Implementation of the system-activity oriented approach to teaching mathematics in a pedagogical university

Введение

В условиях перехода системы высшего образования на трехуровневую модель подготовки кадров чрезвычайную значимость приобретает проблема «усиления» практической подготовки студентов к будущей профессиональной деятельности. В наибольшей степени этим требованиям отвечает системно-деятельностный подход к обучению, который в настоящее время становится достаточно технологичным. В Федеральном образовательном стандарте высшего образования по направлению подготовки Педагогическое образование (уровень бакалавриата) сформулированы виды профессиональной деятельности, к которым готовятся выпускники, освоившие программу [1]. К ним относится педагогическая, проектная, исследовательская, культурно-просветительская деятельность. В результате освоения программы (исследовательская деятельность) выпускник должен быть готов решать следующие профессиональные задачи: постановка и решение исследовательских задач в области науки и образования; использование в профессиональной деятельности методов научного исследования. Решать поставленные задачи при изучении математики можно на основе использования основных положений системно-деятельностного подхода к обучению.

Обзор отечественной и зарубежной литературы

Системно-деятельностный подход к обучению достаточно широко представлен в исследованиях как отечественных, так и зарубежных исследователей.

На этапе становления технологии речь шла о так называемом деятельностном подходе, у истоков которого стояли такие известные ученые, как Л. С. Выготский, Л. В. Занков, А. Р. Лурия, Д. Б. Эльконин, В. В. Давыдов, С. Л. Рубинштейн [2–6]. Деятельностный подход основан на овладении ориентировочной основой учебной деятельности, через которую формируются другие виды деятельности, в том числе и профессиональные компетенции бедующих специалистов.

В основе деятельностного подхода лежит базовое понятие – деятельность.

Деятельность – активное взаимодействие живого существа с окружающим миром, в ходе которого оно целенаправленно воздействует на объект и за счет этого удовлетворяет свои потребности [7].

По мнению Г. П. Новиковой, главным интегративным свойством инновационного образовательного процесса является его целостность, которая достигается как результат стимулирующих сознательных действий и деятельности субъектов, функционирующих в нем [8].

Н. Л. Караваев раскрывает структурную характеристику деятельности как «сложную систему, имеющую организованную структуру в форме совокупности различных компонентов и процессов. В наиболее развернутом виде структура деятельности включает в себя следующие девять компонентов: 1) субъект (тот, кто выполняет деятельность); 2) потребность (то, что является причиной выполнения деятельности); 3) цель и задачи (то, что позволит удовлетворить потребность субъекта); 4) предмет (то, на что направлена деятельность); 5) технология (то, с помощью чего выполняется деятельность); 6) условия (в которых существуют субъект и объекты, другими словами, окружающая среда); 7) действия (основные элементы деятельности по преобразованию предмета с помощью технологий; именно они приводят субъекта к достижению цели); 8) результат, или продукт (то, что получается в итоге выполнения деятельности); 9) оценка результата (на основе которой решается вопрос об эффективности выполненной деятельности)» [9].

Педагогическое значение деятельностного подхода к обучению наиболее ярко представлено в работах А. Н. Леонтьева. «Для овладения достижениями человеческой культуры, – писал он, – каждое новое поколение должно осуществить деятельность, аналогичную (хотя и не тождественную) той, которая стоит за этими достижениями» [10]. Деятельностная теория усвоения «рассматривает процесс учения как формирование познавательной деятельности обучаемых» [11]. А. Н. Леонтьев подчеркивает, что «эта деятельность должна быть адекватной, т. е. должна воспроизводить в себе черты той деятельности людей, которая кристаллизирована, аккумулирована в данном предмете или явлении, точнее, в системах, которые они образуют» [12].

В исследованиях Л. Г. Пак, Ю. П. Яблонских представлены основные идеи организации образовательного процесса на основе включения разнообразных видов деятельности студентов. При этом разносторонние общественные отношения формируют профессиональное становление. В качестве выявленных возможностей авторы предлагают «вариативность организации содержания деятельности студента в вузе; многообразие сфер включения в разнообразные виды деятельности; усиление связи образовательного процесса с практикой; открытость содержания образования» [13].

Рассматривая понятие деятельностного подхода в историческом развитии, можно отметить его несистемность, «разрозненность» элементов. На современном этапе развития педагогической науки важный момент – рассмотрение системы обучения, в связи с чем появляется понятие «системно-деятельностный подход к обучению». Более того, разрабатываются технологии системно-деятельностного обучения, приводящие к высоким результатам учения.

