Физика в профессиональной деятельности спасателя

«ФИЗИКА В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СПАСАТЕЛЯ»

Современная цивилизация все более интенсивно влияет на окружающую среду, являясь источником все новых опасностей. Из-за аварий и катастроф мировое сообщество ежегодно теряет более 10% совокупного валового продукта. В России в последние десятилетия только число погибших людей на пожарах за год составляет более 10 тыс. человек. Большое внимание решению проблем обеспечения безопасности людей уделяет Министерство по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС) России, сотрудники которого, рискуя жизнью, ежегодно спасают десятки тыс. человек. Одним из путей повышения эффективности действий всех подразделений МЧС России является совершенствование профессиональной подготовки пожарных и спасателей. Этому способствуют новые требования к выпускникам учебных заведений МЧС России. Неотъемлемой частью полноценного образования, вносящего вклад в развитие личности будущего сотрудника МЧС, готового самостоятельно и квалифицированно решать поставленные задачи является изучение физики. Поэтому для повышения качества образования в сузах МЧС России необходимо совершенствовать методику обучения физике, как фундамента профессионального образования.

Под профессиональной направленностью обучения физике понимается ориентация фундаментального курса физики на будущую профессиональную деятельность курсантов, установление взаимосвязей со специальными дисциплинами и создание основы для формирования профессионально важных компетенций выпускника.

Готовность - активно-действенное состояние личности установка на определенные действия и мобилизованность сил и средств для выполнения поставленной задачи. Показателями готовности могут служить знания, умения, навыки, настроенность и решимость к выполнению широкого круга действий и операций. Готовность к определенному виду деятельности предполагает определенные мотивы и способности. Психологическими предпосылками возникновения готовности к выполнению конкретной задачи являются ее понимание, осознание ответственности, желание добиться успеха, определение последовательности и способов действия .

Под готовностью к деятельности в экстремальных ситуациях с точки зрения обучения физике предлагается понимать наличие прочных теоретических знаний и практических умений, применяемых для осуществления профессиональной деятельности, в различных ситуациях, возникающих при осуществлении пожарной и техносферной безопасности. Профессиональная деятельность сотрудников МЧС России, по сути, является экстремальной и ежегодно находится на вершине рейтинга самых опасных профессий, как в нашей стране, так и в мире. Поэтому в данном исследовании понятия «профессиональная деятельность», «деятельность в экстремальных ситуациях» и «деятельность в ЧС» близки по значению.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Под готовностью к деятельности в экстремальных ситуациях с точки зрения обучения физике понимается наличие у обучающихся прочных теоретических знаний и практических умений, применяемых для осуществления профессиональной деятельности, в различных ситуациях, возникающих при осуществлении пожарной и техносферной безопасности. При обучении физике готовность курсантов сузов системы МЧС России к деятельности в экстремальных ситуациях может быть сформирована при условии реализации в методике обучения физике принципа профессиональной направленности, предполагающей в процессе фундаментальной подготовки проведение с точки зрения физики анализа различного рода экстремальных ситуаций, возникающих в будущей профессиональной деятельности обучающихся.

2. Профессионально направленный контент должен использоваться на всех видах занятий. На лекциях это описание различных ЧС или деятельности подразделений МЧС РФ как иллюстраций явлений и законов физики; на практических занятиях решение задач, в условиях которых представлены модели ситуаций, возникающих в профессиональной деятельности сотрудника МЧС; на лабораторных занятиях знакомство с возможностями применения физических методов исследований при решении задач обеспечения ПБ и ТБ, работа с приборами, аналоги которых используются в профессиональной деятельности.

3. Одним из условий формирования готовности является использование технологии дополненной реальности, в основе которой лежат компьютерное моделирование и симуляции различных ситуаций, возникающих в деятельности МЧС России.

4. Показателями готовности обучающихся в образовательных организациях системы МЧС России к профессиональной деятельности являются: уровень владения теоретическим материалом по физике и специальным дисциплинам; уровень сформированности профессионально важных умений: умение анализировать ситуацию, умение быстро принимать решения в постоянно меняющейся обстановке; умение правильно выбирать силы и средства для решения задач; уровень мотивации к профессиональной деятельности и т.д.

5. Физика как основа профессиональной подготовки студентов и курсантов системы МЧС России

Проблема профессиональной направленности обучения возникла уже достаточно давно и освещена во многих трудах как в России, так и за рубежом. Большинство западных специалистов считают, что институты системы образования должны тесно сотрудничать с органами по трудоустройству и совместно участвовать во всех этапах подготовки выпускника.

Проблеме профессиональной направленности обучения физике студентов в образовательных учреждениях посвящено большое число исследований и в России. Формированию творческого подхода к выполняемой работе способствуют соответствующая организация учебного процесса, проблемное обучение, налаживание межпредметных связей, развитие у студентов способностей и навыков анализа, синтеза, обобщения, классификации, оценки ситуации и т.д. Это обозначено в диссертационных работах А.Е. Айзенцон , А. А. Измайловой , Ф.И. Каптелиной , Н. Г. Печенюк , Э. Б. Селивановой и др.

