Фізико-математична освіта

Постійне посилання зібрання

Переглянути

Нові надходження

Зараз показуємо 1 - 20 з 834
  • Документ
    Рецензія на книгу: основи. 10 ключів до реальності
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Дєордіца Таяна; Dieorditsa Taiana; Толмачов Володимир; Tolmachov Volodimir
    Автор, лауреат Нобелівської премії д-р Ф. Вільчек, розглядає основи сучасної фізики, які забезпечують суттєву структуру функціонування Всесвіту, а також пропонує, як людство вписується в цю структуру. Прочитавши науково-популярну книгу «Основи: десять ключів до реальності», ми переконалися, що фізика як наука здатна навчити не тільки думати, а й дивуватися. А здатність дивуватися відкриває наш розум для нових можливостей і пробуджує творчість.
  • Документ
    Цифрові технології у викладанні фізики: аналіз існуючих практик
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Юрченко Артем Олександрович; Yurchenko Artem Oleksandrovych; Хворостіна Юрій В'ячеславович; Khvorostina Yurii Viacheslavovych; Шамоня Володимир Григорович; Shamonia Volodymyr Hryhorovych; Семеніхіна Олена Володимирівна; Semenikhina Olena Volodymyrivna
    Формулювання проблеми. Вчителі в Україні через нестачу фінансування шкіл обладнанням для звичайних фізичних експериментів ведуть пошук альтернативних шляхів навчання фізики, серед яких – використання цифрових технологій і засобів. Методики їх використання не є усталеними. Ступінь їх впливу на результати навчання не є однозначним, тому доцільним бачиться аналіз наявних практик їх використання. Метою дослідження є характеристика стану впровадження цифрових технологій і засобів в навчання фізики, які презентуються у наукових публікаціях. Матеріали і методи. Методика дослідження передбачала аналіз і систематизацію наукових публікацій для виявлення окремих освітніх трендів використання ЦТ в навчанні фізики, а також проведення опитувань та вивчення думок вчителів за допомогою бесіди. В опитуванні брали участь учителі фізики та студенти (Сумська область, Україна). Загальна кількість респондентів 106 осіб. Результати. За аналізом наукових публікації виявлено наступні напрями використання цифрових технологій в навчанні фізики: використання цифрових засобів як інструментів дослідження фізичних процесів; використання застосунків для розв’язування фізичних задач; використання віртуальних і цифрових фізичних лабораторій; використання віртуальної і доповненої реальності навчанні фізики; використання спеціалізованих середовищ для моделювання фізичних процесів. українські вчителі використовують цифрові технології в навчанні фізики, причому за контент-аналізом відзначаємо популярність використання саме віртуальних лабораторій для візуалізації\ симуляції фізичних процесів. Висновки. Аналіз теоретичних напрацювань доводить поширення досвіду впровадження цифрових технологій у навчання фізики, проте практичний стан їх використання в Україні свідчить про поодинокі практики. Причинами є не лише слабка матеріальнотехнічна база, а і незнання шляхів використання ЦТ в навчанні фізики та неготовність працюючих учителів використовувати такі технології. Тому актуальним завданням університетів є випереджувальна підготовка вчителів фізики, які будуть обізнані з різними цифровими технологіями і засобами навчання фізики та готові впроваджувати ефективні методики їх використання у власній професійній діяльності.
  • Документ
    Педагогічна фасилітація у професійній підготовці майбутніх учителів математики засобами пакету MAPLE
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Чкана Ярослав Олегович; Chkana Yaroslav Olehovych; Мартиненко Олена Вікторівна; Martynenko Olena Viktorivna; Шишенко Інна Володимирівна; Shyshenko Inna Volodymyrivna; Удовиченко Ольга Миколаївна; Udovychenko Olha Mykolaivna
    Формулювання проблеми. У системі професійної освіти майбутніх педагогів йде поступове накопичення досвіду по впровадженню фасилітативного підходу в навчальний процес, проте, на наш погляд, у сучасних дослідженнях вітчизняних науковців цьому питанню приділено недостатньо уваги. Зокрема, вимагає вивчення й осмислення використання фасилітативних технологій при викладанні математичних дисциплін та розроблення їх методичного наповнення. Матеріали і методи. Теоретичні: аналіз, систематизація та узагальнення педагогічних і психологічних досліджень щодо з’ясування змісту поняття «фасилітативний підхід»; моделювання для розробки моделі занять з математичного аналізу з використанням фасилітативного підходу в навчанні майбутніх учителів математики з використанням пакету MAPLE, SWOTаналіз. Емпіричні: педагогічне спостереження за навчальним процесом, аналіз якості та успішності навчання. Дослідження проводилось на базі СумДПУ імені Макаренка протягом 2020-2023 років. У дослідженні брали участь групи студентів 2-4 курсів, майбутніх вчителів математики, які налічують 10-16 осіб. Дослідження проводилося протягом двох років у першій половині навчального року, коли студенти вивчали курс математичного аналізу. Результати. Проведено SWOT-аналіз фасилітативних технологій. Представлено досвід використання фасилітативного підходу у навчанні майбутніх учителів математики при викладанні курсу математичного аналізу. Висновки. Фасилітативний підхід забезпечує вибір та реалізацію індивідуальних освітніх траєкторій студентів, сприяє розвитку їх особистісних якостей. У підготовці вчителів математики однією з доречних технологій фасилітативного підходу є «Світове кафе»,
