САДОВИЙ Микола Ілліч –

доктор педагогічних наук, професор, завідувач кафедри теорії та методики технологічної підготовки, охорони праці та безпеки життєдіяльності Центральноукраїнського державного педагогічного університету імені Володимира Винниченка

ORCID ID 0000-0001-6582-6506

e-mail: [email protected]

Анотація

    У статті розглядається проблема невизначеності фізичних величин у ході проведення досліджень. Дається загальний підхід визначення поняття невизначеності, роль флуктуацій у їх виникненні. Розкривається еволюція ідей Л. де Бройля в частині ролі хвиль де Бройля та висунення поняття невизначеності координат та імпульсу Гейзенбергом, використання цього поняття в описі мікросвіту Шредінгером. Робиться висновок, що у квантовій фізиці, чим точніше дослідно визначається одна фізична величина, тим менш визначена друга, і ніякий експеримент не може привести до одночасного точного вимірювання обох динамічних величин. Це є об’єктивна властивість матерії. Л.С. Мандельштам та І.Є. Тамм вперше ввели поняття невизначеності енергії ΔЕ та часу Δt, яка має відмінний фізичний зміст від невизначеності координат та імпульсу динамічної частинки ΔЕΔt≥ћ. У збудженому стані атом чи ядро є нестабільними. Відповідно енергія збуджених рівнів не є строго визначеною і має певну ширину. Для нестаціонарного стану замкнутої системи встановлене співвідношення було підтверджене експериментально. В цьому випадку t – час характерний час зміни середнього значення в системі.

Ключові слова: невизначеність, координата, імпульс, ядро, атом, хвильове число.

Повний текст:

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

1. Дробін А.А. Методика навчання понять перервного та неперервного та їх співвідношення у курсі фізики середньої школи : [посіб. для викл. та студ. пед. вищ. навч. закл., учит. серед. навч. закл. освіти] / Дробін А.А. – Кіровоград: ТОВ «Поліграф-Сервіс», 2008. – 134 с.

2. Дробін А.А. Формування фізичних понять у школярів на основі статистичного та імовірнісного підходів: дис. … канд. пед. наук: 13.00.02 / Дробін Андрій Анатолійович; М-во осв. і науки, молоді та спорту України Кіровоградський держ. пед. ун-т ім. В.Винниченка. – Кіровоград, 2012. – 325 с.

3. Гнатенко Х.П. Спiввiдношення невизначеностей у некомутативному фазовому просторi / Х.П. Гнатенко // Вiсник Львiвського унiверситету. Серiя фiзична. – 2016. – Вип. 52. – С. 3-8. – Режим доступу: http://physics.lnu.edu.ua/wp-content/uploads/52_01.pdf

4. Завершнева Е.Ю. Принципы неопределенности и дополнительности в квантовой механике и психологии: проблема методологических заимствований / Е.Ю. Завершнева // Вестник Моск. ун-та. Серия 14: Психология. – 2001. – № 4. – С. 67-77; 2002. – № 1. – С. 75-80.

5. Зикова К.М. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга у формуванні фізичної картини світу / К.М. Зикова // Наукові записки. Серія: Проблеми методики фізико-математичної і технологічної освіти. – Кіровоград, 2017. – Вип. 11, Ч. 3. – С. 65-69.

6. Корнилова Т.В. Принцип неопределенности в психологии: основания и проблемы [Электронный ресурс] // Психологические исследования. – 2010. – № 3(11). – Режим доступу: http://www.psystudy.ru/index.php/num/2010n3-11/320kornilova11.html

7. Крайнов В.П. Соотношения неопределенности для энергии и времени / В.П. Крайнов // Соросовский образовательный журнал. – 1998. – № 5. – С. 77-82.

8. Кучерук І.М. Загальна фізика. Оптика. Квантова фізика: [навч. посіб.] / І.М. Кучерук, В.П. Дущенко. – К.: Вища школа, 1991. – 463 с.

9. Мандельштам Л.И. Соотношение неопределенности энергия-время в нерелятивистской квантовой механике / Л.И Мандельштам, И.Е. Тамм // Изв. АН СССР. Сер. физ. – 1945. – Т. 9, № 1/2. – С. 122-128.

10. Подопригора Н.В. Вивчення співвідношень невизначеностей на засадах модельного та реального експериментів / Н.В. Подопригора, А.В. Ткаченко // Наукові записки. Серія: Проблеми методики фізикоматематичної і технологічної освіти. – Кіровоград, 2014. – Вип. 6. – С. 94-104.

