Digital educational resources use in teaching mathematics at secondary schools: some results of a teacher survey

Full Text

Постановка проблемы. В условиях развития и повсеместного распространения цифровых технологий образование претерпевает существенные изменения. Под влиянием информатизации экономики и социальной сферы меняются содержание, методы и организационные формы обучения практически всем дисциплинам [1], появляются и трансформируются современные средства обучения, основу которых все чаще составляют цифровые образовательные ресурсы. Если на начальных этапах информатизации образования такие ресурсы преимущественно выполняли функцию наглядного представления учебного материала и замены традиционных носителей информации, то постепенно они становятся более полифункциональными [2; 3]. Исходя из современных целей развития образования и направлений совершенствования цифровых образовательных ресурсов, можно выделить четыре основные дидактические функции таких ресурсов: • реализация новых видов деятельности и осуществление традиционных видов учебно-воспитательной деятельности на более высоком качественном уровне; • обеспечение возможности изменения характера взаимодействия участников образовательного процесса; • индивидуализация и персонализация учебно-воспитательного процесса; • расширение содержания образования. На этом фоне достаточно существенный опыт накоплен в области использования различных цифровых технологий при обучении математике в школе. Существует множество исследований и публикаций, посвященных информатизации обучения математике. Однако, как показывает многолетняя практика, применение цифровых образовательных ресурсов само по себе пока еще не привело к масштабному повышению качества математической подготовки школьников [4]. Скорее всего, повышения качества образования можно ожидать в случае использования таких цифровых образовательных ресурсов, которые обладают перечисленными выше дидактическими возможностями, методически обоснованно «встроены» в учебный процесс и при условии наличия соответствующей готовности у педагогов. Очевидно, что для эффективного использования описываемых ресурсов требуется специальная подготовка учителей [5]. Педагоги должны быть готовы к оценке качества таких ресурсов, к определению методических аспектов их применения в различных учебных ситуациях, а также к созданию собственных цифровых ресурсов или формулированию технических заданий для профессиональных разработчиков [6]. В связи с этим возникает закономерный вопрос: «Почему при наличии значительного количества разнообразных цифровых образовательных ресурсов и многолетних усилий по их внедрению не наблюдается ожидаемого прогресса в качестве школьного математического образования?» Возможно, причина кроется в том, что педагоги еще не в полной мере научились отбирать цифровые ресурсы, обладающие необходимыми дидактическими возможностями, и определять области потребностей курса математики и смежных предметов в применении таких средств обучения. Кроме того, важное значение в этой связи может иметь недостаточная готовность учителей к осуществлению профессиональной деятельности в условиях цифровой трансформации, включая недостаточность умений «встраивать» цифровые ресурсы в традиционную методическую систему обучения математике. Не менее значимым является и вопрос о том, насколько активно используются полифункциональные интерактивные ресурсы (например, системы динамической математики), способные не просто предъявлять информацию, но и обеспечивать полноценную обратную связь со школьниками [7]. Для выявления реального положения дел и определения направлений для совершенствования методической подготовки педагогов целесообразно проведение анкетирования учителей основной школы, целью которого является изучение опыта использования цифровых образовательных ресурсов на уроках математики и смежных дисциплин, оценка учителями эффективности таких ресурсов, а также выявление затруднений и запросов на соответствующую методическую поддержку. Полученные результаты могут позволить не только констатировать текущее состояние проблемы, но и определить пути дальнейшего развития научно-методических основ создания и использования интерактивных цифровых образовательных ресурсов для обучения математике. В этой связи следует отметить, что в рамках выполнения государственной работы «Научно-методическое обеспечение развития общего образования» (п. 30 «Определение дидактических возможностей современных средств обучен ия, в том числе цифровых образовательных ресурсов, используемых на различных уровнях общего образования и способствующих достижению результатов освоения обучающимися федеральных основных образовательных программ») в Российской академии образования реализуется сетевой инноваци онный проект «Научно-методические основы создания и использования интерактивных