  • Документ
    Використання сервісів відкритої науки для вдосконалення дистанційної, комбінованої та сімейної форм навчання у ЗЗСО
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Сухіх Аліса; Sukhikh Alisa
    У статті розглядається підхід до навчання, який забезпечує активну участь учнів у виборі навчальних матеріалів та ресурсів. Вчителі можуть створювати умови для індивідуального вибору навчальних матеріалів учнями, сприяючи їх інтересам у навчанні. Це підсилить особистісний підхід до навчання, де кожен учень матиме можливість обирати матеріали, що відповідають його інтересам і потребам. Формулювання проблеми. Перехід до дистанційного, комбінованого, сімейного навчання став необхідним через обставини, пов'язані зі світовою пандемією COVID-19, а в подальшому й з веденням воєнного стану на території України. У зазначених умовах відкриті наукові ресурси стали невід'ємним складником удосконалення процесу навчання. Використання сервісів відкритої науки дозволить доступним і ефективним способом забезпечити додаткові можливості для здобуття освіти, незалежно від місцезнаходження учасників під час реалізації навчання за різними формами навчання. Матеріали і методи. Використано теоретичні методи, включаючи аналіз науково-методичної та психолого-педагогічної літератури, проведення узагальнення вітчизняного та міжнародного досвіду, теоретичний аналіз, систематизацію та узагальнення наукових фактів і закономірностей. Результати. Розглянуто передумови переходу, переваги та недоліки організації дистанційного, комбінованого та сімейного навчання. Запропоновано сервіси відкритої науки, що можуть бути використані вчителями та учнями для вивчення різних дисциплін, особливо в умовах обмеження традиційної форми навчання. Висновки. У статті розглянуто сервіси відкритої науки та проаналізовано їх значущість для освітнього процесу. В контексті обмежень, пов'язаних з пандемією та політичними конфліктами, вони можуть стати цінним інструментом для вчителів та учнів. Використання відкритих наукових ресурсів сприятиме зростанню доступності й фективності освіти, а також дозволить адаптувати освітній процес до сучасних вимог та викликів. Використання сервісів відкритої науки позиціонує освіту як менш обмежену географічною локацією, оскільки учасники можуть здобувати знання та навички у віддаленій формі навчання. Зазначені сервіси відкритої науки також виявляються корисними в організації дистанційного, комбінованого та сімейного навчання в закладах загальної середньої освіти. Вони сприяють розвитку принципів відкритої науки в освітньому контексті та надають
  • Документ
    Класифікація засобів цифрового здоров’я
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Сурін Дмитро; Surin Dmytro; Заікіна Ганна Леонідівна; Zaikina Hanna Leonidivna
    У статті представлено класифікацію засобів цифрового здоров’я за функційним призначенням Постановка проблеми. Використання цифрових технологій у фізичній терапії та ерготерапії в останні роки набуває стрімкого поширення, проте воно є точковим і залежить від багатьох чинників, серед яких не лише фінансовий аспект, але й обізнаність фахівців у можливості застосування цифрових технологій для покращення стану власного здоров’я та здоров’я інших. Тому актуалізується проблема аналізу наявних технологій для їх практичного використання у фізичній терапії, ерготерапії. Мета дослідження: класифікувати засоби цифрового здоров’я у межах наявних українських практик Матеріали і методи. Для досягнення мети дослідження використано теоретичні методи наукового пізнання: контентаналіз наукових результатів, представлених у цифровому науковому просторі та аналіз засобів цифрового здоров’я. Результати. Класифіковано засоби цифрового здоров’я за їх функційним призначенням: системи управління документацією; системи аналітики даних та прогнозування; системи телереабілітації; системи мобільних додатків; мобільні пристрої (для підтримки здорового способу життя, для моніторингу тиску і пульсу, для контролю болю, для розробки індивідуальних програм пацієнтів), прилади, вимірювальні установки, датчики; технології віртуальної (VR) і доповненої реальності (AR); програмне забезпечення, яке постачається разом зі спеціалізованим обладнанням. Висновки. Розроблена класифікація конкретизує результати професійної підготовки фахівців фізичної терапії через знання груп ЗЦЗ та уміння використовувати хоча б по одному представнику у кожній з цих груп у майбутній професійній діяльності.