11. Садовий М.І. Історія фізики з перших етапів становлення до початку ХХІ століття: [навч. посібн. для студ. ф.-м. фак. вищ. пед. навч. закл.] / М.І. Садовий, О.М. Трифонова. – Кіровоград: ПП «ЦОП «Авангард», 2013. – [2-ге вид. переробл. та доп.] – 436 с.

12. Садовий М.І. Становлення та розвиток фундаментальних ідей дискретності та неперервності у
курсі фізики середньої школи / Садовий М.І. – Кіровоград: Прінт-Імідж, 2001. – 396 с.

13. Садовий М.І. Теоретичні і методичні основи становлення і розвитку фундаментальних ідей дискретності та неперервності в курсі фізики загальноосвітньої школи: дис. … докт. пед. наук: 13.00.02 / Садовий Микола Ілліч; М-во осв. і науки України Нац. пед. ун-т імені М.П. Драгоманова. – К., 2001. – 517 с.

14. Советский энциклопедический словарь / гл. ред. А.М. Прохоров. – [3-е изд.] – М.: Советская энциклопедия, 1982. – 1600 с.

15. Трифонова О.М. Взаємозв’язки принципів науковості та наочності в умовах кредитно-модульної системи навчання квантової фізики студентів вищих навчальних закладів: дис. ... канд. пед. наук: 13.00.02 / Трифонова Олена Михайлівна; М-во осв. і науки України Кіровоградський держ. пед. ун-т ім. В.Винниченка. – Кіровоград, 2009. – Т. 1. – 216 с.; Т. 2: Додатки. – 301 с.

16. Трифонова О.М. Структурно-логічний підхід до удосконалення викладання фізики атома і атомного ядра / О.М. Трифонова // Наукові записки. – Серія: Педагогічні науки. – Кіровоград: РВВ КДПУ ім. В.Винниченка, 2014. – Вип. 60. – С. 225-230.

17. Физический энциклопедический словарь / гл. ред. А.М. Прохоров; ред. кол. Д.М. Алексов. – М.: Сов. энциклопедия, 1983. – 928 с.

18. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement: First edition. – ISO, Switzerland, 1993 (GUM).

САКУНОВА Ганна Василівна –

магістр, студентка кафедри фізики та методики навчання фізики Сумського державного педагогічного університету імені А. С. Макаренка

ORCID ID 0000-0002-4737-4822

e-mail: [email protected]

МОРОЗ Іван Олексійович –

доктор педагогічних наук, професор, завідувач кафедри фізики та методики навчання фізики Сумського державного педагогічного університету імені А. С. Макаренка

ORCID ID 0000-0002-4965-1352

e-mail: [email protected]

Анотація

    У статті розглянуто сутність STEM-освіти, розкрито переваги та недоліки впровадження STEM в освітній процес, проаналізовано зарубіжний досвід інтеграції STEM-освіти та сучасні перспективи вітчизняної науки й освіти з цього напряму. Відзначається, що одним із пріоритетних напрямів модернізації освіти в Україні, згідно Закону України «Про освіту» від 2015 року, є STEM у навчанні, який базується на міждисциплінарному підході та навчально-проектній діяльності при вивченні природничо-математичних та інженерно-технічних дисциплін. Реформування освіти та Концепція Нової української школи дозволять створювати інтегровані уроки, предмети чи курси із використанням STEM-підходу. У статті підкреслюється важливість STEM-освіти для «нової економіки» як рушійної сили у побудові конкурентоспроможної держави у світовому просторі й перспективного розвитку науки та технологій.

Ключові слова: STEM-освіта, навчання, STEM-підхід, міждисциплінарний підхід, інновація.

Повний текст:

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

1. Весела Н. О. STEM-освіта як перспективна форма інноваційної освіти в Україні / Весела Н. О. – Тернопіль, 2017. – С. 25-28.

2. Коваленко О. STEM-освіта: досвід впровадження в країнах ЄС та США / О. Коваленко, О. Сапрунова. – 2016. – С. 46-49. – (Рідна школа, №4)

3. Концепція Нової української школи [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України. – Режим доступу: https://osvita.ua/ school/ reform/54276/

4. Лист про впровадження напрямків STEM-освіти [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України. – Режим доступу: https://imzo.gov.ua/2015/09/01/list-imzo-vid-31-08-2015-2-110-14-pro-vprovadzhennya-napryamkiv-stem-osviti/

5. Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти у загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на 2017/2018 навчальний рік [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України. – Режим доступу: http://osvita.ua/legislation/Ser_osv/56880/

