ЗБІРНИК НАУКОВИХ ПРАЦЬ КАМ'ЯНЕЦЬ-ПОДІЛЬСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ІВАНА ОГІЄНКА. СЕРІЯ ПЕДАГОГІЧНА

МЕТОДОЛОГІЧНИЙ АСПЕКТ STEM-ОСВІТИ У КОНТЕКСТІ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ФІЗИЧНИХ ЗАДАЧ

Юрій ГАЛАТЮК, Тарас ГАЛАТЮК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті стверджується, що основою для впровадження елементів STEM-освіти у процес навчання природничих предметів, зокрема фізики, є їх інтеграція на основі відображення методології природничої науки. Акцентується увага на можливостях формування методологічних знань учнів у процесі розв’язування фізичних задач. Показано, що методологічний зміст розв’язку навчальної фізичної задачі полягає у теоретичному моделюванні. При цьому модель розв’язку задачі складається з трьох компонентів: фізичного, математичного та графічного. Процес побудови теоретичної моделі розв’язку задачі відображає навчальне дослідження і ґрунтується на застосуванні наукових методів пізнання. Теоретичні моделі розв’язку однієї задачі можуть відрізнятись і навпаки, математичні компоненти теоретичних моделей розв’язків різних задач можуть бути аналогами. Приклад побудови теоретичної моделі розв’язку творчої фізичної задачі на основі методу аналогії є підтвердженням того, що методологічні знання є орієнтувальною основою творчої пізнавальної діяльності.
Ключові слова: STEM-освіта, міжпредметна інтеграція, методологічні знання, навчальна фізична задача, теоретичне моделювання.

ФОРМУВАННЯ STEM-КОМПЕТЕНТНОСТІ У ЗДОБУВАЧІВ СЕРЕДНЬОЇ ОСВІТИ ЗАСОБАМИ РОБОТОТЕХНІКИ

Ірина ЗАКАРЛЮКА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Стаття присвячена питанню формування STEM-компетентності у здобувачів середньої освіти засобами робототехніки на уроках природничо- математичних дисциплін. В роботі охарактеризовано підходи науковців до потрактування такої дефініції як STEM-компетентності та її структури, в результаті чого описується власна її модель, яка включає когнітивну та некогнітивну складові. У статті зазначається про інтеграційний характер STEM-компетентності, що потребує трансдисциплінарного підходу до її формування та інтеграційних засобів навчання. природничо-математичних дисциплін. Основою формування STEM-компетентності автор розглядає STEM-знання, які здобувачі отримують на уроках природничо-математичних дисциплін. Автор запропоновано використання робототехнічних набори на основі «базово-модельного» підходу, як засобу формування STEM-компетентності під час вивчення тем з різних дисциплін. В статті роз глянуто приклади STEM-задач з використанням робототехнічних наборів на уроках математики, фізики, географії та інших, що сприяють формуванню STEM-компетентності.
Ключові слова: STEM-компетентність, модель STEM-компетентності, робототехніка, природничоматематичні дисципліни, інтегрований підхід.

ФОРМУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО МИСЛЕННЯ ЗАСОБАМИ STEM-ОСВІТИ МАЙБУТНЬОГО ВЧИТЕЛЯ ФІЗИКИ

Ганна КАСЯНОВА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті обґрунтовано значущість розвитку технічного мислення вчителя фізики в умовах його професійної підготовки. Виявлено особливості професійного мислення вчителя. Обґрунтовано необхідність розвитку педагогічного мислення, а також технічного, як спеціального для предметної галузі. Показано, що технічне мислення – це процес відображення у свідомості людини об’єктів і процесів технічної діяльності. Цей вид мислення пов’язаний із мисленнєвою діяльністю, спрямованою на оперування технічними образами в їх статичному і динамічному стані. Якісний аналіз структури і процесу технічного мислення дозволяє обґрунтувати поняття «технічного мислення». Технічне мислення – це практично-дійове мислення, спрямоване на оперування технічними образами під час виробничої та творчої діяльності людини. Воно спроможне вирішувати складні виробничі завдання у будь-якій штатній або критичній ситуації.
STEM-освіта – це спеціалізований освітній напрямок, головний акцент у якому зроблено на вивченні точних та природничих наук, із додаванням потужного інноваційного та технологічного компонентів. Цілком справедливо зазначити, що STEM – це найкраще освітнє рішення для майбутніх фахівців у галузі техніки та технологій.
Базою для STEM-освіти виступають наукові методи, математичне моделювання, інженерний дизайн та інноваційне мислення. З цього опису може здатися, що йдеться про освіту, призначену винятково для підготовки майбутніх IT-фахівців, і частково це буде правдою. Втім, STEM-освіта є ширшою, адже поєднує точні науки з креативним підходом і сприяє розвитку обох сторін в особистості майбутнього вчителя фізики.
Ключові слова: професійна підготовка вчителя фізики, професійне мислення, технічне мислення, формування технічного мислення, STEM-освіта, засоби STEM-освіти, роль STEM-освіти у формуванні технічного мислення.

ФОРМУВАННЯ STEM-КОМПЕТЕНТНОСТІ МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ ФІЗИКИ

Ольга КСЕНДЗЕНКО — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто теоретично-наукові проблеми та особливості формування STEM-компе тентності усіх учасників освітнього процесу у процесі вивчені фізико-математичних дисциплін та природничих наук. Під час аналізу теоретичних і практичних даних нами було узагальнено визначення STEMкомпетентності та сформовані основні компоненти та рівні, якими можуть оволодіти майбутні учителі фізики в процесі впровадження у навчальний процес різних прикладних програм, засобів робототехніки, віртуальних лабораторій, спеціалізованого програмного та апаратного забезпечення, а також їх практичної діяльності.
Таким чином, при введенні STEM-компетентності вирішуються багато питань, таких як, питання інновації та креативності, комунікації, критичного мислення, співпраця, саморегуляція, педагогічна та психологічна майстерність. Враховуючи те, що STEM є поняттям, специфічним для контексту в різних науково-технологічних напрямках, даний набір навичок допоможе усім учасникам сучасного освітнього процесу однаково розуміти навчальну сферу та її передбачувану мету.
Ключові слова: цифрові компетентності, STEM-компетентності, STEM-освіта, інформаційні технології, робототехніка, навчальний процес з фізики.

РОЛЬ МОБІЛЬНИХ ДОДАТКІВ В УДОСКОНАЛЕННІ НАВЧАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ З ФІЗИКИ

Оксана СТЕЦЮК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті доведено актуальність проблеми використання мобільних технологій у навчальному процесі з фізики, зокрема мобільних додатків, 3D-моделей та AR (доповнена реальність, англ. augmented reality, AR) технологій зумовлену необхідністю впровадження дослідницького методу навчання, який забезпечує значно вищий рівень активізації пізнавальної діяльності учнів з фізики. Особливу увагу приділено мобільному додатку ArBook як сучасному та ефективному освітньому інструменту. Розглянуто переваги використання ArBook при вивченні фізики; запропоновано способи його застосування під час змішаного навчання; наведені практичні результати застосування технології доповненої реальності при вивченні тем з фізики. Описано можливості й особливості організації навчання учнів із використанням технологій доповненої реальності на прикладі досвіду використання в навчальному процесі, визначено позитивні сторони їх застосування. Здійснена оцінка ефективності та доцільності застосування мобільних технологій при змішаному навчанні учнів, завдяки чому підтверджено, що використання мобільних технології і технологій доповненої реальності під час навчального процесу з фізики сприяє підвищенню успішності здобувачів освіти.
Ключові слова: мобільні технології, мобільні додатки, 3D-моделі, доповнена реальність, змішане навчання.