цифровых образовательных ресурсов для обучения математике на уровне основного общего образования». Основная идея проекта заключается в выявлении потребностей курса математики и смежных предметов в использовании интерактивных цифровых образовательных ресурсов, их классификации, необходимых для развития интерактивных математических систем. На этой основе осуществляются создание межпредметных учебных математических и цифровых моделей, разработка методических сценариев для проведения занятий по математике в основной школе, а также научно-методических материалов для подготовки и повышения квалификации учителей математики. Проект нацелен на повышение качества математического образования в Российской Федерации путем разработки и апробации научно-методических материалов для создания и использования актуальных и эффективных интерактивных цифровых образовательных ресурсов в рамках обучения математике в основной школе на межпредметной основе, а также для подготовки учителей математики к профессиональной деятельности в условиях применения таких средств обучения. В числе основных ожидаемых результатов - описание систематизированных потребностей курса математики и смежных предметов основной школы в использовании интерактивных цифровых образовательных ресурсов, разработка типологии таких ресурсов, подготовка примерных методических сценариев для проведения занятий по математике в основной школе с использованием интерактивных цифровых образовательных ресурсов, а также создание научно-методических материалов для соответствующих подготовки и повышения квалификации учителей. В настоящем исследовании авторы исходят из предположения, что систематическое и методически обоснованное использование интерактивных цифровых образовательных ресурсов будет способствовать повышению качества математической подготовки обучающихся основной школы. При этом очевидно, что эффективность такого использования напрямую будет зависеть от учета реальных потребностей педагогов, характера применяемых ресурсов и наличия адекватного методического сопровождения. Проблема исследования заключается в недостаточной разработанности научно-методических основ создания и использования интерактивных цифровых образовательных ресурсов для обучения математике на уровне основного общего образования, а также в отсутствии систематизированных данных о реальном опыте, затруднениях и запросах учителей при их применении. В связи с этим возникает цель - выявить актуальное состояние использования цифровых образовательных ресурсов в практике обучения математике в основ ной школе, а также определить потребности и дефицит учителей математики. Такое исследование является значимым для последующей разработки и апробации научно-методических материалов, типологии ресурсов и методических сценариев в рамках реализации вышеуказанного сетевого инновационного проекта. Методология. Участниками сетевого инновационного проекта проведено анкетирование учителей математики и смежных дисциплин школ Красноярска, в котором в общей сложности приняли участие 114 педагогов. В соответствии с целью и проблемой исследования анкетирование было направлено на изучение влияния использования цифровых образовательных ресурсов на уроках математики в 6-9 классах на эффективность таких занятий и качество математической подготовки обучающихся. Наибольшее количество учителей представляло математику, их было 83 человека (72,8 %). Существенно меньше было учителей физики - 15 человек (13,2 %), информатики - 11 человек (9,6 %), других смежных дисциплин - 5 человек (4,4 %). Отметим, что некоторые учителя обеспечивали занятия более чем по одному предмету. У 56 учителей (46,5 %) имелся педагогический стаж 15 лет и более, на втором месте 32 учителя (28,1 %) со стажем до 5 лет. Со стажем от 5 до 10 лет в анкетировании приняли участие 15 учителей (13,2 %), со стажем от 11 до 15 лет - 14 (12,3 %). Чаще всего (в 55 % от общего числа уроков, проводимых с использованием цифровых технологий) учителя применяли интерактивные цифровые образовательные ресурсы в 7-9 классах, реже - в 5-6 классах (21 %), что вполне поддается объяснению. Для 10-11 классов этот показатель оказался равным 24 %. Результаты и обсуждение. В Концепции развития математического образования в Российской Федерации[29] особое внимание уделяется роли математики в науке, культуре и общественной жизни, поскольку она является одной из важнейших составляющих мирового научно-технического прогресса. В то же время цифровые технологии давно заявили о себе как об инструменте, позволяющем повышать эффективность учебного процесса. Подобные технологии помогают повышать учебную мотивацию школьников [8]. Внедрять цифровые ресурсы в учебный процесс на уроках математики рекомендуют исследователи дальнего зарубежья [9], постсоветского пространства [10-11] и российские ученые [12]. Неслучайно в