Система подготовки будущих учителей к организации проектной деятельности школьников в процессе обучения математике и информатике

и методические основы проектной деятельности в образовательном процессе изложены в работах отечественных исследователей и педагогов В.В. Гузеева [5], Н.В. Матяш [9], Н.Ю. Пахомовой [10], Е.С. Полат [11], И.Д. Чечель [13], С.Т. Шацкого [15] и др. Известны также публикации, посвященные различным вопросам, связанным с обучением проектной деятельности будущих учителей-предметников (например, [1, 3, 6, 12, 14] и др.).

Тем не менее, как было сказано выше, технология проектного обучения все еще остается малознакомой и не совсем понятной для большого числа учителей-предметников. Кроме того, исследо-

ЕЛЕНА

РУДОЛЬФОВНА ТРЕФИЛИНА кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры программной и системной инженерии Тюменского государ-

ватели отмечают, что в настоящее время нет единого, целостного подхода к методике обучения проектной деятельности студентов педагогических направлений подготовки [4].

Таким образом, актуальной является проблема обоснования, построения и описания системы подготовки будущих учителей математики и информатики к организации проектной деятельности школьников, а также практической реализации этой системы. Настоящая статья посвящена описанию опыта решения этой проблемы в Институте математики и компьютерных наук Тюменского государственного университета.

Структура и содержание подготовки учителей к организации проектной деятельности учащихся

В Институте математики и компьютерных наук в течение нескольких лет ведется целенаправленная работа по развитию профессиональных компетенций будущих учителей математики и информатики в области организации проектной деятельности школьников. Рассмотрим ее основные компоненты.

В содержание дисциплин «Теория и методика обучения математике» и «Теория и методика обучения информатике» включены учебные модули, связанные с методикой организации проектной деятельности школьников. В рамках этих модулей изучаются возможности и ограничения использования технологии проектного обучения в образовательном процессе по математике и информатике. При этом внимание уделяется особенностям применения данной технологии в зависимости от ступени образования (основное общее, среднее общее), профиля обучения (физико-математический, естественнонаучный, технологический, гуманитарный и др.), уровня образования (базовый, углубленный), а также в зависимости от различных индивидуальных особенностей школьников.

В процессе обучения студентов профильным дисциплинам систематически применяется технология проектного обучения. При этом речь идет не только о методиках обучения, но прежде всего о базовых математических дисциплинах, включая «Математический анализ», «Алгебру и теорию чисел», «Геометрию», «Дискретную математику», «Элементарную математику» и такие базовые «информационные» дисциплины, как «Основы компьютерных наук», «Программирование», «Математическая логика и теория алгоритмов», «Базы данных». Эта работа очень важна, поскольку, с одной стороны, позво- ляет студентам приобрести опыт выполнения индивидуальных и групповых проектов по различным разделам математики и информатики и, с другой стороны, дает возможность познакомиться с реальным опытом организации проектной деятельности.

Необходимо отметить, что проектная деятельность достаточно органично вписывается в процесс обучения «информационным» дисциплинам, сочетаясь с традиционными формами организации этого процесса. В то же время систематическое использование технологии проектного обучения в математических дисциплинах предполагает существенную модернизацию традиционных методов, форм и средств обучения. Поэтому успех всей работы во многом зависит от мотивированности преподавателей математических дисциплин.

Не менее важной частью профессиональной подготовки будущих учителей является активное использование технологии проектного обучения при проведении педагогической практики и организации научно-исследовательской деятельности. Значимость такой работы подтверждается различными исследованиями. В частности, Е.В. Анастасова и А.К. Лукина на основе проведенного ими исследования приходят к выводу, что организация практики по методу проектов является хорошей возможностью для развития профессиональных компетенций будущих педагогов [2]. В.А. Колосова отмечает, что использование проектной деятельности в процессе подготовки будущих учителей улучшает их мотивацию к познавательной деятельности [7].

В период прохождения педагогической практики студенты работают в качестве руководителей проектной деятельности школьников. Так как в основе организации самой практики также лежит использование технологии проектного обучения, то это позво- ляет студентам за время прохождения практики приобрести опыт как исполнителя, так и руководителя на всех этапах работы над проектом: подготовительном, аналитическом, практическом, презентационном и рефлексивном [8]. Частью этого опыта становится преодоление реальных трудностей и ограничений, которые нельзя воспроизвести в искусственной среде обучения (например, предложенная идея проекта показалась неинтересной школьникам или у детей, а иногда и у самого студента, оказалось недостаточно знаний для реализации проекта).

