7M01510 Физика и STEM-образование в цифровой школе в КУ им. Ш. Уалиханова

Дисциплины

• Исследовательская культура и научная этика

  Цель: развитие исследовательской культуры как основы научной идентичности путём освоения, критического анализа и рефлексивного осмысления методологических и этических оснований научной деятельности. Содержание: Системное изучение методологических оснований, ценностно-смысловых ориентиров и нормативно-этических регуляторов научной деятельности в условиях трансформации современной академической среды. Формирование исследовательской культуры как совокупности когнитивных, мировоззренческих и поведенческих установок, способствующих развитию научной рефлексии, соблюдению принципов академической добропорядочности и интеллектуальной честности.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Иностранный язык (профессиональный)

  Цель курса: Развитие навыков устной и письменной речи, необходимых для профессиональной сферы деятельности, навыков применения языкового материала во всех видах коммуникативно-речевой деятельности. При прохождении курса магистранты расширяют профессиональный словарный запас, учатся работать с различными электронными словарями и справочниками. В процессе обучения применяются коммуникативный, интерактивный методы и информационные технологии, индивидуальные и групповые формы работы, включая исследовательскую проектную деятельность в области изучаемого иностранного языка. Материалы и источники подбираются с учетом специфики образовательной программы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• STEM-ориентированная методика преподавания физики: проблемы и перспективы для школы и вуза

  Цель: формирование у магистрантов навыков применения STEM-методов в преподавании физики, а также анализа проблем и перспектив их внедрения в образовательный процесс Казахстана. Содержание: основы STEM-образования в преподавании физики. Интеграция физики с другими STEM-дисциплинами. Методики активного обучения в STEM-подходах. Проблемы внедрения STEM в школьное и вузовское образование Казахстана. Цифровые технологии и их роль в STEM-образовании. Практическое применение STEM-методов в преподавании физики. Перспективы развития STEM-образования в Казахстане и за рубежом.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Концептуальный подход к анализу проблем преподавания физики и астрономии

  Цель: разработка у магистрантов понимания концептуальных подходов к преподаванию физики и астрономии в контексте цифровой образовательной среды. Содержание: основы концептуального подхода в преподавании физики и астрономии. Проблемы интеграции физики и астрономии в STEM-образование. Методики преподавания физики и астрономии с использованием цифровых технологий. Современные методы и подходы к обучению астрономии в школьном и вузовском образовании. Интерактивные и симуляционные методы в преподавании физики и астрономии. Роль цифровых платформ и онлайн-ресурсов в обучении физике и астрономии. Трансформация образовательного процесса в условиях цифровизации.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• История и философия науки

  Цель: формирование у магистрантов целостного представления о развитии науки через призму исторических этапов и философских концепций. Содержание: происхождение и развитие науки как особого типа познания; ключевые этапы научной революции; философские и методологические основы науки; смена научных парадигм; взаимодействие науки, культуры и общества; этические нормы в науке; особенности развития физики как фундаментальной науки; вклад учёных в формирование современной научной картины мира; наука и религия: точки соприкосновения и конфликты; роль междисциплинарных исследований в современной науке.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Актуальные проблемы современной физики

  Цель: формирование у магистрантов знаний о современных проблемах в физике и их интеграции в процесс STEM-образования в цифровой школе. Содержание: современные парадигмы в физике: переход от классической физики к квантовой механике. Стандартная модель элементарных частиц: достижения и ограничения. Космология: современные теории и гипотезы о происхождении и эволюции Вселенной. Тёмная материя и тёмная энергия: их роль в современной физике и методах поиска. Гравитационные волны: теоретические основы и экспериментальные открытия. Нанотехнологии: физические принципы и их применение в инновационных материалах. Квантовая информация и квантовые вычисления: будущее науки и технологий.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Педагогика высшей школы

  Цель: развитие у магистрантов целостной системы научно-педагогических компетенций, направленных на критическое осмысление и применение теоретико-методологических основ высшего образования в условиях трансформации образовательной среды Республики Казахстан. Содержание: Современные методы и приемы по организации в системе образования моделирования образовательного и воспитательного потенциала личности, направленного на формирование умений и навыков активного планирования образовательного процесса в условиях глобализации. Методы обучения: интерактивный методы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Психология управления

