Перевернуте навчання як інноваційна технологія у підготовці майбутніх учителів математики

Размещено на http://allbest.ru

Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини

Перевернуте навчання як інноваційна технологія у підготовці майбутніх учителів математики

Махомета Тетяна Миколаївна кандидат педагогічних наук,

доцент, декан факультету фізики, математики та інформатики,

доцент кафедри вищої математики та методики навчання математики,

Тягай Ірина Михайлівна кандидат педагогічних наук, доцент,

доцент кафедри вищої математики та методики навчання математики

м. Умань

Анотація

У статті висвітлено питання необхідності впровадження в освітній процес закладів вищої освіти інноваційних методів і технологій, які б відповідали викликам часу. Зокрема, розглянуто можливості впровадження технології перевернутого навчання у викладання дисципліни «Аналітична геометрія» у процесі підготовки майбутніх учителів математики.

Метою статті є висвітлення особливостей застосування педагогічної технології «перевернутого навчання» у процесі підготовки майбутніх учителів математики.

Використання даної технології у фаховій підготовці майбутніх учителів математики сприяє вихованню у студентів самостійності, відповідальності, ініціативності, розвитку креативності, мобільності, професійної, комунікативної та цифрової компетентностей.

Досліджено сутність технології перевернутого навчання, яка полягає в кардинальній реорганізації освітнього процесу та зміщенні пріоритетів у навчанні в бік набуття умінь та професійних компетентностей практичного спрямування за рахунок перенесення освоєння теоретичного матеріалу до площини віртуального, дистанційного подання інформації. Зміни в формі самостійної роботи, а саме попереднє ознайомлення та вивчення теоретичного матеріалу замість практичних завдань, дає змогу вивільнити аудиторний час та присвятити його набуттю практичних навичок під керівництвом викладача.

Наведено уніфіковану структуру перевернутого заняття, що складається з онлайн та аудиторної складових. Представлено підходи та технології реалізації онлайн частини курсу, зазначений необхідний електронний контент.

Описано інноваційні педагогічні технології, використання яких доцільно на етапах сприйняття та рефлексії знань, для формування фахових компетентностей майбутніх учителів математики.

Узагальнено, що використання технології «перевернутого навчання» за умови методично правильного її застосування, сприятиме підвищенню рівня вмотивованості та успішності здобувачів вищої освіти.

Ключові слова: інформаційно-комунікаційні технології, перевернуте навчання, традиційне навчання, змішане навчання, дистанційне навчання, здобувачі вищої освіти, майбутні учителі математики.

Abstract

Flipped learning as an innovative technology in the training of future teachers of mathematics

Makhometa Tetiana Mykolayivna Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Dean of the Faculty of Physics, Mathematics and Computer Science, Associate Professor of the Department of Higher Mathematics and Methods of Mathematics, Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, Uman

Tiahai Iryna Mykhaylivna Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Higher Mathematics and Methods of Mathematics, Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, Uman

The article highlights the need to introduce innovative methods and technologies into the educational process of higher education institutions that would meet the challenges of the times. In particular, the possibility of implementing the technology of flipped learning in the teaching of the discipline "Analytic geometry" in the process of training future teachers of mathematics was considered. The purpose of the article is to highlight the peculiarities of using the pedagogical technology of "inverted learning" in the process of training future teachers of mathematics. The use of this technology in the professional training of future teachers of mathematics contributes to the education of students' independence, responsibility, initiative, development of creativity, mobility, professional, communicative and digital competences. The essence of the technology of flipped learning, which consists in a radical reorganization of the educational process and a shift in priorities in learning towards the acquisition of skills and professional competencies of a practical direction due to the transfer of the mastering of theoretical material to the plane of virtual, remote information presentation, has been studied. Changes in the form of independent work, namely preliminary familiarization and study of theoretical material instead of practical tasks, allows you to free up classroom time and devote it to acquiring practical skills under the guidance of a teacher. The unified structure of the flipped lesson, consisting of online and classroom components, is given. Approaches and technologies for implementing the online part of the course are presented, the necessary electronic content is specified. Innovative pedagogical technologies are described, the use of which is appropriate at the stages of perception and reflection of knowledge, for the formation of professional competences of future mathematics teachers. It is summarized that the use of "inverted learning" technology, provided that it is applied methodically correctly, will contribute to increasing the level of motivation and success of higher education students.