ХМАРНЕ НАВЧАННЯ ТА ІННОВАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ – НЕОБХІДНИЙ ІНСТРУМЕНТ В УМОВАХ STEM-ОСВІТИ

Юрій СМОРЖЕВСЬКИЙ, Людмила ШЛАПАК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто загальні засади STEM-освіти, здійснений аналіз існуючих хмарних технологій, їх використання у навчальній діяльності та можливості застосування сучасних хмарних технологій в освітній практиці. Описано значення інноваційних технологій в умовах STEM-освіти. Обґрунтовано, що впровадження хмарних технологій в навчальному процесі під час викладання дисциплін природничоматематичного циклу підвищить якість освіти і забезпечить активність усіх суб’єктів навчально-виховного процесу. Авторами продемонстровано деякі приклади застосування хмарних сервісів, що надають широкі можливості для створення різних навчальних ситуацій.
Ключові слова: STEM-освіта, природничо-математичні дисципліни, хмарні технології, інноваційні технології, освітнє середовище, інформаційні компетенції, навчальна діяльність.

РОЗВИТОК МЕТОДИЧНОЇ КОМПЕТЕНТНОСТІ МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ФІЗИКИ ТА ІНФОРМАТИКИ В УМОВАХ РЕАЛІЗАЦІЇ МУЛЬТИДИСЦИПЛІНАРНОСТІ В ОСВІТНЬОМУ ПРОЦЕСІ

Анна ТКАЧЕНКО, Валерій ГРИЦЕНКО, Людмила КУЛИК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Стаття присвячена питанням трансформації професійно-методичної підготовки майбутніх вчителів фізики та інформатики у закладах вищої освіти. Проаналізовано сучасні тенденції оновлення змісту фахової підготовки майбутніх вчителів фізики та інформатики на основі засадничих положень Концепції Нової української школи. Обґрунтовано необхідність оновлення та/або удосконалення професійної підготовки майбутніх вчителів відповідно до актуальних тенденцій реформування освітньої галузі й запровадження інноваційних методик, методів і засобів навчання, які б забезпечували відповідність особистісних якостей і набутих компетентностей випускників ЗВО потребам та вимогам сучасного ринку праці. У статті окреслено важливість підготовки інноваційного вчителя до організації та реалізації проєктної технології навчання у закладах загальної середньої освіти. Описано етапи роботи здобувачів освіти (майбутніх вчителів) щодо організації проєктної діяльності учнів. Розроблено орієнтовний «Шаблон методичного паспорту навчального проєкту», відповідно до якого студенти розробляють сценарії реалізації навчальних проєктів в освітньому процесі сучасної школи. Подано приклад сценарію навчального проєкту, розробленого студентами, який пройшов успішну апробацію під час проходження здобувачами освіти педагогічної практики у закладах загальної середньої освіти.
Ключові слова: навчальний проєкт, підготовка майбутніх вчителів фізики та інформатики, методика навчання фізики, мультидисциплінарність в освіті.

МІЖПРЕДМЕТНА ІНТЕГРАЦІЯ ПРИ РЕАЛІЗАЦІЇ STEM-ПРОЄКТІВ

Наталя ХАРАДЖЯН, Світлана АГАФОНОВА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті досліджуються різновиди міжпредметних інтеграцій для реалізації STEM-підходу та STEM-проєктів. Проаналізовано такі підходи: інтерпредметний, мультипредметний, кроспредметний та транспредметний. В якості прикладу міжпредметної інтеграції розглянуто реалізацію STEM-проєкту «Смартпомічник для людей з вадами зору». В основі роботи приладу покладено принцип вимірювання відстані за допомогою ультразвуку. Даний проект можна віднести до мультипредметного. Оскільки основні знання необхідно отримати на уроці фізики. Подано технологічну карту проєкту з описом етапів, термінів, ресурсів та ролей учасників. Окреслено очікувані результати проєкту для учнів у розвитку практичних навичок та компетентностей. Матеріал статті може стати теоретичною базою для подальших досліджень міжпредметних STEM-підходів та їх практичного застосування у навчальному процесі. Також в окремій таблиці наведено основні етапи виконання проекту, що також можу слугувати прикладом для провадження проектної діяльності в закладах освіти.
Ключові слова: STEM-підхід, STEM-проєкт, міжпредметна інтеграція, технологічна карта.

ТИТУЛЬНА СТОРІНКА

Тетяна ЛЮБА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Матеріали збірника є відображенням результатів наукових досліджень авторів та набутого ними досвіду проблеми визначення дидактичних передумов становлення майбутнього вчителя в умовах інновацій природничо-математичної освіти. Наукові пошуки дослідників відображено у чотирьох розділах збірника: 1) природничо-наукова освіта: розробка та впровадження інноваційних проєктів, програм, методик та технологій; 2) основи формування професійних якостей майбутніх учителів фізико-технологічних дисциплін в умовах мультидисциплінарності STEM-освіти; 3) інтеграційна дидактична модель реалізації фізичного складника змісту загальної середньої освіти; 4) формування природничоматематичної компетентності та світогляду майбутнього вчителя в умовах НУШ та реалізації інформаційно-комунікаційних технологій.
Збірник буде корисним для науково-педагогічних працівників закладів вищої освіти, працівникам системи загальної середньої освіти, здобувачам вищої освіти всіх рівнів, а також усім, хто цікавиться розвитком та розбудовою сучасної природничо-математичної та фізико-технологічної освіти.

ЗМІСТ

Тетяна ЛЮБА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

ЗМІСТ

ПЕРЕДМОВА

Тетяна ЛЮБА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

В умовах стрімкого розвитку технологій фахова підготовка майбутніх вчителів стає надважливою. Інноваційний підхід до природничо-наукової освіти визначає нові вимоги до фахівців у галузі освіти, готових впроваджувати передові методики та технології в освітній процес. Сучасні інновації у сфері природничонаукової освіти вимагають нових підходів та компетенцій. Сучасний вчитель не лише володіє певним арсеналом знань, але й вміє стимулювати інтелектуальний розвиток учнів, розвивати їх творчий потенціал та критичне мислення.
У збірнику віддзеркалено сучасні тенденції та перспективи розвитку педагогічної науки, спрямованої на формування вчителя, здатного ефективно працювати в умовах модернізації освіти. Автори праць звертають увагу на роль інновацій у процесі навчання природничих наук, сучасні методики, технології та підходи, що сприяють розвитку науково-дослідницьких умінь учнів. Зокрема, акцентується увага на використанні інтерактивних методів, інформаційно-комунікаційних технологій та педагогічних інновацій у викладанні предметів природничоматематичного циклу.
Загалом матеріали Збірника «ДИДАКТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ СТАНОВЛЕННЯ МАЙБУТНЬОГО ВЧИТЕЛЯ В УМОВАХ ІННОВАЦІЙ ПРИРОДНИЧОНАУКОВОЇ ОСВІТИ» подано в чотирьох розділах, які розкривають сучасні підходи до розвитку природничо-математичної та фізико-технологічної освіти, а саме:
1. Природничо-наукова освіта: розробка та впровадження інноваційних проєктів, програм, методик та технологій.
2. Основи формування професійних якостей майбутніх учителів фізикотехнологічних дисциплін в умовах мультидисциплінарності STEM-освіти.
3. Інтеграційна дидактична модель реалізації фізичного складника змісту загальної середньої освіти.
4. Формування природничо-математичної компетентності та світогляду майбутнього вчителя в умовах НУШ та реалізації інформаційно-комунікаційних технологій.
Помітною тенденцією матеріалів Збірника є інноваційна зорієнтованість дидактичних передумов становлення майбутнього вчителя в умовах новаторства природничо-наукової освіти.

Редакційна колегія збірника

АЛФАВІТНИЙ ПОКАЖЧИК АВТОРІВ

Тетяна ЛЮБА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

АЛФАВІТНИЙ ПОКАЖЧИК АВТОРІВ

ВІДОМОСТІ ПРО АВТОРІВ

Тетяна ЛЮБА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

ВІДОМОСТІ ПРО АВТОРІВ

ФОРМУВАННЯ УМІНЬ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ПРИКЛАДНИХ ЗАДАЧ МЕТОДАМИ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНИХ РІВНЯНЬ

Катерина ГЕСЕЛЕВА, Тетяна ДУМАНСЬКА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті акцентується увага на необхідності навчання розв’язуванню прикладних задач, обґрунтовується необхідність оволодіння вміннями математичного моделювання як універсального методу розв’язування прикладних і практичних задач, представлено досвід формування у здобувачів вищої освіти вмінь математичного моделювання прикладних задач методами диференціальних рівнянь, виявлені міжпредметні зв’язки, наведені приклади розв’язування задач геометричного та фізичного змістів з теми «Диференціальні рівняння». Розв’язування задач проведено в три етапи, а саме: побудова математичної моделі, дослідження моделі та інтерпретація отриманих результатів.

