В профессиональной подготовке учителей все большую значимость приобретают цифровые средства, включая тренажеры и симуляторы. Необходимость внедрения в практику подготовки будущего педагога цифровых образовательных средств отвечает требованиям времени, однако апробированных цифровых инструментов для диагностики и тренировки уровня сформированности профессиональных умений практически нет. Актуальность разработки надежных и валидных цифровых образовательных средств как для оценки, так и тренировки профессиональных компетенций обучающихся педагогических вузов важна для совершенствования качества подготовки будущих педагогов.
В ФГБОУ ВО «Набережночелнинский государственный педагогический университет» ведется работа по апробации цифрового симулятора (ЦС) педагогической деятельности как средства профессиональной подготовки учителя. ЦС представляет симуляционную среду виртуального класса, где студент в роли виртуального учителя выбирает целесообразные, с его точки зрения, педагогические действия и проходит все этапы проведения урока (от постановки целей и планирования образовательных результатов до подведения итога). В симуляцию урока заложены принципы деятельностного подхода и требования реализации ФГОС ООО.
Цель исследования – определить эффективность ЦС для диагностики и тренировки общепрофессиональных компетенций будущих педагогов.
Материалы и методы исследования
ЦС является средством диагностики уровня сформированности у бакалавров следующих общепрофессиональных компетенций: ОПК-2, ОПК-3, ОПК-5 и ОПК-8 [1]. Следует отметить, что предварительные результаты применения цифрового симулятора педагогической деятельности как средства тренировки компетенций педагогов были ранее опубликованы авторским коллективом [2; 3].
Накоплен достаточно интересный опыт применения цифровых учебных тренажеров и симуляторов в образовательной сфере. Особое внимание привлекают разработки ДудыреваФ.Ф. и Максименковой О.В. [4], Шагиахметовой М.Н. и Масалимовой А.Р. [5], Загидуллина Д.Р. и Пулявиной Н.С. [6], Вагановой О.И., Хохленковой Л.А., Ворониной И.Р., Гущина А.В. [7] и др.
В качестве методов исследования применялись экспертный метод, формирующий эксперимент и методы статистического анализа данных (непараметрический критерий хи-квадрат Пирсона и первичные описательные статистики).
Результаты исследования и их обсуждение. Для достижения поставленной цели экспертной группой в количестве 5 человек (в которую вошли методисты педагогического вуза, преподаватели вуза, работающие на курсах ПК, учителя математики и учителя начальных классов) для каждой компетенции сформулировали знания, умения и навыки, которые были переработаны в шкалу и критерии оценивания уровня сформированности компетенций (табл. 1). Обратим внимание на то, что в ЦС развивается компетенция не в полном объеме, а только ее часть (в таблице жирным шрифтом выделены данные компоненты), поэтому и оценке подлежит не вся компетенция.
Таблица 1
Шкала оценки уровня сформированности компетенций в ЦС
|
ОПК-2 Способен участвовать в разработке основных и дополнительных образовательных программ, разрабатывать отдельные их компоненты (в том числе с использованием информационно-коммуникационных технологий). ОПК-3 Способен организовывать совместную и индивидуальную учебную и воспитательную деятельность обучающихся, в том числе с особыми образовательными потребностями, в соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов. ОПК-5 Способен осуществлять контроль и оценку формирования результатов образования обучающихся, выявлять и корректировать трудности в обучении. ОПК-8 Способен осуществлять педагогическую деятельность на основе специальных научных знаний |
|||
|
Ниже порогового |
Базовый |
Повышенный |
Высокий |
|
До 50 баллов |
От 51 до 70 баллов |
От 71 до 84 баллов |
От 85 до 100 баллов |
|
– Демонстрирует отрывочное знание содержания предмета и планируемых образовательных результатов. – Демонстрирует фрагментарное проявление применения деятельностного подхода для решения учебной задачи. – Фрагментарно использует дидактические средства, формы, методы, технологии организации совместной и индивидуальной учебной деятельности обучающихся. – Не в полной мере демонстрирует умение применять методы анализа педагогической ситуации, профессиональной рефлексии на основе специальных научных знаний |
– Демонстрирует частичное знание содержания предмета и планируемых образовательных результатов. – Демонстрирует в целом успешное, но не систематическое проявление применения деятельностного подхода для решения учебной задачи. – В целом успешно, но не систематически использует дидактические средства, формы, методы и технологии организации совместной и индивидуальной учебной деятельности обучающихся в соответствии с возрастом. – Не в полной мере демонстрирует умение применять методы анализа педагогической ситуации, профессиональной рефлексии на основе специальных научных знаний |
– Демонстрирует знание содержания предмета и планируемых результатов с некоторыми погрешностями. – Успешно, но с отдельными недочетами демонстрирует способность применения деятельностного подхода для решения учебной задачи. – Есть отдельные недочеты в использовании дидактических средств, форм, методов, технологий организации совместной и индивидуальной учебной деятельности обучающихся. – В целом, успешно, но с отдельными недочетами демонстрирует умение применять методы анализа педагогической ситуации, профессиональной рефлексии на основе специальных научных знаний |
– Демонстрирует знание содержания предмета и планируемых образовательных результатов в полной мере. – Успешно и систематически демонстрирует способность применения деятельностного подхода для решения учебной задачи. – Успешно и систематически использует дидактические средства, формы, методы и технологии организации совместной и индивидуальной учебной деятельности обучающихся. –Успешно демонстрирует умение применять методы анализа педагогической ситуации, профессиональной рефлексии на основе специальных научных знаний |
На втором этапе экспертной группой произведена операционализация индикаторов оценки умений. Эксперты соотнесли структурный этап виртуального урока и выполненное педагогическое действие с индикатором формируемой компетенции. Пример работы для одной из компетенций представлен в табличной форме (табл. 2).
