http://dspace.tnpu.edu.ua/handle/123456789/8640 2026-10-10T11:34:30Z 2026-10-10T11:34:30Z Ручаковський, Віталій Петрович Федчишин, Ольга Михайлівна http://dspace.tnpu.edu.ua/handle/123456789/42869 2026-10-05T10:49:12Z 2026-01-01T00:00:00Z

Назва: Дослідницькі задачі як ефективний засіб формування stem-компетентностей у сучасній школі Автори: Ручаковський, Віталій Петрович; Федчишин, Ольга Михайлівна Короткий огляд (реферат): Сучасний етап розвитку суспільства характеризується стрімкими технологічними трансформаціями, глобалізацією та швидким оновленням інформації. У цих умовах традиційна репродуктивна модель навчання вже не забезпечує необхідного рівня підготовки учнів до майбутніх професійних і життєвих викликів. Пріоритетним завданням сучасної освіти стає формування STEM-компетентностей — інтегрованих знань, умінь, навичок і ціннісних ставлень у сфері природничих наук, технологій, інженерії та математики, що передбачають розвиток міждисциплінарного мислення, критичного та креативного підходу, здатності розв’язувати реальні проблеми. Актуальність дослідження зумовлена недостатньою розробленістю методичного забезпечення системного впровадження дослідницьких задач у шкільну STEM-освіту. Попри визнану ефективність дослідницького навчання в нормативних документах України (Концепція Нової української школи, Державний стандарт базової середньої освіти) та рекомендаціях UNESCO, вчителі часто стикаються з браком готових міжпредметних кейсів, алгоритмів організації діяльності та адаптованих матеріалів. У статті дослідницька задача визначена як спеціально сконструйоване відкрите міждисциплінарне навчальне завдання, що стимулює висунення гіпотез, планування дослідження, збирання й аналіз даних, формулювання висновків та презентацію результатів. Автор виділяє п’ять основних типів дослідницьких задач: експериментальні, інженерно-конструкторські, міждисциплінарні проектні, дослідницько-аналітичні та соціально-орієнтовані. Для ефективної реалізації задач обґрунтовано комплекс дидактичних умов: інтегративність, поступове ускладнення завдань, технологічна підтримка (Arduino, Micro:bit, Tinkercad, Python, GeoGebra тощо), рефлексія, диференціація та індивідуалізація. Запропоновано практичні орієнтири для вчителів щодо впровадження системи дослідницьких задач у навчальний процес. Рівень сформованості STEM-компетентностей визначався за допомогою авторської анкети «STEM-компетентності сучасного школяра». Отримані дані підтверджують, що системне використання дослідницьких задач є ефективним інноваційним засобом формування STEM-компетентностей, сприяє розвитку ключових навичок XXI століття, підвищує мотивацію учнів і забезпечує глибоку інтеграцію знань.; The current stage of societal development is characterized by rapid technological transformations, globalization, and the rapid dissemination of information. Under these conditions, the traditional reproductive model of education no longer provides students with the necessary level of preparation for future professional and life challenges. The priority task of modern education is the development of STEM competencies—integrated knowledge, skills, and values in the fields of science, technology, engineering, and mathematics—which involve the development of interdisciplinary thinking, a critical and creative approach, and the ability to solve real-world problems. The relevance of this study stems from the insufficient development of methodological support for the systematic integration of research tasks into school STEM education. Despite the recognized effectiveness of inquiry-based learning in Ukraine’s regulatory documents (the Concept of the New Ukrainian School, the State Standard for Basic Secondary Education) and UNESCO recommendations, teachers often face a lack of ready-made interdisciplinary case studies, activity organization algorithms, and adapted materials. In this article, a research task is defined as a specially designed open interdisciplinary learning task that stimulates the formulation of hypotheses, research planning, data collection and analysis, the formulation of conclusions, and the presentation of results. The author identifies five main types of research tasks: experimental, engineering and design, interdisciplinary project-based, research and analytical, and socially oriented. To effectively implement these tasks, a set of pedagogical conditions is proposed: integration, gradual increase in task complexity, technological support (Arduino, Micro:bit, Tinkercad, Python, GeoGebra, etc.), reflection, differentiation, and individualization. Practical guidelines are offered for teachers on integrating a system of research tasks into the educational process. The level of development of STEM competencies was determined using the author’s questionnaire “STEM Competencies of the Modern Schoolchild.” The data obtained confirm that the systematic use of research tasks is an effective innovative means of developing STEM competencies, promotes the development of 21st-century key skills, increases student motivation, and ensures deep integration of knowledge.

