Аннотация

Бұл мақала жаратылыстану-математикалық (ЖМБ) бағыттарда ақпараттық технологияларды (АКТ) қолданудың педагогикалық ерекшеліктерін зерттейді. Жұмыстың мақсаты – ЖМБ пәндерін оқытуда ақпараттық білім берудің теориялық негіздерін қарастыру және оның тәжірибедегі тиімді әдістерін ұсыну. Зерттеуде танымдық талдау, әдіснамалық жүйелеу және педагогикалық тәжірибені жалпылау әдістері қолданылды. Мақалада білім беруді ақпараттандырудың қазіргі тенденциялары, ЖМБ сабақтарында арнайы бағдарламалық жасақтамаларды, интерактивті модельдеу құралдарын, электрондық оқулықтарды және қашықтықтан оқыту платформаларын пайдаланудың мүмкіндіктері қарастырылады. Нәтижелер көрсеткендей, АКТ-ны жүйелі түрде енгізу оқушылардың танымдық белсенділігін арттырып, күрделі ұғымдарды түсінуін жеңілдетеді, сонымен қатар зерттеушілік іс-әрекет пен инженерлік ойлауды дамытады [1, 2]. Қорытындыда ЖМБ саласында ақпараттандырудың оқушының танымдық құзыреттілігін қалыптастырудағы маңызды рөлі және оны одан әрі дамытудың перспективалы бағыттары атап өтілген.

Кіріспе

Қазіргі ақпараттық қоғам жағдайында жаратылыстану-математикалық білім (ЖМБ) құрылымы мен мазмұны терең трансформацияға ұшырауда. Бұл өзгерістің өзегі – оқу процесін ақпараттандыру, яғни жаңа ақпараттық-коммуникациялық технологияларды (АКТ) педагогикалық практикаға енгізу. ЖМБ бағыттары (физика, химия, математика, биология, информатика) ерекше қиындықтарды тұғыздайды, өйткені олар дерексіз модельдермен, абстрактілі ұғымдармен және күрделі есептеулермен жұмыс істеуді талап етеді. Дәстүрлі оқыту әдістері мұндай тапсырмаларды толық шешуде шектеулі болып шығуы мүмкін. Сондықтан ЖМБ саласында ақпараттық білім берудің ерекшеліктерін зерттеу өте өзекті. Бұл зерттеудің теориялық маңыздылығы ЖМБ саласында ақпараттандырудың дидактикалық негіздерін айқындауға, ал практикалық маңыздылығы – мұғалімдерге заманауи технологияларды сабаққа тиімді біріктірудің нақты әдістемелік ұсыныстарын ұсынуға байланысты. Мақала ЖМБ пәндерін оқытуды ақпараттандырудың мақсаттарын, құралдарын, әдістерін және күтілетін нәтижелерін жүйелі түрде талдауды көздейді.

Негізгі бөлім

Жаратылыстану-математикалық білім беруді ақпараттандыру – бұл тек компьютер техникасын енгізу емес, білім беру мазмұны мен технологиясын түбегейлі жаңартуды талап ететін кешенді педагогикалық үдеріс. Оның негізгі мақсаты оқушылардың танымдық белсенділігін арттыру, ғылыми-зерттеушілік қабілеттерін дамыту және күрделі проблемаларды шешу үшін АКТ-ны құрал ретінде пайдалану дағдыларын қалыптастыру болып табылады [2].

ЖМБ пәндерінде АКТ-ны қолданудың бірнеше негізгі бағыттары бар. Біріншісі – визуализация және интерактивті модельдеу. Физикалық заңдарды, химиялық реакцияларды, геометриялық фигуралардың қасиеттерін симуляциялау арқылы оқушылар көріп, түсініп, оларды өзгерте алады. Мысалы, молекулалық құрылымды құрастыру бағдарламалары, планетарлық жүйенің қозғалысын көрсететін симуляторлар пайдалы құралдар болып табылады. Екінші бағыт – эксперименттік зерттеулерді цифрлық қолдау. Арнайы датчиктер мен интерфейстерді қолдана отырып, оқушылар нақты эксперименттер жүргізіп, деректерді нақты уақытта жинап, талдап, графиктер түрінде көре алады. Бұл тәжірибелік жұмыстардың сапасы мен қауіпсіздігін арттырады. Үшіншісі – есептеуіш математика және деректерді талдау. Күрделі математикалық есептеулер мен статистикалық талдауларды орындауға арналған бағдарламалық жасақтамалар (GeoGebra, Matlab сияқты) оқушыларға математиканың іс жүзіндегі қолданылуын түсінуге мүмкіндік береді.

ЖМБ сабақтарында электрондық оқулықтар мен білім беру платформаларының ролі ерекше. Жай кітаптың цифрлық нұсқасынан гөрі, олар анимациялар, үш өлшемді модельдер, өзін-өзі тексеруге арналған интерактивті тапсырмалар, бейне дәрістер мен виртуалды лабораторияларды біріктіре алады. Бұл материалды қайталау мен бекітуге ыңғайлы жағдай жасайды. Сонымен қатар, Moodle, Bilimland сияқты платформалар дифференциалданған оқытуға, яғни әр оқушының қабілеті мен жылдамдығына сай жеке тапсырмалар беруге мүмкіндік береді [3].