Таблица 2
Операционализация индикаторов оценки компетенции ОПК-3
|
УМЕНИЕ ОРГАНИЗОВАТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПО РЕШЕНИЮ УЧЕБНОЙ ЗАДАЧИ |
||||||||||
|
ПОСТАНОВКА УЧЕБНОЙ ЗАДАЧИ И ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ |
||||||||||
|
ОПК-3 |
||||||||||
|
Способен организовывать совместную и индивидуальную учебную и воспитательную деятельность обучающихся, в том числе с особыми образовательными потребностями, в соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов |
||||||||||
|
ОПК-3.1 |
ОПК-3.3 |
|||||||||
|
Умеет определять и формулировать цели и задачи учебной и воспитательной деятельности обучающихся, в том числе с особыми образовательными потребностями, в соответствии с требованиями ФГОС |
Демонстрирует знания форм, методов и технологий организации учебной и воспитательной деятельности обучающихся, в том числе с особыми образовательными потребностями |
|||||||||
|
Постановка учебной задачи |
Выбор цели (планируемый результат) |
Выбор этапов решения задачи в соответствии с целью |
Умение определять понимание требований задачи учениками |
Выбор технологии организации учебной деятельности |
Анализ условий задачи |
Применение деятельностного подхода на этапе решения задачи |
Методы организации учебной деятельности |
Выбор формы организации работы над задачей |
Понимание формы организации учебной деятельности обучающихся |
Максимально 20 баллов из 100 |
|
0 баллов – умение не сформировано; 1 балл – умение сформировано частично (репродуктивный формат работы); 2 балла – умение сформировано в соответствии с принципами деятельностного подхода |
||||||||||
Как видно из таблицы 2, на этапе организации учебной деятельности обучающихся в виртуальном классе и постановки учебной задачи требуется умение, определяемое ОПК-3 и ее индикаторами. В ЦС применяется 100-балльная шкала оценки. Каждое действие виртуального учителя (пользователя ЦС) оценивается по трёхбалльной шкале. Такая работа по установлению соответствия между этапом учебного занятия и проверяемым индикатором проведена экспертами для каждого структурного компонента урока и формируемой общепрофессиональной компетенции из списка выше.
На следующем (третьем) этапе исследования с целью проверки надежности диагностической функции ЦС проведён формирующий эксперимент. Выборку исследования составили экспериментальная и контрольная группы бакалавров по направлению подготовки «44.03.05 Педагогическое образование» в количестве 138 и 134 соответственно обучающихся в каждой группе (табл. 3). В ходе исследования учитывались показатели прохождения производственной педагогической практики. Несмотря на то, что обучающиеся контрольной группы в данный момент обучаются на 5-м курсе, а экспериментальной группы – на 4-м курсе, показатели за педагогическую практику учтены согласно учебному плану за 4-й год обучения. Другими словами, показатели оценки сформированности знаний, умений, навыков за педагогическую практику (проведение учебных занятий) в контрольной и экспериментальной группах идентичны, так как эти группы обучаются по единым учебным планам, соответствующим их профилю; у них идентичный профессорско-преподавательский состав; одинаковые рабочие программы и требования к педагогической практике, одинаковая шкала оценки за практику. Таким образом, требования к составу и характеристикам контрольной и экспериментальной групп соблюдены в полном объеме. Характеристика выборки представлена в таблице 3.
