STEM-ОРІЄНТОВАНЕ НАВЧАННЯ АРХІТЕКТУРИ КОМП’ЮТЕРА У ФОРМУВАННІ ІНЖЕНЕРНОГО МИСЛЕННЯ МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ ІНФОРМАТИКИ
DOI:
https://doi.org/10.31110/fmo2025.v40i4-09Ключові слова:
STEM-освіта, інженерне мислення, архітектура комп’ютера, Proteus, цифрове моделювання, технічна творчість, підготовка вчителів інформатикиАнотація
Формулювання проблеми. У статті обґрунтовано педагогічну доцільність використання симуляційного середовища Proteus у процесі STEM-орієнтованого навчання курсу «Архітектура комп’ютера» з метою формування інженерного мислення студентів. Актуальність дослідження зумовлена потребою у підготовці фахівців, здатних проєктувати та аналізувати цифрові пристрої, ухвалювати технічно обґрунтовані рішення та інтегрувати знання з інформатики, фізики, математики й електроніки. У межах дослідження проведено педагогічний експеримент із студентами, які працювали в різних цифрових середовищах.
Матеріали і методи. Методи дослідження включають: аналіз літератури з питань STEM-освіти, порівняльний аналіз функціональних можливостей середовищ Proteus і Multisim, педагогічний експеримент, кількісні методи аналізу результатів Експеримент охопив студентів педагогічного університету, які вивчали дисципліни апаратного спрямування. Кількісний та якісний аналіз даних дозволив оцінити рівень засвоєння матеріалу, динаміку розвитку навичок цифрового моделювання, глибину рефлексії та прояви інженерного мислення.
Результати. Результати свідчать, що різні симуляційні середовища забезпечують засвоєння базового змісту курсу, однак саме середовище Proteus активніше стимулює технічну творчість, гнучкість у побудові моделей, здатність до аналізу та оптимізації схем. Студенти, які працювали в Proteus, демонстрували більш різноманітні підходи до виконання завдань, виявляли ініціативу у вдосконаленні проєктних рішень і аргументовано обґрунтовували вибір інструментів.
Висновки. Зроблено висновок про доцільність використання Proteus у курсах, спрямованих на формування інженерного мислення в умовах STEM-парадигми. Запропоновано методичні рекомендації щодо оптимального використання обох середовищ залежно від дидактичної мети.
Отримані результати мають практичне значення для розробки навчальних курсів апаратного профілю, оновлення методик і реалізації міждисциплінарного підходу в технічній підготовці майбутніх учителів інформатики.
Завантажити
Посилання
Stryzhak, O., Slipukhina, І., Polikhun, N., & Chernetckiy, I. (2017). STEM-osvita: osnovni definitsii [STEM-Education: Main Definitions]. Information Technologies and Learning Tools, 62(6), 16–33. https://doi.org/10.33407/itlt.v62i6.1753
English, L. D. (2016). STEM education K-12: Perspectives on integration. International Journal of STEM Education, 3. https://doi.org/10.1186/s40594-015-0027-7
Qin, J. R., & Fu, G. S. (2017). STEM education: Interdisciplinary education based on real problem scenarios. China Educational Technology, (4), 67–74.
Semenikhina, O. V., Drushlyak, M. G., & Shishenko, I. V. (2022). STEM project as a means of learning modeling for pre-service mathematics and computer science teachers. Information Technologies and Learning Tools, 90(4), 46–56. https://doi.org/10.33407/itlt.v90i4.4946
Semenikhina, O., Drushlyak, M., Yurchenko, A., Udovychenko, O., & Budyanskiy, D. (2020). The use of virtual physics laboratories in professional training: The analysis of the academic achievements dynamics. In ICTERI 2020: 16th International Conference on ICT in Education, Research and Industrial Applications, 2740, 423–429.
Yata, C., Ohtani, T., & Isobe, M. (2020). Conceptual framework of STEM based on Japanese subject principles. International Journal of STEM Education, 7. https://doi.org/10.1186/s40594-020-00205-8
Zhou, C., & Li, Y. (2021). The focus and trend of STEM education research in China – visual analysis based on CiteSpace. Open Journal of Social Sciences, 9, 168–180. https://doi.org/10.4236/jss.2021.97011
Balyk, N., & Shmyger, G. (2017). Pidkhody ta osoblyvosti suchasnoi STEM-osvity [Approaches and Peculiarities of Modern STEM Education]. Fizyko-matematychna osvita – Physical and Mathematical Education, 2(12), 26–30.
Botuzova, Yu. (2018). Dynamichni modeli geogebra na urokakh matematyky yak osnova STEM-pidkhodu [Geogebra Dynamic Models at the Mathematics Lessons as a STEM-Approach]. Fizyko-matematychna osvita – Physical and Mathematical Education, 3(17), 31–35. https://doi.org/10.31110/2413-1571-2018-017-3-005
Martinyuk, O. O. (2018). STEM-tekhnolohii yak zasib formuvannia informatsiino-tsyfrovoi kompetentnosti vchyteliv ta uchniv [STEM-technologies as a means of forming information and digital competence of teachers and students]. Zbirnyk naukovykh prats Kamianets-Podilskoho natsionalnoho universytetu im. I. Ohiienka. Seriia: Pedahohichna, 24, 18–22.
Завантаження
Опубліковано
Як цитувати
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Володимир Шамоня, Максим Сорока, Олена Семеніхіна
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
- Автори передають журналу право першої публікації свого рукопису на умовах ліцензії Creative Commons ("Із зазначенням авторства - Некомерційне використання - Поширення на тих же умовах") 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно використовувати (читати, копіювати і роздруковувати) представлені матеріали, здійснювати пошук та посилатись на опубліковані статті, поширювати їх повний текст з будь-якою законною некомерційною метою (у тому числі, з навчальною або науковою) та обов'язковим посиланням на авторів робіт і первинну публікацію у цьому журналі.
- Опубліковані оригінальні статті в подальшому не можуть використовуватись користувачами (окрім авторів) з комерційною метою або поширюватись сторонніми організаціями-посередниками на платній основі.
Creative Commons ("Із зазначенням авторства - Некомерційне використання - Поширення на тих же умовах") 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0)