d1lCcNA6sb

полагания, сотворчества, проживания участниками проекта ситуаций изучения реальных объектов реального мира, мировоззренческих прорывов, взаимного наставничества и интервьюирования. По итогам преподаватели отметили более глубокий уровень сформированности общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций у тех, кто рискнул и согласился поучаствовать в проекте.

Такого рода практика безусловно требует оценки педагогических рисков привлечения студентов к проектной работе по конкретной теме с конкретным перечнем работ, а также планирования продвижения по ним. Вопросы выбора и компетенций преподавателя, который берёт на себя функции проектного менеджера, не рассматриваются в данной статье.

Генерация и популяризация естественнонаучных знаний через работу с геоданными, приуроченными мониторингу природных процессов, а также обсуждение типовых задач специалистов в области наук о Земле, подлежащих автоматизации, находится в центре внимания данной статьи.

Представленные в статье идеи учитывают содержание учебных планов таких направлений подготовки бакалавров, реализуемых МАГУ, как: «01.03.02 Прикладная математика и информатика» (далее ПМИ) и «05.03.06 Экология и природопользование» (далее ЭКП) 2016-2018 гг. набора, а также планируемого к набору с 2019 года направления «09.03.01 Информатика и вычислительная техника» (далее ИВТ), которое уже много лет присутствует в МГТУ. Предложения авторов могут быть использованы для развития соответствующих компетенций при освоении следующих дисциплин: «Современные технологии Арктических исследований», «Университетский проект», «Математическое моделирование в естествознании и технике» в случае ПМИ/ИВТ, а также «Геоинформационные системы в экологии и природопользовании», «Математическое моделирование в экологии», «Глобальные проблемы природопользования», «Флора и фауна Мурманской области», «Учение о сферах Земли: атмосфера, гидросфера, биосфера» в случае ЭКП.

Первым кейсом был выбран достаточно трудный в организационном плане вид деятельности: практика вне стен университета. В рамках учебных полевых практик студентам естественнонаучных направлений, в частности, экологам, необходимо фиксировать большое количество параметров, среди которых: характер погодных условий (температура воздуха, скорость и направление ветра, характер осадков и др.), флористический и фаунистический состав, гидрологические характеристики, характер рельефа местности, степень антропогенной нагрузки и др. Из-за большого объёма информации часть данных может легко оказаться утерянной, что негативно сказывается на точности результатов исследований, выводах студента, оценке его работы. Есть необходимость упростить запись данных и сделать акцент на содержательной стороне полевой практики. В лабораторных условиях широко применяется табличный процессор Microsoft

40

Excel, однако в полевых условиях возникает необходимость поиска других решений. Решением может стать создание соответствующего программного обеспечения для мобильных устройств. При подготовке к полевым работам студент сам проектирует таблицу (настраивает формат). Затем уже при сборе данных пользуется мобильным приложением, заполняя подготовленную таблицу, выполняя навигацию по ячейкам строки по типу «На- зад-Вперёд». Также имеет смысл добавить несколько кнопок для переключения между строками в роде «Следующая запись-Предыдущая запись») – в таком случае студент будет иметь большие области на экране для быстрого занесения новых данных, а также простой и удобный доступ к редактированию уже записанных. Подобное мобильное приложение может стать интересным объектом практики по получению профессиональных умений

иопыта профессиональной деятельности, курсовой или одним из объектов выпускной работы для математиков-программистов. Применяя его, экологи оптимизируют использование времени в полевых условиях, а экспорт данных в формат XLS или CSV позволит продолжить обработку привычным способом.