Пример реализации подготовки учителей к организации проектной деятельности учащихся

Покажем на примере одной из педагогических практик, как воплощается в жизнь идея целенаправленного развития профессиональных компетенций будущих учителей в области организации проектной деятельности школьников при обучении информатике.

Целью проведения рассматриваемой практики является получение студентами первичных профессиональных умений и навыков. Практика является распределенной, для ее прохождения каждую неделю в течение двух семестров (осеннего и весеннего) выделяется часть дня.

На период прохождения практики студентам даются, в числе прочих, два следующих задания.

Первое – разработать групповой проект внеурочного мероприятия по определенному разделу школьного курса информатики («Системы счисления», «Математическая логика», «Кодирование информации и представление данных», «Теория информации», «Формализация и моделирование», «Алгоритмы и алгоритмизация»), а затем провести разработанное мероприятие.

Второе – в рамках внеурочной деятельности реализовать со школьниками групповой или индивиду- альный исследовательский проект, направленный на углубление и расширение знаний учащихся в области информатики и информационно-коммуникационных технологий.

Для выполнения этих заданий студенты делятся на небольшие группы (от 2 до 4 человек). При выполнении второго задания студенты должны самостоятельно определить тематику проектов, а также самостоятельно осуществлять руководство проектной деятельностью школьников на всех ее этапах.

В качестве иллюстрации приведем примеры нескольких проектов, разработанных и реализованных учениками под руководством студентов.

Проект «Пищалка-напоминалка» (9-й класс), реализованный на базе школьной лаборатории робототехники. Разработанный продукт – коробочка из фанеры, оснащенная кнопкой, экраном и динамиком снаружи, управляемая компонентами Arduino. Это устройство предназначено для напоминания о распорядке дня школьника: в установленное время на экране высвечивается текст напоминания и раздается звуковой сигнал. В процессе выполнения проекта были разработаны дизайн и схема устройства в векторном графическом редакторе Inkscape, создан макет на дизайн-платформе MakerCase, написаны скетчи для платы Arduino. Выполнение проекта мотивировало школьников к дальнейшему изучению темы «Умный дом».

Проект «Интерактивные постеры» (6-й класс). Разработанный продукт – набор электронных интерактивных постеров по различным темам курса информатики. Для создания использованы программа Microsoft Publisher и онлайн-платформа ThingLink, которая позволяет добавить на готовый плакат метки с текстовыми подсказками, ссылками на видео, музыку и изображения. Работа над проектом способствует развитию информационной и технологической компетенций как школьника, так и студента.

сти. В итоге будет получен рисунок. Заметим, что этот проект вызвал большой интерес у школьников, и они самостоятельно придумали большое число оригинальных рисунков. Кроме того, в процессе выполнения проекта был отработан навык перевода чисел из одной системы счисления в другую.

Заключение

Таким образом, в Институте математики и компьютерных наук Тюменского государственного университета создана определенная система подготовки будущих учителей математики и информатики к организации проектной деятельности школьников.

Эта подготовка интегрирована в процесс обучения студентов основным профильным дисциплинам, входящим в образовательную программу, а также в процесс прохождения педагогической практики и выполнения научно-исследовательской работы (курсовых работ, выпускной квалификационной рабо-

Проект «Анимированная теория» (8-й класс). Разработанный продукт – обучающие анимационные ролики об основных логических операциях над высказываниями, созданные в среде программирования Scratch. Проект был выполнен по инициативе школьника, увлекающегося программированием в этой среде. Созданные анимационные ролики могут использоваться при изучении раздела «Математическая логика» в курсе информатики общеобразовательной школы.

Проекты по созданию анимации выполнялись и с учениками пятых классов. В этом случае использовались средства MacromediaFlash 8.

Проект «Бумеранг цифр» (7-й класс). Созданный продукт – сборник заданий для проведения интегрированных уроков по математике и информатике. В разработанных заданиях необходимо перевести данные координаты точек в указанную систему счисления, а затем отметить их на координатной плоско-

ты). Ее ядром является педагогическая практика, поскольку она дает возможность студентам совместить теоретические знания о проектной деятельности с практическим опытом ее организации и участия в ней. Во время прохождения практики студенты преодолевают различные непредвиденные трудности, решают непростые педагогические проблемы, в результате чего приобретают ценный рефлексивный опыт решения профессиональных задач педагога, что повышает их мотивацию, формирует осознанное отношение к выбранной профессии.

По нашему мнению, созданная система подготовки студентов к применению технологии проектного обучения является достаточно эффективной. Разумеется, более обоснованные выводы о ее эффективности можно будет сделать лишь несколько лет спустя на основании комплексного анализа результатов работы выпускников университета в качестве учителей математики и информатики.