6. Наказ МОН України № 708 від 17.05.2017 року ««Про проведення дослідно-експериментальної роботи всеукраїнського рівня за темою «Науково-методичні засади створення та функціонування Всеукраїнського науково-методичного віртуального STEM-центру (ВНМВ STEM-центр)» на 2017-2021роки» [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України. – Режим доступу: https://imzo.gov.ua/2017/05/19/nakaz-mon-vid-17-05-2017708-pro-provedennya-oslidno-eksperymentalnoji-robotyvseukrajinskoho-rivnya-za-temoyu-naukovo-metodychniasady-stvorennya-ta-funktsionuvannya-vseukrajinskohonaukovo-m/

7. Наказ ІМЗО №58 від 23.11.2017 року «Про організацію та проведення «Web-STEM-школи - 2018» [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України. – Режим доступу: https://imzo.gov.ua/2017/11/24/nakaz-imzo-vid-23-11-201758-pro-orhanizatsiyu-ta-provedennya-web-stem-shkoly-2018/

8. Наказ ІМЗО № 13 від 19.02.2018 року «Про проведення Всеукраїнських змагань «Роботрафік – 2018» [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України. – Режим доступу: https://imzo.gov.ua/2018/02/20/nakaz-imzo-vid-19-02-201813-pro-provedennya-vseukrajinskyh-zmahan-robotrafik-2018/

9. Наказ ІМЗО № 14 від 22.02.2018 року «Про проведення змагань з моделювання «розумних» пристроїв «STEAM-House» [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України. – Режим доступу: https://osvita.ua/legislation/pozashk_osv/59686/

10. Обласний семінар «STEM-освіта: стан упровадження та перспективи розвитку» [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.soippo.edu.ua/ index.php/home/ 2694-oblasnij-seminar-stem-osvita-stanuprovadzhennya-ta-perspektivi-rozvitku

11. Патрикеєва О.О. Сучасний стан впровадження STEM-освіти в Україні / О. О. Патривеєва, О. В. Лозова, С. Л. Горбенко. – 2016. – С.152-155. – (Проблеми освіти)

12. План заходів щодо впровадження STEM-освіти в Україні на 2016-2018 роки [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України. – Режим доступу: https://drive.google.com/file/d/0B3m2TqB M0APKQmc4LUd2MmVFckk/viewhttps://imzo.gov.ua/2015/ 09/01/list-imzo-vid-31-08-2015-2-1-10-14-provprovadzhennya-napryamkiv-stem-osviti/

13. Створення STEAM-центру на базі КУ Сумська спеціалізована школа №7 ім. М. Савченка [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://pb.smr.gov.ua/projects/19

14. Чернецький І. С. Мультидисциплінарний підхід у формуванні STEM орієнтованих навчальних завдань [Електронний ресурс] / І. С. Чернецький, І. А. Сліпухіна, Н. І. Поліхун. – Режим доступу: http://phm.kspu.kr.ua/ojs/index.php/NZPMFMTO/article/view/1355

15. STEM-освіта: стан впровадження та перспективи розвитку: матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції. – К.: ДНУ «Інститут модернізації змісту освіти», 2017. – 160с.

16. Граськин С. С. Методология применения STEMобразования в триаде «Школа-Вуз-Предприятие» / С. С. Граськин. – М., 2017.

17. Инновационные технологии: STEM-технологии в образовании [Електронний ресурс]. – Режим доступу:https://infourok.ru/ innovacionnye_ tehnologii_stem_tehnologii_v_obrazovanii-466748.htm

18. Ногайбаева Г. Развитие STEM-образования в мире и Казахстане [Електронний ресурс] / Г. Ногайбаева. – Режим доступу:http://iac.kz/ru/ publishing/razvitie-stemobrazovaniya-v-mire-i-kazahstane 

19. Что такое STEM-образование? [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://anrotech.ru/blog/chtotakoe-stem-obrazovanie/ 20. STEM Ukrainian Education Fesrival-2018 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://sogischool.com.ua/252-stem-osvita.html

21. STEM Education [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.eun.org/focus-areas/stem

22. Teaching STEM [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://teach.com/become/what-can-i-teach/stem/

СЕРГІЄНКО Володимир Петрович –

доктор педагогічних наук, професор, директор Навчально-наукового інституту неперервної освіти Національного педагогічного університету імені М.П.Драгоманова, м. Київ

e-mail: [email protected]

Анотація

    У статті розглянуто особливості використання сучасних інформаційно-комунікаційних технологій навчання на уроках фізики. Виокремлено основні функції та завдання застосування інформаційно-комунікаційних технологій навчання на уроках фізики. Враховуючи інноваційні методичні можливості використання інформаційно-комунікаційних технологій навчання на уроках фізики можна не тільки опрацьовувати теоретичний матеріал, вивчати фізичні явища та процеси, а й розв’язувати графічні задачі, проводити контроль якості знань учнів з фізики, зокрема, оцінити динаміку зростання знань з фізики учнів. Для розв’язування задач з фізики використано такі програмні засоби: програма для роботи з електронними таблицями Microsoft Excel, система комп'ютерної алгебри з класу систем автоматизованого проектування Mathсad, пакет прикладних програм для числового аналізу MATLAB.

