STEM-орієнтоване навчання архітектури комп’ютера у формуванні інженерного мислення майбутніх учителів інформатики

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorШамоня Володимир Григорович
dc.contributor.authorShamonia Volodymyr Hryhorovych
dc.contributor.authorСорока Максим
dc.contributor.authorSoroka Maksym
dc.contributor.authorСеменіхіна Олена Володимирівна
dc.contributor.authorSemenikhina Olena Volodymyrivna
dc.date.accessioned2025-11-12T13:04:55Z
dc.date.available2025-11-12T13:04:55Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractФормулювання 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. Запро¬поновано методичні рекомендації щодо оптимального вико¬ристання 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.
dc.description.abstractFormulation of the problem. The article substantiates the pedagogical feasibility of using the Proteus simulation environment in the process of STEM-oriented teaching of the "Computer Architecture" course with the aim of developing students' engineering thinking. The relevance of the study is determined by the need to train specialists capable of designing and analyzing digital devices, making technically sound decisions, and integrating knowledge from computer science, physics, mathematics, and electronics. Within the framework of the study, a pedagogical experiment was conducted with students who worked in different digital environments. Materials and methods. Research methods include: analysis of literature on STEM education, comparative analysis of the functionality of Proteus and Multisim environments, pedagogical experiment, and quantitative methods of analyzing the results. The experiment involved students of a pedagogical university studying hardware-oriented disciplines. Quantitative and qualitative analysis of the data made it possible to assess the level of content mastery, the dynamics of digital modeling skills development, the depth of reflection, and the manifestations of engineering thinking. Results. The results indicate that different simulation environments provide the acquisition of the basic content of the course; however, it is the Proteus environment that more actively stimulates technical creativity, flexibility in building models, and the ability to analyze and optimize circuits. Students working in Proteus demonstrated more diverse approaches to task completion, showed initiative in improving design solutions, and provided well-founded justifications for their choice of tools. Conclusions. The conclusion is made about the advisability of using Proteus in courses aimed at developing engineering thinking within the STEM paradigm. Methodological recommendations are offered for the optimal use of both environments depending on the didactic purpose. The obtained results have practical significance for the development of hardware-oriented academic courses, updating teaching methods, and implementing an interdisciplinary approach in the technical training of future computer science teachers.
dc.identifier.citationШамоня В. STEM-орієнтоване навчання архітектури комп’ютера у формуванні інженерного мислення майбутніх учителів інформатики [Текст] / В. Шамоня, М. Сорока, О. Семеніхіна // Фізико-математична освіта : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Фізико-математичний факультет ; [редкол.: М. П. Вовк, М. Гр. Воскоглу, М.Г. Друшляк та ін.]. – Суми : [СумДПУ імені А. С. Макаренка], 2025. – Вип. 4 (40). – С. 59–64. – DOI: 10.31110/fmo2025.v40i4-09
dc.identifier.doi10.31110/fmo2025.v40i4-09
dc.identifier.orcid0000-0002-3201-4090
dc.identifier.orcid0009-0001-2353-692X
dc.identifier.orcid0000-0002-3896-8151
dc.identifier.urihttps://repository.sspu.edu.ua/handle/123456789/17656
dc.language.isouk
dc.subjectSTEM-освіта
dc.subjectінженерне мислення
dc.subjectархітектура комп’ютера
dc.subjectProteus
dc.subjectцифрове моделювання
dc.subjectтехнічна творчість
dc.subjectпідготовка вчителів інформатики
dc.subjectSTEM education
dc.subjectengineering thinking
dc.subjectcomputer architecture
dc.subjectdigital modeling
dc.subjecttechnical creativity
dc.subjecttraining computer science teachers
dc.titleSTEM-орієнтоване навчання архітектури комп’ютера у формуванні інженерного мислення майбутніх учителів інформатики
dc.title.alternativeStem-Oriented Teaching of Computer Architecture in Developing Engineering Thinking of Future Computer Science Teachers
dc.typeArticle
dc.udc.udc004.22:37.091.3:377.35
Файли
Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
SHAMONIA.pdf
Розмір:
257.77 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
2.9 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити
Зібрання
Фізико-математична освіта