Л.А. Милованова¹, Н.В. Шарыпова², В.Ю. Воронкова^{3
1, 2, 3} Шадринский государственный педагогический университет, Шадринск, Россия
¹ milovanova-45@mail.ru
² sharnadvla@yandex.ru
³ varvaravoronckova@yandex.ru

Аннотация

Статья посвящена актуальной проблеме формирования цифровой грамотности будущих учителей начальных классов в условиях цифровой трансформации образования. Авторы рассматривают педагогический технопарк «Кванториум» как инновационную образовательную среду, позволяющую преодолеть разрыв между современными требованиями к цифровым компетенциям педагогов и реальным уровнем их подготовки. В работе представлено авторское определение цифровой грамотности учителя начальных классов как интегративного профессионально-личностного качества, включающего мотивационно-ценностный, когнитивный, деятельностный и этический компоненты. Особый акцент сделан на естественно-научном направлении подготовки, где ключевым инструментом выступают цифровые лаборатории и датчики. На основе анализа Федеральной рабочей программы по предмету «Окружающий мир» и оборудования педагогического технопарка Шадринского государственного педагогического университета разработана и обоснована структурно-логическая матрица поэтапного освоения студентами методик работы с цифровым измерительным оборудованием. Матрица выстроена по принципу преемственности и усложнения: от демонстрационных опытов в 1-м классе к организации комплексных исследований и долгосрочных проектов в 4-м классе. В статье детализированы тематические направления, конкретные типы датчиков и виды учебной деятельности студентов на каждом этапе. Использование ресурсов педагогического технопарка «Кванториум» способствует формированию всех компонентов цифровой грамотности и готовит будущих педагогов к эффективному применению цифровых технологий для развития естественно-научной грамотности младших школьников.

Ключевые слова

педагогический технопарк «Кванториум», цифровая грамотность, будущие учителя начальных классов, естественнонаучное образование, профессиональная подготовка

Для цитирования

Милованова Л.А., Шарыпова Н.В., Воронкова В.Ю. Ресурсы педагогического технопарка «Кванториум» как средство формирования цифровой грамотности будущих учителей начальных классов // Педагогическая перспектива. 2026. № 3(23). С. 22–30.
https://doi.org/10.55523/27822559_2026_3(23)_22

Информация об авторах

Любовь Анатольевна Милованова – кандидат филологических наук, доцент, заведующий кафедрой теории и методики дошкольного и начального образования Шадринского государственного педагогического университета.
Надежда Владимировна Шарыпова – кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой биологии и географии с методикой преподавания Шадринского государственного педагогического университета.
Варвара Юрьевна Воронкова – студент института психологии и педагогики Шадринского государственного педагогического университета.

Текст статьи

Современные процессы цифровой трансформации образования предъявляют новые требования к профессиональной подготовке будущих учителей начальных классов. В условиях стремительного развития информационно-коммуникационных технологий и обновления материально-технической базы школ выпускники педагогических вузов должны быть готовы к эффективному использованию цифровых инструментов в своей профессиональной деятельности, в том числе при организации естественно-научного образования младших школьников.

В рамках национального проекта «Образование» и федерального проекта «Современная школа» в педагогических вузах Российской Федерации были созданы инновационные образовательные пространства – педагогические технопарки «Кванториум» [1; 2; 3 и др.]. Эти площадки оснащены современным высокотехнологичным оборудованием, включая цифровые лаборатории по физике, химии, биологии, что создаёт принципиально новые возможности для практической подготовки будущих педагогов в области естественно-научного образования.

Особый интерес представляет использование ресурсов педагогического технопарка «Кванториум» в процессе формирования цифровой грамотности студентов, обучающихся по профилю «Начальное образование». Будущий учитель начальных классов должен не только сам обладать цифровой грамотностью, но и владеть методиками формирования естественно-научной грамотности у младших школьников в процессе изучения учебного предмета «Окружающий мир», который интегрирует знания о природе, обществе и взаимодействии человека с окружающей средой. В этой связи актуальной становится задача освоения студентами методов работы с цифровым измерительным оборудованием применительно к содержанию начального образования.