Второй кейс посвящён освоению ГИС-технологий. В настоящее время использование геоинформационных систем (ГИС) значительно облегчает работу студентов-экологов. В частности, ГИС широко используется для составления карт, моделирования изменений различных параметров во времени, построения иерархии слоёв векторных и растровых данных на базовой карте (подложке). Изучение отдельных тем может потребовать упрощённого доступа к специфическим функциям или синтезу новой функциональности. Реализация решения этой задачи обеспечивается концепцией модульности ГИС: код на поддерживаемом языке программирования будет вызван прямо из основного приложения. Создание модулей расширения может рассматриваться как самодостаточная задача для математи- ков-программистов старших курсов. Студент-эколог может выступить как заказчик и консультант, а его однокурсники могут обеспечить квалифицированное тестирование разработанного программного обеспечения. Работа по созданию расширений позволяет сконцентрироваться на исследовании отдельных алгоритмов, структур данных и форматов файлов, не тратя время на графический интерфейс, так как он предоставляется самой ГИС. В качестве примера можно рассматривать связку языка Python и QGIS.

Третий кейс предполагает создание востребованных вне стен университета продуктов. Для программистов может быть интересно создание веб-приложений с поддержкой картографии и обработки геоданных – подмножеством функций ГИС. Кооперация разработчиков (техническая часть)

испециалистов, отвечающих за сбор, обработку и интерпретацию данных (содержательная часть) является очевидным вариантом совместного проекта для экологов и программистов. Создание мобильных и вебприложений является одним из инструментов для решения задач формиро-

41

вания экологической культуры и экологического сознания у разных категорий населения. Социально значимая деятельность экологов, направленная на информирование об экологических проектах и акциях, местоположении пунктов приёма опасных отходов, привлечении волонтёров – популяризация ответственного поведения в отношении окружающей среды требует оперативного, наглядного и доступного представления своих мыслей в том числе с привлечением интерактивных средств. Для реализации интерактива, способного привлекать внимание, недостаточно функциональности социальных сетей. Традиционные понятия «карта» и «атлас» обрастают новыми смыслами, на первый план выходят «способ обработки» вместо «результат обработки», «представление» вместо «массив данных», «взаимодействие с данными» вместо «отправка / получение данных», «онлайн-сервисы» вместо «скачанные продукты» [1; 5]. В Мурманской области наиболее успешной площадкой размещения и обработки геоданных является ОАО «Кольский геологический информационнолабораторный центр» [10] (г. Апатиты).

Четвёртый кейс продолжает предыдущий и фокусируется на доступе к большим массивам данных, накопленным по международным программам. Оперативное получение и анализ регулярно обновляемых данных является требованием современности. Использование актуальных спутниковых данных в работе эколога играет важную роль для мониторинга состояния поверхности и атмосферы Земли. Например, обнаружить нефтяные разливы, тепловое излучение от лесных пожаров, цветение фитопланктона. К сожалению, работе со спутниковыми данными в учебном плане студен- тов-экологов МАГУ не уделяется особого внимания. Учитывая, что экология для решения своих задач требует комплексного анализа, на наш взгляд, нужно уделить больше внимания обучению студентов-экологов работе с данными спутников. Данное направление является перспективным для создания совместных проектов студентов-экологов и студентов направления ПМИ.

Рассмотрим основные способы получения доступа к большим данным. Первым и основным является их скачивание со специализированного ресурса. Обычно данные с ресурса можно скачать с помощью некоего вебинтерфейса. Простейшим примером такого интерфейса будет являться Data Pool [3], представляющий собой каталог папок с данными, иерархически разделённых по источнику данных и дате получения для удобства поиска. Более продвинутым примером является NASA Earthdata Search [7]. С помощью этого инструмента для желаемого типа и источника данных можно прямо на карте Земли выбрать локацию, задать определённый интервал времени и прочее. Но зачастую возможностей предоставляемого графического интерфейса недостаточно. Помимо доступа к различным специфическим настройкам, каждую из которых трудно поместить в рамках вебинтерфейса, и желания сократить время доступа к данным за счёт автома-