Главное свойство специалиста – умение грамотно и ответственно решать профессиональные задачи. Решающее значение для подготовки инженера по любой специальности имеет правильный подбор тех задач, которые должен решать обучаемый . Исследование Н. Г. Печенюк посвящено организации познавательной деятельности обучаемых суза при решении типовых профессиональных задач.

Необходимость формирования определенных профессиональных знаний в процессе обучения физике показана в исследовании Э. Б. Селивановой . Для развития у обучаемых профессиональных умений и навыков предлагается использовать пространственные образы как модели физических явлений.

В диссертации А. А. Измайловой рассмотрены проблемы связи фундаментальных и технических дисциплин. В исследовании фундаментальные и технические знания связаны в единую систему, позволяющую применять физические законы для решения профессиональных и технических задач, определены принципы перехода из области физики в область техники на основе выявленных связей.

Раздел «Механика» наиболее широко описывает область работы подразделений МЧС России. Нами были определены пути перехода из области физики в область профессиональной деятельности на основе выявленных связей. Так, задачи кинематики уже на первом курсе знакомят курсантов со специальными терминами и определениями, пожарной и аварийно-спасательной техникой, её условными обозначениями, профессиональными задачами спасательных служб: выбор оптимального пути движения к месту пожара, расчёт времени пребывания звена газодымозащитной службы в непригодной для дыхания среде, и др.

Изучая уравнения движения жидкостей и газов, мы знакомим курсантов с опасными факторами пожара, принципом работы и устройством пожарной техники и гидравлического инструмента. На примере работы огнетушителя, можно не только познакомить обучающихся с понятием импульса и законами сохранения энергии, импульса, но и дать характеристики и описание первичных средств пожаротушения, ознакомить с устройством и правилами их применения.

Обеспечение безопасности людей остаётся одной из главных задач МЧС России. Используя физику как инструмент воздействия на курсантов, решая ситуационные задачи, мы особое внимание уделяем вопросам безопасности на транспорте, в зимний период времени, при проведении спасательных работ и др.

Молекулярная физика помогает более глубоко изучить свойства различных веществ и их поведение при пожаре. С помощью законов идеального газа можно легко моделировать те явления и процессы, которые трудно реализовать в условиях лаборатории: взрыв баллона с газом вследствие его нагрева, анализ и прогнозирование опасных факторов пожара. Эти вопросы чрезвычайно важны для практической работы пожарно-спасательных подразделений.

Принцип работы многих электронагревательных приборов, автоматических выключателей электрических цепей, автоматических датчиков системы раннего оповещения о возникновении пожара, работающих по принципу измерения тепловых потоков, основан на явлении теплового расширения металлов при нагревании. Многие способы тушения пожаров были разработаны, когда к решению вопроса подошли со стороны теории физики. Одним из таких способов тушения стал метод тушения нефти и нефтепродуктов воздушно-механической пеной. Используя поверхностное натяжение полученного раствора в результате смешивания воды и пенообразователя, пожарные добиваются прекращения доступа кислорода к парам горючей жидкости. Впоследствии этот способ тушения получил развитие и был разработан способ подслойного тушения нефтепродуктов, основанный на разности плотности нефти и пенного раствора.

Дисциплину «Физика» с циклом профессиональных дисциплин надзорной деятельности в большей степени связывают такие разделы как: «Электродинамика» и «Оптика», в меньшей степени «Молекулярная физика и термодинамика». Профессиональные дисциплины данного направления подготовки способствуют приобретению выпускником теоретических знаний и практических умений в области надзорно-профилактической и экспертной деятельности, необходимых для успешного выполнения таких видов служебной деятельности как: - проведение экспертных исследований по делам о пожарах и нарушениях требований пожарной безопасности; - исследование вещной обстановки мест происшествий в целях обнаружения, фиксации, изъятия материальных следов правонарушения, а также их предварительного исследования; - работа с современной измерительной техникой, использование современных методов измерения и исследования; - осуществление государственной функции по надзору за соблюдением органами власти, должностными лицами и гражданами требований пожарной безопасности; - организация и проведение проверок органов власти, организаций и граждан по вопросам соблюдения требований пожарной безопасности.

Тематика вопросов, в которых прослеживается связь с дисциплиной «Физика», представлена менее широко, это связано с тем, что дисциплины данного цикла в большинстве своём ориентированы на работу с нормативной литературой и организационными вопросами в деятельности сотрудников МЧС. Вот некоторые из них: система раннего оповещения о возникновении пожара, проведение эвакуации и расчёт параметров движения людских потоков, расчёт силовых и осветительных электросетей, электрические цепи сетей автоматической пожарной сигнализации и систем пожаротушения, пожарная безопасность электронагревательных приборов, защита электрических сетей от перегрузок, опасность поражения электрическим током, пожарно-охранные извещатели, системы оповещения о ЧС и стихийных бедствиях, расчёт параметров выброса аварийно-химических и опасных веществ (АХОВ) при ЧС, проведение пожарно-технической экспертизы, анализ причин возникновения пожара, анализ и прогнозирование опасных факторов пожара.