Ключові слова: інформаційно-комунікаційні технології навчання, комп’ютер, навчання фізики в школі, програмні засоби.

Повний текст:

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

1. Білоусова Л.І. Компоненти підготовки вчителя до використання Інтернет-підтримки у навчальному процесі [Електронний ресурс] / Л. І. Білоусова, С. Д. Криштоф. – Режим доступу: http://www.rusnauka.com/1_NIO_2012/Pedagogica/2_98499. doc.htm.

2. Бодненко Т. В. Використання комп’ютерної програми labview для розв’язування та побудови графічних задач //Збірник наукових праць Кам'янецьПодільського національного університету імені Івана Огієнка. Серія педагогічна. – 2011. – №. 17.

3. Величко С.П. Підготовка сучасного вчителя до ефективного викладання ШКФ в умовах комп’ютерного навчання / С.П. Величко // Зб. наук. праць. Наукові записки. – Вип. 54. – серія: Педагогічні науки. - Кіровоград: РВВ КДПУ. – 2004. – С. 190 - 192.

4. Використання інформаційних 2технологій в підготовці майбутнього вчителя технологій http://stud.wiki/pedagogics/2c0a65625b3ad78b4d43a8852120 6c26_2.html.

5. Використання інформаційних технологій на уроках фізики: Методичні рекомендації/ Глинська загальноосвітня школа І – ІІІ ст., Здолбунівський районний методичний кабінет. Уклад.: Александрук В. В. – 2011. – 64 с.

6. Жалдак М.І. Комп’ютерно-орієнтовані 3засоби навчання математики, фізики, інформатики: посібник для вчителів / М.І.Жалдак, В.В.Лапінський, М.І.Шут. – К.: НПУ імені Драгоманова. – 2004. – 182 с.

7. Матвійчук О. В., Сергієнко В. П., Подласов С. О. Реалізація міжпредметних зв’язків фізики та інформатики на основі вивчення комп’ютерного моделювання фізичних
процесів //Збірник наукових праць Кам'янецьПодільського національного університету імені Івана Огієнка. Серія педагогічна. – 2008. – №. 14.

8. Методика і технологія [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://osvita.ua/school/method/technol/ 9. Навчальна програма для 10-11 класів загальноосвітніх навчальних закладів інформатика – [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://mon.gov.ua/content/%D0%9E%D1%81%D0%B2%D1 %96%D1%82%D0%B0/inf-ak.pdf.

10. Одарчук К. М. Використання ІКТ на уроках фізики як засіб активізації пізнавальної діяльності старшокласників // Наукові записки. Серія: Проблеми методики фізико-математичної і технологічної освіти. – 2016. – Т. 1. – №. 5. – С. 133-136.

11. Чорнобай К.Г. Використання інформаційнокомунікаційних технологій на практичних заняттях з методики викладання фізики [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://visnyk.chnpu.edu.ua/?wpfb_dl=2381.

12. Яшанов С.М. Дидактична концепція навчання на основі комп'ютерних технологій / С.М. Яшанов // Науковий часопис НПУ імені М.П. Драгоманова. Сер. 5: Педагогічні науки: реалії та перспективи. - К. : Вид-во НПУ імені М. П. Драгоманова, 2009. - Вип. 20. - С. 179182.

13. Mathcad – [Електронний ресурс]. – Режим доступу : 6https://uk.wikipedia.org/wiki/Mathcad.

14. MATLAB – [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://uk.wikipedia.org/wiki/MATLAB.

15. Microsoft Excel – [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://uk.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Excel.

СІПІЙ Володимир Володимирович –

молодший науковий співробітник відділу біологічної, хімічної та фізичної освіти Інституту педагогіки Національної академії педагогічних наук України

е-mail: [email protected]

Анотація

    Стаття присвячена аналізу результативності методики формування політехнічного складника предметної компетентності учнів основної школи з фізики. Автором описано компоненти політехнічного складника предметної компетентності учнів основної школи з фізики: політехнічні знання, політехнічні уміння, досвід практичної діяльності, ціннісні ставлення, політехнічно значущі якості особистості. Розроблено методи діагностики сформованості політехнічного складника предметної компетентності з фізики й за їх допомогою оцінено ефективність розробленої автором методики та її навчально-методичного забезпечення.

