Mathematics, Informatics, Physics: Science and Education

Electronic scientific journal

Vol. 2 No. 2 (2025)
MODELING OF EDUCATIONAL PROCESSES

Modeling the digital competence of future engineers: theoretical and methodological foundations and core characteristics

pdf (Ukrainian)
  • Roman Gurevych,
  • Maksym Yevtukhivskyi
Roman Gurevych
Vinnytsia Mykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University
Bio
Maksym Yevtukhivskyi
Vinnytsia Mykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University
Bio

Published 2025-11-26

Keywords

  • digital competence,,
  • future engineers, ,
  • technical university, ,
  • indicators,,
  • system,,
  • digitalization of education.
    • ...More
    Less

Copyright (c) 2025 Роман Гуревич, Максим Євтухівський

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

How to Cite

Modeling the digital competence of future engineers: theoretical and methodological foundations and core characteristics. (2025). Mathematics, Informatics, Physics: Science and Education, 2(2), 272–284. https://doi.org/10.31652/3041-1955-2025-02-02-11
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

Abstract

The article examines the theoretical and methodological foundations of developing digital competence (DC) in future engineers within the context of the transformation of modern higher technical education. The evolution of the concept of “digital competence” is analyzed – from computer literacy to a multidimensional category integrating knowledge, skills, abilities, values, and attitudes necessary for successful professional activity in the digital economy. The basic characteristics of the digital competence formation system are identified, including integrity and systemacity, flexibility and adaptability, innovativeness, practice orientation, openness, and integration into the international educational space. Based on international (DigComp, UNESCO, EntreComp) and national regulatory and methodological frameworks, the indicators for measuring the level of DC among students of technical universities are substantiated. Special attention is given to the experience of higher education institutions in Vinnytsia, where innovative educational practices are implemented – in particular, dual education, the use of VR/AR technologies, the introduction of project-based learning, and the integration of the educational process with the needs of the regional labor market. Methodological recommendations are developed to ensure the effectiveness of the DC formation system, aimed at combining academic training with students’ practical activities. The scientific novelty of the work lies in the comprehensive analysis of the structural components and characteristics of the system for forming engineers’ digital competence, which allows for the integration of educational, research, and industrial components. The practical significance of the study consists in the possibility of applying the proposed principles in the modernization of educational programs of technical universities.

pdf (Ukrainian)

Downloads

Download data is not yet available.