Ключові слова: математичне моделювання, формування умінь математичного моделювання, прикладні задачі, диференціальні рівняння, методика розв’язування прикладних задач.

УМОВИ ВИКОРИСТАННЯ КОНФОРМНИХ ВІДОБРАЖЕНЬ ДЛЯ ВИВЧЕННЯ ФРАКТАЛЬНОГО СТИСНЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ

Ірина КОВАЛЬСЬКА, Олена РАДЗІЄВСЬКА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Для опису властивостей самоподібності та інваріантності, що спостерігаються в різних фізичних ситуаціях, в сучасній науці активно використовується теорія фракталів та му льтифракталів. Розглядається конформне відображення першого роду, яке задається цілою лінійною функцією w = az + b , де w, z – комплексні змінні, a, b – комплексні сталі, a ≠ 0. З його допомогою виконуються афінні перетворення для побудови трикутника Серпінського та кривої Коха через задання функцій w₃(z) і відшукання коефіцієнтів Re а_і, Im а_і, Re b_i, Im b_i, і = 1,2,3 або і = 1,2,3,4. Ці коефіцієнти кодують зображення об’єкта і за ними його можна однозначно відновити. Визначається, що метод, при якому виявляються самоподібні області в об’єкті і знаходяться для них коефіцієнти конформного відображення працює за умови, що кожне таке відображення є стискуючим. Лише тоді теорема Банаха про нерухому точку забезпечить збір зображень при декомпресії. Цей метод стиснення графічної інформації називають фрактальним.
Ключові слова: самоподібність, фрактальна розмірність, фрактальні множини, конформне відображення, афінні перетворення, стискуюче відображення, нерухома точка, ітерації, декомпресія.

СВІТОГЛЯДНО-ЦІННІСНІ АСПЕКТИ STEM-ОСВІТИ

Аркадій КУХ, Оксана КУХ — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

STEM зарекомендувала себе як Інноваційна технологія природничо-математичної освіти, що покликана сформувати логічне мислення, технічну грамотність, вирішення проблемних питань, оволодіння цифровими технологіями. Головна мета впровадження STEM-освіти полягає в реалізації державної політики щодо посилення розвитку науково-технічного напряму в навчально-методичній діяльності на всіх рівнях. На основі визначення компетентностей, що формуються інформаційно-освітнім середовищем STEM-освіти пропонується модель цілей вибіркових дисциплін для STEM-освіти. Основна увага при цьому приділяється визначенню структури світоглядних цінностей, які формуються змістом природничих дисциплін. Пропонується практична реалізація системи цінностей для визначення результатів, зміст практичної та дослідницької діяльності здобувачів освіти. Світоглядно-ціннісний підхід до визначення програмних результатів навчання може стати основою для формування стандартів STEM-освіти на змістовому та матеріально-технічному рівні.
Ключові слова: cвітогляд, наукова картина світу, інформаційно-освітнє середовище, природничо-наукова компетентність, STEM.

ВИКОРИСТАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЗАВДАНЬ В КУРСІ ГЕОГРАФІЇ

Вадим МЕНДЕРЕЦЬКИЙ — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

В статті показана важливість створення ефективної системи експериментаторської підготовки майбутніх учителів географії. Основною доктриною при вивченні сучасної географії як і інших природничонаукових курсів є схема, що об’єднує комплекс теоретичних, та лабораторно-практичних засобів пізнання явищ в природі. Сприйняття теоретичних положень, їх перевірка на практичних заняттях та моделювання під час виконання експериментальних завдань – рівнозначні в набутті наукових знань. Складові пропонованої системи формування експериментаторської компетентності майбутнього педагога вирізняються адаптованістю до сучасних освітніх вимог, цілезоорієнтованістю організації підготовки майбутнього фахівця, використанням компетентнісно орієнтованого підходу до планування навчального процесу. Організувати продуктивну підготовку майбутнього вчителя як експериментатора не можливо за допомогою лише традиційно організованої системи експериментальної діяльності. Як показує досвід, підвищити ефективність такої діяльності можна лише за умови доповнення її оптимально організованою системою добору і використанням експериментальних завдань. Важливим є цілезоорієнтоване управління експериментаторською підготовкою майбутніх учителів за умови створення освітнього середовища, що ґрунтується на запровадженні в навчальний процес дослідницьких освітніх технологій, які забезпечені відповідними методичними розробками.
Ключові слова: експериментальні завдання, природничі дисципліни, географія, географічна компетентність, методична система підготовка майбутніх учителів, освітнє середовище, заклад освіти, якість освіти, навчальний процес.

ВИКОРИСТАННЯ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ ТА МЕТОДІВ ГЛИБОКОГО НАВЧАННЯ В ХМАРНИХ ОБЧИСЛЕННЯХ

Ростислав МОЦИК, Ірина ПОНЕДІЛОК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Штучний інтелект (ШІ) все більше впроваджується в багато програм у різних секторах, таких як охорона здоров’я, освіта, безпека та інші сфери людської діяльності. Останнім часом відбувся швидкий розвиток технологій хмарних обчислень, що призвело до впровадження штучного інтелекту в хмарні обчислення для покращення та оптимізації наданих технологічних послуг. Розгортання штучного інтелекту в хмарних додатках призвело до створення автономних обчислень, за допомогою яких системи досягають заявлених результатів без втручання людини. Незважаючи на кількість досліджень автономних обчислень, робота з впровадження ШІ у хмарні обчислення для підвищення їх продуктивності та розподілу ресурсів залишається фундаментальною проблемою. У нашому дослідженні висвітлюються різні прояви, ролі, тенденції та проблеми, пов’язані з моделями хмарних обчислень на основі ШІ. Пропонуються майбутні напрямки використання ШІ в обчисленнях наступного покоління для нових обчислювальних парадигм, таких як хмарні середовища. Застосування алгоритмів та методів на основі штучного інтелекту, економії коштів, автоматизації, зменшення споживання енергії та вирішення складних проблем хмарних обчислень є основними висновками, викла деними в нашій статті.
Ключові слова: Штучний інтелект, AI, хмарні обчислення, глибоке навчання, машинне навчання, Інтернет речей, IoT.

ФОРМУВАННЯ ПРЕДМЕТНИХ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ МАЙБУТНЬОГО ВЧИТЕЛЯ ФІЗИКИ ЗАСОБАМИ ІКТ

Олег ПАНЧУК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто значення компетентнісного підходу при підготовці майбутніх фахівців, під яким розуміється спрямованість освітнього процесу на формування і розвиток ключових і предметних компетентностей особистості. Обґрунтована необхідність вдосконалення системи професійної підготовки майбутніх учителів на основі раціонального поєднання традиційних та інноваційних форм організації навчального процесу, зокрема використання сучасних педагогічних програмних засобів навчання.
Методичні особливості проведення занять з фізики при використанні ІКТ відрізняється від класичної тим, що вчителю потрібно розробляти нові структурно-логічні схеми, цілий пакет електронних матеріалів (електронні додатки у вигляді таблиць, графіків, діаграм, електронні підручники, презентації, відеоматеріали, комплекси електронних віртуальних лабораторних робіт, тощо) до занять.
Засоби ІКТ дозволяють викладачу розширити можливості представлення різного типу інформації, активізувати увагу студентів, посилити їх мотивацію, розвинути пізнавальні процеси: мислення, уявлення та фантазію, впроваджувати моделювання фізичних процесів та об’єктів, здійснювати автоматизований контроль знань, реалізувати технологію дистанційного та особисто-орієнтованого навчання.
Ключові слова: компетенція, компетентність, інформаційно-комунікаційні технології, професійна компетентність, предметна компетентність.

