Теорія і практика формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики в процесі науково-дослідницької діяльності

Abstract

У дисертаційному дослідженні розглянуто й обґрунтовано теоретичні і методичні засади формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики у процесі науково-дослідницької діяльності. У процесі дослідження визначено екзогенні чинники, які зумовлюють необхідність формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики. До них віднесено: політичні – формування нової освітньої політики України, реалізація євроінтеграційних освітніх процесів; економічні – кризові явища в економіці країни, зростання попиту на конкурентоспроможних учителів математики на вітчизняному освітньому ринку праці; соціальні – низький статус педагогічної професії в суспільстві, недостатній рівень математичної грамотності українських школярів; технологічні – інформатизація суспільства та цифровізація освітньої галузі, впровадження інноваційних практик у педагогічну діяльність. На підставі теорії «п’яти сил» М. Портера виокремлено п’ять ендогенних чинників, які визначають сформованість у майбутніх учителів математики якостей конкурентоспроможного педагога: конкуренція в освітній сфері (психолого-педагогічна, предметно-методична компетентності, професійна спрямованість); потенційні конкуренти (конкурентологічна, полікультурна, цифрова, дослідницька компетентності); нові форми, моделі навчання, напрями освітньої діяльності (професійна мобільність, здатність до навчання впродовж життя, інноваційна, рефлексивна компетентності); роботодавці (соціальна, культурна, підприємницька, лідерська компетентності); споживачі освітніх послуг (компетентність педагогічного партнерства, особистісні здібності до педагогічної діяльності). Поняття конкурентоспроможності вчителя математики визначено як інтегративну якість педагога, яка передбачає здатність застосовувати математичні знання та педагогічні вміння в процесі реалізації педагогічної діяльності на високому рівні професійної мотивації, соціально-культурних, лідерських і підприємницьких здібностей з урахуванням сучасних тенденцій в освітній сфері (цифровізації, полікультурності, інноваційності), що надає переваги в конкурентних відносинах у професії. Охарактеризовано структуру конкурентоспроможності вчителя математики як сукупність мотиваційного, когнітивного, операційнодіяльнісного, особистісно-рефлексивного компонентів. Визначено критерії, показники і рівні сформованості компонентів конкурентоспроможності вчителя математики. Критеріями і показниками мотиваційного компонента є мотиваційно-ціннісний (умотивованість до педагогічної професії і формування власної конкурентоспроможності; сформованість цінностей конкурентних переваг у професійній діяльності); когнітивного – знаннєвий (сформованість системи психолого-педагогічних знань, особливостей педагогічної діяльності в конкурентному середовищі, полікультурному просторі, знань освітніх інновацій, педагогічного партнерства, науково-дослідницьких, ІКТ-знань; усвідомлення сутності і важливості конкурентоспроможності вчителя математики; розвиненість критичного мислення), операційно-діяльнісного – процесуальний (сформованість педагогічних (гностичних, проєктувальних, конструктивних, організаційних, комунікативних), дослідницьких умінь, здатності до педагогічної діяльності в полікультурному середовищі, до інноваційної діяльності, педагогічного партнерства, ІКТ-умінь; розвиненість конкурентних умінь), особистісно-рефлексивного – індивідуально-психологічний (сформованість значущих особистісних, соціальних і професійних якостей конкурентоспроможного педагога; здатність до рефлексії); рівні – низький, середній, достатній, високий. Проаналізовано шляхи формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики у наукових розвідках і практиці вищої школи. Виявлено низку освітніх парадигм (компетентнісна (О. Дубасенюк, Н.Микитенко, Н. Ничкало, О. Овчарук), особистісно орієнтована (І. Бех, І. Зязюн, В. Паламарчук), розвивального навчання (А. Алексюк, С. Гончаренко, О. Савченко), «навчання через дослідження» (Р. Барнет, Е. Керлінгер, І. Козубовська, І. Попович, М. Сміт, Д. Хартс)), теорій (поведінкова (А. Сміт, А. Маршалл, Дж.