В настоящее время одной из основных задач системы образования является подготовка будущих учителей к профессиональной деятельности. В свете обновленного федерального государственного образовательного стандарта будущие педагоги всех направлений подготовки должны владеть не только знаниями, умениями и навыками по своему направлению подготовки, но и педагогическими компетенциями. Открытые по программе «Учитель будущего поколения России», созданной при поддержке Министерства просвещения РФ, в педагогических вузах страны технопарки универсальных педагогических компетенций представляют собой образовательное пространство, обеспеченное высокотехнологическим оборудованием. Главные задачи функционирования таких центров – реализация междисциплинарных и метапредметных проектов, организация исследовательской работы, формирование функциональной грамотности. Современное образовательное пространство даст возможность не только подготовить учителей будущего к успешной работе, но и повысить квалификацию педагогических работников, а также привлечь в педвузы обучающихся общеобразовательных организаций в рамках программ профориентации.
Цель исследования: уточнить определение понятия «универсальные педагогические компетенции», проанализировать образовательное пространство технопарка универсальных педагогических компетенций и на основании полученного анализа разработать задания для пропедевтического курса информатики.
Материал и методы исследования. Исследование проведено посредством анализа имеющегося опыта деятельности технопарков универсальных педагогических компетенций российских высших учебных заведений. В качестве методов исследования были использованы анализ, систематизация, классификация, обобщение и синтез полученной информации, а также статистическая обработка данных.
Результаты исследования и их обсуждение
Целью современного образования является развитие самостоятельной, ответственной личности, которая способна к творческой деятельности, освоению и преобразованию окружающего мира. Опираясь на поставленную цель, можно определить основную роль педагога в процессе обучения – учитель должен выступать посредником между учениками и преподаваемой учебной дисциплиной, подводить к решению задач различными способами, а не давать готовые знания, умения и навыки.
В Федеральном государственном образовательном стандарте высшего образования появилось новое наименование компетенций – универсальные компетенции, которые являются расширением или дополнением общекультурных компетенций.
В настоящее время изучению универсальных компетенций посвящены многие научные работы исследователей. Универсальные компетенции рассматриваются педагогами как способность человека переводить и применять приобретенные в процессе обучения знания и умения в способы выполнения действий в профессиональной деятельности при решении задач практических работ и производственной практики. На основе сформированных универсальных компетенций происходит формирование профессиональных и/или общепрофессиональных компетенций, их основу составляет совокупность знаний, умений и личностных качеств, необходимых будущему педагогу в его профессиональной деятельности.
Универсальные педагогические компетенции выступают обязательным компонентом в обучении и направлены на обеспечение высокого уровня образованности учащихся. В нашем исследовании под универсальными педагогическими компетенциями мы понимаем высокую профессиональную культуру общения, совокупность общепедагогических и общедидактических универсальных компетенций, влияющих на высокий уровень и результативность в профессионально-педагогической деятельности учителя. Общепедагогические, общедидактические универсальные компетенции рассматриваются нами как общепедагогические, общедидактические умения и навыки.
Образовательные технопарки, или технопарки универсальных педагогических компетенций, являются инструментами повышения качества образования. Они представляют собой образовательные пространства, оснащенные высокотехнологичным оборудованием. На базе технопарков у студентов появляется возможность овладеть интерактивными технологиями, развить функциональную грамотность и навыки метапредметных исследований [1].
В рамках данной статьи будет рассматриваться образовательное пространство технопарка Шадринского государственного педагогического университета, которое состоит из двух кластеров: естественно-научного кластера и кластера робототехники и IT-технологий. Каждый кластер, в свою очередь, состоит из нескольких лабораторий. Естественно-научный кластер представлен лабораториями: биоинженерии и генетики, предназначенной для изучения основ биологии, генетики, анатомии, физиологии; биоинженерии и генетики, предназначенной для исследований в области аналитической химии; лабораторией физики. Кластер робототехники и IT-технологий состоит из лаборатории виртуальной и дополненной реальности и лаборатории программирования робототехнических комплексов и предназначен для изучения программирования робототехнических комплексов [2].
В качестве основных задач, реализуемых в рамках деятельности технопарка, следует выделить те, которые направлены на создание условий для:
- приобретения опыта разработки и реализации междисциплинарных и метапредметных проектов в целях формирования функциональной грамотности и развития креативности студентов, педагогических работников образовательных организаций, школьников;
- формирования и развития междисциплинарного и межпредметного мышления студентов, педагогических работников образовательных организаций, школьников;
- приобретения опыта коллаборации в межпредметных и разновозрастных группах при педагогическом проектировании, в том числе со школьниками, и пр.
