ИСПОЛЬЗОВАНИЕ STEM-ТЕХНОЛОГИЙ В ОБУЧЕНИИ ОПТИЧЕСКИМ ЯВЛЕНИЯМ: ВЛИЯНИЕ НА УЧЕБНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ
DOI:
https://doi.org/10.47526/3107-3123.341Ключевые слова:
STEM-образование, STEM-набор, преподавание физики, оптические явления, интерес обучающихся, учебные результаты, эксперимент.Аннотация
В современную эпоху стремительного развития науки и технологий одной из актуальных задач системы образования является систематическое формирование и развитие интереса обучающихся к науке. Однако в последние годы во многих странах наблюдается снижение интереса молодежи к научной деятельности. Данная тенденция может привести в будущем не только к нехватке научно-технических кадров, но и оказать негативное влияние на экономическое развитие страны. В связи с этим одним из эффективных путей решения обозначенной проблемы является интеграция технологий STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) в образовательный процесс. Основная цель данного исследования заключается в выявлении влияния обучения оптическим явлениям с использованием специально разработанных учебных средств на основе STEM-технологий на учебные результаты студентов. Исследование проводилось среди студентов 2 курса специальности «Физика» Казахско-Турецкого университета имени Ходжи Ахмета Ясави. В общей сложности 47 студентов были разделены на контрольную и экспериментальную группы. В ходе 15-недельной программы обучения в экспериментальной группе проводились практические занятия с использованием оптических STEM-устройств, изготовленных с помощью программы LightBurn и технологий CNC. Для выявления начального и конечного уровня знаний были проведены Pre-test и Post-test, а собранные данные обработаны с использованием программы Jamovi 2.4. Применение статистических методов paired t-test и ANCOVA показало, что средний балл студентов на этапе Pre-test составлял 12,7, тогда как результат Post-test повысился до 14,6. Согласно результатам парного t-теста, было зафиксировано значение t(46) = -10,7, p < .001, что подтверждает статистическую значимость эффективности обучения. Кроме того, по результатам ANCOVA было получено значение F(1,44) = 85,4, p < .001, что указывает на значительное влияние выбранного метода обучения на учебные достижения, познавательную активность и интерес студентов к предмету. Полученные результаты свидетельствуют о том, что использование STEM-наборов способствует более глубокому пониманию оптических явлений, активному участию в учебном процессе и росту интереса к физике. Разработанный авторами STEM-набор предлагается как адаптированная и доступная модель для современной практики преподавания физики.
Библиографические ссылки
1. Досымов Е., Уалихан А., Бәкіржанқызы А. «Атом физикасы» курсын STEM білім беру негізінде оқыту тиімділігін зерттеу // Ясауи университетінің хабаршысы. – 2025. – №1(135). –Б. 432–443. https://doi.org/10.47526/2025-1/2664-0686.176
2. Раманкулов Ш., Битибаева Ж., Курбанбеков Б., Муссахан Н., Паттаев А. STEM – мектеп физика курсының «энергия» ұғымын қалыптастырудың технологиясы ретінде // Абай атындағы ҚазҰПУ Хабаршысы. – 2023. – №3(83). – Б. 237–245. https://doi.org/10.51889/2959-5894.2023.83.3.026
3. Шуюшбаева Н., Сапанова А. Физиканы оқытуда STEM технологиясын қолдану // Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау университетінің хабаршысы. Педагогика ғылымдары сериясы. – 2024. – №3. – Б. 38–44. https://doi.org/10.59102/pedagogical/2024/iss3pp38-44
4. Spiecker H., Bitzenbauer P. Phenomenological optics with self-made liquid lenses in the physics classroom // Physics Education. – 2022. – Vol. 57, №4. https://doi.org/10.1088/1361-6552/ac563e
5. Irawan D., Ramadhan K. STEM education implementation to enhance student learning outcomes in optics concept // Jurnal Penelitian Pendidikan IPA. – 2022. – №2(8). – P. 1023–1029. https://doi.org/10.29303/jppipa.v8i2.1525
