Підготовка майбутніх учителів інформатики до формування цифрової компетентності в учнів закладів загальної середньої освіти

Abstract

Дисертацію присвячено дослідженню проблеми підготовки майбутніх учителів інформатики до формування цифрової компетентності в учнів закладів загальної середньої освіти. Актуальність досліджуваної проблеми зумовлена стрімким розвитком інформаційного суспільства, цифровізацією всіх сфер життєдіяльності, зростанням вимог до рівня цифрової грамотності учнівської молоді, а також необхідністю модернізації системи педагогічної освіти в умовах цифрової трансформації. Особливої ваги набуває підготовка майбутніх учителів інформатики як ключових агентів формування цифрової компетентності учнів. Здійснено ґрунтовний аналіз наукових праць вітчизняних і закордонних учених (Н. Балик, О. Барна, В. Биков, Г. Генсерук, М. Жалдак, С. Литвинова, Н. Морзе, О. Спірін, О. Романишина та ін.), які досліджували проблеми професійної підготовки педагогів, формування цифрової компетентності та впровадження інформаційно-комунікаційних технологій в освіті. Розглянуто та описано сутність основних категорій дослідження, зокрема уточнено зміст понять «цифрова компетентність», «підготовка майбутніх учителів інформатики», «готовність до професійної діяльності»; проведено диференціацію споріднених понять. Висвітлено сучасний стан вивчення проблеми у педагогічній теорії та практиці, охарактеризовано шляхи підготовки майбутніх учителів інформатики до формування цифрової компетентності учнів. Узагальнено досвід країн Європейського Союзу у зазначеному напрямі. Особливу увагу приділено STEM-освіті як інтегративному підходу до підготовки майбутніх учителів інформатики до викликів цифрової епохи. Визначено, що структура готовності включає мотиваційний, когнітивний, діяльнісний, цифровий та рефлексивний компоненти та охарактеризовано рівні готовності (високий, достатній, середній, низький) майбутніх учителів інформатики до формування цифрової компетентності учнів. У дослідженні обґрунтовано такі організаційно-педагогічні умови: створення адаптивного цифрового середовища ЗВО для стимулювання навчально-професійної мотивації майбутніх учителів; інтеграція цифрового складника в зміст професійної підготовки майбутніх учителів інформатики; забезпечення орієнтації підготовки майбутніх учителів інформатики на засадах впровадження STEM-підходу в освітній процес; розвиток суб’єктності та професійної рефлексії майбутніх учителів у контексті цифровізації навчання учнів.

This dissertation is devoted to the study of the problem of preparing future computer science teachers to foster digital competence in students of general secondary education institutions. The relevance of the research problem stems from the rapid development of the information society, the digitization of all spheres of life, the growing demands on students’ digital literacy, and the need to modernize the teacher education system in the context of digital transformation. Particular importance is attached to the training of future computer science teachers as key agents in fostering students’ digital competence. A thorough analysis of scholarly works by Ukrainian and foreign scholars (V. Bykov, M. Zhaldak, N. Morse, O. Spirin, N. Balyk, O. Barna, G. Hensruk, O. Romanyshyna, S. Litvinova, and others) who have studied issues related to the professional training of teachers, the development of digital competence, and the implementation of information and communication technologies in education is provided. The essence of the main categories of the study is examined and described; in particular, the content of the concepts «digital competence», «training of future computer science teachers», and «readiness for professional activity» is clarified; and related concepts are differentiated. The current state of research on this issue in pedagogical theory and practice is highlighted, and approaches to preparing future computer science teachers to foster students’ digital competence are characterized. The experience of European Union countries in this area is summarized. Particular attention is paid to STEM education as an integrative approach to preparing future computer science teachers for the challenges of the digital age. The structure of future teachers’ readiness for this activity is examined. It is determined that the readiness structure includes motivational, cognitive, activity-based, digital, and reflective components, and the levels of readiness (high, sufficient, average, low) of future computer science teachers for fostering students’ digital competence are characterized. The following organizational and pedagogical conditions are substantiated: the creation of an adaptive digital environment at higher education institutions to stimulate the educational and professional motivation of future teachers; integration of the digital component into the content of professional training for future computer science teachers; ensuring that the training of future computer science teachers is oriented toward the implementation of the STEM approach in the educational process; development of agency and professional reflection among future teachers in the context of the digitalization of student learning. Based on the use of pedagogical modeling, the process of training future computer science teachers was modeled, and a structural-functional model was developed in which a central role is assigned to the organizational and pedagogical conditions that ensure the effectiveness of developing the studied readiness and reflect a holistic system of professional training that combines interrelated blocks: objective, content-related, technological, organizational-functional, and assessment-outcome-oriented. The third chapter examines the organization and methodology of a pedagogical experiment designed to test the effectiveness of specific organizational and pedagogical conditions and the developed structural-functional model. During the first stage (2022–2023 academic year), the focus was on clarifying the theoretical and methodological premises, pedagogical principles, and research methodology, as well as assessing the readiness of future computer science teachers to foster students’ digital competence. On this basis, a hypothesis was formulated and the objectives of the pedagogical experiment were defined; the structure, criteria, and indicators of the readiness levels of future computer science teachers to foster students’ digital competence were established; the specific features of such training were theoretically substantiated; a research plan was drawn up; and a pilot study was conducted.