условиях информатизации современного общества на рынке образовательных ресурсов появилось достаточно цифровых средств, предназначенных для обучения математике [13] и другим учебным предметам. Наибольшей популярностью среди них пользуются так называемые интерактивные цифровые образовательные ресурсы (ИЦОР), рассматриваемые в рамках вышеупомянутого сетевого инновационного проекта. Но, насколько активно применяются цифровые технологии и отдельные цифровые ресурсы в учебном процессе, - это отдельный вопрос, интересующий исследователей [14]. Как часто подобные ресурсы применяются при обучении математике и смежным с ней дисциплинам в обычной общеобразовательной школе? Каким опытом использования ИЦОР обладают учителя, как они оценивают эффективность применения таких средств обучения на своих уроках? Какая методическая поддержка требуется педагогам для эффективного «цифрового сопровождения» учебного процесса? Учителя математики и смежных с ней дисциплин нескольких общеобразовательных организаций Красноярска отвечали на эти и целый ряд других вопросов анкеты, разработанной в ходе реализации сетевого инновационного проекта. Полученные результаты в обобщенном виде свидетельствуют о нижеследующем. «Цифровой опыт» анкетируемых педагогов. Частота применения цифровых ресурсов. Очень часто, то есть на каждом уроке, использовали ИЦОР лишь 19 учителей (17,3 %). Преимущественно это молодые педагоги, которые не только применяли готовые программные средства, но и самостоятельно создавали необходимые цифровые ресурсы. Никогда не использовали ИЦОР на уроках всего 5 учителей (4,5 %). Все они относятся к старшей возрастной группе. Больше всего учителей (42 человека, 38,2 %) обращались к ИЦОР достаточно часто (2-3 раза в неделю). Полученные результаты согласуются с данными опроса учителей математики школ Красноярска, проведенного О.В. Берсеневой и Е.А. Аёшиной в 2023 г. [15], в результате которого отмечается, что 73 % регулярно или часто используют информационные технологии в учебном процессе. Отметим, что помимо федеральных и региональных порталов педагоги обращались и к коммерческим платформам, заимствовали готовые наработки у коллег. Учителя, применявшие ИЦОР иногда (один раз в неделю, 21,8 %) и редко (один-два раза в месяц, 18,2 %), в большинстве оказались ориентированы лишь на электронные учебники, электронные пособия и образовательные видеоролики, интерактивность которых вызывает большое сомнение. Виды используемых цифровых ресурсов. Приоритеты опрошенных учителей в выборе видов ИЦОР расположились в порядке убывания следующим образом: интерактивные презентации (25,6 % от общего числа выбранных ИЦОР), онлайн-тренажеры и тесты (21,1 %), образовательные видеоролики (18,2 %), электронные учебники и пособия (17,9 %), специализированные компьютерные программы (6,3 %), виртуальные лаборатории (5,1 %), интерактивные модели и симуляции (4,8 %). Источники для нахождения и отбора цифровых ресурсов. Чаще всего учителя заимствовали ИЦОР из Федеральных образовательных порталов (37,8 %) либо самостоятельно создавали собственные цифровые ресурсы (21,1 %). Некоторые педагоги обращались к коммерческим образовательным платформам (14,7 %). Наименьшим спросом пользовались региональные образовательные ресурсы (11,6 %). Оценка учителями эффективности использования ИЦОР на уроках. Влияние ИЦОР на усвоение материала. Отвечая на вопрос о влиянии использования цифровых ресурсов на усвоение материала, 60 учителей (52,6 %) остановили свой выбор на варианте «немного улучшает понимание». Существенно уступает ей выбор 14 учителями (12,3 %) варианта ответа «значительно улучшает понимание». Отметим, что практически все, выбравшие этот вариант, редко (1-2 раза в месяц) использовали ИЦОР на уроках. Это позволяет предположить, что их выбор вряд ли был продиктован результатами серьезного осмысления вопроса. Скорее всего, он имел эмоциональный подтекст, в основе которого лежала внутренняя вера в информационные технологии. Выбор остальных учителей распределился практически равномерно среди трех позиций: «не влияет на понимание», «затрудняет понимание», «затрудняюсь ответить». При этом нашлись и учителя, которые не выбрали ни одного из предложенных в анкете вариантов ответа. Эффективность использования ИЦОР. В каких учебных ситуациях учителя считают использование ИЦОР наиболее эффективным? Отвечая на этот вопрос анкеты, педагоги имели возможность выбора до трех вариантов. Наибольшей популярностью пользовалась позиция «объяснение нового материала», которой отдали предпочтение 29,7 % опрошенных. Далее в порядке убывания расположились «закрепление изученного» - 25,7 %, «контроль знаний» - 19 %, «индивидуальная работа с учащимися» (13,6 %), «организация проектной деятельности» (11,7 %), «другое» (0,3 %). Преимущества использования ИЦОР с точки зрения изменений, вносимых в образовательный