Система (от др.-греч. целое, составленное из частей; соединение) – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство [14].

В. В. Краевский подчеркивает, что системно-деятельностный подход «интегрирует представления системного и деятельностного способов рассмотрения явлений педагогической науки и практики», при этом обучение необходимо строить на непрерывной связи науки и практики [15].

По мнению А. В. Хуторского, «термин “системно-деятельностный подход” применим к любой теории или системе обучения. В любом типе обучения выделяются определённые деятельности, и эти деятельности, как правило, задаются, организуются и реализуются с помощью той или иной системы» [16, 17].

Т. И. Фисенко выделяет «технологические элементы системно-деятельностного подхода, основой которых выступает ситуация актуального активизирующего затруднения». Целью создания подобной ситуации является личный образовательный результат, полученный в ходе специально организованной деятельности. Обучающиеся формулируют и представляют идеи, гипотезы, версии, способы, выраженные в продуктах деятельности. В качестве продуктов выступают схемы, модели, опыты, тексты, проекты и пр. При этом деятельность педагога заключается в организации коллективной мыследеятельности и конструировании эвристической ситуации, а преобладающими являются методы, которые обеспечивают саморазвитие, самоактуализацию человека [18].

Управление образовательной деятельностью обучающихся на всех ее этапах может быть обеспечено посредством включения в содержание учебного занятия отдельных заданий, построенных как педагогические системы, направленные на реализацию современного образовательного результата. Н. В. Абрамовских подчеркивает, что «построение содержания дисциплины, основанное на системно-деятельностной основе, предполагает… определение конкретных типов задач и заданий, с помощью которых данные единицы учебного материала будут осваиваться обучающимися в рамках образовательного процесса» [19].

Интересным, на наш взгляд, является опыт зарубежных исследователей в использовании деятельностного подхода к обучению.

Высоко востребована сегодня философия проектно-ориентированного обучения CDIO (Conceive – Design – Implement- Operate / Придумывай – Разрабатывай – Внедряй – Управляй). В соответствии с концепцией CDIO образовательные программы и технологии их реализации должны быть нацелены на подготовку специалистов, способных обеспечивать сопровождение комплексных инженерных продуктов, процессов и систем в современной среде на протяжении всего жизненного цикла и осознавать ответственность за последствия своих действий. По сути, концепция CDIO представляет собой комплексный интегративный подход к организации образовательного процесса и формированию соответствующей университетской среды для подготовки нового поколения инженерной элиты. На сегодняшний день CDIO охвачены более 100 вузов в 30 странах, в том числе университеты Лидса и Бристоля (Великобритания), Калифорнийский и Стенфордский университеты (США), Сиднейский университет (Австралия), многие вузы в Финляндии и Китае [20].

Преподаватели Винского университета (Вьетнам) доктор Фан Куок Лам и доктор Дуонг Тхи Тхань Тхань предлагают построение образования на основе нового содержания, программ, методик обучения и тестирования, оценку модуля. При этом успеха можно добиться только на основе использования деятельностных форм обучения: «Самое главное – это применение группового обучения и практического опыта для студентов» [21].

При организации обучения результативной формой является деятельность в мини-группах по 5–6 студентов под руководством преподавателей. Процедурно процесс работы над проектом можно рассмотреть как ряд последовательных действий: идентификация проблемы, постановка цели и задач исследования, разработка плана исследования и выбор методического инструментария, сбор, обработка и анализ информации, обобщение результатов и разработка маркетинговых решений, подготовка отчета [22].

В некоторых исследованиях деятельностный подход к обучению предоставлен в технологии «перевернутый класс». Сьюзи Юн, Ми Янг Парк, Маргарет Макмиллан определяют перевернутое обучение как педагогический подход, который поддерживает понятие активного обучения, делая упор на доступ к передовым технологиям, таким как массовые открытые онлайн-курсы (MOOC), для поддержки подхода смешанного обучения. При этом лекционная форма занятий заменяется практической на основе организации групповой проектной работы [23].

Совместное обучение является типом обучения для достижения общей цели посредством командной работы. В цельной перевернутой учебной среде педагоги могут использовать различные стратегии для ускорения развития у студентов навыков совместной работы, таких как учебные задачи на основе проектов, которые требуют от учащихся приобретения базовых знаний из учебных видео на дому, сбора данных на местах и создания итоговой работы вместе в классе [24].

