ІНТЕГРАЦІЯ СИМУЛЯЦІЙ ТА МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ В ПІДГОТОВЦІ ФАХІВЦІВ ГІРНИЧИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ: ДОСВІД І ПЕРСПЕКТИВИ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-4-42

Ключові слова:

моделі PhET, симулятори PhET, цифрові моделі, фізичні симуляції, візуалізація, математичне моделювання, гірнича спеціальність

Анотація

У статті розглянуто питання модернізації викладання природничо-математичних дисциплін у підготовці фахівців гірничих спеціальностей шляхом інтеграції математичного моделювання та цифрових симуляцій, зокрема платформи PhET. Актуальність дослідження зумовлена потребою забезпечити прикладний, контекстно значущий характер навчання, сформувати у здобувачів освіти здатність до аналітичного осмислення складних технічних процесів, що відбуваються в гірничому виробництві, а також підвищити інтерес і мотивацію до вивчення фундаментальних дисциплін, які традиційно сприймаються як абстрактні. Описано специфіку гірничих спеціальностей, що вимагають від фахівців не лише знань, але й уміння працювати з багатофакторними моделями, передбачати наслідки фізичних процесів та ухвалювати рішення в умовах невизначеності. Вказано, що безпека та ефективність майбутньої професійної діяльності значною мірою залежать від здатності глибоко розуміти математичні та фізичні основи гірничих технологій. Методологія дослідження ґрунтується на поєднанні теоретичних (аналіз літератури, порівняльний аналіз) й емпіричних методів (опитування, спостереження, педагогічний експеримент). В експериментальних групах студенти працювали з PhET-симуляціями, виконували моделювання гірничих процесів, аналізували параметричні зміни та їх вплив на результати. Спостереження показали зростання навчальної активності, ініціативності, аналітичного мислення, а результати опитування засвідчили позитивне сприйняття такої методики здобувачами освіти. У статті наведено приклади освітніх кейсів, побудовано порівняльні діаграми, запропоновано практичні кроки для впровадження досліджуваного підходу. Зроблено висновок, що поєднання симуляцій та моделювання є ефективним засобом формування професійної компетентності майбутніх гірничих інженерів у цифровій освітній екосистемі.

Посилання

Alatas F., Yakin N. A. The effect of science, technology, engineering, and mathematics (STEM) learning on students’ problem solving skill. JIPF (Jurnal Ilmu Pendidikan Fisika). 2021. Vol. 6, № 1. P. 1. DOI: https://doi.org/10.26737/jipf.v6i1.1829 (дата звернення: 28.06.2025).

Banda H. J., Nzabahimana J. Effect of integrating physics education technology simulations on students’ conceptual understanding in physics: A review of literature. Physical Review Physics Education Research. 2021. Vol. 17, № 2. DOI: https://doi.org/10.1103/physrevphyseducres.17.023108 (дата звернення: 28.06.2025).

Khaeruddin K., Bancong H. STEM education through PhET simulations: An effort to enhance students’ critical thinking skills. Jurnal Ilmiah Pendidikan Fisika Al-Biruni. 2022. Vol. 11, № 1. P. 35–45. DOI: https://doi.org/10.24042/jipfalbiruni.v11i1.10998 (дата звернення: 28.06.2025).

Lyon J. A., Magana A. J. A Review of Mathematical Modeling in Engineering Education. International Journal of Engineering Education. 2020. Vol. 36(1). P. 101–116.

Revolutionizing education: using computer simulation and cloud-based smart technology to facilitate successful open learning / S. Papadakis et al. CEUR Workshop Proceedings. 2022. № 3358. P. 1–18.

Harnessing immersive technologies for enhancing mathematical logics education in secondary schools / Y. Velychko et al. CEUR Workshop Proceedings. 2025. № 3918. P. 70–84.

The use of computer modeling in the educational process based on the example of studying Coulomb’s law / V. Y. Velychko et al. Journal of Physics: Conference Series. 2024. Vol. 2871, № 1. P. 012014. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2871/1/012014 (дата звернення: 28.06.2025).

Application of cloud computing in the process of professional training of physics teachers / V. Velychko et al. Educational Technology Quarterly. 2022. DOI: https://doi.org/10.55056/etq.38 (дата звернення: 28.06.2025).

W. Wu, A. Tesei, S. Ayer, J. London, Y. Luo and V. Gunji. “Closing the Skills Gap: Construction and Engineering Education Using Mixed Reality – A Case Study”. 2018 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE), San Jose, CA, USA, 2018, pp. 1–5, DOI: https://doi.org/10.1109/FIE.2018.8658992 (дата звернення: 28.06.2025).

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-08-26