Keywords: information and communication technologies, flipped learning, traditional learning, blended learning, distance learning, students of higher education, future teachers of mathematics.

Вступ

Постановка проблеми. У сучасних умовах реформування системи вітчизняної освіти, особливого значення набуває проблема підготовки вчителя нового покоління, здатного до професійної діяльності в умовах переходу світової спільноти до інформаційного суспільства.

Інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ) глибоко проникли в наше повсякденне життя і вже змінили нашу поведінку, наше спілкування, наші підходи до роботи та відпочинку, наш спосіб життя. Неминуче впровадження цифрових технологій в освітній процес вимагає перегляду наявної педагогічної парадигми. З огляду на значний обсяг інформації, доступний здобувачам освіти завдяки інтернету, викладач вже не є єдиним джерелом знань. Для підвищення якості освіти необхідне впровадження нових підходів до навчання, більш пристосованих до потреб сучасних студентів.

Як зазначається в Національній доктрині розвитку освіти в Україні у ХХІ столітті [4], одним із пріоритетних напрямків розвитку освіти є запровадження освітніх інновацій та інформаційних технологій. Зокрема, у документі наголошується на забезпеченні інноваційного характеру освітньої діяльності. За таких умов суспільство сьогодні очікує нового вчителя (зокрема, вчителя математики), який може бути підготовлений тільки в інноваційному освітньому середовищі педагогічних закладів вищої освіти. Тільки в умовах інноваційного середовища можливо сформувати вчителя, який є всебічно розвиненою, самостійною, самодостатньою особистістю, здатного швидко адаптуватися в сучасній системі освіти, брати участь у її вдосконаленні, бути готовим до впровадження педагогічних інновацій, тобто вчителя-дослідника, вчителя-новатора.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Зміни, що відбуваються в сучасному суспільстві, реформування вітчизняної освіти вимагають упровадження в процес підготовки майбутніх учителів математики нових освітніх технологій. Серед таких технологій особливо широкого вжитку в освітньому процесі набуває технологія «перевернуте навчання», що є однією з ключових тенденцій освітніх технологій сучасності.

Концепція «перевернутого навчання» (Flipped classroom) як різновиду «змішаного навчання» (blended learning) активно досліджується в зарубіжних науково-педагогічних виданнях протягом останнього десятиліття, зокрема, у працях Дж. Бергманн [6, 7] А. Самс [6], К. Фултон [8], Дж. Грейні [9], Х. Ханг [10], Дж. Нурі [11], К. Уолш [12]. В українському просторі вищої освіти інтерес до цієї технології спостерігається протягом останніх років. Заслуговують на увагу праці таких науковців, як М. Байда [1], М. Кадемія [2], О. Кузьмінська [3], Н. Приходькіна [5] тощо.

Мета статті - висвітлити особливості застосування педагогічної технології «перевернутого навчання» у процесі підготовки майбутніх учителів математики.

Виклад основного матеріалу

Одним із пріоритетних напрямів модернізації фахової підготовки майбутніх учителів математики у педагогічних ЗВО є поєднання традиційного навчання із упровадженням інновацій та інформаційно-комунікаційних технологій. Технологія «перевернуте навчання» є широко відомою моделлю змішаного навчання, яка дозволяє по іншому поглянути на організацію освітнього процесу. Використання даної технології передбачає попереднє самостійне опрацювання студентами навчального матеріалу поданого у вигляді опорного конспекту лекції або у вигляді слайдів, відео- і аудіоматеріалів. На занятті викладач переважно приділяє час для пояснення складних моментів, які найбільше викликали труднощі під час самостійного опрацювання навчального матеріалу, відповідає на запитання студентів по темі заняття, організовує обговорення вивченого матеріалу тощо.

