Цифровізація професійної підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ізмаїльський державний гуманітарний університет

Цифровізація професійної підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін

Воробйов Я.А., Воробйова А.В.

Вступ

Цифровізація вищої освіти є потужним трендом з точки зору модернізації та трансформації освітнього середовища. Сьогодні цифрові технології стали необхідною частиною всіх аспектів життєзабезпечення людини, а розвиток цифрового середовища та глобальних мереж торкнувся майже всіх аспектів життя. З огляду на те, доцільно відзначити, що процес професійної підготовки майбутніх фахівців, зокрема викладачів математичних дисциплін, потребує удосконалення у відповідності до умов, які диктує цифровізація. цифровізація освітній інтерактивний навчання

У контексті цифровізації професійної підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін важливими є питання формування у здобувачів освіти цифрової компетентності, а також вплив цифровізації на професійне навчання. Традиційна освіта знижує здатність здобувачів освіти розуміти основні дисципліни, роблячи їх пасивними одержувачами знань. Активізувати погляди здобувачів освіти до здобуття нових знань, вмінь та навичок може використання сучасних цифрових технологій в освітньому процесі. Візуальне та мультимедійне забезпечення освітнього процесу дає можливість сприймати навчальний матеріал різними способами (зоровим, слуховим тощо). Ключову роль відіграє також використання мережі Інтернет у професійному навчанні. Тому важливість цифрових технологій у професійній підготовці майбутніх викладачів математичних дисциплін зумовлює актуальність проведення цього дослідження.

Мета дослідження полягає у розкритті особливостей професійної підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін за допомогою цифрових технологій.

Виклад основного матеріалу

У сучасному суспільстві глобальним трендом ХХІ століття став процес цифровізації всіх сфер життя людей. Цифрові технології відіграли важливу роль у трансформації вищої освіти. Зміни та виклики, що постали перед ЗВО, сприяли удосконаленні професійної підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін. Так, з одного боку, змінилися освітні концепції, підходи, методи і форми навчання здобувачів вищої освіти. З іншого боку, виникла потреба у формуванні професійно- орієнтованої цифрової компетентності майбутніх викладачів математичних дисциплін. Зважаючи на динамічне поширення цифрових технологій у сфері освіти, доцільно зазначити, що цифровізація освітнього процесу стала одним із основних трендів професійної підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін.

Диференціація та індивідуалізація освітнього процесу, використання інтерактивних методів є методологічною основою особистісно орієнтованого підходу в процесі навчання. Прийоми особистісно орієнтованого навчання сприяють створенню творчої атмосфери на заняттях та створюють необхідні умови для індивідуального розвитку майбутніх викладачів математичних дисциплін.

Готуючись до професійної діяльності в рамках вивчення математичних дисциплін, необхідно враховувати: складність цілей вивчення таких дисциплін; ситуацію, в якій математична освіта є науковою основою вивчення професійно-технічних предметів; показники розвитку здобувачів вищої освіти та вміння швидко і якісно орієнтуватися в ситуаціях, уміння та навички аналізувати їх, приймати рішення, досягати результатів та обґрунтовувати власні бачення; відповідальність за результати своєї праці чи навчальної діяльності.

Сучасне професійне навчання - це сфера, яка поєднує багато аспектів та змін, викликаних цифровізацією в сучасному суспільстві. З огляду на те, освітні програми потрібно швидко адаптовувати до змін в суспільстві та на ринку праці. За таких обставин ЗВО мають бути простором для розробки та тестування реформ, щоб суспільство могло скористатися перевагами цифровізації. Щоб підвищити доступність і якість освітніх пропозицій, необхідно створювати нові освітні простори за допомогою цифрових технологій.

Професійна підготовка майбутніх викладачів математичних дисциплін за допомогою цифрових технологій передбачає інтеграцію цифрових технологій в освітній процес ЗВО для навчання майбутніх викладачів математичних дисциплін. Освітні ІКТ-інструменти - це інструменти, які використовуються в поєднанні з методами навчання, встановленими методиками та організаційними навчальними матеріалами для забезпечення оптимального впровадження цифрових технологій в освітній процес підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін. Підготовка до професійної діяльності майбутніх викладачів математичних дисциплін за допомогою цифрових технологій визначається як результат індивідуальної професійної підготовки, що виявляється у здобутті професійних знаннях і практичних навичках з математичних дисциплін [1].

