Стратегії дистанційного залучення студентів до дослідницької діяльності в STEM-освіті через використання віртуальних лабораторій та симуляцій
DOI:
https://doi.org/10.66556/2786-586X.54.fedotov-vКлючові слова:
викладання STEM-дисциплін, інноваційні технології, вища освіта, віртуальні лабораторії, віртуальні симуляції, інтерактивність, дослідницька діяльність, методи, дистанційне залученняАнотація
Інтенсивний поступ інформаційно-комунікаційних технологій трансформує середовище вищої освіти. Не є винятком і галузь STEM-дисциплін (science, technology, engineering, mathematics). Актуальність проблеми зростає на тлі загальної тенденції віртуалізації та впровадження альтернативних форм освіти – змішаної, дистанційної. Метою дослідження є обґрунтування інноваційних стратегій дистанційного залучення студентів до дослідницької діяльності в STEM-освіті через використання віртуальних лабораторій та симуляцій. Методологічна основа дослідження сформована загальнонауковими синтетично-аналітичними методами аналізу, узагальнення, систематизації, порівняння. Розглянуто шляхи дистанційного залучення студентів до досліджень через віртуальні лабораторії, що базується на поєднанні гейміфікації, самостійної експериментальної роботи та інтерактивного моделювання, а також передбачає використання методів проєктної діяльності, групової взаємодії, рольових сценаріїв, інструментів штучного інтелекту та хмарних сервісів. Методологічне забезпечення запропонованих у дослідженні стратегій передбачає комплексний підхід до налагодження ефективної взаємодії всіх учасників, відповідної матеріально-технічної бази, підготовку викладацького складу, фінансування та інформаційно-консультативний супровід, планування використання симуляторів. Перевагою використання віртуальних лабораторій та симуляторів автори вбачають можливість доступу до широкого спектру моделювання й експериментів без значних ресурсних витрат. Наукова новизна дослідження вбачається у практичних пропозицій щодо стратегій на основі інтегрованого підходу, що створює стимулююче середовище активного навчання та може використовуватись для вдосконалення методологічної основи формування компетентності здобувачів вищої освіти з дисциплін STEM-циклу.Посилання
Duhanets, V. I., Fedirko, P. P., & Oleniuk, O. A. (2023). Osoblyvosti intehratsii virtualnykh symuliatoriv u navchalnyi protses [Peculiarities of integrating virtual simulators into the educational process]. Profesiino-prykladni dydaktyky – Professional and applied didactics, 1, 23–28. https://doi.org/10.37406/2521-6449/2023-1-4. [in Ukrainian]
Potkonjak, V. (2016). Virtual laboratories for education in science, technology, and engineering: A review. Computers & Education, 95, 309–327. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2016.02.002.
West, R. E., Sansom, R., Nielson, J., Wright, G., Turley, R. S., Jensen, J., & Johnson, M. (2021). Ideas for supporting student-centered stem learning through remote labs: A response. Educational Technology Research and Development, 69(1), 263-268. https://doi.org/10.1007/s11423-020-09905-y
Atchia, S. M. C., & Rumjaun, A. (2023). The Real and Virtual Science Laboratories. Contemporary Issues in Science and Technology Education. Cham, 113–127. https://doi.org/10.1007/978-3-031- 24259-5_9.
Tsakeni, M. (2022). STEM education practical work in remote classrooms: Prospects and future directions in the post-pandemic era. Journal of Culture and Values in Education, 5(1), 144-167. https://doi.org/10.46303/jcve.2022.11
Prince, M., Felder, R., & Brent, R. (2020). Active student engagement in online STEM classes: Approaches and recommendations. Advances in Engineering Education, 8(4), 1-25.
Van den Beemt, A., Groothuijsen, S., Ozkan, L., & Hendrix, W. (2023). Remote labs in higher engineering education: engaging students with active learning pedagogy. Journal of Computing in Higher Education, 35(2), 320-340. https://doi.org/10.1007/s12528-022-09331-4
Kier, M. W., & Johnson, L. L. (2022). Exploring how secondary STEM teachers and undergraduate mentors adapt digital technologies to promote culturally relevant education during COVID-19. Education Sciences, 12(1), 48. https://doi.org/10.3390/educsci12010048
Venton, B.J., & Pompano, R.R. (2021). Strategies for enhancing remote student engagement through active learning. Anal Bioanal Chem, 413, 1507–1512. https://doi.org/10.1007/s00216-021-03159-0
Bilyk, Yu. (2023). Teoretychni aspekty realizatsii STEM-osvity v umovakh dystantsiinoho navchannia [Theoretical aspects of implementing STEM education in distance learning]. Zbirnyk materialiv KhI Vseukrainskoi naukovo-praktychnoi konferentsii molodykh vchenykh «Naukova molod-2023» (Kyiv, 21 lystopada 2023 r.) – Collection of materials of the XI All-Ukrainian scientific and practical conference of young scientists "Scientific youth-2023" (Kyiv, November 21, 2023). TsP «KOMPRYNT». [in Ukrainan]
Barna, O., & Kuzminska, O. (2021). Modeli ta resursne zabezpechennia navchannia STEM-dystsyplin v umovakh pandemii Covid-19 [Models and resource provision of STEM disciplines in the context of the Covid-19 pandemic]. Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni Volodymyra Hnatiuka. Seriia: pedahohika – Scientific notes of the Volodymyr Hnatyuk Ternopil National Pedagogical University. Series: Pedagogy, 1(1), 224–232. [in Ukrainian]
Naidiuk, I. S., Oksana, P. K., & Tiberii, T. R. (2023). Rol interaktyvnykh metodiv navchannia v protsesi rozvytku mizhnarodnoi STEAM-diialnosti [The role of interactive teaching methods in the process of developing international STEAM activities]. Akademichni vizii – Academic Visions, 23. https://www.academyvision.org/index.php/av/article/view/582. [in Ukrainian]
Chuprii, I. K. (2021). Analiz osoblyvostei dystantsiinoho navchannia ta mozhlyvist yoho povnotsinnoi intehratsii u navchalnyi protses [Analysis of the features of distance learning and the possibility of its full integration into the educational process]. Art of Medicine, 135–139. https://doi.org/10.21802/artm.2020.4.16.135. [in Ukrainian]
Priedols, V., & Jansone, A. (2019). Virtual laboratories in science and engineering. Society. Technology. Solutions. Proceedings of the International Scientific Conference, 1, 15. https://doi.org/10.35363/via.sts.2019.11.
Greenwald, M. (2016). Alcator C-Mod and the high magnetic field approach to fusion. Magnetic Fusion Energy, 295–322. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100315-2.00010-6
Global Education Monitoring Report. (2001-2024). UNESCO. https://www.unesco.org/reports/gem-report/en
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Вячеслав Віталійович Федотов, Єлизавета Андріївна Нодь, Олена Вікторівна Магда
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
