Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Накоплен достаточно интересный опыт разработок и успешного использования компьютерных симуляторов и тренажеров в различных отраслях, в том числе в образовании. Особый интерес представляют труды Ф.Ф.Дудырева и О.В.Максименковой [1], М.Н.Шагиахметовой и А.Р.Масалимовой А.Р. [2], А.А.Галиакберовой, Э.Х.Галямовой и Б.В.Киселева [3], описывающие опыт разработки и применения цифровых симуляторов и виртуальных тренажеров в подготовке будущих учителей. Коллектив разработчиков Набережночелнинского государственного педагогического университета (далее – ФГБОУ ВО «НГПУ») дифференцирует цифровые средства подготовки будущих педагогов: цифровой тренажер и цифровой симулятор. Тренажер позволяет путем многократного повторения отработать и довести до автоматизма профессиональный навык, тогда как симулятор благодаря множественности исходов дает возможность формировать у пользователя рефлексивную позицию и принимать взвешенные педагогические решения, то есть более сложные профессиональные умения, позволяющие действовать осознанно в условиях неопределенности. Именно данное свойство осознанности принимаемых педагогических решений в симуляционной среде виртуального урока позволяет многократно применять симулятор для развития методической компетенции будущих учителей. Опишем и другие сильные характеристики применения цифрового симулятора в практике подготовки будущего учителя.

Преимущества использования цифрового симулятора определяются, во-первых, объективностью оценки продемонстрированных студентом педагогического вуза профессиональных умений и навыков проведения виртуального урока, так как полностью исключается субъективный фактор оценивания уровня сформированности методической компетенции у будущих педагогов. Во-вторых, применение симулятора в системе «симулятор – педагогическая практика» позволяет снизить риски возникновения ошибок в методике планирования и проведения учебного занятия, так как до выхода на педагогическую практику будущий педагог имеет возможность отработать свои умения на виртуальном уроке. Третий аспект применения цифрового симулятора связан с возможностью проектирования индивидуальной траектории развития профессиональных методических умений обучающихся вуза (например, многократное прохождение симуляции в виртуальном пространстве позволяет сохранить все попытки проведения учебного занятия, тем самым определяется динамика формирования методических умений и навыков пользователя). В зависимости от показателей наставник-методист имеет возможность разработать индивидуальные рекомендации по совершенствованию трудового действия «планирование и проведение учебного занятия».

Цель исследования – описать результаты апробации модели цифрового симулятора педагогической деятельности, являющейся базовой для разработки модели виртуального класса, в котором присутствует ребенок с ОВЗ (нарушением речи).

Материалы и методы исследования. Разработчики решают задачу «моделирования профессиональной деятельности педагога с учетом российских стандартов образования и применения деятельностных технологий обучения, направленных на достижение предметных и метапредметных результатов всех обучающихся, независимо от особых образовательных потребностей» [4, с. 60]. На данный момент в цифровой симулятор заложены сценарии уроков математики для 5-го класса, разработанные по требованиям обновленных ФГОС ООО, вступивших в силу с 1 сентября 2022 г. [5]; продумана возможность обновления модели виртуального урока, что значительно повышает актуальность цифрового продукта. Предлагаемые сценарии уроков ориентированы на решение задачи: организация и проведение урока в классе, в котором присутствует ученик с нарушением речи и сохранным интеллектом. Уже на стадии проектирования данной модели разработчики предусмотрели методические затруднения для будущего педагога при организации учебной деятельности обучающегося с ОВЗ. Модель взаимодействия учителя с обучающимся с ОВЗ конструировалась на основе анализа видеоматериалов реальных уроков по заданной теме (было отснято более 30 уроков практикующих учителей на базовой площадке).

Авторская модель симулятора разработана в соответствии с требованиями Профессионального стандарта педагога к формированию трудовых действий педагогов. Симулятор предусматривает отработку трудового действия «планирование и проведение учебных занятий» из раздела 3.1.1. общепедагогической функции обучения [6]. В ФГБОУ ВО «НГПУ» разработана технология внедрения цифрового симулятора педагогической деятельности в образовательный процесс профессиональной подготовки педагога [7]. Методологическую основу проектирования и апробации цифрового симулятора составляет системно-деятельностный подход, реализация которого обусловлена требованиями и ФГОС НОО, и ФГОС ООО. Основу проектирования сценария урока составляет проблемно-задачный подход [8, с.76]. Для достижения целей исследования в части определения индикаторов оценки сформированности профессиональных компетенций применяли метод экспертных оценок и статистические методы обработки полученных данных (c2 Пирсона).