Б. Кларк), структурна (А. Курно, Дж. Робінсон, Е. Чемберлін), функціональна (Ф. Хайєк, Й. Шумпетер), стратегічна (Дж. Мур, М. Портер, Г. Хаммел)) і моделей (формування конкурентоспроможності людського потенціалу (І. Мовіле), трикомпонентна модель формування конкурентоспроможності (М. Вендланд)), які лежать в основі реалізації цього процесу. Обґрунтовано, що їхнє комплексне урахування, а також синергетичний ефект від їх взаємодії забезпечує успішне формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики. Досліджено сучасний стан професійної підготовки майбутніх учителів математики та формування їх конкурентоспроможності в українських ЗВО. Результати дослідження засвідчують про відсутність загальної орієнтації освітнього процесу на цілеспрямоване формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики, неусвідомлення викладачами й студентами необхідності здійснення такої підготовки, їхню неготовність до цього процесу. Вивчення зарубіжного досвіду формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики (у США та деяких європейських країнах) уможливило виявлення його особливостей та визначення кращих практик з метою впровадження в освітній системі України. Обґрунтовано, що значний потенціал у процесі формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики має науководослідницька діяльність – особливий вид інтелектуально-творчої діяльності, спрямований на теоретичне й експериментальне вивчення явищ і процесів, обґрунтування фактів, виявлення закономірностей за допомогою наукових методів пізнання. Структура науково-дослідницької діяльності містить мотиви, ціль, об’єкт, предмет, процес, результат. Визначено, що в процесі формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики науково-дослідницька діяльність виконує такі функції: аналітичну, орієнтаційну, прогностичну, інформаційну, інноваційну, проєктувальну, системотвірну, рефлексивну, фахового розвитку. Розроблено і впроваджено модель освітнього середовища ЗВО, орієнтованого на дослідження, яка містить компоненти (цільовий, організаційний, інформаційно-ресурсний, технологічний, змістовий, результативний), сферу взаємодії суб’єктів науково-дослідницької діяльності у межах підсередовищ: навчального (організація теоретичної підготовки майбутніх учителів математики через дослідження, самостійна робота), практико-професійного (навчальні і виробничі практики, волонтерська робота, неформальна освіта), позааудиторної професійно спрямованої роботи (ініціативна науково-дослідницька діяльність поза навчальними планами і програмами). Обґрунтовано концепцію формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики у процесі науково-дослідницької діяльності, яка базується на визнанні конкурентоспроможності результативним компонентом професійної підготовки і сутнісною характеристикою вчителя математики. Теоретикометодологічною основою концепції є філософські, економічні, психологопедагогічні положення, взаємопов’язані екзогенні та ендогенні чинники, особливості професійної діяльності вчителя математики, що дають змогу трактувати формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики як поетапний процес, який реалізується в ЗВО через використання можливостей науково-дослідницької діяльності, що зумовлює якісні зміни у рівнях сформованості досліджуваної якості. Визначено мету, основні характеристики концепції, охарактеризовано її теоретичний, методологічний і практичний рівні. Спроєктовано й експериментально перевірено систему формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики у процесі науководослідницької діяльності, яка охоплює такі блоки: концептуально-цільовий (мета, завдання, методологічні підходи, загальні і специфічні принципи); структурно-змістовий (ендогенні чинники формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики, її зміст і структура (мотиваційний, когнітивний, операційно-діяльнісний, особистіснорефлексивний компоненти)); процесуально-технологічний (етапи (адаптаційний, базовий, інтегрувальний), освітні компоненти, навчальнометодичне і технологічне забезпечення, яке реалізується в межах освітнього середовища ЗВО, орієнтованого на дослідження); аналітико-результативний (критерії, показники, рівні сформованості конкурентоспроможності майбутніх учителів математики, результат). Обґрунтовано, що ефективність зазначеної системи забезпечується реалізацією педагогічних умов: залучення майбутніх учителів математики до науково-дослідницької діяльності з першого курсу; створення конкурентного освітнього середовища в ЗВО задля формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики; мотиваційно-стимулювальний супровід формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики через застосування комплексу педагогічних стимулів; врахування індивідуальностильових особливостей майбутніх учителів математики у процесі формування їх конкурентоспроможності; забезпечення ефективної партнерської взаємодії суб’єктів формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики. Розроблено й апробовано діагностичний інструментарій для визначення рівня сформованості конкурентоспроможності майбутніх учителів математики. Здійснено кількісний і якісний аналіз результатів досліджуваного процесу, що зафіксував статистично значущі відмінності між рівнями сформованості конкурентоспроможності майбутніх учителів математики експериментальної та контрольної груп, що дало змогу підтвердити загальну гіпотезу дослідження щодо дієвості системи формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики у процесі науково-дослідницької діяльності та визначених педагогічних умов, які забезпечують її ефективність. Практичне значення дослідження полягає в розробці і впровадженні в