С. Дж. Мортенсен и A. M. Николсон организовали обучение студентов на основе просмотра асинхронных видеолекций самостоятельно. В исследовании изучена перевернутая среда обучения на результатах обучения студентов (н = 130). Обучающиеся получили задание просмотреть 7,5 ч записанных лекций, разделенных на 8 учебных модулей, пройти онлайн-викторины, сдать 3 экзамена в классе и подготовиться к участию в активном обучении в запланированное время занятий. На аудиторных занятиях в активном обучении используются деятельностные формы: индивидуальные действия, совместные действия, неформальные малые группы и большие групповые занятия [25].

Н. Л. Антонова, А. В. Меренков, исследуя вопрос о проблемах использования технологии «перевернутый класс», указывают на препятствия к ее внедрению в практику работы высшей школы:

«Во-первых, студенческая общность приобретает навыки самостоятельной работы и планирования своего времени только к четвертому году обучения. Соответственно, только к окончанию вуза студент становится наиболее подготовленным к включению в исследуемую нами модель.

Во-вторых, уровень осведомленности о модели “перевернутого образования” у преподавателей пока низкий, и они редко предпринимают попытки применить ее на практике, предпочитая использовать традиционные методы обучения. К числу препятствий (барьеров) в реализации этой новации следует отнести отсутствие времени у профессорско-преподавательского состава для подготовки лекционных материалов в формате видеолекций и необходимость в техническом сопровождении “перевернутого обучения”» [26].

Проблемы, указанные выше, действительно имеют место в образовательной среде высшей школы, но она решаются при системном подходе к организации учебного процесса.

Формирование содержания учебного занятия на основе деятельностного подхода к обучению напоминает «строительство дома». Рассмотрим этот процесс на основе «строительства», предложенного Ю. Г. Фокиным (рис. 1) [27].

Рис. 1.Схема построения технологизированного занятия, предложенная Ю. Г. Фокиным

Внедрение системно-деятельностного подхода должно быть основано на внедрении в процесс обучения проблемных задач профессиональной направленности (дидактическая задача занятия). Дидактическая задача должна служить основой занятия, побуждать студентов к познанию. Примером такой задачи может служить задание, построенное на неправильной трактовке того или иного понятия. На основе критического мышления обучающийся находит ошибки, при этом важным моментом служит обнаружение недостатка собственных знаний (опыта), что и побуждает к действию.

В. С. Лазаревым предложена «Принципиальная схема освоения способа действия в действии (схема накопления опыта)», которую мы используем как основу нашего исследования [28]. Схема накопления опыта представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема накопления опыта, предложенная В. С. Лазаревым

Методологическая база исследования

Методологическую базу исследования составляют психолого-педагогические представления о сущности и природе деятельности как основы формирования ориентировочной основы действий в процессе изучения математических дисциплин студентами педагогической направленности. При разработке методологического инструментария сделана опора на положения: деятельностного подхода к обучению, системно-деятельностного подхода к обучению, «принципиальной схемы освоения способа действия в действии (схема накопления опыта)» (В. С. Лазарев).

Результаты исследования

Покажем реализацию схемы накопления опыта при реализации системно-деятельностного подхода к обучению математике для направления подготовки 44.03.01 Педагогическое образование на примере учебной дисциплины «Основы математической обработки информации».

Формируемые компетенции: способен использовать естественнонаучные и математические знания для ориентирования в современном информационном пространстве (ОК-3).

При рассмотрении темы «Статистическая обработка результатов исследования» важной составляющей образовательного процесса является максимальное погружение обучающихся в ситуацию решения практико-ориентированной задачи. Несмотря на то что дисциплина изучается на первом курсе университета, студенты ориентированы на формирование профессиональных компетенций. Ожидаемые результаты:

-     умение применять основные формулы для вычисления характеристик статистического исследования;

-     умение систематизировать первичные статистические данные и проводить их математическую обработку, на основе анализа полученных данных выстраивать гипотезы;

-           умение оперировать эмпирическими методами исследования (анкетирование, интервьюирование и т. п.) и составлять их математическую модель, интерпретируя результаты.

Цель изучения темы – сформировать умение обрабатывать данные эмпирического исследования.

