Інноваційні технології підготовки майбутніх учителів математики: сучасні тенденції та практика впровадження

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини

Інноваційні технології підготовки майбутніх учителів математики: сучасні тенденції та практика впровадження

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

Стаття присвячена особливостям організації дистанційного та змішаного навчання під час кризових ситуацій. Зазначено, що функціонування системи освіти в умовах воєнного стану характеризується інтенсивним пошуком нових підходів до навчання, інноваційних форм організації освітнього процесу, ефективних педагогічних та інформаційних технологій. Саме дистанційне та змішане навчання стало інструментом реалізації освітнього процесу, що забезпечує безперервність надання освітніх послуг в умовах надзвичайних обставин. Ефективна організація освітнього процесу із застосування інноваційних засобів, технологій, інструментів забезпечить якісне та продуктивне навчання. Акцентовано увагу, що фундамент професіоналізму вчителя закладається під час його навчання у педагогічному ЗВО, зокрема, і в процесі навчання фахових дисциплін. Від міцності цього фундаменту залежить, як швидко молодий педагог зможе створити себе як вчителя. У статті зазначено, що з метою підвищення ефективності дистанційного навчання фахових дисциплін майбутнього вчителя математики доцільним і зручним для викладачів та студентів є використання різних цифрових інструментів Google. Позитивно впливає на навчально-пізнавальну діяльність студентів і використання форм, які передбачають роботу студентів у командах. На прикладі занять з елементарної математики продемонстровано використання інноваційних технологій, зокрема інтерактивних. З метою підвищення ефективності дистанційного навчання математичних дисциплін доцільним і зручним для викладачів та студентів є використання різних цифрових інструментів Google: GoogleClassroom, GoogleForms. Вибір технології та засобів навчання - один з найважливіших і найбільш важких елементів навчальної діяльності викладача, а в умова дистанційного чи змішаного навчання, це завдання лише ускладнюється. Організація освітнього процесу під час організації дистанційної та змішаної форми навчання вимагає поєднання різноманітних технологій, креативного підходу до використання кожної з них.

Ключові слова: дистанційне навчання, змішане навчання, інноваційні технології, інтерактивне навчання, здобувачі вищої освіти, майбутні учителі математики.

Abstract

Innovative technologies for the training of future teachers of mathematics: current trends and practice of implementation

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, PavloTychynaUman 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 is devoted to the peculiarities of the organization of distance and mixed learning during crisis situations. It is noted that the functioning of the education system under martial law is characterized by an intensive search for new approaches to learning, innovative forms of organizing the educational process, and effective pedagogical and information technologies. It is distance and mixed learning that has become a tool for the implementation of the educational process, which ensures the continuity of the provision of educational services under extraordinary circumstances. Effective organization of the educational process using innovative means, technologies, and tools will ensure high-quality and productive learning. Attention is focused on the fact that the foundation of a teacher's professionalism is laid during his studies at a pedagogical higher education institution, in particular, in the process of teaching professional disciplines. How quickly a young teacher can establish himself as a teacher depends on the strength of this foundation. The article states that in order to increase the effectiveness of distance learning of the professional disciplines of the future mathematics teacher, it is expedient and convenient for teachers and students to use various Google digital tools. It has a positive effect on the educational and cognitive activity of students and the use of forms that involve students working in teams. The use of innovative technologies, in particular interactive ones, is demonstrated on the example of classes in elementary mathematics. In order to increase the effectiveness of distance learning of mathematical disciplines, it is expedient and convenient for teachers and students to use various Google digital tools: Google Classroom, Google Forms. The choice of technology and teaching tools is one of the most important and most difficult elements of the teacher's educational activity, and in the conditions of distance or mixed learning, this task only becomes more difficult. The organization of the educational process during the organization of distance and mixed forms of education requires a combination of various technologies, a creative approach to the use of each of them.

Keywords: distance learning, blended learning, innovative technologies, interactive learning, students of higher education, future teachers of mathematics.

Основна частина

Постановка проблеми. Останні три роки - роки викликів для освіти в Україні. Спочатку пандемія коронавірусу, а зараз повномасштабна війна, суттєво обмежили можливість дітей повноцінно відвідувати школу й тим самим підштовхнули освітян до пошуку нових форматів навчання. Під час пандемії COVID-19 основним завданням було обмежити фізичні контакти, щоби мінімізувати розповсюдження вірусу, а в умовах війни перед освітянами стоїть завдання зробити освітній процес безпечним, не втративши якості.