На сучасному етапі цифровізації освітнього процесу у професійній підготовці майбутніх викладачів математичних дисциплін використовуються такі цифрові інструменти як мікроблоги, мобільні додатки доповненої реальності, система мобільного опитування, електронна пошта, вебінари та відеозв'язок, інформаційно-довідкові ресурси, хмарні сервіси (рис. 1).

Джерело: сформовано авторами на основі [2].

Технології навчання фахових математичних дисциплін у ЗВО доцільно доповнювати спеціалізованим програмним забезпеченням з математики - інтегрованими математичними пакетами, які дозволяють розв'язати або перевірити правильність знайдених розв'язків різних математичних задач. Сьогодні ринок програмних продуктів представлений інтегрованими математичними пакетами Matlab, MathCad, Maple, Mathematica та ін., які органічно інтегруються в освітній процес.

Таким чином, використання цифрової підтримки академічного навчання майбутніх викладачів математичних дисциплін дасть можливість розширити сферу їх самостійної діяльності, оскільки дозволить організувати різні види навчальної діяльності на основі повного арсеналу цифрових технологій, які забезпечуватимуть здобувачів освіти стратегіями засвоєння навчального матеріалу чи розробки розв'язання завдань конкретного класу за рахунок реалізації можливостей систем штучного інтелекту, а також формуватимуть інформаційну культуру [3].

Так, сучасні методики викладання математичних дисциплін у ЗВО допомагають здобувачам вищої освіти засвоїти основи методик математичних дисциплін як наук, зміст та особливості навчальних програм, різні типи навчальних матеріалів та можливості використання інформаційних технологій в освітньому процесі. Це, зі свого боку, дасть можливість формувати та розвивати професійні якості та особистість майбутніх викладачів математичних дисциплін та сприяти усвідомленому та міцному засвоєнню систем математичних знань, умінь і навичок [4, с. 8].

Практика засвідчує, що процес цифровізації професійної підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін включає перспективні інноваційні технології, такі як штучний інтелект, блокчейн і віртуальна реальність, які дозволять здобувачам вищої освіти розвивати ряд цифрових компетенцій, необхідних у цифрових соціальних умовах. Ці технології полегшують і спрощують спільну навчальну діяльність здобувачів освіти, які знаходяться далеко один від одного. За допомогою віртуальної реальності можна, наприклад, проводити відеоконференції та створювати спільні проєкти. Під час вивчення математичних дисциплін за допомогою віртуальної реальності здобувачі освіти можуть опинитися у віртуальній лабораторії, проводити експерименти, об'єктами та відбуваються.

наукові досліди, взаємодіяти з різними спостерігати різноманітні процеси, що Віртуальна реальність також дозволяє проєктувати тривимірні об'єкти [5].

Набуття належного рівня цифрової компетентності є фундаментальним аспектом загальної підготовки майбутніх викладачів математичних дисциплін. Вміння використовувати цифрові технології в розробці навчальних програм визначатимуть рівень цифрової грамотності та професійних навичок майбутніх викладачів математичних дисциплін. Процес набуття цифрових компетентностей майбутніми викладачами математичних дисциплін характеризується певною уніфікацією рівня цифрових компетентностей, оскільки такі фахівці у сучасному суспільстві мають досить високу компетентність у роботі в цифрових просторах, наближених до повсякденного життя.

Професійна підготовка майбутніх викладачів математичних дисциплін засобами ІКТ базується на активній діяльності з предметів навчального плану і спрямована на розпізнавання та розкриття їх творчих здібностей, задоволення потреб у професійному, інтелектуальному, загальнокультурному та моральному розвитку, забезпечення конкурентоспроможності майбутніх фахівців у глобалізованому інформаційному просторі [1].

Цифровізація професійного навчання майбутніх викладачів математичних дисциплін сприяє більш оптимальному використанню часу для ефективнішого формування інтегрованих, загальних і спеціальних навичок, робить освітній процес більш індивідуалізованим, завжди доступним і гнучким, робить самонавчання комфортним і ефективним. Розвиток, навчання та зростання освіти роблять обов'язковим забезпечення здобувачів вищої освіти необхідними навчальними матеріалами через одночасну синхронну або асинхронну передачу відео-, аудіо-, текстової та графічної інформації, онлайн- та офлайн-спілкування між очними або змішаними предметами.

