ЗАСТОСУВАННЯ ARDUINO ДЛЯ РОЗВИТКУ АЛГОРИТМІЧНОГО МИСЛЕННЯ УЧНІВ НА УРОКАХ ІНФОРМАТИКИ - Scientific conference
Main page
UA PL EN

Congratulation from Internet Conference!

Hello

Рік заснування видання - 2011

ЗАСТОСУВАННЯ ARDUINO ДЛЯ РОЗВИТКУ АЛГОРИТМІЧНОГО МИСЛЕННЯ УЧНІВ НА УРОКАХ ІНФОРМАТИКИ

10.01.2026 16:19

[4. Pedagogical sciences]

Author: Нагай Денис Анатолійович, аспірант кафедри професійної освіти та технологій сільськогосподарського виробництва, Глухівський національний педагогічний університет імені Олександра Довженка, м. Глухів



Цифрова трансформація освіти зумовлює потребу у формуванні в учнів ключових компетентностей XXI століття, серед яких провідне місце належить обчислювальному мисленню як основі інтелектуальної, інженерної та творчої діяльності. Класичні методики навчання програмування, що орієнтуються на роботу з абстрактними консольними додатками, часто не забезпечують достатнього рівня практичного осмислення алгоритмів, що стримує розвиток системного мислення та знижує мотивацію учнів [1]. 

Платформа Arduino забезпечує “матеріалізацію” алгоритмічних структур через керування фізичними пристроями, що підсилює зв’язок між теорією та практикою, сприяє міждисциплінарній інтеграції та створює умови для STEM-орієнтованого навчання. Актуальна дослідницька проблема полягає у бракy детально розроблених методичних сценаріїв, які демонстрували б покрокову інтеграцію Arduino-проєктів у типові уроки інформатики з чітким відображенням навчальних цілей та критеріїв оцінювання.

Мета статті – теоретично обґрунтувати та розробити практичну методику використання Arduino для цілеспрямованого формування компонентів обчислювального мислення (декомпозиції, алгоритмізації, абстрагування, узагальнення) в учнів 8–9 класів на уроках інформатики. 

Науковий аналіз літератури фіксує позитивний вплив Arduino-проєктів на розвиток когнітивних і соціальних навичок учнів, але водночас демонструє дефіцит педагогічних моделей, які б поєднували технічні можливості платформи з конкретними дидактичними завданнями та вимогами державного стандарту. Запропоновано методичний сценарій уроку-проєкту «Розумний ліхтарик», що об’єднує знання з інформатики, фізики та основ інженерії, моделюючи STEM-підхід та поетапно розкриваючи механізм “оживлення” алгоритмів у фізичному пристрої [2]. 

Структура уроку вибудувана у форматі трьох блоків: 

1. актуалізація знань і постановка проблеми (узагальнення понять умовних операторів, аналогових сигналів, ШІМ); 

2. практична реалізація схеми й написання коду з логічними змінними; 

3. тестування, рефлексія та оцінювання результатів.

Практична частина уроку передбачає складання електричної схеми (Arduino Uno, фоторезистор, потенціометр, світлодіод) та написання коду на C/C++ із використанням умовних операторів, логічних змінних, читанням аналогових значень і застосуванням послідовного моніторингу (Serial Monitor) для налагодження [7]. 




Рис. 1. Зібрана на макетній платі схема проєкту в двох режимах, з різними рівнями освітленості

Теоретичні аспекти, закладені в коді: 

- введення логічної змінної `boolean`, 

- інтерпретація результатів порівняння як умов для фізичної дії,

- пояснення синтаксису операторів `if–else`, 

- демонстрація циклу `loop()` як серцевини безперервного алгоритму та використання ШІМ для управління яскравістю світлодіода.

Система формувального оцінювання включає критерії: коректність зібраної схеми (25 %), працездатність і логіка коду (50 %), активність та рефлексія під час обговорення (25 %); запроваджено диференціацію завдань за рівнями складності для забезпечення індивідуальної траєкторії навчання [6].

Компоненти обчислювального мислення, які цілеспрямовано розвиваються у проєкті:  

a) декомпозиція задачі на під задачі (збір даних, порівняння, керування виконавцем);  

b) алгоритмізація: чітка послідовність дій із розгалуженням;  

c) абстрагування: використання змінних для представлення фізичних величин;  

d) узагальнення - перенесення отриманих принципів на інші проекти (сигналізація, автоматизоване освітлення, екологічні датчики).

