За першими принципами проведено детальні розрахунки зонної структури анізотропного термоелектричного кристала CdSb в основних напрямках зони Бриллюена. Підтверджено передбачувані з наближення порожньої гратки основні особливості формування зонного спектра сполуки в околі забороненої зони. У найпростішому наближенні та на основі концепції мінімальних комплексів зон доведено той факт, що кристал CdSb не є шаруватим кристалом.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальне і теоретичне дослідження нелінійних оптичних властивостей, зонної структури, глибоких локальних центрів і комплексів та генераційно-рекомбінаційних процесів у мало вивченому нелегованому і легованому Ві, Zn і Se CdP2 тетрагональної модифікації. Розвиваються методи лазерної спектроскопії напівпровідників. Вперше цими методами виявлено і досліджено резонансне двофотонне поглинання, 8 особливих точок густини станів електронів першого роду в С- і V-зонах, 9 типів локальних центрів в забороненій зоні, 3 типи домішкових комплексів, двоквантові переходи електронів за участю фотонів і фононів. Проводиться ідентифікація домішкових центрів і комплексів.

Наведено методику та техніку постановки демонстраційних, фронтальних і домашніх дослідів з оптики, які розкривають суть фізичних явищ, процесів і закономірностей. Описано понад 190 дослідів, демонстрацій, моделей з геометричної та хвильової оптики. Увагу приділено практичному використанню оптичних експериментів у наукових дослідженнях, в техніці та на виробництві. Подано інформацію про інтерференцію світла від дзеркал Френеля, смуги Ллойда, кільця Ньютона, механічну модель явища поляризації, закон збереження енергії в дисперсії, модель досліду Герца, інтерферометр Жамена, хроматичні аберації, оптичні явища в атмосфері.

Проаналізовано математико-статистичні методи освітніх вимірювань. Висвітлено проблеми організації навчального процесу та методики викладання дисциплін з освітніх вимірювань. Розглянуто питання становлення та розвитку систем оцінювання й моніторингу якості освіти в Україні. Розкрито особливості комп'ютерних технологій в тестуванні. Представлено програми вступних фахових випробувань, виробничої практики та державної атестації фахівців освітньо-кваліфікаційного рівня "магістр" спеціальності освітні вимірювання.

Висвітлено сутність поняття технологічної компетентності майбутнього інженера, її місця у структурі загальнопрофесійної компетентності фахівця. У структурі технологічної компетентності запропоновано розрізняти когнітивну, операційно-діяльнісну, рефлексивно-аналітичну та ціннісно-мотиваційну компоненти. Розроблено модель методичної системи формування технологічної компетентності майбутніх інженерів з використанням комп'ютерно орієнтованої системи фізичного експерименту, обгрунтовано принципи та методологічні засади її побудови. На основі аналізу змісту та методів навчання технічних дисциплін і фізики запропоновано комплексне використання натурного фізико-технічного експерименту й інформаційно-комунікаційних технологій опрацювання даних, що сприяє поетапному формуванню компонентів технологічної компетентності студентів технічного університету вже з І курсу, розвитку здатності майбутніх інженерів до проведення досліджень, стимулює самоосвітню діяльність і підвищує мотивацію. Розроблено та впроваджено в практику сучасні інтерактивні навчально-методичні засоби - електронні документи лабораторної звітності, технологічні карти для виконання дослідницьких фізико-технічних завдань із використанням сучасних програмно-апаратних засобів.

Проаналізовапно зміст категорії «технологічна компетентність» і визначено її компоненти у відповідності до освітнього процесу. Запропоновано структурно-функціональну модель її формування у майбутніх інженерів через форми, засоби, методи та технології комп’ютерно-орієнтованого лабораторного практикуму. Виділено блоки й елементи цієї моделі в процесі виконання студентами типової лабораторної роботи з курсу загальної фізики. Розглянуто деякі можливості використання цифрових лабораторій типу «Phywe»,«Fourier» і сучасних електронних видань (флеш-зошитів) для оптимізації лабораторного практикуму у технічному університеті. Здійснено аналіз напрямків подальших досліджень структурних елементів моделі формування технологічної компетентності.

Проанализировано содержание категории «технологическая компетентность» и определены ее компоненты в соответствии с образовательным процессом. Предложена структурно-функциональная модель ее формирования у будущих инженеров посредством применения форм,средств, методов и технологий компьютерно-ориентированного лабораторного практикума по физике. Выделены блоки и элементы этой модели в процессе выполнения студентами типовой лабораторной работы по курсу общей физики. Рассмотрены некоторые возможности использования цифровых лабораторий типа «Phywe», «Fourier» и современных электронных изданий (флэш-тетрадей) для оптимизации лабораторного практикума в техническом университете. Осуществлен анализ направлений дальнейших исследований структурных элементов модели формирования технологической компетентности.

The article examines the category «technological competence» and the definition of its components according to the educational process. A structural and functional model of technological competence of future engineers through forms, means, methods andtechnologies of computer oriented laboratory work. Selected blocks and elements of the model in the course of a typical student laboratory work on the course of general physics. We consider the possibility of using some type of digital labs «Phywe», «Fourier» and modern electronic media (flash books) to optimize laboratory work at the Technical University. The analysis of the future research of structural elements model of technological competence.

Проведено аналіз змісту і визначено деякі особливості формування навчальних програм з дисципліни «Фізика» для підготовки бакалаврів за напрямом «Електронні пристрої та системи» у вітчизняних і європейських технічних університетах. З’ясовано вирішальну роль компетентнісного підходу і міжпредметних зв’язків в узгодженості навчальних елементів курсу.

Проведен анализ содержания и определены некоторые особенности формирования учебных программ по дисциплине "Физика" для подготовки бакалавров по направлению "Электронные устройства и системы" в отечественных и европейских технических университетах. Выявлена решающая роль компетентностного подхода и межпредметных связей в согласованности учебных элементов курса.

Analized the content and identified some of the features of the formation of educational programs on the discipline “Physics” for bachelors in “Electronic Devices and Systems” in national and European technical universities is. Crucial role competency approach and interdisciplinary connections in coordination training elements of the course is revealed.

Зазначено, що інноваційні процеси суспільно-економічного розвитку та зростаючий попит на фахівців високотехнологічних галузей, які здатні до комплексної наукової та інженерної діяльності, сприяли формуванню та розвитку освітнього напряму STEM, що став педагогічною інновацією XXI ст. Визначено й окреслено особливості, теоретичні та практичні аспекти з упровадження STEM-освіти в Україні. Запропоновано моделі інтеграції формальної та неформальної освіти, передусім, для обдарованих учнів, які в майбутньому можуть стати основою трансформаційних процесів для освіти загалом. Акцентовано на використанні наукового методу й інженерного дизайну в конструюванні навчальних заходів STEM. Розкрито особливості освітнього STEM-середовища, запропоновано методичні підходи до організації STEM-проєктів, продемонстровано їх застосування на конкретних прикладах.

Надано результати опитування "Виклики дистанційного навчання", проведеного Інститутом обдарованої дитини НАПН України в період з 25.05.2020 до 10.08.2020 рр. Опитування стосувалося визначення думки громадськості щодо проблем ефективності впровадження дистанційного навчання в українських освітніх закладах в умовах пандемії COVID-19, що викликала значні збої в суспільно-економічних процесах, зокрема і в освітніх системах країн світу.

Інструментальна цифрова дидактика відображає використання у навчальному процесі різноманітних цифрових засобів здобування, опрацювання та інтерпретації даних натурного експерименту відповідно до логіки наукового методу й інженерного дизайну. Важливою складовою сучасного STEM-орієнтованого освітнього середовища є інноваційні програмні продукти для моделювання та симуляції роботи електронних схем. У навчальних дослідженнях на їх основі параметри компонентів електричних кіл, створених у віртуальних середовищах, порівнюють з технічними характеристиками аналогічних пристроїв, наявних на ринку відповідної продукції. Така методика надає змогу не тільки продемонструвати подібність і розбіжності властивостей ідеалізованих і реальних артефактів, виявити джерела та величину можливих похибок, а й отримати електричні характеристики, достатні для побудови еквівалентних схем заміщення пристроїв без проведення попередніх експериментальних досліджень. Запропонований підхід продемонстровано на прикладі вивчення параметрів актуального пристрою - фотоелектричного перетворювача (визначення точки його максимальної потужності, а також коефіцієнта заповнення). Навчання з використанням еквівалентних схем заміщення демонструє студентам один із варіантів процесу інженерного дизайну. Окрім того, запропонована методика, завдяки можливості розвитку від алгоритмізованої навчальної процедури до інженерного дослідження, надає змогу здійснити індивідуальний підхід у навчанні електротехніки та електроніки. Дослідження дидактичних особливостей вивчення електрики та основ електроніки, зокрема з застосуванням NI "Multisim 11.0", є одним із напрямів діяльності STEM-лабораторії "МАНЛаб" Національного центру "Мала академія наук України". Частину апробованих методик оформлено у вигляді робочого зошита та розміщено у вільному доступі у вигляді інструкцій на онлайн-ресурсі stemua.science.

Формування енергетичної грамотності молоді досягається шляхом консолідації соціокультурного оточення закладів освіти. Всеукраїнські проєкти "Енергоефективні школи" (з 2013 р.) та "Нова енергетична освіта" (з 2015 р.) сприяють розвитку нових підходів у вивченні енергозбереження в курсах природничих дисциплін. Мета дослідницького проєкту з фізики "Енергоефективність нашої оселі" є дослідження енерговитрат на роботу побутових електричних приладів і набуття навичок щодо розробки заходів щодо енергозбереження. Широкий спектр дослідницьких робіт з енергетики й енергозбереження подано на ресурсі "Віртуальний STEM- центр Малої академії наук України".

