Современные инструментальные технологии экологически ориентированных практик ‒ готовые решения для преподавателей и студентов среднего профессионального образования

Орликова Е.К.,
к.п.н., методист УЦ «Крисмас+»

Муравьёв А.Г.,
к.х.н., директор ПЛК ЗАО «Крисмас+»

Санкт-Петербург

Аннотация.
В статье отмечается важность организации практико-ориентированных форм деятельности обучаемых в рамках общей естественнонаучной подготовки и профильных дисциплин в учреждениях среднего профессионального образования (СПО).
Выделяется ряд проблем в организации и проведении данных форм деятельности, с которыми сталкиваются преподаватели и руководители образовательных организаций.
Описываются современные инструментальные технологии экологически ориентированных практик, представляющие собой готовые эффективные решения для учреждений СПО.

Общая ориентация современного образования на принципы устойчивого развития заставляет преподавателей СПО по-новому взглянуть на значимость учебных циклов общей естественнонаучной подготовки и профильных дисциплин, сопряженных с экологией и безопасностью жизнедеятельности, обеспечивающих достижение профессиональной компетентности будущих специалистов.

Для студентов некоторых групп специальностей экологическая подготовка является обязательным, специализированным элементом образования и выступает как фактор адаптации к существующим требованиям соблюдения технологий инженерной защиты окружающей среды.
Для студентов других групп ‒ факторы экологической опасности рассматриваются в ключе безопасности жизнедеятельности человека и входят в курсы естественнонаучных общеобразовательных дисциплин.

И в том и в другом случае успешная реализация действующих ФГОС СПО по указанным направлениям во многом зависит от творческого, рационального подхода преподавателя к выбору форм и методов проведения занятий. При этом давно известно, что введение в педагогическую практику демонстрационного эксперимента и учебно-исследовательской работы значительно повышает уровень усвоения обучающимися учебных дисциплин. Здесь преподаватели и руководители учреждений СПО сталкиваются с рядом организационных, материально-технических и методических проблем.

• Введение в рабочие программы и календарно-тематические планы тем и занятий, предполагающих проведение эколого-ориентированных практик, происходит в условиях жесткого дефицита учебного времени (человеко-часов), выделенных на реализацию курса.
• Во многих учреждениях СПО сильно устарела материально-техническая база. Проведение на её основе практических эколого-ориентированных работ будущими специалистами-производственниками становится не только не эффективными, но, зачастую, и просто невозможным.
• Круг задач в сфере экологически опасного производства, обусловленный оптимизацией существующих отечественных и внедрением импортных технологий, стремительно расширяется. В этих условиях задачи подготовки специалиста-производственника требуют формирования и развития у него исследовательского мышления, знаний и умений применять разнообразное оборудование для контроля экологически опасных параметров, а это становится возможным только при введении в образовательный процесс достаточного количества практических занятий.

В поисках решения этих проблем разными учеными был проведен ряд исследований.

В частности М.А. Заборина предлагает сделать акцент на стимуляции самостоятельной внеурочной деятельности обучающихся к проведению практических исследовательских работ по современным проблемам экологии [2].

В свою очередь Е.Ю. Голохвастова предлагает, опираясь на компетентностный и системно-деятельностный подходы к организации образования, создать ряд педагогических условий для развития у обучающихся необходимых экологических компетенций. К таким условиям она отнесла организацию активной практической деятельности студентов в профессиональной среде, внедрение в качестве значимого технологического элемента научно-исследовательской работы на основе метода проектов, проектирование учебного процесса с интеграцией готовых дидактических комплексов [1].

Действительно практика показывает, что современные педагогические технологии направлены на широкое привлечение к организации учебного процесса разных по своему содержанию и дидактическим задачам учебных комплексов, так называемых «готовых решений», в состав которых входят и различное по своему назначению оборудование, и соответствующее ему учебно-методическое обеспечение (пособия, руководства, технологические карты и т.п.).

Основу для современных инструментальных технологий экологически-ориентированных практик, которые предлагает компания «Крисмас+» для учреждений СПО, составляет инновационный межпредметный комплексный подход к решению обозначенных выше проблем.
Комплектные изделия «Крисмас+» ‒ это не только простое и современное учебное оборудование, но и специальные программы и учебно-методические пособия для педагогов и студентов, позволяющие проводить эколого-ориентированные практические работы в рамках своей учебной дисциплины, и дидактический материал для самостоятельной работы обучающихся, и контрольные измерительные материалы для оценки качества образовательных результатов, и, что немаловажно – комплекты пополнения расходуемых материалов.
По своей сути это и есть «готовое решение» в технологии обучения для преподавателей и студентов.