освітній процес підготовки майбутніх учителів математики навчальних посібників і методичних рекомендацій, авторських програм та електронних ресурсів, які розкривають теоретичні і практичні засади процесу формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики та забезпечують його реалізацію, а саме: посібників: «Основи соціальної інформатики», «Розробка автоматизованих систем навчання та контролю знань учнів і студентів»; методичних рекомендацій: «Вища математика. Основи теорії ймовірностей», «Математико-статистичні методи аналізу даних», «Збірник завдань з математики для професійної орієнтації вступників», «Збірник завдань Всеукраїнських олімпіад з математики Ужгородського національного університету», «Методичні рекомендації до виконання наукових робіт», «Інноваційні технології підготовки фахівців у вищій школі», «Деякі графічні та аналітичні методи розв’язування задач з параметрами», «Деякі методи розв’язування раціональних нерівностей», «Організаційно-методичні засади формування конкурентоспроможності вчителя математики в процесі науково-дослідницької діяльності»; програми факультативного курсу «Конкурентоспроможність сучасного педагога»; навчально-методичного забезпечення формування конкурентоспроможності майбутніх учителів математики у системі Moodle. Теоретичні положення і методичні матеріали дисертаційного дослідження можуть бути використані викладачами ЗВО у процесі розробки навчальнометодичного забезпечення професійної підготовки майбутніх учителів математики, педагогами ЗЗСО, студентами в процесі самоосвітньої діяльності.

Theoretical and methodological principles of forming the competitiveness of future teachers of mathematics in the process of scientific research activity have been studied and substantiated in the dissertation. The study has identified exogenous factors, which determine the need for the formation of the competitiveness of future teachers of mathematics. Exogenous factors include political ones – the formation of a new educational policy of Ukraine, implementation of European integration processes in the field of education; economic – crisis phenomena in the country’s economy, growth in demand for competitive teachers of mathematics in the domestic educational labor market; social – low status of the teaching profession in society, insufficient level of mathematical literacy of Ukrainian schoolchildren; technological – informatization of society and digitalization of the sector of education, implementation of innovative practices in pedagogical activity. Based on M. Porter’s theory of «five forces», five endogenous factors determining the formation of the qualities of a competitive teacher in future teachers of mathematics are identified: competition in the educational environment (psychological and pedagogical, subject-based and methodological competences, professional orientation); potential rivals (competitiveness-driven, multicultural, digital, research competences); new forms, models of education, directions of educational activity (professional mobility, lifelong learning, innovation-driven, reflexive competences); employers (social, cultural, entrepreneurial, leadership competences); consumers of educational services (competence of pedagogical partnership, personal skills for pedagogical activity). The concept of the competitiveness of teachers of mathematics is defined as an integrative quality of a teacher, which implies the ability to apply mathematical knowledge and pedagogical skills in the process of implementing pedagogical activity at a high level of professional motivation, socio-cultural, leadership and entrepreneurial skills, taking into account modern trends in the educational sphere (digitalization, multiculturalism, innovation), which makes it possible to gain advantages in competitive relations in the profession. The structure of the competitiveness of teachers of mathematics is characterized as a set of motivational, cognitive, operational and activity-based, and personalityoriented reflexive components. The criteria, indicators and levels of formation of the components of the competitiveness of future teachers of mathematics have been determined. The criteria and indicators of the motivational component are motivational and value-based (motivation to the teaching profession and the formation of one’s own competitiveness; formation of the values of competitive advantages in professional activity); cognitive knowledge-based (formation of a system of psychological and pedagogical knowledge, peculiarities of pedagogical activity in a competitive environment, multicultural environment, knowledge of innovations in education, pedagogical partnership, scientific and research, information and communication technology knowledge; awareness of the essence and importance of the competitiveness of future teachers of mathematics; development of critical thinking); operationalal and