42

тизации выставления таких настроек, главной необходимостью является автоматизация ежедневного обновления данных. Для решения данных проблем крупные источники данных зачастую предоставляют возможность получить доступ к данным через программный код. Это может быть реализовано посредством API (Application Programming Interface, описание способов взаимодействовать с базой данных ресурса с помощью программного кода), что можно увидеть в EGI Programmatic Access [4] – API для доступа к архиву данных NASA. Также распространены специальные консольные приложения, упрощающих процесс написания необходимого кода за счёт уже реализованного в приложении функционала. Примером такого приложения служит Daac2Disk [2] – менеджер скачивания данных из того же архива NASA. Другим способом сбора данных является скраппинг – обработка HTML (текстового представления) веб-страниц с целью извлечения необходимой информации. Это нетривиальная задача в случае, когда информация представлена на естественном языке и без всякой структуры. Если же структура файла заранее известна, то можно выполнять поиск по шаблону, для которого применяются парсинг (перевод последовательных строк текста в дерево разбора на основании неких правил, составленных по структуре текста) и/или регулярные выражения (инструмент поиска и осуществления манипуляций над подстроками текста на основании текстовых выражений). В частности, такой способ получения данных возможен с помощью библиотек Python: BeautifulSoup (парсинг), re (регулярные выражения).

Пятый кейс предлагает теоретизировать данные различных вариантов мониторинга и приближает к переднему краю прикладной науки. Сложным, но интересным представляется участие в использовании, адаптации и модификации моделей движения: газо-, флюидо- и гидродинамики. Современные модели требуют знаний в области математического анализа, дифференциальных уравнений, методов оптимизации, численных методов. При чтении соответствующей литературы студенты ПМИ/ИВТ сталкиваются с трудностями восприятия физических допущений, которые останавливают последовательность математических выкладок. Погружение в предмет со стороны наук о Земле в виде консультаций специалиста может существенно помочь. Такое взаимодействие упрощается в случае деятельности аспирантов или же работы молодых учёных в стенах научноисследовательских институтов, что подтверждает опыт одного из авторов статьи [8]. Достичь значительных результатов можно опираясь на сообщества единомышленников, что предоставляют научные школы. Gримером взаимодействия физиков, математиков и программистов является школа А.А. Намгаладзе, д.ф.-м.н., руководителя НИЛ «Компьютерное моделирование физических процессов в околоземной среде» МАГУ.

Шестой кейс предлагает экологам и программистам совместно осваивать модульное математическое обеспечение. Упрощение интерфейса

43

доступа к API, реализующих математические методы прогнозирования, регрессии и классификации, позволяют применять готовые решения как через графический интерфейс, так и через короткие фрагменты кода специалистам предметных областей. Ярким примером являются модели на основе нейронных сетей. Привлечение студентов старших курсов ПМИ/ИВТ для конфигурирования и ЭКП для поиска подходящих данных и контроля смыслов является перспективным при выполнении совместных исследовательских проектов, востребованных в регионе. Написание фрагментов собственного кода для нейронных сетей может быть полезно для формирования профессиональных компетенций и более полного использования возможностей математического аппарата, как в случае деятельности одного из авторов статьи при подготовке выпускной квалификационной работы [9].

Седьмой кейс учитывает погрешности математических методов и недостатки всех доступных систем мониторинга для конкретной территории и параметров: дополнительные съёмки с помощью БПЛА. Некоторые российские компании [6] уже задействованы во многих сферах, где могут потребоваться такие аппараты, например, тепловизорная съемка, позволяющая получить данные о температуре поверхности и на их основе составить тепловую карту поверхности, что может быть полезно в обнаружении лесных пожаров или тепловых утечек. С помощью аэрофотосъемки и аэровидеосъемки можно составить карту рельефа земли и использовать ее в областях экологии, геологии и геодезии, а также наблюдать за состоянием поверхности земли в режиме реального времени, при условии передачи видеосигнала на удаленный пункт приема. Однако для получения этих результатов должна быть проведена серьезная работа по дополнительному программированию закупленного аппарата, которая может помочь студентам специальностей ПМИ/ИВТ углубить свои знания в физических основах воздухоплавания, микроэлектроники, теории передачи сигналов.

