Вычислительное мышление будущих инженеров и пути его развития в процессе обучения математике
DOI:
https://doi.org/10.24412/2079-9152-2026-70-80-95Ключевые слова:
Вычислительное мышление, подготовка будущих инженеров, обучение математике, деятельностный подход, теория вероятностей и математическая статистикаЛицензия
Аннотация
В статье исследуется проблема развития вычислительного мышления в процессе обучения математике в контексте инженерного образования. Представлен контент-анализ определений вычислительного мышления в публикациях зарубежных и отечественных исследователей. Анализ научной литературы показал, что учеными развитие вычислительного мышления будущих инженеров рассматривается в рамках изучения ими различных дисциплин. Особое значение в этом случае приобретает исследование развития вычислительного мышления у будущих инженеров на начальном этапе получения ими инженерного образования в процессе обучения математике. В работе предложено уточнение и конкретизация определения понятия вычислительного мышления инженера с комплексных позиций когнитивной психологии, педагогики, социокультурного, деятельностного и системного подходов. Вычислительное мышление инженера трактуется авторами как вид профессионального мышления, характеризующийся способностью представлять инженерные задачи в виде целостной системы взаимосвязанных элементов, формализовать их в виде математической, физической, или компьютерной модели, разрабатывать и реализовывать алгоритмические решения с помощью цифровых инструментов для получения практически применимых инженерных результатов. Предложено в качестве перспективного направления исследований теоретическое обоснование, разработка и реализация методики обучения теории вероятностей и математической статистике на методологической основе деятельностного, компетентностного, когнитивно-визуального и интегративного подходов, направленной на развитие вычислительного мышления у студентов инженерно-технических специальностей.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Алтухова, С.О. Формирование вычислительного мышления на основе составления алгоритмов решения задач / С.О. Алтухова, З.А. Кононова. – DOI: 10.24412/1991-5497-2021-590-60-62 // Мир науки, культуры, образования. – 2021. – № 5(90). – С. 60–62.
2. Баранов, А.В. Дидактический потенциал учебных физических задач в формировании вычислительного мышления студентов IT-направлений / А.В. Баранов. – DOI: 10.23951/2307-6127-2019-1-144-150 // Научно-педагогическое обозрение. – 2019. – № 1 (23). – С. 144–150.
3. Бровка, Н.В. О развитии вычислительного мышления при обучении студентов математике и программированию / Н.В. Бровка, Д.В. Филимонов // Современные проблемы математики и математического образования : Сборник научных статей Международной научной конференции: к 225-летию Герценовского университета, Санкт-Петербург, 04–06 июня 2022 года / Под редакцией В.В. Орлова и М.Я. Якубсона. – Санкт-Петербург : Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, 2022. – С. 47–51.
4. Босова, Л.Л. Программирование как инструмент формирования вычислительного мышления обучающихся / Л.Л. Босова. – DOI: 10.32517/2221-1993-2020-19-10-4-10 // Информатика в школе. – 2020. – № 10 (163). – С. 4–10.
5. Вычислительное мышление будущего инженера: понятийный анализ и опыт формирования в техническом вузе / Н.В. Чигиринская, О.Е. Григорьева, А.М. Бочкин, М.И. Андреева. – DOI: 10.17513/snt.39546 // Современные наукоемкие технологии. – 2023. – № 2. – С. 205–211.
6. Евсеева, Е.Г. Средства обучения стохастике будущих физиков на основе фузионистского подхода в условиях цифровизации образования / Е.Г. Евсеева, Ю.Ю. Коняева. – DOI: 10.24412/2079-9152-2025-68-33-46 // Дидактика математики: проблемы и исследования. – 2025. – Вып. 4 (68). – С. 33–46.
7. Калинин, С.И. Интеграция вычислительного мышления в математическое образование студентов естественнонаучных направлений подготовки / С.И. Калинин, С.И. Торопова. – DOI: 10.32744/pse.2025.2.11 // Перспективы науки и образования. – 2025. – № 2(74). – С. 163–174.
8. Клунникова, М.М. Методы и средства развития вычислительного мышления при обучении дисциплине «Численные методы» / М.М. Клунникова, Т.П. Пушкарева // Современное образование. – 2017. – № 2. – С. 95–101.
9. Куликова, О.В. Имитационное моделирование случайных событий в преподавании теории вероятностей в ВУЗе / О.В. Куликова, И.В. Куликова. – DOI: 10.24412/2079-9152-2024-63-25-33 // Дидактика математики: проблемы и исследования. – 2024. – Вып. 3 (63). – С. 25–33.
10. Куликова, И.В. Развитие вычислительного мышления будущих инженеров в вузовском курсе математики / И.В. Куликова. – DOI: 10.24888/2500-1957-2025-1-55-65 // Continuum. Математика. Информатика. Образование. – 2025. – № 1 (37). – С. 55–65.
