Отправить статью по E-mail Подготовка будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе с использованием цифровых технологий
- Авторы: Макеева Е.Д.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный социально-педагогический университет
- Выпуск: Том 14, № 1 (2025)
- Страницы: 156-161
- Раздел: Педагогические науки
- URL: https://snv63.ru/2309-4370/article/view/686265
- DOI: https://doi.org/10.55355/snv2025141308
- ID: 686265
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье рассматриваются особенности методики подготовки будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе с использованием цифровых технологий. Необходимость изучения студентами педагогического вуза истории математики, а также способов и методов применения исторического материала на уроках и во внеурочной деятельности обусловлена стремлением повысить познавательный интерес обучающихся и улучшить качество математической подготовки современных школьников. Специальная учебная дисциплина – «Изучение истории математики в среднем общем и высшем образовании» в настоящее время преподается только студентам магистратуры профиля подготовки «Математика и информатика в условиях цифровизации образования». Методика ее преподавания, разработанная автором статьи, опирается на разнообразные способы использования цифровых ресурсов и сервисов в учебном процессе. Ее эффективность подтверждена результатами педагогического эксперимента, который проводился на базе Самарского государственного социально-педагогического университета. В ходе исследования применялись такие методы, как анализ, синтез, обобщение, наблюдение, сравнение, моделирование, анкетирование, тестирование и др. Представленный в статье опыт формирования готовности студентов к преподаванию вопросов истории математики в школе может использоваться преподавателями педагогических вузов, осуществляющих профессиональную подготовку учителей математики.
Полный текст
Математическому образованию школьников и студентов в настоящее время уделяется все больше внимания, увеличивается его роль в профессиональной подготовке специалистов различных профилей. Педагогическое сообщество продолжает обсуждать средства и методы повышения интереса обучающихся к изучению математики, одним из которых является использование на уроках исторического материала, способствующее получение учениками более осмысленных и глубоких знаний. Будущего учителя необходимо готовить к преподаванию вопросов истории математики еще в процессе обучения в вузе. Значимую роль в решении данной задачи играют цифровые образовательные технологии, широко применяющиеся сегодня как на аудиторных занятиях, так и в рамках самостоятельной работы студентов по учебным дисциплинам.
Целью данной статьи является диссеминация опыта подготовки будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе с использованием цифровых технологий в магистратуре Самарского государственного социально-педагогического университета (СГСПУ).
Возможность и целесообразность построения школьного курса математики на основе принципа историзма получили теоретическое обоснование и практическое подтверждение благодаря исследованиям специалистов в области педагогики и методики преподавания математики: Е.В. Безенковой [1], H.A. Буровой [2], М.Ф. Гильмуллина [3], Г.А. Зверкиной [4], A.Е. Малых, В.Л. Пестеревой [5], Т.В. Сидубаевой [6] и др. Практически все авторы сходятся во мнении, что использование историко-математического материала в работе со школьниками способствует формированию у них ценностного отношения к научной деятельности, представлений о важной роли науки в истории общества, научной картины мира, развивает познавательный интерес к изучению математики, исследовательские умения и навыки школьников.
Вопросы преподавания истории математики в педагогическом вузе нашли отражение в публикациях С.С. Ахтамовой, С.А. Филипповой [7], Т.В. Бурлаковой, И.Б. Румянцевой [8], С.И. Дяченко [9], И.В. Игнатушиной [10], О.Б. Тараса [11], А.Е. Томиловой [12], И.В. Субботиной [13], Х. Тиллашева, А. Умарова [14], Д.В. Смоляковой [15], Е.В. Протасовой, Е.Г. Сенчук [16], Ю.В. Шевцовой [17] и др. Перечисленные авторы рассматривают историзацию профессиональной подготовки учителя математики как способ гуманизации и гуманитаризации образования, способствующий формированию личностной, методической и педагогической культуры учителя. Однако, несмотря на достигнутые результаты в исследовании обозначенной проблемы, приходится констатировать, что в основной образовательной программе подготовки будущих учителей математики изучению истории профильной науки не уделяется достаточного внимания, соответствующая учебная дисциплина «История математики» на уровне бакалавриата с 2018 г. отсутствует. Только студентам магистратуры, обучающимся по профилю подготовки «Математика и информатика в условиях цифровизации образования», преподается дисциплина «Изучение истории математики в среднем общем и высшем образовании», ориентированная на формирование способности будущих учителей грамотно использовать историко-математический материал в учебно-воспитательном процессе. Программа дисциплины включает в себя 16 часов аудиторной работы (4 часа – лекции, 12 часов – практические занятия) и 56 часов самостоятельной работы студентов. Содержание программы состоит двух частей: 1) история развития математики и математического образования с древнейших времен до второй половины XX в.; 2) методические особенности преподавания вопросов истории математики в школе [18]. Важнейшую роль в освоении будущими учителями обеих частей разработанной нами программы играют цифровые технологии.
