Якісне викладання математики: використання програмних середовищ та хмарних сервісів математичного спрямування

Abstract

У статті досліджено питання якості викладання математики в навчальних закладах у контексті використання програмних середовищ та хмарних сервісів математичного спрямування. Проведено порівняльний аналіз відомих математичних програмних середовищ: MATLAB, Wolfram Mathematica, MathCAD, GeoGebra та хмарних сервісів Wolfram Alpha, PhET Interactive Simulations, порівняно ці продукти з точки зору їх використання при викладанні математики в навчальних закладах освіти за такими критеріями, як функціональність, продуктивність, візуалізація даних, підтримка символьних обчислень, наявність додаткових ресурсів, підтримка спільних користувачів, інтерфейс і простота використання, швидкість опанування, можливість роботи з мобільними пристроями та фінансова доступність. Інформація для порівняння була взята з офіційних сайтів цих продуктів, включаючи документацію, ресурси, послуги, оновлення, посібники користувача, навчальні матеріали та інші релевантні матеріали. Застосовано формально-логічні та метричні методи, якісні методи (контент-аналіз, контекстний аналіз, обґрунтована теорія, феноменологічний аналіз, індуктивне узагальнення) та квалітативний метод. Також описано порівняльний аналіз із застосуванням кількісних і якісних методів, порівнюючи адаптацію цих продуктів у контексті їх використання у викладанні математики в навчальних закладах середньої освіти та в навчальних закладах вищої освіти. Прогностичний метод, заснований на порівняльному аналізі наявних і отриманих даних дослідження, дозволив авторам рекомендувати GeoGebra і колекцію інтерактивних симуляцій PhET для підвищення якості викладання та навчання математики у навчальних закладах середньої освіти, а GeoGebra і хмарні сервіси Wolfram Alpha, PhET для підвищення якості викладання та навчання математики у навчальних закладах вищої освіти. Висновки авторів мають рекомендаційний та інформаційний характер, і кожен педагог має сам обирати продукти, які найкраще відповідають його потребам, досліджуючи можливості кожного та порівнюючи їх із заданими критеріями. Рекомендовано моніторити ринок технологій, продовжувати дослідження в цьому напрямку та перевіряти можливість використання нових продуктів.Зазначено, що застосування хмарних сервісів та програмних середовищ математичного спрямування є лише однією із умов комплексу рекомендацій, які сприяють підвищенню рівня викладання математики у навчальних закладах середньої та вищої освіти в Україні. Тому автори вбачають перспективу подальшого дослідження емпіричного вивчення питань якості викладання математики за комплексом.

The article examines the issue of the quality of teaching mathematics in educational institutions in the context of the use of software environments and cloud services of mathematical direction. A comparative analysis of well-known mathematical software environments: MATLAB, Wolfram Mathematica, MathCAD, GeoGebra and cloud services Wolfram Alpha, PhET Interactive Simulations, comparing these products from the point of view of their use in teaching mathematics in educational institutions according to such criteria as functionality, performance, data visualization, support for symbolic computing, availability of additional resources, support for co-users, interface and ease of use, speed of learning, ability to work with mobile devices, and affordability. The information for the comparison was taken from the official websites of these products, including documentation, resources, services, updates, user guides, training materials and other relevant materials. Uses formal-logical and metric methods, qualitative methods (content analysis, contextual analysis, grounded theory, phenomenological analysis, inductive generalization) and qualitative method. Also describes a comparative analysis using quantitative and qualitative methods, comparing the adaptation of these products in the context of their use in teaching mathematics in secondary and higher education institutions. A predictive method based on a comparative analysis of available and received research data allowed the authors to recommend GeoGebra and the PhET collection of interactive simulations for improving the quality of mathematics teaching and learning in secondary education institutions, and GeoGebra and Wolfram Alpha cloud services, PhET for improving the quality of teaching and learning mathematicians in higher education institutions.The authors' conclusions are advisory and informative in nature, and each teacher should choose the products that best meet his needs, exploring the capabilities of each and comparing them with the given criteria. It is recommended to monitor the technology market, continue research in this direction and check the possibility of using new products. It is noted that the use of cloud services and mathematical software environments is only one of the conditions of the set of recommendations, which contribute to raising the level of mathematics teaching in secondary and higher education institutions in Ukraine. Therefore, the authors see the prospect of further research into the empirical study of issues of the quality of mathematics teaching in the complex.