о квалификации студентов) осуществляется в рамках текущего общения с кураторами курсов, заведующим кафедрой, во время защит ВКР. Однако получение такой информации может быть поставлено на систематическую основу. Возможно  проведение анкетирования среди студентов (для составления рейтинга преподавателей и анализа особенностей учебного процесса), анкетированию среди потенциальных и настоящих работодателей (для корректировки содержания обучения). 

П(1)

12

Развитие системы информирования общества о качестве образования в вузе

 

Информация о магистерских образовательных программах (аннотации программ)  размещена на интернет-сайте СПбГПУ.

Предполагается также наполнение Интернет-сайта кафедры более детальной информацией  о направлениях научной работы ее сотрудников.

Информационную функцию также выполняют всероссийские и международные конференции и симпозиумы, которые проводит СПбГПУ(ежегодный Политехнический симпозиум «Молодые ученые – промышленности Северо-Запада», Неделя науки СПбГПУ) и кафедра ГСиПЭ («Экобалтика» и др.). Обучающиеся на кафедре также имеют возможность представить своим работы на различных зарубежных рубежом («Кальмар Экотек» и др.)

В(2), П(1)

 


Приложения

 

Приложение 1

Методические рекомендации по написанию и оформлению рефератов


1. Название реферата должно отражать сущность работы и содержать не более 10-11 слов.

2. Реферат должен содержать следующие составные части: титульный лист, оглавление, введение, содержательная часть, заключение, список использованной литературы, приложения (при необходимости).

3. Содержательную часть следует разделить на смысловые разделы и подразделы. Поскольку реферат, как правило, не превышает 20-25 страниц печатного текста, желательно не дробить подразделы на пункты (такое дробление оправдано для более объемных работ).

4. Во введении следует обосновать актуальность прорабатываемой темы, поставить цель и перечислить задачи, которые решаются в работе.

5. Желательно, чтобы разделы содержательной части работы соответствовали поставленным задачам.

6. В заключении необходимо сформулировать основные выводы по работе, а также показать, что все поставленные задачи были решены и цель работы достигнута. Также можно дать рекомендации по тем или иным вопросам, затронутым в реферате.

7. Оглавление и список использованной литературы могут быть сформированы автоматически средствами Word. Например, для формирования оглавления следует вsбрать последовательность Вставка ®  Ссылка ®  Оглавление и указатели ® Оглавление; выбрать 2 уровня для названия разделов, подразделов). Предварительно в тексте названия разделов оформляются как «Заголовок 1», названия подразделов как «Заголовок 2». Название разделов «Введение», «Выводы», «Список использованной литературы» и «Приложения» не нумеруются.

8. Список литературы следует оформлять в порядке очередности ссылок внутри текста (номера источников в тексте проставляются в квадратных скобках).

9. Список использованной литературы следует оформлять в соответствии с ГОСТ P7.05-2008 «Библиографическая ссылка».

10. Текст реферата должен быть выполнен с использованием компьютерного набора и печати на принтере шрифтом одной гарнитуры на одной стороне листа белой бумаги формата А4. Предпочтительно использовать шрифт Times New Roman, цвет черный, кегль 14pt, интервал 1,5 (или множитель 1,2), поля стандартные или по 20 мм.

11. Формулы, приводимые в реферате, предпочтительно набирать в отдельной строке, используя редактор Microsoft Equation (Вставка ® Объект ® Microsoft Equation). Справа от формулы в той же строке в круглых скобках приводят порядковый номер формулы, включающей номер раздела и номер по порядку внутри раздела.

12. Рисунки оформляются в соответствии с общепринятыми правилами. Под рисунком помещается подпись (Рис. №. Название рисунка, условные обозначения).

13. Таблицы располагаются вертикально на листе. Графы таблиц формируются средствами Word (Таблица ® Вставить ® Таблица). На вставке к таблице надо указать число столбцов и строк. Допускается уменьшать размер шрифта в таблице до 13 pt и межстрочный интервал до 1.

 

Приложение 2

Методические Рекомендации к подготовке сообщений и докладов


1. При подготовке к докладу следует оценить время, необходимое для написания доклада, его оформления (как правило, в форме презентации), подготовки к выступлению, после чего составить план работы над докладом (сообщением)[1].

2. Для написания доклада (сообщения) необходимо сначала подобрать литературу по теме доклада (используя библиографические пособия, реферативные журналы, библиотечные каталоги и проч.)