Таблица 3
Характеристика выборки исследования
|
Факультет |
Контрольная группа |
Экспериментальная группа |
||||
|
номер группы |
курс |
кол-во студентов в группе |
номер группы |
курс |
кол-во студентов в группе |
|
|
Педагогики и психологии |
811, 841 |
5 |
36 |
911,941 |
4 |
32 |
|
Историко-географический |
881 |
5 |
19 |
981 |
4 |
19 |
|
Филологический |
832,871 |
5 |
41 |
932,971 |
4 |
46 |
|
Математики и информатики |
824,821 |
5 |
38 |
924,921 |
4 |
41 |
|
Итого |
134 |
138 |
||||
Обратим внимание на то, что в симуляторе, где представлен виртуальный урок математики для 5-го класса, работали студенты разных факультетов. Важно заметить, что в симуляторе не оценивается предметная составляющая, основными показателями эффективности работы, заложенными в симуляцию, являются методические умения и деятельностные технологии обучения (это показано в таблицах выше), применяемые в планировании и проведении учебного занятия. Поэтому неважно, на каком факультете обучается испытуемый, принципы построения урока в проблемно-задачном подходе требуют универсальных методических умений, что и должны были продемонстрировать испытуемые. Можно утверждать, что отвлечение от предметного содержания виртуального урока усиливает эффект формирования методических умений построения урока с позиции деятельностных принципов и технологий. Тем более, что на виртуальном уроке ученики 5-го класса решают практико-ориентированную задачу, не требующую высокого уровня конкретных математических знаний, то есть не проверяются знания по математике.
Формирующая часть эксперимента в экспериментальной группе строилась следующим образом: испытуемым была предоставлена возможность работать в ЦС под руководством наставника (руководителя практики), тем самым тренировать свои методические компетенции, обозначенные выше, по трудовому действию из Профессионального стандарта педагога «планировать и проводить учебное занятие»[8].
В конце сеанса перед пользователем появляется таблица с итоговыми показателями прохождения симулятора по шкалам «Знание. Умение. Навыки», которые оцениваются по 100-балльной шкале. После работы в ЦС каждый студент имел возможность проанализировать свои методические умения и навыки применения деятельностных технологий обучения с методистом, получить рекомендации для исправления методических ошибок, повторить теоретический материал по методике преподавания, поработать с предложенным списком литературы и выйти на педагогическую практику более подготовленным для проведения реальных уроков.
После завершения производственной педагогической практики испытуемый во второй раз работал в ЦС. Результаты проведения виртуального урока в системе «до практики-после практики» фиксировались в виде таблицы первичных данных. Динамика работы в ЦС (на начало и окончание практики) была подробно описана в публикации коллектива разработчиков [3], результаты исследования доказали эффективность ЦС в аспекте тренировки (развития) умений и навыков студентов.
В контрольной группе обучающиеся не имели возможности работать в симуляторе в системе «цифровой симулятор-педагогическая практика-цифровой симулятор», так как на момент обучения и выхода на активную педагогическую практику ЦС еще только проектировался на этапе экспертной оценки и не применялся в образовательном процессе для подготовки будущих учителей.
Для определения эффективности применения цифрового симулятора как диагностического инструмента в системе профессиональной подготовки педагога по схеме «ЦС - производственная педагогическая практика – ЦС» произведем сравнение показателей формирования общепрофессиональных компетенций в экспериментальной и контрольной группах. Показателями сформированности общепрофессиональных компетенций являются полученные студентами баллы в зачетную сессию по производственной педагогической практике (100-балльная шкала оценки согласно Положению о БРС, принятому в вузе). Следует особо отметить, что компетенции, формируемые в ходе производственной педагогической практики по учебному плану, и компетенции, тренируемые в ЦС, совпадают. Все общепрофессиональные компетенции, обозначенные выше, входят в матрицу компетенций по дисциплине «Производственная педагогическая практика».
Для того, чтобы исключить влияние других переменных на показатели формирования общепрофессиональных компетенций при помощи ЦС, были проанализированы полученные оценки у испытуемых контрольной и экспериментальной групп по дисциплинам методического блока, к которым относятся «Теория и технология обучения» и «Методика преподавания в предметных областях» согласно профилю обучения. Статистически значимых различий в показателях оценок в контрольной и экспериментальной группах не обнаружено (применялся непараметрический критерий c2 Пирсона). Этот показатель означает, что у бакалавров контрольной и экспериментальной групп примерно одинаковый уровень теоретической подготовки по дисциплинам методической направленности.