  • Документ
    Формування інформаційної гігієни молоді: погляд крізь призму медіаграмотності
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Руденко Юлія Олександрівна; Rudenko Yuliia Oleksandrivna
    Стаття торкається проблеми формування інформаційної гігієни молоді крізь призму медіаграмотності (інфомедійної грамотності) молодого покоління. Описується авторський практикум для розвитку навичок інформаційної гігієни. Формулювання проблеми. Суспільство усвідомлює масштабність впливу інформаційних технологій на психіку, поведінку, уподобання, цінності громадян. Тому актуалізується проблема формування медіаграмотності населення задля запобігання деструктивних політичних, соціальних та інших процесів. Матеріали і методи. Аналіз наукових джерел для виявлення стану розробленості проблеми. Педагогічний експеримент і опитування для перевірки ефективності практикуму. В експерименті брали участь 64 студенти 1-го курсу Сумського національного аграрного університету та Сумського державного педагогічного університету імені А.С. Макаренка Результати. Доведено важливість розвитку особистісних якостей: критичне мислення молоді щодо споживання, верифікації та оцінки медіапродуктів; здатність протистояти маніпуляціям, деструктивним впливам, ворожій пропаганді; розвивати культуру взаємодії в Інтернет-просторі та здатність захищати власний інформаційний простір. Описано авторський практикум та методику його проведення. Висновки. Важливою умовою успішності практикуму є: інтерактивність, ігрові методи, навчання прийомам емоційного розвантаження, навчання на прикладах, реальних медіапродуктах. Для проведення практикуму важлива логічна послідовність занять (мотивація, заохочення до навчання; навчання практичним прийомам; перевірка результатів; рефлексія), використання інтерактивних і ігрових методів (вікторини, конкурси, тренінги, майстер-класи); навчання на реальних прикладах, реальних медіапродуктах. Практикум засвідчив суттєві позитивні зміни в уміннях відрізняти факти від суджень, виявляти недостовірну інформацію, що може бути використано для розробки курсів вільного вибору студентів або організації вебінарів, орієнтованих на розвиток інформаційної гігієни молоді.
  • Документ
    Штучний інтелект як засіб розвитку критичного мислення майбутніх учителів математики
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Лукашова Тетяна Дмитрівна; Lukashova Tetiana Dmytrivna; Друшляк Марина Григорівна; Drushliak Maryna Hryhorivna
    Формулювання проблеми. На сьогодні освіта зосереджується не тільки на набутті випускниками hard skills (знання, вміння, навички у певній предметній галузі), а на набутті soft skills, тобто якостей, притаманних майбутньому конкурентоспроможному фахівцю, серед яких важливе місце займають навички критичного мислення. Нагальним питанням у системі професійної освіти майбутніх учителів математики є пошук і доведення ефективності засобів розвитку критичного мислення. Матеріали і методи. Для досягнення мети були використані методи теоретичного рівня наукового пізнання: аналіз наукової літератури, синтез, формалізація наукових джерел, опис, зіставлення, узагальнення власного досвіду. Результати. Проаналізовано зарубіжний досвід використання штучного інтелекту в освітній сфері, виокремлено позитивні та негативні сторони такого використання. Розглянуто можливості використання штучного інтелекту для розвитку критичного мислення майбутніх учителів математики на прикладі використання чат-бота зі штучним інтелектом ChartGPT. Запропоновано варіант завдань для студентів при вивченні теми «Доведення нерівностей», в ході виконання яких ChartGPT використовується як «симулятор» роботи з учнями та критичного оцінювання їх розв’язань. Показано, що ChartGPT пропонує цілу низку способів доведення запропонованої нерівності, проте, у кожному з розв’язань допускає помилки; проаналізовано як штучний інтелект реагує на зазначення його помилок. Висновки. Впровадження штучного інтелекту в освітній процес і використання його як засобу розвитку критичного мислення майбутніх учителів математики вбачається доцільним. Показана ефективність такої імплементації на прикладі вивчення теми «Доведення нерівностей».
  • Документ
    Створення та доставка навчального відеоконтенту: моделювання бізнес-процесу, критерії, індикатори оцінювання якості
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Корольчук Валентина; Korolchuk Valentyna; Саяпіна Таїсія; Saiapina Taisiia; Волошина Тетяна; Voloshyna Tetiana
    Формулювання проблеми. Зростання важливості створення та доставки відеоконтенту в освітньому процесі, потреба в забезпеченні якісної, доступної та ефективної освіти, включає в себе ряд аспектів, таких як створення якісного відеоконтенту, зберігання, а також ефективну доставку його здобувачам освіти. Розв'язання цієї проблеми може покращити якість освіти та забезпечити кращий доступ до різнотипного навчального контенту для різних рівнів і стилів навчання. Матеріали і методи. З метою вирішення поставленої проблеми було розроблено бізнес-модель, здійснено аналіз, класифікацію, систематизацію наукових джерел та застосовано метод експертного оцінювання для проведення оцінки якості навчального відеоконтенту за визначеними критеріями (збалансований та актуальний вміст, персоналізація, інтерактивність, доступність, оцінювання) та відповідними індикаторами. Результати. У дослідженні проведено аналіз ефективності використання відео в навчальному процесі. Розроблено модель бізнес-процесу, яка дозволяє створювати, зберігати викладачем/автором, адміністратором та доставляти навчальний відеоконтент здобувачам освіти, визначено критерії та відповідні індикатори оцінювання якості відео, здійснено їх експертну оцінку. Стаття узагальнює результати педагогічного дослідження за участю студентів-експертів ОС Магістр, які навчались за спеціальністю 011 Освітні, педагогічні науки освітньої програми «Інформаційно-комунікаційні технології в освіті» денної та заочної форми навчання, а також викладачів, які мають досвід створення та доставки навчального відеоконтенту під час змішаного та дистанційного навчання. Визначено вплив критеріїв та індикаторів на якість відео на думку двох груп експертів: студентів та викладачів. Висновки. Розроблена бізнес-модель, визначені критерії та індикатори оцінки якості відеоконтенту сприятимуть підвищенню рівня якості надання освітніх послуг. Запропонована модель бізнеспроцесу може бути використана при створенні та доставці навчального контенту здобувачам освіти, а також в рамках підвищення кваліфікації викладачів закладів різних рівнів освіти. В ході створення та доставки навчального контенту рекомендовано враховувати критерії та індикатори оцінки якості навчального відеоконтенту за пропонованою бізнес-моделлю.