Необхідність використання віртуальних інструментів: Tinkercad Circuits розглядається як безкоштовний симулятор для моделювання схем, тестування та налагодження у випадках обмеженої матеріальної бази, а також як засіб попередньої підготовки вчителя та учнів.

Методична підтримка педагога повинна виходити за межі технічних тренінгів і включати: покрокові інструкції та чек-листи для роботи зі схемами, підготовку до типових помилок (полярність елементів, помилки підключення, логічні хиби в коді), розвиток умінь пояснювати абстрактні поняття через практичні демонстрації, створення спільнот педагогів-практиків для обміну досвідом [4].

Запропонований сценарій уроку демонструє можливість інтеграції повноцінної проєктної діяльності у межах одного навчального заняття, забезпечуючи чітку логіку, дидактичну структурованість, міжпредметні зв’язки та досягнення вимірюваних результатів навчання. Підготовка педагогічних кадрів визнається критичним чинником успіху: необхідні довгострокові програми професійного розвитку, що поєднують практичну роботу з Arduino, методичну рефлексію та супровід у впровадженні, а також систематичний обмін досвідом [3].

Системний підхід до оцінювання компетентностей передбачає розробку індикаторів сформованості обчислювального мислення і фіксацію динаміки впродовж навчального курсу, що має стати перспективним напрямом подальших емпіричних досліджень.

Ресурсні виклики (обмежена кількість наборів Arduino, недостатньо оснащені майстерні) можуть бути частково нівельовані завдяки комбінуванню фізичних і віртуальних лабораторій, використанню модульного підходу та організації групової роботи. Методика «Розумного ліхтарика» трансформує Arduino з разового експериментального інструменту у регулярний ресурс уроку, спрямований на оновлення змісту інформатики, формування практичних навичок програмування та розвиток інтелектуальних умінь, затребуваних у цифровому суспільстві [5].

Перспективи досліджень – масштабування подібних сценаріїв на серію уроків, інтеграція в різні розділи курсу інформатики, проведення педагогічних експериментів із фіксацією навчальних досягнень та розробка моделей професійної підтримки вчителів для системного використання мікроконтролерних технологій у школі.

Література: 

1. Ting-Chia Hsu, Shao-Chen Chang, Yu-Ting Hung. How to learn and how to teach computational thinking: Suggestions based on a review of the literature. Computers & Education Volume 126, November 2018, p. 296-310. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2018.07.004  

2. Цифрова компетентність сучасного вчителя нової української школи: 2021 (Подолання викликів у період карантину, спричиненого COVID-19): зб.матеріалів всеукр.наук.-практ.семінару (Київ, 2 березня 2021 р.) / за заг.ред. О.В. Овчарук. Київ: Інститут інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України: 2021. 117 с.

3. Brennan K., Resnick M. New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking. In Proceedings of the 2012 Annual Meeting of the American Educational Research Association, Vancouver, Canada. 2012. 25 p.

4. Blumenfeld P. C., Soloway E., Marx R. W., Krajcik J. S., Guzdial M., Palincsar A. Motivating Project-Based Learning: Sustaining the Doing, Supporting the Learning. Educational Psychologist. 1991. Vol. 26, No. 3–4. P. 369–398.

5. Про затвердження Державного стандарту базової середньої освіти : Постанова Кабінету Міністрів України від 30 вересня 2020 р. № 898. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/898-2020-%D0%BF#Text (дата звернення: 27.11.2025)

6. Tunc C., Bagceci B. Teachers' views of the implementation of STEM approach in secondary schools and the effects on students. Pedagogical Research. 2021. Vol. 6, No. 1. P. em0085.

7. Framework for 21st Century Learning. Partnership for 21st Century Skills (P21). URL: http://www.battelleforkids.org/networks/p21 (дата звернення: 23.11.2025). 

___________________________

Науковий керівник: Кухарчук Роман Павлович, кандидат педагогічних наук, доцент кафедри фізико-математичної освіти та інформатики, Глухівський національний педагогічний університет імені Олександра Довженка



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Another articles in this section

Сonferences

Conference 2026

Conference 2025

Conference 2024

Conference 2023

Conference 2022

Conference 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення