CC BY
44
Scientific journal
PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал
Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Литвинова С.Г. Бш'шгвальний nidxid у формуваннi компетентностей y4Hie з природничо-математичних предмет'в на засадах комп'ютерного моделювання. Ф')зико-математична освта. 2019. Випуск 3(21). С. 84-92.
Lytvynova S. Bilingual approach in forming students' competence in natural mathematical subjects based on computer modeling. Physical and Mathematical Education. 2019. Issue 3(21). Р. 84-92.
DOI 10.31110/2413-1571-2019-021-3-013 УДК 373.3/.5.016:5]:004
С.Г. Литвинова
1нститут iнформацiйниx технологй i засоб'!в навчання НАПН УкраТни, УкраТна
s.h.lytvynova@gmail.com ORCID: 0000-0002-5450-6635
Б1Л1НГВАЛЬНИЙ П1ДХ1Д У ФОРМУВАНН1 КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ УЧН1В З ПРИРОДНИЧО-МАТЕМАТИЧНИХ ПРЕДМЕТ1В
НА ЗАСАДАХ КОМП'ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
АНОТАЦЯ
Монimоринг резyльтатiв зовнiшнього незалежного оцiнювання протягом 2017-2019 рр. показав, що так освiтнi напрями як фiзика, xiмiя, б'юлог'я не е популярними серед випускниюв закладв загально)' середньо)' освти (ЗЗСО). Покращити ситуацю можна шляхом активiзацi')' осв'тньо'Т д'яльностi учшв, зокрема на засадах комп'ютерного моделювання.
Формулювання проблеми. В'дсутн'сть украТномовних ресурсв потребуе здйснення кроку до впровадження б'ю'шгвального пдходу в навчаннi природничо-математичних предметов.
Матер/'али i методи. У процеа досл'дження використовувалися методи аналiзy педагог'мно'Т, методично)' лтератури i дисертацйних досл'джень; системного аналiзy для визначення дидактичних складових системи навчання на засадах б'ю'шгвального пдходу; проектування етапв використання б'л'шгвального пдходу в формyваннi компетентностей учшв з природничо-математичних предметов на засадах комп'ютерного моделювання.
Результати. У статт'1 обфунтовано поняття природничо-наукова компетентность як здатнсть особи вивчати й розв'язувати питання, пов'язан: природничими науками i математичним опрацюванням даних. Обфунтовано чотири )Т складники: здатнсть пояснювати явища науково, здатнсть оцнювати та розроблювати наyковi досл'дження, здатнсть науково iнтерпретyвати дан й докази, здатнсть опрацьовувати результати досл'джень математично. У статт'1 уточнено поняття б'т'шгвального пдходу як адаптивне використання ноземноТ мови пд час вивчення природничо-математичних предмет 'ю з метою формування предметних компетентностей учшв. Описано способи навчання yчнiв: природний (людина-людина) i цифровий (машина-людина), а також форми використання двох мов (вербальна, письмова, в'зуальна, аyдiальна, комбнована). Обфунтовано етапи впровадження б'ю'шгвального пдходу в ЗЗСО (пдготовчий, ознайомлювальний, формувальний, пдсумковий). Встановлено переваги i недол'ши використання б'ю'шгвального пдходу в ЗЗСО.
Висновки. Бiлiнгвальний п'дх'д дозволить вчителям й учням ЗЗСО використовувати комп'ютерне моделювання для пдвищення якостi навчання природничо-математичних предмет 'ю. Подальшого обфунтування потребуе розроблення методично)' системи щодо застосування комп'ютерного моделювання в освтньому процеа.
КЛЮЧОВ1 СЛОВА: комп'ютерне моделювання, бiлiнгвальний п'дх'д, заклади загально)' середньо)' освти, методика впровадження, компетентнсть з природничо-математичних предмет 'ю.
ВСТУП
Постановка проблеми. Ставлення випускниюв до природничо-математичноТ освгги.
В 1нчхонськш декларацп (2015) i Рамковш програ/^ дш «Освп^а 2030» реалiзацiя цiлi 4 визначае прюритетним напрямком розвиток освiти в найближчi 15 роюв i забезпечення загально! Ыклюзивно!, справедливо! яюсно! освiти i навчання протягом усього життя, що мае гарантувати 12^чну безкоштовну яккну освп^у з м^мальним обов'язковим термЫом навчання не менше дев'яти роюв. Завданням 4.6 Рамково! програми дм з реалiзацií 1нчхонсько! декларацп визначено забезпечення до 2030 року конкретного результату, а саме, щоб «... вс молодi люди й значна частка дорослого населення, як чоловМв, так i жшок, вмти читати, писати й рахувати...» [20].
Але свтэва i втизняна економта мають запити на пщготовку висококвалiфiкованих спе^алк^в в галузях фiзики, хiмií, бюлогп, що потребуе поглибленого вивчення предме^в природничого циклу. Зазначимо, що ц освт-л напрями не е популярними серед випускниюв закладiв загально! середньо! освти (ЗЗСО).
Так у 2017 роц в зовншньому незалежному оцшюваны (ЗНО) з укра!нсько! мови та лтератури взяли участь 212599 учыв (табл. 1). Вiзьмемо цю ктьюсть абп^етчв за 100%.
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
Таблиця 1
Вибiр випускниками закладiв загальноТ середньоТ освiти природничо-математичних предмелв для здачi тестiв ЗНО
Предмет 2017, 2018, 2019,
осiб оаб оаб
Укра1нська мова i лiтература 212599 276466 285772
Математика 88827 86710 127104
Бiологiя 72177 70143 69261
Географiя 61572 65491 67216
Фiзика 18260 17332 18203
Хiмiя 17647 17608 11828
Тодi з математики подолали порiг - 41,8% учыв, з географп - 28,9%, бюлогп - 33,9 %, фiзики - 8,5% i хiмií - 8%. Застосуемо цей тдхщ до результатiв 2018 i 2019 н.р. (рис.1). Найпопулярнш спецiальностi ям обрали абiтурieнти у 2018 роцг право, фiлологiя, середня освiта, менеджмент та медицина. У 2019 роц вщсоток випускникiв, якi обрали природничий напрям - зменшився, а обран найпопулярнiшi спецiальностi залишилися такими: фшолопя, право, менеджмент, комп'ютернi науки та середня освп^а (http://testportal.gov.ua).
Винятком е предмет математика, який у 2019 роц оголосили обов'язковим для уах випускни^в ЗЗСО.
Рис. 1. Мошторинг вибору природничо-математичних предметiв випускниками ЗЗСО для здачi тестiв ЗНО 2017-2019 н.р. ( %)
Для тдняття престижу природничих спе^альностей й активiзацií пiзнавальноí дiяльностi учнiв п^д час вивчення природничо-математичних предме^в учитель може використовувати Ыновацмы пiдходи та засоби, зокрема системи комп'ютерного моделювання (Литвинова, 2018), (Пшчук&Соколюк, 2018). Але використання комп'ютерного моделювання в системi загально'( середньоí освiти поширюеться дуже повтьно, на що впливають такi фактори: низький рiвень пiдготовки вчителiв природничо-математичних предме^в з питання комп'ютерного моделювання, кабшети природничих предметiв бiльшою мiрою не пщключеы до мережi 1нтернет, робочi мiсяця вчителiв не оснащен комп'ютерною технiкою, вiдсутне науково-методичне забезпечення для оргаызацп й проведення шновацшних урокiв. Головною проблемою ми вважаемо вщсутнкть укра'номовних ресурсiв, зокрема систем комп'ютерного моделювання, яку можна виршити з упровадженням бЫнгвального пiдходу пщ час вивчення природничо-математичних предметiв.
Аналiз актуальних дослiджень. Результати аналiзу закордонного досвiду впровадження бiлiнгвального навчання розкрито в роботах таких дослщни^в: I. О. Бтецька (Бiлецька, 2012), I. £ Зозуля (Зозуля, 2017). Зокрема О. Г. ЩирЫ (Ширш, 2007) окреслив загальн пiдходи i обГрунтували основнi моделi бiлiнгвального навчання в ЗЗСО. Особливост бiлiнгвального навчання в сучаснш украíнськiй школi розкрито в робот Т. В. Бондарчук (Бондарчук, 2013) яка зазначае, що в Укра1ы створен належнi умови для розвитку бiлiнгвальноí освiти, але кнуе проблема щодо розробки та забезпечення навчально-методичними матерiалами здобувачiв освiти ЗЗСО. Пщходи до бiлiнгвального навчання визначен дослiдницею В. А. Гаманюк, яка обГрунтувала впровадження бiлiнгвальних модулiв в процес навчання учыв (Гаманюк, 2013). Ученими А. М. Гусак i А. О. Ковальчук узагальнено багаторiчний досвщ бiлiнгвального навчання фiзики, результати якого показали, що впровадження такого навчання сприяе зростанню самосвщомосп, розширенню свтогляду учнiв, активiзацií пiзнавальноí дiяльностi та внутрiшньоí мотивацп учнiв до навчання, посиленню зв'язюв змiсту навчання iз сучасними вимогами ринку прац (Гусак&Ковальчук, 2011). Окремi аспекти бЫнгвального навчання фiзики майбутнiх вчителiв ЗЗСО розкрили Л. I. Бондаренко i К. Г. Чорнобай (Бондаренко&Чернобай, 2018).
Учен О. В. Мартиненко i Я. О. Чкана (Мартиненко&Чкана, 2018) зазначають, що використання глосар^ у процес бЫнгвального навчання математичних дисциплЫ е ефективним методичним засобом, необхщним при формуваннi кожним студентом своеí термiнологiчноí бази та встановлення свого власного темпу навчання.
«Навчання учыв старших клаав на бiлiнгвальнiй основi сприяе розвитку (х iнформацiйноí дiяльностi», доповнюе Н. I. Батрова. Вона зазначае: «Якщо процес навчання, спиратиметься на принцип штеграцп iноземноí мови й предметного змкту навчальноí дисциплши, то таке навчання сприятиме розвитку в учыв старших класiв iнформацiйноí та лiнгво-iнформацiйноí компетентностi, як мети навчання на бЫнгвальнш основi» (Батрова, 2014).
Разом з тим, О. С. Павловою виявлено ризики навчання на бЫнгвальый основу а саме: емоцшне напруження, вщсутысть в учыв готовностi сприймати нове, невпевненiсть в сво)х силах i здiбностях, слабка в^ра в ycnix свое) справи з метою запоб^ання яких учитель мае виважено пщбирати методи, методичн прийоми, засоби та форми роботи у вщповщност з можливостями учыв. Мiж педагогом i класом мае створюватися позитивний емоцiйний фон, атмосфера взаеморозумшня i довiри (Павловою, 2011).
Оргаызацмы процеси активiзацiï пiзнавальноï дiяльностi учнiв на уроках фiзики з використанням систем комп'ютерного моделювання обГрунтовано в працях О. П. Шнчук i О. М. Соколюк (Пшчук&Соколюк, 2018).
Таким чином, ми з'ясували, що не iснуе цiлiсноï концепцп бiлiнгвального навчання природничо-математичних предметiв для ЗЗСО. Наявн на даний момент науковi результати i роботи охоплюють лише окремi практичнi рекомендаци з використання одые) iноземноï мови пщ час бiнарних урокiв або в позаурочний час.
Мета статп. З огляду на це метою статт е обГрунтування використання бiлiнгвального пщходу в формуваннi компетентностей учнiв з природничо-математичних предме^в на засадах комп'ютерного моделювання.
МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ
У процес дослiдження використовувались методи аналiзу педагопчно), методично)' лiтератури й дисертацiйних дослщжень; узагальнення результатiв вiтчизняного i закордонного досвщу; обГрунтування проектування етапiв використання бЫнгвального пiдходу в формуваннi компетентностей учыв з природничо-математичних предметiв на засадах комп'ютерного моделювання; системного аналiзу для визначення дидактичних складових системи навчання на засадах бЫнгвального пщходу.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ
Теоретичнi засади формування компетентности y4HiB з природничо-математичних предмет^
Наукова грамотнiсть (Science Literacy) е одним з компонентiв дослiдження PISA (Programme for International Student Assessment). «Це дослщження сприяе усвщомленню мкця природничо-наукових дисциплiн в украïнськiй школi та )хнього змiсту, адже розумшня природничо-науково) освiченостi як однiеï з ключових компетентностей не в повый мiрi вiдповiдае усталенiй в Укра'н традицп навчання фiзики, хiмiï, бюлоги, географп й астрономи в школЬ> (Вакуленко&Ломакович&Терещенко&Новтова, 2018).
Л. Л. Салехова визначае термш «грамот-исть» як вмшня читати, писати й використовувати мову (Салехова, 2004). Однак експерти Оргаызацп Об'еднаних Нацш з питань освти, науки i культури (ЮНЕСКО) запропонували визначити грамот-исть як «здатысть щентифтувати, розумiти, iнтерпретувати, створювати, спiлкуватися i обчислювати, використовуючи друкован та письмовi матерiали, пов'язанi з рiзними контекстами». Експерти вщзначають: «Грамотшсть - це здат-исть читати й писати з розумшням простого твердження, пов'язаного з повсякденним життям. Вона охоплюе не ттьки навички читання й письма, а й базовi арифметичнi навички (рахунок)» [22].
Концепцiя науково) грамотност стосуеться як знань про науку, що вивчае питання створення, розвитку i збереження природи свпу, так i знань про науковi технологи, що спрямован на досягнення ефективного розв'язання реальних життевих проблем. Проте експертами ЮНЕСКО (2018 р.) визначаються окремо компетентности у природничих, точних науках та математична компетентысть.
Компетентысть у точних науках - це здатысть використовувати знання i методологи вщповщно до людських потреб i бажань. Компетентысть у природничих науках передбачае розумшня змш, спричинених людською дiяльнiстю i вщповщальысть кожного шдивщуального громадянина (Вакуленко&Ломакович&Терещенко&Новтова, 2018).
У Державному стандарт початково) загально) освiти (2018 р.) дано визначення предметно) математично) компетентностi як «особиспсне утворення, що характеризуе здатшсть учня (ученицi) створювати математичн моделi процесiв навколишнього свггу, застосовувати досвiд математично) дiяльностi пщ час розв'язування навчально-пiзнавальних i практично зорiентованих задач».
Тому, компетентшсть з природничо-математичних прeдмeтiв визначимо як здатшсть особи вивчати й розв'язувати питання, пов'язаш природничими науками i математичним опрацюванням даних.
Компетентнiсть з природничо-математичних предметв включае чотири складники: здатнсть пояснювати явища науково, здатнсть оц1нювати та розробляти науковi досл1дження, здатнсть науково ¡нтерпретувати дан й докази, здатнсть опрацьовувати результати досл1джень математично.
Здатшсть пояснювати явища науково, розтзнавати, пропонувати й оцшювати пояснення рiзних природних i технолопчних явищ, демонструючи здатысть:
- згадувати й застосовувати науковi знання про природы явища i процеси;
- виявляти, використовувати й обГрунтовувати природы закономiрностi та представляти результати;
- робити вщповщж прогнози;
- пропонувати частковi ппотези;
- пояснювати потенции результати наукових дослщжень.
Здатшсть оц1нювати та розробляти науковi досл1дження, описувати й оцшювати науковi дослщження й пропонувати шляхи розгляду питань iз науково) позицп, демонструючи здатысть:
- виявляти проблемнi питання в конкретному науковому дослщжены;
- розтзнавати питання, ям можна вивчити з науково) точки зору;
- пропонувати способи вивчення дослщжуваного питання з науково) точки зору;
- оцшювати способи вивчення дослщжуваного питання з науково) точки зору;
- описувати й оцшювати надмысть даних, )х об'ективысть й узагальнен пояснення.
Здатшсть науково ¡нтерпретувати дан й докази, аналiзувати й оцшювати науковi даы, твердження й аргументи в рiзних формах репрезентаци та робити вщповщж висновки, демонструючи здатнiсть:
- переносити дан з однiе), форми подання в шшу;
- аналiзувати й iнтерпретувати дан та робити вiдповiднi висновки;
- вiдрiзняти аргументи, зробленi на 0CH0Bi наукових доказiв i на 0CH0Bi теорп, в^д тих, що фунтуються на iнших мiркуваннях;
- оцшювати науковi аргументи й докази з рiзних джерел (наприклад, з газети, журналiв, 1нтернету тощо) (Вакуленко&Ломакович&Терещенко&Новтова, 2018).
Здатшсть опрацьовувати результати досл'джень математично:
- використовувати шновацшн та шформацмы технологи для здмснення розрахункiв та узагальнення даних;
- застосовувати лопко-математичне мислення для вирiшення проблем у повсякденному життi, зокрема просторове мислення i математичний апарат (формули, модели конструкцп, графiки, дiаграми);
- математично обфунтовувати, розумiти математичнi докази;
- добирати математичн засоби для опрацювання результатiв;
- спiлкуватися математичною мовою [23].
Ефективне формування компетентностi з природничо-математичних предме^в може здiйснюватися з використанням спещального онлайнового середовища (Литвинова, 2010) i сучасних сервiсiв (Литвинова, 2014) та систем комп'ютерного моделювання (Литвинова, 2018), (Шнчук&Соколюк, 2018).
Наявшсть закордонних систем комп'ютерного моделювання (СКМод) процесш й об'eктiв таких, як Yenka (http://www.yenka.com/), CK-12 (https://www.ck12.org), Phet (https://phet.colorado.edu), Вiртуальна хiмiя (http://www.chem.ox.ac.uk/vrchemistry/), Вiртуальна хiмiя (http://virtualchemistry.org/), OLABS (http://www.olabs.edu.in/), MOZAIK education (https://www.mozaweb.com) дае можливiсть учням пщвищити компетентнiсть з природничо-математичних предме^в, проте переклад цих ресурав укра'нською мовою бiльшою мiрою вщсутый, що е пiдставою для використання комп'ютерних моделей в освiтньому процес на засадах бiлiнгвального пiдходу (рис. 2-3).