Образовательное пространство технопарка состоит из лабораторий, направленных на преподавание учебных предметов: «Физика», «Химия», «Биология», «Математика», «Информатика», «Технология» и др. Данная площадка ориентирована на усиление практической междисциплинарной подготовки будущих учителей, в основном по естественно-научным дисциплинам, которые предполагают проектную деятельность: генетика и робототехника, физика и альтернативная энергетика, биология и химия, программирование и робототехника и др. С помощью оборудования данных лабораторий у педагога появляется возможность сделать образовательный процесс более увлекательным и эффективным.
Все функции технопарка ориентированы на следующие целевые аудитории: студенты, педагогические работники образовательных организаций и учащиеся образовательных учреждений всех ступеней образования.
Одной из ключевых целевых аудиторий технопарка, несомненно, являются студенты. Технопарк в процессе их обучения будет выступать платформой для организации и проведения практических занятий, а также организацией квазипедагогической и проектной деятельности студентов в рамках производственной практики студентов по педагогическим направлениям, связанным с преподаванием учебных предметов естественно-научной и технологической направленностей. Кроме того, у студентов появляется возможность освоить фундаментальные знания посредством опытов, экспериментов и лабораторных работ, проведения мастер-классов в различных форматах взаимодействия с использованием ресурсов технопарка [2, 3].
Еще одна целевая аудитория – педагогические работники образовательных организаций. Сотрудничество с образовательными организациями дает возможность проводить мероприятия (открытые уроки, мастер-классы и т.п.). Кроме того, в рамках курсов повышения квалификации педагоги, используя оборудование технопарка, будут совершенствовать свое профессиональное мастерство [4].
В работе со школьниками функции технопарка ориентированы, в первую очередь, на сопровождение деятельности классов психолого-педагогической направленности в части учебных предметов естественно-научной и технологической направленностей, а также на проведение профориентационной работы со школьниками и организацию учащихся к участию в различных олимпиадах, конкурсах, учебных семинаров и др.
Для реализации выделенных функций педагогами ШГПУ разрабатываются задания для практических занятий. Студенты, выполняя задания квазипрофессиональной деятельности, получают практические навыки работы с оборудованием, при этом полученные при изучении дисциплины знания систематизируются, расширяются и углубляются.
В рамках данной статьи рассмотрим примерные задания для будущих учителей информатики на производственную (технологическую) практику. Согласно нормативным документам, регламентирующим процесс обучения информатике в среднем образовательном учреждении [5], особое внимание в учебном процессе следует уделять изучению раздела «Основы алгоритмизации и программирования», поскольку изучение данного раздела вызывает сложность у учащихся, что постепенно приводит к снижению их успеваемости. Это объясняется тем, что при изучении основ алгоритмизации и программирования педагоги чаще всего пользуются стандартными методами обучения. Отсутствие межпредметных связей, непонимание роли алгоритмизации в обыденной жизни обусловливают низкую мотивацию учащихся к изучению предмета, что приводит к снижению успеваемости и, как следствие, к потере интереса к информатике как предмету.
Образовательное пространство технопарка, оснащенное высокотехнологичным оборудованием, интерактивные методы обучения и мультимедийные технологии направлены на формирование у школьника учебной успешности.
В современном обществе одним из развивающихся направлений является программное управление робототехническими системами.
В рамках образовательной робототехники происходит интеграция таких направлений, как математика, физика, программирование, технический дизайн и иные, поэтому можно сделать вывод, что робототехника выступает как мультидисциплинарное направление, при занятии которым развиваются интеллект, память, внимательность, логическое и творческое мышление, закрепляются знания в области многих дисциплин, изучаемых в школьном курсе.
Робототехнические наборы дают возможность проявить свои знания, творческие способности, алгоритмическое мышление и пр.
В Шадринском государственном педагогическом университете в Технопарке универсальных педагогических компетенций на практических занятиях по программированию студенты активно используют робототехнические конструкторы LEGO Education «Простые механизмы» и LEGO Education «WeDo полный» и среду программирования Lego WeDo [6].
Студенты в рамках квазипрофессиональной деятельности моделируют процесс обучения в школе. Кто-то выступает в роли учителя, остальные – в роли учеников. «Учитель» предлагает обучающимся выполнить задания по программированию. Следует отметить, что «ученики» проходят все этапы обучения программированию, начиная изучать данный раздел с самых азов.