Проблема формирования цифровой грамотности студентов педагогических направлений подготовки приобретает особую значимость в условиях цифровизации образования. Анализ научной литературы показывает, что между растущими требованиями к владению цифровыми компетенциями и их фактическим уровнем сформированности у выпускников педагогических вузов сохраняется значительный разрыв [4]. Особенно остро эта проблема проявляется в подготовке учителей начальных классов, которые должны осуществлять образовательный процесс в условиях активного внедрения цифровых технологий в начальную школу.

ФГОС начального общего образования [5]в качестве одного из приоритетов определяет овладение обучающимися «современными технологическими средствами в ходе обучения и в повседневной жизни, формирование у обучающихся культуры пользования информационно-коммуникационными технологиями». При этом требования к предметным результатам формулируются в деятельностной форме с усилением акцента на применение знаний и конкретных умений. Это актуализирует необходимость подготовки будущих учителей, способных не только самим использовать цифровые инструменты, но и эффективно применять их в образовательном процессе начальной школы.

Создание педагогических технопарков «Кванториум» на базе педагогических вузов направлено на «развитие материально-технической базы педагогических вузов с целью подготовки студентов и педагогических работников для обеспечения системы образования высококвалифицированными кадрами для формирования естественно-научной, технологической, математической и цифровой грамотности школьников» [2]. Таким образом, педагогический технопарк «Кванториум» рассматривается как инструмент повышения качества подготовки педагогических кадров, в том числе в области формирования цифровой грамотности обучающихся.

Термин «цифровая грамотность» вошёл в научный оборот в конце 1990-х годов благодаря американскому исследователю П. Гилстеру, который трактовал его как способность «понимать и использовать информацию, предоставленную во множестве разнообразных форматов и широкого круга источников с помощью компьютеров» [6]. Й. Эшет-Алкалай [7]предложил концептуальную основу цифровой грамотности, включающую пять видов грамотности: фотовизуальная (умение извлекать информацию из изображений), воспроизводственная (способность создавать новые произведения с использованием цифровых технологий), разветвлённая (способность ориентироваться в нелинейной среде цифрового пространства), информационная (умение находить, оценивать и критически анализировать информацию) и социально-эмоциональная (умение управлять своими эмоциями и взаимодействовать в цифровой среде).

В российской науке Н.Д. Берман определяет цифровую грамотность как «набор знаний и умений, которые необходимы для безопасного и эффективного использования цифровых технологий и ресурсов интернета» [8, с. 36]. В.И. Токтарова и О.В. Ребко рассматривают цифровую грамотность как «базовую компетенцию современного человека, которая включает умения и навыки получения, оценки, обработки и производства информации с помощью цифровых технологий, выбор наиболее подходящих для реализации поставленных задач программно-технических средств, их безопасное использование, а также умение эффективно взаимодействовать с другими пользователями» [9, с. 168]. Е.В. Грохотова определяет цифровую грамотность как «необходимый и достаточный набор знаний, навыков и установок, позволяющий эффективно и безопасно решать различные задачи в цифровой среде с соблюдением этических норм и авторских прав» [10, с. 19].

Обобщая различные подходы, можно выделить ключевые компоненты цифровой грамотности: мотивационно-ценностный (готовность и стремление использовать цифровые технологии), когнитивный (знания о цифровых технологиях, принципах их работы, правилах безопасности), деятельностный (умения и навыки практического применения цифровых технологий) и этический (соблюдение норм цифрового этикета, авторского права, ответственное поведение в цифровой среде).

С учётом специфики профессиональной деятельности учителя начальных классов нами предложено авторское определение: цифровая грамотность будущего учителя начальных классов – это интегративное профессионально-личностное качество, включающее мотивационно-ценностные установки, знания, умения и навыки, которые обеспечивают способность педагога эффективно, критично и безопасно использовать цифровые технологии для организации образовательного процесса, создания цифровых образовательных продуктов, взаимодействия в цифровой среде и развития цифровой грамотности у младших школьников.

