Литвинова С.Г. [s.h.lytvynova@gmail.com]
Харківський національний економічний університет імені Семена Кузнеця, Україна
Download in PDF: http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/journals/2019-v1-19/2019_1-19-Lytvynova_FMO.pdf

МОДЕЛЬ ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМИ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
ДЛЯ ФОРМУВАННЯ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ УЧНІВ
З ПРИРОДНИЧО-МАТЕМАТИЧНИХ ПРЕДМЕТІВ

Формулювання проблеми. Відсутність методичного забезпечення, низький рівень обізнаності вчителів щодо існуючих ефективних технологій навчання таких, як комп’ютерне моделювання не дає змоги учням формувати індивідуальну траєкторію розвитку і формувати компетентності з природничо-математичної освіти. Це щорічно підтверджується аналітичними звітами Українського центру оцінювання якості освіти, зокрема оприлюднюються результати зовнішнього незалежного оцінювання учнів з природничо-математичних предметів.
Матеріали і методи. У процесі дослідження використовувались методи аналізу педагогічної, методичної літератури і дисертаційних досліджень; здійснювалося узагальнення результатів вітчизняного і зарубіжного досвіду; теоретичне моделювання процесу використання системи комп’ютерного моделювання для формування компетентностей учнів; системний аналізу для визначення структурних елементів моделі системи комп’ютерного моделювання.
Результати. Обґрунтовано і розроблено модель використання системи комп’ютерного моделювання для формування компетентностей учнів з природничо-математичних предметів. До особливостей цієї моделі можна віднести її використання на засадах дитиноцентриського, системного, діяльнісного, диференційованого підходів з метою формування компетентностей учнів з природничо-математичних предметів. Важливим результатом дослідження є обґрунтування: критеріїв добору СКМод (варіативність, доступність, інструментальність, інтерактивність, інтуїтивність, комплексність, наочність даних, науковість моделей, незалежність, реалістичність); форм і методів застосування СКМод в освітньому процесі, виокремлення аспекту застосування пізнавальних завдань (дослідницьких, творчий, прикладних) для формування компетентностей учнів; обґрунтування таких форм оцінювання як рефлексія, формуюче оцінювання, підсумкове оцінювання.
Висновки. Системи комп’ютерного моделювання стають альтернативою звичайним малюнкам у паперових підручниках і плакатам. Імітаційні процеси, інтерактивні вправи різних типів, анімаційний супровід, формуюче оцінювання дають можливість кожному учню формувати компетентності і пізнавати світ з захопленням. Використання СКМод урізноманітнює процес здобуття освіти, дозволяє перейти від пасивних до активних методів навчання, активізує навчально-пізнавальну діяльність учнів, дозволяє створити індивідуальну траєкторію розвитку для кожного учня у процесі вивчення природничо-математичних предметів.
Подальшого обґрунтування потребує розроблення методичних рекомендацій щодо застосування СКМод в освітньому процесі, що слугуватимуть науково-методичним забезпеченням формування компетентностей учнів з природничо-математичних предметів.
КЛЮЧОВІ СЛОВА: система комп’ютерного моделювання; СКМод; моделювання; заклади загальної середньої освіти; природничо-математична освіта; компетентність; пізнавальні завдання.

THE MODEL OF THE USE OF COMPUTER MODELING SYSTEM FOR FORMATION COMPETENCES
OF NATURAL AND MATHEMATICAL SUBJECT STUDENTS

Svitlana Lytvynova

Institute of Information Technologies and Learning Tools of National Academy of Education Sciences of Ukraine

Problem formation. Lack of methodical support, low level of teachers' awareness of existing effective teaching technologies such as computer modeling does not allow students to form their own individual trajectory for development as well as their competence in natural and mathematical education. This is annually confirmed by the analytical reports of the Ukrainian center for education quality assessment, in particular, the results of external independent assessment of students studying natural –mathematical sciences which are published.
Materials and methods. Methods of pedagogical and methodical literature analysis as well as dissertation project analysis were used in the scope of this research; the generalization of domestic and foreign experience results was carried out; theoretical modeling of the use of the computer modeling system for the development of students' competences; as well as system analysis to determine the structural elements of the model of computer modeling system.
Research results. The model of use of the computer modeling system for developing students' competences in natural and mathematical subjects has been developed. The peculiarities of this model include its use on the basis of child-centric, systemic, activity, differentiated approaches with the purpose of forming natural and mathematical subject students’ competences. An important result of the study is the justification of: CMODS selection criteria (variability, accessibility, tooling, interactivity, intuition, complexity, data visuality, scientific ground of models, independence, realism); forms and methods of applying CMODS in the educational process, allocating the aspect of cognitive tasks application (research, creative, applied) for the students competences formation; the justification of such forms of evaluation as reflection, formative evaluation, final evaluation.
Conclusions. Computer modeling systems become an alternative to conventional drawings in paper course books and posters. Imitation processes, interactive exercises of various types, animation support as well as formative assessment give each student the opportunity of developing competence and exploring the world with enthusiasm. The use of CMODS diversifies the process of obtaining knowledge, allows transfer from passive to active teaching methods, activates educational and cognitive activity of students, as well as the creation of an individual trajectory for development for each student in the process of studying natural and mathematical subjects. The development of methodical recommendations on the use of CMODS in the educational process requires further justification; the methodical recommendations will serve as a scientific and methodical support for the formation of competences of students studying natural and mathematical subjects.
Key words: computer simulation system; CMODS; modeling; secondary schools; natural and mathematical education; competence; cognitive tasks.

