ПРОЄКТНО-ДОСЛІДНИЦЬКА ДІЯЛЬНІСТЬ МАЙБУТНІХ УЧИТЕЛІВ У ЦИФРОВОМУ STEAM-СЕРЕДОВИЩІ ALADDIN
DOI:
https://doi.org/10.31499/2307-4906.2.2026.362783Ключові слова:
STEAM-освіта, проєктно-дослідницька діяльність, цифрове освітнє середовище, платформа Aladdin, simulation-based learning, майбутні вчителі, підготовка педагогів, computational thinking, цифрова компетентність, енергетичне моделювання, DigCompEdu, освіта для сталого розвиткуАнотація
У статті розглянуто особливості організації проєктно-дослідницької діяльності майбутніх учителів у цифровому STEAM-середовищі Aladdin. Проаналізовано STEAM-освіту як інтегративну модель та визначено компетентності, що формуються у процесі проєктно-дослідницької діяльності: критичне мислення, цифрову грамотність, computational thinking, інженерне мислення і командну взаємодію. Охарактеризовано можливості платформи Aladdin для CAD/CAE-моделювання та енергетичного аналізу. Запропоновано п’ятиетапну модель організації діяльності й наведено приклади STEAM-проєктів. Обґрунтовано педагогічні умови ефективного використання платформи у підготовці майбутніх учителів.
Посилання
Bell S. Project-Based Learning for the 21st Century: Skills for the Future. The Clearing House. 2010. Vol. 83, № 2. P. 39–43. DOI: https://doi.org/10.1080/00098650903505415.
Brennan K., Resnick M. New Frameworks for Studying and Assessing the Development of Computational Thinking. Proceedings of the 2012 Annual Meeting of the American Educational Research Association, 2012, Vol. 1, Vancouver, 13–17 April 2012, 25 p. URL: http://scratched.gse.harvard.edu/ct/files/AERA2012.pdf.
Budnyk O. B. Practice-oriented approach in the system of professional training of future teachers for socio-pedagogical activity. Journal of Vasyl Stefanyk Precarpathian National University. 2021. Vol. 8(1). P. 24–34. URL: https://journals.pnu.edu.ua/index.php/jpnu/article/view/4937.
Bybee R. W. Advancing STEM Education: A 2020 Vision. Technology and Engineering Teacher. 2010. Vol. 70, № 1. P. 30–35.
Cervantes B., Hemmer L., Kouzekanani K. The Impact of Project-Based Learning on Minority Student Achievement: Implications for School Redesign. Education Leadership Review of Doctoral Research. 2015. Vol. 2(2). P. 50–66. URL: https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1105713.pdf.
De Jong T. Computer simulations: Technological advances in inquiry learning. Science. 2006 Apr 28. Vol. 312(5773). P. 532–533. DOI: https://www.science.org/doi/10.1126/science.1127750.
Dewey J. Experience and Education. New York : The Macmillan Company, 1938. 116 p. URL: https://dn720204.ca.archive.org/0/items/experienceeducat00dewe_0/experienceeducat00dewe_0.pdf.
Dori Y. J., Belcher J. How Does Technology-Enabled Active Learning Affect Undergraduate Students’ Understanding of Electromagnetism Concepts. Journal of the Learning Sciences. 2004. Vol. 14(2). P. 243–279.
English L. D. STEM education K–12: perspectives on integration. International Journal of STEM Education. 2016. Vol. 3, Article 3. URL: https://www.researchgate.net/publication/296626399_STEM_education_K-12_perspectives_on_integration.
Freeman S., Eddy S. L., McDonough M., Smith M. K., Okoroafor N., Jordt H., Wenderoth M. P. Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematics. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2014. Vol. 111(23). P. 8410–8415. DOI: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1319030111.
Gaba D. M. The future vision of simulation in health care. Quality & Safety in Health Care. 2004. Vol. 13 (Suppl 1). P. i2–i10. DOI: https://doi.org/10.1136/qhc.13.suppl_1.i2.
Han S. Y., Yalvac B., Capraro M. M., Capraro R. M. In-service teachers’ implementation and understanding of STEM project-based learning. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education. 2015. Vol. 11(1). P. 63–76. DOI: https://doi.org/10.12973/eurasia.2015.1306a.
