Цифрові технології у викладанні природничих наук
Цифровізація освіти відкриває для природничих дисциплін нові можливості – від віртуальних лабораторій до симуляцій складних процесів, які неможливо відтворити у звичайному кабінеті. Програма формує інформаційно-цифрову, предметно-методичну компетентності та здатність до навчання впродовж життя відповідно до Державного стандарту базової середньої освіти й реалізує напрям цифрових технологій педагогічної діяльності. Її завдання – навчити добирати й застосовувати безпечні цифрові освітні ресурси, організовувати віртуальні лабораторні роботи та цифрові експерименти, використовувати симуляції й моделювання для наочності наукових процесів, застосовувати онлайн-інструменти діагностики знань і критично оцінювати достовірність цифрових джерел з дотриманням академічної доброчесності.
Назва проєкту ГХЗВ:
«Гроші ходять за вчителем»Суб’єкт підвищення кваліфікації:
ФОП Руснак Станіслав МаріяновичІнформація про розробника (розробників):
Руснак Станіслав Маріянович, software розробник з 4 річним комерційним досвідом, інженер з машинного навчання, інженер з автоматизації, вчитель інформатики та хімії.Особа (особи), які виконують програму:
Напрями підвищення кваліфікації:
- цифрові технології педагогічної діяльності на рівні базової середньої освіти(ГХЗВ)
Форма (форми) підвищення кваліфікації:
- онлайн-навчання
Види підвищення кваліфікації:
- курси (навчання за програмами підвищення кваліфікації)
Цільова група:
- Вчитель закладу загальної середньої освіти
Перелік професійних стандартів:
- «Вчитель закладу загальної середньої освіти» (2024)
Складники системи освіти та рівні освіти:
- базова середня освіта
Професійні компетентності за професійними стандартами педагогічних працівників:
- АЗ. Інформаційно-цифрова компетентність
- Д1. Здатність до навчання впродовж життя
3. ЗМІСТ ПРОГРАМИ
МОДУЛЬ 1. ЦИФРОВЕ ОСВІТНЄ СЕРЕДОВИЩЕ ТА БЕЗПЕКА В ПЕДАГОГІЧНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ
Тема 1.1. Цифрове освітнє середовище вчителя природничих наук
Поняття електронного (цифрового) освітнього середовища. Можливості, переваги та виклики створення цифрового освітнього середовища. Організація цифрового робочого місця власного та здобувача освіти. Особливості та відмінності організації освітнього процесу в умовах відкритої освіти за допомогою дистанційних платформ. Цифровий кабінет природничих наук: огляд цифрових ресурсів для хімії, біології, фізики та географії. Онлайн-довідники та бази наукових даних у викладанні природничих предметів.
Тема 1.2. Відповідальна поведінка, кібербезпека та авторське право
Відповідальна й безпечна поведінка в цифровому просторі. Захист цифрових пристроїв, персональних даних та електронних (цифрових) освітніх ресурсів під час реєстрації на освітніх платформах. Ознаки кібератак, онлайн-злочинів, методів захисту від них. Захист від небажаного контенту, маніпуляційних технологій та пропаганди в інтернет-середовищі. Оцінювання достовірності даних і надійності цифрових джерел природничо-наукової інформації. Правові та етичні норми використання цифрових технологій та сервісів. Захист авторських прав у мережі Інтернет. Дотримання академічної доброчесності та вимог законодавства України під час створення, модифікації та використання електронних (освітніх) ресурсів.
МОДУЛЬ 2. ЕЛЕКТРОННІ ОСВІТНІ РЕСУРСИ ТА ВІРТУАЛЬНИЙ ПРИРОДНИЧИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ
Тема 2.1. Класифікація, добір та модифікація електронних освітніх ресурсів з природничих предметів
Класифікація та призначення електронних (цифрових) освітніх ресурсів (ЕОР). Огляд національних та регіональних освітніх ресурсів для викладання природничих предметів. Добір, упорядкування та модифікація ЕОР з урахуванням мети, умов навчання, віку та потреб здобувачів освіти. Особливості використання різних видів електронних ресурсів для підтримки навчання здобувачів освіти з особливими освітніми потребами. Оцінювання ефективності обраних електронних (цифрових) ресурсів для досягнення навчальних цілей. Модифікація наявних ЕОР з урахуванням дозволів та ліцензій.
