Развитие визуальной грамотности будущих учителей начальной школы в процессе изучения математических дисциплин

вать ее результаты и сформулировать выводы.

Ба за экс перимен таль ной ча сти ис сле до ва ния – Псковский государственный университет. Кон тин-гент ис сле до ва ния – студенты 1–2 курсов института образования и социальных наук (82 человека), будущие учителя начальной школы.

Сро ки про ве де ния ис сле до ва ния. Работа проводилась в 2022–2023 и 2023–2024 учебных годах.

Теоре ти чес кую ос но ву про во димой ра бо ты составили исследования феномена визуализации В.В. Давыдова, В.Ф. Шаталова (теория опорных сигналов), П.М. Эрдни-ева (теория укрупнения дидактических единиц), труды, посвященные проблемам понимающего усвоения информации при работе обучающихся с учебным текстом (А.А. Брудный, Л.П. Доблаев и др.).

Рассмотрим основные понятия проводимой работы. Смысловую основу понятия «визуальная грамотность» составляет термин «визуализация». Ви зуали за ция – это процесс представления данных в виде изображения с целью достижения их понимания, усвоения представленной информации [6]. По мнению Н.Г. Иванциевской и Н.И. Кальницкой, визуализация представляет собой процесс перекодировки информации в «пространственно-зрительные представления» [3]. Подобным образом рассматриваемое понятие трактует А.А. Вербицкий: «Процесс визуализации – это свертывание мыслительных содержаний в наглядный образ; будучи воспринятым, образ может быть развернут и служить опорой адекватных мыслительных и практических действий» [1, с. 12].

Для разработки методического обеспечения формирования визуальной грамотности студентов также важно охарактеризовать различие понятий «визуальный» и «наглядный». В педагогических исследованиях смысл термина «наглядный» связан с демонстрацией предметов, явлений, образцов, а не с внутренним планом деятельности человека. Визуальные образы, созданные при работе с информацией, представляют собой проявление мышления ине являются иллюстрацией содержания информации, представленной в тексте [1].

В рамках нашего исследования также представляет интерес понятие «мультимодальная грамотность» – «совокупность средств, позволяющих не только воспроиз-водить,но и создавать собственный информационный образователь-

РАЗВИТИЕ ВИЗУАЛЬНОЙ ГРАМОТНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН ный продукт, который объединяет в себе статическую (текст, графика), динамическую (анимация, музыка, видеофрагменты) визуализацию учебной информации» [2, с. 166].

Осмысление литературных источников позволило в нашем исследовании рассматривать ви зуаль-ную грамот ность бу ду щего пе да гога как компонент информационной и коммуникативной компетентно-стей,совокупность знаний, умений и личностных качеств, необходимых для деятельности, связанной с процессами восприятия,преобра-зования информации с использованием статических и динамических визуальных средств и создания информационного учебного продукта.

Наблюдение за включением будущих учителей начальной школы в различные виды деятельности с учебными математическими текстами позволило сделать вывод об отсутствии у обучающихся необходимых для будущей профессиональной деятельности компетенций, связанных с умением извлекать информацию, представленную в виде схемы, диаграммы, формулы, делать на ее основе простейшие умозаключения; перекодировать информацию в иную знаковую систему; визуализировать информацию с целью ее лучшего понимания и запоминания. Затрудняет работу студентов с учебными текстами формальный характер математической информации; наличие знаковой символики, схем, графиков, формул; отсутствие связи изучаемого материала с окружающей действительностью, образной информации, иллюстрирующих ее интересных фактов из жизни [ ].

В соответствии с логикой нашего исследования определим особенности организации процесса формирования визуальной грамотности будущих учителей начальных классов.