Використання даної технології у фаховій підготовці майбутніх учителів математики сприяє вихованню у студентів самостійності, відповідальності, ініціативності, розвитку креативності, мобільності, професійної, комунікативної та цифрової компетентностей.

Зосередимо увагу на тому, що перевернуте навчання є також психологічною концепцією, оскільки саме через візуалізацію змісту представники покоління, до якого відносяться сучасні студенти, можуть краще засвоювати навчальний матеріал. Саме тому доцільно, щоб новий навчальний матеріал викладач заздалегідь подавав студентам у формі відео-лекцій або інших навчальних матеріалів у електронній версії, які студент міг би переглядати у вільний час. У такому випадку навчальні заняття можна «перевертати» за допомогою матеріалів, які розміщуються на освітній платформі університету, що дозволяє поміняти місцями традиційні види освітньої діяльності в аудиторії та поза її межами. Таким чином відбувається трансформація аудиторної та самостійної фаз навчання. Перевернуте навчання поділяється на 3 фази:

- Pre-Phase - діяльність, яка відбувається до проведення аудиторних занять;

- F2F (face-to-face) - активне навчання в аудиторії;

- Post-Phase - навчання після аудиторної роботи, рефлексія.

На етапі Pre-Phase робота вдома передбачає самостійне ознайомлення студентів із новим навчальним матеріалом: перегляд відеолекцій, робота з презентаціями, робота з матеріалами рекомендованих сайтів, робота з рекомендованою літературою.

На етапі F2F робота в аудиторії передбачає співпрацю та взаємодію (інтерактивні завдання, дискусії, рольової ігри, кейси, вебквести, проєкти тощо). перевернутий навчання інноваційний учитель математика

На етапі Post-Phase відбувається спостереження, зворотний зв'язок, оцінка (цей етап реалізується викладачем).

Існує значна низка підходів до впровадження «перевернутого навчання», однак всі вони базуються на єдиному принципі: ознайомлення з новим матеріалом відбувається поза аудиторією, тоді як аудиторна робота присвячується практичному застосуванню отриманих знань [6]:

1. «Класична» модель «перевернутого навчання» передбачає попереднє ознайомлення студента з теоретичним матеріалом майбутнього заняття. Матеріали студентам можна запропонувати у різних формах: у вигляді опорного конспекту лекцій або параграфа підручника, у вигляді слайдів, відео- та аудіодокументів. В аудиторії викладач організовує обговорення вивченого матеріалу, пояснює складні моменти, відповідає на запитання, використовує інтерактивні методи навчання. Варто зазначити, що незважаючи на те, що навчання частково проводиться дистанційно, ця модель продовжує нагадувати традиційну систему освіти і має транслюючий характер: спочатку вивчаються теорії, концепції та моделі, а потім їх практичне застосування. Безпосереднє навчання реалізується поза аудиторією, тоді як навчальний час під час заняття присвячується практичному застосуванню отриманих знань.

2. «Просунута» модель «перевернутого навчання» також має два етапи - позааудиторний і аудиторний та передбачає поступове ускладнення рівня завдань і розширення видів діяльності. У процесі попередньої підготовки студенти самостійно здійснюють пошук інформації із заданої теми, опрацьовують матеріали, переглядають відео. Результати роботи вони розміщують у спільному доступі на електронній платформі, щоб викладач та інші студенти мали змогу заздалегідь із ними ознайомитися. Таким чином, здійснюється моніторинг самостійної роботи кожного студента. В аудиторії здійснюються презентація та обговорення підготовлених матеріалів, аргументований аналіз роботи кожної групи, створення загальної концептуальної картини на основі думок, коментарів, висловлених суджень.