Список використаних джерел

1. Антонюк Д.С. Використання програмно-імітаційних комплексів як засіб формування економічних компетентностей студентів технічних спеціальностей: автореф. дис. … канд. пед. наук: 13.00.10/ Інститут інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України. 2018. 22 с.
2. Биков В.Ю. Моделі організаційних систем відкритої освіти: монографія. Київ: Атіка, 2008. 684 с.
3. Біла книга національної освіти України / за ред. В. Г. Кременя. Київ: 2009. С. 94-106.
4. Борисенко Д.В. Методика використання комп’ютерного 3D моделювання у навчанні майбутніх фахівців з дизайну: автореф. дис. … канд. пед. наук: 13.00.10/ Інститут інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України. 2018. 22 с.
5. Бусел В. Т. Великий тлумачний словник сучасної української мови. Київ: Перун, 2005. 1728 с.
6. Жук Ю. О., Соколюк О. М., Дементієвська Н. П., Слободяник О. В., Соколов П. К. Використання інтернет технологій для дослідження природних явищ у шкільному курсі фізики : посібник. Київ: Атіка. 2014. 172 с.
7. Концедайло В.В. Застосування ігрових симуляторів у формуванні професійних компетентностей майбутніх інженерів-програмістів: автореф. дис. … канд. пед. наук: 13.00.10/ Інститут інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України. 2018. 20 с.
8. Кохановська О. Природничо-математична освіта: сутність та змістові аспекти. Людинознавчі студії. Педагогіка. 2015. Вип. 1 (33). С. 76-82. URL: http://dspu.edu.ua/pedagogics/arhiv/33_1_2015/11.pdf (дата звернення: 11.02.2019).
9. Литвинова С.Г. Cистема комп’ютерного моделювання об’єктів і процесів та особливості її використання в навчальному процесі закладів загальної середньої освіти. Інформаційні технології і засоби навчання. 2018. Том 64. № 2. C. 48-65. URL: https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/2111/1330 (дата звернення: 11.02.2019).
10. Литвинова С.Г. Використання систем комп’ютерного моделювання для проектування дослідницьких завдань з математики. Фізико-математична освіта, 2018. Вип. 1 (15). С. 83-89.
11. Національна доповідь про стан і перспективи розвитку освіти в Україні / за заг. ред. В. Г. Кременя. Київ: Педагогічна думка, 2016. С.159-164.
12. Орбан-Лембрик Л. Е. Соціальна психологія: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. Київ: Академвидав, 2005. 446 с.
13. Педагогическая энциклопедия: в 4 т. / гл. ред. И.А. Капрова. Москва: Советская энциклопедия, Т. 2. 1965. 912 с.
14. Пінчук О.П., Литвинова С.Г., Буров О.Ю. Синтетичне навчальне середовище – крок до нової освіти. Інформаційні технології і засоби навчання. 2017. Вип. 4 (60). С. 28-45.
15. Пінчук О.П., Соколюк О.М. Навчально-пізнавальна діяльність учнів в умовах використання інтернет орієнтованих освітніх технологій. Одинадцята міжнародна науково-практична конференція ІОН-2018 (м. Вінниця, 22-25 травня, 2018 р.). Вінниця, 2018. C. 266-267.
16. Про схвалення Концепції Державної цільової соціальної програми підвищення якості шкільної природничо-математичної освіти на період до 2015 року. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1720-2010-%D1%80 (дата звернення: 11.02.2019).
17. Тихоненко А. І. Рефлексія на уроках. Як? Коли? Навіщо? URL: http://osvita.ua/school/lessons_summary/psychology/51093 (дата звернення: 11.02.2019).
18. Digital Competence Framework for Educators (DigCompEdu). URL: https://ec.europa.eu/jrc/en/digcompedu (дата звернення: 11.02.2019).
19. Lytvynova S. Cognitive Tasks Design by Applying Computer Modeling System for Forming Competences in Mathematics. 14th International Conference on ICT in Education, Research and Industrial Applications. Integration, Harmonization and Knowledge Transfer. 2018. Vol-2104. Р. 278-293. URL: http://ceur-ws.org/Vol-2104/paper_150.pdf (дата звернення: 11.02.2019).