Авторы надеются, что большая часть кейсов найдёт широкое применение в образовательном процессе и станет основой для модернизации подготовки студентов, удовлетворяющей современным требованиям, в том числе концепциям Национальной технологической инициативы и программам развития и использования Арктики.

Литература

1.Belgiu, M., Strobl, J., Wallentin, G. Open Geospatial Education // ISPRS International Journal of Geo-Information, 2015. Vol. 4. PP. 697-710.

2.Daac2Disk [Электронный ресурс] // LP DAAC. URL: https://lpdaac.usgs.gov/data_access/daac2disk.

3.Data Pool [Электронный ресурс] // Atmospheric Science Data Center. URL: https://eosweb.larc.nasa.gov/datapool.

44

4.EGI Programmatic Access [Электронный ресурс] // Earthdata. URL: https://developer.earthdata.nasa.gov/sdps/programmatic-access-docs.

5.Eremchenko E., Tikunov V., Ivanov R., Massel L., Strobl J. Digital Earth

and Evolution of Cartography // Procedia Computer Science, 2015.

V. 66. PP. 235-238.

6.GEOSCAN [Электронный ресурс] // URL: https://www.geoscan.aero/ru.

7.NASA Earthdata Search [Электронный ресурс] // URL: https://search.earthdata.nasa.gov (дата обращения: 04.03.19).

8.Запорожцев И.Ф., Моисеев Д.В. Верификация региональной конфигурации глобальной гидродинамической модели для Азовского моря по данным in situ. Наука Юга России, 2018. № 1(14). С. 59-70.

9.Запорожцев И.Ф., Середа А.-В.И. Использование искусственных нейронных сетей для прогнозирования временной изменчивости пространственного распределения характеристик океанической поверхности. Вестник Мурманского государственного технического университета, 2013. Т.16. № 4. С. 708-714.

10.Кольский геологический информационно-лабораторный центр [Электронный ресурс] // URL: http://www.kgilc.ru/C1/Home.aspx.

11.Кольский залив и нефть: биота, карты уязвимости, загрязнение. [под ред. А.А. Шавыкина]. ММБИ КНЦ РАН. СПб: Реноме, 2018. 520 с.

12.Королева Н.Ю, Митина Е.Г., Рыжова Н.И. Принципы взаимодействия образовательных сред в условиях виртуализации учебного процесса (на примере подготовки учителей биологии и информатики). Мир науки, культуры, образования, 2011. № 6-2. С. 271-274.

13.Митина Е.Г., Светлова М.В. Особенности регионального компонента содержания эколого-географического образования в условиях приморского региона // В сборнике: Эколого-географические проблемы регионов России. Материалы VIII Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием; Самарский государственный социально-педагогический университет. Самара: Изд-во СГСПУ, 2017. С. 368-370.

14.Современные информационные и биологические технологии в освоении ресурсов шельфовых морей. [отв. ред. Г.Г. Матишов]. ММБИ КНЦ РАН. М.: Наука, 2005. 359 с.

45

УДК 377

ББК 74.4

М.Р. Идрисова

ФГБОУ ВО «Мурманский арктический государственный университет» г. Мурманск, Россия

Е. Протасова

г. Ставангер, Норвегия

ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОРВЕГИИ КАК ВЕДУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ

ДОСТИЖЕНИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Аннотация. Норвегия считается одной из ведущих европейских стран которая уделяет повышенное внимание вопросам экологии и работает над предотвращением потенциальных экологических угроз. Данная статья имеет перед собой цель выявления и анализа основных отличительных особенностей био-экологического образования Норвегии как базового компонента для реализации стратегии устойчивого развития.

