МАТЕМАТИКАЛЫҚ АППАРАТТЫ ФИЗИКА САБАҚТАРЫНДА STEM НЕГІЗІНДЕ ҚОЛДАНУ ЖОЛДАРЫ

Ж. Т. Билялова; Б.Т. Абыканова; А.Б. Кокажаева

doi:10.59102/pedagogical/2026/iss3pp50-62

Авторы

Ж. Т. Билялова Атырауский университет имени Х. Досмухамедова. Атырау, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-3362-8086
Б.Т. Абыканова Атырауский университет имени Х. Досмухамедова. Атырау, Казахстан https://orcid.org/0000-0003-0095-3533
А.Б. Кокажаева Казахский национальный женский педагогический университет, город Алматы, 050000, Республика Казахстан https://orcid.org/0000-0002-0551-3599

DOI:

https://doi.org/10.59102/pedagogical/2026/iss3pp50-62

Аннотация

В статье рассматриваются теоретические и практические пути применения математического аппарата на уроках физики на основе STEM-подхода. Цель исследования заключается в определении эффективности интеграции математического моделирования, вычислений, графического анализа и цифровых инструментов при объяснении физических явлений и закономерностей. Обучение на основе STEM усиливает междисциплинарные связи между физикой, математикой, инженерией и технологиями, а также способствует развитию исследовательского, логического и критического мышления учащихся. В статье раскрываются особенности использования уравнений, функций, графиков, векторов и статистических методов при решении физических задач. Особое внимание уделяется математической обработке экспериментальных данных, компьютерному моделированию, виртуальным лабораториям и проектным заданиям как средствам формирования практических компетенций обучающихся. Предлагаемые методические подходы способствуют более глубокому усвоению физических понятий, применению теоретических знаний в реальных жизненных ситуациях и развитию инженерного мышления. Результаты исследования показывают, что систематическое использование математического аппарата в контексте STEM повышает качество преподавания физики, усиливает познавательный интерес учащихся и способствует росту их учебной мотивации.

Ключевые слова:

STEM-образование, обучение физике, математический аппарат, математическое моделирование, межпредметные связи, цифровые технологии, инженерное мышление, физические задачи

Биография автора

Б.Т. Абыканова , Атырауский университет имени Х. Досмухамедова. Атырау, Казахстан

кандидат педагогических наук, профессор кафедры физики и технических дисциплин, Атырауский университет имени Х.Досмухамедова. Атырау, Казахстан, bakitgul@list.ru

Библиографические ссылки

Li, Y., Wang, K., Xiao, Y., & Froyd, J. E. (2020). STEM білім беру саласындағы зерттеулер мен даму үрдістері: ғылыми жарияланымдарға жүйелі шолу. International Journal of STEM Education, 7(11). https://doi.org/10.1186/s40594-020-00207-6

Martín-Páez, T., Aguilera, D., Perales-Palacios, F. J., & Vílchez-González, J. M. (2019). STEM білімі туралы не айтамыз? Әдебиеттерге шолу. Science Education, 103(4), 799–822. https://doi.org/10.1002/sce.21522

Buddo, C. (2020). STEM білім беру мен математиканы оқыту және оқып-үйренуге шолу. Journal of Education and Development in the Caribbean, 18(2), 166–186. https://doi.org/10.46425/j618023185

González-Peña, O. I., Morán-Soto, G., Rodríguez-Masegosa, R., & Rodríguez-Lara, B. M. (2021). STEM студенттерінің жылулық инверсия тәжірибесі арқылы оқуы және гармониялық тербелістерді қолдануының тиімділігі. European Journal of Physics, 42(5). https://doi.org/10.1088/1361-6404/abf4f3

Bergsten, C., & Frejd, P. (2019). Болашақ математика мұғалімдерін STEM біліміне даярлау: сабақ жоспарларын талдау. ZDM Mathematics Education, 51, 941–953. https://doi.org/10.1007/s11858-019-01071-7

Bunyamin, M. A. H., Talib, C. A., Ahmad, N. J., Ibrahim, N. H., & Surif, J. (2020). Физика мұғалімдерінің қазіргі оқыту тәжірибесі және кіріктірілген STEM білімінің маңызы. Universal Journal of Educational Research, 8(5A), 18–28. https://doi.org/10.13189/ujer.2020.081903

