Stem-експеримент з магнітної левітації

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЛінчевський, Ігор
dc.contributor.authorПеклун, Віталій
dc.date.accessioned2026-09-24T09:03:21Z
dc.date.available2026-09-24T09:03:21Z
dc.date.issued2026-06-30
dc.description.abstractПостановка проблеми. Явище магнітної левітації з використанням високотемпературних надпровідників (ВТНП) дозволяє інтегрувати знання з електродинаміки, фізики твердого тіла та кріогенної техніки. Однак його педагогічний потенціал як засобу формування експериментальних компетенцій студентів фізико-математичних спеціальностей залишається недостатньо реалізованим. Мета статті — розробити та апробувати STEM-орієнтовану лабораторну роботу з фізики на основі явища магнітної левітації з об'ємними ВТНП та емпірично перевірити її вплив на формування компетенцій студентів. Матеріали та методи . Навчальний експеримент було реалізовано у формі лабораторної роботи з дослідження магнітної левітації між постійним магнітом та високотемпературними транзисторами (ВТНП) за температур рідкого азоту. У дослідженні використовувалися теоретичні та емпіричні методи: аналіз науково-методичної літератури, узагальнення педагогічного досвіду, навчальний фізичний експеримент, спостереження за діяльністю студентів та аналіз результатів експериментальних вимірювань. Операціялізацію експериментальних компетенцій здійснювали за чотирма показниками: планування, операційно-вимірювальна, аналітична та інтерпретативно-рефлексивна компетентність. Кожен компонент був операціоналізований через систему показників та кількісних оцінок. Дослідження проводилося у форматі квазіекспериментального педагогічного дослідження з дизайном «до/після» без контрольної групи. Педагогічним впливом була STEM-орієнтована лабораторна робота з магнітної левітації. Структура дослідження включала такі етапи: початкова діагностика рівня сформованості експериментальних компетенцій; педагогічний вплив – виконання лабораторної роботи з магнітної левітації; підсумкова діагностика за тими ж показниками. Результати. Порівняльний аналіз результатів до та після лабораторної роботи показав позитивну динаміку за всіма показниками. Частка студентів з високим та достатнім рівнем планування експерименту зросла з 35% до 68%. Рівень сформованості навичок обробки експериментальних даних збільшився з 29% до 71%. Кількість помилок в інтерпретації результатів зменшилася на 53%. Висновки. STEM-орієнтована лабораторна робота з магнітною левітацією забезпечує статистично значуще покращення результатів навчання та розвитку всіх компонентів експериментальної діяльності.
dc.description.abstractotherProblem formulation. The phenomenon of magnetic levitation using high-temperature superconductors (HTSCs) allows integrating knowledge of electrodynamics, solid-state physics, and cryogenic engineering. However, its pedagogical potential as a means of forming experimental competencies of students of physics and mathematics specialties remains insufficiently realized. The purpose of the article is to develop and test STEM-oriented laboratory work in physics based on the phenomenon of magnetic levitation with volumetric HTSCs and empirically verify its impact on the formation of competencies of students. Materials and methods. The educational experiment was implemented in the form of laboratory work on the study of magnetic levitation between a permanent magnet and HTSCs at liquid nitrogen temperatures. The study used theoretical and empirical methods: analysis of scientific and methodological literature, generalization of pedagogical experience, educational physical experiment, observation of students' activities, and analysis of experimental measurement results. The operationalization of experimental competencies was carried out according to four indicators: planning, operational-measuring, analytical, and interpretative-reflective competence. Each component was operationalized through a system of indicators and quantitative assessments. The study was conducted in the format of a quasi-experimental pedagogical study with a “before/after” design without a control group. The pedagogical influence was STEM-oriented laboratory work on magnetic levitation. The structure of the study included the following stages: initial diagnostics of the level of formation of experimental competencies; pedagogical influence - performance of laboratory work on magnetic levitation; final diagnostics according to the same indicators. Results. A comparative analysis of the results before and after the laboratory work showed positive dynamics according to all indicators. The share of students with a high and sufficient level of experiment planning increased from 35% to 68%. The level of formation of experimental data processing skills increased from 29% to 71%. The number of errors in interpreting the results decreased by 53%. Conclusions. STEM-oriented magnetic levitation laboratory work provides a statistically significant improvement in learning outcomes and the development of all components of experimental activity.
dc.format.pagerangeС. 14-19
dc.identifier.citationЛінчевський, І. Stem-експеримент з магнітної левітації / Ігор Лінчевський, Віталій Пеклун // Фізико-математична освіта. - 2026. - Т.41, №3. - С. 14-19.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.31110/fmo2026.v41i3-02
dc.identifier.orcid0000-0002-2896-9580
dc.identifier.orcid0009-0005-5880-8381
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/83438
dc.language.isouk
dc.publisherСумський державний педагогічний університет імені А.С. Макаренка, Фізико-математичний факультет
dc.publisher.placeСуми
dc.relation.ispartofФізико-математична освіта : науковий журнал. Том 41, № 3, 2026
dc.subjectмагнітна левітація
dc.subjectнадпровідність
dc.subjectефект Мейснера
dc.subjectвисокотемпературний надпровідник
dc.subjectфізичний експеримент
dc.subjectекспериментальні компетентності
dc.subjectmagnetic levitation
dc.subjectsuperconductivity
dc.subjectMeissner effect
dc.subjecthigh-temperature superconductor
dc.subjectphysical experiment
dc.subjectexperimental competencies
dc.titleStem-експеримент з магнітної левітації
dc.title.alternativeStem-magnetic levitation experiment
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2026_41(3)_Linchevskyi,Peklun.pdf
Розмір:
4.26 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті (КЗФ)