Ключевые слова: стратегия устойчивое развитие, экологическое образование, методы образования.

M.R. Idrisova

Murmansk Arctic State University Murmansk, Russia

E. Protasova

Stavanger, Norway

FEATURES OF ECOLOGICAL EDUCATION IN NORWAY AS A LEADING TOOL FOR ACHIEVING SUSTAINABLE DEVELOPMENT

Аbstract. Norway is recognized as one of the leading European countries that pays special attention to environmenе and focusing on preventing potential ecological threats. This article has the goal of identifying and analyzing the main distinctive features of Norwegian bio-ecological education as a basic component for the implementation of a sustainable development strategy.

Key words: sustainable development strategy, environmental education, educational methods.

Несмотря на активно действующий нефтегазовый сектор и высокую добычу и поставку углеводородов в соседние страны, Норвегия по праву считается одной из немногих стран успешно развивающих стратегию ус-

46

тойчивого развития и минимизирующих негативное промышленное влияние на окружающую среду посредством активного развития технологий. Норвегия является примером страны, которая смогла совместить интенсивное техногенное развитие, внедрение Океанской стратегии и разработки проектов в Арктике с охраной дикой природы страны (Лофотен, Шпицберген) и сохранении важнейших ресурсов.

Одна из важнейших ролей в реализации стратегии устойчивого развития в Норвегии лежит на государстве и осуществляется через строгое законодательство, действие которого распространяется на все потенциальные виды загрязнений окружающей среды. Строгие законодательные ограничения и требования подталкивают индустриальный сектор развивать технологии, которые смогут удовлетворить высокие требования государства и в тоже время минимизировать расход энергии.

Развитие таких высокоэффективных технологий является одной из ступеней стратегии устойчивого развития. Однако, это также подразумевает подготовку высококвалифицированных кадров, способных развивать технологические возможности регионов, минимизировать зависимость от нефтепродуктов и предотвращать потенциальные экологические угрозы. Именно роль подготовки будущих квалифицированных специалистов в области защиты окружающей среды, так же как и развитие понимание роли индивидуума в устойчивом развитии, и лежит на системе норвежского образования. Именно поэтому в данной статье представляется обзор особенностей норвежского образования в целом и экологического образования в частности.

В Норвежском королевстве обязательное школьное обучение длится десять лет и состоит из трёх ступеней: начальная ступень (Lower primary stage) — первые четыре класса, промежуточная (Upper primary stage) — следующие три класса и первая ступень средней школы (Lower secondary stage) — последние три года. Норвежский учебный план состоит из двух основных частей: общей и предметной. В общей части сформулированы цели и задачи школьного образования. В конце данного раздела представлены базисный учебный план и распределение часов по учебным предметам. Во второй части государственного учебного плана Норвегии представлены краткое описание назначения и цели преподавания предметов, их тематические разделы и методические рекомендации по организации познавательной деятельности учащихся [5].

Обучение в норвежских школах полностью бесплатное. В Норвегии примерно 3 250 начальных и средних школ, где обучается около 620 тыс. учеников. Дети начинают ходить в школу с шести лет. С осени 2006 г. начальное и среднее образование разделено на две основные ступени – начальную (1-7 классы) и среднюю (8-10 классы). Между школами существуют большие различия по числу учащихся – начиная от школ совместного обучения детей разного возраста в малонаселенных районах, в которых

47

ученики разных классов учатся вместе, до больших школ, насчитывающих несколько сот учеников, в наиболее крупных городах, где существует обучение по специализированным учебным программам, и каждая школа имеет свою специализацию. Одни школы дают только начальное образование, другие – только среднее, в третьих проводится полное обучение с 1-го класса по 10-й.

Вначальных и средних школах Норвегии в учебный план входят следующие предметы: Христианство и религиозное и нравственное образование, норвежский язык, математика, обществоведение, искусство и ремесла, естествознание, английский язык, иностранный язык (язык по выбору из пяти возможных), музыка, питание и здоровье, физическое воспитание [4].

