Глизбург В. И.,   Рогов А. В. | АДАПТИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ КОМПЛЕКС КАК СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ РЕШЕНИЮ УРАВНЕНИЙ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Глизбург В. И., доктор педагогических наук, кандидат физико-математических наук, профессор департамента методики обучения ИППО ГАОУ ВО МГПУ  г. Москва

e-mail: glizburgv@mgpu.ru 

 Рогов А. В., бакалавр ИППО ГАОУ ВО МГПУ г. Москва

e-mail: rogovav185@mgpu.ru

 Статья посвящена исследованию проблемы повышения уровня обученности младших школьников решению уравнений в условиях цифровизации образования. Предложен и обоснован подход к решению проблемы посредством внедрения специального адаптивного цифрового комплекса учебных материалов. Цель комплекса — сформировать у обучающихся умения вариативного решения уравнений, математического моделирования и составления уравнений на основе заданных условий, что способствует развитию их предметных компетенций.

Введение.

Среди современных тенденций развития образования как в России, так и в мире преобладают цифровизация и индивидуализация, чему полностью соответствует описываемый в статье адаптивный цифровой комплекс учебных материалов. Сфера образования, как и многие другие, за последние несколько лет сократила объём бумажного документооборота до минимума, переведя большую часть отчётности в цифровой формат. Это позволило снять излишнюю и часто неоправданную нагрузку с администрации образовательных организаций и учителей, высвободив тем самым дополнительное время, которое можно направить непосредственно на сам процесс обучения. Также большинство средств обучения стали цифровыми, что сделало процесс обучения со стороны учителей менее ресурсоёмким. Помимо этого всё больше внимания уделяется не только качеству образовательных материалов и форме их представления, но и учёту индивидуальных образовательных потребностей каждого конкретного обучающегося. Все эти требования современного образования уже не получается удовлетворить традиционными учебными пособиями и стандартными уроками.

В научной литературе последних лет эта проблема уже неоднократно поднималась и обсуждалась. Например, в работах В. И. Глизбург представлены некоторые базовые парадигмы развития науки и образовательного процесса современной техногенной цивилизации. В частности, в статье «Цифровая дидактика как дисциплина программы магистерской подготовки» автор даёт трактовку цифровизации образовательного процесса как феномена, обуславливающего его организацию и отбор содержательных составляющих, существенных для подготовки современного педагога [3: с. 180–187]. Цифровизация в значительной степени трансформирует весь образовательный процесс в наше время, делая его всё более гибким, технологичным и ориентированным на формирование актуальных компетенций обучающихся и педагогов, соответствующих требованиям и запросам современного общества. Грамотный выбор электронных образовательных ресурсов (ЭОР) с учётом уровня обученности и специфики дисциплин (предметов) повышает качество образования. Этот аспект затрагивается, в том числе, в работе К. В. Шапиро и Н. В. Макаровой «Организация сопровождения учебно‑методического комплекса в цифровой образовательной среде», где рассматриваются подходы к подбору и сопровождению ЭОР в современных условиях [4: с. 54–65]. Использование современных цифровых технологий способствует индивидуализации обучения и развитию самостоятельной познавательной активности обучающихся. Данный тезис находит подтверждение в исследованиях В. И. Глизбург, посвящённых тьюторскому сопровождению в информационном пространстве школ [2: с. 69–75], а также в работах, описывающих инновационные педагогические форматы — например, образовательный квест как средство формирования информационной культуры [1: с. 85–91]. Однако, несмотря на многочисленные неоспоримые преимущества, цифровизация несёт в себе риски техногенного характера, которые необходимо учитывать при планировании и организации образовательного процесса. В частности, А. М. Юрченко в исследовании возможностей использования информационно‑коммуникационных технологий на уроках математики в начальной школе обращает внимание на необходимость взвешенного подхода к внедрению цифровых инструментов, особенно на ранних этапах обучения [5: с. 259–264]. В итоге цифровизация обеспечивает готовность обучающихся к предстоящей жизни и профессиональной деятельности в современном обществе XXI века, что подтверждается комплексным анализом современных образовательных практик и дидактических решений.

Методы исследования. В рамках разрешения исследуемой проблемы повышения уровня обученности младших школьников решению уравнений в условиях цифровизации образования разработан и апробирован специальный адаптивный цифровой комплекс учебных материалов по теме «Уравнения» для учащихся 4 классов.

Диагностика уровней обученности младших школьников решению уравнений осуществлена на этапах эксперимента предшествующем и последующем внедрению авторского адаптивного комплекса. При этом выделены базовый, повышенный и высокий (творческий) уровни обученности, определенные следующим образом.

• Ученики, обладающие базовым уровнем обученности, решают простейшие уравнения в одно действие по образцу или подбором; воспринимают переменную как «пустую клетку»; не умеют составлять уравнения по условию и решать текстовые задачи.
• Обучающиеся, достигшие повышенного уровня, решают комбинированные уравнения в несколько действий, понимая смысл переменной и правила поиска неизвестных компонентов, но не владеют методом моделирования и не умеют решать текстовые задачи посредством составления уравнений.
• Младшие школьники, обладающие высоким (творческим) уровнем обученности, владеют всеми методами решений (включая моделирование и графический метод), выбирая при этом самый рациональный; успешно решают текстовые задачи и составляют уравнения по заданным условиям.

Статистическая значимость изменений, обусловленная внедрением специального адаптивного цифрового комплекса учебных материалов, подтверждена критерием знаков.

Результаты исследования. В результате стартовой диагностики было выявлено, что большинство обучающихся достигли лишь базового уровня обученности решению уравнений. На формирующем этапе экспериментального исследования было проведено внедрение специально разработанного адаптивного цифрового комплекса учебных материалов по теме «Уравнения». Данный комплекс был реализован в формате чат-бота, знакомство с которым проводилось в рамках урока математики, во время которых обучающиеся под контролем учителя проходили первые задания, осваивая новую для них механику выполнения заданий в формате общения с ботом. Завершение выполнения заданий комплекса осуществлялось обучающимися самостоятельно в формате домашней работы. Благодаря факту адаптивности комплекса все обучающиеся, обладавшие разным уровнем обученности, смогли разобраться в теме и получить необходимые знания для выполнения заданий. Суть адаптивности заключается в том, что бот в случае верного ответа, предлагает пользователю следующее задание, а в случае ошибки отправляет развёрнутую мотивирующую подсказку, в которой поддерживает ученика и на аналогичном примере помогает понять верный метод решения, после чего предлагает попробовать выполнить задание самостоятельно.

После внедрения комплекса был проведён контрольный этап эксперимента, показавший повышение уровня обученности у большинства обучающихся. Статистическая значимость изменений, обусловленная именно внедрением специального адаптивного цифрового комплекса учебных материалов, подтверждена критерием знаков (G-критерий).

Обсуждение результатов. Сопоставляя полученные результаты с уже проведёнными ранее исследованиями и экспериментами, направленными на изучение проблемы электронных образовательных материалов, можем сделать вывод, что использование ЭОР в образовательном процессе доказало свою эффективность. В частности, показано, что если в процесс обучения младших школьников решению уравнений внедрить специально разработанный адаптивный цифровой комплекс учебных материалов, направленный на визуализацию материала и интерактивное взаимодействие, то уровень сформированности умений решать уравнения повысится. Учащиеся приобретут умения вариативного решения уравнений, математического моделирования и составления уравнений на основе заданных условий.

Заключение. В настоящее время цифровые ресурсы уже стали структурно значимыми элементами образовательной деятельности. При этом существенно важным является индивидуализация применяемых ресурсов, чему полностью соответствует описываемый в статье адаптивный цифровой комплекс учебных материалов, продемонстрировавший в ходе апробации свою результативность в обучении младших школьников решению уравнений.

 

Литература

 

1. Глизбург, В. И. Образовательный квест как средство формирования информационной культуры / В. И. Глизбург, Е. С. Самойлова // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. – 2016. – № 3. – С. 85-91.
2. Глизбург, В. И. Тьюторское сопровождение в информационном пространстве школ / В. И. Глизбург, О. Н. Перевезенцева // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. – 2017. – Т. 14, № 1. – С. 69-75.
3. Глизбург, В. И. Цифровая дидактика как дисциплина программы магистерской подготовки / В. И. Глизбург // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. – 2021. – Т. 18, № 2. – С. 180-187.
4. Шапиро, К. В. Организация сопровождения учебно‑методического комплекса в цифровой образовательной среде / К. В. Шапиро, Н. В. Макарова // Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. – 2025. – № 216. – С. 54–65.
5. Юрченко, А. М. Возможности использования информационно‑коммуникационных технологий на уроках математики в начальной школе / А. М. Юрченко // Инновации в науке и образовании: материалы XIX молодёжной всероссийской научно‑практической конференции, посвящённой 85‑летию ШГПУ, Шадринск, 18 марта – 04 2024 года. – Шадринск: Шадринский государственный педагогический университет, 2024. – С. 259–264.