В Шадринском государственном педагогическом университете педагогический технопарк «Кванториум» создан в 2023 году [11]. Его деятельность направлена на организацию обучения студентов методикам преподавания учебных предметов естественно-научной и технологической направленностей с использованием современного оборудования; повышение квалификации педагогических работников общеобразовательных организаций; проведение профориентационной деятельности со школьниками для привлечения к последующему поступлению в педагогические вузы. Для естественно-научного направления предусмотрены цифровые лаборатории по физике, химии, биологии, географии, оснащённые широким спектром датчиков (температуры, pH, электропроводности, давления, влажности, освещённости, концентрации газов, пульса, ЭКГ и др.), а также цифровые микроскопы и учебно-исследовательская лаборатория биосигналов и нейротехнологий. В процессе профессиональной подготовки студенты – будущие учителя начальных классов – осваивают методики работы с каждым из этих типов оборудования применительно к содержанию начального естественно-научного образования.

Федеральная рабочая программа начального общего образования «Окружающий мир» для 1–4-х классов ставит цель «формирование целостного взгляда на мир, осознание места в нём человека» [12, с. 4]. Уже в 1-м классе предусмотрено знакомство с термометром и измерением температуры воздуха и воды, что является пропедевтикой физических знаний. В программе указано, что «информация может быть представлена в разной форме: текста, иллюстраций, видео, таблицы» [12, с. 7], что открывает возможности для использования цифровых средств обучения.

ФГОС начального общего образования в качестве одной из ключевых задач определяет «формирование у обучающихся системных знаний о месте Российской Федерации в мире, её исторической роли, территориальной целостности, культурном и технологическом развитии, вкладе страны в мировое научное наследие» [5]. Это создаёт условия для знакомства младших школьников с достижениями науки и техники, в том числе в области физики, химии, биологии и географии. Освоение студентами методик работы с цифровыми датчиками в условиях технопарка позволяет им в дальнейшем организовывать наблюдения, измерения и простейшие эксперименты с младшими школьниками, способствуя формированию этих системных представлений. Работа с цифровым измерительным оборудованием способствует развитию универсальных учебных познавательных действий, так как требует проведения наблюдений, сравнений, анализа результатов измерений.

Однако, как показывает анализ практики подготовки будущих педагогов, простое наличие оборудования в вузе не гарантирует системного формирования у студентов соответствующих компетенций. Возникает необходимость в таком дидактическом инструменте, который бы упорядочил этот процесс, установил чёткие связи между содержанием школьного предмета, типами цифровых датчиков и этапами усложнения учебно-исследовательской деятельности студентов. Таким инструментом выступает структурно-логическая матрица, под которой мы понимаем трёхкомпонентную дидактическую модель, системно увязывающую тематику уроков по окружающему миру, типы цифровых датчиков и поэтапное усложнение видов деятельности студентов (от демонстрации к проектированию), что обеспечивает целостность и преемственность процесса формирования цифровой грамотности. На основе федеральной рабочей программы «Окружающий мир» и оборудования педагогического технопарка «Кванториум» такая матрица разработана и строится с учётом следующих принципов: преемственности (постепенное усложнение типов измерительных задач от 1-го к 4-му классу), пропедевтической направленности (формирование у студентов понимания того, как на материале начальной школы закладываются основы для последующего изучения физики, химии, биологии в основной школе), практико-ориентированности (освоение конкретных методик, которые студенты смогут применять в своей профессиональной деятельности).

Процесс подготовки студентов организован таким образом, что на каждом этапе они осваивают не только технические аспекты работы с конкретными датчиками, но и методику включения измерительных задач в структуру урока, способы фиксации и интерпретации полученных данных, приёмы организации познавательной деятельности младших школьников.

Для 1-го класса студенты осваивают демонстрационные методики работы с беспроводным датчиком температуры, мультидатчиком погоды (атмосферное давление, влажность, освещённость, температура), датчиком освещённости и цифровым микроскопом. Основные темы для проектирования уроков: «Погода и термометр», «Наблюдение за погодой своего края», «Сезонные изменения в природе», «Неживая и живая природа», «Рабочее место школьника. Освещение рабочего места». Студенты учатся сравнивать показания обычного и электронного термометра, организовывать наблюдения за погодными явлениями с фиксацией данных, использовать микроскоп для изучения природных материалов, измерять уровень освещённости и определять его соответствие нормам.

