Анотація. У статті визначено основні поняття «пізнання», «пізнавальна діяльність», «пізнавальне завдання», «пізнавальна компетентність», «система комп’ютерного моделювання»; види комп’ютерних моделей; визначено компоненти та структуру формування компетентностей учнів з математики на засадах розв’язання пізнавальних завдань з використанням систем комп’ютерного моделювання; уточнено рівні та види пізнавальних завдань; виокремлено ознаки, базові компоненти та рівні пізнавальної діяльності учнів закладів загальної середньої освіти. З’ясовано, що різні види пізнавальних завдань (емоційно-образні, оцінювально-освітні, практико-освітні, теоретико-орієнтовані, інформаційно-орієнтовані) з урахуванням їх рівнів складності (навчально-репродуктивне, аналітико-теоретичне, прикладне, дослідницьке, творче) формують систему розвитку когнітивних здібностей учня середньої школи. Основними складниками оцінювання такої системи будуть: когнітивні засади, когнітивні процеси, когнітивна діяльність та когнітивні якості. Комп’ютерне моделювання пізнавальних завдань дозволить забезпечити їх варіативність, рівні складності, повсюдний доступ для індивідуального та групового виконання.
Ключові слова: пізнання; пізнавальна діяльність; пізнавальне завдання; структура; когнітивні здібності; система розвитку; система комп’ютерного моделювання, сервіси, СКМОД, ЗЗСО.
1. ВСТУП
Постановка проблеми. У процесі реалізації Концепції нової української школи, модернізації змісту освіти, інтенсивного розвитку інформаційно-комунікаційних технологій, необмеженого доступу до інформаційних ресурсів, основоположними залишаються дитиноцентриський підхід, розвиток когнітивних та пізнавальних здібностей, формулювання обов’язкових результатів навчання (у термінах компетентностей) учнів закладів загальної середньої освіти.
Тому однією з ключових компетентностей, що зазначені в Концепції нової української школи, визначено компетентності в природничих науках, а саме: наукове розуміння природи, здатність застосовувати його в практичній діяльності; застосовувати наукові методи, спостерігати, аналізувати, формулювати гіпотези, збирати дані, проводити експерименти, аналізувати результати, а також використовувати сучасні технології [1, с. 13].
Модернізація змісту навчальних програм природничо-математичного циклу спонукає вчителя широко застосовуватися нові методи навчання, засновані на: співпраці, ігрових і проектних технологіях, розв’язанні пізнавальних і дослідницьких завдань, організації і проведенні навчальних експериментів, груповій роботі тощо. Ці процеси покладені в основу формування ключових компетентностей учнів ХХІ ст.
Такі трансформаційні освітні процеси потребують нових підходів використання цифрових та організаційних рішень для формування в учнів компетентностей з природничих наук і технологій, зокрема у питаннях розвитку когнітивних здібностей й пізнавальної діяльності учнів.
Водночас, процес сприйняття інформації учнями, сформований в умовах традиційного навчання, та неперервний, хаотичний розвиток мережі Інтернет, насичення його нескінченною кількістю соціальних об’єктів (відео матеріалами, фотографіями, текстами та ін.) й електронних освітніх ресурсів, унеможливлює швидкий пошук й відбір даних, що здійснюється в процесі пізнання і формування в учнів компетентностей з природничо-математичних предметів.
Науковці та вчителі навчальних закладів констатують, що проблема використання новітніх інформаційно-комунікаційних технологій, комп’ютерного моделювання природних процесів й явищ, розробки нових технологій та моделей навчання, розробки системи пізнавальних завдань що забезпечили б неперервний розвиток когнітивних здібностей учнів та активізацію їх пізнавальної діяльності потребує додаткових досліджень.
Аналіз останніх досліджень і публікацій. Особливості використання Інтернет технологій для дослідження природних явищ порушено вченими Ю.О. Жук, О.М. Соколюк, Н.П. Дементієвською, О. В. Слободяник. Ученими визначено особливості застосування Інтернет орієнтованих педагогічних технологій у шкільному експерименті, зокрема під час вивчення курсу фізики в закладах загальної середньої освіти [19].
