Кафедра інформатики та прикладної математики
Фізико-математичний факультет

SolovievІнформаційне суспільство висуває нові вимоги до якості освітнього процесу у закладі вищої освіти. Серед цих вимог ключовими є:

  • використання інноваційних педагогічних технологій;
  • надання фундаментальних знань;
  • використання сучасних інформаційних технологій.

Забезпечення таких вимог досягається унікальним кадровим складом кафедри інформатики та прикладної математики, адже до її складу входять доктори та кандидати педагогічних і фізико-математичних наук.

Критичне мислення, творчий пошук, вміння ставити високі цілі та досягати їх – ось основоположні риси викладачів кафедри інформатики та прикладної математики.

2824

Кафедра інформатики та прикладної математики була створена в 1992 році з метою поглибленої підготовки студентів фізико-математичного факультету в галузі сучасних комп’ютерних технологій і методів математичних обчислень з використанням комп’ютерної техніки.

Кафедра є випусковою для спеціальності "Середня освіта (Інформатика)", що має додаткову спеціальність "Середня освіта (Мова та література англійська)" або ж спеціалізацію "Програмування".

З метою реалізації наукового зростання студентів, співробітників університету та науковців кафедрою отримано ліцензію на здійснення освітньої діяльності у сфері вищої освіти на третьому (освітньо-науковому) рівні за спеціальністю "Середня освіта (Інформатика)".

 2018 2З 2016 року й дотепер кафедру очолює її засновник - доктор фізико-математичних наук, професор В.М. Соловйов.

На кафедрі працюють як досвідчені фахівці, так і талановита молодь: професорсько-викладацький склад кафедри налічує 3 доктори наук (В.М. Соловйов, С.О. Семеріков, П.О. Міненко), 6 кандидатів наук (Н.В. Моісеєнко, С.В. Шокалюк, І.С. Мінтій, О.В.Мерзликін, П.В. Мерзликін, О.Ю. Тарасова), 1 доктор філософії (Г.І. Іванова), 2 старших викладачі (М. В. Моісеєнко, О.В. Юрко), 2 асистенти (О.М. Степанюк, І.С. Закарлюка). Старші викладачі й асистенти кафедри завершують написання кандидатських дисертацій.

656

Інформація про науково-дослідні роботи, що виконуються на кафедрах у межах робочого часу викладачів:

 

Закарлюка І. С.: а) робототехніка як напрям реалізації STEAM-навчання у загальноосвітніх навчальних закладах; б) 3d-ручка як засіб формування креативного мислення у школярів.

Іванова Г. І.: Формування культури розумової праці студентів у процесі навчання математичних дисциплін (науковий керівник – Лаврентьєва Олена Олександрівна).

Мерзликін О. В.: використання доповненої реальності на CLIL-уроках з дисциплін природничого циклу.

Науковий результат: розглянуто перспективи застосування технологій доповненої реальності та CLIL-підходу при формуванні ключових компетентностей учня.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що методику проведення CLIL-уроків з природничих дисциплін було адаптовано до української школи.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що було розпочато розробку та апробацію пропедевтичного курсу «Сонячна система» з використанням технологій доповненої реальності та CLIL-підходу для учнів 9-10 класів. 

Мерзликін П. В.: Синергетичні методи моделювання, проектування та прогнозування складних систем природного і штучного походження (комплексна тема), підтема «Моделювання процесів творчого мислення».

Міненко П. О.: Синергетичні методи моделювання, проектування та прогнозування складних систем природного і штучного походження (комплексна тема), підтема «Комплексні методи пошуків та прогнозів границь джерел аномальних полів у Земній корі».

Мінтій І. С.: Теоретико-методичні засади проектування системи комбінованого навчання інформатичних дисциплін майбутніх учителів інформатики (науковий консультант – Семеріков Сергій Олексійович).

