Государственного технического университета

1. 
   Программа подготовки офицеров запаса на военных кафедрах при высших учебных заведениях. Министерство обороны РФ. М.: Главное автобронетанковое управление, 2003. – 122 с.
   
2. 
   Распоряжение Правительства РФ от 29.12.2001 № 1756-р «О Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» // Бюллетень Минобразования РФ. – 2002. – № 2.
   
3. 
   Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка. – М., 1997. – 1836 с.
   
4. 
   Вишнякова С.М. Профессиональное образование: словарь // Ключевые понятия, термины, актуальная лексика. – М.: Изд-во НМЦ СПО, 1999.
   
5. 
   Современный словарь иностранных слов. – СПб, 1994. – С. 752.
   
6. 
   Байденко В.И. Компетенции в профессиональном образовании // Высшее образование в России. – 2004. – № 11. – С. 4-13.
   
7. 
   Олейникова О.Н. Европейское сотрудничество в области профессионального образования и обучения. Копенгагенский процесс // Центр изучения проблем профессионального образования. – М., 2003. – 70 с.
   
8. 
   Эльконин Б.Д. Понятие компетентности с позиции развивающего обучения // Современные подходы к компетентностно-ориентированному образованию. – Красноярск, 2002. – С. 22-29.
   
9. 
   Афанасьев А.К. Компетентностный подход к профессиональной подготовке офицеров запаса автомобильных войск в вузе // Материалы Международной научно-технической конференции «Наука и образование-2008». – Мурманск, 2008. – С. 950-953.
   
10. 
    Беспалько В.П. Образование и обучение с использованием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия). – Воронеж, 2002. – 354 с.
    
11. 
    Новиков A.M. Профессиональное образование в России. Перспективы развития. – М., 1997. – 254 с.
    
12. 
    Антонов Г.М. Методика обоснования профессиональных компетенций студентов – будущих офицеров запаса автомобильных войск // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы подготовки специалистов на основе компетентностного подхода». – Димитровград, 2012. – С. 125-128.
    

Поступило в редакцию 29.03.2013.

В окончательном варианте 29.03.2013.
UDC 378.662

Professional competences of motor forces reserve officers: algorithm Basis, content, structure

G.M. Antonov

Samara State Technical University

244 Molodogvardeiskaya str., Samara, 443100

E-mail: antgm@mail.ru

Revision submitted 29.03.2013.

_____________________

Gennady M. Antonov, lecturer, Military department, postgraduate student of Department of Psychology and Pedagogics, Samara State Technical University.

УДК 378+504

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

E-mail: bagdasarovaya@mail.ru
В статье рассматривается актуальность формирования профессионально-экологической компетентности специалистов в области трубопроводного транспорта нефти и газа. Предложен перечень базовых профессионально-экологических компетенций. Представлена педагогическая технология формирования профессионально-экологических компетенций. Описаны состав и принцип работы виртуальных тренажерных комплексов, используемых при формировании профессионально-экологической компетентности у будущих специалистов в сфере трубопроводного транспорта.
Ключевые слова: профессионально-экологическая компетентность, педагогическая технология, виртуальные тренажерные комплексы.
Актуальность формирования профессионально-экологической компетентности будущих специалистов в области трубопроводного транспорта нефти и газа обусловлена необходимостью обеспечения экологической безопасности на всех стадиях проектирования, сооружения и эксплуатации объектов трубопроводного транспорта нефти и газа, которые относятся к категории опасных производственных объектов. Нештатные ситуации на объектах трубопроводного транспорта нефти и газа приводят зачастую к негативным экологическим последствиям. Все это требует совершенствования экологической подготовки будущих специалистов в сфере трубопроводного транспорта.