Загальні аспекти формування понять та різних прийомів дослідницької роботи учнів розкрили: В.І. Андрєєв, М. А. Ахметова, Б. А. Вікол, А. Г. Іодко, В. В. Успенський, Л. М. Федоряк, І. В. Харитонова, М. В. Шабанова. Т.А. Яркова. Результати дослідження вчених визначають необхідність використання дослідницьких завдань для підвищення якості засвоєння навчального матеріалу учнями під час вивчення предметів шкільного курсу.
Засади дидактичної системи діяльнісного методу навчання обґрунтовано в роботах Л. Г. Петерсон, О. С. Анісімова та ін. Педагогами-практиками узагальнено досвід побудови педагогічних систем на засадах системно-діяльнісного підходу, описано систему дидактичних принципів і технологію діяльнісного методу навчання учнів у класно-урочній системі.
Використання системи компетентнісних задач як засобу формування ІК-компетентностей учнів розкрито у роботах Н.В. Морзе, О.Г. Кузьмінської та ін. [21].
Невирішені аспекти проблеми. Інтенсивний розвиток Інтернет технології і розширення можливостей навчальної мобільності як вчителів, так і учнів, актуалізують проблему удосконалення методики використання пізнавальних завдань для розвитку когнітивних здібностей учнів закладів загальної середньої освіти та розробки комп’ютерних моделей для експериментальних й емпіричних досліджень.
Нині існує значна кількість онлайн віртуальних лабораторій з фізики, хімії, біології (Наприклад, http://www.virtulab.net). Проте, вони здебільшого використовуються для проведення «класичних» дослідів (відповідно до програми). Таким чином в учнів формується інтерес за рахунок візуалізації експериментів, в той час, як поєднання цікавого формулювання завдань із онлайновими інструментами дозволило б учням розвинути дослідницькі якості, допитливість, навички прийняття рішення, побудови гіпотез та ін.
Мета статті полягає в узагальненні основних положень та обґрунтуванні теоретичних засад проектування пізнавальних завдань з використанням систем комп’ютерного моделювання для формування компетентностей з математики та розвитку когнітивних здібностей учнів закладів загальної середньої освіти.
2. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Це дослідження виконувалося в рамках науково-дослідної роботи «Система комп'ютерного моделювання пізнавальних завдань для формування компетентностей учнів з природничо-математичних предметів». Під час дослідження використовувались методи аналізу теоретичних джерел, вивчення передового педагогічного досвіду зарубіжних та вітчизняних педагогів з проблеми формування і застосування пізнавальних задач для навчання учнів, синтез, узагальнення й концептуалізація для формулювання основних положень дослідження; проектування й моделювання пізнавальних завдань та формування компетентності учнів з математики; узагальнення й оцінювання отриманих результатів.
3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ
3.1. Теоретичні положення
В основі дитиноцентриського підходу лежить не тільки спрямування навчально-виховного процесу на розвиток особистості учня, закладених природою обдарувань, а й його пізнавальної діяльності, що є основоположним фактором у розвитку його когнітивних здібностей.
На філософському рівні пізнання – це відтворення у свідомості (індивідуальному і колективному) характеристик об'єктивної реальності. Як зазначає Лазарчук В. В., пізнання носить соціально та культурно опосередкований, історичний характер і в більшості випадків передбачає усвідомлення засобів й способів пізнавальної діяльності [9, с. 103]. У процесі пізнання формується пізнавальний інтерес, що має пошуковий характер і зосереджує особу на предметах та явищах, що спонукають до створення цілісної картини світу.
Пізнання не існує саме по собі, цей процес нерозривно пов’язаний з діяльністю учня, розвитком його когнітивних здібностей, зокрема, формуванням компетентностей з природничо-математичних предметів на засадах вирішення пізнавальних завдань .
