ПЕДАГОГІЧНІ УМОВИ ПІДГОТОВКИ МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ ФІЗИКИ ДО ВИКОРИСТАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ У ПРОФЕСІЙНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ Автореферат

У вступі обґрунтовано актуальність дослідження, визначено об’єкт, предмет, мету, гіпотезу та завдання роботи, охарактеризовано теоретико-методологічні засади й методи дослідження; розкрито наукову новизну, практичне значення роботи; наведено відомості про експериментальну базу, апробацію та впровадження отриманих результатів.

У першому розділі – ,,Теоретико-методичні засади підготовки майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності” – викладено теоретичні засади дослідження, уточнено зміст базових понять; розглянуто інформаційні технології як інструмент професійної діяльності вчителя фізики; розкрито сутність, критерії, показники та рівні готовності майбутніх учителів фізики до використання ІТ у професійній діяльності; наведено результати констатувального етапу дослідження.

Інформатизація освіти забезпечує досягнення двох стратегічних цілей. Перша полягає у зростанні ефективності всіх видів освітньої діяльності на основі використання інформаційних технологій, друга – у підготовці фахівців з новим типом мислення, що відповідає вимогам інформаційного суспільства (В. Гриншкун, С. Григор’єв, М. Жалдак, І. Захарова, Є. Полат, І. Роберт). Інформатизація освіти потребує вчителів фізики нової формації, готових до реалізації Державної цільової програми впровадження в навчально-виховний процес загальноосвітніх навчальних закладів інформаційно-комунікаційних технологій „Сто відсотків”, що передбачає вдосконалення системи підготовки та підвищення кваліфікації педагогічних кадрів у сфері запровадження ІТ у навчально-виховний процес, забезпечення „стовідсоткового володіння ними всіма педагогічними працівниками”, а також до роботи в Науково-педагогічному проекті „1 учень – 1 комп’ютер”, орієнтованому на інтеграцію інформаційних технології у навчальний процес.

Недостатня підготовленість учителів до роботи із засобами інформатизації – одна із головних причин, яка стримує доцільне та якісне їх використання в професійній діяльності. На основі аналізу наукової літератури з питань діяльності людини, професійної діяльності, професійної діяльності вчителя (О. Абдулліна, Н. Волкова, П. Гальперін, І. Зимня, Н. Кузьміна, О. Леонтьєв, П. Підкасистий, Л. Столяренко, В. Шадриков та ін.) під професійною діяльністю вчителя фізики в умовах використання інформаційних технологій розумітимемо інтеграцію навчально-виховної й науково-методичної діяльності, професійного спілкування в межах єдиної методології, заснованої на інформаційних технологіях, з метою особистісного й інтелектуального розвитку учнів під час навчання фізики. Структуру професійної діяльності вчителя фізики розглядаємо як сукупність гностичного, проектувального, конструктивного, організаторського, комунікативного (Н. Кузьміна) та креативного (В. Андреєв, Н. Кічук, С. Сисоєва та ін.) компонентів, які відбито в основних видах професійної діяльності (навчально-виховна, науково-методична, професійне спілкування).

Визначення теоретичних засад проблеми дослідження (М. Жалдак, Н. Морзе, Є. Полат, І. Роберт) дозволило розкрити зміст і сутність поняття ,,інформаційні технології”, а також розрізнити апаратні та програмні засоби інформаційних технологій. Під інформаційними технологіями розумітимемо систему методів і способів збирання, обробки, збереження, представлення й використання, передачі, обміну, поширення інформації на основі застосування сучасних комп’ютерних та інших технічних засобів.

На підставі дослідження можливостей і переваг, що надають інформаційні технології в освіті загалом (І. Захарова, Г. Коджаспірова, К. Петров, Є. Полат) та в навчанні фізики зокрема (Н. Гомуліна, О. Іваницький, О. Чирцов та ін.), аналізу науково-методичних праць учителів фізики виділено універсальні (для будь-якого фахівця) та спеціальні (для вчителя фізики) засоби інформаційних технологій, доцільні для використання у професійній діяльності, які, своєю чергою, розподілено на апаратні та програмні.