activity-based – procedural (formation of pedagogical (gnostic, design, constructive, organizational, communicative), research skills, ability to perform pedagogical activity in a multicultural environment, skills to innovative activity, pedagogical partnership, information and communication technology skills; development of competitive skills); personality-oriented reflexive – individual psychological (formation of significant personal, social and professional qualities of the teacher’s competitiveness; ability to reflect); levels – low, medium, sufficient, high. The ways of forming the competitiveness of future teachers of mathematics have been analyzed in scientific research papers and higher education practice. The most common educational paradigms, theories and models developed by domestic and foreign researchers, which are of great importance for understanding the competitiveness of future teachers of mathematics and ways of its formation, have been studied. They include educational paradigms (competence-based (O. Dubaseniuk, N. Nychkalo, O. Ovcharuk), personality-oriented (I. Bekh, I. Ziaziun, V. Palamarchuk), developmental learning (A. Aleksiuk, S. Honcharenko, O. Savchenko), learning through research (R. Barnett, E. Kerlinger, I. Kozubovska, I. Popovych, M. Smith, D. Harts)), theories of competition (behavioral (A. Smith, A. Marshall, J.B. Clark), structural (A. Cournot, J. Robinson, E. Chamberlin), functional (J. Schumpeter, F. Hayek), strategic (J. Moore, M. Porter, G. Hammel)) and theories of models (formation of competitiveness of human potential (I. Moville), three-component model of competitiveness formation (M. Wendland)). The leading methodological approaches that underlie the implementation of the studied process in individual Ukrainian higher education institutions have been identified. It has been substantiated that a comprehensive consideration of these theoretical and methodological foundations, as well as the synergistic effect of their interaction, ensures the successful formation of the competitiveness of future teachers of mathematics and their further effective activity. The current state of professional training of future teachers of mathematics and the formation of their competitiveness in Ukrainian higher education institutions has been studied. The results of the study indicate the lack of general orientation of the educational process towards the purposeful formation of the competitiveness of future teachers of mathematics, the lack of awareness of the need for such training among teachers and students, their unpreparedness for this process. The study of foreign experience in the formation of the competitiveness of future teachers of mathematics (in the USA and some European countries) made it possible to identify its features and determine the best practices for their implementation in the educational system of Ukraine. It has been substantiated that scientific research activity performed by students, which is a special type of intellectual and creative activity aimed at theoretical and experimental study of phenomena and processes, substantiation of facts, and identification of regularities using scientific methods of learning, has a significant potential in the process of forming the competitiveness of future teachers of mathematics. The structure of the scientific research activity includes motives, goal, object and subject, process, and result. It is determined that scientific research activity performs the following functions in the process of forming the competitiveness of future teachers of mathematics: analytical, navigational, prognostic, informational, innovative, design, system-building, reflexive, and professional development based. A model of the research-oriented educational environment of a higher education institution has been developed and tested. It contains the following components (target, organizational, information and resource, technological, content, and result), the sphere of interaction of subjects of scientific research activity within the following subenvironments: educational (organization of theoretical training of teachers of mathematics through research, self-study), practical and professional (practice, volunteering, non-formal education), extracurricular profession-oriented work (initiative-driven extracurricular scientific research activity). The concept of forming the competitiveness of future mathematics teachers in the process of scientific research activity is substantiated, which is based on the recognition of competitiveness as an effective component of professional training and an essential characteristic of a mathematics teacher. The theoretical and methodological basis of the concept is philosophical, economic, psychologicalpedagogical provisions, interconnected exogenous and endogenous factors, peculiarities of the professional activity of a mathematics