Рис. 2. Комп'ютерне моделювання на сайтi phet.colorado.edu (англомовний сайт)
Рис. 3. Комп'ютерне моделювання на сайт www.ck12.org (англомовний сайт)
Бшнгвальний шдхщ у використаннi комп'ютерного моделювання для формування компетентностей учшв з природничо-математичних предмелв
Сьогоднi знання шоземно''' мови, зокрема англiйськоí в освiтньому просторi е необхiдною умовою для здшснення успiшноí навчально', професiйноí дiяльностi та культурного розвитку особистостi. В Рамковм програмi дiй «Освп^а 2030» в задачi 4.1 визначено необхщысть змiцнення двомовно'' i багатомовно' освти в багатомовному контекстi [20].
Враховуючи вiдсутнiсть вiтчизняних укра'номовних lнтернет-порталiв i цифрових систем з комп'ютерними моделями, що вщповщають програмi шкiльного курсу з природничо-математичних предме^в введення двомовного (бЫнгвального) пiдходу в навчаннi е актуальним, що сформувало новий напрям в бшшгвальнш освiтi.
Теорiя бтшгвально) освiти штенсивно розвиваеться як в Украïнi, так i за кордоном. Все бтьше дослщнимв у сво)х роботах пщшмають питання використання iноземноï мови для вивчення предметв шкiльного курсу шоземною мовою i використання ïi як шструменту навчання (Павлова, 2011).
Розглянемо основы поняття i термiни цього дослщження. Бiлiнгв - людина, яка втьно володiе двома мовами (Семотюк, 2008).
БЫнгвальна освiта (Bilingual Education) - це процес здобуття освiти двома мовами: рiдною (перша) та шоземною (друга). Вона е процесом використанням двох мов, як шструменту навчання для одые) й те) ж вибiрки учнiв за допомогою спе^альних програм, якi охоплюють весь навчальний план, або його частину. Така програма розвивае у дтей гордкть за причетысть до двох культур. БЫнгвальне навчання - це низка моделей та програм, об'еднаних единим принципом: у процеа навчання вживаються двi мови (Бондарчук, 2013).
БЫнгвальне навчання е засобом здобуття освти двома мовами та процесом формування особистосп, вщкрито) до взаемодп з навколишнiм свiтом. У процеа такого навчання шоземну мову розглядають не лише як зааб повсякденно) комунiкацiï, але i як шструмент пiзнання свiту, отримання спецiальних знань, досягнення високого штегративного рiвня мовно) та предметно) компетентностi.
О. Г. Ширш зазначае, що бiлiнгвальне навчання можна розглядати як взаемовипдну дiяльнiсть здобувачiв освiти i педагога у процеа навчання окремих предметв рщною й iноземною мовами з метою поглиблення освiтнього змiсту з предмета, що вивчаеться (Ширш, 2007).
На думку Л. Л. Салехово), у результат бтшгвального навчання вщбуваеться синтез комунтативно) i предметно) компетентностей. При цьому пояснюеться можливкть узгодження, аналiзування, сортування та оцiнювання об'ектiв дослщження (Салехово), 2004). Таким чином, реалiзовуеться можливiсть успiшно), iнтеграцiï до умов свтэвого освiтнього простору.
Враховуючи позитивний досвщ учених О. В. Мартиненко i Я. О. Чкана щодо використання глосар^ у процесi бiлiнгвального навчання математики, окреслимо цей процес як складову бтшгвального пщходу у формуванн компетентностей учнiв з природничо-математичних предметв на засадах використанням комп'ютерного моделювання (Мартиненко&Чкана, 2018).
Бтшгвальний пiдхiд - володшня i поперемiнне користування тею самою особою або колективом двох рiзних мов або рiзних дiалектiв тiеï само) мови (Гусак, 2011).
На нашу думку, бЫнгвальний nidxid - це адаптивне використання '¡ноземно! мови nid час вивчення природничо-математичних предмет'в з метою формування предметних компетентностей учнв.
Навчання двома мовами можна здшснити двома способами: природним (людина-людина) i цифровим (машина-людина).
Форми використання двох мов можна визначити там: вербальна, письмова, вiзуальна, ауа^альна, комбшована.
Вербальна - обмш i сприйняття словесних повщомлень.
Письмова - обмш i сприйняття письмових повщомлень.
Вiзуальна - сприйняття вiзуальних зображень, знамв, образiв вiзуально), мови.
Ауа^альна - сприйняття звуково) шформацп (тексти тощо).
Комбiнована (аудiо-вербально-вiзуальна) - являе собою синтез вербально) (письмово)), вiзуальноï (статично) й динамiчно),) та ауа^ально) (усно)) форм обмiну та сприйняття повщомлень (Тарасова, 2014).
Видтяють чотири моделi бiлiнгвального навчання з точки зору стввщношення рiдноï i шоземно) мови (Ширiн,
2007):
1) дублювальна, яка використовуеться на початковому етат навчання i за яко) пропонуеться вивчення однiеï i те) ж одиницi змiсту рiдною та шоземною мовами;
2) адитивна, за яко) вивчення шоземною мовою додатково) шформацп, яка частково або суттево збагачуе змкт матерiалу, що вивчаеться рщною мовою;
3) паритетна, за яко) рщна i iноземна мова використовуються рiвномiрно в розкригтi змкту природничо-математичних предметiв;
4) домшантна, за яко) обсяг iноземноï мови перевищуе рiдну.
Виокремимо види дiяльностi здобувачiв освiти у процесi використання комп'ютерного моделювання на засадах бтшгвального тдходу:
- читання та розумшня прочитаного: читання ^в, термiнiв, назв об'ектв, текстiв завдань англiйською мовою;
- слухання та розумшня: аудю супровщ експерименту, аудiо пiдказки аншйською мовою;
- письмо: ведення глосар^, словникiв, переклад текстiв завдань тощо.