Компания «Крисмас+» предлагает разные виды готовых решений для СПО, однако одно всегда остаётся неизменным ‒ органическая связка, триединство специального оборудования, программно-методического обеспечения и вспомогательного инструментария с комплектами пополнения. Это полностью соответствует фактическим потребностям современного среднего профессионального образования, требованиям действующих ФГОС СПО по разным специальностям и согласуется с педагогическими принципами формирования учебно-материальной базы образовательных организаций.

Для учреждений СПО в части содержания и постановки специализированного экологического лабораторного практикума компания «Крисмас+» предлагает учебные комплексы (готовые решения), непосредственно отражающие технологии и устройства химического обезвреживания и очистки питьевой и сточной воды, газовых выбросов и т.п., применяемые практически в любой области научно-технической и производственной деятельности.
Кроме того, большое значение имеет освоение студентами в ходе использования комплектного оборудования простых и доступных химических методов и средств контроля важнейших, экологически значимых параметров изучаемых сред.
Один из таких комплексов ‒ типовой комплект оборудования для лаборатории ЭОС («Экология и охрана окружающей среды», ТКО ЭОС).
Комплект выпускается в двух вариантах: ЭОС-1 и ЭОС-2. Работа студентов с оборудованием из комплекта помогает им понять физико-химическую сущность процессов, протекающих при очистке сточных вод, газовых выбросов, миграции элементов в почве и т.п., а также определять основные экологически и технологически значимые параметры, подлежащие контролю.

ТКО ЭОС предназначен для проведения практических работ в рамках программ профессионального обучения с отражением вопросов промышленной экологии, экологического мониторинга, природопользования, техники и технологии защиты окружающей среды, безопасности жизнедеятельности и др.

Комплекс пригоден для практического изучения экологических и техногенных факторов, параметров работы водоочистного, энергетического и теплотехнического оборудования, систем водоснабжения и др.
Применение комплектов оборудования совместно с методическим пособием «Руководство к практическим занятиям для лаборатории «Экология и охрана окружающей среды»» [3] позволяет студентам приобретать навыки самостоятельной работы, проведения экологических экспертиз, обеспечения экологической безопасности в бытовых и производственных условиях.
Комплект оборудования построен по модульному принципу. Входящие в состав комплекта модули отражают современные системы очистки воды, воздуха, почвы, как на реальных средах, так и на искусственно приготовленных (модельных). Представлены основные методы очистки сред и методы контроля эффективности очистки, типовые очистные устройства и средства контроля.

В состав ТКО ЭОС включено оборудование и методическая литература, позволяющие изучать:

• закономерности химического и физико-химического осветления природных и сточных вод, а также обеззараживания воды;
• различные методы очистки воды ‒ на образцах промышленно выпускаемых и доступных в регионе бытовых фильтров;
• методы и средства предотвращения загрязнения атмосферы ‒ на устройствах мокрой очистки газов;
• загрязнение литосферы твердыми отходами ‒ на установках по контролю состава почвы.

Состав модулей комплекта представлен 6 лабораторными работами и соответствующими им наборами материалов и принадлежностей.
Назначение каждого модуля указано в таблице 1.

Таблица №1

Назначение отдельных модулей ТКО ЭОС

№	Наименование модуля	Назначение
1.	Набор для лабораторной работы «Оценка усвоения тяжелых металлов из почвы овощными культурами»	Количественная оценка миграции тяжелых металлов из почвы в биомассу овощных культур на примере петрушки (укропа) с оценкой загрязненности почвы и оценкой ее динамики.
2.	Набор для лабораторной работы «Адсорбционная очистка питьевой и сточной воды»	Изучение адсорбционного метода очистки воды на образцах промышленно выпускаемых и доступных в регионе бытовых фильтров, с контролем концентраций химических веществ и расчетом эффективности очистки.
3.	Набор для лабораторной работы «Обесцвечивание сточных вод коагуляцией»	Изучение коагуляции как метода очистки и обесцвечивания сточных вод, с контролем полноты и эффективности очистки.
4.	Лабораторная установка «Очистка воздуха от диоксида углерода абсорбцией»	Демонстрация работы абсорбера по очистке воздуха от диоксида углерода, с контролем концентрации и оценкой эффективности очистки.
5.	Лабораторная установка «Очистка воздуха от диоксида углерода адсорбцией»	Изучение работы адсорбера по очистке воздуха от диоксида углерода, с контролем концентрации и оценкой эффективности очистки.
6.	Лабораторная установка «Электрокоагуляционный метод очистки воды»	Изучение электрокоагуляционного метода очистки воды на примере ее осветления, с визуальным контролем концентрации красителя и определением значения ХПК воды в процессе очистки