Цифровые ресурсы и сервисы с каждым годом все активнее используются в преподавании школьных предметов, поэтому выпускники педагогических вузов должны уверенно владеть ими и быть подготовленными к их применению в дальнейшей профессиональной деятельности. Использование цифровых технологий в вузовском учебном процессе помогает успешно решить многие задачи: обеспечить доступ студентов к широкому спектру образовательного контента (научным и учебным электронным библиотекам, видеоматериалам, массовым открытым образовательным курсам (МООК), тематическим Интернет-сайтам, музеям и т.д.), облегчить посещение занятий и общение с преподавателями через платформы дистанционного взаимодействия, научить создавать собственные наглядные средства обучения или учебные онлайн-ресурсы и др.
Преподавание курса «Изучение истории математики в среднем общем и высшем образовании» опирается на использование разнообразных цифровых средств обучения. Первое из них – это электронный обучающий курс, созданный на платформе LMS Moodle. Он состоит из четырех разделов. Разделы № 1 и № 2 содержат теоретический материал с характеристикой основных периодов развития науки математики и описанием истории математических открытий и достижений. После каждой темы располагается тест с вопросами по ее содержанию. В Разделе № 3 собраны методические материалы – темы учебных проектов, рекомендации для их подготовки и оформления, примеры конспектов уроков математики с элементами историзма. Раздел № 4 содержит дополнительный материал по дисциплине: учебные пособия, ссылки на видеоматериалы по истории математики и презентации. Здесь же находятся задания для проверки результатов освоения дисциплины в рамках текущей и промежуточной аттестации.
Второй вид цифровых ресурсов, который используется нами в учебном процессе – это тематические сайты с разнообразными научными, методическими и учебными материалами по истории математики:
- сайт «Математическое образование» – общедоступная электронная библиотека научной, учебной, методической и популярной литературы для учителей, преподавателей вузов и студентов: https://www.mathedu.ru;
- сайт «История математики» доцента кафедры теории и методики математического образования Южного федерального университета В.Е. Пыркова: http://pyrkov-professor.ru;
- сайт «История математики» доцента кафедры математики и прикладной информатики Елабужского института Казанского федерального университета М.Ф. Гильмуллина: https://history-math.blogspot.com.
Данные ресурсы отражают основные направления формирования исторического компонента в профессиональной подготовке учителя математики.
Важную роль в изучении студентами истории математики играют источники достоверных сведений о знаменитых ученых разных стран и эпох, математических открытиях и достижениях прошлого, становлении и развитии разделов науки математики и др. Поскольку в школьных и вузовских учебниках историко-математический материал присутствует в незначительном объеме, поиск такого рода информации является для студентов актуальной задачей. Основным ресурсом для ее решения являются различные электронные библиотеки, например: ЭБС «Руконт», ЭБС «Лань», ЭБС «Юрайт», ЭБС «Университетская библиотека онлайн», НЭБ eLibrary. В электронных библиотеках можно найти как литературу, изданную до 2000-х гг., так и современные публикации 2010-х – 2020-х гг., необходимые как для теоретического изучения истории развития науки математики, так и для создания методических разработок к урокам и внеурочным занятиям. Одно из заданий в рамках самостоятельной работы по дисциплине заключается в подготовке аннотированного каталога литературы по истории математики из 10–15 источников, в его выполнении студентам помогают ресурсы электронных библиотек.