Так, Н. Ф. Тализіна вказує на нерозривний зв’язок психіки учня з його діяльностю. Діяльність – це процес взаємодії суб’єкта з навколишнім світом, процес вирішення життєво важливих задач. Таким чином, при діяльнісному підході психіка розуміється «як форма життєдіяльності суб’єкта», що забезпечує вирішення певних задач в процесі взаємодії його зі світом. Суб’єкт виступає як джерело активності, а не як проста сукупність психічних характеристик [2, с. 6].
На думку С.Л. Рубінштейна, «діяльність особистості має такі основні ознаки, як
- предметність;
- соціальність, тобто суспільно-історичну природу;
- індивідуальність, тобто індивідуально-еволюційну природу;
- опосередкованість;
- соціальна мотивація та індивідуальна спрямованість;
- продуктивність, креативність» [3, с. 41-45].
Крім того, діяльність класифікують за відносною роллю у ній тих чи інших процесів, а саме: сенсорна, візуальна, аудіювальна та ін.
Система діяльності учня в процесі пізнання може бути представлена у вигляді таких базових компонентів:
- мотиваційний (стимулювальний);
- інформаційний (орієнтуючий);
- цілеутворюючий (програмувальний);
- результативний (продукуючий);
- стверджуючий (емоційно-почуттєвий) [4, с. 29].
У системі діяльності виділяють також перетворюючу, пізнавальну, комунікативну, діяльність, що покладено в основу формування компетентностей учнів.
Дослідники з різних позицій підходять до розгляду сутності поняття «пізнавальна активність». При всій багатоплановості підходів виділити дві точки зору:
- пізнавальна активність як діяльність;
- пізнавальна активність як риса особистості.
Ми розглядатимемо пізнавальну активність як діяльність суб’єкта навчання з метою набуття ним пізнавальних, предметних та ключових компетентностей.
Сучасні психологи виділяють три рівні пізнавальної діяльності школярів:
- репродуктивно-наслідувальний (відтворює) активність як спосіб засвоєння досвіду іншої людини;
- пошуково-виконавча (інтерпретує) активність, коли необхідно отримати завдання і самому знайти шлях для його виконання;
- творча активність, при реалізації якої завдання ставиться самим учням і вирішується новим, оригінальним способом [5, с. 102].
Пізнавальна діяльність учнів розвивається на принципах:
Діяльності – учень отримує знання не в готовому вигляді, а здобуває їх самостійно, в процесі особистої навчальної діяльності.
Наступності – логічна структура послідовності навчання на рівні технології, змісту і методики.
Відкритості – повсюдного доступу до даних і відомостей навчального призначення.
Варіативності – форомування здатностей до розгляду різних варіантів і вибору оптимального рішення проблеми.
Цілісності – формування цілісного уявлення про світ.
Один із шляхів активізації пізнавальної діяльності є розробка і застосування в навчальному процесі пізнавальних завдань, що вимагають від учня виконання певних дій, а саме:
- самостійно переносити раніше засвоєні знання і уміння в нову ситуацію;
- усвідомлення структури і характеристик об'єкта;
- здійснювати пошук альтернативних рішень або способів вирішення проблемних завдань;
- комбінувати раніше відомі способи вирішення проблемних завдань в нові [7, с. 10-17].
Як зазначають науковці, проблема розвитку пізнавальної діяльності учнів як шлях досягнення нової якості особистості не розкрита в достатній мірі, не сформовано цілісного системного бачення процесу розвитку пізнавальних здібностей як властивості особистості в процесі навчання.
Розвиток пізнавальних здібностей учнів – тривалий процес. Крім того, розвивати пізнавальні здібності учнів означає формувати в них мотиви навчання. Учні повинні не тільки навчитися розв’язувати пізнавальні завдання, у них потрібно розвинути бажання розв’язувати ці завдання. Виховання мотивів навчання в учнів у даний час є одним з головних завдань сучасної школи [8].
Такий підхід дасть можливість сформулювати в учня пізнавальну компетентність.