Ис поль зо ва ние сту ден тами графи че ских средств, ко торые могут быть приме не ны в про фес сио наль-ной дея тель но сти при обу че нии млад ших школь ни ков, с целью ви- зуали за ции ма тема ти че ской ин-форма ции. Это предполагает осознание обучающимися роли визуализации в деятельности педагога, формирование у них умения создавать визуальные материалы для учебных курсов вуза и начальной школы, самостоятельно выбирать необходимые визуальные средства. Для развития визуальной грамотности студентов используется прием визуализации, обеспечивающий формирование умения создавать образовательные материалы, которые могут быть использованы в профессиональной деятельности для организации самостоятельной работы младших школьников с информацией, контроля ипроверки их знаний.

Ис поль зо ва ние ви зу аль ных средств с уче том спе ци фи ки пре-дставле ния ин форма ции в ма тема-ти че ских учеб ных тек стах.

• •    Наличие в математических текстах абстрактного материала, в частности, формул, графиков, диаграмм, схем требует от студентов умения работать с различными видами наглядности, владения языком знаков, символов, графики. • Отсутствие связи изучаемых понятий с жизненным опытом обучающегося, реальной действительностью. Эта особенность предполагает раскрытие смысла рассматриваемых фактов путем создания художественных образов, свойств и признаков данных феноменов; установление ассоциативных связей в осваиваемом содержании; помощь обучающимся в построении семантических полей изучаемого понятия.

Отсутствие в математических текстах взаимосвязи изучаемых понятий требует при работе с информацией включения нового знания в систему имеющихся. Графическое представление связей отдельного понятия с ранее изученными математическими объектами и их свойствами создает четкую целостную структуру, необходимую для понимания обучающимися математического содержания.

Обес пе че ние поэтап ного овла де ния бу ду щими учи телями гра фи чес кими сред ствами, необхо димы ми для ви зуали за ции учеб ной ин форма ции. Содержанием деятельности по визуализации данных, представленных в учебных текстах, является преобразование математических объектов в систему знаков, символов, графики, отражающую информацию путем комбинирования найденных художественных и графических образов и расположения их на плоскости.

Последовательность графических средств, используемых при изучении математического содержания, можно представить следующим образом:

• •    художественные образы для визуализации математических понятий, их признаков и свойств; последовательность смысловых полей, которые представляют собой множество построенных студентами интерпретаций изучаемого феномена;

• •    схемы, таблицы, диаграммы как средства структурирования числовых данных;

• •    диаграммы Эйлера, графы для выявления общего в сравниваемых областях, различий изучаемых объектов или понятий для обобщения знаний по определенной теме. (Составление диаграмм и графов предполагает использование логических мыслительных операций – анализ, сравнение, классификация, обобщение, систематизация, конкретизация.);

• •    схема учебного текста, параграфа, отражающая логику изложения автора: текст делится на законченные смысловые единицы, устанавливается иерархия его ключевых элементов, которая визуализируется при помощи графической схемы. (Такой вид визуализации информации делает наглядными отношения между понятиями, свойствами, фактами, приводимыми в тексте параграфа, способствует более полному и глубокому пониманию информации.);

• •    опорные конспекты по учебным материалам параграфа, темы, раздела, составленные с использованием художественных образов, пиктографических и идеографических моделей, графических систематизаторов, позволяющие студентам «сворачивать» большой объем информации в форму, удобную для запоминания;

• •    «стратегические карты», лучевые схемы-пауки и каузальные цепи, раскрывающие возможности для установления внутри- и межпредметных связей, причинно-следственных связей в изучаемом содержании. Данные способы визуализации позволяют студентам увидеть результаты своего труда, а преподавателю – определить уровень освоения ими изучаемого материала.

При изучении курса методики обучения математике помимо рассмотренных средств визуализации будущие учителя создают для младших школьников визуальные заметки, таймлайны (визуальное представление событий, явлений в хронологическом порядке), скрайбинги (визуализация информации простыми образами в процессе объяснения), буктрейлеры (видеоролики по мотивам книги).

С целью проверки эффективности разработанных методических материалов мы провели эмпирическое исследование. Формирование визуальной грамотности начинается с визуализации информации в источниках на бумажных носителях (текст учебника, учебного пособия, книги для дополнительного чтения по математике). Поэтому материалом для проведения эмпирического исследования послужили математические тексты, с которыми студенты работали на практических занятиях в рамках дисциплин «Математические основы профессиональной подготовки педагога» и «Теоретические основы и технологии начального математического образования».