Одной из методических особенностей преподавания курса «Изучение истории математики в среднем общем и высшем образовании» является использование в качестве средств визуализации различных видеоматериалов: учебных и научно-популярных фильмов и видеороликов о великих ученых и этапах развития науки математики. Например, рекомендуется к просмотру научно-популярный фильм в четырех частях «История математики», размещенный на платформе VK-видео – https://vkvideo.ru/playlist/-65320752_18, а также некоторые художественные фильмы, в сюжетах которых прослеживается интерес к математике и ее истории.
Обязательным для выполнения заданием по дисциплине является создание какого-либо цифрового образовательного продукта по истории математики для школьников: электронного курса, ленты времени, виртуальной энциклопедии, онлайн кроссвордов, мини-сайта, комплекта презентаций, онлайн игры или викторины, электронной книги и др. Создание такого продукта не только способствует получению и углублению знаний фактического историко-математического материала, но и развивает умения и навыки, необходимые для работы с современными цифровыми технологиями в процессе решения профессиональных задач. Образовательные ресурсы разрабатываются студентами с использованием таких цифровых сервисов, как:
- платформа для создания сайтов «Тильда»: https://tilda.cc;
- конструкторы игр, кроссвордов, тестов, ребусов: https://biouroki.ru, https://puzzlecup.com/crossword-ru, https://crossmaker.ru/ru, https://onlinetestpad.com/ru и др.;
- платформы для создания открытых образовательных курсов: https://udoba.org, https://stepik.org/learn и др.;
- онлайн конструкторы лент времени: https://www.chronolines.ru, https://www.preceden.com и др.
Также в процессе формирования готовности будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе используется виртуальный музей истории факультета математики, физики и информатики (ФМФИ) СГСПУ: https://sites.google.com/view/fmfi-history-sgspu. Это цифровой ресурс о преподавателях, сотрудниках и выпускниках ФМФИ, созданный на основе материалов уникального пятитомного издания «Жизнь замечательных людей физико-математического факультета» [19; 20]. В наполнении сайта виртуального музея материалами об истории математики и математического образования Самарского региона принимают участие студенты ФМФИ. Они же проводят онлайн экскурсии для школьников, учителей и других студентов вуза в рамках внеучебной деятельности.
Для проверки эффективности разработанной методики подготовки будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе с использованием цифровых технологий мы провели педагогический эксперимент на базе СГСПУ. В нем приняли участие две группы студентов магистратуры, обучающихся по направлению подготовки 44.04.01 Педагогическое образование, профиль (направленность) подготовки «Математика и информатика в условиях цифровизации образования»: экспериментальная группа (ЭГ) в составе 25 человек и контрольная группа в составе 26 человек. Исследовались три компонента готовности будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики:
- Когнитивный – знание теоретического материала по истории науки математики. Методика диагностики – тестирование.
- Деятельностный – умение использовать исторический материал на уроках математики и во внеурочной деятельности. Методика диагностики – анализ результатов выполнения студентами заданий для самостоятельной работы.
- Мотивационный – понимание значимости изучения вопросов истории математики в школе с точки зрения формируемых образовательных результатов. Методика диагностики – анкетирование.
Педагогический эксперимент проходил в три этапа: констатирующий, формирующий и контрольный. На констатирующем этапе выявлялся первоначальный уровень готовности будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе. Высокий уровень сформированности когнитивного компонента в двух группах не продемонстрировал никто; средний уровень отмечен в ЭГ – у 52%, а в КГ – у 54% студентов; низкий уровень выявлен в ЭГ – у 48% студентов, в КГ – у 46% студентов (рис. 1).
Рисунок 1 – Результаты диагностики когнитивного компонента на констатирующем этапе эксперимента
Развитие мотивационного компонента в ходе констатирующего эксперимента в обеих группах оказалось на среднем (в ЭГ – 60%, в КГ – 58%) и высоком (в ЭГ – 40%, в КГ – 42%) уровнях (рис. 2).
Рисунок 2 – Результаты диагностики мотивационного компонента на констатирующем этапе эксперимента
Деятельностный компонент в ходе констатирующего эксперимента не исследовался, так как в начале первого семестра, когда проводилась первичная диагностика, студенты только начинают знакомиться с методикой преподавания математики в школе, и оценивать способности в сфере ее практического применения на данном этапе нецелесообразно. Результаты констатирующего эксперимента подтвердили нашу гипотезу о том, что студенты 1 курса магистратуры изначально недостаточно готовы к преподаванию вопросов истории математики в школе.