Подготовка специалиста, способного реализовывать приоритеты экологической безопасности и ориентироваться в своей производственной деятельности на принятие адекватных технических и организационных решений, – вот одна из основных задач экологического образования. Такая способность особенно важна для технически вооруженного человека, сила воздействия которого на окружающую среду чрезвычайно велика. Инженер обязан уметь прогнозировать результаты своих решений и действий в пространственных и временных координатах, должен выполнять гностическую, проектировочную, коммуникативную, организационную, диагностическую, информационно-аналитическую и контролирующую функции с учетом экологической компоненты.

Однако, несмотря на признание приоритетности экологического образования и провозглашение основных принципов экологического образования ведущими в формировании содержания образования в технических вузах, зачастую экологическое образование оказывается сведенным до уровня общеэкологических идей и понятий, теоретизированного материала, и, как следствие, выпускники вуза не умеют использовать и реализовать экологические знания на практике.

В связи с этим задачи экологического образования инженеров наиболее эффективно могут быть реализованы в рамках компетентностного подхода, который признан одним из стратегических направлений модернизации российского образования.

Показателями качества экологической подготовки специалистов выступают в таком случае профессионально-экологические компетенции и компетентность, которые являются интегральными характеристиками личности. Экологическая компетентность, представленная интегративной совокупностью базовых профессионально-экологических компетенций, является основным фактором обеспечения экологической безопасности на объектах трубопроводного транспорта нефти и газа.

В общем виде мы сформулировали, что профессионально-экологическая компетентность специалиста в области трубопроводного транспорта – это способность и готовность применять знания, принимать производственные решения и выполнять любые действия, связанные с профессиональной деятельностью, соблюдая экологический императив и осознавая экологическую ответственность за последствия своей деятельности.

Профессионально-экологическая компетентность специалиста в сфере трубопроводного транспорта представлена интегративной совокупностью базовых профессионально-экологических компетенций (БПЭК):

1. 
   Способность проектировать объекты трубопроводного транспорта с учетом требований экологической безопасности (БПЭК-1).
   
2. 
   Способность осуществлять технологические процессы производства с учетом требований экологической безопасности (БПЭК-2).
   
3. 
   Готовность внедрять новые экологически чистые и ресурсосберегающие технологии в нефтегазовой промышленности (БПЭК-3).
   
4. 
   Способность оценивать степень воздействия объектов трубопроводного транспорта на окружающую природную среду и уменьшать риск возникновения аварийных ситуаций с экологическими последствиями (БПЭК-4).
   
5. 
   Способность ликвидировать последствия аварийных ситуаций на объектах трубопроводного транспорта (БПЭК-5).
   
6. 
   Готовность реализовывать в своей профессиональной деятельности приоритеты экологической безопасности и ориентироваться на принятие экологически безопасных технических и организационных решений (БПЭК-6).
   

Использование в образовании новых технологий открывает дополнительные возможности для получения и усвоения знаний. К таким технологиям относятся средства мультимедиа. Мультимедиа-комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю работать в диалоговом режиме с разнородными данными (графика, текст, звук, видео), организованными в виде единой информационной среды. Мультимедиа используется для создания компьютерных учебных курсов, которые дают возможность обучающемуся пройти через серию презентаций, тематических текстов и связанных с ним иллюстраций в различных форматах представления информации, а также для создания мультимедийных презентаций. Например, на лекционном занятии по дисциплине «Экология» (курс «Экология отрасли») при изучении темы «Методы ликвидации нефтезагрязнений» используется мультимедийная презентация «Средства локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов». С ее помощью студентам можно наглядно продемонстрировать конструкционные особенности специальной техники, принципы работы различных средств ЛАРН (ликвидации аварийных разливов нефти), условия использования данного оборудования (климатические, географические), что способствует устойчивому формированию профессионально-экологических компетенций.