До універсальних апаратних засобів віднесено обчислювальну техніку, обладнання локальних і глобальних мереж, організаційну техніку, мультимедійне устаткування; до спеціальних апаратних засобів – фізичне обладнання (аналогово-цифрові перетворювачі, датчики для вимірювання фізичних величин), що комутується з обчислювальною технікою. Класифікувавши програмні засоби за таким самим принципом, виокремлюємо такі групи програмних засобів ІТ у професійній діяльності вчителя фізики: універсальні (офісне програмне забезпечення, системи програмування, моделювання та комп’ютерної математики, інформаційні ресурси мережі Інтернет, електронні бібліотеки, соціальні сервіси, системи діагностики й тестування) та спеціальні (педагогічні програмні засоби з фізики, віртуальні фізичні лабораторії, програмне забезпечення з моделювання й дослідження фізичних об’єктів і явищ).

З урахуванням варіативності наукових підходів до визначення сутності понять „готовність”, „готовність до професійної діяльності” (М. Дьяченко, Л. Кандибович, О. Кучерявий, І. Манкусь, В. Шарко та ін.), особливостей використання інформаційних технологій у професійній діяльності вчителя фізики готовність майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності розглядаємо як складник професійно-педагогічної готовності, системне утворення мотивів, професійних знань, умінь, навичок з інформаційних технологій і педагогічного досвіду, що забезпечує здатність фахівця вирішувати професійні завдання з використанням інформаційних технологій. Компонентами готовності до використання інформаційних технологій визначено мотиваційний, когнітивний, операційно-діяльнісний, рефлексивний.

Процес формування готовності майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності має бути побудовано на засадах системного, діяльнісного, компетентнісного, особистісно орієнтованого підходів з урахуванням принципів активності, контекстності, інтеграційності, проблемності, індивідуалізації, диференціації.

Підґрунтям для розробки діагностичного інструментарію вивчення рівня сформованості готовності майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності визначено критерії (мотиваційний, когнітивний, операційно-діяльнісний та рефлексивний) та відповідні показники (мотиваційний критерій: наявність мотивів і потреб до використання інформаційних технологій у професійній діяльності, спрямованість особистості на застосування інформаційних технологій у професійній діяльності, прагнення до самовдосконалення в оволодінні інформаційними технологіями; когнітивний: знання можливостей універсальних засобів інформаційних технологій, спеціальних засобів інформаційних технологій, можливостей використання засобів інформаційних технологій у різних видах професійної діяльності вчителя фізики; операційно-діяльнісний: уміння й навички роботи з універсальними засобами інформаційних технологій, зі спеціальними засобами інформаційних технологій, уміння й навички використання засобів інформаційних технологій у різноманітних видах професійної діяльності вчителя фізики; рефлексивний: оцінка власних знань щодо можливостей інформаційних технологій у професійній діяльності вчителя фізики, аналіз власних умінь і навичок застосування інформаційних технологій у майбутній професійній діяльності, аналіз результатів використання інформаційних технологій у квазіпрофесійній та професійній діяльності). Визначено такі рівні сформованості готовності – низький, середній, достатній, високий.

Результати констатувального етапу педагогічного експерименту дозволили встановити, що в студентів експериментальної (ЕГ) та контрольної (КГ) груп переважають низький і середній рівні готовності до використання інформаційних технологій у професійній діяльності за всіма критеріями (62,2 % студентів ЕГ і КГ мають низький рівень, 28,3% і 28,6 % відповідно – середній), що свідчить про недостатню ефективність процесу підготовки майбутніх учителів фізики до професійної діяльності з використанням інформаційних технологій. Так, було з’ясовано, що студенти на достатньому рівні обізнані й володіють уміннями й навичками роботи з окремими універсальними засобами інформаційних технологій (офісне програмне забезпечення, пошукові системи Інтернет), проте мають недостатні знання про соціальні сервіси мережі, системи діагностики та тестування, спеціальні засоби інформаційних технологій (педагогічні програмні засоби з фізики, програмне забезпечення з моделювання й дослідження фізичних процесів, віртуальні лабораторії), їхні можливості й переваги в майбутній професійній діяльності, не вміють використовувати спеціальні засоби інформаційних технологій у різних видах професійної діяльності вчителя фізики, мають низьку мотивацію щодо їх опанування й потребують допомоги в аналізі результатів власної діяльності з використанням інформаційних технологій.