Учебные задачи:

-     ознакомить с направлениями использования элементов математической статистики при первичной обработке результатов исследования;

-     составить последовательность действий для первичной обработки результатов исследования;

-     применить полученные способы действий при первичной обработке результатов исследования.

Образовательные технологии: системно-деятельностный подход в обучении (работа в группах).

Тема занятия «Статистическая обработка результатов исследования» изучается 8 часов. На первом занятии (2 часа) рассматривается первичная обработка результатов исследования [29].

Для построения ориентировочной основы действия обучающихся на этапе подготовки преподавателю необходимо ответить на вопросы.

Что получается в результате? В результате работы получается статистическая обработка данных, которая включает в себя следующие составляющие.

1. Табличное представление данных с использованием порядковой и интервальной шкал:

-     вариационный ряд, статистический ряд;

-     выборочное распределение.

1. Числовые характеристики результатов исследования:

-     меры центральной тенденции (объем выборки, выборочная мода, выборочная медиана, выборочная средняя);

-     меры разброса данных (размах выборки, выборочная дисперсия).

1. Графическое представление результатов исследования:

-     полигон частот и полигон относительных частот;

-     гистограмма частот и гистограмма относительных частот.

Когда можно считать, что первичная обработка данных выполнена качественно? Первичная обработка результатов статистического исследования выполнена качественно, если на ее основании можно сделать интерпретацию результатов и необходимые выводы.

Какие шаги нужно осуществить для получения качественного результата?

1. Ранжировать вариационный ряд.
2. Построить таблицы.

-     Найти частоты. Построить статистический ряд в порядковой шкале.

-     Найти относительные частоты. Построить выборочное распределение в порядковой шкале.

-     Разбить значения выборки на несколько частичных промежутков, построить статистический ряд и выборочное распределение в интервальной шкале.

1. Найти:

-     объем выборки;

-     меры центральной тенденции: выборочная мода; выборочная медиана;

-     выборочная средняя величина;

-     меры разброса данных: размах выборки; выборочная дисперсия;

1. Выполнить графическое представление данных:

-     полигон частот;

-     полигон выборочных частот;

-     гистограмма частот;

-     гистограмма выборочных частот.

Для введения студентов в ситуацию, требующую выполнения осваиваемого действия, предлагается дидактическая задача занятия – Информационный лист 1, содержащий практическую задачу в неявной форме и неверное решение этой задачи. Выбор содержания Информационного листа не случаен. В результате его анализа студенты сталкиваются с проблемой недостаточной информированности в области первичной обработки результатов эмпирического исследования. Появляется потребность в информации для качественного выполнения практической задачи.

Для реализации системно-деятельностного подхода к обучению построим занятие на основе этапов, выбранных в соответствии со схемой накопления опыта (см. табл. 1).

Далее представим краткое описание этапов занятия (см. табл. 2).

Процесс обучения основан на принципе деятельности, при этом важным моментом является развитие обучающихся. Получая информационный лист с неверным анализом ситуации, студенты вынуждены сами искать ошибки и предлагать возможные варианты их исправления. Сталкиваясь с проблемой «нехватки знаний», они начинают искать ее возможное решение. Проблему «помогает решить» теоретическая информация о выполнении первичной обработки результатов исследования (информационный лист 2), на основе которой студенты выполняют задание, сравнивают выполненное задание с эталоном, корректируют свои действия, презентуют полученные результаты.

Заключение

На наш взгляд, реализация системно-деятельностного подхода к обучению, построенная на реализации «принципиальной схемы освоения способа действия в действии (схемы накопления опыта)», предложенной В. С. Лазаревым, оправдывает выбранные этапы учебного занятия. Наиболее важным этапом схемы является действие, основанное на рефлексии и корректировке результатов выполнения действия.

Таким образом, реализация системно-деятельностного подхода к обучению, подразумевающего постоянное развитие обучающихся, построена на основе следующих дидактических принципов: деятельности, непрерывности, целостности, психологической комфортности, минимакса, вариативности и творчества.

Материалы исследования представляют интерес и для научного сообщества, в предметном поле исследований которого – системно-деятельностный подход к обучению. Исследование не окончательное и требует дальнейшего изучения и проведения соответствующих диагностик.

Таблица 1

Построение учебного занятия на основе схемы накопления опыта

Таблица 2

Описание этапов учебного занятия