Тема 2.2. Віртуальні лабораторні роботи та візуалізація природничих процесів
Створення нових електронних (цифрових) освітніх ресурсів для власної педагогічної діяльності. Віртуальні лабораторні роботи як засіб безпечного моделювання дослідів: практикум з хімії та фізики у PhET Interactive Simulations. Візуалізація молекул, хімічних реакцій та біологічних процесів (MolView, Mozaik Education). Розробка власних лабораторних завдань у цифровому форматі з урахуванням мети, умов навчання, віку та потреб здобувачів освіти. Оцінювання достовірності даних і надійності цифрових ресурсів для віртуального експерименту.
МОДУЛЬ 3. ІНТЕГРАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЙ В УПРАВЛІННЯ ОСВІТНІМ ПРОЦЕСОМ ТА ОЦІНЮВАННЯ
Тема 3.1. Цифрові інструменти оцінювання, зворотного зв'язку та професійної комунікації
Цифрові інструменти для оцінювання, зворотного зв'язку та рефлексії навчання. Цифрові сервіси для отримання та аналізу даних про прогрес здобувачів освіти для прийняття рішень щодо освітнього процесу. Практикум зі створення тестів і вправ з природничих предметів та автоматизованого збору даних (Quizizz, Kahoot, Mentimeter). Використання електронних ресурсів та сервісів для забезпечення ефективного управління освітнім процесом. Організація спільної роботи, групової взаємодії та цифрового рефлексивного простору за допомогою інтерактивних дошок (Padlet). Цифрові інструменти та ресурси для професійного спілкування, обміну досвідом, комунікації зі здобувачами освіти, батьками, колегами. Правила спілкування онлайн та використання професійних онлайн-спільнот.
Тема 3.2. Підсумковий проєкт: Проєктування та поширення електронних освітніх ресурсів
Створення, зберігання, систематизація та організація спільної роботи з ЕОР. Поширення, спільне використання та надання доступу до створених ресурсів здобувачам освіти. Оцінювання ефективності обраних та створених електронних ресурсів для досягнення навчальних цілей відповідно до умов навчання. Розробка комплексного сценарію уроку природничих наук на основі інтеграції віртуального експерименту, цифрової візуалізації та інструментів оцінювання, орієнтованого на індивідуальну освітню траєкторію учня.
3.1. Орієнтовний перелік практичних завдань
Вправа «Цифровий кабінет природничих наук»: Складіть анотований каталог із 5 цифрових ресурсів для викладання вашого природничого предмета із зазначенням дидактичного призначення кожного.
Вправа «Аудит кібербезпеки»: Складіть пам'ятку для учнів з 5 правил захисту персональних даних під час реєстрації на освітніх платформах та онлайн-сервісах.
Вправа «Авторське право»: Знайдіть та правильно оформіть покликання на 3 мультимедійних ресурси за ліцензією Creative Commons для свого уроку.
Вправа «Автоматизація оцінювання»: Створіть тест із природничого предмета у Quizizz або Kahoot з автоматизованим збором даних про результати учнів.
Вправа «Віртуальна лабораторія» (Авторське): Проведіть віртуальний експеримент у PhET Interactive Simulations та розробіть маршрутний лист лабораторної роботи для учнів.
Вправа «Візуалізація молекул» (Авторське): Побудуйте 3D-моделі двох молекул у MolView та підготуйте на їх основі завдання для учнів.
Вправа «Цифрова лабораторна робота»: Розробіть власне лабораторне завдання у цифровому форматі з чіткими критеріями оцінювання результатів.