На формирующем этапе эксперимента студенты экспериментальной группы осваивали курс «Изучение истории математики в среднем общем и высшем образовании» по разработанной нами методике с использованием цифровых технологий. В обучении контрольной группы цифровые средства не использовались. Далее был проведен контрольный эксперимент, в ходе которого вновь оценивался уровень сформированности компонентов готовности будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе в обеих группах испытуемых. На данном этапе диагностика показала, что когнитивный компонент улучшился в обеих группах, однако результаты в экспериментальной группе оказались выше, чем в контрольной (рис. 3).
Рисунок 3 – Результаты диагностики когнитивного компонента на контрольном этапе эксперимента
Мотивационный компонент в контрольной группе изменился незначительно: высокий уровень его развития повысился на 4% (с 42% до 46%), а средний уровень – снизился на 4% (с 58% до 54%). В экспериментальной группе высокий уровень развития данного компонента вырос значительно: с 40% до 76%, а средний уровень, наоборот, снизился с 60% до 24% (рис. 4).
Рисунок 4 – Результаты диагностики мотивационного компонента на контрольном этапе эксперимента
Уровень сформированности деятельностного компонента анализировался по результатам самостоятельной работы студентов, которая заключалась в разработке конспекта урока математики с использованием исторического материала и цифрового сопровождения к нему в виде образовательного ресурса по истории математики. Оценивались выполненные задания в соответствии с заданными требованиями к структуре и содержанию урока, используемым методам и технологиям, качеству созданного цифрового продукта и др. Итоги диагностики деятельностного компонента представлены на рисунке 5.
Рисунок 5 – Результаты диагностики деятельностного компонента на контрольном этапе эксперимента
В целом анализ результатов педагогического эксперимента показал, что уровень готовности будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе повысился в обеих группах испытуемых. Однако в экспериментальной группе изменения в лучшую сторону оказались более значительными: большее число студентов (по сравнению с участниками контрольной группы) продемонстрировало средние и высокие результаты. Низкий уровень готовности не был зафиксирован ни у кого из испытуемых. Полученные результаты свидетельствуют о том, что разработанная нами методика, основанная на использовании в учебном процессе разнообразных цифровых технологий, является достаточно эффективной. Положительная динамика отмечена в развитии когнитивного, мотивационного и деятельностного компонентов готовности будущих учителей к преподаванию вопросов истории математики в школе.
Выводы
Проведенное нами исследование позволило сделать следующие выводы. В настоящее время, в условиях увеличения роли математического образования в жизни общества, большое внимание в программе школьного курса математики уделяется историческим вопросам, их изучение способствует повышению эффективности обучения, развитию познавательного интереса учащихся, формированию общекультурного фона обучения, ценностного отношения к науке и научной картины мира учащихся. С учетом значимости изучения истории математики в школе, необходимо целенаправленно готовить будущих педагогов к ее преподаванию.
В ходе педагогического эксперимента, проведенного на базе Самарского государственного социально-педагогического университета, мы разработали и внедрили методику подготовки студентов магистратуры к преподаванию вопросов истории математики в основной и средней школе с использованием цифровых технологий и пришли к выводу, что она является достаточно эффективной. Цифровые средства и способы их применения в учебном процессе разнообразны: от электронных презентаций и видеофрагментов на лекциях до создания студентами в рамках самостоятельной работы цифровых образовательных ресурсов по истории математики. В современных условиях использование такого подхода позволяет не только сформировать у студентов готовность к включению историко-математического материала в учебный процесс, но и существенно развить их умения и навыки в сфере использования цифровых технологий, необходимые для будущей профессиональной деятельности.
Об авторах
Екатерина Дмитриевна Макеева
Самарский государственный социально-педагогический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: makeeva.ed@mail.ru
доктор исторических наук, доцент, профессор кафедры физики, математики и методики обучения
Россия, г. СамараСписок литературы
- Безенкова Е.В. Цифровые технологии при работе с элементами истории математики в школе // Математический вестник Вятского государственного университета. 2023. № 2 (29). С. 11–15.
- Бурова H.A. История математики: учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГПУ, 1999. 168 с.
