CC BY
1INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "ACTUAL ISSUES OF PRIMARY EDUCATION: PROBLEMS, SOLUTIONS AND DEVELOPMENT
PROSPECTS"
_April 26, 2024_
ЦИФРОВЫЕ ТРЕНАЖЕРЫ В ОБУЧЕНИИ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ
МАТЕМАТИКЕ
1Воронина Людмила Валентиновна, 2Артемьева Валентина Валентиновна, 3Утюмова
Екатерина Александровна
1доктор педагогических наук, доцент, профессор кафедры теории и методики обучения естествознанию, математике и информатике в период детства, Институт педагогики и психологии детства, Уральский государственный педагогический университет, 2кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры теории и методики обучения естествознанию, математике и информатике в период детства, Институт педагогики и психологии детства, Уральский государственный педагогический университет, 3кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры теории и методики обучения естествознанию, математике и информатике в период детства, Институт педагогики и психологии детства, Уральский государственный педагогический университет
https://doi.org/10.5281/zenodo.11060139 Аннотация. В статье рассматриваются вопросы организации обучения младших школьников в контексте цифровизации образования. Анализируются изменения в педагогической практике, вызванные использованием цифровых образовательных ресурсов. Раскрывается методика использования цифровых тренажеров в обучении математике.
Ключевые слова: цифровизация образования; цифровые образовательные ресурсы; младший школьный возраст; цифровые тренажеры.
В последние десятилетия цифровизация проникла во все сферы общественной деятельности, влияя на образование, коммуникацию и повседневную жизнь людей, изменяя их представления и образ жизни. «Быстрое развитие цифровых технологий в образовании создает у многих педагогов иллюзию того, что цифровизация - это буквально панацея от всех «бед». Другими словами, она начинает восприниматься как условие и способ решения всех без исключения актуальных проблем образования» [1, с.222]. Однако цифровизация образования носит весьма противоречивый характер. С одной стороны, развитие цифровых технологий оценивается как прогрессивный шаг к открытому глобальному обществу, которое опирается на общность целей и ценностей. С другой же стороны, имеет место критика процессов цифровизации, которые ведут к утрате человеком свободы, кризису идентичности и гуманизма [5].
Определяя позитивные аспекты цифровизации, важно отметить, что использование цифровых образовательных ресурсов открывает множество возможностей для организации учебного процесса в школе. Комбинирование реальных и виртуальных образовательных средств дает учителям возможность эффективно передавать знания как непосредственно, так и через интерактивные методы.
Цифровое образование обеспечивает доступ к новой информации в любом месте, что открывает возможности для внедрения мобильности в учебный процесс, делая получение знаний более удобным для школьников. Интернет играет ключевую роль в процессе цифровизации, а различные гаджеты, используемые для доступа к информации, становятся важным инструментом в этом процессе. Цифровое образование также позволяет учиться в удобной домашней обстановке с использованием различных образовательных платформ.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "ACTUAL ISSUES OF PRIMARY EDUCATION: PROBLEMS, SOLUTIONS AND DEVELOPMENT
PROSPECTS"
_April 26, 2024_
Пандемия показала, что переход к цифровым образовательным платформам и ресурсам возможен и является перспективным.
Отметим, что процесс внедрения цифровых образовательных ресурсов (ЦОС) в учебный процесс может изменять педагогическую практику на разных уровнях: замещение, улучшение, изменение и преобразование (рис.). Такое деление уровней внедрения цифровых ресурсов в учебный процесс обычно называют моделью SAMR (The Substitution Augmentation Modification Redefinition Model)[6, с. 185; 7].
