GeoGebra як інструмент упровадження STEM орієнтованих досліджень у практику підготовки майбутнього вчителя математики

Abstract

Виходячи з проведеного аналізу наукових та навчально-методичних джерел з проблем підготовки вчителя математики для реалізації концепції STEM освіти, встановлено актуальність упровадження у практику його підготовки STEM орієнтованих досліджень у середовищі пакету GeoGebra та обґрунтовано необхідність розробки і висвітлення методичних підходів до їх реалізації. Метою написання роботи є розробка та висвітлення методичних підходів до реалізації STEM орієнтованих досліджень майбутніх вчителів математики у середовищі пакету GeoGebra. Відповідно до мети, в роботі сформульовано сутність і спрямованість STEM орієнтованих досліджень, що полягає у комплексному вивченні певного явища (поняття, об’єкту) і його поведінки з точки зору аспектів цілого спектру природничо-математичних наук у їх взаємозв’язку, а також з урахуванням їх зв’язку з реальним життям. Встановлено, що методика їх реалізації має спиратися на систему спеціально розроблених дослідницьких завдань та на заздалегідь розроблену дидактичну підтримку, що спонукає майбутнього вчителя до виявлення інтегративної сутності і глибокого розуміння конкретних математичних понять у контексті практично значущої міжпредметної задачі. У роботі наведено типи та загальну характеристику таких дослідницьких завдань, а також наведено конкретні приклади кожного типу завдань із фокусом на проведення STEM дослідження. Можна припустити, що така система дослідницьких завдань сприятиме ефективному упровадженню STEM орієнтованих досліджень у практику підготовки майбутнього вчителя математики. До перспектив роботи слід віднести розробку критеріального апарату для вивчення впливу запропонованої методики на рівень готовності майбутнього вчителя математики до реалізації стратегії STEM освіти під час проведення емпіричного дослідження. Упровадження STEM-освіти передбачено на всіх освітніх рівнях, проте на цей час основна увага науковців і педагогів-практиків зосереджена на питаннях STEM-освіти учнів закладів загальної середньої освіти, і значно менше досліджень присвячено проблемам її реалізації у закладах вищої освіти.

Based on the analysis of scientific and educational sources on the problems of training mathematics teachers to implement the concept of STEM education, the relevance of implementing STEMoriented explorations within GeoGebra environment is established and the need to develop methodological approaches to their implementation. The aim of the work is to develop and cover methodological approaches to the implementation of STEM-oriented explorations of pre-service mathematics teachers within GeoGebra environment. In accordance with the purpose, the paper formulates the essence and direction of STEMoriented research, which consists in a comprehensive study of a phenomenon (concept, object) and its behavior in terms of the aspects of a range of natural and mathematical sciences in their relationship, as well as given their connection to real life. It is established that the method of their implementation should be based on a system of specially designed exploration tasks and pre-designed didactic support, which encourages future teachers to identify the integrative essence and deep understanding of specific mathematical concepts in the context of a practical interdisciplinary task. The paper presents the types and general characteristics of such exploration tasks, as well as specific examples of each type of tasks with a focus on STEM research. It can be assumed that such a system of exploration tasks will contribute to the effective implementation of STEM-oriented investigations into the practice of training future mathematics teachers. The prospects of the work include the development of a criterion apparatus for empirical study of the impact of the proposed method on the level of readiness of pre-service mathematics teachers to implement the strategy of STEM education.