Отдельно стоит сказать ещё об одном учебном комплексе (готовом решении) производства «Крисмас+».
Это комплект контрольного оборудования «Безопасность жизнедеятельности и экология» (БЖЭ).
Входящие в его состав тест-комплекты, тест-системы и иное контрольно-измерительное оборудование (люксметр, измеритель уровня шума, измеритель параметров электрических и магнитных полей, термометр электрический, измеритель температуры и влажности, гигрометр, барометр и дозиметр) предназначены для практической оценки (мониторинга) экологически значимых химических и физических факторов техногенного и естественного происхождения.
Комплект может применяться как самостоятельно, так и в дополнение к существующим лабораторным работам (установкам, стендам) по изучению химических воздействующих факторов в рамках программ безопасности жизнедеятельности, охраны труда, инженерной защиты окружающей среды и т.п.

Комплект БЖЭ сформирован по модульному принципу. Каждый модуль позволяет проводить практические работы по своему отдельному направлению, таким образом, вся группа учащихся и студентов одновременно может работать по различным темам. Также модули комплекта могут быть использованы преподавателями для демонстрационных опытов и экспериментов.

В образовательные организации комплект БЖЭ поставляется в базовом варианте ( БЖЭ-1) и трёх модификациях ( БЖЭ-2, БЖЭ-3, БЖЭ-4).

Состав комплектов в базовом варианте (БЖЭ-1) и расширенном варианте (БЖЭ-2), а также назначение входящих в них модулей приведены в таблице 2.

Таблица №2

Состав, комплектность и назначение отдельных модулей комплекта контрольного оборудования «Безопасность жизнедеятельности и экология» (БЖЭ)

№ п/п	Наименование модуля	Назначение	Вариант комплектации
			БЖЭ-1	БЖЭ-2
1.	Мини-экспресс- лаборатория «Пчёлка-У»	Экспресс-анализ загрязнённости воздуха с помощью индикаторных трубок. Экспресс-анализ загрязнённости воз духа парами аммиака с помощью тест-системы «Аммиак». Экспресс-анализ загрязнённости воды и почвенных вытяжек с помощью тест-систем. Учебное моделирование химических загрязнений объектов окружающей среды (воздуха, воды, почвы). Экспресс-анализ соков, овощей, фруктов с помощью тест-системы «Нитрат-тест».	1 шт.	1 шт.
2.	Тест-комплект «Активный хлор»	Изучение и анализ воды	1 шт.	6 шт.
3.	Тест-комплект «Алюминий»	Изучение очистки/осветления питьевой и сточной воды	1 шт.	3 шт.
4.	Тест-комплект «Железо общее»	Изучение и анализ воды	1 шт.	3 шт.
5.	Тест-комплект «Общая жёсткость»	Изучение и анализ воды	1 шт.	6 шт.
6.	Тест-комплект «Цветность»	Изучение природной и сточной воды	1 шт.	3 шт.
7.	Тест-комплект «рН»	Изучение и анализ воды и почвенных вытяжек	1 шт.	6 шт.
8.	Тест-комплект «Хлориды»	Изучение и анализ воды и почвенных вытяжек	1 шт.	6 шт.
9.	Тест-комплект «Определение масла и нефтепродуктов в воде»	Изучение и анализ сточных и загрязнённых природных вод	1 шт.	3 шт.
10.	Тест-комплект «Сульфаты»	Изучение и анализ воды и почвенных вытяжек	1 шт.	6 шт.
11.	Тест-комплект «Карбонаты, щёлочность»	Изучение и анализ воды и почвенных вытяжек	1 шт.	6 шт.
12.	Тест-комплект «РК-БПК»	Изучение природной и сточной воды (процессы самоочищения водоёмов)	1 шт.	3 шт.
13.	Тест-комплект «Окисляемость перманганатная»	Анализ воды на содержание органических веществ (групповой метод)	1 шт.	1 шт.
14.	Мини-библиотека (учебно-методическая литература по оценке экологического состояния воды, воздуха, почвы, продуктов питания): Контрольные измерительные материалы по оценке факторов экологического состояния окружающей среды и теоретическим вопросам в области экологии. Оценка экологического состояния почвы. Практическое руководство. Экологический практикум. Учебное пособие с комплектом карт-инструкций. Экологический практикум. Программа элективного курса 9-11 класс. Руководство по анализу воды с дополнением. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки. Руководство по санитарно-пищевому анализу с применением тестовых средств.	Проведение практических занятий углублённого уровня	1 компл.	1 компл.