В статье будут приведены примеры заданий по программированию для учащихся базового уровня обучения в рамках пропедевтического курса информатики с использованием робототехнического конструктора LEGO Education «WeDo полный» и среды программирования Lego WeDo, поскольку набор конструктора и соответствующей среды программирования рассчитан на первоначальное знакомство с робототехникой. Следует оговориться, что приведенные примеры заданий по информатике разработаны для обучающихся начальной школы и были взяты из производственной (технологической) практики студентов, обучающихся по образовательной программе «Информатика» направления подготовки «Педагогическое образование».
Разработанные этапы обучения программированию детей данного возраста и предложенные задания помогут приобрести первоначальные знания и навыки написания программ, развить логическое мышление и умение самостоятельно добывать знания, проверяя свои предположения экспериментальным путем.
Процесс обучения программированию будет проходить в два этапа. На первом этапе педагог предлагает учащимся познакомиться с пиктограммами среды программирования, заучить программы действий, построение связи между элементами программ, связи между элементами составления алгоритмов и блоками среды.
Далее происходит знакомство с блоками среды программирования. Учащимся предлагаются задания на выполнение действий с каждым блоком среды, постепенно задания усложняются, начинается изучение структуры блок-схем и блоков среды программирования, учеников постепенно подводят к решению задач с использованием блок-схем. Все задания направлены на закрепление знаний о функциях блоков и формирование умений их соединять.
На втором этапе начинается непосредственно программирование в среде Lego Education WeDo. Так как учащиеся работают за компьютером, педагог должен помнить о здоровьесберегающих технологиях – следует строго соблюдать нормы САНПиН: для детей семи лет занятие за компьютером должно быть не более 15 минут в день; выполнять гимнастику для глаз [7].
На втором этапе ученики выполняют сборку модели из конструктора LEGO Education «WeDo полный». Задания второго этапа направлены на формирование умений и навыков выстраивать программы на уровне логических действий, т.е., прежде чем запрограммировать робота, следует выстроить последовательность действий, которые приведут робота в движение, затем построенную программу необходимо проверить на наличие ошибок в среде Lego Education WeDo. Постепенно задания усложняются, в программу вводятся новые элементы: Lego-коммутатор, мотор, датчик движения, датчик наклона, которые устанавливаются на собранной модели и подключаются с помощью кабеля к Lego-коммутатору, а он – к компьютеру через USB-порт. Прежде чем приступить к работе за компьютером, педагог должен провести с обучающимися предварительную работу – инструктаж по технике безопасности при работе с компьютером.
В качестве примера можно провести следующее задание: робот должен ехать вперед в течение пяти секунд. Сложность выполнения задания заключается в том, что учащиеся еще плохо ориентируются во времени, поэтому будущие учителя информатики на практических занятиях предлагают свои варианты решений, связанные с ориентировкой во времени, например послушать звук секундной стрелки, посчитать вслух до пяти, наблюдая за таймером, и называть на каждую секунду цифру, и пр.
Следует отметить, что все рассмотренные этапы обучения программированию построены так, что знания и умения, полученные на предыдущем этапе, закрепляются и дополняются на последующих. В итоге обучающиеся успешно решают поставленные перед ними задачи, требующие составления алгоритма действий и написания программы.
Подобные практические занятия с использованием ресурсов Технопарка и квазипрофессиональной направленностью помогут студентам погрузиться в будущую профессиональную деятельность, представить себя не только в роли учителя, но и в роли педагога, проводящего мастер-классы в различных форматах взаимодействия с учащимися общеобразовательных школ и педагогов, работающих в школьных «Точках роста», что, в свою очередь, приведет к формированию у студентов универсальных и профессиональных компетенций.
Заключение. Таким образом, в статье было уточнено понятие «универсальные педагогические компетенции», проанализирована образовательная среда технопарка ШГПУ и на основе проведенного анализа было определено, что оборудование включает в себя комплекс информационных образовательных ресурсов, совокупность технологических средств обучения для обеспечения материально-технических и информационно-методических условий реализации образовательных программ начального, общего и среднего образования в целом и организации проектной и исследовательской деятельности, моделирования и технического творчества в частности. Технопарк как образовательная среда в совокупности с активными методами обучения позволит сформировать у будущих педагогов универсальные педагогические компетенции, полученные при работе с оборудованием, в своей учебной деятельности, а педагогическим работникам образовательных организаций – профессионально развиваться.
Исследование выполнено при финансовой поддержке научно-исследовательских работ по приоритетным направлениям деятельности вузов-партнеров ЮУрГГПУ и ШГПУ в 2022 году по теме «Научно-методическое обеспечение деятельности технопарка универсальных педагогических компетенций в контексте реализации документа «Ядро высшего педагогического образования» (№ 16-451 от 23.06.2022).