С целью формирования у будущих учителей начальных классов визуальной грамотности в содержание дисциплин мы включаем систему учебных заданий, разработанных с учетом этапов овладения обучающимися графическими средствами визуализации и специфики представления информации в математических текстах. Важным мы считаем оформление результата деятельности студентов в виде информационного продукта, предназначенного для их дальнейшей профессиональной деятельности вшколе.

Приведем примеры используемых в образовательной деятельности учебных заданий на формирование визуальной грамотности будущих учителей.

За да ния, пре дпола гаю щие пере вод неболь шого фрагмен та вер баль ной ин форма ции, сформулиро ван ной на ма тема ти чес ком язы ке, на язык об-ра зов. Обучающиеся создают символ, отражающий содержание отрезка текста (понятие, его свойства) с использованием разнообразных художественных образов, имеющих ассоциативные связи с кодируемым текстом. Например, при изучении раздела «Понятия. Определение понятий. Деление понятий» студенты предлагают визуальные образы для запоминания правил деления, требований к определениям понятий. При изучении свойств отношений на множестве они создают образы, помогающие запомнить каждое из свойств.

Для раскрытия содержания и смысла математических понятий на лекционных занятиях будущие педагоги создают последовательность смысловых полей, которые представляют собой множество построенных ими интерпретаций изучаемого понятия.

За да ния, свя зан ные с ис поль зо вани ем ди аграмм Эйлера, схем и графов для визуализации и вербализации результатов логических операций, осуществленных с компонентами содержания учебного текста. На начальном этапе обучения осуществляется заполнение готовых таблиц, схем. Позднее пре- длагаются творческие задания, предполагающие самостоятельную работу студентов.

За да ния, пре дпола гаю щие ра боту с текс том пара гра фа учеб ни ка и со зда ние струк тур ной ком по зи-ции учеб но го со держа ния с ис поль-зо ва ни ем схемы, со ставлен ной из ба зо вых элемен тов тек ста. Сначала обучающиеся составляют план-конспект отдельного параграфа учебника; затем, тематический конспект по содержанию раздела курса, конспект-схему и, наконец, опорный конспект изученного раздела. Графическое представление связей отдельного математического понятия в системе связей понятий всего курса математики создает четкую, целостную структуру – фундамент для достижения понимания обучающимися математического содержания.

При изучении дисциплины «Теоретические основы и технологии начального математического образования» студенты выполняют учебные задания, нацеленные на:

• •    визуализацию информации с использованием программы Таймлайн (см. Рисунок 1);

• •    создание опорных конспектов к отдельному уроку (см. Рисунок 2), разделу или теме;

• •    составление малых графических пособий, визуально представляющих весь учебный материал по дисциплине «Математика» или его фрагмент.

На занятиях обучающиеся создают скрайбинг к заданному уроку для младших школьников. Техника скрайбинга позволяет регулировать поэтапное появление схемы на экране, задавать его скорость, включать методические пояснения преподавателя, добавлять анимационные эффекты – возникновение подписей, стрелок, перемещение, исчезновение некоторых элементов схемы на экране.

Для осмысления результатов исследования представляют интерес характеристики выполненных студентами работ, которые не всегда можно зафиксировать количе-

РАЗВИТИЕ ВИЗУАЛЬНОЙ ГРАМОТНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН

Построение прямоугольника с заданными длинами на клечатой

бумаге

Шаг 1

3 см

A

4 см

A

4 см

B

3 см

Шаг 4

4 см

B

3 см

A^

4 см

На построенной прямой с помощью линейки откладываем отрезок BD длиной 4 см ( AC = BD = 4 см)

С помощью угольника чертим угол с вершиной в точке A

\ A

Шаг 2

На одной стороне с помощью линейки откладываем отрезок AB длиной 3 см, а на другой стороне – отрезок AC длиной 4 см

Шаг 3

B

A

D

C

B

С помощью угольника строим прямую до точки B (параллельную AC )

Шаг 5

Соединяем с помощью линейки точки D и C . Прямоугольник ABCD построен

Виды орнамента:

• 1.    Геометирический

• 2.    Растительный

• 3.    Зооморфный

• 4.    Антропоморфный

. Шрифтовой

Загляни в журнал и узнай подробную информацию о видах орнаметов

Выполни задание: соотнеси вид орнамента с его изображением (поставь подходящую цифру рядом с рисунком)

Орнамент – последовательное повторение отдельных изображений

Орнаменты в архитектуре Пскова

Определи виды и типы орнаментов, изображённых на храмах

Пройди тест и узнай, насколько много информации ты знаешь об орнаменте

бегунец

Посмотри мультфильм и ответь на вопрос: для чего используется орнамент?

Среди дубравы блестит крестами

Храм пятиглавый с колоколами

поребрик

ГМ «J

Посети сайт Псковского церковного зодчества, и ты узнаешь о тайнах архитектуры

Загляни в журнал и выполни построение любого орнамента.

Раскрась его

РАЗВИТИЕ ВИЗУАЛЬНОЙ ГРАМОТНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН ственно. Вместе с этим, они свидетельствуют о положительной динамике развития визуальной грамотности будущих учителей. Рассмотрим примеры таких характеристик.

На первых занятиях по дисциплине «Математические основы профессиональной подготовки педагога» обучающимся был предложен диагностический тест с целью выявления опыта первокурсников в создании визуальных материалов на основе математического текста, содержание которого было рассмотрено на лекционном занятии. Первоначально выбор обучающимися графических средств визуализации осуществлялся стихийно, особые затруднения вызывали задания, требующие подобрать образ для математического термина, определить опорные смысловые пункты текста и графически представить иерархию его ключевых элементов. Визуальные решения студентов групп дублировались, большинство из них не видело необходимости в выполнении такого рода работы.

После апробации разработанных методических материалов будущим учителям был предложен контрольный тест, содержание которого также предполагало визуализацию математической информации. Качественный анализ разработанных материалов пока- зал осознанность выбора средств визуализации, их разнообразие, творческий подход к созданию образов для математических понятий, грамотный выбор ключевых элементов темы, создание логически верной и полной графической структуры текста, выразительность представленных визуальных продуктов.

Мы предложили участникам эксперимента пройти опрос о роли и месте визуализации в математическом образовании младших школьников и студентов, об известных им графических и программных средствах визуализации. В ответах на вопросы анкеты студенты отметили, что визуализация сложного математического материала позволяет сделать его запоминающимся, упрощает восприятие, делая информацию доступной и понятной, развивает творческое воображение и мышление. Опрошенные продемонстрировали знание программных средств и графических моделей, используемых при визуализации, умение их применять для создания учебных материалов по курсу математики начальной школы.

Анализ графических работ студентов, выполненных по курсу «Теоретические основы и технологии начального математического образования», позволил сделать вывод о том, что процесс развития визуальной грамотности будущего учителя эффективен при создании обучающимися материалов для младших школьников, включающих не только математическую информацию, но и сведения из других областей знаний. Данный вывод предполагает продолжение исследования в направлении разработки дидактических материалов, имеющих целью создание будущими учителями визуальных материалов для младших школьников в рамках междисциплинарных тем.

Таким образом, результаты проведенного исследования показали положительное влияние на формирование визуальной грамотности будущих учителей начальной школы включения разработанной системы учебных заданий в образовательный процесс высшей школы. В качестве перспективных направлений продолжения работы следует отметить:

• •    создание структурно-содержательной модели развития визуальной грамотности студентов при изучении математических дисциплин;

• •    разработку и включение в рабочую программу дисциплины «Теоретические основы и технологии начального математического образования» раздела «Средства визуализации в обучении математике младших школьников».