Пізнавальна компетентність – це здатність учня до самостійної діяльності, що включає елементи логічної, методологічної, евристичної, загально навчальної діяльності, співвіднесеної з реальними об'єктами, які пізнаються учнем. Сюди входять знання й уміння організації цілепокладання, планування, генерації ідей, аналізу, рефлексії, самооцінки навчально-пізнавальної діяльності [9, c. 102]. Стосовно досліджуваних об'єктів, учень опановує креативні навички продуктивної діяльності, а саме: добуває знання безпосередньо з оточуючого світу, оволодіває прийомами дій у нестандартних ситуаціях та евристичними методами вирішення проблем. У рамках даної компетентності визначаються вимоги відповідної функціональної грамотності: уміння відрізняти факти від домислів, володіння вимірювальними навичками, використання ймовірнісних, статистичних та інших методів пізнання [9, c. 105].
Керуючись характером пізнавальної діяльності учнів у процесі освоєння предметного змісту, ми виділяємо два рівні функціонування пізнавальних умінь:
Перший рівень: освоєння готового досвіду і відтворення знань в процесі своєї діяльності
Другий рівень: освоєння готових знань, поглиблення отриманих знань, формулювання висновків учень здійснює з використанням найрізноманітніших джерел інформації і здійснення уявних і практичних дій.
Відповідно до цих рівнів ми виділяємо три взаємопов'язані групи пізнавальних компетентностей:
- здатність здійснювати пошук і відбір потрібної інформації;
- здатність працювати з відібраною інформацією;
- здатність продукувати нові (суб'єктивно нові, нові для учня) знання, використовуючи наявну інформацію [10].
У випадку, коли завдання вирішується з метою визначення необхідних характеристик об’єкта, основних даних, які несе даний об’єкт ми будемо називати такі завдання - інформаційними. Серед інформаційних завдань найважливіше місце займають пізнавальні. [11].
Поняття «пізнавальне завдання» розглядається в загальній теорії задач, як узагальнення однойменного поняття, що використовується в психології, педагогіці, методології науки [6].
Перевагу в розробці пізнавальних завдань ми будемо віддавати таким, які реалізувати на рівні навчального заняття: уроку, домашнього завдання, практичної роботи або навчального проекту.
Враховуючи особливості процесу пізнання, що здійснюється на засадах вирішення пізнавальних завдань, визначимо його як основоположне в навчанні учнів.
Зазначимо, що в сучасний цифровому світі можливість отримати доступ до освітніх ресурсів зростає. З’являються різні види систем комп’ютерного моделювання процесів, явищ, об’єктів живої і неживої природи, що можуть бути застосовані для моделювання різних пізнавальних завдань.
3.2. Приклади реалізації
Основною метою роботи вчителя-предметника – є розвиток пізнавальних здібностей учня. Досягнення цієї мети дозволяє вирішити основні завдання навчання: забезпечити міцні і усвідомлені знання навчального матеріалу; підготувати учнів до активної участі у виробничій діяльності, формувати вміння самостійно поповнювати знання [8].
З огляду на вищезазначене визначимо основні рівні пізнавальних завдань за характером мислення учня:
Навчально-репродуктивне – розв’язання типової задачі;
Аналітико-теоретичне – побудова загальнологічних висновків до змістової лінії та практичної частини задачі;
Прикладне – розв’язання нетипової задачі;
Дослідницьке – організація та здійснення дослідження проблеми на засадах навчання.
Творче – узагальнення даних та розробка власних моделей, розв’язків.
Уточнимо окремі аспекти творчих завдань. Так на думку А. В. Хуторського доцільно ввести таку класифікацію творчих завдань: когнітивні, креативні, організаційно-діяльнісні [12, с. 356].
Когнітивні завдання спрямовані на формування і розвиток пізнавальних умінь учнів: вміння ставити запитання, вміння відчувати навколишній світ, проводити досліди та експерименти, відшукувати причини виникнення явищ.