3. При изучении литературы полезно делать краткий конспект источников (рукописный или компьютерный вариант) с выделением вопросов по теме доклада, рассмотренных в каждом источнике.

4. После изучения литературы по сделанному конспекту необходимо составить список рассмотренных вопросов по теме доклада (сообщения), в котором у каждого пункта отметить источники информации.

5. На основании составленного списка составить план доклада, обсудить его с преподавателем (научным руководителем)

6. По составленному плану написать доклад, следуя общепринятой структуре (вводная часть, цель и задачи доклада, содержательная часть, заключение).

7. Во вводной части доклада необходимо сформулировать собственное понимание актуальности выбранной темы, показать наличие проблемной ситуации по обсуждаемой теме, сформулировать цель и задачи доклада. В содержательной части следует изложить сущность проблемы, привести разные точки зрения, изложенные у разных авторов. В заключении необходимо подвести итоги по рассмотрению темы доклада, показать перспективы решения проблемы.

8. Подготовить иллюстративный материал к презентации

9. Подготовить текст устного доклада (сообщения) с учетом времени, отпущенного на доклад (7-10 минут).

10. Подготовиться к выступлению, выучив (отрепетировав) доклад, подготовиться к ответам на возможные вопросы и к дискуссии.

 

Приложение 3

Методические рекомендации по написанию и оформлению выпускной работы магистра


1. Выбор темы магистерской диссертации

1.1. Тема магистерской диссертации может быть предложена магистранту научным руководителем из списка рекомендованных тем, обновляемых на кафедре каждый год, либо из перечня вопросов разрабатываемых на кафедре НИР.

1.2. Тема магистерской диссертации может быть предложена магистрантом из области собственных научных интересов. В этом случае с руководителем должны быть обсуждены следующие вопросы: актуальность темы, решаемость проблемы средствами, которыми располагает кафедра или ее научные партнеры, решаемость проблемы в сроки, отпущенные на выполнение магистерской диссертации.

2. Составление плана работа над магистерской диссертацией

2.1. Магистрант вместе с научным руководителем составляет примерный план работы над диссертацией.

2.2. Окончательный план формируется после представления и обсуждения аналитического обзора научной литературы.

3. Поиск научной литературы по теме магистерской диссертации и ее аналитический обзор

3.1. Магистрант с помощью классификатора УДК (см., например, http://teacode.com/online/udc/) определяет код универсальной десятичной классификации (код УДК) выбранной тематики магистерской диссертации, по нему название и разделы в реферативных журналах (РЖ) ВИНИТИ в печатной или электронной формах (см., например, (http://www2.viniti.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=21&Itemid=61).

3.2. Магистрант просматривает в научной библиотеке (например, в читальном зале фундаментальной библиотеки ФГБОУ СПбГПУ – Главное здание, или Российской национальной библиотеке – Санкт-Петербург, Московский пр., 165, корп. 2, метро:"Парк победы" – новое здание) соответствующие печатные тома РЖ тома по крайней мере за последние 5 лет (или проделывает то же самое с электронными версиями РЖ) с целью знакомства с последними Российскими и зарубежными публикациями по теме магистерской диссертации. Магистрант копирует (или выписывает) рефераты и библиографические данные о найденных работах (статьях, тезисах докладов, патентах).

3.3. Магистрант с помощью научного руководителя анализирует список журналов и наиболее значимых конференций по направлению и программе магистерской диссертации и выбирает журналы (список научных журналов из списка ВАК приведены в Приложении 2) доступные для просмотра. Магистрант посматривает оглавление выбранных журналов за последние 2 – 3 года, выбирает статьи по тематике диссертации, сопоставляет коды УДК (см. п.3.2) и полноту информации, получаемую с помощью РЖ.

3.4. Магистрант с помощью научного руководителя составляет список журналов, имеющих отношение к тематике диссертации, не вошедших в список ВАК, и также просматривает их оглавление за 2 – 3 года.

3.5. Магистрант, сопоставляя результаты поиска, делает окончательный вывод об эффективности поиска научной литературы тем или иным путем, после чего приступает к формированию списка работ, рефератов и полнотекстовых копий статей (тезисов докладов, патентов и проч.) по теме диссертации.

3.6. Магистрант также должен изучить рукописи и публикации (записки к бакалаврским выпускным и к дипломным работам, магистерские диссертации), выполненные до него на кафедре по тематике, близкой к выбранной.

3.7. После составления аналитического обзора научных работ по теме диссертации, магистрант обсуждает его с научным руководителем и корректирует план выполнения диссертации.

3.8. В течение всего периода работы над диссертацией магистрант должен просматривать свежие номера выбранных томов РЖ и наиболее близких по теме научных журналов.

4. Освоение методик для выполнения экспериментальной части магистерской диссертации

4.1. После выбора темы диссертационной работы магистрант совместно с научным руководителем обсуждает методики, необходимые для выполнения работы (методики эксперимента и обработки экспериментальных данных).

4.2. После составления примерного (а также, окончательного) плана работы над диссертацией, магистрант должен самостоятельно ознакомится с описанием методик проведения эксперимента и обработки результатов, а также инструкциями работы на приборах. Если он ознакомился с описанием методик и инструкциями во время выполнения НИР, то должен выяснить у руководителя об особенностях применения этих методик к выполняемой работе.

5. Планирование эксперимента

5.1. Планирование эксперимента включает, по крайней мере, 2 уровня. Первый уровень тесно связан с планом выполнения магистерской диссертации, в котором прописываются виды и сроки и последовательность проведения основных запланированных экспериментальных исследований. На втором уровне составляется развернутый план, т.е. подробно планируется проведение каждой группы экспериментов - прописывается задача, объекты, методики, приборы, реактивы, способы обработки результатов, сроки.

5.2. На втором уровне в задаче расписывают все виды зависимостей, которые необходимо получить (например, зависимость электрокинетического потенциала диспергированных примесей сточной воды от pH, вида, зарядного числа и концентрации потенциалопределяющих и индифферентных электролитов); определяют диапазоны изменения аргументов и «шаг» в каждом диапазоне; определяют количество повторов эксперимента (ориентируясь на требования статистической обработки результатов). При необходимости, прибегают к многофакторному планированию, в котором также расписывают все шаги. Кроме того, при необходимости определяют количество повторов с тем, чтобы получить требуемую погрешность.

6. Получение экспериментальных данных, их обработка

6.1. Согласно составленному развернутому плану, проводятся экспериментальные исследования с незамедлительной обработкой, анализом и обсуждением полученных результатов с научным руководителем. По результатам обсуждения вносятся коррекции в развернутый и общий план работы. При этом проверяется правильность выдвинутых предположений (сделанных на основании анализа научной литературы), необходимость и достаточность запланированных экспериментов, необходимость в получении незапланированных закономерностей.

6.2. Виды проделанных работ, даты экспериментов, полученные результаты следует заносить в рабочий журнал. Рекомендуется заполнять подробный электронный журнал, а также бумажный вариант с указанием даты проведения эксперимента, название получаемой зависимости, особенности объекта исследования, исходные данные к эксперименту. Электронную версию журнала следует копировать и сохранять на трех носителях, например, на жестких дисках рабочего и домашнего компьютера (ноутбука) и на флеш-накопителе.

7. Изложение работы

7.1. В период анализа научной литературы по теме диссертации магистрант начинает писать литературный обзор. Минимальное количество цитируемых источников отечественной и зарубежной литературы – 50.

Литературный обзор может и должен пересматриваться и дополняться по результатам проведенных и проанализированных экспериментов, например, в том случае, когда для объяснения полученных зависимостей необходимо привлечь новые источники информации.

7.2. Описание объектов, методов исследования и обработки результатов также желательно поводить на начальных этапах выполнения магистерской диссертации. При необходимости, раздел также может быть дополнен.

7.3. Написание основного раздела магистерской предпочтительно выполнять по мере формирования результатов, относящихся к отдельным подразделам. Также предпочтительно описывать обсуждение результатов и приводить выводы в каждом подразделе. Кроме того, необходимо проведение общего обсуждения по всем подразделам экспериментального раздела работы и единых выводов по результатам всей работы (включая результаты анализа научной литературы).

8. Оформление работы

8.1. Правила оформления (включая структуру) магистерской диссертации приведены в документе «Требования к выпускной квалификационной работе» по разрабатываемой магистерской программе.

 



[1] Разница между докладом и сообщением — в характере переработки информации. Доклад содержит развернутое изложение, освещает вопрос преимущественно в теоретическом аспекте. Сообщение предлагает описание факта, сюжета, явления, причем довольно лаконичное.