3. «Системна» або «комбінована» модель «перевернутого навчання» передбачає, комбінування перших двох моделей. Суть цієї моделі полягає в зміні не місця виконання певного виду діяльності, а в перестановці ключових складників освітнього процесу. Змінюється традиційна послідовність задіяних компетенцій (запам'ятовування, розуміння, застосування, аналіз, синтез, оцінка). Спочатку вивчається практичне застосування теорії або моделі і тільки потім її теоретичне обґрунтування. На дистанційному етапі студенти в малих групах працюють із завданням або проблемною ситуацією, намагаються її оцінити, здійснюють пошук і аналіз інформації, необхідної для об'єктивної оцінки подій, пропонують варіанти рішень. В аудиторії представляють знайдену інформацію і джерела, під керівництвом викладача аналізують завдання, порівнюють переваги і недоліки кожного із пропонованих рішень. Потім знову йде дистанційний етап: студенти вивчають теоретичні основи питання, досвід діяльності із зазначеної проблеми. На заключному етапі в аудиторії підбиваються підсумки і закріплення вивченого матеріалу з теми; аналізується можливість застосувати цю модель щодо інших ситуацій.

Тобто, під час «перевернутого навчання» студент отримує максимально актуальну та адресну допомогу саме тоді, коли вона потрібна найбільше - на стадії практичного застосування отриманих знань. Візуально представимо модель реалізації фаз перевернутого навчання із використанням електронних навчальних курсів (Рис. 1).

Наведемо приклад використання перевернутого навчання під час вивчення навчальної дисципліни «Аналітична геометрія». Студенти в курсі аналітичної геометрії педагогічних університетів спеціальності 014.04 Середня освіта (Математика) ґрунтовно вивчають лише алгебраїчні лінії і поверхні першого та другого порядків, а вивчення трансцендентних ліній та поверхонь переважно виносяться на самостійне опрацювання. Водночас студенти оперували з деякими трансцендентними кривими ще в шкільному курсі математики (графіки показникової, логарифмічної, тригонометричних, обернених тригонометричних функцій тощо). Тому, під час організації позааудиторної роботи Pre-Phase можна запропонувати здобувачам освіти самостійно ознайомитися із лекційним матеріалом, що розміщено в електронному доступі. Також, можна запропонувати студентам розглянути такі криві: півколо, гіперболу, експоненту, синусоїду, півпараболи, еліпс і класифікувати їх. Всі криві першокурсникам відомі, але основну відмінність вони вбачають не відразу. Крім того, потрібно надати студентам інструменти формувального оцінювання, зокрема рубрики, чек-листи, форми оцінювання тощо.

Активне ж навчання (фаза F2F) відбуватиметься в аудиторії під час проведення практичних занять з використанням різних інноваційних педагогічних технологій. Крім розв'язування практичних завдань, обов'язково потрібно перевірити якість засвоєння теоретичного матеріалу та виконання ними завдань на Pre-Phase і здійснення формувального оцінювання. У разі здійснення студентами правильної класифікації кривих в поза аудиторний час на попередній фазі, можна показати й інші трансцендентні лінії: циклоїду, трактрису, спіраль Архімеда, ланцюгову лінію, гіперболічну спіраль. У даному випадку, з метою економії часу, варто запропонувати студентам переглянути відеоролик, підготовлений заздалегідь. Після цього доцільно з'ясувати у студентів, які ще трансцендентні лінії вони знають зі шкільного курсу математики. Фаза перевернутого навчання Face-to-Face повинна містити різні форми роботи студентів, як індивідуальні, так і групові.

Завершення роботи, додаткові індивідуальні завдання та самостійна робота переноситься в Post-Phase.

Така форма роботи у вищій школі сприятиме формуванню у здобувачів освіти загальних та фахових компетентностей. Крім того, щоб навчити майбутніх учителів математики використовувати інноваційні технології, під час фронтального опитування варто застосовувати під час аудиторного навчання технологію «Бінго». Це весела гра, яка допоможе активізувати розумову діяльність студентів, налаштувати їх на активне навчання. Пропонуємо студентам QR-код, за яким дається завдання зібрати пазл або ж знайти відповідності тощо. Хто першим виконає завдання, той промовляє Бінго! і стає переможцем в цій грі.

