Основы проектирования цифровых симуляторов для подготовки учителя математики

Введение. В статье рассматриваются положительные стороны внедрения цифровых симуляторов педагогической деятельности в процесс профессиональной подготовки учителя. Предметом исследования стали наиболее значимые технические факторы, влияющие на проектирование цифрового симулятора для профессиональной подготовки учителей математики. Рассмотрены методологические подходы симуляции процесса обучения поиску решения задач.

Материалы и методы. В работе над статьей был проведен теоретический анализ отечественных и зарубежных научных источников (статей и публикаций по теме исследования, результатов диссертационных исследований по педагогике и психологии), технический анализ платформ, позволивший обобщить и систематизировать международный и российский опыт как в отношении профессиональной подготовки учителей, так и в отношении особенностей различных виртуальных тренажеров. Применялись: метод теоретического обобщения, контент-анализ, технический алгоритм применения компьютерных программ в моделировании симулятора.

Результаты исследования. В результате авторского анализа и интерпретации имеющихся источников обобщены и систематизированы данные международных и российских исследований. Проанализированы различные платформы и технические характеристики, позволяющие реализовать симулятор. Полученные в ходе анализа технические данные выявляют и обосновывают процесс создания платформы для симулятора. Представленная визуальная концепция предусматривает использование пакетов векторной и растровой графики. В качестве технической основы концепции симулятора представлен поэтапный обзор процесса проектирования платформы симулятора.

Обсуждение и заключения. В статье представлены этапы разработки и внедрения симуляторов в профессиональную подготовку учителя. Новая цифровая образовательная среда с использованием возможностей компьютерного моделирования позволит будущим учителям овладеть профессиональными компетенциями, тренируясь на виртуальных учениках.

1. Долгополова А.Ф., Жукова В.А., Гавриленко Е.Н. Роль практико-ориентированного подхода в современной дидактике вуза // Современное образование. 2018. №4. С. 150-159. DOI: https://doi.org/10.25136/2409-8736.2018.4.27480.

2. Жигалова О.П., Копусь Т.Л. К вопросу об использовании симулятора в системе профессиональной подготовки учителя // Современные проблемы науки и образования. 2018. №3. С. 141. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=27691 (дата обращения: 25.05.2020).

3. Зиновьева Е.А. Компьютерный дизайн. Векторная графика: учебно-методическое пособие. Екатеринбург: Уральский федеральный университет, ЭБС АСВ, 2016, 116 c. URL: http://www.iprbookshop.ru/68251.html (дата обращения: 25.05.2020).

4. Макарова Т.В. Компьютерные технологии в сфере визуальных коммуникаций. Работа с растровой графикой в Adobe Photoshop: учебное пособие. Омск: Омский государственный технический университет, 2015. 239 c. URL: http://www.iprbookshop.ru/58090.html (дата обращения: 25.05.2020).

5. Марголис А.А. Оценка квалификации учителя: обзор и анализ лучших зарубежных практик // Психологическая наука и образование. 2019. Том 24, №1. С. 5-30. DOI: https://doi.org/10.17759/pse.2019240101.

6. Марголис А.А., Куравский Л.С., Шепелева Е.А., Гаврилова Е.В., Петрова Г.А., Войтов В.К., Юркевич В.С., Ермаков С.С. Возможности компьютерной игры «Plines» как инструмента диагностики комплексов когнитивных способностей школьников // Современная зарубежная психология. 2018. Том 7, №3. С. 38-52.

7. Пинская М.А., Пономарева А.А., Косарецкий С.Г. Профессиональное развитие и подготовка молодых учителей в России // Вопросы образования. 2016. №2. С. 100-124.

8. Соколов В.Л. Опыт использования симулятора уроков математики 1 класса в обучении бакалавров психолого-педагогического направления // Психолого-педагогические исследования. 2018. Том 10, №1. C. 127-135. DOI: https://doi.org/10.17759/psyedu.2018100112.

9. Толмачев И.В., Рипп Е.Г., Тропин С.В., Карпушкина Е.В., Цверова А.С. Разработка информационной модели клинических сценариев на базе обучающего симуляционного центра // Бюллетень сибирской медицины. 2014. №13(4). С. 118-122. DOI: https://doi.org/10.20538/1682-0363-2014-4-118-122.

10. Тутаев П. SIMULIZATOR Разработка и предоставление доступа к компьютерным симуляторам. 2019. URL: http://simulizator.com (дата обращения: 25.05.2020).

11. Шиленкова Л.Н. Рефлексия множественности возможных решений поставленной задачи как показатель метапредметного результата обучения младших школьников // Психолого-педагогические исследования. 2014. Том 6, №2. С. 150-162. DOI: https://doi.org/10.17759/psyedu.2014060213.