  • Документ
    Формування поняття плоского розміщення точок засобами метричної геометрії при вивченні метричних просторів
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Валько Катерина; Valko Kateryna; Кузьмич Валерій; Kuzmich Valerii; Кузьмич Людмила; Kuzmich Liudmyla; Савченко Олександр; Savchenko Oleksandr
    Постановка проблеми. При вивченні метричних просторів у здобувачів вищої освіти часто виникають труднощі з розумінням основних понять та властивостей цих просторів. Це, у значній мірі, є наслідком формалізації цих понять з одного боку, та збереження відповідних формулювань та назв, звичних для здобувачів зі шкільного курсу математики. Найпростіші поняття взаємного розміщення точок метричного простору, наприклад, прямолінійність їх розміщення, у різних просторах можуть набувати різних властивостей. Інколи ці властивості ніяким чином не узгоджуються з відповідними властивостями у звичних для здобувачів евклідових просторах. Для подолання вказаних труднощів доцільно використовувати методи геометричної інтерпретації та візуалізації цих властивостей. Доцільним, при цьому, є використання елементів метричної геометрії. Її методи дозволяють інтерпретувати геометричні особливості взаємного розміщення точок метричного простору у звичних для здобувачів вищої освіти декартових (прямокутних) системах координат. У роботі наведено приклади візуалізації властивості плоского розміщення чотирьох точок неевклідового метричного простору у прямокутній тривимірній системі координат. Матеріали та методи. Результати роботи отримані на підставі аналізу діючих підручників з вищої математики для закладів вищої освіти, наукових публікацій та апробовані при читанні відповідного спецкурсу студентам спеціальності «014.04 Середня освіта (математика)» магістерського рівня вищої освіти. Для отримання зображень використовувалось динамічне геометричне середовище GeoGebra 3D. Результати. На основі означення кута як упорядкованої трійки точок довільного метричного простору, та кутової характеристики цього кута, встановлено факт плоского розміщення чотирьох точок неевклідового метричного простору, та наведено приклади цифрової візуалізації цього розміщення за допомогою динамічного геометричного середовища GeoGebra 3D. Така візуалізація дає можливість знайомити здобувачів вищої освіти з найпростішими особливостями неевклідових геометрій Висновки. Аналітичний апарат метричної геометрії дає можливість сформувати узагальнене поняття плоского розміщення точок довільного метричного простору. Використання цифрових технологій, зокрема графічних редакторів, дозволяє зробити візуалізацію окремих особливостей взаємного розміщення точок довільного метричного простору. Використання достатньо простих аналітичних перетворень при побудові поняття плоского розміщення точок робить можливим знайомство здобувачів загальної середньої освіти, які навчаються у профільних класах з поглибленим вивченням математики, з основами неевклідових геометрій.
  • Документ
    Фізико-математична освіта
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023)
    У журналі представлені публікації статей науковців, які займаються проблемами освіти, теорії і методики навчання (фізика, математика, інформатика, технології), теорії і практики професійної освіти, використання цифрових технології в освіті.
  • Документ
    Традиційна індонезійська гра «Bandhul Sada» при вивченні понять динаміки обертального руху на базі контекстуального підход
    (СумДПУ ім. А. С. Макаренка, 2023) Фатмар'янти Сіска Деси; Fatmarianty Siska Desy
    Вчителі можуть підтримувати збереження культури, водночас забезпечуючи актуальний і цікавий спосіб викладання різноманітних предметів, залучаючи традиційні ігри в навчальний процес. Метою цього дослідження є визначення понять динаміки обертального руху через традиційну індонезійську гру «Bandhul Sada» на базі контекстного підходу. Формулювання проблеми. Ми зосередилися на тому, як вивчити поняття динаміки обертального руху через традиційну індонезійську гру «Bandhul Sada». Таке визначення включає аналіз понять динаміки обертального руху в грі «Bandhul Sada» та аналіз навчальних кроків при використанні цієї гри на базі контекстного підходу. Матеріали і методи. Використано якісні методи з описовим аналізом. При аналізі понять динаміки обертального руху та навчальних кроків при використанні контекстного підходу використано метод наративного огляду. Література та спостереження були використані як методи збору даних. Результати. Результати дослідження показують, що (1) у грі «Bandhul Sada» можна пояснити такі поняття динаміки обертального руху, як лінійну швидкість, кутову швидкість, крутний момент і кутовий момент; (2) цю гру можна застосувати в навчанні на базі контекстного підходу. Етапи використання цієї гри наступні формування системи знань студентів, розвиток початкових знань студентів із використанням гри «Bandhul Sada», проведенні опитування шляхом обговорення та рефлексії. З усіх цих етапів навчання виявляється, що існує зв’язок між підходами до навчання та досягненням цілей. Висновки. Таким чином, можна зробити висновок, що традиційна гра «Bandhul Sada» може бути використана як реальний приклад у вивченні таких фізичних понять динаміки обертального руху, як кутова швидкість і лінійна швидкість. Це надає студентам цінний досвід побудови системи власних знань різними методами.