  Цель курса: формирование у магистрантов знаний по психологии управления и практических навыков принятия управленческих решений на основе овладения основными психологическими механизмами при стратегическом, проектном и других видах управления. Ознакомить магистрантов с историей развития зарубежной и отечественной науки управления, её местом в системе психологического знания. Сформировать представление о современных тенденциях научного управления-новой научной управленческой парадигме. В результате усвоения дисциплины магистрант должен овладеть компетенциями: (общекультурные компетенции) - способность и готовность к нахождению организационно-управленческих решений в нестандартных ситуациях и ответственности за них;(профессиональными компетенции)способность и готовность к анализу форм взаимодействия в трудовых коллективах; способность и готовность к проведению работ с кадровым составом с целью отбора кадров и создания психологического климата, способствующего оптимизации производственного процесса; способность и готовность к реализации интерактивных методов, психологических технологий, ориентированных на личностный рост сотрудников и охрану здоровья индивидов и групп; способность и готовность к выявлению специфики психического функционирования человека с учетом особенностей возрастных этапов, кризисов развития и факторов риска, его принадлежности к гендерной, этнической, профессиональной и другим социальным группам.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Цифровые лаборатории и симуляции в обучении физике

  Цель: развитие у магистрантов навыков использования цифровых лабораторий и симуляций для эффективного обучения физике в контексте STEM-образования. Содержание: основы цифровых лабораторий и симуляций в обучении физике. Преимущества и ограничения использования цифровых инструментов. Виды и типы цифровых лабораторий для школьников и студентов. Методика интеграции цифровых симуляций в образовательный процесс. Разработка и использование виртуальных экспериментов в физике. Эффективность цифровых лабораторий в обучении сложным физическим концепциям. Перспективы развития цифровых технологий в преподавании физики в Казахстане.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Теоретические основы и практика эксперементальных исследований

  Цель: развитие у магистрантов теоретических знаний и практических навыков в проведении экспериментальных исследований в области физики с использованием современных методов и технологий. Содержание: основы теории экспериментальных исследований в физике. Методология и этапы проведения эксперимента. Проектирование и настройка экспериментальных установок. Анализ данных и ошибки измерений. Применение цифровых технологий в экспериментальных исследованиях. Использование виртуальных лабораторий в учебном процессе. Проблемы и перспективы экспериментальных исследований в STEM-образовании.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Принципы обучения физики XXI века: от квантов до космоса

  Цель: изучение магистрантами современных принципов преподавания физики, от фундаментальных концепций квантовой механики до космологических теорий, с учетом инновационных технологий и методов обучения. Содержание: принципы обучения физики в XXI веке. Интеграция квантовой механики и космологии в образовательный процесс. Использование цифровых технологий в преподавании физических дисциплин. Модели и симуляции в обучении физике. Современные методы активного обучения в физике. Влияние STEM-образования на преподавание физики. Применение лабораторных экспериментов и виртуальных симуляций. Проблемы и перспективы преподавания физики в глобализированном мире.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Методика преподавания физики в высшей школе

  Цель:формирование у магистрантов компетенций, необходимых для эффективного преподавания физики в вузе с учётом современных образовательных технологий и стандартов. Содержание: основы методики преподавания физики в вузах. Разработка учебных программ и материалов для курса физики. Использование активных методов обучения в физике. Применение цифровых технологий в преподавании физики. Формирование научных и исследовательских навыков у студентов. Организация лабораторных и практических занятий. Методы оценки и контроля знаний студентов. Развитие критического мышления и самостоятельности в обучении физике.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 6
  

• Методология и методы педагогических исследований

  Цель: формирование у магистрантов знаний о методах педагогических исследований и их применении в контексте преподавания физики и STEM-образования. Содержание: основы методологии педагогических исследований. Методы сбора и анализа педагогических данных. Качественные и количественные методы в педагогических исследованиях. Экспериментальные методы исследования в педагогике. Применение статистических методов в образовательных исследованиях. Исследование эффективности STEM-образования. Этические аспекты педагогических исследований в физике. Анализ результатов педагогических экспериментов и их интерпретация.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• История и методология физики

  Цель: формирование у магистрантов системного понимания исторического пути развития физики как науки, её методологических основ, логики научного познания и эволюции физических теорий в контексте смены научных парадигм. Содержание: возникновение и становление физики как науки. Ключевые открытия и их влияние на развитие научной картины мира. Классическая, релятивистская и квантовая физика. Смена научных парадигм (Ньютон – Максвелл – Эйнштейн – Бор). Логика и структура физической теории. Методы научного познания и их развитие. Роль эксперимента и теории в физике.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Инновационные подходы в преподавании физики

  Цель: развитие у магистрантов профессиональных компетенций в области применения современных инновационных технологий и методик в преподавании физики в условиях цифровизации образования. Содержание: основы инновационных методов преподавания физики. Применение активных и интерактивных методов в обучении. Использование цифровых лабораторий и симуляций. Стратегии проектного обучения и их применение в физике. Развитие критического мышления через физические эксперименты. Роль обратной связи в инновационном обучении. Использование геймификации в преподавании физики. Применение виртуальной и дополненной реальности в физическом обучении.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Физика земли и планет

