Педагогічні умови професійної підготовки майбутніх учителів природничо-математичних дисциплін засобами комп’ютерного моделювання

Abstract

У роботі теоретично обґрунтовані та експериментально перевірені педагогічні умови професійної підготовки майбутніх учителів природничо-математичних дисциплін засобами комп’ютерного моделювання. Розроблено структурно-функційну модель підготовки, що на рівні складників містить конкретизовані компоненти системи професійної підготовки: цілі, принципи, зміст, методи, засоби й форми організації навчання. Проведено експериментальне впровадження системи педагогічних умов у навчальний процес кількох вищих навчальних закладів України та підтверджено наукове припущення про те, що підготовка майбутніх учителів природничо-математичних дисциплін засобами комп’ютерного моделювання на засадах об’єктного й соціально-конструктивістського підходів сприяє розвиткові зацікавленості, спостережливості та інтересу до професійної діяльності, формуванню навичок організації й проведення індивідуальних і колективних навчальних досліджень, фундаменталізації професійної підготовки, міжпредметній інтеграції природничо-математичних дисциплін. В диссертации приведены теоретическое обобщение и новое решение научной проблемы разработки педагогических условий подготовки будущих учителей естественно-математических дисциплин средствами компьютерного моделирования и проверки их эффективности в процессе обучения спецкурсу объектно-ориентированного моделирования. Научная новизна результатов исследования состоит в том, что: – впервые разработаны, теоретически обоснованы и экспериментально проверены педагогические условия профессиональной подготовки будущих учителей естественно-математических дисциплин средствами компьютерного моделирования: 1) применение педагогической технологии социального конструктивизма в процессе подготовки будущих учителей естественно-математических дисциплин, 2) введение объектно-ориентированного моделирования в процесс обучения информатическим дисциплинам; 3) использование социально-конструктивистских средств ИКТ обучения объектно-ориентированному моделированию; на основе учета выделенных педагогических условий, воздействия внешней, профессиональной и образовательной сред создана модель подготовки будущих учителей естественно-математических дисциплин средствами компьютерного моделирования, направленная на разработку инновационных методических систем обучения естественно-математическим дисциплинам в высшей школе; определены структура, уровни и показатели сформированности компетентности в области компьютерного моделирования будущих учителей естественно-математических дисциплин; – усовершенствована методика применения средств компьютерного моделирования в процессе профессиональной подготовки будущих учителей естественно-математических дисциплин; – получил дальнейшее развитие социально-конструктивистский подход к подготовке будущих учителей: уточнено понятие «социально-конструктивистская форма организации обучения», обоснован выбор средств «Web 2.0» для поддержки социально-конструктивистской учебной деятельности. Практическое значение результатов исследования состоит в том, что: – разработаны компоненты методики профессиональной подготовки будущих учителей естественно-математических дисциплин средствами компьютерного моделирования, определяющие цели, содержание, методы, формы организации и методы обучения по спецкурсу «Объектно-ориентированное моделирование» и программно-методический комплекс по спецкурсу в виде учебного пособия, видеоуроков, компьютерных моделей и сред моделирования; – локализованы система компьютерного моделирования «VPNBody» и среда объектно-ориентированного моделирования «Alice»; – основные положения и выводы исследования могут быть использованы: в дальнейших исследованиях по совершенствованию теоретических и методических основ подготовки будущих учителей естественно-математических дисциплин средствами компьютерного моделирования; для разработки учебных пособий, методических рекомендаций и т. п. Введение спецкурса влияет также на методику обучения естественно-математическим дисциплинам на всех уровнях: на уровне целей обучения – появляется цель изучения естественно-математических дисциплин как моделей информационных процессов и объектов окружающего мира; на уровне содержания обучения – создаются условия для фундаментализации обучения, усиления межпредметных связей и интеграции различных технологий обучения; на уровне методов обучения – возникает необходимость широкого применения педагогической технологии социального конструктивизма; на 20 уровне средств обучения – возникает необходимость применения сред объектно-ориентированного моделирования, систем поддержки обучения и средств «Web 2.0»; на уровне форм организации обучения – появляются условия для реализации комбинированного обучения и обучения в малых группах. Проведенное исследование педагогических условий подготовки будущих учителей естественно-математических дисциплин средствами компьютерного моделирования не исчерпывает возможностей технологий моделирования и социального конструктивизма. Это позволяет указать возможные направления дальнейших исследований: 1) разработка теоретико-методических основ подготовки будущих учителей на основе исследовательских подходов в обучении; 2) тенденции развития социально-конструктивистского обучения в высшем образовании США и стран Европейского Союза; 3) компьютерное моделирование как интеграционная основа обучения информатическим дисциплинам в профессиональной подготовке будущих учителей. In the research theoretically substantiated and experimentally verified pedagogical conditions of training future teachers in natural sciences and mathematics by means of computer simulation. The model of training was developed; the main components of model is objectives, principles, content, methods, tools and forms of learning. An experimental implementation of developed pedagogical conditions in the educational process of different universities in Ukraine confirms the hypothesis that the training future teachers in natural and mathematical sciences by means of computer simulation based on the object-oriented and socio-constructivist approach promotes the development of activity, attentiveness and interest to profession, the skills in organization the individual and collective learning researches, the fundamentalization of teachers’ training, the interdisciplinary integration of natural and mathematical sciences.