Аксіоматично-дедуктивна система онтологій на засадах STEM-освіти
Вантажиться...
Дата
2025
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Національний центр «Мала академія наук України»
Анотація
У статті розглядається методика навчання фізики на основі STEM-технологій, що охоплює інтеграцію науки, технологій, інженерії та математики в освітній процес. Особливу увагу приділено створенню аксіоматико-дедуктивної системи онтологій на засадах STEM, яка є основою для структурування й формалізації знань з фізики. Така система забезпечує логічну взаємодію між основними фізичними поняттями, законами та процесами, даючи змогу створити чітку і зрозумілу картину для здобувачів освіти, що важливо для глибшого розуміння наукової картини світу. Розкрито поняття моделі та онтологічної моделі, що є фундаментальними для побудови STEMпідходу в навчанні фізики. Онтологія дозволяє ефективно організувати знання у вигляді набору взаємопов’язаних об’єктів і понять, що допомагає суб’єктам навчання краще орієнтуватися у складних теоретичних концепціях з фізики і застосовувати їх на практиці. Одним з важливих аспектів методики є використання сучасних цифрових STEM-комплектів, таких як Pasco та Phywe, а також робототехнічних комплектів, що дають змогу здійснювати інтерактивне навчання через експерименти і практичні завдання. Ці комплекти забезпечують можливість вивчення фізичних законів у реальному часі, проведення досліджень з допомогою сучасних інструментів вимірювання й аналізу, що сприяє розвитку практичних навичок у здобувачів освіти. Використання таких технологій дозволяє створити динамічне й мотивувальне середовище для навчання, в якому суб’єкти навчання можуть самостійно здійснювати дослідження, перевіряти теоретичні знання і знаходити практичні застосування отриманим знанням з фізики. Впровадження STEM-технологій характеризується інтеграцією різних дисциплін, що сприяє розвитку у здобувачів освіти критичного мислення, аналітичних здібностей та навичок розв’язання складних задач. Застосування робототехнічних комплектів сприяє розвитку у здобувачів освіти навичок програмування, інженерії та математики, що є важливими компонентами STEM-освіти. Апробація запропонованої методики засвідчила її високу ефективність у процесі навчання фізики на засадах STEM. Результати експериментів свідчать про підвищення якості засвоєння матеріалу здобувачами освіти, збільшення їхнього інтересу до науки і розвитку soft skills. Використання цифрових та робототехнічних комплектів значно підвищує мотивацію здобувачів освіти до вивчення фізики, сприяє формуванню глибших і стійкіших знань.
The article discusses the methodology of teaching physics based on STEM technologies, which includes the integration of science, technology, engineering and mathematics into the educational process. Particular attention is paid to the creation of an actomatics-deductive system of ontologies based on STEM, which is the basis for structuring and formalizing physics knowledge. Such a system provides a logical interaction between basic physical concepts, laws and processes, allowing to create a clear and understandable picture for students, which is important for a deeper understanding of the scientific picture of the world. The concepts of “model” and “ontological model”, which are fundamental for building a STEM approach to teaching physics, are revealed. The ontology allows to effectively organize knowledge in the form of a set of interrelated objects and concepts, which helps learners to better navigate complex theoretical concepts in physics and apply them in practice. One of the important aspects of the methodology is the use of modern digital STEM kits, such as Pasco and Phewe, as well as robotics kits that allow for interactive learning through experiments and practical tasks. These kits provide an opportunity to study physical laws 27 in real time, conduct research using modern measurement and analysis tools, which contributes to the development of practical skills of students. The use of such technologies allows to create a dynamic and motivating learning environment in which students can independently conduct research, test theoretical knowledge and find practical applications of the acquired knowledge in physics. The peculiarity of implementing STEM technologies is the integration of different disciplines, which creates opportunities for students to develop critical thinking, analysis and complex problem solving. The use of robotics kits contributes to the development of programming, engineering and mathematics skills in students, which are important components of STEM education. The testing of the proposed methodology has shown its high efficiency in the process of teaching physics based on STEM. The results of the experiments indicate an improvement in the quality of learning by students, an increase in their interest in science and the development of soft skills. The use of digital and robotic kits significantly increases the motivation of students to study physics and contributes to the formation of deeper and more sustainable knowledge.
Опис
Кузьменко О. С. Аксіоматично-дедуктивна система онтологій на основі STEM-освіти / О. С. Кузьменко, О. Ю. Засенко, Ю. А. Шаповалов // Наукові записки Малої академії наук України. – Київ : НЦ «МАНУ», 2025. – №2 (31), 2025. – С. 12–27.