Розробка цифрового освітнього середовища для навчання майбутніх викладачів математичних дисциплін і наповнення його якісними ресурсами є потужним способом формування нового покоління викладачів, орієнтованих на інноваційне оновлення сучасної освіти в контексті цифрової трансформації.

Одна з головних переваг інтеграції цифрових технологій у навчальну програму полягає в тому, що майбутні викладачі математичних дисциплін можуть контролювати практичну ефективність навчальної програми, якість викладеного матеріалу, час, який витрачається на вирішення завдань, і рівень розуміння.

Цифрові технології також допомагають скоротити паперову роботу. Програмне забезпечення може автоматично контролювати домашнє завдання, якщо не потрібні спеціальні рекомендації для його виконання.

Сучасні цифрові технології дозволяють робити все групою, ділитися думками та ідеями з однокурсниками та наставниками, планувати свій життєвий шлях і досягати кращих результатів за менший час. Використання такого пристрою, як інтерактивний планшет для презентацій, семінарів і зустрічей може зацікавити широку аудиторію, оскільки допомагає вирішувати завдання у творчій та неформальній обстановці, маючи можливість візуалізувати всі свої ідеї у вигляді графічного представлення за допомогою технології 3П-моделювання [6].

В умовах цифровізації вищої освіти майбутні викладачі математичних дисциплін навчаються через онлайн- спілкування та цифрову взаємодію, таку як веб-сайти, блоги, форуми, чати, розмови чи листування, зустрічі з використанням засобів Інтернет-комунікації, таких як Skype, Facebook, Messenger, Telegram, Viber, YouTube, Google, платформ (Zoom.us, Cisco Webex Meetings, Google Classroom, Moodle, Microsoft Teams, Discord) тощо

Тому для проведення освітніх процесів в умовах дистанційного навчання, формування особистості майбутнього викладача математичних дисциплін і проведення професійної підготовки навчальні заклади мають бути оснащені належним технічним обладнанням та належним кадровим забезпеченням, що дозволить організувати вільний доступ кожного до робочого місця, рівень цифрових навичок викладачів, систематичне оновлення навчальних і системних матеріалів та пізнавальної діяльності, здатної формувати інформаційну культуру всіх зацікавлених сторін та розвивати процес навчання.

Сьогодні хмарні технології відкривають безпрецедентні можливості для учасників освітнього процесу у зміцненні та розвитку зв'язків освітнього контенту. Адже основним принципом професійної освіти має бути розуміння того, що майбутній фахівець має займатися не академічними питаннями, а професійними завданнями, які вимагають нестандартного, тобто проблемного підходу [7].

Використання хмарних технологій може значно розширити використання здобувачами вищої освіти міжпредметних зв'язків у навчально-професійній роботі. По- перше, мова йде про пошук, порівняння та застосування знань із релевантних (іноді досить віддалених) частин наукового знання. Хоча інформаційний пошук, що забезпечується хмарними технологіями, допомагає успішно вирішувати багато складних проблем в освіті, він також створює нові виклики для збалансованого та педагогічно виправданого впровадження цих технологій.

Одним із способів використання хмарних технологій для підтримки вивчення предметів майбутніми викладачами математичних дисциплін є використання хмари Sagemath. Цей сервіс є безкоштовним і зараз знаходиться в тестовому режимі (https://cloud.sagemath.com). Sagemath Cloud - це складний і багатообіцяючий флагман набору навчальних інструментів під назвою Computer Mathematics Systems (CМS). Цей програмний інструмент можна використовувати для автоматизації як чисельних, так і аналітичних розрахунків.