Guan, N. H., Bunyamin, M. A. H., & Khamis, N. (2020). Физика мұғалімдерінің көзқарасы бойынша STEM білім беру: сандық зерттеу. Universal Journal of Educational Research, 8(11C), 72–82. https://doi.org/10.13189/ujer.2020.082309

Asrizal, A., Mardian, V., Novitra, F., & Festiyed. (2022). XXI ғасыр дағдыларын дамытуға арналған STEM-мен кіріктірілген физика бойынша электрондық оқу материалы. Cypriot Journal of Educational Sciences, 17(8), 2899–2914. https://doi.org/10.18844/cjes.v17i8.7357

Asrizal, A., Annisa, N., Festiyed, Ashel, H., & Amnah, R. (2023). Физикадан STEM-мен кіріктірілген цифрлық оқу материалдарының оқушылардың тұжырымдамалық түсінігі мен жаңа сауаттылығын дамытудағы рөлі. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 19(7). https://doi.org/10.29333/ejmste/13275

STEM білімінде физика мен математиканы кіріктіру: математикалық модельдеуді қолдану. (2024). Education Sciences, 14(1), 20. https://doi.org/10.3390/educsci14010020

Saripah, S. A., Wibowo, F. C., Astra, I. M., & Budi, E. (2024). Физиканы оқытудағы STEM: артықшылықтары, қиындықтары және болашақ зерттеу бағыттары. Momentum: Physics Education Journal, 9(2). https://doi.org/10.21067/mpej.v9i2.11533

Wulandari, N., & Pujianto. (2024). XXI ғасыр дағдыларын дамыту мақсатында физика сабақтарына STEM енгізу: жүйелі әдеби шолу. Kasuari: Physics Education Journal, 8(2). https://doi.org/10.37891/kpej.v8i2.952

Kong, S. F., & Mohd Matore, M. E. (2020). Оқыту және оқу үдерісіндегі STEM тәсілдері: жүйелі әдеби шолу. Jurnal Pendidikan Sains dan Matematik Malaysia, 10(2), 29–44. https://doi.org/10.37134/jpsmm.vol10.2.4.2020

Bray, A., & Tangney, B. (2017). Математиканы оқытудағы технологияларды қолдану: қазіргі үрдістерге жүйелі шолу. Computers & Education, 114, 255–273. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2017.07.004

Borrego, M., Foster, M. J., & Froyd, J. E. (2015). Инженерлік білім беру саласындағы жүйелі әдеби шолу әдістемесі. Journal of Engineering Education, 104(2), 212–242. https://doi.org/10.1002/jee.20069

Chimmalee, B., & Anupan, A. (2022). Бұлттық технологиялар негізіндегі модельдеу тапсырмаларының математикалық есептерді шешу қабілетіне әсері. International Journal of Instruction, 15(3), 981–996. https://doi.org/10.29333/iji.2022.15353a

Lo, C. K., Huang, X., & Cheung, K. L. (2022). Математикалық модельдеу тапсырмаларын әзірлеудің құрылымдық негіздері. Sustainability, 14(15), 9757. https://doi.org/10.3390/su14159757

Chamberlin, S. A., & Parks, K. (2020). Математикалық модельдеу тапсырмаларын орындағаннан кейінгі білім алушылардың оқу мотивациясын салыстырмалы талдау. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology, 8(3), 177–189. https://doi.org/10.46328/ijemst.v8i3.1027

Gifford, J. D., & Finkelstein, N. D. (2020). Физикада математикалық ойлауды дамытуға арналған оқу бағдарламасын жобалау тұжырымдамасы. Physics Education Research Conference Proceedings. https://doi.org/10.1119/perc.2020.pr.Gifford

Жоғары білім беру жүйесінде физиканы модельдеу негізінде оқыту: білім беру стратегиялары мен танымдық дамуға шолу. (2020). Journal of Applied Research in Higher Education, 13(1), 33–47. https://doi.org/10.1108/JARHE-11-2019-0287