ВИВЧЕННЯ ФРАКТАЛІВ В УНІВЕРСИТЕТСЬКОМУ КУРСІ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ

Руслан ПОВЕДА, Тетяна ПОВЕДА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Проблема побудови антен, узгоджених для роботи в широкій смузі частот була та залишається актуальною. Одним із способів побудувати такі широкосмугові конструкції антен є використання фракталів. У роботі представлено результати науково-дослідної роботи з конструювання та вимірювання характеристик фрактальної варіації петльового вібратора Пістолькорса з ітераціями 0 (власне, сам вібратор Пістолькорса), ітераціями № 1 та № 2, зафіксовано утворення широкосмугової зони безперервного узгодження вже в ітерації № 2. Аналіз отриманих результатів буде корисним під час вивчення освітнього компонента «Електродинаміка» в умовах фахової підготовки майбутніх вчителів фізики. У процесі вивчення теми «Радіозв’язок», при розгляді відкритого коливального контуру та способів випромінювання електромагнітних хвиль в ефір, фаховий інтерес становить дослідження, побудова та використання даного перспективного напрямку розвитку антенних систем.
Ключові слова: фрактали, вібратор Пістолькорса, широкосмугові антени, електродинаміка, радіо зв’я зок.

ПРОФЕСІЙНИЙ КОНТЕКСТ НАВЧАННЯ ЯК БАЗОВА СКЛАДОВА ПІДГОТОВКИ МАЙБУТНЬОГО ВЧИТЕЛЯ В УНІВЕРСИТЕТ

Тетяна ПОВЕДА, Руслан ПОВЕДА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Основне завдання фахової підготовки майбутнього вчителя фізики полягає не лише в його ознайомленні з сучасними методами, засобами та формами навчання у закладах загальної середньої освіти, а також вирішення ним ситуаційних завдань з фаху, які будуть мати місце у його майбутній професійній діяльності. Основою для вирішення даного завдання вбачаємо технологію контекстного навчання, яка полягає у максимальному залученні здобувачів вищої освіти до виконання тих завдань і ролей, які властиві їх майбутній професійній діяльності. Для цього необхідно забезпечити фахову готовність студентів до організації діяльності учнів на уроках фізики (ґрунтовні знання з різних розділів фізики, знання історії фізики, математична компетентність, обізнаність з системою шкільного фізичного експерименту та технікою і методикою його проведення) та розробити систему ситуаційних завдань, виконання яких передбачає виконання функцій учителя фізики у ЗЗСО. Така діяльність забезпечує розуміння реальних професійних ситуацій, має навчал ьний та професійний аспекти та дає змогу реалізувати зворотній зв’язок між викладачем і студентом, студентом і учнем.
Включення у навчальну діяльність здобувачів вищої освіти ситуаційних завдань з методики навчання фізики дозволяє поєднати таку діяльність з професійною і по своїй суті є квазіпрофесійною (квазі мето дич ною) діяльністю (квазі – від лат. quasi – якби, немов). Квазіпрофесійна діяльність передбачає відтворення умов і динаміки реального уроку ф ізики в аудиторних умовах. Така діяльність сприяє побудові майбутніми вчителями фізики власн ої педагогічної траєкторії, що в перспективі може розвитись до авторських педагогічних технологій.
Ключові слова: контекстне навчання, квазіпрофесійна діяльність, квазіметодична діяльн ість, майбутній вчитель фізики, фахова підготовка.

ЗАСТОСУВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТА КОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ АКТИВІЗАЦІЇ ПІЗНАВАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ СТУДЕНТІВ ПРИ ВИВЧЕННІ АСТРОНОМІЇ

Галина РОКИЦЬКА, Ріта ГРАНАТ, Валентина ЛОЗОВЕЦЬКА, Юрій МИРОШНІЧЕНКО — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У контексті активного розвитку телекомунікаційних засобів, мультимедіа та інформаційних систем, а також процесу модернізації вищої освіти в Україні, використання інформаційно-комунікаційних технологій на заняттях з астрономії набуває важливого значення. У сучасній системі освіти виникає потреба переглянути та оновити застарілі методи, прийоми та форми навчання, особливо з огляду на широке використання інформаційно-комунікаційних технологій. Ця потреба обумовлена переходом до більш активного використання технологій для передачі інформації та підтримки взаємодії між викладачами і студентами, особливо в контексті систем відкритої та дистанційної освіти. впровадження нових освітніх технології, зокрема ІКТ, забезпечує гнучкий і різноманітний набір технологічних інструментів, сприяє навичкам вирішення проблем у студентів, дає можливість розвивати критичне мислення та навички ефективної обробки інформації, заохочує активне самостійне, автономне і спільне вивчення астрономії, мотивує та полегшує вивчення науки, посилює підготовку викладача.
Ключові слова: технології навчання, комунікаційні, інформаційні, навчання, астрономія, компетенції, компетентність, компетенції викладача закладів вищої освіти, професійна компетентність викладача закладів вищої освіти, викладач астрономії.

МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ПОНЯТЬ ІННОВАЦІЙНИХ SOFT SKILLS ЦИФРОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Микола САДОВИЙ, Олена ТРИФОНОВА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Статтю присвячено проблемі виокремлення понять цифрової трансформації, цифровізації, цифрових технологій та Soft Skills цифрових технологій. Створено структуру кожного з них і визначено зміст. Поняття цифрова трансформація розглядається як впровадження інноваційних технологій (штучний інтелект, хмарні рішення, аналітика даних, Інтернет речей та ін.) в життя суспільства, що автоматично змінює корпоративну культуру та процеси з використання потужності цих технологій. Це не просто оновлення програмного забезпечення чи обладнання. Це зміна способу мислення та нових правил ведення бізнесу в світі, де інноваційні технології миттєво визначають загальні правила гри. Тому похідними тут будуть поняття цифровізації та цифрових технологій. Маючи важливі висновки щодо цифрової трансформації ми прийшли до висновку, що цифрові складові ефективно сприяють розвитку цифрових компетентностей у всій різноманітності цифрових Soft Skills. Цифрові технології – це великий світ, де інформація перетворюється на біти, кубіти, тріти і використовується для обробки, передачі та зберігання даних. Наочно показано структуру поняття Soft Skills цифрових технологій. Вона охоплює 12 понять і 34 зв’язків між ними. Вони включають комунікаційні та колективні платформи, управління часом, проблемні вирішення, критичне мислення, адаптація, написання комп’ютерних програм, мови програмування та інші.
Ключові слова: цифрова трансформація, цифровізація, цифрові технології, м’які навички (Soft Skills), тверді навички, інновації, освітній процес, мислення.

ПІДГОТОВКА МАЙБУТНЬОГО ВЧИТЕЛЯ ДО СТВОРЕННЯ БЕЗПЕЧНОГО ОСВІТНЬОГО СЕРЕДОВИЩА В ЗАКЛАДІ СЕРЕДНЬОЇ ОСВІТИ

Оксана ЧОРНА, Олег РАЧКОВСЬКИЙ — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Аргументовано, що серед пріоритетних завдань закладів середньої освіти є створення безпечних умов освітнього процесу з урахуванням принципів здорового, активного та безпечного способів життя. Майбутній вчитель повинен уміти організовувати освітнє середовище з урахуванням правил безпеки життєдіяльності, санітарних правил і норм, протиепідемічних правил; надавати домедичну допомогу учасникам освітнього процесу; планувати освітній процес з урахуванням принципів здорового, активного та безпечного способів життя та, водночас, сприяти формуванню у здобувачів середньої освіти здоров’язбережувальної компетентності.
Відзначено важливі напрямки підготовки вчителя до створення безпечного освітнього середовища в закладі середньої освіти, які охоплюють як фізичний, так і психосоціальний аспекти безпеки: знання нормативноправових документів галузі освіти. Майбутні вчителі повинні вивчати законодавство, яке регулює безпеку в освітніх установах, включаючи нормативно-правові акти з охорони праці, пожежної і техногенної безпеки, знати права та обов’язками вчителя щодо створення безпечного освітнього середовища. Вчителі повинні проходити практичне навчання з використання первинних засобів пожежогасіння та знати правила евакуації, уміти реагувати на різні екстрені ситуації, включаючи аварії, воєнні дії, природні катастрофи та інші небезпеки; розуміння вчителем психосоціальних аспектів безпеки, таких як психічне здоров’я учнів та вчителів, запобігання конфліктам, боротьба з булінгом, мобінгом.
Ключові слова: майбутній вчитель, безпека, освітній процес, освітнє середовище, безпечне освітнє середовище, заклад середньої освіти.

