Цифровизация как инструмент совершенствования модели математической культуры

Математическая культура людей предстает как значимая часть общей познавательной вследствие ее «многогранности и многосмысленности» (Билалов, 2023). На наш взгляд, она представляет собой интеграцию двух направлений – научной и теоретической культуры.

Проанализировав научные публикации по теме (Гиланова, 2023; Насыпаная, 2017; Экспресс-анализ цифровых образовательных ресурсов и сервисов для организации учебного процесса школ в дистанционной форме …, 2020), мы выявили следующие особенности в понимании

современными исследователями сущности математической культуры. Одни ученые считают, что она связана со всесторонним развитием самой личности и ее общих когнитивных, умственных способностей; другие уверены, что математическая культура – есть набор знаний, умений, навыков; третьи же исследователи утверждают, что это общая характеристика; четвертые же считают ее лишь аспектом профессиональной культуры и не более. Мы не будем приводить все мнения исследователей, так как это не входит в задачи нашего исследования.

В данной статье мы рассматриваем задачу совершенствования математической культуры в условиях цифровизации образования, и нам важен термин «модель математической культуры», под которым мы понимаем комплексное представление о том, какими знаниями, умениями и навыками должен обладать человек в области математики и информатики. Такая культура включает в себя не только знание математических правил и формул, но и способность применять их на практике; также она предполагает понимание логических закономерностей философии и абстрактных концепций.

В связи с таким толкованием модель математической культуры может быть представлена следующими составляющими:

• 1.    Владение языком математики – базовыми понятиями, теориями, формулами и методами решения задачи из арифметики, геометрии, стохастики, логики, алгоритмики, начал математического анализа.

• 2.    Оперирование языком цифр. В него входят: языки программирования, системы компьютерной математики, цифровые инструменты при изучении математики (интерактивные образовательные платформы).

• 3.    Владение языком педагогики математики (процесс познания):

• а)    знание математических понятий, классификаций, определений;

• б)    умение применять математические знания на практике для решения различных задач и ситуаций;

• в)    способность строить логические цепочки рассуждений, делать выводы и анализировать информацию с точки зрения математической логики;

• г)    умение критически оценивать и анализировать высказывания и математические утверждения, способы решения задач;

• д)    способность ясно и четко выражать математические мысли, объяснять свои решения и идеи другим людям;

• е)    желание учиться и развиваться в области математики, интерес к изучению новых математических концепций и применению их на практике.

Третье составляющее модели математической культуры – это, собственно говоря, знание основ теории познания применительно к процессу освоения математических знаний. Понимание процесса познания лежит в основе формирования математической культуры. Это достаточно сложно, но определяет начало в становлении всей познавательной математической культуры человека.

Востребованным эпохой информационного общества и компьютерно-технологического взрыва предстает феномен цифровизации в образовании и культуре. Он помогает нам усовершенствовать сам процесс учебы и разработать новые модели обучения. Данный аспект цифровизации и будет предметом исследования в настоящей работе.

Как мы видим, одним из новшеств в современной системе образования, трансформирующейся под влиянием цифровых технологий, является онлайн-обучение, которое было апробировано в период COVID-пандемии на масштабном уровне. Внедрение форм удаленного взаимодействия сделало образование доступным для всех1.

Цифровизация позволяет нам осознать такие понятия, как дополненная или виртуальная реальность, которые приобретают новые ценностные смыслы при развитии информационных технологий. Совершенствование обучающимися таких немаловажных навыков, как soft и hard skills, нацелено на обеспечение востребованности выпускников учебных заведений в современном стремительно развивающимся мире технологий и цифровой экономики.

Внедрение искусственного интеллекта в процесс обучения, переосмысление многих методов преподавания, индивидуализация образовательного процесса – актуальные тенденции современности (Билалов, 2021).

Цифровая трансформация образования характеризуется следующими аспектами:

• « – дифференцированный подход к построению системы общего образования в направлении расширения моделей его получения;

• –    превращение образования в непрерывный процесс в результате экспоненциального роста объема новых знаний и, как следствие, необходимость постоянного обновления знаний и компетенций;

• –    развитие дистанционного образования на основе информационно-коммуникативных технологий (ИКТ);

• –    развитие образовательных платформ и др.» (Цифровизация образовательной среды как фактор личностного и профессионального самоопределения обучающихся …, 2019).

Исходя из обозначенных тенденций, мы можем сказать, что обучение в цифровой образовательной среде (ЦОС) является гибким и подстраивается под потребности субъекта за счет использования различных технологических средств, множества электронных ресурсов, преимущественно образовательных, вовлечения в учебный процесс различных программ для эффективного преподнесения материала.

Доступ к множеству образовательных платформ позволяет педагогу получить эффективные и качественные материалы для организации процесса обучения. Выстраивается электронная модель взаимодействия преподавателя и обучающегося, в рамках которой подача учебного материала и проверка уровня его усвоения осуществляются с применением цифровых технологических средств с учетом индивидуальных особенностей и способностей учеников.

Ранее мы отмечали, что «перед школой встал вопрос о необходимости создания новой образовательной среды, новых организационных форм образовательного процесса и методов обучения с использованием информационных и коммуникационных технологий (ИКТ)» (Абдуразаков и др., 2017). Сегодня активно практикуется как традиционное, так и электронное обучение. Смешанные формы организации образовательного процесса создают новые дидактические возможности для работы с подрастающим поколением, в частности, они позволяют корректно подбирать технические средства для обучения школьников, имеющих различный уровень восприятия информации, что позволяет улучшить процесс понимания ими преподаваемого материала, а также полноценно оценить способности и знание учащихся. Стоит отметить, что в рамках смешанного обучения делается ставка на объект образовательного процесса и его совесть: если у ребенка выстроен тайм-менеджмент, то успех в учебе ему гарантирован, ведь контроля со стороны учителя в цифровом режиме меньше, а самоконтроля – больше, при этом можно задать индивидуальный темп обучения и освоения информации. Смешанное обучение позволяет разнообразить субъект-объектные отношения, приблизить их к равноценным, интенсифицировать познавательную активность учащихся, в том числе – способствовать совершенствованию математической культуры подрастающего поколения за счет:

• « – разнообразия форм представления учебной информации и мультимедийности;

• –    избыточности, разноуровневости и вариативности материала;

• –    интерактивности;

• –    гибкости и адаптивности учебного процесса» (Круподерова и др., 2019: 180).

В преподавании математики можно использовать онлайн-сервисы и ЦОР, которые существуют в российском пространстве, например:

• « – системы управления обучением (Moodle, Edmodo и др.);

• –    цифровые коллекции учебных объектов («Единая коллекция ЦОР»¹);

• –    электронные формы учебников;

• –    виртуальные среды обучения (например, «ЯКласс»²);

• –    учебные материалы Российской электронной школы³ и Московской электронной школы⁴);

• –    инструменты для создания и публикации контента и учебных объектов: конструкторы интерактивных заданий и тестов, интерактивные рабочие листы;

• –    инструменты для коммуникации и обратной связи: электронную почту, социальные сети, сайт учителя, школьные информационные системы типа Дневник.ру;

• –    инструменты для сотрудничества: сервисы совместного редактирования документов, управления проектами; облачные хранилища; онлайн-доски; сервисы для совместного творчества, хранения закладок, фото, видео и др.;

• –    инструменты планирования учебной деятельности: электронные журналы, органайзеры» (Круподерова и др., 2019).

Эффективным инструментом успешного обучения математике являются интерактивные рабочие листы, которые можно создавать в Google-форме или в сервисе Wizer1 и использовать во время классного и домашнего обучения. Кроме того, для достижения результативности образовательного процесса в условиях цифровизации нужно выстраивать коммуникацию с обучающимися через различные интернет-ресурсы, например, в виде удаленных конференций, электронной переписки, проведения вебинаров и т. д.

Современные цифровые технологии при их грамотном использовании позволяют сократить количество проверок индивидуальных заданий, контрольных работ, домашнего задания за счет автоматизации процессов, что создает возможности для индивидуальной работы с каждым учеником. Педагог получает доступ к различным готовым цифровым дидактическим материалам, а также может создавать собственные в интерактивной среде, адаптируя их под каждого ученика либо ориентируясь на групповые обсуждения и подготовку проектно-исследовательской работы.

Одним из преимуществ цифрового пространства является доступ к электронным учебникам, пособиям, дидактическим материалам, учитывая подорожание бумажной образовательной продукции и ее ограниченной доступности в тиражах.

В России существуют следующие цифровые образовательные платформы: «Яндекс. Учебник», «Учи.ру», «ЯКласс», «Фокс-форд», «Edu.Skyeng», э и домашняя школа «Foxford», домашняя школа «InternetUrok.ru», библиотека видеоуроков «InternetUrok.ru», «Мобильное электронное образование» (МЭО), «1С: Образование 5. Школа», «Просвещение», «Lecta», «Новый диск».

В этом контексте возникает вопрос о том, способна ли цифровая образовательная среда предложить педагогу адекватные инструменты, ресурсы, для реализации полноценного процесса обучения в данный момент или же это все-таки вспомогательный инструмент для классического образования? Даже если учитывать удачные кейсы онлайн-репетиторства, то это индивидуальное занятие, нацеленное на ограниченный определенный результат и цели.

Российские цифровые образовательные платформы, перечисленные выше, сегодня доступны всем регионам, в том числе дагестанской школе. Цифровое обучение становится вспомогательным средством для изучения нового материала, в котором есть различные образовательные инструменты для учителя и ученика.

Осмысливая и анализируя цифровизацию как инструмент совершенствования модели математической культуры, ученые Высшей школы экономики (ВШЭ) сделали следующие выводы:

• 1.    «Российские школы, учителя, школьники имеют доступ к обширному и разнообразному корпусу учебных материалов по большинству предметов программы (текстов, иллюстраций, видеоматериалов и т.п.).

• 2.    В этом корпусе иллюстративных, текстовых материалов не хватает хорошей системы навигации, удобных инструментов включения их в учебный процесс. Задача их разработки является срочной.

• 3.    Практически отсутствуют современные системы управления образовательным процессом для школ, которые переводят свой учебный процесс в режим онлайн.

• 4.    Недостаточным для активного распространения обучения в дистанционной форме является предложение интерактивных образовательных ресурсов, прежде всего, тренажеров – комплексов интерактивных заданий с обратной связью и аналитикой» (Экспресс-анализ цифровых образовательных ресурсов и сервисов для организации учебного процесса школ в дистанционной форме …, 2020: 8).

К этим выводам коллег, мы бы добавили собственные:

• 1.    В дистанционном образовании нет развитых методик обучения.

• 2.    Отсутствует и, скорее всего, невозможно создание универсального решения для дистанционного обучения.

• 3.    Термин «модель математической культуры», которым мы обозначаем комплексное представление о том, какими знаниями, умениями и навыками должен обладать человек в области математики и информатики в условиях цифровизации, конкретизирует все изложенные в этом перечне выводы и утверждения.

О трудностях и проблемах цифровизации в интересующей нас области пишут и другие современные исследователи, отмечая плохую «оснащенность образовательных организаций мультимедийной и компьютерной техникой», «качество интернет-информации», слабую компетентность учителей, «отсутствие четких методических рекомендаций» (Гиланова, 2023: 46).

Опасения в целесообразности перехода к абсолютной цифровизации ценой немалых материальных и финансовых затрат выражают и в Дагестане2.

Есть ученые, которые оценивают современную ситуацию в образовании с точки зрения познавательных возможностей человека и прогресса общества. Отмечается, например, что цифровизация ведет к утрате навыков письма у детей, следствием чего становится атрофия творческих способностей, навыков восприятия текстов большого объема, цифровое слабоумие, ослабление умственных способностей, проблемы с речевым развитием и т. п.1 Учитывая это обстоятельство, мы обращаем внимание на важность преломления проблем цифровизации именно через философию культуры, на необходимость рассмотрения их с точки зрения культурных и познавательных возможностей человека и прогресса современного общества.

Преодоление имеющихся недостатков является насущной задачей, поскольку на ближайших подступах к российскому школьному образованию «маячат» несомненные преимущества его цифровизации:

• •    самостоятельность учеников с момента обучения;

• •    сокращение макулатуры, расходов на учебники и иные школьные принадлежности;

• •    доступность знаний вне зависимости от географического расположения обучающихся.

Но зададимся вопросом: стоят ли эти «преимущества» ослабления познавательных возможностей человека и откровенного регресса в развитии людей? Вот почему концепция цифровизации образования имеет и противников, их опасения основаны на объективных трудностях.

Прицельно обозначим ее недостатки:

• •    уменьшение качества социализации учеников;

• •    отсутствие должного внимания к физическому развитию детей;

• •    снижение педагогической компетентности.

При всем этом мы уверены, что при правильном построении обучения можно создать грамотную цифровую среду образования. Это подтверждается и другим исследователями. Так, некоторые из них считают, что новые методы интернет- и дистанционного обучения являются инструментами, которые могут дополнить и сделать более привлекательными технологии традиционного преподавания (Минцаев и др., 2023).

Отметим, что цифровизация играет важную роль в совершенствовании модели математической культуры подрастающего поколения2. Вот несколько способов, как инновационные технологии могут быть использованы в этом контексте:

• 1.    Интерактивные образовательные платформы предлагают увлекательные способы изучения математики. Они могут включать в себя игры, задачи, визуализации и другие интерактивные упражнения, которые помогают учащимся лучше понять математические концепции.

• 2.    Использование виртуальной и дополненной реальности позволяет создавать иммерсионные (погружение) математические среды и симуляции, которые помогают визуализировать абстрактные концепции и делают их более доступными для учащихся.

• 3.    Цифровые платформы могут предложить адаптивные учебные материалы, которые подстраиваются под индивидуальные потребности и уровень знаний каждого ученика. Это позволяет воплотить персонализированный подход к обучению математике.

• 4.    Цифровизация также открывает доступ к широкому спектру онлайн-ресурсов и курсов по математике, которые могут быть эффективны для самостоятельного изучения школьниками или использованы в качестве дополнения для программ традиционного обучения.

• 5.    С использованием современных математических инструментов и программного обеспечения, таких как математические пакеты, графические калькуляторы и другие приложения, учащиеся могут более эффективно и удобно работать с математическими задачами.

Таким образом, цифровизация представляет собой мощный инструмент для совершенствования модели математической культуры, обогащения образовательного процесса и повышения интереса учащихся к изучению математики. В современных условиях находит подтверждение наша стратегическая идея влияния механизмов «формирования математического мышления и математической культуры», а также представленных в дидактике разновидностей учебно-методических материалов не только на формирование «элементов математической культуры», но и на развитие общечеловеческой культуры «во всей целостности» (Аскеров, 2023: 112). Цифровизация является одним из таких механизмов. Она играет важную роль в развитии модели математической культуры, предоставляя новые возможности для обучения школьников, так как помогает сделать математику для них более доступной, интересной и понятной, что способствует развитию математической грамотности и культуры в обществе. У этой задачи есть и другие решения – культурно- языковые средства также служат инструментом совершенствования модели математической культуры. Это особенно актуально для Дагестана. Данная проблематика может составить основу для содержания нашей следующей статьи.