  • Документ
    Інноваційний підхід у фаховій підготовці магістрів з кібербезпеки
    (СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2023) Різак Василь; Rizak Vasyl; Опачко Магдалина; Opachko Mahdalyna; Дешко Наталія; Deshko Nataliia
    Формулювання проблеми. Освітні програми підготовки здобувачів другого освітньо-професійного рівня (магістрів) фізичного факультету УжНУ містять перелік компетентностей, що є своєрідними елементами моделі фахівця. Забезпечення майбутніх фахівців здатністю адаптуватися до роботи в режимі інноваційного рівня передбачає розвиток у них, крім інших, навичок інноваційного вирішення проблем науково-дослідного характеру. Це передбачає організацію такого типу підготовки фахівців, яка забезпечує формування навичок інноваційного мислення. Матеріали та методи. Використовувались теоретичні (аналіз літератури з проблеми дослідження та контент-аналіз сучасних тенденцій інноваційної підготовки інженерів-дослідників) та емпіричні (анкетування магістрів з кібербезпеки) методів. У процесі дослідження використовувались також матеріали освітніх програм підготовки магістрів з кібербезпеки на фізичному факультеті УжНУ. Результати дослідження. В роботі розкрито сутність кібербезпеки, що полягає в оновленні змісту, процесу та результату ї підготовки в освітньому середовищі вищої школи. Інновації у змісті підготовки відображають результати методологічної рефлексії взаємозв’язків між поняттями «особистість», «цінності», «інновації» та науково-дослідницька діяльність і фокусують увагу на понятті «навички інноваційного мислення». Інновації у процесі підготовки майбутніх фахівців позначені маркерами «інноваційні освітні технології», «інформаційно-комунікаційні системи, мережі, зв’язки, технології». Інновації у результатах націлюють на оновлення критеріїв оцінки сформованості показників, якими описуються результати підготовки та методів їх діагностики. Висновки. Реалізація інноваційного підходу у підготовці магістрів з кібербезпеки передбачає організацію освітнього процесу з використанням інноваційних освітніх технологій розвитку критичного, креативного, творчого мислення; навичок розв’язання дослідницьких проблем, методів особистісного та індивідуального саморозвитку магістрів.
  • Документ
    Математичне моделювання як лінза реального світу
    (2023) Прус Алла; Prus Alla
    Формулювання проблеми. Математичне моделювання сьогодні є не просто трендом, а нагальною потребою освіти. Однак впровадження в шкільний курс математики цього методу як методу наукового дослідження та основи для розвитку, для набуття математичних знань і вмінь є досить обмеженим. Матеріали і методи. Аналіз навчально-методичної літератури з проблеми дослідження; систематизація й узагальнення різних підходів до визначення змісту математичного моделювання; аналіз та систематизація вітчизняного та зарубіжного досвіду використання методу математичного моделювання. Результати. У статті представлено частину результатів дослідження про зміст математичного моделювання в освіті за кордоном (базуючись на публікаціях в англомовних джерелах) та в Україні. Розглянуті різні формулювання означення математичного моделювання, окреслено терміни, які вживають науковці, вивчаючи це поняття. Акцентовано увагу на важливості аналізу математичного моделювання як діяльності та як структури. Представлені схеми циклу математичного моделювання, які найчастіше використовуються у науково-методичних роботах. На основі аналізу структур компетенції математичного моделювання, які подані у дослідженнях різних авторів, виокремлено групипідкомпетенцій. Вони є важливими для формування вмінь на навичок розв’язувати відповідні модельні завдання. Висновки. Розкриття змісту поняття математичного моделювання допоможе вчителю зосередитись на конкретних окремих діях, які варто опанувати учням для успішного здійснення всього циклу математичного моделювання. Для дійсного використання математичного моделювання у шкільному курсі математики, у відповідних вузівських курсах важливими є фактори зацікавленості вчителів (викладачів) математики та наявності у них відповідних знань та вмінь.