Тест-системы, входящие в состав комплекта ‒ это, как правило, простейшие средства химического контроля, предназначенные для сигнального или полуколичественного определения химической загрязненности сред: воды, почвы, воздуха, продуктов питания и столового инвентаря. Они применяются во многих отраслях промышленности и различных сферах деятельности, имеющих потребность в быстрой сигнальной оценке уровня состояния окружающей среды, технологических параметров, качества и безопасности питания и др.

Благодаря простоте, надёжности, наглядности и быстроте получения результата, в учебной работе тест-системы позволяют значительно ускорить выполнение обучающимися поставленной преподавателем задачи (темы работы), повысить её педагогическую результативность.

Комплект БЖЭ-3 включает в себя БЖЭ-1 и приборы для контроля радиационных факторов: дозиметр-радиометр ДРГБ-01 «ЭКО-1» и дозиметр РАДЭКС РД 1706.

В свою очередь комплект БЖЭ-4 включает в себя БЖЭ-1 и приборы для контроля физических факторов: люксметр ТКА-ЛЮКС, измеритель уровня шума UT 351/352, измеритель параметров электрических и магнитных полей ВЕ-метр-АТ-002, термометр электрический Сhecktemp 1, измеритель температуры и влажности ТКА-ПКМ-20, гигрометр ВИТ-1, барометр БАММ-1 и дозиметр РАДЭКС РД 1706 (или СОЭКС).

Охватывая различные уровни сложности, применение разных модулей из комплекта БЖЭ в учебном процессе позволяет коренным образом расширить и актуализировать тематику практических работ студентов СПО, позволяет преподавателю планировать работу по темам и заданиям, успешное выполнение которых традиционными учебными средствами было бы невозможно.

Подробное описание содержания и алгоритмов выполнения практических работ, приводящееся в учебно-методических пособиях и руководствах, входящих в состав комплекта даёт возможность студентам самостоятельно выполнять групповые и индивидуальные исследовательские проекты, способствуют развитию профессиональных навыков.

Таким образом, применение готовых решений в виде учебных комплексов ТКО ЭОС и комплекта контрольного оборудования «Безопасность жизнедеятельности и экология» на базе учреждений СПО эффективно способствует решению организационной, материально-технической и методической проблем реализации учебных циклов общего естественнонаучного направления, а также преподавания профессиональных дисциплин, сопряженных с экологией и безопасностью жизнедеятельности. В результате будущие специалисты лучше усваивают учебные дисциплины, приобретают необходимые умения и навыки в области профессиональной оценки экологического состояния окружающей среды, факторов безопасности и здоровья, что в свою очередь способствует формированию их общей профессиональной компетентности.

Литература

1. Голохвастова, Е.Ю. Педагогические условия формирования общих компетенций у студентов-экологов в учреждениях среднего профессионального образования [Электронный ресурс] // Научный журнал «Вестник университета» (Народное образование. Педагогика) / Е.Ю. Голохвастова. – Изд-во ФГБОУ ВО «Государственный университет управления». – 2018 г. – Режим доступа: URL : cyberleninka.ru – Загл. с экр. – [Дата обращения: 14.14.2018]

2. Заборина, М.А. Экологическое воспитание студентов учреждений среднего профессионального образования [Текст]: дисс. … канд. пед. наук : 13.00.08 / М.А. Заборина; Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского. – Калуга, 2015.- 192 c

3. Руководство к практическим занятиям для лаборатории «Экология и охрана окружающей среды»: учебное пособие для вузов / Под ред. А.Г. Муравьёва. Изд. 3-е, перераб. и дополн. – СПб : «Крисмас+», 2014 – 108 с.

Библиографические выходные данные сокращённого варианта статьи

Орликова, Е.К., Муравьёв, А.Г. Современные инструментальные технологии экологически ориентированных практик – готовые решения для преподавателей и студентов СПО / Е.К. Орликова, А.Г. Муравьёв // Приложение к ежемесячному теоретическому и научно-методическому журналу «Среднее профессиональное образование», № 7 – 2018. – Изд. Российской академии образования и Союза директоров ссузов России. – 158 с. – С. 112 – 118.

Для консультации и по вопросам приобретения просьба обращаться:
lab@christmas-plus.ru 
8 (800) 302-92-25 (звонок по РФ бесплатный)
8 (812) 575-54-07, 575-55-43

Подписывайтесь на наш канал в Ютюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.