Henriksen D., Henderson M., Creely E., Ceretkova S., Černochová M., Sendova E., Sointu E. T., Tienken C. H. Creativity and technology in education: An international perspective. Technology, Knowledge and Learning. 2018. Vol. 23(4). P. 409–424. DOI: https://doi.org/10.1007/s10758-018-9380-1.
Hmelo-Silver C. E. Problem-Based Learning: What and How Do Students Learn? Educational Psychology Review. 2004. Vol. 16. P. 235–266. DOI: https://doi.org/10.1023/B:EDPR.0000034022.16470.f3.
Hmelo-Silver C. E., Azevedo R. Understanding complex systems: Some core challenges. Journal of the Learning Sciences. 2006. Vol. 15(1). P. 53–61. DOI: https://doi.org/10.1207/s15327809jls1501_7.
Johnson D. W., Johnson R. T. Cooperative learning and achievement. In: Sharan S. (ed.). Cooperative Learning: Theory and Research. New York: Praeger, 1990. P. 23–37.
Krajcik J. S., Shin N. Project-Based Learning. In: Sawyer R. K. (Ed.) The Cambridge Handbook of the Learning Sciences. Cambridge University Press. 2014. P. 275–297. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9781139519526.018
Mentzer N., Becker K., Sutton M. Engineering Design Thinking: High School Students’ Performance and Knowledge. Journal of Engineering Education. 2015. Vol. 104(4). P. 417–432. DOI: https://doi.org/10.1002/jee.20105.
Merchant Z., Goetz E. T., Cifuentes L., Keeney-Kennicutt W., Davis T. J. Effectiveness of virtual reality-based instruction on students’ learning outcomes in K-12 and higher education: A meta-analysis. Computers & Education. 2014. Vol. 70. P. 29–40. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2013.07.033.
Papert S. Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas. New York : Basic Books, 1980. 230 p. URL: https://worrydream.com/refs/Papert_1980_-_Mindstorms,_1st_ed.pdf/.
Pedaste M., Mäeots M., Siiman L. A., de Jong T., van Riesen S. A. N., Kamp E. T., Manoli C. C., Zacharia Z. C., Tsourlidaki E. Phases of inquiry-based learning: Definitions and the inquiry cycle. Educational Research Review. 2015. Vol. 14. P. 47–61. DOI: https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003.
Plass J. L., Homer B. D., Kinzer C. K. Foundations of game-based learning. Educational Psychologist. 2015. Vol. 50(4). P. 258–283. DOI: https://doi.org/10.1080/00461520.2015.1122533.
Radianti J., Majchrzak T. A., Fromm J., Wohlgenannt I. A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: Design elements, lessons learned, and research agenda. Computers & Education. 2020. Vol. 147. Article 103778. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103778.
Redecker C. European Framework for the Digital Competence of Educators: DigCompEdu. Publications Office of the European Union. Luxembourg, 2017. DOI: https://doi.org/10.2760/159770.
Rieckmann M. Learning to transform the world: key competencies in Education for Sustainable Development. In: Leicht A., Heiss J., Byun W. J. (eds.). Education for Sustainable Development Goals: Learning Objectives. Paris: UNESCO, 2017. P. 39–59. URL: https://www.researchgate.net/publication/323234910_Chapter_2_-_Learning_to_transform_the_world_key_competencies_in_ESD.
Rutten N., van Joolingen W. R., van der Veen J. T. The learning effects of computer simulations in science education. Computers & Education. 2012. Vol. 58(1). P. 136–153. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2011.07.017.
Sanders M. STEM, STEM Education, STEM Mania. Technology Teacher, 2009, 68, P. 20–26. DOI: https://doi.org/10.17763/haer.57.1.j463w79r56455411.
Semerikov S., Mintii M., Mintii I. Review of the course «Development of Virtual and Augmented Reality Software» for STEM teachers: implementation results and improvement potentials: implementation results and improvement potentials. Proceedings of the 4th International Workshop on Augmented Reality in Education (AREdu 2021). Kryvyi Rih, Ukraine, May 11, 2021. CEUR Workshop Proceedings. 2021. Vol. 2898. P. 159–177. URL: http://ceur-ws.org/Vol-2898/paper09.pdf.