ПРОБЛЕМИ КОМУНІКАЦІЇ УЧАСНИКІВ ОСВІТНЬОГО ПРОЦЕСУ ПРИ ВИВЧЕННІ МАТЕМАТИКИ В УМОВАХ ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАННЯ

Олена ЯЩУК, Ростислав МОЦИК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянута актуальність проблеми комунікації між учасниками освітнього процесу на факультеті початкової освіти при вивченні математики в умовах дистанційного навчання. Зроблено аналіз останніх досліджень і публікацій, розкрито основні проблеми комунікації учасників освітнього процесу.
Дана характеристика різним інтернет-платформам для організації освітньої діяльності. Описано методи організації освітнього процесу дистанційного навчання при вивченні математики на факультеті початкової освіти.
Ключові слова: майбутні вчителі початкової школи, математика, проблеми комунікації, дистанційне навчання, освітній процес, здобувачі освіти, учасники освітнього процесу, сучасні умови.

ПРИКІНЦЕВА СТОРІНКА

Тетяна ЛЮБА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

ПРИКІНЦЕВА СТОРІНКА

DATA MINING METHODS

Tetiana PYLYPIUK, Viktor SHCHYRBA — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Анотація: дослідження присвячене методам інтелектуального аналізу даних. Проведено порівняння класичних і математично-статистичних методів аналізу даних. Запропоновано та аргументовано описано один із варіантів методу кореляційного аналізу для інтелектуального аналізу даних.
Питання застосування різних методів для інтелектуального аналізу даних є актуальним. Класично в інтелектуальному аналізі даних пропонуються наступні методи виявлення й аналізу знань: класифікація; регресія; прогнозування часових послідовностей (рядів); кластеризація; об’єднання.
В якості математично-статистичних методів аналізу в прикладних дослідженнях більшість авторів пропонують такі методи як: статистична перевірка гіпотез, побудова та дослідження регресійних моделей. Оскільки більшість реальних моделей не піддаються аналізу за допомогою класичних методів, включаючи регресійний аналіз, автори пропонують використовувати метод кореляційного аналізу.
Ключові слова: інтелектуальний аналіз даних, методи аналізу, перевірка статистичних гіпотез, регресійні моделі, кореляційний аналіз.

WYBRANE PROBLEMY WSPÓŁCZESNEJ EDUKACJI

Roksolyana SHVAY — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

W artykule poddano analizie problemy współczesnej edukacji. System edukacji ciągle potrzebuje zmian ze względu na współczesne technologie informatyczne, mające wpływ na życie, uczenie się i sposób komunikowania się, myślenie. Rozwój technologii, wysokie tempo życia powodują zmiany w neuronalnej budowie mózgu, zmienia się aktywność mózgu na poziomie biochemicznym. Młodzi ludzie nie są zdolni do głębszej refleksji, nie potrafią wyciągać wniosków, interpretować informacji, są mniej kreatywni, mniej empatyczne, tolerancyjne, całkowicie obojętni na to, co ich nie dotyczy osobiście, są kłopoty z wyrażamiem swoich uczuć, rozumieniem cudzego punktu widzenia i utrzymywaniem prawidłowych relacji społecznych. Strategię pracy mózgu zmienia zjawisko multitasking (wielozadaniowość) jak wykonywanie różnych chynności jednocześnie. To zjawisko prowadzi do gorszych wyników w nauczaniu, wzrostu poziomu lęku, zmniejszania satysfakcji z życia. Zachodzące zmiany w architekturze mózgu wymagają zaistnienia now ych koncepcji nauczania. W procesie dydaktycznym wdrażają się technologie mobilne, personalne środowiska dydaktyczne, używa się zasobu otwartego oraz otwartych platform dydaktycznych. Poddano analizie kluczowe kompetencji nowoczesnej epoki cyfrowej, wady i zalety e-learningu. Tworzenie nowoczesnego modelu kształcenia osobowości innowacyjnej jest odpowiedzią na wyzwania epoki cyfrowej.
Słowa kluczowe: edukacja, mózg, metoda, formy, koncepcji, technologie informatyczne, e-learning.

ВИЗНАЧАЛЬНІ ПРИРОДНИЧО-НАУКОВІ ПЕРЕДУМОВИ РЕЗУЛЬТАТИВНОГО І ЯКІСНОГО НАВЧАННЯ ІНДИВІДА

Петро АТАМАНЧУК, Марія БРИЧКА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Тривалі авторські дослідження та здійснені нами аналітичні узагальнення досвіду вітчизняних та зарубіжних науковців з проблем якісного навчання індивіда дають підстави для ствердного використання формули [1–3], – ЗНАННЯ = Інтелект + Світогляд, – в якій віддзеркалюється не тільки результат, але й процес навчально-пізнавальної діяльності індивіда. Насправді результати навчально-пізнавальної діяльності індивіда, – ЗНАННЯ, – формуються внаслідок осмислення і засвоєння ним навчального матеріалу, який у закладах освіти вибудовується у відповідності з державним замовленням (стандартом) на освітні послуги [1, с. 15–22]. Навчальний матеріал – це не тільки предметний зміст освітнього стандарту, цільової навчальної програми та цілісного пакету їхнього навчально-методичного забезпечення, але й інформаційнокомунікаційне середовище, що сприяє якісному його засвоєнню, такому, що той, кого навчають і сам повинен когось навчати (консультувати, коментувати, експериментувати, тлумачити, оскаржувати, захищати, створювати, наставляти тощо) – умова досягнення у навчанні прогнозованого результату.
Високі результативність і якість навчання набувають надзвичайної актуальності в аспекті тотальної природничо-наукової грамотності кожного індивіда – ціннісний пріоритет інформаційно-комунікаційного навчального середовища. Так, доказовий огляд європейського досвіду (PISA) переконливо ілюструє: природничонаукова грамотність індивіда – пріоритет як національного, так міжнародного рівнів. В численних науково-педагогічних дослідженнях і творах доведено, що тотальна природничо-наукова освіта орієнтує на впровадження технологій бінарних цільових орієнтацій (навчальний предмет + методика його навчання) як засобу формування цілісного природничо-наукового кредо індивіда: забезпечення готовності підлітка, молодої людини, фахівця до навчання упродовж усього життя та опанування досвіду людства щодо створення і використання високих технологій у будь-якій сфері безпечної інноваційної життєдіяльності людини.
Ключові слова: знання, інтелект, світогляд, контроль, управління, природничо-науковий освітній стандарт, педагогічне кредо, STEM-освіта.

ВИКОРИСТАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РОБОТИ МЕТЕОРНОГО АПАРАТУРНО-ПРОГРАМНОГО КОМПЛЕКСУ В ОСВІТНЬОМУ ПРОЦЕСІ ЗІ СТУДЕНТАМИ ФІЗИКО-МАТЕМАТИЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ ЗАКЛАДІВ ВИЩОЇ ОСВІТИ

Борис ГРУДИНІН — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Представлено особливості методів фіксації метеорів шляхом організації мережі кореспондуючих пунктів спостережень – постійно діючих спостережних станцій, розташованих на території України з відповідним технічним і програмним забезпеченням для проведення базисних та односторонніх спостережень метеорів в радіодіапазоні довжин електромагнітних хвиль, а також результати залучення здобувачів освіти до аналізу результатів роботи метеорного апаратурно-програмного комплексу, як складника української метеорної спостережної мережі.
Розглянуто принцип роботи окремого метеорного апаратурно-програмного комплексу зі спостереження метеорів в радіодіапазоні електромагнітних хвиль з використанням методу прямого розсіювання на метеорних слідах сигналів потужних FM-станцій радіомовлення з можливістю подальшої обробки і представлення даних здобувачами освіти фізико-математичних спеціальностей закладів вищої освіти.
Описано результати обробки статистичних даних метеорних вторгнень і їх графічне представлення здобувачами освіти фізико-математичних спеціальностей. Впроваджено в роботу сьомої приймальної станції в м. Київ (студентське містечко НУБіП України) – сьомого метеорного апаратурно-програмного комплексу, як складника української метеорної спостережної мережі.
Ключові слова: метеор, метеорний потік, українська метеорна спостережна мережа, метеорний апаратурно-програмний комплекс.