Креативні завдання забезпечують формування креативних властивостей особистості: вміння робити прогноз, чуйність до протиріч, гнучкість, фантазію, вміння придумати нове.
Організаційно-діяльнісні завдання формують здатність усвідомлювати і формулювати мету своєї навчальної діяльності, організовувати свій навчальний зростання, усвідомлювати результати свого навчання і давати оцінку [12, с. 368].
Можна виділити такі вимоги до творчих завдань:
- відкритість (зміст проблемної ситуації або протиріччя);
- відповідність умови обраним методам творчості;
- варіативність розв’язків;
- облік актуального рівня розвитку;
- врахування вікових особливостей учнів [13, с. 84].
Уточнимо класифікацію пізнавальних завдань за характером формування когнітивних здібностей учнів [12, с. 351]:
емоційно-образне - дозволяють створювати «образ» рішення проблеми, інтуїтивно мислити, оперувати уявними образами, «вживатися» в досліджуваний об'єкт;
оцінювально-освітнє - критично мислити, порівнювати і зіставляти різні точки зору, оцінювати, давати прогноз і формулювати гіпотези, рефлексувати свою діяльність;
практико-освітнє - конструювати, ставити досліди і проводити експеримент, спостереження, моделювати;
теоретико-орієнтоване - створювати «нове» знання, генерувати ідеї, задавати питання;
інформаційно-орієнтоване - узагальнювати, систематизувати, перетворювати навчальну інформацію, «кодувати і декодувати навчальний матеріал», інтерпретувати інформацію.
Пізнавальні завдання класифікувати за ступенем складності: прості, підвищеної складності, складні.
Резюмуючи вищезазначене, приходимо до висновку, що роль пізнавальних завдань у навчанні предметів природничо-математичного циклу полягає в такому: вони слугують підґрунтям для організації навчальної діяльності учнів у формі постановки та пошуку розв’язування навчальних задач з метою розвитку когнітивних здібностей.
Як зазначає О. Ю. Буров, необхідно враховувати ще й той факт, що когнітивні здібності учнів залежать не тільки від навичок та мотивації, а й об'єктивних зовнішніх чинників, які зазвичай не враховуються в контексті особистості. Організаційні зусилля потрібні, щоб компенсувати розрив між здібностями учня та умовами його навчання [14].
Тому до складових формування когнітивних здібностей учнів на засадах використання пізнавальних завдань у навчально-виховному процесі, можемо віднести:
- когнітивні засади (допитливість, навчання новому, прийняття рішення);
- когнітивні процеси (розуміння, аналіз, оцінювання; створення нових знань);
- когнітивну діяльність (обговорення, генерування гіпотез, побудова висновків, планування);
- когнітивні якості (сприйняття інформації (тактильно, візуально, аудіально), запам’ятовування, відтворення, розуміння).
Моделювання, як метод пізнання, має багатовікову історію. Людина намагалася різними способами (словесно, графічно, за допомогою математичних формул, фізичних та технічних зразків) описати явища за якими вона спостерігала і об’єкти, що її оточували.
Як зазначає Н. Данешхо (Naqib Daneshjo) комп’ютерні моделі існують двох типів [20]:
Перший тип. Комп’ютерні моделі, за допомогою яких аналізувати об’єкти або системи, перевіряти, спостерігати та уточнювати їх характеристики. Нині існує значна кількість комп’ютерних моделей природних процесів та явищ, що дозволяє здійснювати процес аналізу об’єктів простішим, пізнавальним, цікавішим та ґрунтовним.
Другий тип. Комп’ютерні моделі, що виникають в результаті розробки та дизайну (наприклад, модель присадибного будинку). Ця діяльність зазвичай підтримується комп'ютерними технологіями. Таким чином ми говоримо про методи автоматизації проектування, що потребує спеціального програмного забезпечення.
Процес експериментування з моделлю називатимемо симуляцією [20]. Експерименти з моделювання дозволяють здійснювати глибокий аналіз та визначати характеристики об’єкта, шукати альтернативи або розв’язки сформульованих задач.