2026-01-01T00:00:00Z Лящук, Дмитро Володимирович Федчишин, Ольга Михайлівна http://dspace.tnpu.edu.ua/handle/123456789/42868 2026-10-05T08:34:22Z 2026-01-01T00:00:00Z

Назва: Теоретичні основи формування професійної компетентності здобувачів закладів фахової передвищої освіти засобами інтегрованого фізичного експерименту Автори: Лящук, Дмитро Володимирович; Федчишин, Ольга Михайлівна Короткий огляд (реферат): Стаття присвячена актуальній проблемі теоретичного обґрунтування формування професійної компетентності здобувачів закладів фахової передвищої освіти (ЗФПО) в умовах цифрової трансформації. Обґрунтовано, що сучасна фахова передвища освіта потребує ефективних механізмів підготовки конкурентоспроможних фахівців, здатних оперативно вирішувати практичні завдання. Обмеженість матеріально-технічної бази, вимоги безпеки, необхідність підвищення мотивації та відповідність галузевим стандартам актуалізують пошук інноваційних підходів до організації нав-чального процесу. Професійна компетентність розглядається як динамічна інтегративна якість особистості, що включає когнітивний, операційно-діяльнісний, моти-ваційно-ціннісний, рефлексивний та соціально-комунікативний компоненти. Автор аналізує можливості реального фізичного експерименту (автентичність, розвиток сенсомоторних навичок) та його обмеження, а також переваги віртуального експерименту (безпека, візуалізація прихованих процесів, індивідуалізація, повторюваність). Доведено, що найбільш перспективним є інтегрований підхід – синтез реального фізичного практикуму з віртуальними симуляціями та VR/AR-технологіями. Теоретичними основами такого синтезу виступають компе-тентнісний, діяльнісний, синергетичний, особистісно орієнтований підходи та технологія blended learning. Їх поєднання забезпечує синергетичний ефект, подолання обмежень кожного компонента окремо та цілісне формування всіх складових професійної компетентності. У статті представлено авторську структурно-функціональну модель формування професійної компетентності здобувачів ЗФПО засобами інтегро-ваного фізичного експерименту. Модель складається з чотирьох взаємо-пов’язаних блоків: цільового (орієнтованого на комплексне формування всіх компонентів професійної компетентності), змістового (відбір тем фахових дисциплін механіки, електрики, оптики, термодинаміки та інших розділів, де інтеграція реального та віртуального експерименту є найбільш ефективною), процесуального (визначення етапів роботи — підготовчий, віртуально-моделюючий, реальний, аналітичний та рефлексивний; методи та форми організації навчання, зокрема лабораторні роботи, проектні завдання, кейс-стаді) та результативно-оцінного (критерії, показники та рівні сформованості компетентностей, інструменти діагностики та моніторингу). Запропонована модель є відкритою, динамічною та адаптивною до специфіки різних спеціаль-ностей закладів фахової передвищої освіти (електромеханіка, автоматизація технологічних процесів, комп’ютерні системи, енергетика, приладобудування тощо). Вона забезпечує збалансований розвиток предметних (фізичних) компе-тентностей, загальнопрофесійних (дослідницьких, технологічних, інформа-ційно-цифрових, безпекових) та м’яких навичок (критичного мислення, рефлексії, командної взаємодії та комунікації).; This article addresses the pressing issue of the theoretical rationale for developing the professional competence of students in vocational pre-higher education institutions (VPHEIs) in the context of digital transformation. It is argued that modern vocational pre-higher education requires effective mechanisms for training competitive specialists capable of promptly solving practical tasks. Limited material and technical resources, safety requirements, the need to increase motivation, and compliance with industry standards make the search for innovative approaches to organizing the educational process particularly relevant. Professional competence is viewed as a dynamic, integrative quality of the individual, encompassing cognitive, operational-activity, motivational-value, reflec-tive, and socio-communicative components. The author analyzes the possibilities of real physical experiments (authenticity, development of sensorimotor skills) and their limitations, as well as the advantages of virtual experiments (safety, visualization of hidden processes, individualization, repeatability). It has been demonstrated that the most promising approach is an integrated one—a synthesis of real-world physics laboratory work with virtual simulations and VR/AR technologies. The theoretical foundations of such a synthesis are competency-based, activity-based, synergistic, and person-centered approaches, as well as blended learning technology. Their combination ensures a synergistic effect, overcomes the limitations of each component individually, and facilitates the holistic development of all components of professional competence. This article presents the author’s structural-functional model for developing the professional competence of students in the field of physical education through integrated physics experiments. The model consists of four interrelated blocks: the goal-oriented block (focused on the comprehensive development of all components of professional competence), the content-oriented block (selection of topics from specialized disciplines such as mechanics, electricity, optics, thermodynamics, and other fields where the integration of real and virtual experiments is most effective), the procedural block (defining the stages of work—preparatory, virtual modeling, real, analytical, and reflective; methods and forms of organizing instruction, including laboratory work, project tasks, and case studies), and the outcome-assessment block (criteria, indicators, and levels of competency development; diagnostic and monitoring tools). The proposed model is open, dynamic, and adaptable to the specific characteristics of various specialties in vocational pre-higher education institutions (electromechanics, automation of technological processes, computer systems, energy, instrument engineering, etc.). It ensures the balanced development of subject-specific (physical) com-petencies, general professional competencies (research, technological, information and digital, safety), and soft skills (critical thinking, reflection, teamwork, and communication).