Результаты исследования и их обсуждение. Симулятор встроен в систему подготовки будущих педагогов на всех факультетах педагогического вуза по схеме: «Теория – Симулятор – Педагогическая практика – Симулятор». Как видим, цифровой симулятор выполняет связующую функцию между теорией и практикой. Будущий педагог сначала изучает теоретические основы дидактики и методики преподавания, учится анализировать методическую составляющую своей деятельности, затем производит профессиональные пробы в симуляторе и только после этого допускается в реальный класс к школьникам. После практики у студентов идет проверка динамики формирования профессиональных умений по ФГОС ВО. Применение цифрового симулятора в системе значительно повышает скорость приобретения методической компетенции и качество проведения учебного занятия в ходе производственной практики в реальном классе.

Следует обратить внимание: несмотря на то, что в симуляторе представлено два урока математики (2-й и 5-й классы), работают на цифровом симуляторе студенты не только факультета математики и факультета педагогики и психологии (что естественно). Обучающиеся других факультетов (истории, географии, филологии и т.д.) также работают в представленной выше системе работы (ДО практики – ПОСЛЕ практики). Целесообразность такой работы заключается в том, что трудовое действие (умение планировать и проводить учебное занятие) является универсальным (метапредметным). Будущий учитель истории (или географии…) имеет возможность «отвлечься» от предметной составляющей и проанализировать свое умение выстроить урок по организационным этапам; выделить умение определять предметные и метапредметные образовательные результаты; проанализировать умение применить тот или иной педагогический метод, форму организации учебной деятельности обучающихся на уроке; оценить умение контролировать результаты и т.п. Другими словами, технология проведения учебного занятия, хотя и связана с предметной составляющей, но требует универсальных умений организации как учебной деятельности школьников, так и своей педагогической деятельности, поэтому симулятор возможно использовать и в данном случае для развития у студентов разных факультетов профессионального умения применять деятельностные технологии обучения. Этот факт позволяет утверждать, что цифровой симулятор педагогической деятельности является универсальным инструментом в профессиональной подготовке педагога.

Приведем статистические данные применения цифрового симулятора в профессиональной подготовке педагога. Для начала определим показатели, подлежащие оценке. В цифровой симулятор разработчиками заложены, как отмечено выше, общепрофессиональные компетенции, позволяющие выполнять трудовое действие из Профессионального стандарта «планирование и проведение учебного занятия». Данное трудовое действие требует формирования следующих общепрофессиональных компетенций согласно ФГОС ВО № 125 от 22.02.2018: ОПК-3.1 (в части проектирования диагностируемой цели (требования к результатам) совместной учебной деятельности обучающихся в соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов). Эта компетенция определяет знание нормативных требований в соответствии с возрастом учеников. При планировании виртуального урока студент должен определить, какие предметные и метапредметные образовательные результаты в соответствии с ФГОС НОО (ООО) он планирует достичь на виртуальном учебном занятии; какие дидактические средства выбрать на уроке. Следующая компетенция, которая формируется и проверяется на симуляторе, – это ОПК-2.3 (в части осуществления отбора педагогических и других технологий, используемых на учебном занятии). В виртуальный урок разработчиками заложен учебно-задачный подход, позволяющий проектировать учебную деятельность школьников в соответствии с принципами деятельностного подхода. Если студент владеет данными методическими приемами и методами, то программа в конце работы на симуляторе оценивает работу соответственно проявленному уровню. Следующая компетенция, заложенная в симулятор, – это ОПК-3.2 (а именно: использование педагогически обоснованных форм, методов и приемов организации совместной и индивидуальной учебной деятельности обучающихся). В виртуальном уроке у будущего педагога есть возможность выбирать одну из предложенных опций по форме организации учебной деятельности школьников, по педагогическим действиям согласно этапам проведения занятия, по методам в соответствии с поставленной целью урока.

В ходе проведения виртуального урока студент демонстрирует, сформированы ли у него компетенции ОПК-5.1 и ОПК-5.3, так как в ходе работы на симуляторе он осуществляет выбор методов, приемов организации контроля и оценки в соответствии с установленными требованиями к образовательным результатам обучающихся, а также выявляет и корректирует трудности в обучении. С целью формирования рефлексивной профессиональной позиции будущего педагога в цифровом симуляторе есть возможность после проведения виртуального урока произвести самоанализ выполненных педагогических действий, например оценить и записать причины того, почему не хватило времени на достижение заявленных образовательных результатов, или какие приемы студенту показались более (менее) эффективными и почему. Этот аспект связан с формированием компетенции ОПК-8 (применяет методы анализа педагогической ситуации, профессиональной рефлексии на основе специальных научных знаний, в том числе в предметной области).

