Фізика та освітні технології

МЕТОДИЧНІ АСПЕКТИ ВИВЧЕННЯ ОБ’ЄКТНООРІЄНТОВАНОГО ПРОГРАМУВАННЯ У ЗАКЛАДАХ ВИЩОЇ ОСВІТИ

Вадим МУЛЯР — 2023-11-30

У статті розкрито методичні аспекти формування професійних компетентностей майбутніх фахівців у галузі інформаційних технологій на основі об’єктноорієнтованого програмування. Акцентовано на тому, що ООП повністю відповідає звичному мисленню людини. На відміну від процедурно орієнтованого програмування ООП полегшує розробку та використання програм у випадку зростання коду зі збільшенням розміру проєкту, забезпечує приховування даних, дає змогу значно ефективніше імітувати події реального світу. Проаналізовано сучасний стан розробленості проблеми навчання об’єктноорієнтованого програмування у вищій школі. Встановлено, що у процесі вивчення ООП у здобувачів вищої освіти виникають труднощі, що пов’язані зі складністю об’єктноорієнтованої парадигми, їх здатності до розв’язання прикладних задач із застосуванням класів різних об’єктів та їх взаємодії. Запропоновано методику навчання ООП у закладах вищої освіти, в основу якої покладено розуміння здобувачами освіти фундаментальних понять і положень ООП, зв’язків між класами та об’єктами, формування у них об’єктноорієнтованого стилю програмування. Вивчення ООП розпочинають з розгляду сутності понять класу та об’єкту, розкриття відмінностей між ними. Зауважують, що клас може містити поля, методи, конструктори, блоки, вкладений клас та інтерфейс. Під час розгляду понять поля та методу підкреслюють, що метод використовують для повторного використання коду та його оптимізації. Розглядаючи види методів, особливу увагу приділяють користувацьким методам, їх опису та використанню. Підкреслюють, що статичний метод можна викликати без створення об’єкта, а абстрактний метод не має реалізації. Розглядаючи поняття конструктора, наголошують, що його призначення полягає в ініціалізації об’єкта. Після цього розкривають відмінності між конструктором та методом. Під час вивчення принципів ООП, наголошують на тому, що інкапсуляція дає змогу приховати дані та керувати доступом до них. Успадкування передбачає створення нових класів, які побудовані на наявних класах. Завдяки поліморфізму можна виконувати одну і ту ж дію різними способами. Абстракція дає змогу приховати деталі реалізації та показати суттєві властивості досліджуваного об’єкта чи явища. Наголошено, що ефективність навчання ООП значною мірою залежить від активізації навчально-пізнавальної діяльності студентів, їх уміння самостійно створювати проєкти із застосуванням об’єктноорієнтованого підходу.

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ З ДИНАМІКИ ЗАСОБАМИ ХМАРО ОРІЄНТОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Сергій ПАНКЕВИЧ — 2023-11-30

В статті пропонується ознайомитися з можливістю проведення дистанційної демонстраційної та лабораторної роботи з фізики на прикладі роботи з дослідження руху зв’язаних тіл. Ця концепція може бути реалізована з допомогою доступних інтернет-ресурсів з можливостями подальшої обробки отриманих результатів. Цей проєкт може бути успішно використаний педагогами будь-яких навчальних закладів і рівнів освіти для проведення лабораторних робіт здобувачами освіти школи, коледжу або іншого навчального закладу. Лабораторна робота, яка є однією з форм навчання і яка є однією з точних і надійних методів оцінювання практичних знань, умінь та навиків, може бути використана в умовах дистанційного навчання або карантину, як наприклад при карантині, який введено 2020 року для запобігання поширенню COVID-19. Наведено приклад виконання експерименту з використанням інтернет-симуляції. Розроблено до 20 варіантів значень для виконання лабораторної роботи з перевіреними даними, які можуть успішно замінити аналогічну або подібну лабораторну роботу в будь-якому закладі освіти, від школи і до вищого навчального закладу. Варіанти не повторюються і виключають можливість списування при проведенні експерименту і оформленні роботи. Наочність і зрозумілість інтернет-симуляції значно розширює розуміння експерименту і значення самої роботи в контексті вивчення руху зв’язаних тіл. Можливість коригувати дані в ході експерименту дозволяють здобувачу освіти робити висновки, які стосуються розуміння та застосування сил тертя в житті. Робота успішно апробована в Луцькому ліцеї № 23 і отримала схвальні відгуки здобувачів освіти. Результати проведеного педагогічного експерименту переконливо доводять, що використання хмарних технологій є потужним інструментом та ефективним засобом навчання учнів та студентів.

КОМПЛЕКСНЕ ВИКОРИСТАННЯ ЗАСОБІВ МОДЕЛЮВАННЯ У ПРОЦЕСІ РЕАЛІЗАЦІЇ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ПІДХОДУ ДО РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ФІЗИЧНИХ ЗАДАЧ