2026-01-01T00:00:00Z Сокотов, Юрій Вікторович Уруський, Андрій Володимирович Бочар, Ігор Йосипович Сопіга, Віктор Борисович Монько, Роман Мирославович http://dspace.tnpu.edu.ua/handle/123456789/42672 2026-09-02T08:11:43Z 2026-01-01T00:00:00Z

Назва: Використання систем автоматизованого проектування в процесі вивчення модуля «Охорона праці» студентами технологічного напряму педагогічних закладів вищої освіти Автори: Сокотов, Юрій Вікторович; Уруський, Андрій Володимирович; Бочар, Ігор Йосипович; Сопіга, Віктор Борисович; Монько, Роман Мирославович Короткий огляд (реферат): У статті розглянуто особливості використання систем автоматизованого проектування (САПР) у процесі вивчення модуля «Охорона праці» дисципліни «БЖД, цивільний захист та охорона праці» студентами технологічного напряму педагогічних закладів вищої освіти. Проаналізовано теоретичні засади та практичні аспекти впровадження програмного забезпечення PRO100 як засобу наочного моделювання робочих місць відповідно до санітарно-гігієнічних норм та вимог охорони праці. Обґрунтовано доцільність застосування САПР для формування конструкторсько-технологічних компетентностей та розвитку аналітичного мислення майбутніх педагогів технологічного профілю. Наведено перелік тем робочої програми дисципліни «БЖД, цивільний захист та охорона праці», які дозволяють здобувачам вищої освіти послідовно отримувати знання з питань створення безпечного робочого простору. Описано методику виконання практичної роботи з теми «Розрахунок кількості комп’ютеризованих робочих місць, оснащених відеодисплейними терміналами» із застосуванням засобів PRO100 де прописаний чіткий алгоритм послідовних дій, щодо розрахунку і проєктування робочих місць з відеодисплейними терміналами. З метою об’єктивної перевірки ефективності використання засобів програми PRO100 в процесі виконання практичної роботи на тему: «Розрахунок кількості комп’ютеризованих робочих місць, оснащених відеодисплейними терміналами» було проведено педагогічний експеримент. Результати педагогічного експерименту засвідчили суттєве підвищення успішності студентів експериментальної групи порівняно з контрольною: рівень успішності зріс на 26,32%, а середній бал – на 0,61 пункти. Встановлено, що впровадження САПР у навчальний процес сприяє формуванню всебічно розвиненої особистості, підвищує мотивацію до навчання та забезпечує ефективне засвоєння нормативних вимог у сфері охорони праці.

2026-01-01T00:00:00Z Хохлова, Лариса Григорівна Хома, Н. Г. http://dspace.tnpu.edu.ua/handle/123456789/42671 2026-09-02T07:26:58Z 2026-01-01T00:00:00Z

Назва: Використання цифрових інструментів при вивченні лінійної алгебри Автори: Хохлова, Лариса Григорівна; Хома, Н. Г. Короткий огляд (реферат): У статті досліджено актуальну проблему модернізації методики викладання лінійної алгебри у закладах освіти в умовах інтенсивної цифровізації освітнього простору. Авторами проаналізовано ключові виклики традиційного навчання, серед яких виокремлено високу абстрактність математичних концептів, значні часові затрати на рутинні монотонні обчислення великої розмірності та відірваність теоретичного матеріалу від реальної практичної діяльності майбутніх фахівців. Обґрунтовано, що оптимальним розв’язанням цих проблем є інтеграція сучасних інтерактивних геометричних середовищ та систем комп’ютерної алгебри. У роботі запропоновано та детально описано авторську чотириетапну модель навчання «Жива лінійна алгебра», яка базується на концептах: Look (Візуалізація), Interact (Взаємодія), Verify (Верифікація) та Explore (Дослідження). Основну увагу приділено методиці використання динамічного середовища GeoGebra. Продемонстровано, як інструменти візуалізації (зокрема, інтерактивні повзунки) дозволяють сформувати у студентів інтуїтивне геометричне розуміння матриць як трансформацій простору, детермінанта – як фізичної величини зміни площі чи об’єму, а власних векторів – як інваріантних напрямків. Досліджено можливості GeoGebra CAS для автоматизації рутинних розрахунків та реалізації підходу «відлагодження помилок» (debugging), що зміщує акцент із механічного рахунку на аналітичне мислення. Показано, що студенти не витрачають навчальний час на нудне додавання чисел у таблицях, а фокусуються на сенсі математичних операцій. Розглянуто практичне застосування STEM-підходу через дослідницькі проєкти комп’ютерної графіки. Відзначено переваги мультиплатформенності GeoGebra, яка функціонує на смартфонах і в браузерах, дозволяючи студентам експериментувати з моделями прямо під час лекцій. Доведено, що впровадження моделі знижує «математичну тривожність», забезпечує гейміфікацію навчання та підвищує професійну компетентність.

2026-01-01T00:00:00Z