References

  1. Бескорса О. Implementing Digital Competence Framework for Future Teachers’ Professional Development. Професіоналізм педагога: теоретичні й методичні аспекти. 2018. № 8 (2). С. 33–41.
  2. Биков В. Ю. Цифрова трансформація освіти і науки: проблеми та завдання. Інформаційні технології і засоби навчання. 2021. № 1 (81). С. 45–60.
  3. Білан Н. М. Формування іншомовної компетентності інженерів-енергетиків. 2022. С. 4.
  4. ВНТУ, кафедра САІТ. Співпраця з роботодавцями у підготовці інженерів. Вінниця, 2023. С. 4.
  5. ВНТУ. Освітня програма «Комп’ютеризовані інформаційно-вимірювальні технології» та практика дуальної освіти. Вінниця, 2022. С. 2–3.
  6. Генсерук Г. Р. Міжнародні рамки цифрової компетентності майбутніх учителів. Педагогічні науки. 2021. № 4. С. 32–37.
  7. Генсерук Г. Р. Цифрова компетентність майбутніх учителів: зарубіжний досвід. Наукові записки [Національного педагогічного університету ім. М. П. Драгоманова]. Серія : Педагогічні науки. 2019. Вип. 144. С. 57–66.
  8. Гуревич Р. С., Кобися В. М., Кобися А. П., Кізім С. С., Куцак Л. В., Опушко Н. Р. Формування цифрової компетентності майбутніх учителів у вивченні комп’ютерно-орієнтованих технологій навчання. Modern Information Technologies and Innovation Methodologies of Education... 2022. Вип. 63. С. 5–19.
  9. Дембіцька С. В., Кобилянський О. В. Формування професійної компетентності майбутніх фахівців з професійної освіти засобами цифрових технологій. Педагогіка безпеки. 2024. № 8 (1–2). С. 1–7.
  10. Добровольська Н. В., Мерінова С. В., Добровольський О. І. Цифрова компетентність студентів закладів вищої освіти: теоретико-практичний аспект. Scientific and Theoretical Journal «Science and Education». 2022. № 2. С. 53–61.
  11. Засєкіна Т. М. Цифрова грамотність студентів як чинник інноваційного розвитку освіти. Наукові записки ВДПУ ім. М. Коцюбинського. Серія: Педагогіка і психологія. 2020. Вип. 62. С. 25–31.
  12. Захаркевич Н. П. Формування цифрових компетенцій персоналу підприємств в умовах четвертої промислової революції (Індустрія 4.0) : матеріали XXIV Міжнародної наук.-практ. конференції, 30 травня 2024 р., м. Хмельницький / Хмельницький університет управління та права ім. Леоніда Юзькова. Хмельницький, 2024. С. 116–120.
  13. Зелінська А. М.; Тарасович Л. В.; Лавриненко С. О. Цифрові компетенції як основа трансформації професійної освіти майбутніх менеджерів. Економіка та суспільство. Вип. 49. 2023. С. 348–355.
  14. Зимня І. А. Ключові компетентності як результативно-цільова основа компетентнісного підходу. Вища освіта України. 2019. № 3. С. 17–24.
  15. Кадемія М. Ю., Косянчук М. С. Формування цифрової компетентності майбутніх учителів початкових класів. Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання. 2021. Вип. 61. С. 13–19.
  16. Князькова Л., Сухоребра Т., Ковальчук М. та ін. Reforming Education in Ukraine Through the Introduction of STEM Technologies and Artificial Intelligence. 2024. P. 58–60.
  17. Ковальчук В. В. Формування цифрової компетентності майбутніх інженерів у процесі професійної підготовки. Освіта та розвиток обдарованої особистості. 2021. № 6. С. 35–42.
  18. Козяр О. В. Педагогічні аспекти формування цифрової компетентності майбутніх інженерів. Освіта дорослих і розвиток суспільства. 2022. № 2. С. 70–78.
  19. Кондур О., Кондрат Р. Formation of digital competence in future specialists. Mountain School of Ukrainian Carpaty, 2025. Вип. 31. С. 96–98.
  20. Куліш І. В. Аксіологічні засади цифрової освіти аграрних інженерів. Вісник аграрної освіти і науки. 2021. № 5. С. 98–105.
  21. Львівська політехніка. Інтегральна компетентність у сучасній освіті. 2025. С. 9.
  22. Ляхоцька Л. О. Інтеграція європейських стандартів цифрової компетентності в освітній процес аграрних університетів. Наукові праці ВНАУ. 2021. Т. 23, № 4. С. 61–67.
  23. Моісеєнко М. В. Формування цифрової компетентності студентів у процесі вивчення інформатичних дисциплін : дис. канд. пед. наук. Кривий Ріг; 2021. 305 с.
  24. Підгурська В. О. Розвиток інформаційно-цифрової компетентності учнів у контексті Нової української школи. Збірник наукових праць Вінницького державного педагогічного університету. Серія: Педагогіка і психологія. 2022. Вип. 70. С. 1–4.
  25. Пометун О. І. Цифрова компетентність: структура та шляхи формування у студентів. Педагогіка і психологія. 2020. № 4. С. 50–56.
  26. Радзіховський В. О. Розвиток цифрової культури студентів технічних університетів. Вісник Вінницького політехнічного інституту. 2022. № 3. С. 110–118.
