ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИИ КАК ЭФФЕКТИВНОЕ СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ

VISUALIZATION OF INFORMATION AS AN EFFECTIVE MEANS OF TEACHING MATHEMATICS

Diana Sorochinskaya

master's student, Department of Theory and Methodology of Mathematical Education, Southern Federal University,

Russia, Rostov-on-Don

Tatyana Polyakova

scientific supervisor, doctor of Pedagogic Sciences, professor, Southern Federal University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье аргументирована необходимость визуализации информации при обучении математике, охарактеризованы основные средства визуализации, приведены примеры использования различных средств, обоснована их эффективность, а также рассмотрена связь основных дидактических принципов обучения с необходимостью визуализации учебной информации.

ABSTRACT

The article argues for the need for visualization of information in teaching mathematics, describes the main means of visualization, provides examples of the use of various means, substantiates their effectiveness, and considers the relationship between the basic didactic principles of teaching and the need to visualize educational information.

Ключевые слова: визуализация; средства визуализации; информационные технологии; современное школьное образование; наглядность обучения; доступность обучения; индивидуальный подход в обучении.

Keywords: visualization; visualization tools; information technology; modern school education; visual learning; accessibility of learning; individual approach to learning.

1. Понятие визуализации современного школьного образования

В условиях постоянно меняющегося образовательного пространства визуализация информации становится всё более актуальной. Она способствует более эффективному восприятию и передаче знаний.

Визуализация информации представляет собой процесс создания и использования визуальных материалов, которые помогают лучше понять и запомнить информацию.

В образовательной практике всегда использовались наглядные материалы, такие как схемы, таблицы, иллюстрации в учебниках, «педагогический рисунок» на доске и другие.

Однако визуализация не ограничивается простым иллюстрированием материала для его более понятного восприятия. Она становится неотъемлемой частью образовательного процесса, способствуя развитию абстрактно-логического мышления.

В современном школьном образовании визуализация может использоваться для решения различных задач:

• Анализ и понимание тенденций в образовательной сфере;
• Представление необходимой информации в более привлекательной и доступной форме;
• Помощь обучающимся сориентироваться в большом количестве информации;
• Простое представление связей между разными понятиями;
• Представление учебного материала более доступной и понятной форме для обучающихся всех возрастов и уровней знаний.

2. Визуализация и основные дидактических принципы обучения

Представление информации должно соответствовать принципам ясности и доступности. Основная цель — сделать информацию понятной и легко запоминаемой. Наглядность является важным элементом целостной системы обучения, способствующим лучшему усвоению материала. Поэтому визуализация информации должна быть обязательной частью любого урока. [4]. Растущая сложность информации и разнообразные потребности обучающихся требуют стратегического подхода к разработке образовательного контента [2]. Например, применение интерактивных диаграмм и анимированных инфографик способно сделать информацию более привлекательной и повысить внимание обучающихся. Визуализированная информация должна быть не только яркой, но и легко читаемой. Для этого необходимо обеспечить высокий контраст между цветом текста и фоном. Кроме того, следует создать визуальную структуру, которая будет направлять внимание обучающихся на наиболее важные сведения [2].

Для соблюдения принципа доступности при разработке учебных материалов необходимо учитывать разнообразные потребности обучающихся и их возможности здоровья. Для того чтобы учебные материалы были понятны и доступны всем обучающимся, необходимо внедрение инклюзивных методов визуализации информации гарантирует доступность контента для широкой аудитории. Этого можно достичь путём использования наглядных элементов, предоставления альтернативных текстовых описаний и обеспечения цветового контраста [1].

Эффективное обучение представляет собой процесс передачи информации, который включает в себя активное вовлечение, глубокое осмысление и практическое применение полученных знаний. Визуализация играет ключевую роль в установлении связи между абстрактными концепциями и реальным миром, упрощая сложные идеи и способствуя развитию навыков критического мышления.

Для повышения уровня вовлечённости обучающихся в образовательный процесс могут быть использованы различные инструменты, которые позволяют им активно взаимодействовать с учебным материалом. К таким инструментам относятся интерактивные диаграммы, симуляторы и обучающие игры. Использование визуализаций, которые позволяют обучающимся управлять переменными или анализировать алгоритмы, стимулирует исследовательскую деятельность и способствует развитию творческого мышления [3]. Такой практический подход способствует более глубокому пониманию материала, позволяя обучающимся экспериментировать и видеть непосредственные результаты своих действий.

