У дисертації здійснений теоретичний аналіз та запропоновано нове вирішення наукового завдання, яке полягає у теоретичному обґрунтуванні педагогічних умов, розробці методики для реалізації структурно-функціональної моделі у навчанні математики відповідно до педагогічних умов та експериментальній перевірці ефективності впровадженої структурно-функціональної моделі формування STEM-компетентностей студентів закладів фахової передвищої освіти у навчанні математики.
Об’єкт дослідження: професійна підготовка студентів закладів фахової передвищої освіти. Мета дослідження теоретично обґрунтувати, розробити і експериментально перевірити ефективність структурно-функціональної моделі формування STEM-компетентностей студентів закладів фахової передвищої освіти у навчанні математики.
Задля досягнення мети, вирішення визначених завдань, перевірки висунутої гіпотези використано комплекс таких методів дослідження: теоретичних – аналіз, синтез, узагальнення, класифікація, систематизація теоретичних і дослідних даних, моделювання для визначення сутності ключових понять дослідження, обґрунтування педагогічних умов, проєктування структурно-функціональної моделі формування STEM-компетентностей студентів закладів фахової передвищої освіти у навчанні математики; емпіричних – бесіди, тестування та анкетування студентів, постановка проблемних запитань, експертне оцінювання, ранжування для з’ясування стану рівнів сформованості STEM-компетентностей студентів у навчанні математики, педагогічний експеримент задля перевірки ефективності структурно-функціональної моделі формування STEM-компетентностей студентів закладів фахової передвищої освіти, а також з метою перевірки ефективності запропонованої моделі; методи математичної статистики з метою кількісного й якісного аналізу результатів оцінки експериментальних даних, визначення значущості отриманих результатів.
Наукова новизна дослідження:
• уперше виявлено та обґрунтовано структуру, компоненти, критерії, показники та рівні сформованості STEM-компетентностей студентів закладів фахової передвищої освіти у навчанні математики; педагогічні умови їх формування; розроблено структурно-функціональну модель формування STEM-компетентностей, змістовним ядром якої є визначені педагогічні умови і яка структурує формувальні впливи в цільовий, змістовий, діяльнісний і діагностичний блоки;
• уточнено зміст поняття «STEM-компетентності студентів закладів фахової передвищої освіти»; технологію формування STEM-компетентностей студентів закладів фахової передвищої освіти у навчанні математики;
• набули подальшого розвитку методика компетентнісно орієнтованого навчання математики; STEM-орієнтовані методи й форми організації навчання математики для формування STEM-компетентностей здобувачів освіти.
Практичне значення отриманих результатів полягає у розробці та апробації структурно-функціональної моделі формування STEM-компетентностей студентів закладів фахової передвищої освіти у навчанні математики; розробці методичних рекомендацій для викладачів із упровадженням інтегрованих STEM-проєктів у навчання математики; розробці навчального посібника, у якому подаються методичні рекомендації щодо використання у навчанні математики STEM-підходів, впровадженню проєктних технологій навчання, реалізації міжпредметних зв’язків, комп’ютерно-орієнтованих методів і форм навчання.
Результати наукового дослідження можуть бути використані для подальшого вдосконалення теорії та практики STEM-навчання математичних дисциплін, зокрема при розробці посібників, програм спецкурсів для студентів закладів фахової освіти.