11. Патаракин, Е.Д. Вычислительная педагогика: мышление, участие и рефлексия / Е.Д. Патаракин, Б.Б. Ярмахов // Образовательные технологии и общество. – 2018. – Т. 21, № 4. – С. 502–523.
12. Психологическая теория деятельности: вчера, сегодня, завтра : [сборник] / под ред. А.А. Леонтьева. – Москва : Смысл, 2006. – 389 с.
13. Стариченко, Б.Е. Вычислительное мышление как цель и результат информационно-технологической подготовки студентов / Б.Е. Стариченко, Л.В. Сардак // Формирование мышления в процессе обучения естественнонаучным, техно-логическим и математическим дисциплинам : Материалы Всероссийской научно-практической конференции, Екатеринбург, 05–06 апреля 2023 года / Ответственный редактор А.П. Усольцев. – Екатеринбург : Уральский государственный педагогический университет, 2023. – С. 183–188.
14. Формирование навыков вычислительного мышления при разработке компьютерных игр образовательного назначения / Е.В. Соболева, Е.П. Кириллова, Д.Е. Ломакин, Д.Н. Грибков. – DOI: 10.32744/pse.2021.1.32 // Перспективы науки и образования. – 2021. – № 1(49). – С. 464–477.
15. Хеннер, Е.К. Вычислительное мышление в контексте высшего образования: аналитический обзор / Е.К. Хеннер. – DOI: 10.17853/1994-5639-2024-2-35-59 // Образование и наука. – 2024. – Т. 26. – № 2. – С. 35–59.
16. Щедрина, Е.В. Развитие вычислительного мышления будущих инженеров при работе с сетевым профессионально-ориентированным курсом / Е.В. Щедрина, О.Н. Ивашова, М.С. Палиивец. – DOI: 10.24412/2304-120X-2024-11018 // Научно-методический электронный журнал "Концепт". – 2024. – № 2. – С. 78–97.
17. Aleyaasin, M. An elementary finite element exercise to stimulate computational thinking in engineering education / M. Aleyaasin DOI: 10.1002/cae.22440 // Computer Applications in Engineering Education. – 2022. – No. 30. – Рр. 31–41.
18. Beyazhancer, R. Computational thinking as a mediator between modeling self-efficacy and flexible thinking in pre-service science teachers / R. Beyazhancer, S. Cepni. – DOI: 10.3389/fpsyg.2026.1699956 // Frontiers in Psychology. – 2026. – Vol. 17. – Article 1699956.
19. Defining computational thinking for mathematics and science classrooms / D. Weintrop, E. Beheshti, M. Horn [et al.]. – DOI 10.1007/s10956-015-9581-5 // Journal of Science Education and Technology. – 2016. – Vol. 25. – No. 1. – P. 127–147.
20. Denning, P.J. Computational thinking: a disciplinary perspective / P.J. Denning, M. Tedre. – DOI: 10.15388/infedu.2021.21 // Informatics in Education. – 2021. – Vol. 20. – No. 1. – Pp. 361–390.
21. Hu, A. Exploring individuals’ computational thinking with data / A. Hu, N.J. Hatfield, M.D. Beckman. – DOI: 10.1007/s11858-025-01669-0 // ZDM Mathematics Education. – 2025. – Vol. 57. – No. 7. – Pp. 119–135.
22. Nardelli, E. Do we really need computational thinking? / E. Nardelli. – DOI: 10.1145/ 3231587 // Communications of the ACM. – 2019. – Vol. 62. – Issue 2. – Pp. 32–35.
23. Computational thinking in STEM education: current state-of-the-art and fu-ture research directions / R. Tariq, B.M. Aponte Babines, J. Ramirez, I. Alvarez-Icaza, F. Naseer. – DOI: 10.3389/fcomp.2024.1480404 // Frontiers in Computer Science. – 2025. – No. 6. – Article 1480404.
24. Wing J.M. Research Notebook: Computational Thinking – What and Why? / J.M. Wing // The Link: The magazine of the Carnegie Mellon University School of Computer Science. – 2011. – No. 6. – Pp. 20–23.
25. Wing J.M. Computational thinking / J.M. Wing. – DOI: 10.1145/1118178.1118215 // Communications of the ACM. – 2006. – Vol. 49. – Issue 3. – Pp. 33–35.
26. Whitney-Smith, R.M. The emergence of computational thinking in national mathematics curricula: An Australian example / R.M. Whitney-Smith. – DOI 10.33902/jpr.202318520 // Journal of Pedagogical Research. – 2023. – Vol. 7. – Issue 2. – Pp. 41–55.
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Дидактика математики: проблемы и исследования» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