Таким образом, авторским коллективом были выделены общепрофессиональные компетенции (их части), подлежащие диагностике в ходе работы в цифровом симуляторе, и определены конкретные индикаторы (операционализация понятий).

Общая оценка продемонстрированных в симуляторе профессиональных умений производится программой по 100-балльной шкале. Оцениваются знание целевых компонентов (предметных и УУД) в соответствии с требованиями ФГОС НОО (ООО) на этапе планирования учебного занятия, выбор дидактических средств и форм организации деятельности обучающихся в соответствии с нормативными требованиями – показатель «знание». По шкале «умение» в содержание входят умение постановки учебной задачи, организации этапов работы над задачей в соответствии с целью урока; умение выбрать методы и приемы учебной деятельности школьников в соответствии с требованиями деятельностного подхода; и, наконец, показатель «навык» определяет владение методами и формами контроля образовательных результатов, а также навык обобщения и рефлексии способа решения учебной задачи. Вес выделенных компонентов (показателей) неоднозначный: оценка знаний требований ФГОС, например, составляет 10 из возможных 100 баллов, профессиональные умения организации учебной работы и выбора педагогических действий на уроке оцениваются в 20 баллов, а самый большой вес формируемых компетенций приходится на владение деятельностными методами и приемами проведения учебного занятия – 70 баллов. Такое распределение показателей связано с важностью формирования у будущих педагогов деятельностных профессиональных компетенций согласно требованиям Ядра высшего педагогического образования к содержанию и структуре образовательных программ профессиональной подготовки педагога [9].

С целью апробации цифрового симулятора педагогической деятельности проведено диагностическое исследование, направленное на определение у будущих педагогов уровня сформированности вышеобозначенных компетенций по выделенным показателям (индикаторам) оценки. Исследование проводилось в 2 этапа: первый этап – диагностика уровня сформированности методических умений планирования и проведения учебного занятия на уровне знаний, умений и навыков до выхода студентов на педагогическую практику; второй этап производился по окончании педагогической практики.

Задачи, решаемые разработчиками, на данном этапе заключались, во-первых, в определении динамики формирования профессиональных знаний, умений и навыков у будущих педагогов, во-вторых, в проверке валидности применения цифрового симулятора как диагностического инструмента для оценки методических знаний, умений и навыков у будущих педагогов.

В исследовании приняли участие на первом этапе 117 студентов 2-го и 3-го курсов факультета математики и информатики и факультета педагогики и психологии до выхода на практику и 112 студентов по окончании практики.

Для определения соответствия распределения признака нормальному закону (по всем трем показателям) применялись критерии асимметрии и эксцесса. Первичные описательные статистики работы на симуляторе до прохождения практики представлены в таблице 1.

Таблица 1

Описательные статистики до производственной педагогической практики

Проанализируем полученные данные. Как видим из таблицы, показатели асимметрии и эксцесса выходят за пределы стандартных ошибок практически по всем трем распределениям, следовательно, распределение не соответствует закону нормального распределения. Обратим внимание, что по показателю «знание» накопленные частоты по асимметрии находятся в отрицательной зоне, другими словами, большая часть испытуемых демонстрируют знание нормативных образовательных стандартов на низком уровне и не владеют требованиями к образовательным результатам по обновленным ФГОС НОО (ООО). Отчасти это можно объяснить тем, что данные требования вступили в силу 01.09.2022 г. В показателях «умение» и «навык» асимметрии не обнаружено, но наблюдается положительный эксцесс, то есть студенты продемонстрировали однотипные показатели по данным шкалам и их компетенции мало дифференцированы, по этим показателям студенты вуза проводят виртуальный урок в симуляторе практически идентично.

С целью определения динамики формирования выделенных выше компетенций после прохождения производственной педагогической практики, где студенты уже проводили реальные учебные занятия в реальных классах, было проведено повторное исследование работы в цифровом симуляторе педагогической деятельности тех же испытуемых. Первичные описательные статистики представлены в таблице 2.

Таблица 2

Описательные статистики после прохождения производственной педагогической практики

Произведем интерпретацию полученных данных. Распределение по всем трем шкалам также не соответствует закону нормального распределения, в отличие от предыдущих показателей появились положительная асимметрия и отрицательный эксцесс по показателям «умение» и «навык». Характеристика подобных распределений признака показывает, что большая часть испытуемых выполнили работу в симуляторе с более высокими показателями, на что указывает положительная асимметрия. Однако наблюдается больший разброс в уровне проведения виртуального урока. Другими словами, показатели работы в цифровом симуляторе у студентов более вариативны, встречаются будущие педагоги как с низким уровнем проявления методических умений, так и с высокими показателями умения выстраивать учебную и педагогическую деятельность на уроке. Если сравнить с показателями до выхода на педагогическую практику, то наблюдаются большая инвариантность показателей, уменьшение однотипности проведения виртуального урока в симуляторе. Следует обратить внимание, что по показателю «знание» также осталась отрицательная асимметрия, то есть педагогическая практика не повышает теоретические знания, скорее она направлена на формирование умений и навыков.