Вправа «Чек-лист безпеки»: Розробка інструкції для учнів щодо відповідальної поведінки, захисту від небажаного контенту та збереження персональних даних у мережі.
Вправа «Фактчекінг наукової інформації»: Проаналізуйте 3 науково-популярних твердження з цифрових джерел на достовірність та правильно оформіть покликання.
Вправа «Гід рефлексії»: Створення інтерактивного простору (наприклад, у Padlet або Jamboard) як цифрового інструменту для оцінювання та рефлексії навчання в кінці уроку.
3.2. Орієнтовний перелік питань для самостійного опрацювання
Які можливості й обмеження віртуальних лабораторних робіт порівняно з реальним експериментом у формуванні дослідницької компетентності учнів?
Як добирати електронні (цифрові) освітні ресурси з природничих предметів для підтримки навчання здобувачів освіти з особливими освітніми потребами?
Які критерії оцінювання достовірності та надійності природничо-наукової інформації в цифрових джерелах?
Як організувати безпечне цифрове робоче місце вчителя та учня для проведення віртуальних експериментів?
Які правові та етичні аспекти слід враховувати під час модифікації та поширення готових віртуальних лабораторних робіт?
Як дані, згенеровані цифровими сервісами оцінювання, допомагають коригувати індивідуальну освітню траєкторію учня?
Які професійні онлайн-спільноти вчителів природничих предметів є ефективними для обміну досвідом та професійного розвитку?
Як поєднати віртуальний і реальний експеримент для досягнення обов'язкових результатів навчання природничої освітньої галузі?
4. СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Нормативно-правові документи
Про освіту : Закон України від 05.09.2017 № 2145-VIII / Верховна Рада України. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 24.04.2026).
Про захист персональних даних : Закон України від 01.06.2010 № 2297-VI / Верховна Рада України. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 24.04.2026).
Державний стандарт базової середньої освіти : постанова Кабінету Міністрів України від 30.09.2020 № 898. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 24.04.2026).
Основна література
Wieman C. E., Adams W. K., Perkins K. K. PhET: Simulations That Enhance Learning. Science. 2008. Vol. 322, № 5902. P. 682–683. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
Концепція розвитку природничо-математичної освіти (STEM-освіти) : розпорядження Кабінету Міністрів України від 05.08.2020 № 960-р. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
Типова програма підвищення кваліфікації педагогічних працівників з розвитку цифрової компетентності : наказ МОН України від 10.12.2021 № 1340. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
DigComp 2.2: The Digital Competence Framework for Citizens / European Commission. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
Додаткова література
PhET Interactive Simulations : віртуальні лабораторії та симуляції з фізики, хімії, біології / University of Colorado Boulder. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
MolView : онлайн-редактор і візуалізатор молекулярних структур. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
Mozaik Education : інтерактивні 3D-сцени та моделі для природничих предметів. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
LearningApps : конструктор інтерактивних вправ. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
Google Earth : інтерактивна модель Землі для вивчення географії / Google. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
Quizizz : сервіс створення тестів та інтерактивних вправ. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
Padlet : інтерактивна онлайн-дошка для спільної роботи та рефлексії. URL: Перейти за покликанням (дата звернення: 30.04.2026).
Знання: специфіки цифрового освітнього середовища вчителя природничих предметів; правил кібербезпеки та авторського права; класифікації та особливостей використання електронних (цифрових) освітніх ресурсів, віртуальних лабораторій і баз наукових даних з хімії, біології, фізики та географії.
Уміння: організовувати цифрове робоче місце власне та здобувача освіти; добирати, модифікувати та оцінювати ефективність ЕОР з природничих предметів; проводити віртуальні лабораторні роботи та візуалізувати природничі процеси; використовувати цифрові сервіси для оцінювання та аналізу прогресу учнів; оцінювати достовірність цифрових джерел.
Установки: відповідальне, етичне та безпечне використання цифрових технологій; неухильне дотримання академічної доброчесності; мотивація до створення та поширення власних електронних (цифрових) освітніх ресурсів.