Рутинное
использование ЦОС
Инновационное
использование ЦОС
1 уровень -Замещение
Традиционный инструмент замещается новым, не затрагивая его функциональность
2 уровень -Улучшение
Традиционный инструмент замещается новым, улучшая его функциональность
3 уровень - Изменение
Традиционный инструмент замещается новым, расширяя его функциональность
4 уровень - Преобразование
Традиционный инструмент замещается новым, преобразуя его функциональность
Рис. Уровни изменения педагогической практики
Опишем данные уровни. 1 уровень - замещение - традиционное средство обучения замещается новым цифровым, но возможности цифрового инструмента минимальны, педагогическая практика, по сути, не меняется. Например, вместо использования традиционных бумажных учебников, ученики могут использовать электронные книги на планшетах, смартфонах или компьютерах, а также вместо записи в тетрадях они могут набирать текст на компьютерах, планшетах или ноутбуках. На этом уровне степень активности учеников минимальна, и основную роль в процессе обучения играет учитель, выступающий транслятором знаний.
2 уровень - улучшение - традиционное средство обучения также замещается новым цифровым, но в данном случае функциональность цифрового инструмента немного повышается. Например, учитель может использовать мультимедийный проектор вместо бумажных картинок и плакатов в качестве наглядных средств обучения, что значительно расширяет возможности визуального представления материала. Ученики не только набирают текст на компьютере, но и вставляют в него блок-схемы, таблицы, диаграммы, видео и т.п., а также используют различные приложения. На этом уровне фокус смещается
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "ACTUAL ISSUES OF PRIMARY EDUCATION: PROBLEMS, SOLUTIONS AND DEVELOPMENT
PROSPECTS"
_April 26, 2024_
с учителя на ученика, и обучающиеся начинают принимать более активное участие в учебном процессе.
3 уровень - изменение - традиционное средство обучения тоже замещается новым цифровым, но его функциональность значительно расширяется, а это позволяет существенно улучшить педагогическую практику. Например, не только учитель создаёт презентации, но и сами ученики готовят отчеты о проведенных проектах, подготавливают сообщения и доклады для уроков, выступают перед родителями, размещают материалы в сети Интернет (например, на сайте класса) и т.д. На этом этапе происходит переход от простого улучшения образовательного процесса к его трансформации. Здесь происходит не только усовершенствование традиционных методов работы, но и изменение подходов к проведению занятий. Ученики становятся активными участниками учебного процесса, вовлекаясь в проведение уроков и развивая навыки цифровой коммуникации.
4 уровень - преобразование - функциональность цифровых инструментов учебной работы не просто заметно расширяется, но и становится качественно другой по сравнению с функциональностью традиционных средств. И здесь уже цифровые образовательные ресурсы позволяют делать то, что ранее было невозможно, создают условия для решения таких задач, которые нереально решить без их применения [4, с.186-187; 7]. Например, использование в образовательной практике различных цифровых платформ - тренажеров помогает организовать индивидуальные образовательные маршруты - каждый ученик отрабатывает тот или иной учебный материал в зависимости от своих возможностей и потребностей. К таким платформам мы можем отнести matematika.club - Клуб любителей математики, Образавр.ру - интерактивная онлайн-платформа для изучения школьных предметов в игровой форме и др. Например, ученикам можно предложить задание, которое включает разделение класса на группы (команды) для совместного создания общего продукта. При выполнении этого задания команды должны использовать информацию из различных внешних источников. Работа над таким заданием предполагает сотрудничество и коммуникацию между всеми учащимися класса. На этом уровне цифровые образовательные ресурсы становятся средством обучения, в центре внимания находится каждый ученик со всеми его способностями, и сотрудничество учеников становится необходимым и организуется с использованием цифровых технологий.
Существует множество цифровых тренажеров, которые можно использовать для обучения математике. Вот несколько популярных и полезных ресурсов:
1. ABCmouse (https://www.abcmouse.com/): образовательная платформа для детей дошкольного и младшего школьного возраста, которая включает в себя математические игры, упражнения и задания.
2. KhanAcademy (https://www.khanacademy.org/): бесплатная платформа с широким спектром математических уроков и тренажеров. Здесь можно найти видеоуроки, практические задания, тесты и многое другое.
3. IXL Math (https://www.ixl.com/math/).IXL Math предлагает интерактивные упражнения и задания для различных уровней математической сложности. Ресурс включает в себя подробные объяснения и награды за достижения.
4. Mathway (https://www.mathway.com/): онлайн-калькулятор и тренажер, который помогает решать математические задачи. Mathway может решать уравнения, графики, матрицы, интегралы и многое другое.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "ACTUAL ISSUES OF PRIMARY EDUCATION: PROBLEMS, SOLUTIONS AND DEVELOPMENT
PROSPECTS" April 26, 2024
5. Math Playground (https://www.mathplayground.com/).Этот ресурс предлагает широкий набор математических игр и тренажеров для разных уровней и возрастных групп.
6. Math-Drills (https://www.math-drills.com/): Этот ресурс предлагает бесплатные математические упражнения и генераторы заданий для практики различных математических навыков.
7. Mathletics (https://www.mathletics.com/): платформа для обучения математике, которая предлагает интерактивные упражнения, игры и задания для учеников младших классов.
8. Mathseeds (https://mathseeds.com/): это интерактивная образовательная программа, которая помогает младшим школьникам освоить основы математики. Здесь дети могут решать задачи, играть в игры и прогрессировать в обучении.
9. Mathplayground (https://www.mathplayground.com/).Mathplayground предлагает множество математических игр и упражнений для младших школьников.
10. Prodigy (https://www.prodigygame.com/): онлайн-игра, которая объединяет обучение и развлечение. Ученики решают математические задачи, чтобы продвигаться в игре и развивать свои навыки.
11. SplashLearn (https://www.splashlearn.com/): это онлайн-платформа, предлагающая обучение математике через игры и упражнения. Здесь есть задания на основные навыки счета, разложение чисел, применения геометрического материала и другие темы.
Организация учебного процесса на уроках математики с применением цифровых тренажеров может быть весьма эффективной и интерактивной. Представим разные способы использования цифровых тренажеров для обучения математике детей младшего школьного возраста:
1. Создание интерактивных упражнений: цифровые тренажеры позволяют разработать интерактивные задания, которые помогут учащимся решать математические задачи и применять полученные знания на практике. Это могут быть викторины, игры, головоломки и другие формы заданий, которые учащиеся могут выполнять на компьютерах, планшетах или смартфонах.
2. Визуализация математических концепций: цифровые тренажеры позволяют визуализировать математические понятия с помощью анимаций, диаграмм и графиков. Это помогает учащимся лучше понять сложные математические факты и термины.
3. Адаптивное обучение: цифровые тренажеры могут быть настроены на индивидуальные потребности каждого ученика, предоставляя задания и материалы, соответствующие его уровню знаний и способностям. Адаптивное обучение позволяет учащимся развиваться в своем собственном темпе.
4. Мониторинг и оценка: цифровые тренажеры помогают учителям отслеживать прогресс учащихся, оценивать их успехи и выявлять слабые места. Это позволяет учителям предоставлять индивидуальную поддержку каждому ученику [1; 2; 3].
Использование цифровых тренажеров в обучении математике может сделать уроки более интересными и эффективными, помогая учащимся развивать математические навыки и способности.
Однако, чтобы внедрить цифровые тренажеры на 3 и 4 уровнях и выстроить индивидуальные образовательные маршруты у учащихся в процессе обучения математике, необходимо организовать работу с цифровыми тренажерами, опираясь на подход, основанный на интерактивном инструменте учебного планирования - ПАДагогическом
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "ACTUAL ISSUES OF PRIMARY EDUCATION: PROBLEMS, SOLUTIONS AND DEVELOPMENT
PROSPECTS" April 26, 2024
колесе Аллана Каррингтона. Австралийский педагог Аллан Каррингт уточнил таксономию Блума, и создал Padagogy (от слова IPAD) wheel (ПАДагогическое колесо). Основная функция ПАДагогического колеса - последовательно и целенаправленно использовать мобильные приложения для достижения долгосрочных результатов образовательного процесса [4]. ПАДагогическое колесо должно объединять возможности мобильных приложений для трансформации обучения, повышая мотивацию обучающихся к изучению математики и развивая у них познавательные навыки для получения нужной информации при достижении образовательных целей. Использование инструментария ПАДагогического колеса при встраивании цифровых тренажеров в образовательный процесс по математике поможет обучающимся наилучшим образом расширить и углубить свои знания и умения.