Тематика раздела «Электродинамика» затрагивает важные направления деятельности МЧС России. Опасность поражения электрическим током важная составляющая обеспечения безопасности людей, учёт которой обязателен как в быту, так и при ликвидации пожаров и ЧС. На занятиях по физике следует раскрывать основные случаи и причины поражения электрическим током, обсуждать правила техники безопасности при тушении электроустановок под напряжением, какими огнетушащими веществами возможно такое тушение и др.

Для того чтобы курс физики не потерял своей фундаментальности, профессиональная ориентация на лекционных занятиях должна касаться только визуализации примеров явлений и законов физики. В настоящее время при проведении лекционных занятий, в том числе и в образовательных организациях МЧС России, широко используются современные компьютерные технологии, такие как электронные презентации и компьютерное моделирование.

Электронные презентации – это логически связанная последовательность слайдов, объединенная одной тематикой и общими принципами оформления. Презентация может представлять сочетание компьютерной анимации, графики, видео, музыки и звукового ряда, которые организованы в единую среду. Отбор материала для презентации должен соответствовать принципам научности, доступности и наглядности. Для успешного применения презентаций на занятиях по физике необходимо учесть следующее: 1) одинаковая структура слайдов в презентации; 2) оптимальное использование цвета для акцентирования внимания; 3) ограничить количество слайдов на один час занятия, оптимальный объем – не более 10 слайдов; 4) избегать сплошного текста, необходимы чёткие, лаконичные записи формулировок законов и правил, выводы, наиболее важный материал должен быть выделен ярче для включения ассоциативной зрительной памяти; 5) размещать на одном слайде не более 2х рисунков, которые лучше размещать левее текста; 6) некоторые слайды должны иллюстрировать связь курса физики с процессами обеспечения безопасности. При разработке дизайна презентаций необходимо учитывать определенную зависимость между цветовым решением и восприятием его человеком. Все должно работать на цель – привлечь внимание, заинтересовать, созданный образ должен иметь визуальную силу и гармонию. Количество используемых цветов также влияет на эффективность восприятия информации. Если эффективность восприятия черно – белого изображения принять за 100 %, то эффективность двухцветного возрастает на 20%, а многоцветного на 40%.

Составление презентации требует большой работы по подбору учебного материала, формированию структуры презентации и выбору оформления. Иллюстрации, должны ярко описывать сферу деятельности МЧС России, а также различные чрезвычайные ситуации, с которыми выпускник может столкнуться в любой момент. Отбор нового материала может производиться с использованием новостных лент, описывающих чрезвычайные происшествия или героизм людей попавших в ЧС. Также источником материалов могут служить истории и видеоматериалы проявления смекалки и поиска альтернативных путей предотвращения или минимизации последствий ЧС в сети интернет .

Работа с профессионально направленными иллюстрациями может быть различной: например постановка проблемы и поиск её решения; ознакомление с тактикой работы МЧС России и техническими средствами состоящими на вооружении; представление новейших образцов техники и их ноу-хау; знакомство с областью и условиями деятельности МЧС России.

Например, фотографии 1937 года, описывающие гибель дирижабля «Гинденбург». Данный материал может быть успешно применён при чтении лекции по электростатике для иллюстрации и оценки возможной опасности статического электричества. Обучаемым предлагается самостоятельно определить причину трагедии и её последствия, после этого даётся краткий экскурс в историю. После этого предлагается провести комплекс мероприятий и технических решений, исключающих повторения трагических событий, если дирижабли использовались бы в современном мире.

При изучении динамики, законов Ньютона и силы трения следует, например, рассмотрель в качестве иллюстрации случай, произошедший в центре Алма-Аты 27 июня 2013 года. Груженный топливом бензовоз опрокинулся и загорелся. Из-за разлива топлива вспыхнули припаркованные вдоль улицы автомашины и деревья, пламя перекинулось на восьмиэтажный жилой дом. В результате происшествия погиб водитель бензовоза. В ходе расследования было установлено, что водитель бензовоза до последнего момента пытался минимизировать возможные последствия дорожно-транспортного происшествия. Курсантам предлагается провести анализ ситуации, предложить варианты остановки транспортного средства движущегося под уклон. Необходимо указать, что такие случаи не редкость и под уклон может двигаться не только бензовоз, но и общественный (маршрутное такси, автобус) и личный транспорт. Сотрудникам МЧС необходимо быть готовым к решению самых различных задач.