Для 2-го класса студенты осваивают организацию практических работ с использованием базовых датчиков: температуры, pH, электропроводности, электронных весов, давления газа, влажности почвы. Тематический охват включает методы познания природы, свойства воды и воздуха, состав почвы, а также проведение наблюдений за многообразием растений, животных и элементов ориентирования на местности. На данном этапе студенты приобретают навыки руководства простыми измерениями, организации долгосрочных наблюдений за ростом растений, использования пульсометра и датчика ЧДД в рамках изучения основ здорового образа жизни, применения GPS-датчика и компаса при изучении темы «Ориентирование на местности».

Для 3-го класса студенты осваивают методики комплексных исследований с использованием датчиков ФАР (фотосинтетически активной радиации), CO₂, O₂, давления газа, влажности почвы, мутности воды, а также цифрового микроскопа и биокамеры. Особое внимание уделяется методике организации групповой работы при исследовании свойств воды, воздуха, почвы, условий роста растений, фотосинтеза, природных сообществ. Студенты учатся строить простейшие графики и таблицы по результатам измерений, организовывать проектную деятельность, использовать анатомические модели и датчики (пульсометр, ЭКГ, спирометр) при изучении строения тела человека.

Для 4-го класса студенты осваивают организацию самостоятельных исследований с полным набором цифровых датчиков. Тематика включает методы познания окружающей природы, Солнце как источник света и тепла, характеристику планет Солнечной системы, смену дня и ночи и времён года, формы земной поверхности, водоёмы, природные зоны России, экологические проблемы взаимодействия человека и природы. На этом этапе студенты приобретают навыки руководства долгосрочными проектными работами, формирования исследовательских умений у младших школьников, использования методов математической обработки данных.

Внеурочная деятельность (проектный модуль) ориентирована на освоение студентами методик организации долгосрочных проектов: «Метеостанция нашего класса», «Вода, которую мы пьём», «Юный физиолог», «Экологический патруль», «Солнечная энергия», «Микромир вокруг нас», «Свет и зрение», «Шум вокруг нас», «Температурный режим», «Почва – наше богатство», «Экосистема аквариума», «Красная книга нашего региона», «Природные сообщества родного края» и др. Студенты учатся планировать проектные работы, подбирать оборудование, организовывать поэтапное выполнение исследований, оформлять и представлять результаты, привлекать младших школьников к активной познавательной деятельности.

Освоение работы с датчиками по каждому из тематических направлений позволяет будущему учителю начальных классов:

• понимать возможности цифровых лабораторий для формирования естественно-научной грамотности младших школьников;
• проектировать фрагменты уроков и внеурочных занятий по окружающему миру с использованием измерительного оборудования;
• организовывать познавательную деятельность младших школьников в формате наблюдений, измерений и простейших экспериментов;
• использовать цифровые инструменты для развития у детей умений наблюдать, сравнивать, измерять, фиксировать данные, делать выводы;
• применять полученные знания в условиях реальной профессиональной деятельности в начальной школе.

Использование ресурсов педагогического технопарка «Кванториум» в процессе профессиональной подготовки будущих учителей начальных классов способствует формированию всех компонентов цифровой грамотности.

Мотивационно-ценностный компонент формируется через осознание студентами необходимости применения цифровых технологий в современной начальной школе, знакомство с возможностями цифровых лабораторий и их преимуществами по сравнению с традиционными средствами обучения. В процессе работы с оборудованием технопарка у студентов возникает понимание того, что цифровые технологии не являются самоцелью, а выступают эффективным средством организации познавательной деятельности младших школьников.

Когнитивный компонент развивается в процессе изучения студентами теоретических основ работы с цифровыми датчиками, принципов функционирования измерительных приборов, методов обработки и интерпретации полученных данных. Студенты знакомятся с методическими рекомендациями по проведению лабораторных работ на базе технопарка, изучают программное обеспечение для работы с датчиками, осваивают алгоритмы построения графиков и диаграмм по результатам измерений. Особое внимание уделяется методике трансформации научных знаний в доступную для младших школьников форму, умению объяснять сложные явления на доступном языке, использовать измерительные задачи для развития познавательных интересов детей.