Ключові слова: політехнічна освіта, предметна компетентність, методика навчання фізики, діагностика сформованості компетентності.

Повний текст:

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

1. Благодаренко Л.Ю. Сучасні підходи до політехнізації навчання фізики та перспективи її відновлення / Л. Ю. Благодаренко, М. І. Шут // Науковий часопис Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова. Серія 5: Педагогічні науки: реалії та перспективи. – 2012. – Вип. 32. – С. 30-35.

2. Вовкотруб В. П. Реалізація принципу політехнізму через використання сучасних засобів в процесі навчання фізики / В. П. Вовкотруб // Наукові записки КДПУ. Серія: Проблеми методики фізико-математичної і технологічної освіти – 2016. – Вип. 10, Ч. 3. – С. 38-42.

3. Головко М. В. Фізика: підручник для 7-го класу загальноосвітніх навчальних закладів/ М. В. Головко, Т. М. Засєкіна, Д. О. Засєкін, В. В. Сіпій та ін.– К. : Педагогічна думка, 2015. – 248 с.

4. Головко М. В. Фізика: підручник для 9-го класу загальноосвітніх навчальних закладів/ М.В. Головко, Ю.С. Мельник, Л. В. Непорожня, В.В. Сіпій та ін. – К. : Видавничий дім «Сам», 2017. – 322 с.

5. Олпорт Г. В. Личность в психологи / Г. В. Олпорт. – СПб.: Ювента, 1998. – 345 с.

6. Резников З.М. Прикладная физика: Учеб. Пособие для учащихся факультатив. курсу: 10 кл. / З. М. Резников – М.: Просвещение, 1989. – 239 с.

7. Cадовий М. І. Особливості трудового виховання і профорієнтації в умовах нової парадигми освіти / М. І. Садовий // Наукові записки КДПУ. Серія: Педагогічні науки. – 2014. – Вип. 125. – С. 32–37.

8. Сенкевич Л. А. Машинна техніка в курсі фізики середньої школи. – К.: Радянська школа, 1979. – 144 с.

9. Усова А. В. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики / А. В. Усова, А.А. Бобров. – М. : Просвещение, 1988. – 112 с.

СЛІПУХІНА Ірина Андріївна –

доктор педагогічних наук, доцент, професор кафедри загальної фізики

Національного авіаційного університету

ORCID ID 0000-0002-9253-8021

e-mail: [email protected];

ПУШКАРСЬКИЙ Микита Олександрович –

студент Національного авіаційного університету

ORCID ID 0000-0002-1992-3062

e-mail: [email protected]

Анотація

    Стаття присвячена проекту, який може значно зменшити вплив запусків твердо і рідиннопаливних ракет на навколишнє середовище, також цей проект покликаний здешевити виведення корисного навантаження на потрібну висоту. В статті описано розробку кількох прототипів ракет пневмогідравлічного типу. З’ясовано труднощі, що виникали при їх створенні та шляхи їх вирішення. Описано метод, за допомогою якого можна досягнути більшої висоти польоту ракети. Запропоновано сфери можливого використання пневмогідравлчних ракет, їх переваги та недоліки у порівнянні з традиційними видами ракет. В ході розробки проекту було застосовано 3-D моделювання, 3-D принтинг. Cпроектовано, роздруковано і зібрано компактну систему викидання парашуту. Використано декілька плат Arduino, та додаткові, сумісні з Arduino датчики та електронні компоненти. Установка обладнана системою дистанційного бездротового запуску, автоматичною системою приземлення, висотоміром (для визначення максимальної висоти польоту).

Ключові слова: STEM, пневмогідравлічна ракета, альтернативний двигун, 3-D друк, Arduino.

Повний текст:

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

1. Falcon 9. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://ru.wikipedia.org/wiki/Falcon_9.

2. Пневмогідравлічна ракета. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://bit.ly/2xTTp4A.

3. Протон (ракета-носій). [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://bit.ly/2JtiaFR.

4. Рекорд висоти польоту пневмогідравлічної ракети. [Електронний ресурс] Режим доступу: https://www.news.uct.ac.za/article/-2015-10-07-uct-teamsmashes-eight-year-water-rocket-world-altitude-record.

5. Савельєв І. В. Курс загальної фізики / Савельєв І. В. – М.: «Наука», 1970. – т. 1.– 378 с.

6. Список космічних запусків у 2017 році. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://bit.ly/2rXvnCP.

7. Contribute to the Arduino Software. [Online]. Available: https://www.arduino.cc/en/Main/Donate.