Науковий результат: теоретично обґрунтовано та розроблено елементи методики організації комбінованого навчання науково-педагогічних працівників.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що:

теоретично обґрунтовано та розроблено елементи методики організації комбінованого навчання  науково-педагогічних працівників;

удосконалено структуру професійних компетентностей майбутніх учителів інформатики;

дістала подальшого розвитку методична система навчання інформатичних дисциплін майбутніх учителів інформатики.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблено та впроваджено в освітній процес закладів вищої освіти методичні рекомендації щодо організації комбінованого навчання (режим доступу: https://moodle.kdpu.edu.ua/course/view.php?id=47, https://moodle.kdpu.edu.ua/course/view.php?id=36), розроблено методичні рекомендації щодо проєктування засобів навчання.

Моісеєнко М. В.: Дидактичні умови формування цифрової компетентності студентів педагогічних університетів у процесі вивчення інформатичних дисциплін (науковий керівник – Лаврентьєва Олена Олександрівна).

Науковий результат: теоретичне обґрунтування та розробка моделі цифрової компетентності студентів педагогічних університетів.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що: вперше теоретично обґрунтовано та розроблено модель цифрової компетентності студентів педагогічних університетів; удосконалено форми, методи та засоби навчання інформатичних дисциплін студентів педагогічних закладів вищої освіти шляхом розробки та впровадження електронних засобів навчання; дістав подальшого розвитку зміст методичної системи навчання інформатичних дисциплін у педагогічних закладах вищої освіти.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблено та впроваджено в навчально-виховний процес закладів вищої освіти: методику використання електронних засобів навчання інформатичних дисциплін студентів педагогічних університетів, що складається із цільового (формування цифрової компетентності), змістового (навчання інформативних дисциплін) та технологічного (електронні засоби ІКТ, методи та форми їх використання в навчанні інформатичних дисциплін) блоків; програми дисциплін „Програмування” для студентів спеціальностей 014 Середня освіта з другою спеціальністю 014.09 Середня освіта (Інформатика); електронні програмно-методичні матеріали навчання інформатичних дисциплін (режим доступу: https://moodle.kdpu.edu.ua/course/index.php?categoryid=3).

Моісеєнко Н. В.:

а) Сучасні методи дослідження когнітивних траєкторій особистості (науковий керівник – Соловйов Володимир Миколайович)

Науковий результат: розроблена методика дослідження креативного мислення людини (вимірювання показників якості обробки інформації та стратегічного мислення, пам’яті).

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що дістала подальшого розвитку методика дослідження креативного мислення людини в процесі комп’ютерної гри. Знайдено показники якості сприймання інформації та критичного мислення, що є дуже важливим для порівняльного аналізу людей певних вікових груп, виділено загальні тенденції щодо мислення кожної з них.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблені комп’ютерні ігри для дослідження креативного мислення людини в процесі гри можливо використовувати в рамках принципово нових неінвазивних методик тестування та розвитку творчих здібностей особистості.

б) Теоретико-методичні засади розвитку мобільних інформаційно-комунікаційних технологій в освіті (науковий консультант – Семеріков Сергій Олексійович).

Науковий результат: розроблено елементи методики використання засобів мобільних інформаційно-комунікаційних технологій навчання інформатичних дисциплін у вищій школі.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що  дістали подальший розвиток: методика навчання інформатичних дисциплін у вищих навчальних закладах та теорія та методика використання інформаційно-комунікаційних технологій в освіті.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що висунуті теоретичні положення доведено до конкретної реалізації у вигляді окремих елементів методики навчання інформатичних дисциплін у вищій школі з використанням мобільних ІКТ.

Семеріков С. О.:

а) Мобільні інформаційно-комунікаційні технології навчання інформатичних дисциплін майбутніх інженерів-педагогів.

Науковий результат: теоретично обґрунтована та розроблена методика використання мобільних ІКТ як засобу навчання інформатичних дисциплін майбутніх інженерів-педагогів.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що: вперше теоретично обґрунтована та розроблена модель використання мобільних ІКТ як засобу навчання інформатичних дисциплін майбутніх інженерів-педагогів; удосконалено структуру інформаційно-комунікаційних компетентностей інженера-педагога; дістала подальшого розвитку методична система навчання інформатичних дисциплін майбутніх інженерів-педагогів.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблено та впроваджено в освітній процес закладів вищої освіти: методику використання мобільних ІКТ як засобу навчання інформатичних дисциплін майбутніх інженерів-педагогів; навчально-методичний комплекс з інформатичних дисциплін для студентів спеціальності 015 «Професійна освіта (комп’ютерні технології)» (http://vtutor.ccjournals.eu/course/index.php?categoryid=7).