Деятельностный компонент формируется в ходе практической работы студентов с оборудованием технопарка, разработки и апробации фрагментов уроков по окружающему миру с использованием цифровых датчиков, организации проектной и исследовательской деятельности младших школьников. Студенты осваивают методику работы с конкретными типами датчиков, учатся планировать эксперименты, обрабатывать и интерпретировать полученные данные, адаптировать измерительные задачи к возрастным особенностям младших школьников.

Этический компонент развивается через осознание студентами важности безопасного использования цифровых технологий, соблюдения авторских прав при создании цифровых образовательных продуктов, формирования у младших школьников культуры пользования информационно-коммуникационными технологиями. В процессе работы с оборудованием технопарка студенты осваивают правила техники безопасности при проведении экспериментов с использованием цифровых датчиков, учатся правильно организовывать рабочее пространство, обеспечивать безопасность детей при работе с оборудованием.

Педагогический технопарк «Кванториум» создаёт уникальные возможности для формирования цифровой грамотности будущих учителей начальных классов. Оснащение технопарка современным лабораторным оборудованием позволяет организовать практическую подготовку студентов. Разработанная структурно-логическая матрица позволяет системно организовать процесс освоения студентами методик работы с цифровыми датчиками применительно к содержанию начального естественно-научного образования. Поэтапное усложнение измерительных задач (от простых измерений в 1-м классе до комплексных исследований в 4-м классе и проектной деятельности во внеурочной работе) обеспечивает преемственность в формировании профессиональных компетенций будущих учителей начальных классов.

Список литературы

1. Алексеева Т.В., Поначугин А.В. Формирование современной образовательной среды на площадках технопарка и кванториума педагогического ВУЗа // Школа будущего. 2023. № 4. С. 68-77.
2. Методические рекомендации по созданию и функционированию педагогических технопарков «Кванториум» на базе образовательных организаций высшего образования: утв. распоряжением Министерства просвещения Российской Федерации от 24.06.2021 № Р-131. // Информационно-правовое обеспечение «Гарант». URL: https://clck.ru/3VAebh (дата обращения: 05.07.2026).
3. Беликова Р.М., Новолодская Е.Г. Развитие естественнонаучной грамотности обучающихся средствами дополнительного образования // Педагогическая перспектива. 2022. № 1(5). С. 57–63. https://doi.org/10.55523/27822559_2022_1(5)_57
4. Лопаткин Г.Ю., Губанова М.И. Формирование цифровой грамотности студентов педагогических направлений в образовательном процессе вуза // Вестник Кемеровского государственного университета. Серия: Гуманитарные и общественные науки. 2025. Т. 9, № 4. С. 529–540.
5. Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования: утв. приказом Минпросвещения России от 31.05.2021 № 286 // Информационно-правовое обеспечение «Гарант». URL: https://clck.ru/3PVnkF (дата обращения: 04.07.2026).
6. Gilster P. Digital literacy. New York: Wiley computer Publishing, 1997. 276 p.
7. Eshet-Alkalai Y. Digital literacy: A conceptual framework for survival skills in the digital era. Journal of Educational Multimedia and Hypermedia. 2004; 13(1): 93–106.
8. Берман Н.Д. К вопросу о цифровой грамотности // Современные исследования социальных проблем. 2017. Т. 8, № 6-2. С. 35–38.
9. Токтарова В.И., Ребко О.В. Цифровая грамотность: понятие, компоненты и оценка // Вестник Марийского государственного университета. 2021. Т. 15, № 2. С. 165–177.
10. Грохотова Е.В. Формирование цифровой грамотности людей третьего возраста на основе курса-трансформера: дис. … канд. пед. наук. Красноярск, 2022. 164 с.
11. Положение о создании и функционировании педагогического технопарка «Кванториум» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Шадринский государственный педагогический университет»: принято Ученым советом ШГПУ 23.03.2023, протокол № 6 // Шадринский государственный педагогический университет: сайт. URL: https://clck.ru/3VAeqS (дата обращения: 05.07.2026).
12. Федеральная рабочая программа начального общего образования «Окружающий мир» (для 1-4 классов образовательных организаций). М.: Институт содержания и методов обучения имени В.С. Леднева, 2025. 111 с.