Валентин САВОШ — 2023-11-30

У контексті забезпечення особистісних і суспільних запитів та потреб педагогічна й учнівська спільноти відчули необхідність у оновленні підходів щодо організації навчально-пізнавальної діяльності як такої, що стимулює до постійного оновлення власних знань і вмінь, сприяє виникненню, зростанню й закріпленню бажання здійснювати навчання впродовж життя, готує до творчої самореалізації в суспільстві. Відповідно до змісту Державного стандарту базової середньої освіти та проєкту Державного стандарту профільної середньої освіти однією з вимог до обов’язкових результатів навчання учнів є моделювання процесів і ситуацій, розроблення стратегій, планів дій для розв’язання проблемних ситуацій. Отож, актуальному та перспективному особистісному становленню учня закладу загальної середньої освіти, формуванню і розвитку його потреби постійно набувати нових компетентностей та досягати обов’язкових результатів може й має посприяти цілеспрямоване навчання основам моделювання і побудова моделей. Методологічною основою пропонованого дослідження є наукові джерела щодо різноаспектного розгляду проблеми моделювання. У статті проаналізовано застосування моделювання у процесі розв’язування фізичних задач. Зокрема розкрито процес комплексного використання засобів моделювання (фізичного, математичного, комп’ютерного моделювання, моделювання задачної ситуації, моделювання розв’язування задачі) у процесі розв’язання фізичних задач з теми «Механічна енергія» учнями закладів загальної середньої освіти. Для практичного відображення теоретичних результатів дослідження були обрані та використанні дані психометричного аналізу результатів зовнішнього незалежного оцінювання з фізики. Отож, суть полізасобового моделювання як методу опосередкованого пізнання полягає у з’ясуванні та відтворенні необхідних для дослідника властивостей реальних об’єктів, предметів та явищ за допомогою інших об’єктів (матеріального чи ідеального характеру).

ЛЮМІНЕСЦЕНТНІ ВЛАСТИВОСТІ СТЕКОЛ Ag2S-GeS2 ТА Ag2S-GeS2-Sb2S3 ЛЕГОВАНИХ ЕРБІЄМ ТА НЕОДИМІЄМ

Тетяна ЯЦИНЮК — 2023-11-30

Халькогенідні стекла леговані рідкісноземельними металами володіють унікальними властивостями. Їх використовують як світловипромінюючі середовища у лазерній техніці, перемикачі, оптичні сенсори, для конструювання далекомірів у військовій техніці, моніторингу забруднення повітря тощо. Сульфуровмісні стекла, що досліджені в статті, характеризуються прозорістю у видимій ділянці спектра, а також ближньому та середньому спектральному діапазоні. Увівши в такі широкозонні напівпровідники домішки рідкісноземельних металів, можна отримати матеріали із заданими оптичними властивостями, зокрема із високим квантовим виходом випромінювання. У представленій роботі подано компонентний склад зразків, у матрицю яких можна було ввести 2% Nd2S3 та (1-4)% Er2S3. Розчин-розплавним методом синтезовано стекла Ag2S-GeS2-Nd2S3-Er2S3 та Ag2S-GeS2-Sb2S3-Nd2S3-Er2S3. При збудженні зразків за допомогою лазера з енергією 1,54 еВ зафіксовано смуги фотолюмінесценції у ближньому інфрачервоному діапазоні спектра. Максимуми випромінювання 1,16 та 0,92 еВ відповідають переходам 4F3/2 → 4I11/2 та 4F3/2 → 4I13/2 в f-оболонці іонів Nd3+. Фотолюмінесценцію, яку пов’язуємо з іонами ербію, не зафіксовано. Положення та форма максимумів не змінюється при зміні концентрації рідкісноземельних металів. Збільшення вмісту ербію призводить до зменшення інтенсивності максимумів випромінювання. Цей ефект пов’язуємо із процесами обміну енергією між іонами Nd3+ та Er3+ при збільшенні концентрації останнього. На основі діаграми енергетичних рівнів в іонах неодимію обговорюється механізм збудження та випромінювання в іонах Nd3+. Виникнення інтенсивних смуг фотолюмінесценції в стеклах систем Ag2S-GeS2 та Ag2S-GeS2-Sb2S3 легованих ербієм та неодимієм може бути використано для конструювання лазерів у близькому інфрачервоному діапазоні спектра.

ОСНОВНІ АСПЕКТИ РОЗРОБКИ ОСВІТНЬО-ПРОФЕСІЙНОЇ ПРОГРАМИ

Світлана ЯЦЮК — 2023-11-30

Дослідження спрямоване на розуміння та визначення важливих аспектів цього складного процесу розробки освітніх програм з метою підвищення якості освіти та підготовки студентів до викликів сучасного суспільства та ринку праці. Основні аспекти дослідження включають: 1. Визначення конкретних цілей та завдань, які передбачається вирішити через впровадження освітньо-професійної програми. 2. Вивчення та аналіз сучасних тенденцій у галузі освіти та професійної підготовки для забезпечення актуальності та відповідності програми поточним потребам суспільства та ринку праці. 3. Розгляд різних методологій та підходів до розробки освітніх програм, включаючи конструктивістські, компетентнісні та інші методи. 4. Визначення мети та завдань програми. Уточнення мети та завдань освітньо-професійної програми, визначення основних компетенцій, які мають бути сформовані у здобувачів освіти. 5. Вивчення підходів до залучення роботодавців, представників галузі та інших зацікавлених сторін до процесу розробки програми. 6. Аналіз доступності ресурсів для реалізації програми, включаючи кадрові, фінансові та матеріальні ресурси. 7. Розробка критеріїв та інструментів для оцінки ефективності програми, включаючи моніторинг випускників та їхніх успіхів на ринку праці. 8. Розгляд можливостей для гнучкості та адаптабельності програми, щоб вона враховувала зміни в галузі та суспільстві. 9. Вивчення можливостей впровадження інноваційних методів навчання, технологій та педагогічних підходів у програму. 10. Розробка стратегій та механізмів для забезпечення високої якості програми та постійного її вдосконалення. Дослідження цих аспектів допомагає створити ефективні та адаптовані до потреб сучасності освітньо-професійні програми, які сприяють успіху студентів та відповідають викликам сучасного суспільства