Показатели среднего и стандартного отклонения до и после прохождения практики отличаются, следовательно, цифровой симулятор дифференцирует разные уровни проведения виртуального урока будущими педагогами. Определим, наблюдается ли динамика формирования профессиональных знаний, умений и навыков на статистически значимом уровне. Исходя из того, что все три показателя (знание, умение и навык) не соответствуют закону нормального распределения, для оценки динамики формирования профессиональных компетенций у будущих педагогов необходимо использовать непараметрические критерии сравнения показателей (c2 Пирсона). Расчет показателей по уровню сформированности знаний c2эмп =16,94 при р≤0,05 и умений c2эмп = 24,89 при р≤0,05 показывает достоверный положительный сдвиг, следовательно, наблюдается положительная динамика формирования компетенций ОПК-3.1 и ОПК-2.3. Будущие педагоги научаются определять предметные образовательные результаты и УУД, а также умеют выбирать педагогически обоснованные технологии организации учебной деятельности школьников. По третьему показателю c2эмп =54,99 при р≤0,15 получены статистически не значимые различия в уровне проявления навыка применения разных форм и методов организации совместной и индивидуальной учебной работы (ОПК-3.2), а также выбора методов контроля и коррекции выявленных трудностей в обучении (ОПК-5.1 и ОПК-5.3). Требуется дополнительная работа преподавателей-методистов по выстраиванию у будущих педагогов индивидуальной образовательной траектории формирования методического навыка проведения учебного занятия с опорой на результаты работы в цифровом симуляторе и по итогам прохождения педагогической практики.

Анализ формирования компетенции ОПК-8 (применяет методы анализа педагогической ситуации, профессиональной рефлексии на основе специальных научных знаний, в том числе в предметной области) производился с помощью качественной интерпретации ответов студентов после прохождения симулятора. Самоанализ трудностей и рефлексия причин неуспеха будущими педагогами представлены в виде текстовой информации. Будущие педагоги отмечали, что после педагогической практики стали лучше понимать, какую форму организации учебной деятельности школьников выбрать для достижения цели и почему симулятор оценивает невысокими баллами их выбор проведения виртуального урока. Наиболее часто встречаемые отзывы работы в симуляторе: «В ходе работы на симуляторе мы можем запомнить методические ошибки на виртуальном уроке и не допускать их на практике…»; «Симулятор позволяет определить, какой технологией я владею»; «Я начинаю понимать, какие действия нужно выполнять на уроке…» и т.п.

Следует отметить, что после педагогической практики рефлексивный анализ возникающих трудностей проведения виртуального урока у студентов стал более методически обоснованным. Например, «Работа на симуляторе позволяет увидеть и найти более рациональный способ преподавания»; «Симулятор позволяет открыть возможности новых приемов преподавания и оценить свои действия»; «Я не уложилась во времени на уроке, так как выбрала неэффективный способ организации работы на этапе постановки учебной задачи…» и т.п.

Выводы. Статистический анализ показывает эффективность работы симулятора в подготовке учителей: показатели, влияющие на формирование требуемых компетенций, выражаются в основном положительными сдвигами. В целом можно констатировать эффективность предлагаемого цифрового симулятора в формировании начальных навыков проведения уроков.

Важно отметить, что апробацию цифрового симулятора педагогической деятельности и его внедрение в профессиональную подготовку педагогов необходимо продолжить. Так, возможно дифференцировать и сравнить диагностические результаты работы студентов на виртуальном уроке по факультетам, более подробно определить задачи на педагогическую практику для студентов в зависимости от результатов работы в симуляторе. Возможно продумать систему работы в дисциплинах методического модуля после педагогической практики и работы в симуляторе, определить периодичность проведения виртуального урока в симуляторе, с тем чтобы более эффективно развивать профессиональную рефлексию будущих педагогов.

Таким образом, анализ и обобщение полученных статистических данных работы студентов в симуляторе позволят разработать методические рекомендации по внедрению цифрового симулятора в образовательный процесс педагогического вуза. Считаем, что цифровой симулятор педагогической деятельности обладает диагностической валидностью, что доказывается статистическими методами обработки полученных данных.