б) Застосування мобільних Інтернет-пристроїв у навчанні бакалаврів електромеханіки моделювання технічних об’єктів.

Науковий результат: теоретично обґрунтована, розроблена та експериментально перевірена методика використання мобільних Інтернет-пристроїв у навчанні бакалаврів електромеханіки моделювання технічних об’єктів.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що: вперше теоретично обґрунтовані та розроблені: 1) зміст компетентності бакалавра електромеханіки в моделюванні технічних об’єктів та критерії її сформованості (когнітивний, праксеологічний, аксіологічний, соціально-поведінковий); 2) модель використання мобільних Інтернет-пристроїв у навчанні бакалаврів електромеханіки моделювання технічних об’єктів; уточнено поняття мобільного Інтернет-пристрою як мультимедійного мобільного пристрою, що надає бездротовий доступ до інформаційно-комунікаційних Інтернет-послуг зі збирання, систематизації, зберігання, опрацювання, передавання, подання всеможливих повідомлень і даних; удосконалено систему засобів мобільних інформаційно-комунікаційних технологій навчання бакалаврів електромеханіки; дістала подальшого розвитку методика навчання бакалаврів електромеханіки комп’ютерного моделювання.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблено та впроваджено в освітній процес закладів вищої освіти: методику використання мобільних Інтернет-пристроїв у навчанні бакалаврів електромеханіки моделювання технічних об’єктів; навчально-методичний комплекс з моделювання електромеханічних систем на основі використання мобільних Інтернет-пристроїв у складі електронного навчального курсу, лекційних демонстрацій, лабораторних робіт, індивідуальних завдань, матеріалів для курсового та дипломного проектування (https://vtutor.ccjournals.eu/course/view.php?id=75).

в) Хмарні технології як засіб навчання основ математичної інформатики студентів технічних університетів.

Науковий результат: теоретичне обґрунтування, розробка й експериментальна перевірка методики використання хмарних технологій як засобу навчання основ математичної інформатики студентів технічних університетів.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що: вперше теоретично обґрунтовано та розроблено методичні засади використання хмарних технологій як засобу навчання основ математичної інформатики студентів технічних університетів, дібрано та класифіковано засоби хмарних технологій навчання основ математичної інформатики студентів технічних університетів; удосконалено форми, методи та засоби навчання математичної інформатики студентів закладів вищої освіти шляхом розробки та впровадження хмаро зорієнтованих засобів навчання; дістали подальшого розвитку теорія та методика застосування програмних засобів інформатизації освіти, проектування та розвитку хмаро зорієнтованого навчального середовища, зміст методичних систем навчання інформатичних дисциплін та інформаційно-комунікаційних технологій у різних галузях освіти.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблено та впроваджено в навчально-виховний процес закладів вищої освіти: методику використання хмарних технологій як засобу навчання основ математичної інформатики студентів технічних університетів, що складається із цільового (формування компетентності з математичної інформатики майбутніх фахівців з інформаційних технологій), змістового (навчання основ математичної інформатики) та технологічного (хмаро зорієнтовані засоби ІКТ, методи та форми їх використання в навчанні математичної інформатики) блоків; програму спецкурсу „Основи математичної інформатики” для студентів спеціальності 123 „Комп’ютерна інженерія”; хмаро зорієнтовані програмно-методичні матеріали навчання основ математичної інформатики (режим доступу: http://site.mathinfo.ccjournals.eu/).