ФОРМУВАЛЬНЕ ОЦІНЮВАННЯ НАВЧАЛЬНИХ ДОСЯГНЕНЬ ЗДОБУВАЧІВ ВИЩОЇ ОСВІТИ НА ЗАНЯТТЯХ ХІМІЇ

Ангеліна САМАР, Юлія ПРИДЕТКЕВИЧ — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті визначено основні методичні підходи для формувального оцінювання навчальних досягнень здобувачів вищої освіти на заняттях хімії. Формувальне оцінювання, яке вважається оцінюванням для покращення навчання, передбачене концепцією сучасної освіти, що визначає зміну підходу до оцінювання. Використання даного виду оцінювання у вищій школі немає такого спектру застосування у порівнюванні з загальною середньою освітою, але останні роки все більше відзначається педагогами його переваги і у роботі зі студентами. У вищій школі можна використовувати різноманітні методи формувального оцінювання для визначення прогресу здобувачів вищої освіти та їх розуміння матеріалу. При вивченні хімії такими методами можуть бути самооцінювання, хімічний експеримент та лабораторні роботи, письмові роботи (лабораторні звіти, діагностичні роботи тощо), тестування, групова робота, індивідуальні консультації. Ці види роботи можуть стимулювати активність студентів та допомагати їм розвивати навички співпраці та розв’язання проблем.
Формувальне оцінювання у закладах вищої освіти у сфері хімії може включати різні методи та інструменти для визначення навчального прогресу та розвитку навичок у студентів. Цей тип оцінювання, як особистісноорієнтований вид контролю, стає інструментом постійного зворотного зв’язку у вищій освіті, що дає змогу викладачам і студентам залишатися на зв’язку протягом усього процесу навчання та покращує рівень засвоєння знань та набуття практичних навичок. Важливо забезпечити різноманітність методів оцінювання, щоб вони відображали різні аспекти засвоєння матеріал у та розвитку навичок. Також важливо надавати конструктивний фідбек для сприяння подальшому вдосконаленню здобувачів вищої освіти.
Ключові слова: формувальне оцінювання, методики організації формувального оцінювання, формувальне оцінювання на заняттях хімії, формувальне оцінювання у вищій школі.

ФОРМУВАННЯ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ ЗДОБУВАЧІВ ОСВІТИ ЗАСОБАМИ ІННОВАЦІЙНИХ ПРИРОДНИЧО-НАУКОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Оксана СЕМЕРНЯ, Жанна РУДНИЦЬКА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті обґрунтовано ефективність застосування інноваційних технологій для формування компетентностей у здобувачів освіти природничо-наукових спеціальностей. Розглянуто основні види інноваційних технологій, що застосовуються для формування компетентностей у здобувачів освіти, зокрема інтерактивні технології, дистанційні, технології віртуальної та доповненої реальностей, технології штучного інтелекту, технології Big data та медіа технології. У статті використані такі методи дослідження: теоретичні – аналіз наукової літератури. порівняльний аналіз. узагальнення; емпіричні – педагогічний експеримент (апробація). На основі проведеного дослідження сформульовано такі ідейні положення: інноваційні технології є ефективним і дієвим засобом формування компетентностей у здобувачів освіти. Авторами статті описана методологія формування компетентностей здобувачів освіти у природничо-науковій галузі знань та подана у вигляді таблиці для зручності сприйняття. Висновки з дослідження свідчать про те, що інноваційні технології мають значний потенціал для підвищення ефективності та дієвості формування компетентностей у здобувачів освіти природничо-наукових спеціальностей.
Ключові слова: інноваційні технології, формування компетентностей, здобувачі освіти природничонаукових спеціальностей, інтерактивні та дистанційні технології, технології віртуальної та доповненої реальностей, технології штучного інтелекту, технології Big data, медіа технології.

ПРОФЕСІЙНА ПІДГОТОВКА МАЙБУТНІХ БАКАЛАВРІВ З КОМП’ЮТЕРНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ В УМОВАХ МУЛЬТИДИСЦИПЛІНАРНОСТІ STEM-ОСВІТИ

Людмила СЛОБОДЯНЮК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Стаття присвячена одній з актуальних проблем підготовки майбутніх бакалаврів з комп’ютерної інженерії в умовах мультидисциплінарності STEM-освіти. Зокрема, розкривається сутність таких понять як STEM-освіта, аналіз її функціонування в міжнародному освітньому просторі.
Метою статті є аналіз сутності, змісту, підходів та особливостей сучасної інноваційної STEM-освіти в підготовці бакалаврів з комп’ютерної інженерії в Україні, як нового і пріоритетного напрямку з урахуванням світового і вітчизняного історичного досвіду.
Виділено основні підходи до впровадження програм STEM-освіти: розширення навчального досвіду в окремих STEM-предметах, використовуючи проблемноорієнтовану навчальну діяльність, в ході якої аналітичні концепції застосовуються до реальних світових проблем, з метою кращого розуміння студентами складних концепцій; інтегрування знання STEM-предметів, щоб створити глибше розуміння їх змісту, що в підсумку призведе до розширення можливостей студентів в майбутньому вибрати напрям кар’єри; використання багатопрофільного підходу, який спирається на інтегративність в навчанні необхідних дисциплін, як це робиться в реальних виробничих умовах. Тим самим студент зможе застосовувати свої знання для вирішення погано структурованих технологічних проблем, розвивати технічні можливості і інтенсивніше опановувати навички високоорганізованого мислення; запровадження інновацій в методику навчання кожного з окремих STEM-предметів.
Доводиться, що важливість готовності викладачів до запровадження ЅTEM-освіти пов’язана з тим, що в системі освіти акцент робиться на теоретичних предметних знаннях, а зв’язок навчання з вирішенням практичних завдань залишається слабким. Тому важливо популяризувати STEM-технології, організовувати практико-орієнтовані курси для підвищення кваліфікації викладачів.
Наголошується, що запровадження у підготовку майбутніх бакалаврів з комп’ютерної інженерії впровадження програм STEM-освіти дозволяє задовольнити потребу держави та суспільства у висококваліфікованих спеціалістах інженерного профілю, підвищити інтерес сучасної молоді до інженерних професій, суттєво підвищити якість освіти, підготувати студентів до реального життя. Наш аналіз дозволяє розглядати STEM-освіту як комплексне ціннісне, суспільно-важливе, системно-інституційне, особистісно-розвивальне, процесно-активне та технологічне явище.
Ключові слова: STEM-освіта, інтеграція STEM-освіти, мультидисциплінарність, міждисциплінарна інтеграція, бакалавр з комп’ютерної інженерії, інженерна освіта, освітнє середовище закладів фахової перед вищої освіти.

