РОЗВИТОК КРИТИЧНОГО МИСЛЕННЯ МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ІНФОРМАТИКИ У ПРОЦЕСІ НАВЧАННЯ РОБОТОТЕХНІКИ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ ТЕХНОЛОГІЙ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ
DOI:
https://doi.org/10.31652/2412-1142-2025-78-222-238Ключові слова:
критичне мислення; робототехніка; штучний інтелект; STEM; нейроорієнтоване навчання; майбутні вчителі інформатики; вища освіта; професійна освіта; середня освітаАнотація
У статті досліджено напрямирозвитку критичного мислення майбутніхвчителів інформатики у процесі навчання робототехніки із використанням технологій штучного інтелекту. В процесі перетворень в системі освіти, зокрема в її STEM-моделі, що зумовлені суспільним замовленням на створення та використання цифрових технологій, особливо актуальним постаєпитання формування здатності педагогів критично мислити, приймати обґрунтовані рішення та усвідомлено застосовувати інтелектуальні технології у професійній діяльності. На основі аналізу законодавчихактів,наукових досліджень за 2020–2025 рр. було з’ясовано, що інтеграція штучного інтелектута робототехніки в освітньому процесі сприяє розвиткукритичного мислення, когнітивних навичок, творчого й системного мислення здобувачів освіти. Робототехніка розглядається як STEM-освіти, щозабезпечує інтеграціютеоретичних знань, інженерного підходу та технологій штучного інтелекту для розвитку критичного мислення. У межах дослідження проведено кластерний аналіз наукових праць, представлених у базі Scopus за ключовими словами «Critical Thinking», «Artificial Intelligence», «Robotics», «Education» із використанням системи VOSviewer. Результати дослідження підтверджують, що сучасна підготовка майбутніх учителів інформатики повиннаґрунтуватисьна нейроорієнтованій, проєктній та контекстно збагаченій моделі освіти. Отримані результати надали можливістьвиокремити ключові тенденції розвитку сучасних педагогічних практик: взаємозв’язок між технологіями штучного інтелекту, робототехнікою та формуванням ключових навичок XXI століття; окресленняроліІнтернету речей та великих даних у розбудові освітнього середовища Індустрії 4.0; формування критичного мислення в процесі проектної діяльності з розробки робототехнічних засобів; забезпечення взаємовпливусоціальних і технологічних процесів у контексті роботизаціїта машинного навчання.Розвиток критичного мислення забезпечується не лише технічним опануванням інструментів штучного інтелектута робототехніки, а й інтеграцією знань когнітивної психології, педагогіки та інженерії. У статті обґрунтованоте, щокритичне мислення у професійній діяльності вчителя інформатики проявляється у здатності оцінювати достовірність даних, виявляти причинно-наслідкові зв’язки, прогнозувати наслідки використання технологій та приймати етичні рішення в умовах цифрового суспільства. Ключовими стратегіямиформування критичного мислення на даному етапівизначенонейрокогнітивнута проєктнустратегію, стратегіютехнологічної інтеграції й ресурсного забезпечення, а також стратегіюконтекстуалізації та розвитку соціально-професійнихкомпетентностей.Отримані результати можуть бутинауково-методичноюосновоюдля модернізації освітніх програм тавпровадження інноваційних стратегій розвитку критичного мислення майбутніх вчителів інформатикизасобами робототехніки із використанням штучного інтелекту.
Завантажити
Посилання
Fedorets V. M., Klochko O. V., Tverdokhlib I. A., & Sharyhin O. A. (2024). Cognitive aspects of interaction in the “Human—Artificial Intelligence” system. In Journal of Physics: Conference Series. Vol. 2871, No. 1, p. 012023. IOP Publishing. DOI: 10.1088/1742-6596/2871/1/012023.
Hurevych R., Lazarenko N., & Zhovnych L. (2021). Tsyfrovizatsiia suchasnoi osvity: vyklyky, mozhlyvosti, napriamy, ryzyky [Digitalization of modern education: challenges, opportunities, directions, risks]. Tsyfrova kompetentnist suchasnoho vchytelia novoi ukrainskoi shkoly: 2021 (Podolannia vyklykiv u period karantynu, sprychynenoho COVID-19) : zb.materialiv vseukr.nauk.-prakt.seminaru (Kyiv, 2 bereznia 2021 r.) / za zah.red. O.V. Ovcharuk. Kyiv: Instytut informatsiinykh tekhnolohii i zasobiv navchannia NAPN Ukrainy. S. 43-46. URL: https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/724632/3/digital_competence_2021.pdf.
Derzhavnyi standart bazovoi serednoi osvity [State Standard of Basic Secondary Education]. (2020). URL: https://www.kmu.gov.ua/npas/pro-deyaki-pitannya-derzhavnihstandartiv-povnoyi-zagalnoyi-serednoyi-osviti-i300920-898.
Derzhavnyi standart profilnoi serednoi osvity [State Standard of Profile Secondary Education]. (2024). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/851-2024-п#Text.
Kontseptsiia rozvytku pryrodnycho-matematychnoi osvity (STEM-osvity) [Concept of the Development of Natural Science and Mathematics Education (STEM Education)]. (2021). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/960-2020-р#Text.
Klochko O. (2024). Development of critical thinking of future teachers of computer science and mathematics using artificial intelligence tools. Modern Information Technologies and Innovation Methodologies of Education in Professional Training Methodology Theory Experience Problems, 72, 14-26. DOI: 10.31652/2412-1142-2024-72-14-26.
Kolomiiets A., Zhovnych O. (2024). Mozhlyvosti shtuchnoho intelektu yak innovatsiinoi pedahohichnoi tekhnolohii [Opportunities of Artificial Intelligence as an Innovative Pedagogical Technology]. Osvita dlia tsyfrovoi transformatsii suspilstva. Edukacja dla cyfrowejtransformacji społeczeństwa. Education for digital transformation of society: monohrafiia. U 2 t. T. 1 ; za nauk. red. V. Kremenia, N. Nychkalo, L. Lukianovoi, N. Lazarenko. Kyiv: TOV «Iurka Liubchenka». P. 260-270. URI: https://dspace.vspu.edu.ua/items/2a5cb31f-3942-48d0-b8c1-f7c3c1f73b1d.
Spazhev O. M., & Klochko O. V. (2025). Using artificial intelligence tools for automating the assessment of future computer science teachers' work. Educational Dimension, 12, 1-13. DOI: https://doi.org/10.55056/ed.801.
Vasyl Fedorets, Oksana Klochko, Vitalii Klochko, Oleksandr Sharyhin. (2025). Neuronal aspects of using the creative potential of art in STEM education. Digital Transformation of Education: Challenges and Prospects : Monograph / Institute of Pedagogy of NAES of Ukraine; ed.: O. Topuzov, M. Holovko, I. Tverdokhlib, Z. Sharlovych, K. Ladonia. [Electronic edition]. Lomza – Kyiv. 344 p. https://doi.org/10.32405/mono-lomza-kyiv-2025. Рр 231-247.
Klochko O.V. Metodychna systema navchannia studentiv heoinformatsiinym tekhnolohiiam [Methodological system of teaching students geoinformation technologies]. Visnyk Luhanskoho natsionalnoho universytetu imeni T.H. Shevchenka. No 17 (204). Seriia: pedahohichni nauky: Zbirnyk. Luhansk: LNU, 2010. P. 40-50.
Musundire A. (2025). Integrating educational robotics and artificial intelligence with African educational perspectives in science, technology, engineering, and mathematics: Challenges and opportunities. In Innovations in Educational Robotics Advancing AI for Sustainable Development. Pp. 129–155. DOI: 10.4018/979-8-3693-6165-8.ch007.
Azar A. S., Elyas T., Muthmainnah M., & Curle S. (Eds.). (2025). Innovations in educational robotics: Advancing AI for sustainable development. URL: https://igiprodst.blob.core.windows.net/ancillary-files/d7d64195-9372-4260-af0c-5f878474055f.pdf.
Roy B., Ghosh S., Roy P., Sarkar S. K., & Choudhury N. R. (2025). Digital technologies in education: AI, robotics, and generational challenges or opportunities. In Impacts of digital technologies across generations. Pp. 41–64. DOI: 10.4018/979-8-3693-6366-9.ch003.
Pinheiro M. M., & Santos V. (2025). Integrating Computational Thinking and Artificial Intelligence into Mathematics Education: A Pathway for the 21st-Century. In Communications in Computer and Information Science, Vol. 2479 CCIS, pp. 82-92. DOI: 10.1007/978-3-032-02675-0_7.
Bedoya-Cano Ó., Marín-Marín J.-A., & López-Belmonte J. (2025). Integrating Arduino and Artificial Intelligence in STEM Education. In Studies in Computational Intelligence. Vol. 1194, Pp. 149–165. DOI: 10.1007/978-3-031-82915-4_7.
Henze J., Schatz C., Malik S., & Bresges A. (2022). How Might We Raise Interest in Robotics, Coding, Artificial Intelligence, STEAM and Sustainable Development in University and On-the-Job Teacher Training? Frontiers in Education, 7, Article 872637. DOI: 10.3389/feduc.2022.872637.
VOSviewer. (2025). Visualizing scientific landscapes. Centre for Science and Technology Studies, Leiden University, The Netherlands. URL: https://www.vosviewer.com/.
Elsevier B.V. (2025). Scopus. URL: https://www.scopus.com/.
Аrduino.ua: Контроллер Arduino Uno Rev3 (оригінал, Італія) A000066. (2025). URL: https://arduino.ua/prod32-arduino-uno-rev3-a000066.
BBC micro:bit. (2025). URL: https://microbit.org/.
Arduino. (2025). URL: https://www.arduino.cc/.
LEGO® MINDSTORMS®. (2025). URL: https://www.lego.com/.
Raspberry Pi. (2025). URL: https://www.raspberrypi.com/.
OpenAI: ChatGPT. (2025). https://chatgpt.com/.
Google AI: Google Gemini. (2025). https://gemini.google.com/.
Tinkercad. (2025). URL: https://www.tinkercad.com/.
Python Software Foundation: Python. (2025). URL: https://www.python.org/.
OpenCV. (2025). URL: https://opencv.org/.
Arduino: Serial. (2025). https://docs.arduino.cc/language-reference/en/functions/communication/serial/.
Maesschalck S. (2024). Critical thinking: The code to crack computer science education. Journal of Information Technology Education: Innovations in Practice, 23, Article 13. URL: https://doi.org/10.28945/5387
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Copyright Holder Not Found

Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