Завершальним етапом даного заняття є рефлексія. Для швидкої та якісної взаємодії із здобувачами освіти навіть у позааудиторний час варто використати он-лайн ресурси. Таких хмарних ресурсів безліч. Одним з таких он-лайн ресурсів є Mentimeter. Mentimeter - он-лайн ресурс для створення презентацій, опитувань, голосувань у режимі реального часу, що дозволяє отримувати миттєвий зворотній зв'язок з аудиторією.

Отже, по завершенню заняття ми пропонуємо студентам самостійно, без «стороннього ока» дати відповідь на наступні питання:

1. Чи сподобалося Вам працювати за технологією «Перевернуте навчання»? (Варіанти: Так; було непогано; не дуже; ні).

2. Чи будете Ви використовувати сьогоднішні он-лайн сервіси у своїй майбутній професійній діяльності? (Варіанти: Так; скоріше так; іноді; не знаю; ні).

Крім того, анонімне голосування можна ефективно застосовувати як інструмент формуючого оцінювання, коли необхідно визначити загальний рівень розуміння теми, питання студентами. Воно має ряд переваг, як:

- анонімність дозволяє респонденту уникнути стереотипного мислення і виразити відкрито власну думку;

- відсутність критики або негативного оцінювання з боку оточуючих дозволяє респондентам легко виразити себе;

- результати будуть більш точними, так як на учасників не відбувається тиск з боку оточуючих;

- анонімність дозволяє уникнути негативного домінування думки одного або декількох учасників голосування.

Взаємодію учасників освітнього процесу в інтерактивній формі потрібно застосовувати на заняттях якомога частіше, щоб майбутні учителі могли вдало і вміло впроваджувати їх у свою професійну діяльність, тим самим перетворюючи навчання на гру і зацікавлюючи учнів математикою.

Висновки

Отже, одним із важливих завдань, які стоять перед сучасним вчителем математики є модернізація процесу навчання шляхом забезпечення його творчого та активного характеру з метою формування життєвих компетентностей учнів. Практичні методичні вміння майбутніх учителів математики мають стати інструментом побудови ефективної педагогічної взаємодії у процесі навчання учнів математики. Використання інноваційних технологій навчання в процесі методичної підготовки майбутніх учителів математики сприяє усвідомленню студентами необхідності створення та використання освітніх просторів, які повинні стати для учнів потужним інструментом розвитку критичного мислення, саморозкриття творчих здібностей, дослідницьких навичок, самопізнання.

Подальше дослідження доцільно спрямувати на використання запропонованих технологій у навчання студентів фахових дисциплін методичного спрямуваня.

Література

1. Байда М.В. Використання класичних технологій кооперативного навчання на змішаних та пере-вернутих заняттях у процесі фахової підготовки вчителів-філологів. Вісник Житомирського державного університету. Серія: Педагогічні науки. 2015. Вип. 4 (82). С. 83-87.

2. Кадемія М.Ю. Інформаційно-комунікаційні технології у перевернутому навчанні студентів. Звітна наукова конференція Інституту інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України : збірник матер. наук. конф., м. Київ, 28 берез. 2017 р. Київ : ІІТЗН НАПН України, 2017. С. 147-150.

3. Кузьмінська О.Г. Перевернуте навчання: практичний аспект. Інформаційні технології в освіті. 2016. № 1 (26). С. 86-98.

4. Національна доктрина розвитку освіти України у ХХІ столітті. Освіта України. 2001. №1. С.22-25.

5. Приходькіна Н. Використання технології «переверненого навчання» у професійній діяльності викладачів вищої школи. Науковий вісник Ужгородського національного університету. Серія «Педагогіка, соціальна робота». 2014. Вип. 30.С. 141-144.

6. Bergmann J., Sams A. Flip Your Classroom: Reach Every Student in Every Class Every Day. Washington DC: International Society for Technology in Education, 2012. 112 p.