Поняття наукової освіти має широке значення. Спеціалізована освіта наукового спрямування сфокусована на молоді, яка має здатність до створення нового знання, і на педагогах, які готові провадити відповідну навчальну діяльність. Українська система освіти передбачає два підходи до реалізації наукової освіти як цілеспрямованої пізнавальної діяльності. Методологія спеціалізованої освіти наукового спрямування зорієнтована на використання наукового методу та процедури інженерного дизайну, що призводить до формування інтегрального знання. Наукова освіта потребує подвійного педагогічного впливу, що чинять вчитель і фахівець-ментор. Заклади спеціалізованої освіти наукового спрямування разом із соціокультурним оточенням утворюють інтегровані освітні середовища, які із застосуванням у них інноваційних технологій навчання перетворюються навчально-наукові інноваційні середовища освіти. Практичні та теоретичні напрацювання Національного центру "Мала академія наук України" сприяють розбудові спеціалізованої освіти наукового спрямування в Україні.

Розвиток творчого потенціалу дитини є важливою складовою наукової освіти. Його становлення безпосередньо пов'язане з допитливістю і якнайкраще стимулюється через ігрову, конструювальну, образотворчу та мовленнєву діяльності. Формування концепції інтерактивних музеїв науки відіграє значну роль у розвитку творчого потенціалу здобувачів освіти. Розглянуто організаційно-педагогічні особливості діяльності Дому цікавої науки для дітей, створеного у 30-х рр. ХХ ст. радянською науково-технічною групою під керівництвом всесвітньо відомого популяризатора науки Я. Перельмана. Виявлено та охарактеризовано такі основні чинники і передумови успішної діяльності музеїв науки, як високий науковий рівень експонатів, їх технічно-наукова якість й інтерактивність, використання евристичних методів, демонстрація неочікуваних ефектів у звичних природних явищах, масштабування ідеології наукової освіти, поширення досвіду й інформування якомога більшого кола потенційних користувачів, систематичне проведення наукових змагань, конкурсів, різноманітних активностей, які є джерелом нових креативних ідей, підготовки якісних публікацій, які створюють передумови для подальших самостійних наукових розвідок і заохочують до відвідування музейних просторів. Дім цікавої науки, створений під керівництвом Я. Перельмана, може також розглядатися як перший стартап з обгрунтованою маркетинговою моделлю. З'ясовано ключові підходи до створення таких інноваційних просторів наукової освіти, в основу яких покладено стимулювання допитливості й самостійної науково орієнтованої діяльності. Формування творчого потенціалу учнівської молоді є одним із завдань Малої академії наук України, при якій створено Музей науки - перший інтерактивний простір, підготовку експозиції якого здійснено на основі грунтовних ретроспективних і компаративних досліджень відповідного досвіду.

Педагогічна система М. Монтессорі залишається популярною у ХХI ст. Важливою проблемою STEM-підходу в освіті є раннє формування і підтримка допитливості, виявлення і розвиток дослідницьких та інженерних здібностей. Статистичні дані підтверджують зростання уваги до цих двох напрямів у педагогіці, що може бути наслідком їх загальнонаукового зв'язку. Мета статті - аналіз спільних ознак Монтессорі-педагогіки і методик навчання на основі STEM (STEAM-STREAM) підходу. Проаналізовано науково педагогічні дані з відкритих джерел, статистичні матеріали, зокрема отримані за допомогою інструментів web-маппінгу Google Maps. Виявлено спільні ознаки освітніх середовищ вільного виховання М. Монтессорі і STEM (STEAM-STREAM) освіти. Проведено кількісний та якісний аналіз даних, отриманих за допомогою Google Maps. Описано регіональний розподіл досліджуваних типів осередків освіти і проведено контент-аналіз закладів освіти Монтессорі за декількома онлайн-ресурсами щодо виявлення особливостей застосованих у них методик навчання. З'ясовано, що сучасна інтерпретація педагогічних постулатів здатна розв'язати труднощі реалізації на практиці принципових вимог до сучасного освітнього процесу. Зроблено висновок про те, що методика М. Монтессорі і STEM (STEAM-STREAM) підхід в освіті мають спільні ознаки конструктивізму. Організаційно-педагогічною умовою їх функціонування є створення особливого середовища навчання й учіння, сприятливого в контексті розвитку широкого спектра навичок, допитливості, зміни ролі учасників освітнього процесу та ін. Обидві педагогічні системи оцінено з використанням підходу "Gartner: Hype Cycle for Education". Зроблено висновок щодо їх взаємного збагачення в контексті формування здатності до успішного постійного саморозвитку на основі підтримання взаємозв'язку між дитиною і розвивальним предметно-просторовим середовищем.