- Гильмуллин М.Ф. История математики: учеб. пособие. Елабуга: Изд-во ЕГПУ, 2009. 212 с.
- Зверкина Г.А. История математики: учеб. пособие. М.: МИИТ, 2005. 108 с.
- Малых А.Е., Пестерева В.Л. Использование исторических сведений в обучении математике // Ярославский педагогический вестник. 2011. Т. 2, № 3. С. 60–64.
- Сидубаева Т.В. Изучение истории математики в основной школе // Actual scientific research 2018: мат-лы XXXVII междунар. науч.-практ. конф. (Москва, 27 апреля 2018 г.). М.: Научный центр «Олимп», 2018. С. 574–576.
- Ахтамова С.С., Филиппова С.А. Технология изучения курса «История математики»: от теории к профессиональной культуре будущего учителя // Человек и язык в коммуникативном пространстве: сб. науч. ст. 2021. № 12 (21). С. 85–89.
- Бурлакова Т.В., Румянцева И.Б. О профессиональной направленности преподавания курса «История математики» в педагогическом вузе // Математика в школе. 2019. № 1. С. 10–17.
- Дяченко С.И. Курс истории математики как средство профессиональной направленности студентов педвуза // Вестник Таганрогского государственного педагогического института. 2011. № 1. С. 75–80.
- Игнатушина И.В. Цифровые инструменты обучения истории математики студентов педагогического вуза // Математическое образование в школе и вузе: опыт, проблемы, перспективы: мат-лы XII междунар. науч.-практ. конф. в рамках IV междунар. форума по математическому образованию. Казань: Академия наук Республики Татарстан, 2023. С. 201–206.
- Тарас О.Б. Роль истории математики в математическом образовании // Вестник Набережночелнинского государственного педагогического университета. 2022. № 2 (37). С. 114–115.
- Томилова A.Е. Методика отбора содержания курса истории математики и его реализации в педагогическом вузе: автореф. дис. … канд. пед. наук. СПб., 1998. 20 с.
- Субботина И.В. О преподавании курса «История математики» в педагогическом вузе // Актуальные проблемы обучения математике и информатике в школе и вузе: мат-лы II междунар. науч. конф. (Москва, 2–4 октября 2014 г.). М.: МПГУ, 2014. С. 342–343.
- Тиллашев X., Умаров А. О принципе историзма в обучении школьному курсу математики // Современные проблемы методики преподавания математики. М.: Просвещение, 1985. С. 294–301.
- Смолякова Д.В. Формы организации занятий по истории математики в педагогическом вузе // Современный учитель: подготовка, опыт, компетенции: мат-лы всерос. конф. (Томск, 3–4 ноября 2004 г.). Томск: Томский государственный педагогический университет, 2004. С. 183–186.
- Протасова Е.В., Сенчук Е.Г. Самостоятельная работа студентов в процессе изучения истории математики в педагогическом вузе // Развивающий потенциал математического образования: школа–вуз. Соликамск: Соликамский государственный педагогический институт, 2015. С. 57–71.
- Шевцова Ю.В. Методическое обеспечение курса истории математики в вузе: проблемы и поиски решения // Вестник Саратовского областного института развития образования. 2022. № 3 (30). С. 64–71.
- Макеева Е.Д. Преподавание вопросов истории математики студентам магистратуры педагогического вуза // Актуальные вопросы науки и образования: сб. мат-лов X междунар. науч.-практ. конф. (Москва, 8 июля 2024 г.). М.: Центр развития образования и науки, 2024. С. 65–68.
- Жизнь замечательных людей физико-математического факультета: изд. посв. 100-летию Поволжской государственной социально-гуманитарной академии. Т. 1 / cост. В.Н. Аниськин, Л.И. Бордунова, Л.П. Токмакова; отв. ред. В.Н. Аниськин. Самара: Изд-во ПГСГА, 2009. 573 с.
- Жизнь замечательных людей физико-математического факультета: изд. посв. 100-летию Поволжской государственной социально-гуманитарной академии. Т. 2 / сост. В.Н. Аниськин, Л.И. Бордунова, А.С. Тарновский, Л.П. Токмакова; отв. ред. В.Н. Аниськин. Самара: Изд-во ПГСГА, 2011. 571 с.
Дополнительные файлы
