Проєктування інтелектуальної системи персоналізованого розвитку графомоторних навичок у дітей дошкільного віку на основі аналізу відхилень від еталона

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.337036

Ключові слова:

персоналізоване навчання, графомоторні навички, цифрова діагностика, кусочно-лінійна функція, автоматизація навчання, електронний застосунок, графомоторика

Анотація

Об’єктом дослідження є процес формування та розвитку графомоторних навичок у дітей дошкільного віку в умовах використання цифрових освітніх технологій. Графомоторні навички, що є підмножиною дрібної моторики, мають критичне значення для становлення письма та академічного успіху, особливо за умов раннього початку шкільного навчання. Проблема полягає у нестачі індивідуалізації, об’єктивної діагностики та адаптивної корекції в традиційних методиках. При навчанні за традиційними підходами аналіз почерку часто має суб’єктивний характер, а процес формування навичок є складним і вимагає інтеграції когнітивних, моторних і мотиваційних чинників.

Електронний застосунок «Спритні пальчики» використовує математичне моделювання, зокрема кусочно-лінійну апроксимацію з подальшим згладжуванням сплайнами Кетмулла-Рома, для автоматичного та об’єктивного аналізу траєкторій письма в реальному часі. Це дає змогу не лише кількісно та якісно оцінювати відхилення від еталонних зразків, але й формувати персоналізовані рекомендації та завдання. Електронний застосунок підтримує високий рівень мотивації та залученості дітей завдяки інтерактивним і ігровим елементам, а також забезпечує доступність спеціалізованої допомоги, особливо за умов обмежених ресурсів. Застосунок включає ефективну систему моніторингу та звітності, надаючи батькам і педагогам детальні дані про прогрес дитини.

Результати після впровадження застосунку демонструють виражену позитивну динаміку у дітей експериментальної групи. Частка дітей із високим рівнем графомоторних навичок зросла до 46%, тоді як кількість дітей із низьким рівнем зменшилася до 21%

Біографії авторів

Aliya Aitymova, Manash Kozybayev North Kazakhstan University

PhD, Senior Lecturer

Department of Primary, Preschool and Special Education

Anna Shaporeva, Manash Kozybayev North Kazakhstan University

PhD, Associate Professor, Head of Department

Department of Building and Design

Oxana Kopnova, Manash Kozybayev North Kazakhstan University

PhD, Senior lecturer

Department of Mathematics and Physics

Anastasia Petrova, Manash Kozybayev North Kazakhstan University

Senior Lecturer

Department of Primary, Preschool and Special Education

Anara Karymsakova, L.N. Gumilyov Eurasian National University

Candidate of Pedagogical Sciences, Acting Associate Professor

Department of Computer Science

Gulmira Abildinova, L.N. Gumilyov Eurasian National University

PhD, Associate Professor

Department of Informatics

Kainizhamal Iklassova, Manash Kozybayev North Kazakhstan University

PhD, Associate Professor

Department of Information and Communication Technologies

Zhanat Aitymov, Municipal State-Owned Enterprise "Higher Construction and Economic College"

Teacher

Посилання

  1. Ziviani, J. (2006). The Development of Graphomotor Skills. Hand Function in the Child, 217–236. https://doi.org/10.1016/b978-032303186-8.50014-9
  2. Maurer, M. N., Truxius, L., Sägesser Wyss, J., Eckhart, M. (2023). From Scribbles to Script: Graphomotor Skills’ Impact on Spelling in Early Primary School. Children, 10 (12), 1886. https://doi.org/10.3390/children10121886
  3. Józsa, K., Oo, T. Z., Borbélyová, D., Zentai, G. (2023). Exploring the Growth and Predictors of Fine Motor Skills in Young Children Aged 4–8 Years. Education Sciences, 13 (9), 939. https://doi.org/10.3390/educsci13090939
  4. Suggate, S. P., Karle, V. L., Kipfelsberger, T., Stoeger, H. (2023). The effect of fine motor skills, handwriting, and typing on reading development. Journal of Experimental Child Psychology, 232, 105674. https://doi.org/10.1016/j.jecp.2023.105674
  5. Mekyska, J., Šafárová, K., Urbanek, T., Bednarova, J., Zvoncak, V., Havigerova, J. M., Cunek, L. et al. (2023). Graphomotor and Handwriting Disabilities Rating Scale (GHDRS): Towards Complex and Objective Assessment. https://doi.org/10.31234/osf.io/emzpt
  6. Kedar, S., Akash, R., Rohit, T. et al. (2021). Identifying Learning Disability Through Digital Handwriting Analysis. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education (TURCOMAT), 12 (1S), 46–56. https://doi.org/10.17762/turcomat.v12i1s.1557
  7. Truxius, L., Sägesser Wyss, J., Maurer, M. N. (2025). Early handwriting development: a longitudinal perspective on handwriting time, legibility, and spelling. Frontiers in Psychology, 15, 1466061. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2024.1466061
  8. Downing, C., Caravolas, M. (2023). Handwriting legibility and fluency and their patterns of concurrent relations with spelling, graphomotor, and selective attention skills. Journal of Experimental Child Psychology, 236, 105756. https://doi.org/10.1016/j.jecp.2023.105756
  9. Puranik, C. S., AlOtaiba, S. (2012). Examining the contribution of handwriting and spelling to written expression in kindergarten children. Reading and Writing, 25 (7), 1523–1546. https://doi.org/10.1007/s11145-011-9331-x
  10. Gosse, C., Parmentier, M., Van Reybroeck, M. (2021). How Do Spelling, Handwriting Speed, and Handwriting Quality Develop During Primary School? Cross-Classified Growth Curve Analysis of Children’s Writing Development. Frontiers in Psychology, 12. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2021.685681
  11. Alkhatlan, A., Kalita, J. (2019). Intelligent Tutoring Systems: A Comprehensive Historical Survey with Recent Developments. International Journal of Computer Applications, 181 (43), 1–20. https://doi.org/10.5120/ijca2019918451
  12. Karymsakova, A., Abildinova, G., Zhilmagambetova, R., Aitymova, A. (2025). «Nimble fingers» electronic application for the development of graphomotor skills in preschoolers: A randomized controlled trial in Kazakhstan. International Journal of Innovative Research and Scientific Studies, 8 (3), 156–163. https://doi.org/10.53894/ijirss.v8i3.6468
  13. Rangasrinivasan, S., Sumi Suresh, M. S., Olszewski, A., Setlur, S., Jayaraman, B., Govindaraju, V. (2025). AI-Enhanced Child Handwriting Analysis: A Framework for the Early Screening of Dyslexia and Dysgraphia. SN Computer Science, 6 (5). https://doi.org/10.1007/s42979-025-03927-0
  14. Mann, A.-M., Hinrichs, U., Quigley, A. (2015). Digital Pen Technology’s Suitability to Support Handwriting Learning. The Impact of Pen and Touch Technology on Education, 7–22. https://doi.org/10.1007/978-3-319-15594-4_2
  15. Demirci, O., Yilmaz, G. G., Köse, B. (2025). Artificial intelligence-supported occupational therapy program on handwriting skills in children at risk for developmental coordination disorder: Randomized controlled trial. Research in Developmental Disabilities, 161, 105009. https://doi.org/10.1016/j.ridd.2025.105009
  16. Kopnova, O. L., Aytymova, A. M., Abildinova, G. M., Safaraliev, B. S., Koleva, N. S., Panova, M. V. (2024). Assessment of the level of formation of graphomotor skills of preschool and primary school students using graphic tablets. Modern High Technologies, 1 (5), 154–159. https://doi.org/10.17513/snt.40021
  17. Ceccacci, S., Taddei, A., Del Bianco, N., Giaconi, C., Forteza Forteza, D., Moreno-Tallón, F. (2024). Preventing Dysgraphia: Early Observation Protocols and a Technological Framework for Monitoring and Enhancing Graphomotor Skills. Information, 15 (12), 781. https://doi.org/10.3390/info15120781
  18. Khasanah, U., Chusna, N. L., Fatonah, U. (2023). Development of Fine Motor Skills for Early Childhood Based on Augmented Reality. Proceedings of the International Seminar and Conference on Educational Technology (ISCET 2022), 67–77. https://doi.org/10.2991/978-94-6463-236-1_8
  19. Han, W., Wang, T. (2025). From Motor Skills to Digital Solutions: Developmental Dysgraphia Interventions over Two Decades. Children, 12 (5), 542. https://doi.org/10.3390/children12050542
  20. Iklassova, K., Aitymova, A., Kopnova, O., Shaporeva, A., Abildinova, G., Nurbekova, Z. et al. (2024). Ontology modeling for automation of questionnaire data processing. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (2 (131)), 36–52. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.314129