Еще одним примером внедрения новых технологий в учебный процесс является интерактивная электронная доска. Она дает возможность оперировать аудио-, фото– и видеоматериалом без использования дополнительного оборудования. На кафедре трубопроводного транспорта в лекционных и учебных аудиториях работают три интерактивных доски фирм Interwrite и Smartboard, которые активно применяются нами в учебном процессе, в частности, при проведении лекционных занятий по курсу «Экология отрасли». При проведении занятий мы имеем возможность добавлять задания, варьировать уже имеющиеся, включать пояснительный, сопроводительный материал без привлечения дополнительных ресурсов, расставлять акценты в виде пометок на презентуемом материале непосредственно на поле доски в режиме реального времени и многое другое. Это дает возможность систематизировать информацию, представлять ее в лаконичном, структурированном виде, визуально акцентировать внимание учащихся на каких-то элементах излагаемого материала. Новое оборудование усиливает интерес и мотивацию студентов к усвоению знаний.

В разработанной нами педагогической технологии формирования БПЭК применяются интегративно-модульное обучение, различные методы проблемного и активного обучения. Преимущество методов активного обучения состоит в том, что студенты побуждаются к активной мыслительной деятельности. Методы активного обучения применяются на неимитационных (лекции, семинары, лабораторные и практические работы и т.д.) и имитационных занятиях.

Особенно эффективны в рамках внедрения предлагаемой нами педагогической технологии формирования БПЭК имитационные методы, в которых учебно-познавательная деятельность построена на имитации профессиональной деятельности. К их числу относятся: деловые игры, метод проектов, анализ и обсуждение конкретных ситуаций, решение производственных задач, работа на виртуальных тренажерных комплексах.

Наиболее современными и эффективными технологиями формирования компетенций, в том числе экологических, мы считаем виртуальные образовательные технологии, особенно востребованные при подготовке специалистов для высокотехнологичных сфер деятельности, которыми, без сомнения, являются специалисты в области трубопроводного транспорта. К указанным образовательным технологиям относятся виртуальные тренажерные комплексы. Тренажеры являются современным техническим средством обучения и одновременно упражнения на них относятся к неигровым имитационным методам.

Опыт использования тренажерных комплексов для обучения специалистов в сфере трубопроводного транспорта свидетельствует об их высочайшей эффективности, поскольку будущий специалист полностью погружается в свою профессиональную среду и имеет возможность «проиграть» множество вариантов различных штатных и нештатных ситуаций [1, 2, 3, 4].

Воссоздание виртуальной среды профессиональной деятельности будущих специалистов посредством использования имитационных тренажеров – одно из основных достоинств процесса обучения студентов по специальности 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ». На кафедре «Трубопроводный транспорт» успешно внедрены в учебный процесс виртуальные тренажерные комплексы «Оператор товарного парка» и «Оператор нефтеперекачивающей станции (НПС)».

Именно с помощью имитационных тренажеров принцип «обучение через деятельность» реализуется наиболее полно. В процессе обучения будущие специалисты:

– закрепляют общие компетенции и базовые общепрофессиональные компетенции, которые сформировались при изучении естественно-научных, математических, гуманитарных, общеинженерных и специальных дисциплин;

– овладевают профессионально профилированными компетенциями, в частности профессионально-экологическими, а также компетенциями скоординированной совместной работы с коллегами в условиях реального времени, в штатном режиме и в аварийных ситуациях, то есть необходимыми специалисту трубопроводного транспорта профессиональными компетенциями практической работы на производстве, которыми невозможно в полной мере овладеть на лекциях и практических занятиях при использовании только традиционных методов обучения.

Суть тренажерного комплекса заключается в следующем:

– имитируется деятельность, по содержанию и форме максимально приближенная к реальной деятельности специалиста в области трубопроводного транспорта;

– моделируется специфическая производственная среда;

– воспроизводится рабочее место специалиста предприятия.

Каждое рабочее место тренажерного комплекса компьютеризировано, и встроенный в сеть компьютер с соответствующим ПО (собственно тренажер) является основным инструментом деятельности будущего специалиста.

Тренажеры «Оператор товарного парка» и «Оператор НПС» предназначены для обучения управлению работой технологического оборудования НПС, резервуарного парка, участка нефтепровода в штатных и аварийном режимах с использованием комплекса технических средств микропроцессорной автоматики.