Незважаючи на те, що серед сучасних CМS можна виділити численні варіанти та типи, загальновизнано, що всі ці CМS мають схожу структуру, незважаючи на певні відмінності в їх призначенні та характеристиці [8]:

центральне місце займає обчислювальне ядро системи. Тобто код для великої кількості скомпільованих функцій і процедур, які потрібно виконувати досить швидко, тому прийнято максимально зменшувати розмір ядер;

зручний інтерфейс, який дозволяє користувачам легко отримати доступ до ядра розрахунку та результати безпосередньо на екрані монітора;

потужний графічний інструментарій, який можна використовувати для опису процесів більшості нематематичного характеру, розрахунків;

пакет розширення зі функцій CМS для виконання визначених користувачем;

а також математичних значними вдосконаленнями більшої кількості завдань, бібліотеки процедур і функцій, що дозволяють використовувати менш використовувані, але рідкісні процедури, не включені в ядро через обмеження розміру;

довідкова система, в якій користувач може в будь- який час звернутися до будь-якого розділу, пов'язаного з правильним використанням конкретних функцій, синтаксисом і прикладами використання.

Застосування хмарних технологій у навчанні математичних дисциплін передбачає:

Створення файлів даних у Google Drive (приклади розв'язування типових задач, теореми, постійно оновлювані математичні попередні докази, домашні завдання, підготовка самостійних і контрольних завдань, тренажери, тестові завдання, творчі завдання, головоломки, презентації тощо).

Відеолекції, колажні презентації (розроблені Prezi) на основі результатів здобувачів освіти, інформації та результатів досліджень групових експериментів.

Обмін інформацією між учасниками освітнього процесу, можливість формування думок, настанов тощо.

Проведення різних видів навчальної діяльності, контролю, тестування та оцінювання за допомогою Google Forms.

Перевірку правильності розв'язків і розрахунків за допомогою онлайн-калькуляторів.

Ефективність навчання з використанням цифрових технологій залежить від організації освітнього процесу, якості методичних матеріалів, уміння викладачів і, головне, здобувачів вищої освіти вивчати свою спеціальність і розвивати необхідні компетенції.

Висновки

За результатами проведеного дослідження встановлено, що сьогодні виникає нова форма організації освітнього процесу в умовах цифровізаційних змін, яка характеризується нелінійним структуруванням навчального матеріалу, що дозволяє здобувачам вищої освіти обирати індивідуальний шлях навчання. Виявлено, що цифрові технології значно підвищують ефективність засвоєння знань, розуміння інформації, поданої у вигляді навчальних відео, слайдів і гіпертексту. Використання цифрових технологій спрощує процес навчання, підвищує мотивацію до навчальної діяльності, посилює освітній процес, збільшує швидкість сприйняття, глибину розуміння та засвоєння знань, здобуття вмінь та навичок майбутніми викладачами математичних дисциплін.

Список використаних джерел

1. Шевчук Л. Д. Теоретичні та методичні засади неперервної професійної підготовки майбутніх учителів математики засобами ІКТ: автореф. дис. ... д-ра пед.. наук: 13.00.04. Київ, 2021. 43 с.

2. Коровайченко Ю. М. Дистанційне навчання - це сучасно. Освіта України. 2013. № 24. С. 6-8.

3. Шишенко І., Лукашова Т., Страх О. Фундування знань у процесі вивчення математичних понять засобами цифрових технологій у фаховій підготовці майбутніх учителів математики. Фізико-математична освіта. 2021. Том 32, № 6. С. 57-63.

4. Слєпкань З. І. Методика навчання математики: підручник. 2 вид. допов. і перероб. К.: Вища шк., 2006. 582 с.

5. Шишенко І. В., Харченко І. І. Теоретичні аспекти цифрової трансформації професійної підготовки майбутніх фахівців. Науковий вісник Ужгородського університету. Серія «Педагогіка. Соціальна робота». 2021. Випуск 2 (49). С. 241-244.

6. Сажко Г. Цифровізація освітнього процесу підготовки майбутніх інженерів-педагогів: теоретичний аспект. Проблеми інженерно-педагогічної освіти. 2021. № 70. С. 84-91.

7. Бех І. Д., Козловський Ю. М., Марусинець М. М. Інтеграція змісту навчання природничо-математичних дисциплін засобами хмарних технологій у віртуальному середовищі закладу вищої освіти технічного профілю. Інформаційні технології і засоби навчання. 2020. № 2(76). С. 70-85.

8. Попель М. Хмарні технології у навчанні майбутніх учителів математики. Новітні комп 'ютерні технології: спецвипуск «Хмарні технології навчання». 2014. № 12. С. 301-308.

Размещено на Allbest.ru