Задача исследования на данном этапе эксперимента - определить, изменятся ли показатели уровня сформированности знаний, умений и навыков в экспериментальной группе, если внедрить в образовательный процесс ЦС как средство развития (тренировки) общепрофессиональных компетенций по методическим умениям планирования и проведения учебного занятия. Для проверки данной гипотезы сравним показатели оценок за производственную педагогическую практику в контрольной и экспериментальной группе.
С целью выбора статистического критерия произведена проверка измерения на соответствие закону нормального распределения. Результаты первичной обработки оценочных данных испытуемых за педагогическую практику представлены в табличной форме (табл. 4).
Таблица 4
Первичная описательная статистика оценок по производственной педагогической практике
|
Показатели |
Экспериментальная группа |
Контрольная группа |
|
Среднее (М) |
84,14 |
77,68 |
|
Стандартное отклонение (σ) |
7,12 |
12,22 |
|
Асимметрия |
-1,72 |
-1,09 |
|
Стандартная ошибка асимметрии |
0,209 |
0,209 |
|
Эксцесс |
2,87 |
-0,242 |
|
Стандартная ошибка эксцесса |
0,416 |
0,416 |
Как видно из таблицы 4, в экспериментальной группе обнаружены отрицательная асимметрия и положительный эксцесс, а в контрольной группе – отрицательная асимметрия, показатели эксцесса находятся в пределах ошибки. Интерпретировать полученные данные можно следующим образом: распределение признака в экспериментальной группе показывает степень однородности показателей за производственную практику, отсутствие индивидуальной вариативности оценок (положительный эксцесс), а показатели асимметрии показывают, что чаще встречаются значения оценки за практику выше среднего. Другими словами, экспериментальная группа более однородна, показатели за проведение уроков на практике у них типичны, и показатели оценок чаще встречаются выше среднего уровня.
В контрольной группе средние оценки за практику (проведение открытых уроков) ниже, отсутствие эксцесса позволяет утверждать о большей вариации индивидуальных показателей, чем в экспериментальной группе. Другими словами, в контрольной группе есть испытуемые как с низкими, так и с высокими оценками за практику. Так как распределение не соответствует закону нормального распределения, произведем статистический анализ сравнения данных по критерию согласия хи-квадрат Пирсона (c2).
Обработка результатов осуществлялась при помощи статистического пакета для социологических наук SPSS. Выявлены статистически значимые различия между выборками в контрольной и экспериментальных группах c2-Пирсона = 33,79 при р≤0,001. То есть были получены статистически значимые различия в показателях успеваемости за производственную педагогическую практику в контрольной и экспериментальной группах. Исходя из того, что входная диагностика по результатам теоретической подготовки в данных группах не различалась, программа производственной практики была идентичной и реализовывалась на одних и тех же базах практики, данные различия можно объяснить тем, что в практическую подготовку экспериментальной группы был включен ЦС, тогда как контрольная группа не имела возможности тренировать свои умения в виртуальном пространстве.
Можно утверждать, что уровень сформированности общепрофессиональных компетенций у студентов экспериментальной группы выше, чем в контрольной. Студенты экспериментальной группы более эффективно применяют технологии деятельностного подхода для решения учебной задачи, умеют правильно выбирать дидактические средства и методы организации совместной учебной деятельности, умеют анализировать педагогическую ситуацию на уроке. Навыки, полученные в ЦС, переносятся в реальную педагогическую практику, что подтверждают итоговые оценки по производственной практике экспериментальной группы.
Заключение.Исследование показало, что внедрение в образовательный процесс цифрового симулятора в системе «ЦС - производственная педагогическая практика - ЦС» повышает эффективность подготовки будущих учителей. ЦС позволяет диагностировать отдельные компоненты общепрофессиональных компетенций (ОПК-2, ОПК-3, ОПК-5 и ОПК-8) и повышает готовность к проведению реальных уроков в ходе активной педагогической практики. Несмотря на примерно одинаковый теоретический уровень подготовки, получены статистически значимые различия в уровне прохождения педагогической практики за счет применения цифрового симулятора как средства развития общепрофессиональных компетенций.
Таким образом, цифровой симулятор педагогической деятельности можно применять и как средство диагностики уровня сформированности общепрофессиональных компетенций методического характера, и как средство тренировки (развития) обозначенных компетенций.