В состав тренажерных комплексов «Оператор товарный» и «Оператор НПС» входят следующие элементы:

1. 
   Объект деятельности – компьютерная модель объектов трубопроводного транспорта.
   

В тренажере «Оператор товарного парка» представлена модель участка нефтепроводов из двух головных НПС, в которые входят резервуарные парки из 8 резервуаров, подпорные насосные агрегаты и узлы учёта нефти.

2. 
   Множество виртуальных управляемых технологических процессов. Моделируются перекачка нефти по различным участкам магистрального нефтепровода, различные режимы работы нефтеперекачивающих станций, в частности работа насосных агрегатов, вспомогательных систем, запорной арматуры, резервуаров нефти (сливо-наливные операции).
   
3. 
   Виртуальная автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП), включающая систему SCADA (комплекс средств телеизмерений и обработки оперативных данных, средства отображения информации, базы данных).
   
4. 
   Центр обработки данных – вычислительный комплекс, на сервере которого хранится системное программное обеспечение «Имитатор нефтеперекачивающей станции (НПС) и линейной части (ЛЧ)», прикладные программные продукты.
   
5. 
   Компьютеризированные, или, по привычной терминологии, автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов (оператора, диспетчера) для студентов и АРМ преподавателя.
   
6. 
   Локальная вычислительная сеть, объединяющая автоматизированные рабочие места студентов и преподавателя.
   

С каждого индивидуального АРМ студент осуществляет контроль параметров системы и управление технологическим оборудованием отдельной НПС, линейными участками трубопровода. Тренажер моделирует работу оборудования, осуществляет различные расчеты в реальном масштабе времени перекачки нефти на участке нефтепровода. У студентов формируется понимание гидравлических процессов в трубопроводе при проведении различных технологических операций.

Преподаватель со своего АРМ задает режимы работы основных и вспомогательных систем НПС, линейной части. Вспомогательной системой является, например, канализационная насосная система, которая обеспечивает подачу бытовых и промышленных стоков на очистные сооружения НПС. АРМ преподавателя позволяет также вводить список аварийных задач, формирующих нештатную ситуацию.

Аварии на магистральных трубопроводах и НПС вызваны, наряду с прочими причинами (коррозионные процессы, несанкционированные врезки и т.п.), вибрационными и гидравлическими ударными нагрузками, вынужденными колебаниями, резонансными явлениями, возникающими в основном вследствие нарушения правил эксплуатации и ремонта, в результате некомпетентных действий персонала.

Возможность создать в процессе обучения аварийную ситуацию имеет наибольшее практическое значение, так как способность принимать верные производственные и технологические решения не только в штатном эксплуатационном режиме, но и в аварийной ситуации является залогом успешной профессиональной деятельности будущего специалиста и, следовательно, безопасного с экологической точки зрения функционирования предприятий трубопроводного транспорта.

В последние годы проблема аварийности на трубопроводах не утратила своей остроты. Постоянно фиксируются аварийные ситуации с загрязнением почв и водных объектов. В связи с этим по-прежнему велика потребность в квалифицированных специалистах, не допускающих развития аварийных ситуаций. Профессиональная компетентность будущего специалиста, сформированная в том числе в результате обучения на виртуальных тренажерных комплексах, обеспечивает безаварийную работу объектов трубопроводного транспорта и экологическую безопасность их эксплуатации.

Процесс использования виртуальных тренажеров для изучения экологических, экологизированных дисциплин и повышения, таким образом, уровня экологической компетентности лишь набирает силу. Это связано с дороговизной разработки и внедрения тренажеров, сложностями моделирования необходимых процессов.

Учитывая данные проблемы, необходимо отметить большой вклад в разработку виртуального тренажерного комплекса по экологической безопасности в нефтегазовом комплексе А.П. Хаустова, М.М. Рединой [5, 6, 7]. Основной акцент в разработанном ими виртуальном тренажерном комплексе сделан на анализе вероятности аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на магистральном трубопроводе, планировании действий на случай аварии, а также экологической и экономической оценке последствий аварийных разливов.