  27. Спірін О. М. et al. A Model for the Development of Digital Competence of Research and Teaching Staff. Інформаційні технології і засоби навчання. 2024. № 6 (104). С. 156–179.
  28. Теклюк А. І. Філософська арфа для інженера-скрипаля: проблема балансу загальноосвітньої компоненти з спеціалізованою підготовкою фахівця. Вінниця, 2020. С. 16.
  29. Bouwman M., Lub X., Orlowski M., Nguyen T.-V. Developing the digital transformation skills framework: A systematic literature review approach. PLOS ONE. 2024. № 19(7).
  30. Carretero S., Vuorikari R., Punie Y. DigComp 2.1: The Digital Competence Framework for Citizens. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2017. 57 p.
  31. Coskun S., Kayikci Y., Gencay E. Adapting Engineering Education to Industrie 4.0 Vision. 2017. P. 41.
  32. Dimitrov G. Digital Education Action Plan 2021–2027. Resetting Education and Training for the Digital Age. European Commission, 2020. 18 p.
  33. European Commission. European Qualifications Framework (EQF). Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2020. 64 p.
  34. Ferrari A. Digital Competence in Practice: An Analysis of Frameworks. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2013. 92 p.
  35. Hamaniuk V. A., Amelina S. M., Burov O. Yu. Project-Based Learning in Engineering Education: Digital Tools and Pedagogical Approaches. CEUR Workshop Proceedings. 2024. Vol. 3781. P. 216–223.
  36. Huang J. et al. Towards Digital Engineering – The Advent of Digital Systems Engineering. arXiv. 2020.
  37. Ka J. Virtual Reality in Engineering Education: A Cognitive Perspective. Virtual Reality. 2025. Vol. 29. P. 1–10.
  38. Law N., Woo D., de la Torre J., Wong G. A Global Framework of Reference on Digital Literacy Skills for Indicator 4.4.2. UNESCO Institute for Statistics; 2018. 146 p.
  39. Lyngdorf N. E. R., Jiang D., Du X. Frameworks and Models for Digital Transformation in Engineering Education: A Literature Review Using a Systematic Approach. Educ. Sci. 2024. 14. 519, 18 p.
  40. Modlo Ye. О., Semerikov С. О., Shmeltzer Ye. О. Modernization of Professional Training of Electromechanics Bachelors: ICT-based Competence Approach. 2018. P. 27, 14, 15.
  41. Redecker C., Punie Y. European Framework for the Digital Competence of Educators: DigCompEdu. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2017. 100 p.
  42. Research on Metaverse and Engineering Education: Design Principles and Competencies. ResearchGate preprint. 2024. P. 1–15.
  43. Rikala P., Braun G., Järvinen M., Stahre J., Hämäläinen R. Understanding and measuring skill gaps in Industry 4.0 – A review. Technological Forecasting and Social Change. 2024; 201: 123206.
  44. Schleiss J., Johri A., Stober S. Integrating AI Education in Disciplinary Engineering Fields: Towards a System and Change Perspective. 2024. P. 3.
  45. Striuk A. M., Rassovytska M. V., Shokaliuk S. V. Augmented Reality in Engineering Education: Methodical Approach. arXiv preprint. 2018. arXiv:1807.00279. P. 7–12.
  46. Su M. Artificial Intelligence in Blended Learning for Engineering Students. European Journal of Education and Pedagogy. 2025. Vol. 6 (2). P. 3–7.
  47. Suhail N. Immersive VR for Engineering Students: Enhancing Spatial Skills. Frontiers in Virtual Reality. 2024. Vol. 5. P. 9–14.
  48. Tee P. K., Wong L. C., Dada M., Song B. L., Ng C. P. Demand for digital skills, skill gaps and graduate employability: Evidence from employers in Malaysia. F1000Research. 2024.
  49. Tzafilkou K., Vrettos G., Agorastos A., Perifanou M. Development and validation of students’ digital competence scale for higher education. Heliyon. 2022. Vol. 8(12). P. 1–18.
  50. UNESCO. Digital Literacy in Education: Policy Brief. Paris: UNESCO Institute for Information Technologies in Education, 2018. 28 p.
  51. Vuorikari R., Kluzer S., Punie Y. DigComp 2.2: The Digital Competence Framework for Citizens. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2022. 134 p.
  52. Wattanasin W., Chatwattana P., Piriyasurawong P. Engineering Project-Based Learning Using a Virtual Laboratory and Mixed Reality. International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET). 2021. Vol. 16 (24). P. 42–52.
  53. World Bank. The Vital Role of Digital Skills in Building an Inclusive, Smart, Safe, and Sustainable Digital Economy. Skills4Dev Knowledge Digest, December 2023. 10 p.