Визуализация информации представляет собой эффективный инструмент, способствующий развитию самостоятельности и предоставляющий обучающимся возможность выбора индивидуального темпа обучения.

Использование разнообразных визуальных материалов, таких как видеоуроки, интерактивные модули электронного обучения и наглядные руководства, позволяет обучающимся осваивать учебный материал в удобном для них темпе. Это способствует развитию самостоятельности в процессе обучения и обеспечивает доступ к материалам в любое удобное время.

Визуализация информации в интерактивных форматах является ключевым элементом индивидуального подхода в обучении, что особенно важно для оптимизации образовательного процесса.

С помощью визуальных инструментов можно разрабатывать индивидуальные траектории обучения, адаптируя образовательный контент под потребности каждого обучающегося. Это позволяет студентам взаимодействовать с материалом в соответствии с их особенностями восприятия, обеспечивая комфортные условия для усвоения информации [2].

3. Основные средства визуализации обучения математике

В математике под средствами визуализации информации понимаются инструменты, которые служат для того, чтобы сделать текст учебника более наглядным и доступным для понимания обучающимися. В связи с этим их можно классифицировать по аналогии со средствами обучения математике.

3.1. Традиционные средства визуализации информации

К традиционным методам представления информации можно отнести: дидактические материалы, опорные конспекты, инфографика, справочники и другие математические пособия, наглядные пособия, стенды, модели, макеты и другие.

Одним из ключевых инструментов визуализации учебной информации является опорный конспект — краткое символическое изложение изучаемого материала, содержащее основные сведения и факты.

Инфографика представляет собой полезный и информативный инструмент, объединяющий различные компоненты для наглядного представления данных, такие как схемы, таблицы, диаграммы и другие. Инфографика позволяет представить информацию в различных визуальных форматах, что значительно упрощает её восприятие.

Справочники также являются важным средством визуализации информации, содержащим подборку таблиц, схем, графиков и диаграмм, наглядно и кратко представляющих значительный объём данных, изложенных в учебниках.

3.2. Современные средства визуализации информации

В контексте современного образования информационные технологии играют важную роль, предоставляя новые возможности для наглядного представления учебного материала и способствуя внедрению дистанционных форм обучения.

Одним из наиболее эффективных инструментов визуализации информации является компьютер, который становится неотъемлемой частью образовательной среды и значительно обогащает учебный процесс.

Демонстрационные средства и ИКТ – тип программ, обеспечивающих наглядное представление учебного материала [3]. Пример такого ресурса – «Математические этюды» – уникальный российский научно-популярный проект. На данном веб-сайте представлены математические задачи, выполненные с использованием современной компьютерной графики, увлекательно и интересно рассказывающие о математике и ее приложениях.

Информационные источники – тип программ, содержащих справочный, учебный материал, представленный в систематизированном и структурированном виде. К электронным информационным источникам относятся электронные энциклопедии, справочники и словари.

Моделирующие средства – тип программ, предоставляющих возможности для создания моделей или взаимодействия с моделями реальных объектов и явлений с целью их изучения [3]. Они позволяют провести исследование и анализ широкого круга задач при изучении математики. В качестве примера можно привести такие программные продукты, как «1С: Математический конструктор», «Живая математика», «GeoGebra».

Например, в программном комплексе «Живая Математика. Виртуальная математическая лаборатория» собраны наиболее эффективные приемы поиска решения (так называемые метаприемы), которые позволяют школьнику увидеть и осознать все этапы искомого решения. Система включает в себя все приемы, необходимые для решения задач из всех разделов школьной математики, уделяя внимание задачам повышенной сложности. Программа также позволяет выполнять красочные и легко редактируемые чертежи, вызывая тем самым интерес у обучающихся и способствуя развитию наблюдательности.

Инструментальные средства – тип программ, которые обучающиеся могут использовать для решения разного рода учебных задач. Такими программами являются стандартные программные средства (например, программные продукты «Microsoft office»), языки программирования и специальные математические пакеты.

Тренажеры – тип программ, предназначенных для становления и развития конкретных умений и навыков, специализированные учебно-тренировочные устройства, которые предназначены для формирования первоначальных умений и навыков [3]. Ярким примером применения тренажерных технических средств на уроках математики в школе является использование приложений для построения сечений на уроках геометрии или графиков функций на уроках алгебры. Самыми популярными динамическими математическими программами являются: «GeoGebra», «WolframAlpha», «1С: Математический конструктор». Эти приложения позволяют выполнять конструирование, моделирование, динамическое варьирование, виртуальный эксперимент, а также создание интерактивных математических моделей [3].

Контролирующие средства – тип программ, которые предназначены для оценки результатов усвоения учебного материала и контроля ошибок по результатам выполнения заданий [3]. Примером программных продуктов этого типа может служить «Online Test Pad» – бесплатный многофункциональный сервис для проведения тестирования и обучения. Сервис позволяет создавать онлайн тесты любой сложности, а также содержит базу готовых онлайн тестов.

Широкими возможностями для создания интерактивных визуализированных задач обладают сетевые сервисы. Примером применения онлайн-сервиса на уроках математики является применение графического калькулятора «Desmos». Он представляет собой расширенный графический калькулятор, с помощью которого на занятиях могут быть рассмотрены различные задания, такие как построение функций, решение систем линейных уравнений, анализ взаимного расположения графиков функций, решение неравенств, преобразования функций и т.д.

Область применения информационных технологий, предоставляющих возможность визуализации информации, весьма обширна и охватывает как самостоятельное изучение материала, так и образовательный процесс под руководством преподавателя. Разнообразие инструментов открывает перед преподавателем широкие перспективы для создания различных моделей, каждая из которых может найти своё уникальное применение [2]. В настоящее время у педагогов и обучающихся есть мощный инструмент — компьютер, который предоставляет широкие возможности для обучения и исследований. С его помощью можно проводить эксперименты, создавать презентации, видео, анимацию и слайд-шоу. Компьютер позволяет многократно возвращаться к заданиям и тренажёрам, а также использовать различные справочные материалы, такие как интерактивные карты, плакаты, таблицы, виртуальные словари и библиотеки.

В школьной программе по математике существует множество тем, которые можно исследовать с помощью компьютера. Это не только увлекательно, но и полезно, поскольку способствует лучшему усвоению материала и развитию знаний, умений и навыков. Чтобы урок был эффективным и интересным, учителю необходимо заранее продумать план работы с выбранной компьютерной программой. В плане необходимо указать, какие действия будут выполнены с программой для достижения желаемого результата.

Заключение

В заключение можно с уверенностью констатировать, что визуализация представляет собой ключевой элемент индивидуализированного подхода к обучению. Она позволяет представить информацию в удобной, адаптированной и увлекательной форме, что способствует более глубокому и качественному усвоению материала. Применяя методы визуализации, педагоги могут учитывать индивидуальные потребности и предпочтения каждого обучающегося. Это не только повышает качество образовательного процесса, но и способствует достижению более высоких результатов обучения.

В условиях непрерывного развития образовательных практик, интеграция эффективных стратегий визуализации остаётся необходимым инструментом для обеспечения персонализированного и результативного обучения. Визуализация учебной информации играет важную роль в образовательном процессе. Она улучшает качество подачи материала, обеспечивает обратную связь с обучающимися, а также способствует организации индивидуальной, групповой и внеклассной работы.

Визуализация представляет собой действенный инструмент, который способствует активизации мотивации обучающихся и стимулирует их к исследовательской работе. Этот метод может быть применён как самостоятельно, так и в сотрудничестве с наставником или родителями.

Таким образом, использование визуализированных материалов в образовательном процессе не является просто модным веянием, а представляет собой насущную потребность.

Список литературы:

1. 7 Things Every Designer Needs to Know about Accessibility [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://medium.com/salesforce-ux/7-things-every-designer-needs-to-know-about-accessibility-64f105f0881b (дата обращения 12.12.2024)
2. Егорова Е.В. Педагогическое проектирование образовательного контента // Вестник ТГПУ. – №3 (192). – 2018. – С. 59-63.
3. Красавина Ю.А., Ярцева Т.А. Организация процесса обучения математике в средней школе. // Формирование, развитие и оценка функциональной грамотности обучающихся: решения и находки. Материалы межрегиональной с международным участием научно-практической конференции. – Воронеж: Воронежский государственный педагогический университет, 2019. – С. 157-161.
4. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования.