Технологии stem-образовательный продукт: содержательная преемственность в обучении атомной физике на основе цифровых технологий
4 13
Ключевые слова:
атомная физика, STEM-образование, креативность, практика, эффективность обучения, обучающиеся.Аннотация
Атомная физика – это область, насыщенная сложными и абстрактными понятиями, поэтому для её преподавания важно применять эффективные методики. Цифровые технологии, особенно интерактивные симуляции и виртуальные лаборатории, играют в этом процессе особую роль. В данном контексте платформа Wolfram Demonstrations Project выделяется как эффективный инструмент обеспечения преемственности между школой и высшими учебными заведениями. Этот подход способствует развитию у учащихся навыков решения реальных жизненных задач и помогает в достижении успешной карьеры в будущем, а также предложение методов эффективного объяснения физических явлений с помощью цифровых технологий и повышения интереса учащихся и студентов к предмету. В ходе исследования использовались сравнительный анализ, визуальное моделирование и интерактивные платформы (Wolfram Demonstrations Project). Основные темы атомной физики – энергетические уровни, излучение и поглощение, квантовые явления – были изучены с помощью цифровых симуляций. Результаты исследования подтвердили, что преподавание атомной физики с использованием цифровых технологий способствует эффективному развитию преемственности между школой и вузом. Благодаря интерактивным симуляциям обучающиеся смогли наглядно усвоить сложные квантовые процессы и лучше понять связь между теорией и практикой. Использование цифровых инструментов развивает их исследовательские, логические и творческие способности.
Библиографические ссылки
Цифрлық Қазақстан мемлекеттік бағдарламасы (2017–2025). [Электронды ресурс]. URL: https://adilet.zan.kz (қаралған күні 03.04.2025) / Cifrlyq Qazaqstan memlekettіk bagdarlamasy (2017–2025) [Digital Kazakhstan state program (2017-2025)]. [Electronic resource]. URL: https://adilet.zan.kz (date of access 03.04.2025) [in Kazakh]
Цифрлық білім беру ресурстары тұжырымдамасы. (2021). [Электронды ресурс]. URL: https://adilet.zan.kz (қаралған күні 03.04.2025) / Cifrlyq bіlіm beru resurstary tuzhyrymdamasy. (2021) [The concept of digital educational resources. (2021).]. [Electronic resource]. URL: https://adilet.zan.kz (date of access 03.04.2025) [in Kazakh]
Randall J.N., Owen J.H., Fuchs E., Saini R., Santini R., Moheimani S.O.R. Atomically precise digital e-beam lithography // Novel Patterning Technologies for Semiconductors, MEMS/NEMS and MOEMS. – 2020. – Vol. 11324. – P. 116–127. SPIE. https://doi.org/10.1117/12.2552083
Bloom B.J., Nicholson T.L., Williams J.R., Campbell S.L., Bishof M., Zhang X., ... Ye J. An optical lattice clock with accuracy and stability at the 10−18 level // Nature. – 2014. – №506(7486). – P. 71–75.
Jau Y.Y., Hankin A.M., Keating T., Deutsch I.H., Biedermann G.W. Entangling atomic spins with a Rydberg-dressed spin-flip blockade // Nature Physics. – 2016. – №12(1). – P. 71–74.
Rizal R. Could the digital literacy of preservice physics teachers be improved by Learning Management System Supported Smartphone (LMS3) application in a physics online lecture? // Physics Education. – 2022. – №58(2). – P. 025004.
Batyuk L. Digital literacy among students in medical institutions of higher education in distance learning situations // The Scientific Notes of the Pedagogical Department. – 2023. – №52. – P. 147–154. 8.