6. Tóth K., Michelini M., Bitzenbauer P. Teaching polarization of light // Physics Education. – 2024. –3(59). https://doi.org/10.1088/1361-6552/ad2b9f
7. Xing Q., Li Y. Single slit diffraction experiment based on MATLAB simulation // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – №1(1622). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1622/1/012099
8. Li Y., Xing Q. Simulation and application of MATLAB in Young’s double-slit experiments // Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – №1(2356). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2356/1/012032
9. Алдажарова С.Н., Исаева Г.Б. Мектепте пәнаралық байланыста физиканы оқытудағы STEM білім берудің рөлі // Торайғыров университетінің хабаршысы. Педагогикалық сериясы. – 2023. – №4. – P. 55–66. https://doi.org/10.48081/uixp1689
10. Choruh A., Ramankulov Sh. Stem Education in Physics: Development of a Laboratory Stand Focused on the Implementation of Mini-Projects // Ясауи университетінің хабаршысы. – 2023. –№4(130). – Б. 198–208. https://doi.org/10.47526/2023-4/2664-0686
11. Ti̇mur B., Taşar M. In-service science teachers’ technological pedagogical content knowledge // CEPS Journal. – 2011. – №4(1). – P. 11–25. https://doi.org/10.26529/cepsj.403
1. Dosymov Y., Ualihan A., Bakirjankyzy A. «Atom fizikasy» kursyn STEM bіlіm beru negіzіnde oqytu tiіmdіlіgіn zertteu [Research on the Effectiveness of Teaching the Course «Аtomic Physics» Based on STEM Education] // Iasaui universitetіnіn habarshysy. – 2025. – №1(135). –B. 432–443. https://doi.org/10.47526/2025-1/2664-0686 [in Kazakh]
2. Ramankulov Sh., Bitibaeva Zh., Kurbanbekov B., Mussakhan N., Pattaev A. STEM – mektep fizika kursynyn «energia» ugymyn qalyptastyrudyn tehnologiasy retinde // Abai atyndagy QazUPU Habarshysy. – 2023. – №3(83). – B. 237–245. https://doi.org/10.51889/2959-5894.2023.83.3.026 [in Kazakh]
3. Shuyushbayeva N., Sapanova A. Fizikany oqytuda STEM tehnologiasyn qoldanu [Using STEM technology in teaching physics] // Sh. Ualihanov atyndagy Kokshetau universitetіnіn habarshysy. Pedagogika gylymdary seriasy. – 2024. – №3. – Б. 38–44. https://doi.org/10.59102/pedagogical/2024/iss3pp38-44 [in Kazakh]
4. Spiecker H., Bitzenbauer P. Phenomenological optics with self-made liquid lenses in the physics classroom // Physics Education. – 2022. – Vol. 57, №4. https://doi.org/10.1088/1361-6552/ac563e
5. Irawan D., Ramadhan K. STEM education implementation to enhance student learning outcomes in optics concept // Jurnal Penelitian Pendidikan IPA. – 2022. – №2(8). – P. 1023–1029. https://doi.org/10.29303/jppipa.v8i2.1525
6. Tóth K., Michelini M., Bitzenbauer P. Teaching polarization of light // Physics Education. – 2024. –3(59). https://doi.org/10.1088/1361-6552/ad2b9f
7. Xing Q., Li Y. Single slit diffraction experiment based on MATLAB simulation // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – №1(1622). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1622/1/012099
8. Li Y., Xing Q. Simulation and application of MATLAB in Young’s double-slit experiments // Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – №1(2356). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2356/1/012032
9. Aldazharova S.N., Isaeva G.B. Mektepte panaralyq bailanysta fizikany oqytudagy STEM bіlіm berudіn rolі [The role of STEM education in teaching physics in interdisciplinary communication at school] // Toraigyrov universitetіnіn habarshysy. Pedagogikalyq seriasy. – 2023. – №4. – P. 55–66. https://doi.org/10.48081/uixp1689 [in Kazakh]
10. Choruh A., Ramankulov Sh. Stem Education in Physics: Development of a Laboratory Stand Focused on the Implementation of Mini-Projects // Iasaui universitetіnіn habarshysy. – 2023. –№4(130). – Б. 198–208. https://doi.org/10.47526/2023-4/2664-0686
11. Ti̇mur B., Taşar M. In-service science teachers’ technological pedagogical content knowledge // CEPS Journal. – 2011. – №4(1). – P. 11–25. https://doi.org/10.26529/cepsj.403
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