12. Arvola M., Samuelsson M., Nordvall M., Ragnemalm E. Simulated provocations: A hypermedia radio theatre for reflection on classroom management // Simulation & Gaming. 2018. Vol. 49(2). Pp. 98-114. DOI: https://doi.org/10.1177%2F1046878118765594.

13. Badiee F., Kaufman D. Effectiveness of an Online Simulation for Teacher Education // Journal of Technology and Teacher Education. 2014. No. 22 (2). Pp. 167-186.

14. Chini J.J., Straub C.L., Thomas K.H. Learning from avatars: Learning assistants practice physics pedagogy in a classroom simulator // Physical Review Physics Education Research. 2016. No. 12(1). Available at: https://journals.aps.org/prper/pdf/10.1103/PhysRevPhysEducRes.12.010117 (accessed: 25.05.2020).

15. Christensen R., Knezek G., Tyler-Wood T., Gibson D. SimSchool: an online dynamic simulator for enhancing teacher preparation // International Journal of Learning Technology. 2011. Vol. 6, no. 2. Pp. 201-220.

16. Dieker L.A., Rodriguez J.A., Lignugaris/Kraft B., Hynes M.C. and Hughes C.E. The Potential of Simulated Environments in Teacher Education: Current and Future Possibilities, Teacher Education and Special Education // The Journal of the Teacher Education Division of the Council for Exceptional Children. 2014. No. 37(1). Pp. 21-23. DOI: https://doi.org/10.1177%2F0888406413512683.

17. Emprin F. Un simulateur informatique de classe pour la formation et la recherche. Quelle placedes recherches en didactique dans la conception et l’expérimentation? // Lagrange J.-B., Abboud-Blanchard M. Environnements numériques pour l’apprentissage, l’enseignement et la formation: perspectives didactiques sur la conception et le développement. IREM de Paris, 2018.

18. Emprin F., Sabra H. Les simulateurs informatiques, ressources pour la formation des enseignants de mathématiques // Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education. 2019. Vol. 19(2). Pp. 204-216. DOI: https://doi.org/10.1007/s42330-019-00046-w.

19. Forlin C., Chambers D. Teacher preparation for inclusive education: Increasing knowledge but raising concerns // Asia-Pacific Journal of Teacher Education. 2011. Vol. 39(1). Pp. 17-32.

20. Gibson D. Assessing teaching skills with a mobile simulation // Journal of Digital Learning in Teacher Education. 2013. Vol. 30(1). Pp. 4-10.

21. Hayes A. The Experience of Presence and Social Presence in a Virtual Learning Environment as Impacted by the Affordance of Movement Enabled Motion Tracking. 2015. Available at: http://stars.library.ucf.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=6014&context=etd (accessed: 25.09.2020).

22. Headden S. Beginners in the classroom: What the changing demographics of teaching mean for schools, students, and society. Carnegie Foundation For The Advancement Of Teaching. 2014. Available at: https://www.carnegiefoundation.org/wp-content/uploads/2014/09/beginners_in_classroom.pdf (accessed: 25.09.2020).

23. Hughes D. The Design and Evaluation of a Game to Help Train Perspective-Taking and Empathy in Children with Autism Spectrum Disorder. 2014. Available at: http://stars.library.ucf.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=4026&context=etd (accessed: 25.09.2020).

24. Manburg, J., Moore R., Griffin D., Seperson M. Building reflective practice through an online diversity simulation in an undergraduate teacher education program // Contemporary Issues in Technology and Teacher Education. 2017. Vol. 17(1). Pp. 128-153.

25. Sabra H., Emprin F., Connan P.-Y., Jourdain C. Classroom Simulator, a new instrument for teacher training. The case of mathematical teaching // Futschek G., Kynigos C. (eds), Proceedings of the 3rd international constructionism conference. Vienna: Austria, Ôsterreichische Computer Gesellschaf., 2014. Pp. 145-155.

26. Syracuse University School of Education. Teacher Prep SIMS. EduSims. Available at: http://edusims.syr.edu/teacher-prep-sims (accessed: 25.05.2020).

27. TALIS 2013 Results: An International Perspective on Teaching and Learning. Available at: http://www.istruzione.it/allegati/2014/OCSE_TALIS_Rapporto_Internazionale_EN.pdf (accessed: 25.05.2020).

28. TLE TeachLivE™. University of Central Florida. Available at: http://teachlive.org (accessed: 25.05.2020).

29. Vince Garland K. Coaching In An Interactive Virtual Reality To Increase Fidelity Of Implementation Of Discrete Trial Teaching. 2012. Available at: http://stars.library.ucf.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=3199&context=etd (accessed: 25.05.2020).