Shute V. J., Sun C., Asbell-Clarke J. Demystifying computational thinking. Educational Research Review. 2017. Vol. 22. P. 142–158. DOI: https://doi.org/10.1016/j.edurev.2017.09.003.
Smetana L. K., Bell R. L. Computer simulations to support science instruction and learning: A critical review of the literature. International Journal of Science Education. 2012. Vol. 34(9). P. 1337–1370. DOI: https://doi.org/10.1080/09500693.2011.605182.
Thomas J. W. A Review of Research on Project-Based Learning. San Rafael, CA: Autodesk Foundation, 2000. 48 p.
Topping K. J. Peer Assessment. Theory Into Practice. 2009. Vol. 48, № 1. P. 20–27.
UNESCO. Education for Sustainable Development Goals: Learning Objectives. Paris: UNESCO, 2017. URL: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000247444.
Weintrop D., Beheshti E., Horn M. S., Orton K., Jona K., Trouille L., Wilensky U. Defining computational thinking for mathematics and science classrooms. Journal of Science Education. DOI: https://doi.org/10.1007/s10956-015-9581-5.
Wiek A., Keeler L., Redman C. Key competencies in sustainability: A reference framework for academic program development. Sustainability Science. 2011. Vol. 6(2), P. 203–218. DOI: https://doi.org/10.1007/s11625-011-0132-6.
Wing J. M. Computational thinking. Communications of the ACM. 2006. Vol. 49(3). P. 33–35. DOI: https://doi.org/10.1145/1118178.1118215.
Xie C., Schimpf C., Chao J., Nourian S., Massicotte J. Learning and teaching engineering design through modeling and simulation on a CAD platform. Computer Applications in Engineering Education. 2018. Vol. 26, Issue 4. P. 824–840. DOI: https://doi.org/10.1002/cae.21920.
Yakman G. STEAM Education: An Overview of Creating a Model of Integrative Education. PATT-17 Conference Proceedings. 2008. P. 335–358.
Биков В. Ю. Хмарна комп’ютерно-технологічна платформа відкритої освіти та відповідний розвиток організаційно-технологічної будови ІТ-підрозділів навчальних закладів. Теорія і практика управління соціальними системами. 2013. № 1. С. 81–98. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Tipuss_2013_1_14.
Биков В. Ю. Цифрова трансформація суспільства і розвиток комп’ютерно-технологічної платформи освіти і науки України. Матеріали методологічного семінару НАПН України «Інформаційно-цифровий освітній простір України: трансформаційні процеси і перспективи розвитку», 4 квітня 2019 р. / За ред. В. Г. Кременя, О. І. Ляшенка. Київ, 2019. С. 20–26.
Будник О. Б. Професійна підготовка майбутніх учителів до соціально-педагогічної діяльності: результати експериментального дослідження. Психологія і особистість. 2016. № 1. С. 70–82. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Psios_2016_1_8.
Ковальов Л. Є., Медведєва М. О., Побережець І. І. Використання інтерактивного імітатора фізичних процесів STEP в освітньому процесі у закладах вищої освіти. Фізико-математична освіта. 2021. Випуск 3(29). С. 68–73. URL: http://lib.udau.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/7744/1/2021-329-kovalovmedvedievapoberezhets-fmo.pdf.
Медведєва М. О., Жмурко О. І., Криворучко І. І., Ковтанюк М. С. Елементи підготовки майбутніх учителів інформатики до застосування технології формування Computational Thinking. Фізико-математична освіта. 2021. N. 1, № 27. С. 67–75. URL: https://www.fmo-journal.org/index.php/fmo/article/view/26/15.
Морзе Н. В., Кузьмінська О. Г. Педагогічні аспекти використання хмарних обчислень. Інформаційні технології в освіті. 2011. Вип. 9. С. 20–29. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/itvo_2011_9_4.
Семеріков С. О., Стрюк М. І., Моісеєнко Н. В. Мобільне навчання: історико-технологічний вимір. Теорія і практика організації самостійної роботи студентів вищих навчальних закладів : монографія. Кривий Ріг, 2012. С. 188–242.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Марія Медведєва
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