По мнению Управления Образованием Норвегии, наука должна помогать детям и молодым людям развивать знания и подходы, которые дают им продуманное представление о взаимодействии природы, личности, технологий, общества и исследований. Такой подход важен для способности человека понимать различные виды научной и технической информа-

ции [6].

ВТабл. 1 представлены сведения о распределении часов на изучение естественных наук в школах Норвегии, исходя из данных Управления Образованием Норвегии.

Таблица 1

Часовая нагрузка на сектор естественных наук в Норвегии [6] (данные представлены в астрономических часах)

Для глухих детей была разработана программа обучения языку жестов в качестве первого языка. Также реализуются программы инклюзии для них разработаны специальные проекты, реализуемые в зависимости от потребностей детей [2].

Биологическое образование в начальной школе реализуется в рамках курса «Естествознание», а также практического курса «Питание и здоровье», где исходя из учебных планов реализуется изучение основ правильного питания, гигиены питания, ЗОЖ. В ходе этого курса преподаватели знакомят учащихся с животным и растительным миром Норвегии, и большинство занятий проходят не в стенах класса, а в рамках экскурсий. В средней школе добавляется в числе новых предметов экология [4].

48

Экзамены, в привычном нам понимании, здесь не сдаются, ребёнку предлагаются варианты комплексов собеседований и тестов для помощи с дальнейшим определением вектора обучения. От того, как школьник оканчивает среднюю школу, зависит возможность дальнейшего обучения в старшей. В старшей школе добавляются предметы, которые помогают определиться с выбором профессии в дальнейшем: физика, социология, психология, биология и химия. Во многих школах такие предметы как: физика и химия, биология и экология объединяют в один.

Выделение отдельных предметов, а также объединение, или перевод «биологии» в практический элективный курс – целиком зависит от специализации данной конкретной школы, а также родителей и желание ученика заниматься этим предметом. Также у каждого школьника есть возможность дополнительного изучения «Биологии и Химии» в рамках дополнительных углубленных курсов по выбору, они создаются по решению попечительских советов школ, но чаще всего имеют вид практического овладения каким-либо умением. К примеру, есть школы, где преподаются курсы: Ландшафтного дизайна, Охота и рыбалка, Рыбоводство, Таксодермия, Лесное хозяйство, Оленеводство, Птицеводство и т.д.

Образование в старшей школе охватывает промежуток между средним и высшим образованием. Закон, принятый в 2006 году, дает каждому человеку в возрасте от 16 до 19 лет право на трехлетнее образование в старшей школе, предназначенное для подготовки к программам высшего образования. Начиная с осени 2006 г., учащимся старших школ предоставлен выбор направления их учебной и практической подготовки, в том числе: спорт и физическая культура, музыка, танцы и драматическое искусство, дисциплина по специальности, строительное и конструкторское дело, дизайн и ремесла, электротехника, социальная помощь и здравоохранение, СМИ, сельское хозяйство, рыболовство и лесоводство, общественное питание, сфера услуг, транспорт и связь, техника и производство.

Экзамены сдают не все школьники, а лишь некоторый процент. Его выбирает специальный совет, не обладая никакой информацией об учащемся. Сдают, как правило, математику, экономику, информатику и английский язык. Причем можно выбрать из этого списка всего лишь два предмета. По окончании учёбы к выпускным экзаменам добавляется норвежский и ещё один предмет по выбору. Если ученик выбирает поступление на медицинские, ветеринарные или биологические факультеты университетов, выбор биологии – основополагающий [1].

Школы в Норвегии с самого первого года обучения направлены на то, чтобы раскрыть возможности каждого ученика. Один из главенствующих принципов: дети должны научиться сами оценивать свои поступки. Каждый ребенок здесь учится верить, в первую очередь, в свои способности и стремится реализовать их полностью.

49