Застосування тако) дiяльностi учнiв як говоршня на цьому етапi здмснюеться в мiнiмальних обсягах. Для реалiзацiï повноцiнного бiлiнгвального навчання вчитель-предметник мае володти iноземною мовою на базовому рiвнi.
Види дидактичних матерiалiв та )хня мова не регламентуються, але )хнш рiвень мае вiдповiдати середшй мовнiй компетентностi конкретних учнiв.
У процеа вивчення досвщу навчання (Павлова, 2011), враховуючи досвщ автора визначено, що бЫнгвальний пщхщ для навчання природничо-математичних предметв на засадах використання комп'ютерного моделювання характеризуеться такими особливостями:
1) застосовуються спе^альы бЫнгвальы методичнi прийоми i засоби навчання;
2) застосовуються додатковi двомовы джерела для вивчення природничо-математичних предметв (адаптованi тексти, завдання, задачi, словники, тезауруси);
3) застосовуються рiзнi форми оргашзацп бiлiнгвальноï навчально) дiяльностi з використанням систем комп'ютерного моделювання;
4) застосовуються бтшгвальы методи навчання з використанням систем комп'ютерного моделювання;
5) створюються умови для активного включення учыв в самостшну роботу з двомовним навчальним матерiалом;
6) створюються умови для штерактивного включення учнiв в самостшну роботу з системами комп'ютерного моделювання або додатковими ресурсами мережi 1нтернет.
Етапи реалiзацíí бiлiнгвального пiдходу у навчаннi природничо-математичних предметiв на засадах використання систем комп'ютерних моделей
У ЗЗСО бЫнгвальний пiдхiд пiд час викладання природничо-математичних предметiв здiйснюeться в чотири етапи: тдготовчий, ознайомлювальний, формувальний, тдсумковий (рис. 4).
IV. Пщсумковий !.Пщготовчий
FT Л ьПМ
Е |А M Irl
Ш.Формувальний 11.Ознайомлювальний
Рис. 4. Етапи реалiзацíí бiлiнгвального пiдходу
Пiдготовчий етап передбачае TaKi дм вчителя:
- aнaлiз 3MicTy навчального мaтерiaлу актуально!' для вивчення теми з природничо-математичних предме^в;
- добiр теоретичного мaтерiaлу для засвоення учнями;
- добiр комп'ютерних моделей для унаочнення i засвоення навчального мaтерiaлу учнями;
- розробка тзнавальних задач i добiр до них комп'ютерних моделей;
- розробка бЫнгвального словника до актуально!' для вивчення теми з природничо-математичних предме^в. Ознайомлювальний етап пов'язаний зi сприйняттям нового мaтерiaлу, при цьому учень здшснюе тaкi дм:
- отримуе вщомосп з природничо-математичних предме^в рiдною мовою;
- бiлiнгвaльно (тобто рщною та iноземною мовою) закртлюе основнi термiни i поняття;
- ознайомлюеться з комп'ютерними моделями, !'х основними характеристиками, функцiонaлом та позначеннями.
- виконуе роботу зi словником (глосaрiем), граматичним довiдником або дидактичним мaтерiaлом для пошуку невiдомих лексичних одиниць i граматичних конструкцм (табл. 2).
Таблиця2
Зразок словника до уроку
Термiн англшською мовою Транскрипцiя Термiн украшською мовою Примггки
Wire ['waisr] Дрiт
Battery ['bœtri] Акумулятор
Light Bulb [lait] [bAlb] Лампочка
Switch [switj] Вимикач
Electrons [i'lek.trDn] Електрони
Формувальний етап передбачае, що учш:
- виконують практичн завдання рщною мовою (пiдручник, посiбник, робочий зошит);
- виконують пiзнaвaльнi завдання на засадах бЫнгвального пiдходу з використанням комп'ютерного моделювання (рис. 5);
- обговорюють отриман результати, висувають i вщстоюють свою точку зору, беруть участь у дискуаях;
- беруть участь у формувальному оцЫюваннк виконання письмових теспв, диктaнтiв, вправ, завдань. Тдсумковий етап передбачае:
- промiжне контрольне оцiнювaння рiвня навчальних досягнень учыв;
- пiдсумкову контрольну роботу;
- виконання мЫ-проекту дослщницького змiсту тощо.
Рис. 5. Побудова електрично!' схеми учнями (з демонстрацiею руху електронiв)
ОБГОВОРЕННЯ
Недостатый рiвень знань учыв основних понять, принцитв, законiв природничо-математичних предметiв шктьного курсу, е однiею з основних причин низького рiвня зацiкавленостi здобувачiв освiти такими предметами, як фiзика, хiмiя, бiологiя. Комп'ютерне моделювання природних процеав i розв'язування задач рiзного типу сприятиме розвитку природничо-математично) компетентности учнiв, що, у свою чергу, забезпечить надалi успiшне опанування змкту з таких предметiв, як фiзика, хiмiя, бiологiя, математика.
Необхiдно вщзначити, що впровадження бiлiнгвального пiдходу у процес навчання природничо-математичних предметв е шновацмним й актуальним, однак вш потребуе спецiальноï пiдготовки педагогiв ЗЗСО, зокрема з питань використання систем комп'ютерного моделювання та знання базових термов шоземною мовою.
Для формування бтшгвально-природничо-математично) компетентности педагопв необхiдно впровадити на курсах тдвищення квалiфiкацiï та в педагопчних закладах вищо) освiти модуль, що охоплював би там теми:
- системи комп'ютерного моделювання в освiтньому процеа;
- тзнавальн завдання для розвитку дослщницьких компетентностей учыв;
- бiлiнгвальний пiдхiд у формуванн компетентностей учнiв з природничо-математичних предметв;
- науково-методичне й дидактичне забезпечення освiтнього процесу ЗЗСО на бтшгвальнш основi;
- критерп оцшювання бiлiнгвальноï дiяльностi учнiв на природничо-математичних предметах.
Зазначена тематика може бути опанована вчителем в рамках неформально) та ^формально) освти. Особливу увагу потрiбно придтити таким складовим як: розробка словнимв, глосарпв, бiлiнгвальних карток, тзнавальних завдань.
ВИСНОВКИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ПОДАЛЬШОГО ДОСЛ1ДЖЕННЯ
lнформацiйно-комунiкацiйнi технологи i знання англмсько) мови забезпечать можливiсть швидкого iнтегрування здобувачiв освiти в шформацмно-освтне середовище, що дозволить оперативно використовувати сучасш 1нтернет-ресурси в освiтньому процесi, в тому числi комп'ютерне моделювання для тдвищення якостi навчання природничо-математичних предметв.
Комп'ютерне моделювання об'ектв i процесiв на природничо-математичних предметах дасть можливкть учням ЗЗСО глибше зрозумiти природу свiту, розвивати як творч^ так i дослщницьм навички, засво)ти процес розробки експерименту. Активiзацiя дiяльностi учнiв у цьому напрямку дасть можливкть пiдвищити штерес учнiв до природничо-математичних предметв.
За погодженням з адмiнiстрацiею закладу загально) середньо) освiти доцiльно використовувати як бЫнгвальний пщхщ, так i дублювальну й адитивну моделi бтшгвального навчання з природничо-математичних предметв. Це дасть можливкть не тiльки збагатити словниковий запас учыв, а й тдвищити |'х компетентнiсть з шоземно) мови. Цей вибiр визначаеться мовною тдготовкою учнiв, а також бажанням не нашкодити учням в засвоенн навчального матерiалу.
До переваг впровадження бтшгвального тдходу можна вiднести - крок в напрямку розвитку природничо-математично) освiти кiлькома мовами (мультикультурна освгта). Недол1ки бiлiнгвального пiдходу пов'язан з тим, що iноземна мова мае бути введена в навчання природничо-математичних предметв. Бтшгвальне навчання потребуе спе^ально) пiдготовки вчителiв природничо-математичних предметв, пiдручникiв, робочих зошитiв. Бiлiнгвальний пщхщ потребуе розробки тематичних глосарпв, словнимв.
Зазначимо, що розроблення та ушфшащя програм бiлiнгвального навчання для ЗЗСО е першочерговим завданням. Важливою залишаеться процедура апробацп пiдручникiв i поабнимв.
Подальшого обГрунтування потребуе розроблення методичних рекомендацш щодо застосування бiлiнгвального тдходу на природничо-математичних предметах в ЗЗСО з метою формуванн компетентностей учыв на засадах комп'ютерного моделювання.
Список використаних джерел
1. Батрова Н. И. Моделирование процесса обучения информационно-коммуникационным технологиям учащихся старших классов на билингвальной основе : дис. ... к-та. пед. наук : 13.00.01 / Марийский государственный университет. Йошкар-Ола, 2014. 176 с.
Салехова Л. Л. Теория и практика развития школ с билингвальным обучением. Казань: Казанск. Ун-т, 2004. 204 с.
2. Бтецька I. О. Двомовна освп^а у середых навчальних закладах США : iсторiя становлення. Науков1 записки. Юровоград: РВВ КДПУ iм. В. Винниченка, 2012. Вип. 104 (2). С. 14-18.
3. Боднарчук Т. В. Особливост розвитку бтшгвально) освти у сучаснш украшськш школГ Педагог1ка. Роздл 1: зб. наук. праць. Кж'в, 2013. Вип. 14. С. 37-42.
4. Бондаренко Л. I., Чорнобай К. Г. Бтшгвальне навчання фiзики при пщготовц майбутых фахiвцiв у закладах вищо) освти. Ф1зико-математична осв1та. 2018. Випуск 2(16). С. 23-26.
5. Гаманюк В. А. Пщходи до бтшгвального навчання у освт ФРН. Духовн1сть особистост'г. методолог1я, теория i практика. 2013. Вип. 3. С. 31-40.
6. Гусак А. М., Ковальчук А. О. Бтшгвальний пщхщ до викладання фiзики у сучаснш школк Р1дна школа. 2011. № 10. С. 48-50.
7. Зозуля I. £. Бтшгвальне навчання в контекст сучасних штеграцшних концепцш освти. Матер'юли XLVI науково-технЫноÏ конференцп п/'дроздЫв ВНТУ. Вшниця, 2017. URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/aN-hum/aN-hum-2017/paper/view/2186 (дата звернення 20.08.2019)
8. Литвинова С. Г. Вiртуальний клас як комп'ютерно орiентоване навчальне середовище вчителя загальноосвтнього навчального закладу. 1нформац1йн1 технологи' i засоби навчання. 2011. №2 (22). URL: https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/331/387 (дата звернення 20.08.2019).
9. Литвинова С. Г. Облачно ориентированная учебная среда школы: от кабинета до виртуальных методических
предметных объединений учителей. Образовательные технологии и общество. 2014. №1(17). С.457-468.
10. Литвинова С. Г. Формування On-line навчального середовища в зaгaльноосвiтнiх навчальних закладах. Комп'ютер у школi та cîm'ï. 2010. № 8. С. 25-26.
11. Литвинова С.Г. Система комп'ютерного моделювання об'екпв i процеав та особливосп ÏÏ використання в навчальному процес зaклaдiв загально'| середньо'1 освiти. lнформацiйнi технологи' i засоби навчання. 2018. Том 64. № 2. C. 48-65. URL: https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/2111/1330 (дата звернення: 20.08.2019).
12. Мартиненко О. В., Чкана Я. О. Використання глосар^ при бЫнгвальному навчанн математичних дисциплЫ шоземних студенев у педагопчних унiверситетaх. Матер'юли Ill Мiжнародноï науково-методичноÏ конференцй' «1ТМ*плюс - 2018». Суми, 2018. С. 114-115.
13. Павлова О.С. Методика билингвального обучения химии учащихся основной школы: автореф. дис. на соиск. науч. степени к-та пед. наук. : 13.00.02 / Санкт-Петербург, 2011. 23 с.
14. Шнчук О.П., Соколюк О.М. Навчально-тзнавальна дiяльнiсть учыв в умовах використання Ытернет орiентовaних освп>лх технологш. Одинадцята м'жнародна науково-практична конферен^я ЮН-2018. Вшниця, 2018. С. 266-267.
15. Шнчук О.П., Литвинова С.Г., Буров О.Ю. Синтетичне навчальне середовище - крок до ново!' освти. Iнформацiйнi технологiÏ i засоби навчання. 2017. Вип. 4 (60). С. 28-45. URL: http://lib.iitta.gov.ua/709301/1/1831-7809-1-PB-C%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B5.pdf (дата звернення 20.08.2019).
16. Салехова Л. Л. Теория и практика развития школ с билингвальным обучением. Казань: Казанск. Ун-т, 2004. 204 с.
17. Семотюк О.П. Сучасний словник шшомовних с^в. Харюв: Веста, 2008. С. 91.
18. Тарасова Н. С. Класифта^я форм комунтацп в епоху панування вiзуaльних обрaзiв. В/'сник Харк'!вського нацонального унiверситету iмен В.Н. Каразiна, 2014. № 1122. С. 33-38.
19. Ширин А. Г. Билингвальное образование в отечественной и зарубежной педагогике: автореф. дис. на соиск. науч. степени д-ра пед. наук. : 13.00.01 / Великий Новгород, 2007. 54 с.
20. Education 2030: Incheon Declaration and Framework for Action for the implementation of Sustainable Development Goal 4: Ensure inclusive and equitable quality education and promote lifelong learning... URL: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000245656_rus (дата звернення 20.08.2019).
21. PISA: природничо-наукова грамотшсть / уклад. Т. С. Вакуленко, С. В. Ломакович, В. М. Терещенко, С. А. Новтова; перекл. К. £. Шумова. Кж'в : УЦОЯО, 2018.119 с.
22. The Plurality of Literacy and its implications for Policies and Programs. URL: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000136246 (дата звернення 20.08.2019).
23. UNESCO ICT Competency Framework for Teachers, 2018. URL: https://www.gcedclearinghouse.org/sites/default/files/resources/190056eng.pdf (дата звернення 20.08.2019).
References
1. Batrova N. I. (2014). Modelirovanie processa obuchenija informacionno-kommunikacionnym tehnologijam uchashhihsja
starshih klassov na bilingval'noj osnove [Bilingual modeling of the process of teaching information and communication technologies for high school students]. Extended abstract of Doctor's thesis. Yoshkar-Ola: Mari State University [in Russian].
2. Biletska I. O. (2012). Dvomovna osvita u serednikh navchalnykh zakladakh SShA : istoriia stanovlennia. [Bilingual education in
US secondary schools: a history of becoming]. Naukovi zapysky KDPU im. V. Vynnychenka - Proceedings KSPU them. V.Vinnichenko, 104 (2), 14-18 [in Ukrainian].
3. Bodnarchuk T. V. (2013). Osoblyvosti rozvytku bilinhvalnoi osvity u suchasnii ukrainskii shkoli. [Features of development of
bilingual education in the modern Ukrainian school]. Pedahohika - Pedagogy, 14, 37-42 [in Ukrainian].
4. Bondarenko L. I. & Chornobai K. H. (2018). Bilinhvalne navchannia fizyky pry pidhotovtsi maibutnikh fakhivtsiv u zakladakh
vyshchoi osvity. [Bilingual training in physics in the preparation of future specialists in higher education institutions]. Fizyko-matematychna osvita - Physical and mathematical education, 2(16), 23-26 [in Ukrainian].
5. Hamaniuk V. A. (2013). Pidkhody do bilinhvalnoho navchannia u osviti FRN. [Approaches to bilingual education in German
education]. Dukhovnist osobystosti: metodolohiia, teoriia i praktyka - Personality spirituality: methodology, theory and practice, 3, 31-40 [in Ukrainian].
6. Husak A. M. & Kovalchuk A. O. (2011). Bilinhvalnyi pidkhid do vykladannia fizyky u suchasnii shkoli [A bilingual approach to
teaching physics in a modern school]. Ridna shkola - Home school, 10, 48-50 [in Ukrainian].
7. Zozulia I. Ye. (2017). Bilinhvalne navchannia v konteksti suchasnykh intehratsiinykh kontseptsii osvity. [Bilingual learning in
the context of modern integration concepts of education.]. Materialy XLVI naukovo-tekhnichnoi konferentsii pidrozdiliv VNTU - Proceedings of the XLVI Scientific and Technical Conference of VNTU divisions. Retrieved from https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-hum/all-hum-2017/paper/view/2186 [in Ukrainian].
8. Lytvynova S. H. (2011). Virtualnyi klas yak kompiuterno oriientovane navchalne seredovyshche vchytelia zahalnoosvitnoho
navchalnoho zakladu. [Virtual Classroom as Computer-Oriented Educational Environment for Primary School Teacher]. Informatsiini tekhnolohii i zasoby navchannia - Information technology and learning tools, 2(22). Retrieved from https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/331/387 [in Ukrainian].
9. Lytvynova S. H. (2014). Oblachno oryentyrovannaia uchebnaia sreda shkolbi: ot kabyneta do vyrtualnbikh metodycheskykh
predmetnbikh obъedynenyi uchytelei. [Cloud-oriented learning environment of the school: from the classroom to the virtual methodological subject associations of teachers]. Obrazovatelnbie tekhnolohyy y obshchestvo - Educational technologies and society, 1(17), 457-468 [in Ukrainian].
10. Lytvynova S. H. (2010). Formuvannia On-line navchalnoho seredovyshcha v zahalnoosvitnikh navchalnykh zakladakh. [Formation of On-line learning environment in secondary schools]. Kompiuter u shkoli ta simi - Computer at school and family, 8, 25-26 [in Ukrainian].
11. Lytvynova S. H. (2018). Cystema kompiuternoho modeliuvannia obiektiv i protsesiv ta osoblyvosti yii vykorystannia v navchalnomu protsesi zakladiv zahalnoi serednoi osvity. [Computer simulation of objects and processes and peculiarities of
their use in the educational process of general secondary education institutions]. Informatsiini tekhnolohii i zasoby navchannia - Information technology and learning tools, 2(64), 48-65. Retrieved from https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/2111/1330 [in Ukrainian].
12. Martynenko O. V. & Chkana Ya. O. (2018). Vykorystannia hlosariiu pry bilinhvalnomu navchanni matematychnykh dystsyplin inozemnykh studentiv u pedahohichnykh universytetakh. [Use of glossary in bilingual teaching of mathematical disciplines of foreign students in pedagogical universities]. Materialy III Mizhnarodnoi naukovo-metodychnoi konferentsii "ITM*plius -2018" - Proceedings of the Third International Scientific and Methodological Conference "ITM*Plus - 2018". (pp. 114-115). Sumy [in Ukrainian].
13. Pavlova O. S. (2011). Metodika bilingval'nogo obuchenija himii uchashhihsja osnovnoj shkoly. [Methods of bilingual chemistry education in primary school students]. Doctor's thesis. Sankt-Peterburg [in Russian].
14. Pinchuk O. P. & Sokolyuk O. M. (2018). Navchal"no-piznaval"na diyal"nist" uchniv v umovax vykorystannya internet oriyentovanyx osvitnix texnolohij. [Teaching and learning activities of students in the use of Internet-oriented educational technologies] Odynadcyata mizhnarodna naukovo-praktychna konferenciya "ION-2018" - Eleventh International Scientific and Practical Conference "IES-2018" (pp. 266-267) [in Ukrainian].
15. Pinchuk O. P., Lytvynova S. H. & Burov O. Yu. (2017). Syntetychne navchal"ne seredovyshhe - krok do novoyi osvity. [Synthetic learning environment - a step towards new education] Informacijni texnolohiyi i zasoby navchannya -Information Technology and Learning Tools, 4 (60). 28-45. Retrieved from http://lib.iitta.gov.ua/709301/1/1831-7809-1-PB-C%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B5.pdf [in Ukrainian].
16. Salehova L. L. (2004). Teorija i praktika razvitija shkol s bilingval'nym obucheniem [Theory and practice of developing schools with bilingual education]. Kazan': Kazansk. Un-t [in Russian].
17. Semotiuk O. P. (2008). Suchasnyi slovnyk inshomovnykh sliv. [Modern dictionary of foreign words]. Xarkiv: Vesta [in Ukraine].
18. Tarasova N. S. (2014). Klasyfikatsiia form komunikatsii v epokhu panuvannia vizualnykh obraziv. [Classification of forms of communication in the era of the dominance of visual images]. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho universytetu imeni V. N. Karazina - Bulletin of the V. N. Kharkiv National University Karazin, 1122, 33-38 [in Ukrainian].
19. Shirin A. G. (2007). Bilingval'noe obrazovanie v otechestvennoj i zarubezhnoj pedagogike. [Bilingual education in domestic and foreign pedagogy]. Extended abstract of Doctor's thesis. Velikij Novgorod [in Russian].
20. Education 2030: Incheon Declaration and Framework for Action for the implementation of Sustainable Development Goal 4: Ensure inclusive and equitable quality education and promote lifelong learning... (2016). Retrieved from https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000245656
21. Vakulenko T. S., Lomakovich S. V., Tereshhenko V. M. & Novikova S. A. (2018). PISA: pryrodnycho-naukova hramotnist [PISA: science and literacy] (Shumova K. £. Trans.). Kyiv: UTSOIAO [in Ukrainian].
22. The Plurality of Literacy and its implications for Policies and Programs. (2004). Retrieved from https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000136246
23. UNESCO ICT Competency Framework for Teachers, (2018). Retrieved from https://www.gcedclearinghouse.org/sites/default/files/resources/190056eng.pdf
BILINGUAL APPROACH IN FORMING STUDENTS' COMPETENCE IN NATURAL MATHEMATICAL SUBJECTS
BASED ON COMPUTER MODELING Lytvynova Svitlana
Institute of Information Technologies and Learning Tools of National Academy of Education Sciences of Ukraine
Abstract. The monitoring of the results of the external independent evaluation during 2017-2019 showed that such educational fields as physics, chemistry, biology are not popular among graduates of general secondary education institutions (GSEI). The situation can be improved by activating students' educational activities, in particular applying computer modeling.
Problem formulation. The lack of Ukrainian language studying resources requires a step towards the bilingual approach implementation in natural mathematical sciences teaching.
Materials and methods. The methods of pedagogical and methodological literature as well as dissertation work analysis were used in the research process; the methods of systematic analysis were used to determine the didactic components of the bilingual learning system; designing the stages of the bilingual approach use in the formation of natural - mathematical subjects students' competences on the basis of computer modeling.
Results. The article substantiates the notion of natural science competence as the ability of a person to study and solve questions related to science and ideas about science. Its three components are substantiated: the ability to explain phenomena scientifically, the ability to evaluate and develop scientific research, the ability to scientifically interpret data and evidence. The article clarifies the notion of the bilingual approach as an adaptive use of a foreign language in the study of mathematics based on the use of computer modeling. The following ways of teaching students are described: natural (human-human) and digital (machine-human), as well as bilingual forms (verbal, written, visual, audial, combined). The stages of implementation of the bilingual approach in the GSEI (preparatory, introductory, formative, final) are substantiated. The advantages and disadvantages of using the bilingual approach in the GSEI are identified.
Conclusions. The use of bilingual approach will allow GSEI teachers and students to use computer simulation to improve natural - mathematical subjects learning. The development of a methodological system for the use of computer simulation in the educational process requires further justification.
Keywords: computer simulation, bilingual approach, general secondary education institutions, implementation stages, scientific competence, CMODS.