Функціонування системи освіти в умовах воєнного стану характеризується інтенсивним пошуком нових підходів до навчання, інноваційних форм організації освітнього процесу, ефективних педагогічних та інформаційних технологій. Саме дистанційне та змішане навчання стало інструментом реалізації освітнього процесу, що забезпечує безперервність надання освітніх послуг в умовах надзвичайних обставин. Ефективна організація освітнього процесу із застосування інноваційних засобів, технологій, інструментів забезпечить якісне та продуктивне навчання.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Всесвітня пандемія, що почалася два роки тому, кардинально змінила освітній процес і пришвидшила темпи впровадження дистанційних технологій навчання. За ці два роки з'явилася велика кількість публікацій, присвячених питанням організації дистанційного чи змішаного навчання, а учасники освітнього процесу вже певною мірою апробували дистанційні технології і засоби навчання на собі. Зокрема, теоретичні та практичні аспекти впровадження дистанційних технологій навчання розглядали в своїх працях О.О. Андрєєв, В.Ю. Биков, О.П. Буйницька, Т.А. Вакалюк, Л.О. Варченко-Троценко, Н.В. Морзе, Н.Г. Сиротенко та інші. Серед закордонних вчених варто виокремити Terry Anderson, Cornelia M. Ashby, Lori Breslow, Dave Cormier, Michael G. Moore, George Siemens.

Дистанційне навчання - це цілеспрямований інтерактивний процес взаємодії викладача та здобувача вищої освіти, що ґрунтується на використанні сучасних інформаційних та телекомунікаційних технологій, які дозволяють здійснювати навчання на відстані, а отже, надає можливість отримувати освіту у процесі виробничої діяльності, за місцем проживання, можливість організації процесу самоосвіти, планування та здійснення індивідуальної освітньої траєкторії залежно від власних можливостей і потреб, поширює коло людей, яким доступні всі види освітніх ресурсів поза віковими, соціальними обмеженнями, станом здоров'я, підвищує соціальну та професійну мобільність населення [1, с. 70].

Згідно із Законом України «Про вищу освіту» [2] поєднання традиційного та дистанційного навчання («змішане навчання») є одним із пріоритетних форм здобуття освіти. Головне - під час «змішаного навчання» правильно та ефективно розподілити навчальний (теоретичний) матеріал та матеріал, який відведений на практичні заняття здобувачам освіти в аудиторіях (офлайн) та віддаленим студентам (онлайн).

Мета статті - розкрити й обґрунтувати особливості підготовки майбутніх учителів математики у дистанційному та змішаному форматі, використовуючи сучасні інноваційні технології.

Виклад основного матеріалу. Не дивлячись на зовнішні чинника, які так чи інакше впливають на освітній процес, завдання закладу вищої освіти - підготувати високоякісного фахівця, конкурентоспроможного на ринку праці. Фундамент професіоналізму вчителя закладається під час його навчання у педагогічному ЗВО, зокрема, і в процесі навчання фахових дисциплін. Від міцності цього фундаменту залежить, як швидко молодий педагог зможе створити себе як вчителя. Але інтерес до предмета виробляється тоді, коли студенту зрозуміло те, про що говорить викладач, коли задачі цікаві за змістом, коли студент сам повинен думати, робити висновки, узагальнення. І не дивлячись на реалії сьогодення, коли частина студентів може вийти на очне навчання, а частина - навчатись дистанційно, науково-педагогічні працівники зобов'язані організовувати освітній процес у змішаній формі використовуючи різні інноваційні технології, аби зацікавити та підготувати якісних фахівців.

З метою підвищення ефективності дистанційного навчання фахових дисциплін майбутнього вчителя математики доцільним і зручним для викладачів та студентів є використання різних цифрових інструментів Google. Організація занять із використанням технології відеозв'язку GoogleMeetта цифрової дошки Jamboardдозволить провести різного типу занняття. Наприклад, можна організувати командну роботу, присвоївши для кожної команди окремий лист цифрової дошки Jamboard. Крмі того, у відеоконференціїGoogleMeetми моемо розвести студентів по різним чат - кімнатам, щоб їм зручно було обговорювати хід розв'язання завдання.