  21. Iklassova, K., Aitymova, A., Kopnova, O., Sarzhanova, A., Abildinova, G., Kushumbayev, A., Aitymov, Z. (2024). Construction of a fuzzy model for managing the process of forming IT-competences. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (3 (129)), 32–43. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.306183
  22. Aitymova, A., Iklassova, K., Abildinova, G., Shaporeva, A., Kopnova, O., Kushumbayev, A. et al. (2023). Development of a model of information process management in the information and educational environment of preschool education organizations. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (3 (122)), 95–105. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.276253
  23. Kunhoth, J., Al-Maadeed, S., Kunhoth, S., Akbari, Y. (2022). Automated Systems for Diagnosis of Dysgraphia in Children: A Survey and Novel Framework. arXiv. https://arxiv.org/abs/2206.13043
  24. Peng, H., Ma, S., Spector, J. M. (2019). Personalized adaptive learning: an emerging pedagogical approach enabled by a smart learning environment. Smart Learning Environments, 6 (1). https://doi.org/10.1186/s40561-019-0089-y
  25. Sinvani, R.-T., Golos, A., Ben Zagmi, S., Gilboa, Y. (2023). The Relationship between Young Children’s Graphomotor Skills and Their Environment: A Cross-Sectional Study. International Journal of Environmental Research and Public Health, 20 (2), 1338. https://doi.org/10.3390/ijerph20021338
  26. Dui, L. G., Calogero, E., Malavolti, M., Termine, C., Matteucci, M., Ferrante, S. (2021). Digital Tools for Handwriting Proficiency Evaluation in Children. 2021 IEEE EMBS International Conference on Biomedical and Health Informatics (BHI), 1–4. https://doi.org/10.1109/bhi50953.2021.9508539
  27. van der Meer, A. L. H., van der Weel, F. R. (Ruud). (2017). Only Three Fingers Write, but the Whole Brain Works†: A High-Density EEG Study Showing Advantages of Drawing Over Typing for Learning. Frontiers in Psychology, 8. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2017.00706
  28. Kadar, M., Wan Yunus, F., Tan, E., Chai, S. C., Razaob@Razab, N. A., Mohamat Kasim, D. H. (2019). A systematic review of occupational therapy intervention for handwriting skills in 4–6 year old children. Australian Occupational Therapy Journal, 67 (1), 3–12. https://doi.org/10.1111/1440-1630.12626
  29. Edwards, L. (2003). Writing Instruction in Kindergarten. Journal of Learning Disabilities, 36 (2), 136–148. https://doi.org/10.1177/002221940303600206
  30. Koran, N., Berkmen, B., Adalıer, A. (2021). Mobile technology usage in early childhood: Pre-COVID-19 and the national lockdown period in North Cyprus. Education and Information Technologies, 27 (1), 321–346. https://doi.org/10.1007/s10639-021-10658-1
  31. Kunhoth, J., Al-Maadeed, S., Kunhoth, S., Akbari, Y., Saleh, M. (2024). Automated systems for diagnosis of dysgraphia in children: a survey and novel framework. International Journal on Document Analysis and Recognition (IJDAR), 27 (4), 707–735. https://doi.org/10.1007/s10032-024-00464-z
  32. Couse, L. J., Chen, D. W. (2010). A Tablet Computer for Young Children? Exploring its Viability for Early Childhood Education. Journal of Research on Technology in Education, 43 (1), 75–96. https://doi.org/10.1080/15391523.2010.10782562
  33. Abaevna, A. (2025). Effective Use of Digital Technologies in Primary School. Eurasian Science Review An International Peer-Reviewed Multidisciplinary Journal, 1 (3), 2286–2298. https://doi.org/10.63034/esr-377
  34. Kurniawan, A. P., Sartono, N. N., Zikra, F. A., Ulwan, A. I. (2019). Multimedia Augmented Reality Technology in Daily Basic Knowledge Learning Media for Early Childhood and Kindergarten. IJAIT (International Journal of Applied Information Technology), 3 (01), 18. https://doi.org/10.25124/ijait.v3i01.2493
  35. Šafárová, K., Mekyska, J., Urbánek, T., Čunek, L., Galáž, Z., Mucha, J. et al. (2022). Grafomotorické dovednosti. Nakladatelství Masarykovy university. https://doi.org/10.5817/cz.muni.m280-0257-2022
  36. Mayer, C., Wallner, S., Budde-Spengler, N., Braunert, S., Arndt, P. A., Kiefer, M. (2020). Literacy Training of Kindergarten Children With Pencil, Keyboard or Tablet Stylus: The Influence of the Writing Tool on Reading and Writing Performance at the Letter and Word Level. Frontiers in Psychology, 10. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.03054
Проєктування інтелектуальної системи персоналізованого розвитку графомоторних навичок у дітей дошкільного віку на основі аналізу відхилень від еталона

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-08-29

Як цитувати

Aitymova, A., Shaporeva, A., Kopnova, O., Petrova, A., Karymsakova, A., Abildinova, G., Iklassova, K., & Aitymov, Z. (2025). Проєктування інтелектуальної системи персоналізованого розвитку графомоторних навичок у дітей дошкільного віку на основі аналізу відхилень від еталона. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(2 (136), 52–69. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.337036

Номер

Том 4 № 2 (136) (2025): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Інформаційні технології

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Aliya Aitymova, Anna Shaporeva, Oxana Kopnova, Anastasia Petrova, Anara Karymsakova, Gulmira Abildinova, Kainizhamal Iklassova, Zhanat Aitymov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.