процесс. Вполне предсказуемым и самым популярным ответом на вопрос о том, какие преимущества в обучении имеют интерактивные цифровые ресурсы, был «повышение наглядности материала» (30,7 %, разрешалось выбирать не более трех вариантов). Это полностью соответствует важнейшему общедидактическому принципу наглядности при использовании средств информатизации в обучении. Практически каждый пятый педагог считает, что использование ИЦОР способствует повышению вовлеченности обучающихся в учебный процесс (19,5 %), предоставляет учителю больше возможностей для проверки знаний (19,2 %), экономит время на подготовку к уроку (18,8 %). При этом 11,8 % учителей сделали свой выбор на возможности индивидуализации обучения. Проблемы использования ИЦОР в учебном процессе. Среди ответов на вопрос о трудностях, с которыми педагоги сталкиваются при использовании на уроках цифровых ресурсов, выделяются недостаточная техническая оснащенность учебных классов (36 %) и нехватка времени на соответствующую подготовку материала (28,1 %). Эти трудности действительно относятся к тем препятствиям, которые невозможно игнорировать. А такие проблемы, как «сложность освоения новых ресурсов» (11,2 %), «отсутствие подходящих ресурс ов по теме» (14 %) и «технические сбои во время уроков» (10,7 %), вполне преодолимы и требуют отдельного внимания. Методическое сопровождение и развитие в области использования цифровых технологий в профессиональной деятельности. Методическая поддержка педагогов. Большинство учителей, отвечая на вопрос о том, какая им необходима методическая поддержка для эффективного использования ИЦОР, имея возможность выбрать до трех вариантов ответа, остановились на предоставлении им готовых методических разработок (32,9 %), обмене опытом с коллегами (22,9 %) и доступе к платным образовательным ресурсам (18,6 %). Меньше всего был востребован вариант ответа «консультации технических специалистов» (10 %). Кроме того, относительно небольшое число педагогов (13,9 %) выбрало позицию «курсы повышения квалификации». Развитие возможностей использования ИЦОР. По результатам анкетирования и устных опросов педагогов можно выделить наиболее часто встречающиеся ответы вопросы анкеты. • Какие ИЦОР Вы хотели бы освоить или начать использовать в ближайшее время? - Отечественный интерактивный цифровой образовательный ресурс «1С: Математический конструктор». • Какие темы в предмете, на Ваш взгляд, особенно нуждаются в наглядном представлении с помощью ИЦОР? - Темы, связанные с изучением свойств геометрических фигур. • Ваши предложения по совершенствованию инфраструктуры для использования ИЦОР в школе. - Оснащение кабинетов математики современной компьютерной техникой и доступом к сети Интернет. • Ваши общие пожелания и рекомендации по развитию использования ИЦОР в образовательном процессе. - Разработать примерные методические сценарии для проведения занятий по математике в основной школе с использованием ИЦОР. Заключение. Следует обратить внимание на то, что подобные опросы педагогов уже сейчас позволяют начать работу по выявлению областей потребностей школьного курса математики и других дисциплин в использовании интерактивных цифровых образовательных ресурсов, а также основных дидактических функций таких средств обучения. В частности, в результате описанного анкетирования выявлена потребность в разработке и использовании дополнительных средств для обучения таким темам курса математики, как «Свойства геометрических фигур». Обобщая результаты проведенного опроса учителей, обеспечивающих в основной школе учебный процесс по математике и смежным с ней дисциплинам естественно-научного цикла, можно сделать несколько основных выводов. 1. Большинство педагогов (более 95 %) на своих уроках используют цифровые образовательные ресурсы, но только каждый второй из них делает это достаточно регулярно, не менее двух-трех раз в неделю. 2. Среди используемых учителями цифровых образовательных ресурсов лишь немногие являются по-настоящему интерактивными, обеспечивающими качественную обратную связь с обучающимися. Вряд ли к интерактивным ресурсам можно отнести презентации, видеоролики, электронные учебники и пособия, суммарный процент использования которых составляет более 60 %. 3. Большинство учителей (около 65 %) считает, что использование цифровых ресурсов способствует пониманию учебного материала обучающимися. Можно предположить, что если большая часть применяемых на уроках цифровых ресурсов будет по-настоящему интерактивной, то доля обучающихся, усвоивших изучаемый материал, может оказаться более высокой. Подобные выводы могут лежать в основе дальнейших исследований, направленных на поиск путей наиболее уместного, оправданного и эффективного использования интерактивных цифровых образовательных ресурсов при обучении не только математике, но и многим другим школьным дисциплинам.

About the authors

Valery R. Mayer

Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V.P. Astafyev

Author for correspondence.
Email: mavr49@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8253-5882
SPIN-code: 3381-6074

Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Professor at the Department of Mathematics and Methods of Teaching Mathematics

89 Ada Lebedeva St, Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation

Vadim V. Grinshkun

Russian Academy of Education; RUDN University

Email: vadim@grinshkun.ru
ORCID iD: 0000-0002-8204-9179
SPIN-code: 3713-5366

Academician of the Russian Academy of Education, Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Scientific Director of the Laboratory for the Development of the Digital Educational Environment, Education Development Center, Russian Academy of Education; Professor at the Department of Comparative Educational Policy, RUDN University

8 Pogodinskaya St, Moscow, 119121, Russian Federation; 6 Mikluho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Tatiana N. Suvorova

Russian Academy of Education; RUDN University

Email: suvorova.tn@raop.ru
ORCID iD: 0000-0003-3628-129X
SPIN-code: 9398-7418

Doctor of Pedagogical Sciences, Professor of the Russian Academy of Education, Head of the Laboratory for the Development of the Digital Educational Environment, Education Development Center, Russian Academy of Education; Professor at the Department of Applied Artificial Intelligence, RUDN University

8 Pogodinskaya St, Moscow, 119121, Russian Federation; 6 Mikluho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Viacheslav V. Abdulkin

Krasnoyarsk State Pedagogical University named after V.P. Astafyev

Email: abdulkin@kspu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9582-9302
SPIN-code: 3384-1385

Candidate of Physics and Mathematics Sciences, Associate Professor at the Department of Mathematics and Methods of Teaching Mathematics

89 Ada Lebedeva St, Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation

References

Supplementary files