  • Документ
    Перспективні шляхи запровадження хмаро орієнтованих систем відкритої науки у процес навчання вчителів природничо-математичних предметів
    (2023) Шишкіна Марія; Shyshkina Mariia
    У роботі охарактеризовано перспективні шляхи запровадження і використання хмаро орієнтованих систем відкритої науки у середовищі навчання і підвищення кваліфікації вчителів природничоматематичних предметів. Формулювання проблеми. Науково-методичне опрацювання і розвиток методології використання хмаро орієнтованих систем відкритої науки у процесі навчання і професійного розвитку вчителів спрямоване на підвищення рівня їхньої ІКТ компетентності, поліпшення навичок опанування найбільш сучасними ІКТ. Матеріали і методи. Для досягнення мети роботи були використані загальнонаукові методи: а) теоретичні – аналіз наукуово-методичної, психолого-педагогічної літератури з проблеми дослідження; узагальнення вітчизняного і зарубіжного досвіду; теоретичний аналіз, систематизація та узагальнення наукових фактів і закономірностей б) емпіричні – бесіди з учасниками освітньо-наукового середовища; педагогічні спостереження; анкетування; тестування. Результати. У роботі обґрунтовано, що методично виважене та доцільне запровадження хмаро орієнтованих систем відкритої науки у процес навчання і професійного розвитку вчителів сприятиме поліпшенню рівня організації освітнього процесу, підвищенню його якості завдяки використанню найсучасніших ІКТ, більш активному використанню інноваційних форм, засобів і технологій у процесі підвищення кваліфікації вчителів; підвищенню рівня їх ІКТ-компетентності. Висновки. Запровадження хмаро орієнтованих систем відкритої науки у процес підвищення кваліфікації вчителів – методично доцільний напрямок удосконалення наукової освіти вчителів, це сприятиме ширшому запровадженню актуального освітнього контенту і найсучасніших технологій у процес навчання.Перспективними шляхами їх запровадження є такі, як: підтримування групової роботи і проєктно-орієнтованого навчання; зберігання, опрацювання, подання і візуалізації даних у процесі здійснення наукових і науково-навчальних досліджень; опрацювання великих даних; розв’язання різноманітних спеціальних задач дослідження, як в індивідуальному, так і колективному режимі.
  • Документ
    Комп’ютерна модель кола постійного струму у віртуальному фізичному практикумі
    (СумДПУ ім. А. С. Макаренка, 2023) Савчук Варфоломій Степанович; Savchuk Varfolomii Stepanovych; Романець Олена; Romanets Olena
    Формулювання проблеми. Вивчення та закріплення навчального матеріалу з фізики базується на експериментах. Останні, в умовах дистанційного навчання, досить важко реалізувати. Сучасні інформаційні технології дозволяють здійснити таку реалізацію. В статті в якості прикладу розглянуто використання комп’ютерної симуляції при вивченні кола постійного струму в умовах дистанційного навчання. Матеріали і методи. Постановка проблеми та її вирішення спирається на матеріали навчальних програм з фізики для 10-11 класів загальноосвітніх навчальних закладів, програми з фізики бакалаврського рівня для закладів вищої освіти з фізико-технічних спеціальностей та спеціальності 014.08., матеріали науковопедагогічних та науково-методичних джерел, в яких розглядаються питання, дотичні до проведеного дослідження. Були використані також матеріали ресурсів з комп’ютерних симуляцій, зокрема з сайту інтерактивних симуляцій phet. Результати. Аналіз використаних матеріалів визначив комплекс експериментальних робіт фізичного практикуму з електрики, варіативність завдань у яких надавала можливість використовувати їх в різних форматах навчання (як в старших класах середньої загальноосвітньої школи, так і на молодших курсах бакалаврського рівня). Із застосуванням комп’ютерної симуляції з сайту інтерактивних симуляцій phet в якості прикладу розглянуто навчальний експеримент «Дослідження постійного струму, корисної потужності та к. к. д. джерела струму». Висновки. Використання інтерактивної симуляції при вивченні теми «Закон Ома для повного кола. Потужність постійного струму»дозволяє змоделювати зазначений фізичний експеримент і використати його результати для обґрунтування низки теоретичних положень за темою, що вивчається. Розроблене методичне забезпечення виконання експерименту дозволяє використовувати його на різних рівнях навчання фізики. Перспективним є створення комплексу лабораторних робіт за різними розділами курсу загальної фізики, що базуються на використанні комп’ютерних симуляцій, та розробка методичного забезпечення їх виконання.
  • Документ
    Проєктний метод у STEM-освіті із застосуванням програмно-апаратної платформи Arduino
    (2023) Воронкін Олексій; Voronkin Oleksii; Лущин Сергій; Lushchyn Serhii
    Формулювання проблеми. Одним із перспективних методів навчання у STEM-освіті є метод проєктів. Проєктний метод у STEM- освіті обумовлює актуальність і дослідницький характер теми проєкту, забезпечення взаємозв’язку теоретичних знань із практикою, практичне втілення результатів проєкту. Проєкт, як засіб реалізації STEM-освіти, дозволяє інтегрувати знання з різних предметних галузей під час розв'язання реальних задач, створення діючих макетів, що обумовлює їх практичне використання. Матеріали і методи. Використано методи аналізу та систематизації науково-педагогічної літератури; узагальнення результатів вітчизняного і зарубіжного досвіду щодо використання проєктного методу у STEM-освіті із застосуванням програмно- апаратної платформи Arduino. Наведено експериментальну методику створення діючого фізіотерапевтичного лазерного пристрою для лікування нежитю. Застосовано програмне комп’ютерне моделювання для імітації роботи пристрою з розробкою коду для плати Arduino UNO. Результати. На прикладі виконання STEM-проєкту «Розробка фізіотерапевтичного лазерного пристрою для лікування нежитю» показано як можна інтегрувати низку різнорівневих, дидактичних і дослідницьких завдань. Наведено узагальнений опис основних структурних елементів плати Arduino Uno. Сформульовано типовий алгоритм ознайомлення з роботою плати Arduino. Вказано основні розділи курсу фізики, знання яких є базовими для реалізації проекту. Показано як використання бітової матриці станів лазера дозволяє створювати циклічні режими опромінення, що періодично змінюють один одного. Наведено приклад коду з обробкою бітової матриці станів лазера. Скетч керує режимами напівпровідникового лазера, відображає час опромінення на рідкокристалічному дисплеї та подає звуковий сигнал по закінченню часу опромінювання, що задається потенціометром. Подано фрагмент симуляційного моделювання фізіотерапевтичного пристрою в середовищі Tinkercad Circuits. Висновки. Практичний досвід використання проєктного методу в STEM-освіті показав, що він дозволяє студентам активно досліджувати реальну проблему, застосовувати отримані знання на практиці, розвивати навички співпраці, комунікації та критичного мислення. Виконання проєкту сприяє поєднанню різних видів діяльності, таких як пізнавальна, творча, практична, дослідницька, а також розвитку навичок мислення, мотивації та відповідальності за свою діяльність. Впровадження проєктного методу дає можливість забезпечити якісну підготовку фахівців з природничих наук, здатних ефективно застосовувати свої знання та навички у практичних ситуаціях та сприяти подальшому розвитку STEM-галузей в Україні.