teacher, which make it possible to interpret the formation of the competitiveness of future teachers of mathematics as a step-by-step process that is implemented in higher education institutions through the use of opportunities for scientific and research activities, which causes qualitative changes in the levels of formation of the studied quality. The purpose, main characteristics of the concept are defined, its theoretical, methodological and practical levels are characterized. The system of forming the competitiveness of future teachers of mathematics in the process of scientific research activity is scientifically substantiated, developed and experimentally tested, its main blocks are: conceptual and target-based (goal, objectives, methodological approaches, general and specific principles); structure and content-based (endogenous factors of formation of the competitiveness of future teachers of mathematics, its content and structure (motivational, cognitive, operation and activity-based, and personality-oriented reflexive components)); procedural and technological (stages (adaptational, basic, integrative), educational components, teaching methodological and technological support implemented within the researchoriented educational environment of a higher education institution); analytical and result-based (criteria, indicators, levels of formation of the competitiveness of future teachers of mathematics). It is substantiated that the effectiveness of this system is ensured by the implementation of pedagogical conditions: involvement of future teachers of mathematics in scientific research activity from the first year of study; creation of competitive educational environment in higher education institutions for the formation of the competitiveness of future teachers of mathematics; motivational and stimulating support for the formation of the competitiveness of future teachers of mathematics through the application of a set of pedagogical incentives; taking into consideration the individual-stylistic features of future teachers of mathematics in the process of forming their competitiveness; ensuring effective partnership interaction of the subjects of formation of the competitiveness of future teachers of mathematics. A diagnostic toolkit for determining the level of formation of the competitiveness of future teachers of mathematics has been developed and tested. A quantitative and qualitative analysis of the results of the process of formation of the competitiveness of future teachers of mathematics in the process of scientific research activity has been carried out, which has recorded statistically significant differences between the levels of formation of the competitiveness of future teachers of mathematics among students of the experimental and control groups, which allowed to confirm the general hypothesis of the study regarding the effectiveness of the system of formation of the competitiveness of future teachers of mathematics in the process of scientific research activity and the specified pedagogical conditions that ensure its effectiveness. The practical significance of the results of the study lies in the development and implementation of teaching aids and methodological recommendations, author programs and electronic resources that reveal the theoretical and practical principles of the process of forming the competitiveness of future teachers of mathematics and ensure its implementation, namely: study guides: «Fundamentals of Social Informatics», «Development of Automated Systems for Teaching and Control of Pupils and Students’ Knowledge»; methodological recommendations: «Higher Mathematics. Fundamentals of Probability Theory», «Mathematical and Statistical Methods of Data Analysis», «Collection of Mathematical Tasks for Professional Guidance of Applicants», «Uzhhorod National University Collection of Tasks for AllUkrainian Olympiads in Mathematics», «Methodological Recommendations for Writing Research Papers», «Innovative Technologies for Training Specialists in Higher Education», «Some Graphical and Analytical Methods of Solving Problems with Parameters», «Some Methods of Solving Rational Inequalities», «Organizational and Methodological Principles of Forming Competitiveness of Teacher of Mathematics in the Process of Scientific Research Activity»; author program of the elective course «Competitiveness of the Modern Educator»; educational and methodological support for the formation of the competitiveness of future teachers of mathematics in Moodle. The theoretical provisions and methodological resources of the dissertation research can be used by university teachers in the process of developing educational and methodological support for the professional training of future teachers of mathematics, teachers of mathematics in comprehensive secondary schools, and students in the process of self-study.