Соловйов В. М.:

а) Використання методів теорії складності при дослідженні критичних і кризових явищ в системах різної природи

Науковий результат: запропоновано спектр мережних мір складності, застосування яких відкриває нові можливості на шляху побудови передвісників критичних і кризових явищ. Розширено набір нелінійних методів і моделей, які враховують іманентні властивості складних динамічних систем різної природи. Особливу увагу приділено методам і моделям забезпечення стійкості мережних і мультимережніх систем щодо випадкових факторів впливу та спрямованих атак. Це дозволило розширити набір показників надійності і стійкості аналізованих складних систем, а також створити нові інструменти системного забезпечення фінансової, енергетичної і соціальної складових національної безпеки.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів зводиться до того, що вперше розроблені моделі, методи і методики, що адаптовані для моделювання фінансових ринків і включають потужний і різнобічний спектр мір складності системи. Всі вказані міри реалізовані у вигляді процедур ковзного вікна, які дозволяють слідкувати за динамікою вибраної міри, порівнювати власне з динамікою вихідного ряду і робити висновки щодо моніторингу та попередження кризових явищ. В залежності від природи міри вона поводить себе характерним чином у передкризовий, власне кризовий та після кризовий періоди, що дозволяє будувати ефективні індикатори-передвісники кризових явищ.

Практичне значення одержаних результатів. Нові теоретичні та прикладні результати  використані в академічній науці для подальшого розвитку синергетичних методів дослідження складних систем, зокрема, при проведенні наукових конференцій, «круглих столів», наукових семінарів, а також у навчальному процесі Криворізького державного педагогічного університету, Київського національного економічного університету ім. Вадима Гетьмана, Київського національного торгівельно-економічного університету, Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького, Одеського національного економічного університету та інших ЗВО України, знайшли відображення у підручниках та публікаціях у фахових виданнях.

б) Сучасні методи дослідження когнітивних траєкторій особистості

Науковий результат: Розглянуто особливості моделювання когнітивної складової соціально-гуманітарних систем. На прикладі використання нелінійних, інформаційних, мультимасштабних, мультифрактальних і мережних мір складності показано, що ці та інші синергетичні моделі та методи дозволяють коректно описувати кількісні відмінності когнітивних систем. Пропонується використовувати мережну парадигму складності для побудови нових педагогічних технологій

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що вперше моделі і методи теорії складних систем використано для кількісного опису когнітивних процесів. Доведено, що різні динамічні стани і когнітивні траєкторії можливо диференціювати за складністю та проводити корекцію небажаних із них.

Практичне значення одержаних результатів зводиться до можливості розробки принципово нових неінвазивних методик тестування творчих здібностей особистості шляхом гейміфікації процесу тестування з наступною обробкою результатів. 

в) Прогнозування соціально-економічних процесів і систем засобами машинного і глибокого навчання

Науковий результат: Проведено прогнозування короткострокової динаміки часових рядів криптовалют за допомогою методів машинного навчання (ML). Проаналізовано методологічні засади, переваги та недоліки використання ML-алгоритмів при дослідженні фінансових часових рядів. Проведено прогнозні розрахунки динаміки трьох найбільш капіталізованих криптовалют (Bitcoin, Ethereum, Ripple) на 90-денний часовий горизонт як за допомогою запропонованого методу бінарного авторегресійного дерева (BART), так і з використанням нейронних мереж (багатошарового персептрону, MLP) та ансамблю моделей дерев регресії та класифікації (випадковий ліс, RF).

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів. Вперше проведено моделювання короткострокової динаміки ключових криптовалют у рамках простих моделей нейронних мереж, що дозволяє зробити висновок щодо ефективності використання для вирішення подібних задач методів та алгоритмів машинного навчання, зокрема, моделей нейронних мереж, регресійних (авторегресійних) дерев та їх ансамблів. Згідно з результатами проведеного дослідження, ці моделі дозволяють зробити короткостроковий прогноз із похибкою в межах 3-4 %.

Практичне значення одержаних результатів. Побудовані моделі та їх ансамблі можуть бути покладені в основу алгоритмів для автоматизованих торгових систем, призначених для інтернет-трейдінгу. Використання у подальшому мереж із більш складною архітектурою: рекурентних, самоорганізованих, глибинного навчання тощо має підвищити точність прогнозних розрахунків.

Степанюк О. М.: Використання острівних фотонних структур у зондуванні та метрології (науковий керівник – Глушко Євген Якович).

Тарасова О. Ю.:

а) Сучасні методи дослідження когнітивних траєкторій особистості» (науковий керівник – Соловйов Володимир Миколайович).

Науковий результат: розроблена методика дослідження когнітивних траєкторій, пов’язаних із розв’язанням лабіринтів.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що дістала подальшого розвитку методика дослідження креативного мислення людини в процесі розв’язання лабіринтів.

Практичне значення одержаних результатів полягає у тому, що розроблений програмний додаток, який містить різні інструменти для забезпечення статистичної вибірки дослідження: лінійні діаграми (наприклад, візуалізацію функції переміщення за часом), скріншоти лабіринтів, мапи складності лабіринта, розрахунок складності когнітивної траєкторії. Додаток можна використовувати для подальшого дослідження когнітивних траєкторій, що пов’язані із розв’язком різних типів лабиринтів.

б) Методи ідентифікації особистості та комп’ютерний зір.

Науковий результат: реалізований алгоритм для визначення наявності і локалізації різних типів зморшок та визначення їх геометричного розташування на обличчі (по зображенню на фотографії).

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що дістала подальшого розвитку методика отримання геометричних параметрів різних типів зморшок.

Практичне значення одержаних результатів полягає у тому, що даний програмний додаток можна застосовувати для розробки системи ідентифікації особи за обличчям на зображенні, для досліджень у галузі косметології, як основу для створення системи розпізнавання емоцій.

 

Хараджян Н. А.: Впровадження STEM-орієнтованого підходу до навчання

Науковий результат: теоретично проаналізовано особливості застосування STEM-орієнтованого підходу до навчання та існуючі моделі  STEM-підходів; розроблено та впроваджено методи використання STEM-навчання у підготовці майбутніх вчителів інформатики (початкової та старшої школи).

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що дістав подальшого розвитку STEM-орієнтований підхід до навчання природничо-математичних дисциплін.

Практичне значення одержаних результатів полягає у створенні та впровадженні в освітній процес навчально-методичної системи застосування STEM-орієнтованого підходу у підготовці вчителів інформатики під час вивчення предмету «Інформатична STEM-освіта»; розробці проектів для застосування освітньої робототехніки в навчальному процесі.

Шокалюк С. В.:

а) Теоретико-методичні основи проектування комп’ютерно-орієнтованого середовища навчання математичних дисциплін майбутніх учителів математики та інформатики (науковий консультант – Семеріков Сергій Олексійович)

Науковий результат: проаналізовано потенціал й особливості проектування та реалізації окремих компонентів сучасного середовища навчання математичних дисциплін майбутніх учителів математики та інформатики із залученням різних засобів хмарно орієнтованих технологій навчання.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що дістала подальшого розвитку методична система навчання математичних дисциплін майбутніх учителів математики та інформатики.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблено та впроваджено в освітній процес КДПУ окремі компоненти комп’ютерно-орієнтованого середовища навчання математичних дисциплін майбутніх учителів математики та інформатики на базі Moodle із залученням сервісів Google.

б) Методика навчання основ квантового програмування учнів старшої школи

Науковий результат: проаналізовано роль та місце основ квантового програмування у сучасних шкільних курсах інформатики, фізики та математики.

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що удосконалюється зміст шкільного курсу інформатики, фізики та математики та дістає подальшого розвитку методична система навчання інформатики.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що готується до публікації та впровадження в освітній процес закладів загальної середньої освіти навчальна програма та посібник з основ квантового програмування.

в) Методика навчання учнів основ програмування мовою Python на засадах інтегрованого підходу

Науковий результат: узагальнено та систематизовано теоретичні відомості та спроектовано методику розвитку окремих ключових компетентностей (багатомовної, математичної та фінансово-підприємницької) на уроках інформатики (на прикладі змістової лінії “Основи програмування”).

Наукова новизна та теоретичне значення одержаних результатів полягає в тому, що дістала подальшого розвитку методична система навчання інформатики учнів.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розпочато пілотне навчання програмування мовою Python учнів 9-10-х класів (у позаурочний час) за спроектованою методикою (https://moodle.kdpu.edu.ua/course/view.php?id=721).

9917

Історія кафедри інформатики та прикладної математики

1785
Календар подій
Останні статті
Популярне на сайті
Афіша