  • Документ
    Використання методу Монте-Карло у навчанні стохастики в контексті підготовки учителів математики до впровадження STEM-освіти
    (2023) Крамаренко Тетяна; Kramarenko Tetiana
    Формулювання проблеми. Актуальною проблемою в освіті є запровадження STEM-навчання. Методика підготовки учителів математики (014 Середня освіта. Математика) в контексті реалізації STEM-освіти потребує удосконалення. Наскрізне використання методу Монте-Карло у навчанні стохастики є engineering-інструментом, успішне опанування яким сприятиме інтеграції знань та умінь здобувачів освіти з математики та інформатики, підготовці учителів до впровадження STEM-підходів у навчанні математики. Метою статті є висвітлення доробку автора з питання впровадження STEM-підходів у навчанні стохастики. Матеріали і методи. В роботі використані теоретичні й емпіричні методи дослідження: аналіз для уточнення тезаурусу дослідження; аналіз наукових джерел для визначення важливих напрямків, на яких варто зосередити увагу для формування STEM- компетентностей здобувачів освіти; синтез, спостереження за освітнім процесом; систематизація й узагальнення результатів дослідження; використання статистичного критерію для визначення зсуву у значеннях ознаки (критерій Вілкоксона). Результати. Наскрізне використання методу Монте-Карло у навчанні стохастики позитивно впливає на рівень навчальних досягнень здобувачів освіти та їх готовність до впровадження STEM-підходів у навчанні учнів. Висновки. Застосування методу Монте-Карло як engineering- інструменту зміщує акценти навчання з теоретичної в експериментальну площину. У ході дослідження встановлено, що наскрізне використання методу Монте-Карло у навчанні стохастики позитивно впливає на рівень навчальних досягнень здобувачів освіти. Експериментально підтверджено підвищення рівня готовності майбутніх учителів до подальшого впровадження STEM-підходів у навчанні учнів.
  • Документ
    Моделювання системи відкритої науки для професійного розвитку та діяльності вчителів
    (2023) Носенко Юлія; Nosenko Yuliia
    Формулювання проблеми. Розвиток цифрових засобів, хмаро орієнтованих систем сприяє підвищенню доступності здобутків відкритої науки, відкриває нові можливості для фахівців різних сфер діяльності, в т.ч. вчителів закладів загальної середньої освіти. Так, хмаро орієнтовані сервіси відкритої науки мають потенціал значно покращити професійний розвиток вчителів, надаючи їм доступ до великої кількості ресурсів, інструментів і можливостей для підвищення якості навчання та викладання. Матеріали і методи. Представлено деякі результати дослідження, що виконується в рамках проєкту «Хмаро орієнтовані системи відкритої науки у навчанні і професійному розвитку вчителів» (реєстраційний номер 2020.02/0310) за рахунок грантової підтримки Національного фонду досліджень України. Застосовано теоретичні методи, зокрема аналіз дослідницьких робіт вітчизняних і закордонних дослідників, експертів, аналіз міжнародних документів, рекомендацій.Результати. Розроблено модель системи відкритої науки, що містить: принципи та чинники, які сприятимуть її успішній реалізації; фасилітаторів, які залучені в процеси запровадження відкритої науки; бенефіціарів – суб’єктів, які отримають від цього максимальну користь; е-інфраструктуру. Визначено можливості використання відкритої науки у професійному розвитку та діяльності вчителів; можливості та переваги хмаро орієнтованих сервісів відкритої науки для професійного розвитку вчителів. Обґрунтовано виклики відкритої науки та чинники подолання перешкод на шляху її запровадження. Розроблено рекомендації щодо розвитку системи відкритої науки, які можна використати як для поширення принципів відкритої науки загалом, так і для покращення професійного розвитку та діяльності вчителів зокрема. Висновки. Нині відкрита наука є невід’ємним елементом розвитку сучасного глобалізованого світу, що сприяє підвищенню якості, прозорості і достовірності наукових досліджень. ЇЇ упровадження і розвиток стали можливими завдяки широкому застосуванню цифрових засобів, зокрема хмаро орієнтованих сервісів і систем. Для вчителя застосування хмаро орієнтованих сервісів відкритої науки відкриває потенціал для професійного розвитку, надаючи доступ до великої кількості ресурсів, інструментів та можливостей для підвищення якості навчання та викладання. При цьому успішність моделювання і запровадження системи відкритої науки залежить від узгодженості та ефективності взаємодії різних суб’єктів відкритої науки – від політиків до освітян.