  Цель: изучение физических процессов, происходящих в Земле и других планетах, с акцентом на их применение в STEM-образовании и цифровых технологиях. Содержание: основы геофизики и физики планет. Структура Земли: ядро, мантия, кора. Геотермальные процессы и тепловые потоки. Магнитное поле Земли и планет. Атмосферные процессы и климатаобразующие факторы. Сейсмическая активность и землетрясения. Физика планетных атмосфер и их эволюция. Применение цифровых технологий в исследовании планетных систем.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Нетрадиционные источники энергии

  Цель: формирование у магистрантов знаний и навыков в области принципов работы, применения и перспектив развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Содержание: введение в нетрадиционные источники энергии. Солнечные энергетические системы. Ветровая энергия и технологии. Геотермальная энергия: принципы и методы использования. Биомасса и биогаз как альтернативные источники энергии. Энергия океанских волн и приливов. Технологии водородной энергетики. Перспективы и вызовы в сфере нетрадиционных источников энергии. Инновационные материалы для хранения и преобразования энергии.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Основные принципы современной физики

  Цель: формирование у магистрантов целостных представлений о фундаментальных принципах современной физики, её ключевых теориях и актуальных научных направлениях, с акцентом на междисциплинарное применение и интеграцию в образовательный процесс. Содержание: современные представления о материи и взаимодействиях. Эволюция физической картины мира: от классической механики к квантовой теории и теории относительности. Стандартная модель: структура и границы применимости. Концепции тёмной материи и тёмной энергии. Гравитационные волны и их экспериментальное подтверждение. Развитие космологии и астрофизики. Нанофизика и новые материалы. Квантовые технологии и информационные процессы.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• STEM-подходы к космологии с применением искусственного интеллекта

  Цель: изучение магистрантами применения STEM-методов и искусственного интеллекта в решении задач космологии и моделировании космических явлений. Содержание: основы космологии: от Большого взрыва до структуры Вселенной. Роль искусственного интеллекта в космологических исследованиях. Применение машинного обучения для анализа астрономических данных. Моделирование космических объектов с использованием искусственного интеллекта. Обработка и анализ больших данных в астрономии. Прогнозирование космологических событий с помощью искусственного интеллекта. Алгоритмы и методы для решения задач в космологии.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Теплофизические методы исследования нелинейных систем

  Цель: формирование у магистрантов знаний и навыков применения теплофизических методов для анализа и моделирования поведения нелинейных систем в различных физических процессах. Содержание: основы теплофизики и термодинамики; нелинейность в физических системах; методы исследования теплопереноса и теплопроводности; фазовые переходы и критические явления; численное моделирование тепловых процессов; экспериментальные методы измерения температурных и энергетических характеристик; устойчивость и самоорганизация в нелинейных системах; применение теплофизических подходов в материаловедении, биофизике и инженерных задачах.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Информационные технологии в образовании

  Цель: формирование у магистрантов практических навыков интеграции информационно-коммуникационных технологий в преподавании физики в условиях цифровой школы и STEM-образования. Содержание: цифровизация образования и её значение для преподавания физики. Образовательные платформы и цифровые среды. Использование симуляторов и виртуальных лабораторий. Интерактивные технологии визуализации физических процессов. Разработка мультимедийных и цифровых ресурсов для STEM-обучения. Онлайн и гибридные форматы преподавания. Анализ цифровых следов обучающихся, основы образовательной аналитики. Этические и правовые аспекты использования ИКТ в образовании.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Информатизация и компьютеризация научных исследований

  Цель дисциплины информатизации научно-исследовательской деятельности состоит в ускорении получения и углубления научных знаний о явлениях и закономерностях в природе, технике и обществе за счет использования НИТ на всех этапах научной работы. Проведение исследований по перспективным программно-аппаратным средствам. Использование метода групповой и индивидуальной работы, проблемной ситуации.

  Год обучения - 2
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

Профессии

Результаты обучения

• Анализировать исторические, философские и методологические основы науки, критически оценивать их влияние на развитие научных парадигм, этики и методов педагогических и физических исследований.
• Оценивать достоверность и значимость научной информации на иностранном языке, аргументированно применять её в педагогических и экспериментальных исследованиях, использовать профессиональную терминологию, инновационные подходы и навыки научной коммуникации.
• Разрабатывать инновационные стратегии управления образовательным процессом и коллективом на основе психологических и педагогических концепций.
• Анализировать методологические проблемы преподавания физики и астрономии. Разрабатывать и применять на практике инновационные методики обучения физике.
• Проектировать STEM-методики для разных уровней образования, использовать междисциплинарные подходы и современные цифровые технологии.
• Проводить самостоятельные и командные научные исследования с соблюдением норм научной этики и культуры исследовательской деятельности.
• Моделировать физические процессы с помощью программных средств, лабораторных симуляторов для обучения и исследований.
• Применять искусственный интеллект для анализа исследования в области профессиональной деятельности.

Похожие ОП