Позитивно, на нашу думку, впливає на навчально-пізнавальну діяльність студентів і використання форм, які передбачають роботу студентів у командах (в підгрупі знаходиться більше чотирьох людей, які повинні, взаємодіючи між собою, обрати один раціональний спосіб розв'язання завдання). Тому, для групи студентів, з яких частина знаходиться в аудиторії, а частина приєднані до заняття через відеоконференцію, варто використовувати технології інтерактивного навчання.

Інтерактивне навчання математичних дисциплін в педагогічному університеті - це спільна діяльність усіх суб'єктів освітнього процесу, спрямована на формування у студентів математичної та фахової компетентностей на основі активної взаємодії та створення атмосфери успіху. У процесі інтерактивного навчання викладач координує роботу студентів щодо набуття ними нових знань і досвіду, виконує функцію порадника, партнера в навчально-пізнавальній діяльності студентів, спонукає їх до пошуку нових знань та формування професійних навичок і вмінь. Впровадження інтерактивного навчання у процес підготовки майбутніх учителів математики змінює місце і роль студентів у процесі навчання, спосіб набуття ними нових знань і досвіду, а також формування фахових компетентностей у майбутніх учителів математики [3].

Цікавою та ефективною для набуття студентами практичних навичок розв'язування задач вважаємо інтерактивну форму «Акваріум». Наведемо приклад використання даної форми під час практичного заняття з елементарної математики на тему «Ірраціональні нерівності». На вивчення даної теми, відповідно до робочої програми, відводиться 4 години, тож ми вважаємо, що використовувати зазначену вище форму потрібно на другому занятті, коли студенти вже пригадають основні методи розв'язування відповідних нерівностей. Розглянемо методичні особливості проведення форми «Акваріум» адаптовані до дистанційного та змішаного формату.

Існують різні способи організації даної форми, проте ми пропонуємо застосовувати її таким чином, щоб забезпечити міжпредметні зв'язки елементарної математики і методики навчання математики. На практичному занятті викладач для всієї групи оголошує завдання. Розв'язати нерівність 4х + 2 + 2 V x+1 - Vx+ 2 - 2Vx +1 > 2. Частину студентів (наприклад, ті студенти, які приєднались до заняття онлайн) об'єднати в групу. Тобто вони можуть сміливо обговорювати хід розв'язання нерівності, робити обрахунки на цифрової дошки Jamboardтощо. Необхідно повідомити студентам, що вони можуть спілкуватись між собою, кожен може запропонувати свій хід виконання даного завдання, але потім, порадившись один з одним вони мають обрати від команди один хід розв'язання завдання, який на їхню думку буде найбільш раціональним. З поміж себе студенти, що розміщені в акваріумі, мають обрати одну людину, яка буде доповідачем.

Доповідач повинен на дошці Jamboardдетально записати хід розв'язання нерівності, коментуючи кожен крок. Решта студентів, які розміщені в аудиторії спостерігають за тим, як студенти, що розміщені в акваріумі, розв'язують нерівність, проте ці студенти не мають права вступати в процес обговорення. Вони самостійно розв'язують його в себе в зошитах та порівнюють із результатами, що будуть представлені на дошці. Коли доповідач команди з акваріуму завершить роботу на цифровій дошці, то студенти, що не розміщені в акваріумі, мають право вступати в обговорення та коментувати хід розв'язування нерівності.

Процес розв'язування нерівності командою, що розміщена в акваріумі, ми пропонуємо записувати за допомогою функції запису в GoogleMeet, для того, щоб іншій групі потоку представити відео на розгляд.

В іншій академічній групі роботу пропонуємо організувати так: на початку практичного заняття необхідно пояснити студентам правила роботи на парі. Спочатку вони мають переглянути відео, де команда, що розміщена в акваріумі, розв'язує ірраціональну нерівність. Студенти повинні уважно спостерігати за ходом розв'язування нерівності, який пропонує група з акваріуму. Після завершення перегляду відео, студенти отримують завдання: з'ясувати, чи є найраціональнішим запропонований спосіб розв'язання нерівності. Якщо так, то обґрунтувати відповідь, якщо ж ні, то запропонувати інший спосіб розв'язування завдання. Для того, щоб студенти могли відповісти на такі запитання, їм надається 7 - 10 хвилин для роздумів.

Така форма інтерактивного навчання дуже корисна у процесі підготовки майбутнього вчителя математики, адже студентам необхідно багато логічних кроків робити усно, що позитивно впливає на творче мислення і сприяє інтелектуальному розвитку студентів.

Знятий у такий спосіб відеофрагмент заняття можна демонструвати на заняттях з методики навчання математики, щоб студенти побачили як інтерактивну форму «Акваріум» можна використати в школі під час очного та дистанційного навчання, обговорюють позитивні та негативні її сторони.

Також, ефективно під час набуття студентами фахових компетентностей використовувати форму інтерактивного навчання «Коло ідей». Наведемо приклад використання даної форми на практичному занятті з елементарної математики на тему «Ірраціональні вирази і їх перетворення». Цю форму навчання можна організувати різними способами. Розглянемо два з них.

Завдання. Спростити вираз:

дистанційний навчання інтерактивний студент

На дошці записано завдання і студентам відводиться кілька хвилин на роздуми щодо способів його раціонального розв'язання.

Перший спосіб. Викладач пропонує у загальному вигляді без конкретних записів розкрити основні прийоми спрощення запропонованого виразу. Можливі пропозиції:

- Спочатку позбавитися від'ємних показників і звести всі корені до показника 4.

- Виконувати спрощення «по діях».

Студентам пропонується обрати один із запропонованих способів (або власний) і розв'язати завдання самостійно. Два студенти, з поміж тих, які приєдналися до заняття онлайн у цей час реалізують ці способи на різних аркушах цифрової дошки Jamboard. Після того, як завдання розв'язане переважною частиною студентів групи і на цифровій дошці, починається обговорення розв'язань. Студенти, які працювали на цифровій дошці спостерігають, а із цифровою дошкою починають працювати «опоненти». Їх завдання - перевірити правильність виконання завдання, вказати на використання раціональних (чи нераціональних) прийомів, запропонувати (якщо можливо) кращий шлях.

Другий спосіб. На початку заняття викладач повідомляє студентам, що вони працюватимуть на занятті по-черзі, тобто кожен етап виконання завдання буде виконувати інша людина, як серед присутніх студентів в аудиторії, так і приєднаних онлайн до заняття студентів.

Викладач обирає студента, який розпочне процес розв'язування завдання. Обов'язково викладач повинен визначити порядок відповідей студентів. Наприклад, обирає одного студента, а той, давши відповідь, передає таке право іншому студенту, який, наприклад, наступний в списку групи. Студент, має на дошці писати розв'язування завдання (аргументуючи його), доки викладач не зупинить його. Для того, аби зручно було працювати на дошці студентам, які приєднані онлайн, то варто використовувати мультимедійну дошку, яка транслюватиме дану відеозустріч та цифрову дошку Jamboard. Як тільки викладач зупинив відповідь студента, до процесу розв'язування завдання на цифровій дошці повинен приступитит інший по - черзі студент і продовжити роботу над розв'язанням завдання. У випадку допущення студентом помилки, бажаючі можуть відразу вказати на неї.

Студент 1. Корінь парного степенял/xіснує тільки при x> 0, але оскільки 4xта 4У знаходиться в знаменнику, то виконаємо спрощення при x> 0; у > 0, X Ф у.

Студент 2. Розглянемо перший дріб у чисельнику загального дробу. Використовуючи властивості кореня отримаємо:

Аргументуючи свою відповідь, студент повинен зазначити, що значення кореня із степеня невід'ємного числа не зміниться, якщо показник кореня і показник підкореневого виразу помножити (або поділити) на одне і те саме натуральне число. Також, він повинен аргументувати, що коли виносив вираз за дужки, то використовував властивість добутку коренів, а знаменник VX² - Уу² розклав за формулами скороченого множення на добуток.

Викладач слідкуватиме за відповіддю студента, який розв'язує завдання на цифровій дошці, як решта студентів сприймають матеріал. Якщо ж студент розв'язує завдання без пояснення, то викладачу варто задавати навідні питання. Зупинивши відповідь даного студента, роль доповідача переходить до наступного учасника інтерактивного навчання.

Студент 3. Підставимо отриманий вираз у чисельник дробу і спростимо

його:

Викладач повинен простежити, щоб, аргументуючи свою відповідь, студент пояснив, які властивості арифметичного кореня він використовував при зведені виразу в дужках до спільного знаменника, як знаходиться добуток двох виразів із коренями тощо.

Перевага даної форми роботи полягає в тому, що студенти постійно перебувають в робочій атмосфері, адже, вони не знають коли викладач зупинить відповідь одногрупника, і чи не змінить почерговість відповідей студентів. Адже, за викладачем залишається право призначати нового доповідача, тоді наступність відповідей продовжується вже від новопризначеного студента.

Студент 4. Спростивши чисельник дробу, виконаємо спрощення знаменника дробу:

Студент повинен наголосити, що використовуючи властивість дробу, можна внести змінну під знак арифметичного кореня, а потім розкласти суму кубів на множники.

Викладач слідкує за позитивною атмосферою у студентській спільноті, за необхідності пояснити той чи інший етап розв'язування завдання. По - закінченню спрощення знаменника, передати право розв'язувати завдання біля дошки іншому студенту.

Студент 5. Підставимо отримані вирази для чисельника та знаменника в дріб та отримаємо:

Завершивши спрощення виразу, викладач обов'язково має перевірити чи всім студентам зрозумілий хід розв'язування завдання. Після закінчення обговорення, запропонувати студентам виконати інші завдання, продовжуючи роботу за даною формою інтерактивного навчання.

З метою підвищення ефективності дистанційного навчання математичних дисциплін доцільним і зручним для викладачів та студентів є використання різних цифрових інструментів Google: GoogleClassroom, GoogleForms, які для учасників освітнього процесу вже є не новими, але робота з якими значно полегшує взаємодію. GoogleFormsє одним із альтернативних, доступних і простих засобів хмарних технологій, що часто застосовується з метою проведення поточного та підсумкового контролю знань студентів. Використання GoogleFormsвідкриває можливості для систематичного контролю за процесом навчання, рефлексії навчальної діяльності та її своєчасної корекції, що є важливою умовою підвищення якості професійної підготовки майбутніх фахівців.

Підсумовуючи результати дослідження, слід зазначити, що вибір технології та засобів навчання - один з найважливіших і найбільш важких елементів навчальної діяльності викладача, а в умова дистанційного чи змішаного навчання, це завдання лише ускладнюється.

Висновки. Організація освітнього процесу під час організації дистанційної та змішаної форми навчання вимагає поєднання різноманітних технологій, креативного підходу до використання кожної з них. Саме тому освіта сьогодні ґрунтується на творчому поєднанні традиційних та інноваційних форм, засобів, методів і прийомів навчання. Уміння педагога застосовувати різні технології навчання дає йому змогу творчо підходити до організації освітньої діяльності здобувачів вищої освіти, обираючи в конкретних умовах саме ту технологію навчання, яка найкраще забезпечить засвоєння знань, формування умінь і навичок за мінімальних затрат зусиль і часу. У процесі підготовки майбутніх учителів математики найбільш доцільно використовувати ті технології, при яких у студентів розвивається бажання розвивати свою компетентність, учитися та досягати успіхів протягом всього життя.

Метою подальших досліджень є можливості впровадження дослідницьких технологій у процесі підготовки майбутніх учителів математики в умовах змішаного навчання.

Література

1. Жевакіна Н.В. Технологія дистанційного навчання: сутність та особливості. Вісник Луган. держ. пед. ун-ту імені Тараса Шевченка. №4. 2003. С. 68-73

2. Про вищу освіту: Закон України від 05 вересня 2017 р. №2145-VIII (останні зміни від 25.09.2020). URL:http://zakon5.rada.gov.ua/laws/show/1556-18 (дата звернення: 16.03.2023).

3. Тягай І.М. Форми інтерактивного навчання математичних дисциплін майбутніх учителів математики: автореф. дис…. канд. пед. наук: 13.00.02. Київ, 2017. 25 с.

References

1. Zhevakina N.V. Tekhnolohiyadystantsiynohonavchannya: sutnist' ta osoblyvosti [Distance learning technology: essence and features]. VisnykLuhans'kohoderzhavnohopedahohichnohouniversytetuimeniTarasaShevchenka - Bulletin of Luhansk State Pedagogical University named after Taras Shevchenko, 4, 68-73 [in Ukrainian].