7. Bergmann J. Solving the Homework Problem by Flipping the Learning. ASCD, 2017. 100 p.

8. Fulton K.P. 10 Reasons to flip. New Styles of Instruction. 2012. Vol. 94 (2). P. 20-24.

9. Graney J. Flipping Your EL Classroom: A Primer. URL: http://newsmanager.commpartners.com/ tesolc/issues/2013-10-01/3.html (дата звернення: 10.03.2023).

10. Hung H. Flipping the Classroom for English Language Learners to Foster Active Learning. Computer Assisted Language Learning. 2015. No. 28(1). P. 81-96.

11. Nouri J. The Flipped Classroom: for Active, Effective and Increased Learning - Especially for Low Achievers. International Journal of Educational Technology in Higher Education. 2016. No.13. P. 33-43.

12. Walsh K. Flipping the Language Classroom. URL: https://flippedlearning.org/ academic_subject/foreign_languages/flipping-the-language-classroom/ (дата звернення: 10.03.2023).

References

1. Bayda, M.V. (2015). Vykorystannya klasychnykh tekhnolohiy kooperatyvnoho navchannya na zmishanykh ta pere-vernutykh zanyattyakh u protsesi fakhovoyi pidhotovky vchyteliv-filolohiv. [The use of classical technologies of cooperative learning in mixed and flipped classes in the process of professional training of philology teachers]. Bulletin of Zhytomyr State University - Visnyk Zhytomyrs'koho derzhavnoho universytetu, 4, 83-87 [in Ukrainian].

2. Kademiya M.YU. (2017). Informatsiyno-komunikatsiyni tekhnolohiyi u perevernutomu navchanni studentiv [Information and communication technologies in the inverted education of students]. Zvitna naukova konferentsiya Instytutu informatsiynykh tekhnolohiy i zasobiv navchannya NAPN Ukrayiny - Report of the scientific conference of the Institute of Information Technologies and Teaching Aids of the National Academy of Sciences of Ukraine. (pp. 147-150). Kyiv: IITZN National Academy of Sciences of Ukraine [in Ukrainian].

3. Kuz'mins'ka O.H. (2016). Perevernute navchannya: praktychnyy aspekt [Flipped learning: a practical aspect]. Informatsiyni tekhnolohiyi v osviti - Information technologies in education, 1, 86-98 [in Ukrainian].

4. Natsional'na doktryna rozvytku osvity Ukrayiny u ХХІ stolitti [National doctrine of education development of Ukraine in the 21st century]. (2001). Osvita Ukrayiny - Education of Ukraine, 1, 22-25 [in Ukrainian].

5. Prykhod'kina N. (2014). Vykorystannya tekhnolohiyi "perevernenoho navchannya" u profesiyniy diyal'nosti vykladachiv vyshchoyi shkoly [Using the technology of "inverted learning" in the professional activity of teachers of the higher school]. Naukovyy visnyk Uzhhorods'koho natsional'noho universytetu - Scientific Bulletin of the Uzhhorod National University, 30, 141-144 [in Ukrainian].

6. Bergmann, J., & Sams, A. (2012). Flip Your Classroom: Reach Every Student in Every Class Every Day. Washington DC: International Society for Technology in Education.

7. Bergmann, J. (2017). Solving the Homework Problem by Flipping the Learning. ASCD.

8. Fulton, K.P. (2012). 10 Reasons to flip. New Styles of Instruction, 94 (2), 20-24.

9. Graney, J. Flipping Your EL Classroom: A Primer. newsmanager.commpartners.com. Retrieved from http://newsmanager.commpartners.com/tesolc/issues/2013-10-01/3.html

10. Hung, H. (2015). Flipping the Classroom for English Language Learners to Foster Active Learning. Computer Assisted Language Learning, 28(1). 81-96.

11. Nouri, J. (2016). The Flipped Classroom: for Active, Effective and Increased Learning - Especially for Low Achievers. International Journal of Educational Technology in Higher Education, 13, 33-43.

12. Walsh K. Flipping the Language Classroom. flippedlearning.org. Retrieved from https://flippedlearning.org/academic_subject/foreign_languages/flipping-the-language-classroom/

Размещено на Allbest.ru