Попадая в виртуальную среду, обучаемый должен оценить ситуацию, провести весь комплекс мероприятий по остановке утечки, сбору нефти и загрязненных грунтов, провести рекультивационные работы, выбрать необходимые для этого методы и технические средства, оценить экологический и экономический ущерб.

Основная цель тренажера – отработка практических навыков ликвидации последствий аварий на магистральных нефтепроводах.

Для успешного прохождения тренинга студентам необходимо сначала освоить теоретическую базу и приобрести некоторые практические умения, а именно [8]:

1. 
   Получить теоретические знания в области экологической безопасности.
   
2. 
   Составлять планы ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (ЛАРН).
   
3. 
   Знать категоризацию аварийных ситуаций, организацию операций ЛАРН.
   
4. 
   Оценивать влияние последствий аварийного разлива нефти, в том числе отдаленных, на компоненты окружающей среды.
   
5. 
   Выбирать наиболее эффективные технологии и технические средства для ликвидации аварийных разливов нефти.
   
6. 
   Знать методы мониторинга негативных последствий, оценивать эффективность реабилитационных мероприятий.
   
7. 
   Проводить эколого-экономическую оценку ликвидации последствий аварии и нанесенного ущерба компонентам окружающей среды.
   

При обучении студентов проведению мероприятий по ликвидации аварийных разливов нефти на водной поверхности мы рекомендуем использовать тренажер PISCES II (Pollution Incident Simulation, Control and Evaluation System). Эффективность обучения на этом тренажере подтверждается положительным опытом его использования в учебном процессе в Волжской государственной академии водного транспорта [9].

Программное обеспечение тренажера представляет собой информационно-моделирующую систему, в состав которой входят:

– имитационное моделирование и воспроизведение разлива нефти в морских и речных условиях;

– формирование базы данных по силам и средствам, погодным условиям, течениям, природоохранным зонам;

– автоматическое отслеживание и графическое отображение развернутых сил и средств с использованием геоинформационных систем;

– прогнозирование экологических последствий разлива нефти;

– расчет финансовых затрат на ликвидацию разлива нефти и его последствий;

– оценка действий участников операции ЛАРН.

Тренажерный комплекс создает для обучаемых интерактивное информационное окружение на основе математического моделирования нефтяного разлива, взаимодействующего с окружающей средой и средствами ЛАРН, а также содержит средства сбора информации для оценки результатов действий участников операции ЛАРН.

В содержании курса «Экология отрасли» для подготовки студентов к работе на тренажере отражены следующие вопросы: характеристика нефтяного разлива; способы локализации нефтяного пятна и сбора нефти с водной поверхности; применение сорбентов и детергентов; система локализации и ликвидации аварийных разливов нефти (ЛАРН) в водных бассейнах; практика ликвидации разливов нефти; оценка вероятности разлива нефти и возможного ущерба; проработка сценариев ликвидации разливов нефти в соответствии с рекомендациями планов ЛАРН для различных условий.

Задания, отрабатываемые студентами на виртуальных тренажерных комплексах, не только выполняют обучающую функцию, но и являются диагностическим инструментом для определения уровня сформированности деятельностного компонента БПЭК, предполагающего способность осуществлять совокупность операций, решать конкретные производственные задачи. Например, студент должен проконтролировать работу систем, участвующих в осуществлении перекачки; осуществить полный цикл перекачки в безаварийном режиме на тренажерах «Оператор НПС» и «Оператор товарный»; осуществить план ликвидации аварийных разливов нефти на тренажере PISCES.

Необходимо отметить, что наилучший результат обучения, ориентированного на формирование профессионально-экологической компетентности будущих специалистов в области трубопроводного транспорта, достигается при комплексном применении различных методов и дидактических средств.