У другому розділі – „Розробка та впровадження педагогічних умов підготовки майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності” – науково обґрунтовано та експериментально перевірено педагогічні умови, що сприяють формуванню готовності майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності, проаналізовано результати експериментально-дослідної роботи.

У рамках дослідження під педагогічними умовами розуміється цілеспрямований відбір, конструювання та застосування змісту, методів, а також організаційних форм навчання для забезпечення ефективної підготовки майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності.

Теоретичними засадами для обґрунтування педагогічних умов визначено провідні наукові ідеї та положення щодо сутності й особливостей професійної діяльності вчителя фізики з використанням ІТ (О. Іваницький, Л. Хуторська, В. Шарко та ін.), зокрема формування готовності до зазначеного виду діяльності (С. Величко, Н. Гомуліна та ін.); сучасних підходів до інтеграції в освітньому процесі (М. Берулава, І. Козловська, І. Яковлєв); розробки та впровадження методів активного навчання (Є. Полат, А. Смолкін та ін.), у тому числі підвищення ефективності пізнавальної діяльності майбутніх учителів фізики з використанням інформаційних технологій (В. Гриценко, І. Солуха, І. Пустиннікова, І. Ткаченко та ін.); теорії та практики самостійної роботи студентів (В. Козаков, О. Муковіз, П. Підкасистий та ін.); психологічної теорії мотивації (І. Зимня, Є. Ільїн, Д. Леонтьєв та ін.); теорії та практики контекстного навчання в умовах квазіпрофесійної діяльності (А. Вербицький, Ж. Фрицко); рефлексії власної педагогічної діяльності (Г. Бізяєва, В. Желанова, А. Карпов, Ю. Кулюткін, В. Харькін, Є. Шиянов та ін.).

Процес формування готовності майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності передбачав упровадження таких педагогічних умов: здійснення інтеграції інформаційних технологій у процес викладання фахових дисциплін; забезпечення спрямованості психолого-педагогічних, інформатичних дисциплін, методики викладання фізики на підготовку майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності; формування пізнавальної самостійності майбутніх учителів фізики засобами інтернет-технологій; набуття студентами-фізиками досвіду використання інформаційних технологій у квазіпрофесійній діяльності в межах контекстного навчання. Запропоновані педагогічні умови мали наскрізний характер, їх було реалізовано впродовж усього періоду професійної підготовки.

Проведенню формувального етапу педагогічного експерименту передувала підготовча робота, спрямована на відбір необхідного інформацій-ного матеріалу для включення його до змісту психолого-педагогічних і методичних дисциплін, зокрема методики викладання фізики, з метою збагачення їх знаннями та вміннями щодо використання ІТ у професійній діяльності; підготовку науково-методичного забезпечення тренінгу „Інформаційні технології у викладанні фізики у вищій школі” для викладачів фахових дисциплін, а також тренінгів за програмою „Intel® Навчання для майбутнього” для викладачів університету; розробку спецкурсу для студентів спеціальності „Фізика” – „Інформаційні технології у професійній діяльності вчителя фізики”.

Реалізація першої умови – здійснення інтеграції інформаційних технологій у процес викладання фахових дисциплін – відбувалася шляхом проведення лекцій з використанням цифрових освітніх ресурсів, мультимедійного та спеціального фізичного устаткування, що комутується з мультимедійним, педагогічних програмних засобів з фізики з метою демонстрації фізичних явищ, недоступних для сприйняття в умовах традиційного навчального експерименту. Практичні заняття проводилися з використанням табличних процесорів і систем комп’ютерної математики, лабораторні роботи (практикуми) – за допомогою віртуальних лабораторій, що сприяло оволодінню майбутнім фахівцем інформаційними технологіями, набуттю особистого досвіду з виконання навчальних завдань з використанням інформаційних технологій, розвитку розумових, творчих здібностей, а також мотиваційної сфери майбутнього педагога. Викладач виконував роль наставника, помічника, фасилітатора, який коригував і спрямовував діяльність студента та слугував прикладом для наслідування способів організації процесу навчання фізики, взаємодії учасників освітнього процесу з використанням інформаційних технологій.

Друга педагогічна умова – забезпечення спрямованості психолого-педагогічних, інформатичних дисциплін, методики викладання фізики на підготовку майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності – передбачала надання викладачам педагогіки, психології, методики викладання фізики, інформатичних дисциплін методичних рекомендацій щодо доповнення, розширення змісту дисципліни спеціально розробленими інформаційними блоками, практичними завданнями, пов’язаними з питаннями використання інформаційних технологій у професійній діяльності вчителя фізики (особливості організації навчально-виховного процесу, управління навчально-пізнавальною діяльністю, розвиток пам’яті, уваги, уяви, критичного мислення з використанням інформаційних технологій, особливості застосування педагогічних програмних засобів з фізики, віртуальних фізичних лабораторій та програмного забезпечення з моделювання фізичних явищ, створення віртуальних професійних співтовариств, правил віртуального спілкування, причин і наслідків ігроманії тощо).

Упровадження третьої педагогічної умови – формування пізнавальної самостійності майбутніх учителів фізики засобами інтернет-технологій – було здійснено шляхом розробки різноманітних видів завдань для самостійної роботи студентів: за зразком, реконструктивно-варіативних, евристичних та творчо-дослідницьких з орієнтацією на їх виконання засобами інтернет-технологій. Під час виконання таких завдань майбутні вчителі фізики демонстрували не лише фахові знання, уміння й навички, а й мобільність і критичність мислення, володіння засобами обробки та представлення інформації, здатність до творчої індивідуальної та спільної роботи над навчально-дослідницькими проектами тощо.

Професійному становленню майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій сприяла четверта педагогічна умова – набуття студентами-фізиками досвіду використання інформаційних технологій у квазіпрофесійній діяльності в межах контекстного навчання. У ході впровадження спецкурсу „Інформаційні технології у професійній діяльності вчителя фізики” було вдосконалено теоретичні знання, уміння й навички майбутніх учителів фізики з використання засобів інформаційних технологій універсального (системи програмування, моделювання та комп’ютерної математики, соціальні сервіси, системи діагностики та тестування) та спеціального (програми Crocodile Physics, Electronic Workbench Multisim, ElectroM 3D, Google Earth та ін.) призначення, імітації професійної діяльності з їх використанням та із застосуванням власних розробок (фізичних моделей, навчально-контролюючих програм, блогів, документів для спільної роботи, тестів та ін.), а також рефлексію власної діяльності. Контекстні завдання спецкурсу було спрямовано на аналіз і створення цифрових освітніх ресурсів, розробку елементів уроків фізики, виховних заходів з використанням певних ІТ, обговорення шляхів і проблем використання ІТ у професійній діяльності.

Після завершення експериментальної роботи виявлено динаміку змін, які відбулися в процесі формування готовності майбутніх учителів фізики до використання інформаційних технологій у професійній діяльності, відзначено ефективність розроблених педагогічних умов, сформульовано відповідні висновки й рекомендації. Порівняння даних, отриманих на початку та наприкінці експерименту, засвідчує суттєві позитивні зрушення в ЕГ та незначні в КГ, що підтвердило ефективність запропонованих педагогічних умов.