Опираясь на уточненную Алланом Каррингтоном таксономию Блума, цифровой обучающий тренажер по математике должен включать задания для запоминания, понимания, применения и оценки изученного материала. На этапе запоминания ученики выполняют задания в тренажере, которые помогают им запомнить математические факты и проверить умение применять формулы и алгоритмы для решения задач. Важно, чтобы ученики могли получить помощь при возникновении затруднений, используя справочный материал в цифровом формате. Для этого у ученика должна быть возможность использовать справочный материал (найти информацию в поисковой системе Google, развивающих платформах по математике и интеллектуальному развитию детей младшего школьного возраста «Дети и наука», KidsSmart, электронных таблицах Exsel и т.д.). В «век скоростей» традиционные способы поиска и поступления нужной информации слишком медленны, поэтому подход к справочным материалам в цифровых тренажерах также должен учитывать современные тенденции и способы представления информации. Основными видами справочной информации становятся комментарии к «образцу решения», закладки с нужными формулами и правилами, интеллект-карты, инфографика с опорными схемами.
Для проверки понимания материала на этапе запоминания школьники должны выполнять задания на обобщение и объяснение применения фактов. Работа над такими заданиями может предусматривать объединение учеников в малые группы, где они решают примеры, объясняют друг другу решения задач, в том числе с использованием дистанционных интерактивных приложений (онлайн-доски Ziteboard, sBoard, образовательную платформу Сферум и информационно-социальные платформы, например, "УК).Учитель при необходимости может проконсультировать детей.
На этапе формирования у учащихся умений применять пройденный материал обучающий тренажер должен содержать упражнения, способствующие формированию умения использовать изученные математические методы и формулы для решения задач из окружающей жизни, других дисциплин и в новых ситуациях. После решения таких задач необходимо выделить время для того, чтобы обучающие могли задать вопросы, которые у них возникли, и в ходе общей дискуссии разрешить возникшие затруднения. После общего обсуждения учитель назначает «интервьюера», который опросив учащихся, выбирает тот вид справочной информации, который был наиболее понятным и полезным, объясняет выбор учеников, а также описывает преимущества такого способа представления информации. Учитель совместно с обучающимися анализирует выполненные задания, выделяет существенные признаки изучаемого понятия, оценивает, что было значимо в
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "ACTUAL ISSUES OF PRIMARY EDUCATION: PROBLEMS, SOLUTIONS AND DEVELOPMENT
PROSPECTS" April 26, 2024
пройденном материале при решении задач, определяет условия применимости и особенности использованных при решении фактов. После обсуждения учащиеся должны создать алгоритм решения примеров, которые вызвали наибольшие затруднения. Алгоритм может быть представлен в виде таблицы, блок-схемы, инструкции, пошагового описания. Такая организация работы учащихся на этом этапе позволяет научить их работать с разными видами информации и взаимодействовать с остальными детьми для достижения общих образовательных целей.
На этапе анализа учитель организует рефлексию деятельности учеников на уроке. Обучающиеся должны оценить свои знания и умения, а также навыки пользования предложенного справочного материала. Учащиеся проводят ранжирование решенных заданий, оценивают свою работу, выдвигают гипотезы и суждения о степени применимости использования изученных математических методов и понятий.
Использования цифрового тренажера по математике на уроке может выглядеть следующим образом:
1. Введение. Учитель представляет новый математический материал, который еще неизвестен обучающимся, например, алгоритм сложение двухзначных чисел.
2. Демонстрация. Учитель может использовать цифровой тренажер для демонстрации алгоритма сложения двухзначных чисел. Он может показать, как правильно проводить сложение и объяснить основные шаги.
3. Практика. Младшие школьники выполняют несколько заданий на сложение двухзначных чисел с помощью компьютерного тренажера.
4. Индивидуальная работа. Учащиеся могут работать индивидуально с тренажером, чтобы закрепить навыки сложения двухзначных чисел. Они могут решать задачи постепенно усложняющейся сложности и получать мгновенную обратную связь о своих ответах.
5. Групповая работа. Учитель может организовать групповую работу, где учащиеся будут решать задачи в парах или небольших группах, используя тренажер. Они могут обсуждать свои решения и помогать друг другу.
6. Рефлексия. В конце урока учитель может провести краткую рефлексию, задавая вопросы о том, что учащиеся изучили и научились во время работы с тренажером. Они могут также обсудить свои успехи и трудности [1].
Использование тренажера по математике на уроке поможет младшим школьникам визуализировать и практиковать математические понятия, а также получать мгновенную обратную связь о своих ответах. Это делает уроки более интерактивными и эффективными для развития навыков математики у учащихся.
Использование цифровых образовательных ресурсов на разных уровнях влияет на образовательный процесс по-разному. На первых двух уровнях цифровые ресурсы облегчают учебную работу, но не меняют ее существенно. Однако на третьем и четвертом уровнях цифровые образовательные ресурсы приводят к изменениям в образовательном процессе. Они способствуют формированию у учащихся навыков самостоятельной работы, развитию ключевых компетенций 21 века и раскрытию их личностного потенциала. В результате такие изменения могут значительно повлиять на образовательные результаты обучающихся и их развитие.
Таким образом, внедрение цифровых технологий в образование способствует развитию личности учащихся, оптимизации учебного процесса и активному вовлечению
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "ACTUAL ISSUES OF PRIMARY EDUCATION: PROBLEMS, SOLUTIONS AND DEVELOPMENT
PROSPECTS" April 26, 2024
педагогов и учащихся в образовательное пространство. Цифровые инструменты способствуют развитию самостоятельности и творческого мышления учащихся, делая информацию доступной и интересной для младших школьников. Цифровизация образования представляет собой новый этап в улучшении образовательной среды как для учителей, так и для учащихся.
REFERENCES
1. Воронина, Л. В., Артемьева В. В., Утюмова Е. А. Организация образовательного процесса на уроках математики с использованием цифровых тренажеров // Современный учитель - взгляд в будущее : Международный научно-образовательный форум. Часть 1 / Уральский государственный педагогический университет. -Екатеринбург, 2023. - С. 106-115.
2. Кистенева, Р. А. Электронные тренажеры по отработке вычислительных навыков на уроках математики в начальной школе / Р. А. Кистенева // Открытое и дистанционное образование. - 2008. - № 2(30). - С. 55-57. - EDN PDKZKV. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17978451(дата обращения: 11.02.2024)
3. Лебедева, Н. А., Чернецкая Т. А. Использование цифровых заданий при обучении математике в школе // Информатика в школе. - 2021. - № 8(171). - С. 37-52. - DOI 10.32517/2221-1993-2021-20-8-37-52. - EDN GTNYNV. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47290137 (дата обращения: 11.02.2024)
4. Расулова, Н.Ф., Акрамова Л.Ю., Рахимова Д.У. Таксономия учебных целей Блума в 21 веке // Теория и практика современной науки. 2017. №1 (19). С. 828-831 URL: https://cyberleninka.ru/article/n/taksonomiya-uchebnyh-tseley-bluma-v-21-veke (дата обращения: 11.02.2024).
5. Строков А.А. Цифровизация образования: проблемы и перспективы // Вестник Мининского университета. - 2020. -Т. 8, № 2.- С. 15.
6. Трудности и перспективы цифровой трансформации образования: кол. монография /Под ред. А.Ю. Уварова, И.Д. Фрумина. - М.: Издательский дом Высшей школы экономики, 2019. - 344 с.
7. Technology Is Learning. SAMR Model. URL: https://sites.google.com/a/msad60.org/technology-is-learning/samr-model (дата обращения 11.02.2024)
8. Исследование выполнено при поддержке Научно-методического центра сопровождения педагогических работников ФГБОУ ВО «УрГПУ» в рамках реализации университетского гранта «Цифровые тренажеры по математике как средство устранения дефицитов педагогов в области предметных знаний»