ШТУЧНИЙ ІНТЕЛЕКТ ЯК ДРАЙВЕР ІННОВАЦІЙ В ОСВІТІ

Сергій ТЕРЕЩУК, Олена СЛОБОДЯНЮК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

В статті здійснено аналіз різних підходів щодо використання штучного інтелекту в освіті. З’ясовані основні тенденції наукових розвідок даного спрямування. Детально описано існуючі на сьогодні моделі та реалізації штучного інтелекту та їх потенційні можливості для інновацій в освіті. Показано, що більшість наукових досліджень щодо використання штучного інтелекту, зокрема генеративних моделей, орієнтовані на оцінку їх можливостей для точних та адекватних відповідей на запитання, розв’язування задач тощо. Натомість бракує досліджень з розробки нових методик і технологій навчання, які серед складових мали штучний інтелект як засіб навчання. Одним з таких напрямів наукових розвідок може слугувати використання штучного інтелекту при розробці навчальних проєктів, STEM-проєктів. Важливо зосередити зусилля методистів та науковців на таких аспектах застосування штучного інтелекту в освіті: розвиток дослідницьких умінь засобами штучного інтелекту; використання штучного інтелекту як помічника вчителя при підготовці до уроків; розробка нових методик і технологій навчання з використанням штучного інтелекту; формування критичного мислення в учнів без залучення штучного інтелекту, натомість розвиток критичного мислення (раніше сформованого) із застосуванням штучного інтелекту.
Ключові слова: штучний інтелект, ChatGPT, Midjourney, технології навчання, критичне мислення STEM-освіта.

ПОСТАНОВКА МЕТИ НАВЧАННЯ – ГОЛОВНИЙ ЧИННИК ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НАВЧАННЯ МЕДИЧНОЇ ТА БІОЛОГІЧНОЇ ФІЗИКИ В МЕДИЧНИХ УНІВЕРСИТЕТАХ

Тетяна ТОЧИЛІНА, Ірина ФІЛІПЕНКО, Тетяна СТРОГОНОВА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У пропонованій статті проаналізована проблема постановки мети навчання у процесі вивчення медичної та біологічної фізики. Розкрита роль мети, як головного чинника підвищення ефективності навчання. Розглянуті необхідні умови існування інформаційного освітнього середовища. Визначені проблеми постановки мети навчання при вивченні медичної та біологічної фізики. Проаналізовано поняття «ефективна діяльність» як діяльність з постановки й досягнення системи взаємозв’язаних цілей. Сформульовано загальні цілі вивчення дисципліни «медична та біологічна фізика» у вищому медичному навчальному закладі. Розглянуто процес цілеутворення як складну, системну діяльність з вибудовування чіткої системи цілей, яка складається з категорій та послідовних рівнів. Сформульовані вимоги до цілей ефективного навчання медичній та біологічній фізиці. Для систематизації цілей виділено три основні етапи навчання: мотиваційний, організаційний і контрольно-оцінний, та визначено послідовність конкретних педагогічних цілей для кожного етапу навчання в медичному вузі. Зроблено висновки щодо організації ефективного навчання медичній та біологічній фізики.
Ключові слова: мета навчання, ефективне навчання, методична система ефективного навчання, таксономія, педагогічна таксономія, педагогічна технологія, конкретизація цілей.

ВИКОРИСТАННЯ БІБЛІЙНОЇ МЕТОДОЛОГІЇ У ВИХОВАННІ ТА ФОРМУВАННІ СВІТОГЛЯДУ СТУДЕНТІВ НА ВЧЕННЯ ПРО НООСФЕРУ

Ганна ЧЕРНЮК, Ігор КАСІЯНИК, Борис МАТВІЙЧУК, Ольга МАТУЗ — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Поради, закони, заповіді, принципи Біблії обумовлюють існування життя людини. Вони є методологічною основою навчально-виховного процесу. Книги Біблії містять інформацію про створення світла, атмосфери, суші і океанів, біосфери і людини, про зв’язки та взаємовідносини між людиною, суспільством і природою. Пропонується вивчати книги Біблії з науково-дослідних та навчально-виховних позицій. Не має жодного наукового закону або догми, які не можна знайти у біблійних писаннях посередньо чи безпосередньо. На основі багаторічного досвіду викладання фізичної географії встановлено чотири послідовних ступені формування світогляду студентів на проблеми взаємодії суспільства, людини і природи та поняття про ноосферу в процесі вивчення географічних дисциплін від 1-го до 5-го курсів: загальноосвітній, загальний географічний, теоретичний і філософський.
За результатами аналізу вчення В. І. Вернадського та сучасної науки про біосферу та ноосферу, про сонячно-земні зв’язки фізичної і живої речовини та виникнення і еволюцію живої речовини і біосфери встановлено, що ноосфера по суті є духовною сферою розумової діяльності кожної людини і людства в цілому в континуумі простору-часу. Ноосфера є духовною частиною біосфери, вона народжується й існує разом з народженням й існуванням людини і людства, а після біологічної смерті вона припиняє існування в матеріальній системі біосфери та переходить на духовний рівень існування, поза вимірами нашого матеріального світогляду. Всіма природними і суспільними явищами та процесами керує духовна сфера, яка включає і сферу людського розуму – ноосферу. Земні оболонки і біосферу було створено для життя і життєдіяльності людини з усіма необхідними космічно-планетарними екологічними умовами.
Ключові слова: фізична географія, суспільство і природа, світогляд, виховання, Біблія, духовна сфера, біосфера, ноосфера, теосфера, геосистема.

ПЕДАГОГІЧНІ ОСНОВИ СТВОРЕННЯ ЕЛЕКТРОННИХ КУРСІВ ТА ПІДРУЧНИКІВ ДЛЯ СТУДЕНТІВ УНІВЕРСИТЕТУ

Микола ЧУМАК, Володимир СИРОТЮК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті мова йде про педагогічні основи розробки електронних курсів, що дозволяє закладу вищої освіти суттєво підняти якість навчально-виховного процесу засобами інформаційно-комунікаційних технологій. Крім того, у процесі розробки та впровадження електронних курсів освітній загал готується до розробки та використання дистанційних курсів – їх підготовки, забезпечення та адміністрування. Електронний курс має складатися з якомога повнішого комплекту навчальних, методичних та програмних матеріалів, розміщених на електронних носіях (сервері локальної мережі університету, Інтернеті тощо).
Створення електронних якісних підручників перспективно-дослідницького рівня є досить проблематичним, оскільки передбачає використання трьох інтегрованих між собою експертних систем: експертна система проблемної галузі (яка дозволяє не тільки ефективно розв’язувати задачі предметної галузі, а й супроводжує розв’язування змістовними коментарями); експертна система студента, яка будує когнітивно-психофізіологічну модель учня; експертна система методів навчання, яка дозволяє залежно від результатів роботи студента та його когнітивно-психофізіологічних характеристик пропонувати найбільш продуктивні кроки індивідуальної освітньої траєкторії.
Ключові слова: електронні курси, електронні підручники, дистанційне навчання, педагогічні основи створення електронних курсів, педагогічні основи створення електронних підручників.

МУЛЬТИДИСЦИПЛІНАРНИЙ ПІДХІД ЯК ГОЛОВНА УМОВА ЕФЕКТИВНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ СУЧАСНОЇ МОДЕЛІ ПРИРОДНИЧОНАУКОВОЇ ОСВІТИ В УКРАЇНІ

Микола ШУТ, Людмила БЛАГОДАРЕНКО, Тарас СІЧКАР — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто проблеми природничонаукової освіти в Україні та їх негативний вплив на стан інтелектуальної сфери суспільства у напрямку створення, поширення і використання нового наукового знання, а також його перетворення в умовах швидкоплинних змін у глобальному світовому просторі. Констатовано, що на сьогоднішній день головною проблемою природничонаукової освіти є її збереження без втрат того високого рівня, яким вона відрізнялася у минулі часи. Відзначено, що головним недоліком природничонаукової освіти є роз’єднання дисциплін природничонаукового циклу з максимальною концентрацією на вузькопрофільній підготовці фахівців. Доведено, що однією з найбільш ефективних сучасних моделей формування природничонаукового знання є освітня модель, побудована на основі мульти дисциплінарного підходу, який забезпечить оптимальну інтеграцію природничонаукових дисциплін та ґрунтовну фундаментальну підготовку фахівців, що обрали для професійної діяльності природничонаукову галузь знання. Запропоновано звернути особливу увагу на складання міждисциплінарних магістерських програм. Наголошено, що в умовах мультидисциплінарного підходу у реалізації природничонаукової освіти значно посилюється значення її інтеграції з академічною наукою.
Ключові слова: природничонаукова освіта, мультидисциплінарний підхід у реалізації змісту природничонаукової освіти, міждисциплінарні магістерські програми.

ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ STEM-ОСВІТИ ДЛЯ ФОРМУВАННЯ ПОЗИТИВНОЇ МОТИВАЦІЇ УЧНІВ

Тетяна БОГДАН, Вікторія КОВАЛЬ — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

В умовах реформування освіти важливого значення набуває застосування інноваційних освітніх трендів, до яких належить STEM-освіта. У статті проаналізовано основні документи впровадження STEMосвіти в сучасний український педагогічний простір, визначено сутність понять «мотивація до навчання» та «STEM-освіта». Розкрито досвід застосування елементів STEM-освіти для формування позитивної мотивації школярів під час літньої школи «Чернігів – це Ми!» у Національному університеті «Чернігівський колегіум» імені Т.Г. Шевченка. Представлено фрагменти майстер-класів із застосуванням елементів STEM-освіти: «Виготовлення паперу із вторинної сировини», «Світ під мікроскопом», «Малювання квітами та ягодами», «Робимо вічний ліхтарик», «Гігантські мильні бульбашки». Проведення майстер-класів з елементами STEMосвіти показало, що отримані знання дитина активно використовує у повсякденному житті, розвиває критичне мислення, вміння знаходити альтернативні шляхи вирішення проблеми; з’являється впевненість у власних силах, активізується інтерес до знаходження додаткової природничої та технічної інформації, а, й відповідно, зростає позитивна мотивації до навчання.
Ключові слова: STEM-освіта, формування позитивної мотивації, літня школа, майстер-класи.

СИСТЕМНИЙ ПІДХІД ДО РОЗВИТКУ В УЧНІВ ПАТРІОТИЧНИХ ПЕРЕКОНАНЬ У ХОДІ РЕАЛІЗАЦІЇ ЗАВДАНЬ ОСВІТНЬОГО ПРОЦЕСУ З ФІЗИКИ

Людмила БЛАГОДАРЕНКО, Сергій ВАСИЛЕНКО, Ганна КАСЯНОВА — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

Стаття присвячена розгляду можливостей реалізації особливо актуального на сьогодні освітнього завдання – формуванню в учнів патріотичних переконань у ході вивчення фізики. Наголошено, що ситуація в нашій країні підтвердила на конкретних прикладах, як патріотичні переконання можуть стати перешкодою для внутрішніх і зовнішніх загроз безпеки країни, що ставить виховання патріотизму на перше місце у ряду освітніх завдань. Відзначено хибність думки, згідно якої виховання почуття патріотизму є справою вчителів предметів гуманітарного та суспільного циклів. Доведено, що зміст предметів природничого циклу теж надає значні можливості для формування патріотичної позиції і у цьому контексті першою у ряду цих предметів стоїть фізика. Констатовано, що важливу роль при цьому відіграє підручник з фізики, якщо моделювання навчального матеріалу у ньому здійснено на основі системного підходу до ознайомлення учнів з фактами, які стосуються історії розвитку фізики в Україні, етапів фізичних досліджень, наукового доробку видатних українських фізиків. Показано, що науково обґрунтованими і педагогічно ефективними є методичні підходи до моделювання та структуризації навчального матеріалу, орієнтованого на формування в учнів патріотичних переконань, у підручниках з фізики авторів М.І. Шута, М.Т. Мартинюка, Л.Ю. Благо да рен ко, які мають яскраво виражену патріотичну спрямованість.
Ключові слова: патріотична спрямованість підручника з фізики, системний підхід до розвитку в учнів патріотичних переконань.

ОСОБЛИВОСТІ ПОСТАНОВКИ ТЕОРЕТИЧНИХ НАВЧАЛЬНО-ДОСЛІДНИЦЬКИХ ЗАВДАНЬ З ФІЗИКИ

Андрій РИБАЛКО, Олена РИБАЛКО — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто необхідність впровадження теоретичних методів ідеалізації та моделювання у навчальних дослідженнях.
Здійснено короткий огляд проблеми залучення від природи здібних учнів, до навчальних досліджень не на конкурсній основі, а для органічного розвитку їх творчого потенціалу.
Проаналізовано значення теоретичних навчальних дослідницьких завдань у навчанні фізики. Запропоновано можливий напрямок організації навчального дослідження, спрямованого на розвиток творчого потенціалу обдарованих учнів в області фізики та інших природничо-математичних навчальних дисциплін.
Оскільки допитливі учні, внаслідок браку фактичних знань та досвіду, часто висувають технічно нереалізовані ідеї, то у статті наводиться приклад застосування педагогічного прийому, відомого як «діалог Сократа».
Наведено приклади постановки суто теоретичних навчальних дослідницьких завдань, спрямованих на реалізацію способів вимірювання електричного заряду малої кульки, підвішеної на нитці. Вказані можливі розв’язки таких завдань для випадку: 1) статичної рівноваги такої кульки у горизонтальному електричному полі; 2) гармонічних коливань маятника із зарядженою кулькою у вертикальному електричному полі. Здійснена теоретична оцінка порядку результатів, які можна отримати внаслідок практичного створення пропонованих приладів.
У висновках статті наведено авторське бачення порад для впровадження теоретичних навчальних дослідницьких з фізики.
Ключові слова: навчальне дослідження, навчальне дослідницьке завдання, творчий потенціал, обдаровані учні.

ОСНОВНІ ЕТАПИ ВВЕДЕННЯ УЧНІВ У ПРОЄКТНУ ДІЯЛЬНІСТЬ З ФІЗИКИ ПРИ ВИВЧЕННІ ПРЕДМЕТУ «SCIENCE»

Максим РОКИЦЬКИЙ, Людмила БЛАГОДАРЕНКО — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті розглядаються особливості проєктної діяльності учнів з фізики у ході вивчення предмету «Science». Наголошено, що однією з найбільш перспективних моделей навчання фізики є така модель, у якій основним компонентом є проектна діяльність учнів. Визначено, що у ході виконання навчальних проєктів особливого значення набуває самостійна пізнавальна діяльність учнів і забезпечується максимальне наближення навчальної діяльності до творчої, збагачення процесу навчання елементами пошукової діяльності та формування в учнів дослідницького стилю мислення. Показано, що найкращі умови для реалізації проєктної діяльності в навчанні фізики забезпечуються в рамках нового предмету «Science», який нині впроваджується у частині закладів середньої освіти України. Зазначено, що проєктна діяльність з фізики має багато важливих переваг порівняно з традиційними методами навчання, але її організація пов’язана з певними об’єктивними ускладненнями. Виокремлено основні етапи введення учнів у проєктну діяльність та визначено зміст і завдання освітнього процесу з фізики на кожному з цих етапів.
Ключові слова: навчальний предмет «Science», проектна діяльність, етапи введення у проєктну діяльність.

МІСЦЕ ТЕХНОЛОГІЙ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ У ПІДГОТОВЦІ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ФІЗИКИ

Олександра СОКОЛЮК, Ольга СЛОБОДЯНИК — Thu, 01 Feb 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто можливості використання технологій доповненої реальності у навчанні фізики, зокрема у підготовці та проведенні лабораторних робіт. Виокремлено переваги використання AR в освітньому процесі закладу загальної середньої освіти. Зазначено, що технології доповненої реальності перебувають на стадії свого розвитку та потребують розробки методик навчання, а для успішної інтеграції засобів AR в освітній процес закладу загальної середньої освіти вчитель мусить виконувати роль експерта щодо змістового наповнення цифрових навчальних ресурсів та відбору ресурсів під конкретні навчальні цілі; координатора діяльності учнів у цифровому середовищі; а також виконувати функції щодо супроводу та мотивації учнів до використання засобів AR в освітньому процесі. Проаналізовано використання ряду застосунків для підготовки до лабораторних робіт та зазначено, що використання AR сприяє зростанню зацікавленості предметом, оскільки процес візуалізовано та присутні елементи інтерактивності (навіть за повної відсутності обладнання); дає можливість розглянути об’єкти у 3D-просторі; є сучасним, оригінальним та доступним.
Ключові слова: доповнена реальність, навчання фізики, фізичний експеримент, освіта.