Під системою комп'ютерного моделювання (СКМОД) будемо розуміти програмні засоби, призначені для візуалізації явищ та процесів, виконання чисельних розрахунків будь-якого рівня складності та спрямованих на унаочнення та розв'язання задач різних типів.
Для навчання учнів предметів природничо-математичного циклу, коли вони тільки пізнають світ і їм не вистачає візуальних об’єктів або природні процеси мають ознаки небезпеки, доцільно використовувати системи комп’ютерного моделювання двох типів.
Розглянемо комп’ютерне моделювання першого типу (симуляція першого типу) на прикладі моделей системи Phet (phet.colorado.edu) для проведення уроків математики. Математика вважається одним із складних предметів шкільного курсу. На уроках алгебри, наприклад, більшою мірою приділяється увага відпрацюванню навиків розв’язання різних прикладів та задач. Практично не залишається часу для проведення пізнавальних практикумів. Так під час вивчення теми «Квадратична функція, її графік та властивості» учням 9 класу було б запропонувати самостійно визначити властивості параболи та особливості побудови графіків.
Для організації такого пізнавального практикуму учням достатньо було б завантажити симулятор Phet (phet.colorado.edu) та проаналізувати властивості параболи, задаючи різні значення змінних a, b, c (рис. 2).
З метою поглиблення знань, учням також запропонувати знайти область значення, проміжки спадання і зростання, знакосталості, найбільше і найменше значення функції, зробити аналіз отриманих результатів та сформувати загальні висновки.
Рис. 2. Приклад використання системи комп’ютерного моделювання Phet
Прикладом комп’ютерного моделювання другого типу (симуляція другого типу) може бути виконання дослідницького пізнавального завдання:
1. Здійснення учнями пізнавальної діяльності:
- знайти в мережі Інтернет зображення Чеширського кота, дізнатися хто він;
- дослідити його посмішку;
2. Виконання пізнавальних завдань на засадах комп’ютерного моделювання:
- спроектувати посмішку Чеширського кота в системі комп’ютерного моделювання Phet (phet.colorado.edu), застосувавши комп’ютерну модель «Графіки» (Equation Grapher);
3. Розвиток когнітивних здібностей:
- порівняти спроектовану посмішку з зображенням;
- з’ясувати як буде змінюватися спроектована посмішка, якщо настрій кота буде змінюватися.
- узагальнити властивості спроектованої посмішки (параболи) і т.д.
4. Взначення рівня сформованої компетентності учнів .
Описану послідовність міні-завдань спроектувати і в середовищі Desmos (desmos.com) .
Робота з учнями може проводитися в малих групах з використанням планшетів або мобільних телефонів. Основні результати фіксувати в таблицях.
Мета такої роботи: самостійне здобуття знань про основні властивості параболи.
Для учнів які працюють у хмаро орієнтованих навчальних середовищах результати роботи зберігати в таблицях (Excel Online), доступ до яких можуть мати усі учасники групи.
Така робота з добору даних буде здійснювати швидше і за результатами роботи будуть спостерігати усі учасники групи. Проміжні висновки кожен учень може нотувати в OneNote, а потім учасники групи можуть узагальнювати отримані результати допомогою сервісу Padlet (padlet.com) [15; 16; 17].
Спроектуємо описане завдання з урахуванням роботи учнів у хмаро орієнтованому середовищі (таб.1).
Таблиця 1.
Проектування пізнавального завдання з використанням
систем комп’ютерного моделювання
Номер етапу
|
Назва етапу
|
Зміст етапу
|
Засоби, сервіси, організаційні компоненти
|
0
|
Підготовчий етап (виконується вчителем)
|
створюється тематичний онлайновий блокнот
|
OneNote
(в Office 365)
|
надається доступ до нього усім учням класу за відповідним посиланням
|
Адміністративний компонент
| ||
у блокноті розміщується посилання на твір «Аліса в країні див» Льюїса Керролла
|
Формуючий компонент
| ||
у блокноті розміщуються посилання на систему комп’ютерного моделювання або комп’ютерна модель вбудовується як об’єкт
|
Формуючий компонент
| ||
створюється дошка для обговорень «Чеширський кіт і парабола»
|
Padlet.com
| ||
створюється анкета формуючого оцінювання
|
Forms
(в Office 365)
| ||
1
|
Здійснення учнями пізнавальної діяльності
|
знайти в творі зображення Чеширського кота
|
блокнот One Note (в Office 365)
|
дослідити його посмішку (гіпотези записатти)
|
OneNote
(в Office 365)
| ||
2
|
Виконання учнями пізнавальних завдань на засадах комп’ютерного моделювання
|
спроектувати посмішку Чеширського кота в системі комп’ютерного моделювання
|
phet.colorado.edu, комп’ютерна модель «Графіки» (Equation Grapher)
|
екранні копії розмістити на дошці обговорень
|
Padlet.com
| ||
3
|
Розвиток когнітивних здібностей учнів
|
порівняти спроектовану посмішку з зображенням, що представлене в творі
|
OneNote
(в Office 365)
|
з’ясувати як буде змінюватися спроектована посмішка, якщо настрій кота буде змінюватися (висновки записати на спільній дошці)
|
Padlet.com
| ||
узагальнити властивості спроектованої посмішки (параболи)
|
OneNote
(в Office 365)
| ||
4
|
Рівень сформованості математичних компетентностей учнів
|
виконати формуюче оцінювання учнів (розглядаємо сервіс як засіб визначення рівня сформованої компетентності учнів)
|
Forms
(в Office 365)
|
Розглянемо інший варіант пізнавального завдання, що реалізується в системі комп’ютерного моделювання другого типу Desmos (desmos.com) під час вивчення теми «Графічний розв’язок нерівностей»
1. Здійснення учнями пізнавальної діяльності:
- знайти в мережі Інтернет зображення вітражів, дізнатися що це;
- дослідити види вітражів.
2. Виконання пізнавальних завдань на засадах комп’ютерного моделювання:
- спроектувати кольорову схему вітража вікна;
- спроектувати вітраж для вінка кабінету математики в системі комп’ютерного моделювання Desmos.
3. Розвиток когнітивних здібностей:
- порівняти спроектовані вітражі;
- з’ясувати як буде змінюватися спроектований вітраж, якщо змінювати граничні значення нерівностей;
- узагальнити знання учнів про графічний розв’язок нерівностей і т.д.
4. Взначення рівня сформованої компетентності учнів (див. рис.1).
У системі комп’ютерного моделювання Desmos використати не тільки внутрішню математичну систему розрахунків, а й додати елементи кольорової гами. Цей аспект дає можливість урізноманітнити результати учнівських робіт, надати процесу опанування математичних основ певного художного оформлення, наблизити задачі до реальних життєвих потреб. Наприклад: спроектувати фрагмент художнього оформлення стелі або підлоги, спроектувати дизайн сумки або обкладинку учнівського зошита.
Визначимо основні типи уроків, що здійснюються на засадах діяльнісного підходу (за Л. Г. Петерсон):
- відкриття нового знання: формування вміння самостійно будувати нові поняття і способи дій;
- побудова системи знань: формування вміння узагальнювати і структурувати знання;
- розвиваючий контроль: формування вміння здійснювати контрольну функцію;
- рефлексія (підсумковий урок за темою): формування вміння фіксувати свої труднощі в діяльності, виявляти їх причини, будувати шляхи їх вирішення [22, c. 141].
Використання комп’ютерного моделювання застосовувати як на уроках, так і в роботі тематичних гуртків, у процесі підготовки робіт до конкурсу Малої академії наук, на факультативних заняттях, під час літніх предметних експедицій і практик та ін.
4. ВИСНОВКИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ПОДАЛЬШИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Розвиток когнітивних здібностей учнів є одним із пріоритетних напрямків розвитку закладів загальної середньої освіти. Застосування системи пізнавальних завдань під час вивчення предметів природничо-математичного циклу сприятиме як більшому розумінню самого змісту предмета так і віддзеркалення отриманих відомостей на оточуюче середовище, що в свою чергу, формуватиме в учня цілісну картину світу.
Навчання учнів на засадах системи пізнавальних завдань має спрямовуватися на здатність в учнів до переносу сформованих здібностей на інші види соціальної діяльності, на зміцнення та розвиток як загальних, так і особистих (вроджених) здібностей, що робить їх більш гнучкими до умов сучасного світу.
Комп’ютерне моделювання пізнавальних завдань дозволить забезпечити їх варіативність, рівні складності, повсюдний доступ для індивідуального та групового виконання.
Подальшого дослідження потребує термінологічний апарат, зокрема поняття «комп’ютерне моделювання», «комп’ютерна модель», проектування пізнавальних завдань, узагальнення, відбір та обґрунтування використання комп’ютерних моделей й пізнавальних завдань в навчальному процесі, узагальнити відомості про математичні компетентності учнів ЗЗСО.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
[1] Л. М. Гриневич, “Нова українська школа. Концептуальні засади реформування середньої школи.”, 2017. [Онлайн]. Доступно: https://mon.gov.ua/storage/app/media/zagalna%20serednya/nova-ukrainska-shkola-compressed.pdf
[6] С. С. Кашлев, Технология интерактивного обучения студентов педагогике. Минск: Беларусский верасень, 2005, сс. 160–163.
[9] В. В. Лазарчук, “Пізнавальна компетентність як методичний компонент при вивченні фізики”, Вісник Чернігівського національного педагогічного університету. Серія: Педагогічні науки, №. 127, сс. 102-105, 2015.
[10] Е. В. Миренкова, В. В. Лунина, и Н. Е. Кузьменко, “Типология познавательных умений и познавательных заданий в школьном курсе химии”, Естественнонаучное образование: вектор развития, Сборник. М.: Издательство Московского университета, 2015, с. 193-209.
[11] Г. А. Балл, Теория учебных задач: Психолого-педагогический аспект, М.: Педагогика, 1990, c. 184.
[12] А. В. Хуторской, Эвристическое обучение. Современная дидактика. М.: Высшая школа, 2007, c. 639.
[13] Матюшкин А.М., Аверина И.С. Развитие творческой активности школьников. - М.: Педагогика, 2011. - 156 с.
[14] O. Burov, O. Tsarik. “Educational workload and its psychophysiological impact on student organism”. Work, Volume 41, Supplement 1, сс. 896-899, 2012.
[15] С. Г. Литвинова, “Компонентна модель хмаро орієнтованого навчального середовища загальноосвітнього навчального закладу”, Науковий вісник УЖНУ. Серія: Педагогіка. Соціальна робота, №.35, сс. 99-107, 2015.
[18] О. М. Соколюк, та О. Ю. Жук “Інтернет орієнтовані педагогічні технології: проблема інтерпретації поняття”. Інформаційні технології і засоби навчання. № 4 (30), 2012. [Онлайн]. Доступно: https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/713/527.
[19] Ю. О. Жук, О. М. Соколюк, Н. П. Дементієвська, та І. В. Соколова Інтернет орієнтовані педагогічні технології у шкільному навчальному експерименті : монографія. Київ : Атіка, 2014, c. 195.
[20] N. Daneshjo Computer Modeling and Simulation [Online]. Available: http://www.ipcsit.com/vol8/12-S3.3.pdf
[21] Morze, N., Barna, O., Kuzminska, O., & Vember, V. (2017). Formation Students’ict Competence: Case Study. Електронне наукове видання “Відкрите освітнє е-середовище сучасного університету”, (3), 89-99.
[22] Л. Г. Петерсон, М. А. Кубышева и М. В. Рогатова “Типология уроков деятельностной направленности”, Педагогическое образование и наука, Москва: МАНПО, № 5, cc. 139-152, 2016.
Немає коментарів:
Дописати коментар