  • Документ
    Формула-трійця як результат емоційного пошуку нових формул геометрії
    (2023) Гетманенко Людмила; Hetmanenko Liudmyla
    У статті автор розглядає важливість вивчення елементів формульної геометрії в процесі математичної освіти та пропонує оригінальні методи розв’язування класичних та авторських задач, що побудовані на нових, не відомих до цього часу залежностях; знайомить з авторською формулою-трійцею. Формулювання проблеми. У сучасному шкільному курсі геометрії для середньої та старшої школи фактично відсутні відомості про елементи формульної геометрії. Хибним уявленням деяких математиків, які не мали досвіду викладання, була теза, що в класичній геометрії кількість формул має бути мінімальною, а елементарні тригонометричні функції повністю відкидалися. Аналіз сучасних досліджень та особистий досвід роботи переконливо доводять недостовірність такої позиції. Матеріали і методи. Проведено системний аналіз наукових джерел щодо наявної інформації стосовно теоретичних понять та практичних можливостей застосування формульної геометрії. У ході підготовки статті були використані такі методи та засоби дослідження: порівняльний аналіз теоретичних положень, розкритих у науковій та навчально-методичній літературі; математичний аналіз та математична логіка; спостереження за навчально-виховним процесом учнів закладів загальної середньої освіти. Результати. У результаті дослідження було систематизовано підхід до способів розв’язування геометричних задач за допомогою формул. Розкрито особливості застування формульного методу до розв’язування великої кількості класичних та авторських геометричних задач різного ступеню складності. Основні результати дослідження отримані з використанням методів формульної геометрії. Результати роботи були апробовані у Науковій школі Кушніра І.А. «Краща авторська задача з геометрії», у Київському університеті імені Бориса Грінченка, а також пропонуються учням при підготовці до олімпіад з математики. Висновки. Розв'язування геометричних задач формульним способом суттєво зменшує розмір доведення. Використання формул, властивостей геометричних фігур та алгоритмів допомагає сконцентруватись на основних ідеях задачі та виконати розрахунки швидше та ефективніше. Розв'язування геометричних задач формульним способом має також важливу емоційну складову для школярів, що вивчають математику. Цей підхід сприяє створенню почуття впевненості у власних знаннях. Раціональне використання формул та алгоритмів у розв'язанні геометричних задач спонукає учнів до логічного мислення та розуміння зв'язків між різними геометричними об'єктами. Крім того, успішне розв'язування задач стимулює позитивні емоції, такі як радість від досягнення результату і задоволення від власної компетентності.
  • Документ
    Вимірювання магнітної сприйнятливості речовин в умовах дистанційного навчання
    (2023) Здещиц Валерій; Zdeshchyts Valerii; Здещиц Анастасія; Zdeshchyts Anastasia
    Розроблена методика та дослідна установка для проведення лабораторної роботи з фізики, яка використовує електронні терези для визначення функціональної залежності сили взаємодії між двома постійними магнітами, між магнітом і феромагнетиком від відстані між ними, а також магнітної сприйнятливості пара-, діа- та феромагнетиків. Формулювання проблеми. Обчислити величину магнітної індукції постійного магніта на деякій відстані, використовуючи закон Біо- Савара-Лапласа, є дуже складним завданням для студентів вступних курсів. Як показали опитування, студенти майже одностайно вважають, що сила взаємодії між двома магнітами оберненоквадратично залежить від відстані між ними. Тому тільки експеримент дає змогу студентам-початківцям дати відповідь на це питання. Проблемой для студентів вє також спроба класифікувати матеріали за ознакою магнітна-немагнітна. Експериментальне вимірювання магнітної сприйнятливості речовин дозволить студентам зробити правільний висновок, що всі матеріали намагнічуються. Матеріали і методи. Авторами була розроблена вимірювальна схема та дослідницька установка, яка передбачала можливість її відтворення студентами під час дистаційного навчання. За допомогою електронних вагів та неодимових магнітів визначалися діа- та парамагнітні властивості різних речовин, які зустрічаються в повсякденному середовищі учнів. Результати. Основним результатом роботи є розробка методології доведення до студентів того факту, що закони, за допомогою яких описуються магнітні поля постійних магнітів, не є “оберненоквадратичними”. Висновки. Експерементально підтверджена обернено кубічна залежність магнітної індукції від відстані; сила взаємодії між двома постійними магнітами пропорцйна 𝑟−4, між магнітом і феромагнетиком −𝑟−7. Визначено магнітна сприйнятливість феромагнетика (залізо) 𝜒𝑉 = 7, парамагнетика (алюміній) 𝜒𝑉 = 13 ∙ 10−6, діамагнетика (вода) 𝜒𝑉 = −4,4 ∙ 10−6.