Yu P., Wen Z., Guo Y., Tai N., Jun W. Application prospect and key technologies of digital twin technology in the integrated port energy system // Frontiers in Energy Research. – 2023. – №10. https://doi.org/10.3389/fenrg.2022.1044978
Urquhart L., Petrakis K., Wodehouse A. User engagement in physical-digital interaction design // Proceedings of the International Conference on Engineering and Product Design Education, EPDE 2024. – 2024. – P. 187–192. https://doi.org/10.35199/epde.2024.32
Al-Qoyyim T.M., Rahmatin J.A., Respasari B.N., Hijrotussulusi H., Zuhdi M., Doyan A. Physics learning using brainly platform during pandemic in mataram city // Journal of Science and Science Education. – 2023. – №4(1). – P. 11–15. https://doi.org/10.29303/jossed.v4i1.2076
Falfushynska H., Buyak B., Torbin G., Tereshchuk H.V., Kasianchuk M., Karpiński M. Enhancing digital and professional competences via implementation of virtual laboratories for future physical therapists and rehabilitologist // CTE Workshop Proceedings. – 2022. – №9. – P. 355–364. https://doi.org/10.55056/cte.125
Sharma R., Sharma D. Digital learning for enhancing learning experience // International Journal of Applied Research. – 2021. – №7(3). – P. 15–16. https://doi.org/10.22271/allresearch.2021.v7.i3a.8342
Starkey L. A review of research exploring teacher preparation for the digital age // Cambridge Journal of Education. – 2019. – №50(1). – P. 37–56. https://doi.org/10.1080/0305764x.2019.1625867
Sargent J., Calderón A. Technology-enhanced learning physical education? a critical review of the literature // Journal of Teaching in Physical Education. – 2021. – №41(4). – P. 689–709. https://doi.org/10.1123/jtpe.2021-0136
Dosymov Y., Ergobek E., Ramankulov S., Ualikhan A., Usembayeva I., & others. A New Approach to Development of Students’ Research Abilities in STEM Education // Emerging Science Journal. – 2025. – №9(2). https://doi.org/10.28991/ESJ-2025-09-02-013
Yedilbayev Y., Sarybayeva A., Zharylgapova D., Shektibayev N., Usembayeva I., Kurbanbekov B. Factors influencing future physics teachers’ acceptance of information and communicative competence technologies: A survey study // Cogent Education. – 2023. – №10(1). https://doi.org/10.1080/2331186X.2023.2212119
Svendsen J.T., Svendsen A.M. Not for free! an analysis of two digital tools recommended as learning resources for physical education in upper secondary schools in denmark // Scandinavian Journal of Educational Research. – 2020. – №65(2). – P. 331–344. https://doi.org/10.1080/00313831.2019.1705896
Chernetckiy I., Slipukhina І., Mieniailov S., Kurylenko N. Distance education methods: video analysis in teaching physics // Information Technologies and Learning Tools. – 2022. – №92(6). – P. 21–34. https://doi.org/10.33407/itlt.v92i6.5086
Wohlfart O., Mödinger M., Wagner I. Information and communication technologies in physical education: exploring the association between role modeling and digital literacy // European Physical Education Review. – 2023. – №30(2). – P. 177–193. https://doi.org/10.1177/1356336x231193556
Gorgol I. Wolfram Demonstrations Project Platform as A Support in Teaching // Advances in Science and Technology Research Journal. – 2015. – №9. – P. 143–147. https://doi.org/10.12913/22998624/2381
Woolsey L. An Essay On Interactive Investigations Of The Zeeman Effect In The Interstellar Medium // Journal of Astronomy & Earth Sciences Education (JAESE). – 2015. – №2(1). – P. 27. https://doi.org/10.19030/jaese.v2i1.9275
Qureshi M.I., Khan N., Raza H., Imran A., Ismail F. Digital Technologies in Education 4.0. Does it Enhance the Effectiveness of Learning? // International Journal of Interactive Mobile Technologies. – 2021. – №15(4). – P. 31–47. https://doi.org/10.3991/IJIM.V15I04.20291
Юрьев А.В. Влияние цифровых технологий на образование // Тенденции развития науки и образования. – 2020. – №59-4. – С. 41–44. https://doi.org/10.18411/lj-03-2020-71 / Iuriev A.V. Vlianie cifrovyh tehnologi na obrazovanie [The impact of digital technologies on education] // Tendencii razvitia nauki i obrazovania. – 2020. – №59-4. – S. 41–44. https://doi.org/10.18411/lj-03-2020-71 [in Russian]
