СУЧАСНИЙ ФІЗИЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ У ДИДАКТИЦІ STEM ОРІЄНТОВАНОГО НАВЧАННЯ

Анотація

Досліджено дидактичні особливості STEM орієнтованих освітніх середовищ: фундаментальні фізико-математичні засади, формування критичного способу мислення, орієнтація на здобуття практичних, інформатичних, соціально-особистісних навичок. З’ясовано ключову роль матеріально-технічного, інформаційного і кадрового забезпечення у реалізації STEM освіти, дидактичні витоки якої знаходяться у теорії і практиці проблемного навчання. Виявлено загальнонаукові засади цього педагогічного підходу: використання наукового та інженерного методів дослідження оточуючої реальності. Теоретично обґрунтовано, що натурний фізичний експеримент з використанням цифрових вимірювальних комплексів, гармонічно поєднує усі компоненти STEM орієнтованої освіти та є дієвою, ефективною і практично придатною платформою для її функціонування і розвитку. На прикладі проблемно орієнтованого завдання з курсу загальної фізики продемонстровано методику реалізації відповідного навчального проекту.

Ключові слова: натурний фізичний експеримент, цифровий вимірювальний комплекс, STEM, освітнє середовище, навчально-дослідницька робота, інженерний метод дослідження, міждисциплінарні зв’язки, лабораторія МАНЛаб.

Определены дидактические особенности STEM ориентированных образовательных сред. Выяснена ключевая роль материально-технического, информационного и кадрового обеспечения в реализации STEM образования, дидактические истоки которой находятся в теории и практике проблемного обучения. Выявлены общенаучные принципы исследуемого педагогического подхода: использование научного и инженерного методов исследования окружающей реальности. Теоретически обосновано, что натурный физический эксперимент с использованием цифровых измерительных комплексов, гармонично сочетает все компоненты STEM ориентированного образования и является действенной, эффективной и практически пригодной платформой для ее функционирования и развития. На примере проблемно ориентированного задания по курсу общей физики продемонстрирована методика реализации соответствующего учебного проекта.

Ключевые слова: натурный физический эксперимент, цифровой измерительный комплекс, STEM, образовательная среда, учебно-исследовательская работа, инженерный метод исследования, междисциплинарные связи, лаборатория МАНЛаб.

Didactic features of the STEM-oriented educational environments are investigated in the article. There are fundamental physical and mathematical principles, critical thinking formation, and accent on gaining practical, informational, social, and personal skills. It was shown the key role of material and technical supplies, information and personnel support in the implementation of STEM education. The education backgrounds are in the theory and practice of problem-based teaching. General scientific principle of the pedagogical approach is revealed; there is the use of methods of scientific and engineering research. Theoretically proved that full-scale physical experiment with the digital measurement systems using combines harmoniously all the components of STEM-oriented education. Such experiments are real, efficient, and practically usable platform for the education development. An example of problem-oriented physics task demonstrates technique of implementing the educational project.

Key words: full-scale physical experiment, a digital measuring system, STEM, educational environment, education and research activity, engineering research method, interdisciplinary connections, MANLab laboratory.