ЖМБ сабақтарында АКТ-ны қолдану оқушылардың танымдық құзыреттілігін қалыптастыруға әкеледі, оның ішінде: ақпаратты іздеу және талдау, кеңістіктік ойлау, сыни және алгоритмдік ойлау, ғылыми гипотезаны құру және тексеру қабілеттері. Мысалы, экологиялық модельді зерттеу кезінде оқушы параметрлерді өзгертіп, нәтижелерді талдап, өз болжамдарын тестілейді – бұл ғылыми зерттеушінің жұмысының қарапайым үлгісі болып табылады.

Дегенмен, тиімділік бірқатар шарттарға байланысты. Біріншіден, мұғалімнің цифрлық сауаттылығы шешуші рөл атқарады. Ол тек технологияны білуі ғана емес, сонымен қатар оны нақты педагогикалық мақсатқа қызмет ететіндей етіп сабаққа біріктіре білуі керек. Екіншіден, сапалы цифрлық білім беру ресурстарының болуы маңызды. Қазақстандық контекстте отандық мазмұнға (мысалы, Bilimland платформасы) сүйену, сондай-ақ халықаралық ашық ресурстарды (PhET симуляциялары) бейімдеу қажет [4]. Үшіншіден, техникалық инфрақұрылымның дамуы: сыныптарды компьютерлермен, интербейтақталармен және жылдам интербетпен қамтамасыз ету.

ЖМБ бағыттарында ақпараттандырудың тиімділігін бағалау үшін дәстүрлі білім көрсеткіштерімен қатар, метапәндік дағдылардың даму деңгейін (жобаларды жүзеге асыру, командалық жұмыс) бақылау қажет. Зерттеулер көрсеткендей, АКТ-ны жүйелі түрде қолданатын сыныптарда оқушылардың пәнге деген қызығушылығы мен тақырыпты тереңірек түсінуі артады [2, 4]. Бұл әсіресе қиындықтарға тап болған оқушылар үшін маңызды, себебі интерактивті құралдар оларға материалды қайта-қайта, өз қарқынымен қарау мүмкіндігін береді.

Қорытынды

Жалпылай келе, жаратылыстану-математикалық бағыттарда ақпараттық білім берудің ерекшелігі оның құралдық сипатында емес, танымдық үдерістің мәнін өзгертуінде жатыр. Ақпараттық технологиялар жаратылыстану ғылымдары мен математиканы оқытуды тек қолайлы етпей, сонымен қатар оларды оқушы үшін көбірек зерттеуге болатын, тәжірибе жүргізуге болатын және ойлап табуға болатын белсенді іс-әрекетке айналдырады. Бұл тұлғаның танымдық белсенділігін, шығармашылық қабілетін және ғылыми дүниеге деген көзқарасын қалыптастыруға ықпал етеді.

Негізгі қорытындылар келесідей: біріншіден, ЖМБ саласында ақпараттандыру білім берудің мазмұнын жаңарту және оқу әдістерін дифференциалдау үшін қуатты ресурс болып табылады. Екіншіден, оның тиімділігі мұғалімнің цифрлық-педагогикалық құзыреттілігі мен сапалы білім беру контентінің болуына тікелей байланысты. Үшіншіден, болашақта жасанды интеллект негізіндегі адаптивті оқыту жүйелерінің дамуы, виртуалды және арттырылған шындық технологияларының кеңінен енуі ЖМБ білімін жетілдірудің жаңа деңгейін ашады. Осылайша, жаратылыстану-математикалық білім беруді ақпараттандыру – бұл тек технологиялық жаңғырту емес, ХХІ ғасыр талабына сай, жаңашыл, сындық ойлай алатын және ақпараттық қоғам жағдайында тиімді жұмыс істей алатын тұлғаны қалыптастырудың маңызды шарты.

Әдебиеттер тізімі

1. Роберт И.В. Ақпараттандыру дәуіріндегі білім беру (педагогикалық технологиялардың жаңа мүмкіндіктері). – М.: БИНОМ. Білім зертханасы, 2020. – 400 б.
2. Бабаев Д.Д., Смағұлов Е.Ж., Хаймулданов Е.С. Математиканы оқытуда IT технологияларды қолданудың әдістемелік ерекшеліктері // Жетісу мемлекеттік университетінің хабаршысы. – 2018. – №1. – Б. 11-15.
3. Ilyasov, D. F., Kespikov, V. N., Solodkova, M. I., Kouzova, E. A., Danelchenko, T. A., Koptelov, A. V., & Yakovleva, G. V. Educational Technopark: New Opportunities for Improving the Quality of Education // Modern problems of science and education. – 2018. – No. 5. – P. 25289.
4. Dede, C. Emerging Technologies and STEAM Education. In A. K. Peters (Ed.), The SAGE Encyclopedia of Educational Technology. – Thousand Oaks, CA: SAGE Publications, 2015. – pp. 785-788.
5. Honey, M., Pearson, G., & Schweingruber, H. (Eds.). STEM Integration in K-12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research. – Washington, DC: National Academies Press, 2014. – 180 p.
6. Әдістемелік журналға мақала жариялаудың негізгі талаптары [Электронды ресурс] – https://adisteme.kz/rules.html