МЕТОДИЧНІ АСПЕКТИ ВИКЛАДАННЯ ДИСЦИПЛІН НАПРЯМКУ «ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ»

В роботі здійснено огляд комп’ютерних технологій Інтернету речей, короткий аналіз складу і структури інтернету речей, розглянуто властивості і особливості роботи і проектування вбудованих систем керування, як основної складової Інтернету речей. Досліджено запити ІоТ-індустрії щодо випускника закладу вищої освіти, а саме: наявність розуміння структури і процесів в екосистемі, в якій розвиваються виробники компонентів, постачальники готових систем і компанії-інтегратори; володіння системним, цілісним підходом до аналізу і оцінки ситуації та вирішення проблеми; відкритість до нових знань, ідей і технологій; вміння організовувати власну діяльність та виконувати проекти у складі групи, ефективно спілкуватись із замовником, формулювати технічне завдання, розробляти план його виконання, оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт, представляти результати роботи й обґрунтовувати запропоновані рішення. З огляду на це вивчено ключові питання і проблеми викладання окремих дисциплін напрямку ІоТ та шляхи їх вирішення. Показано, що ефективним є проектне навчання, для реалізації якого було розроблено спеціальний алгоритм створення вбудованих комп’ютерних засобів ІоТ для його використання студентами в процесі вивчення відповідних дисциплін і створення власних проектів. Він характеризується тим, що передбачає дослідження більшості найвідоміших технологій та умов їх застосування і охоплює усі етапи проектування, які використовуються у виробництві. Описано впровадження отриманих результатів досліджень в Київському університеті імені Бориса Грінченка для підготовки фахівців спеціальності «Комп’ютерні науки» в рамках дисциплін «Фізичні процеси в обчислювальних системах» та «Технології проектування вбудованих комп’ютерних систем»

Використання електронного навчального курсу «Аналітична геометрія» у процесі підготовки фахівців з інформатики та інформаційних технологій

As a result of literature analysis the expediency of free access of bachelors majoring in Computer Sciences and Information Technologies to modern information educational resources, in particular, e-learning courses in the process of studying mathematical disciplines is substantiated. It was established that the e-learning course is a complex of teaching materials and educational services created for the organization of individual and group training using information and communication technologies. Based on the outlined possibilities of applying the e-learning course, as well as its didactic functions, the structure of the certified e-learning course “Analytic Geometry” based on the Moodle platform was developed and described. Features of application of cloud-oriented resources are considered: Desmos, Geogebra, Wolfram|Alpha, Sage in the study of the discipline “Analytic Geometry”. The results of the pedagogical experiment on the basis of Borys Grinchenko Kyiv University and A. S. Makarenko Sumy State Pedagogical University are presented. The experiment was conducted to verify the effectiveness of the implementation of the e-learning course “Analytic Geometry”. Using the Pearson criterion it is proved that there are significant differences in the level of mathematical preparation of experimental and control group of students. The prospect of further scientific research is outlined through the effectiveness of the use of e-learning courses for the improvement of additional professional competences of students majoring in Computer Sciences and Information Technologies (specialization “Programming”, “Internet of Things”).В результаті аналізу літератури обґрунтовано доцільність вільного доступу бакалаврів з комп'ютерних наук та інформаційних технологій до сучасних інформаційно-освітніх ресурсів, зокрема до курсів електронного навчання в процесі вивчення математичних дисциплін. Встановлено, що курс електронного навчання являє собою комплекс навчальних матеріалів та освітніх послуг, створених для організації індивідуального та групового навчання з використанням інформаційних і комунікаційних технологій. На основі викладених можливостей застосування курсу електронного навчання, а також його дидактичних функцій була розроблена і описана структура сертифікованого курсу електронного навчання «Аналітична геометрія» на основі платформи Moodle. Розглянуто особливості застосування хмарно-орієнтованих ресурсів: Desmos, Geogebra, Wolfram|Alpha, Sage при вивченні дисципліни «Аналітична геометрія». Представлені результати педагогічного експерименту на базі Київського університету ім. Бориса Грінченка та Сумського державного педагогічного університету ім. А. С. Макаренка. Експеримент проводився з метою перевірки ефективності впровадження курсу електронного навчання «Аналітична геометрія». З використанням критерію Пірсона доведено, що є істотні відмінності в рівні математичної підготовки експериментальної і контрольної групи студентів. Перспектива подальших наукових досліджень намічається через ефективність використання курсів електронного навчання для підвищення додаткових професійних компетенцій студентів, що спеціалізуються в області комп'ютерних наук та інформаційних технологій (спеціалізація «Програмування», «Інтернет вещей»)

Розробка та використання мобільного додатка AR Physics у викладанні фізики в університеті

This paper outlines the importance of using Augmented Reality (AR) in physics education at the university as a valuable tool for visualization and increasing the attention and motivation of students to study, solving educational problems related to future professional activities, improving the interaction of teachers and students. Provided an analysis of the types of AR technology and software for developing AR apps. The sequences of actions for developing the mobile application AR Physics in the study of topics: “Direct electronic current”, “Fundamentals of the theory of electronic circuits”. The software tools for mobile application development (Android Studio, SDK, NDK, Google Sceneform, 3Ds MAX, Core Animation, Asset Media Recorder, Ashampoo Music Studio, Google Translate Plugin) are described. The bank of 3D models of elements of electrical circuits (sources of current, consumers, measuring devices, conductors) is created. Because of the students’ and teachers’ surveys, the advantages and disadvantages of using AR in the teaching process are discussed. Mann-Whitney U-test proved the effectiveness of the use of AR for laboratory works in physics by students majoring in “Mathematics”, “Computer Science”, and “Cybersecurity”.У цьому документі висвітлюється важливість використання доповненої реальності (АР) у фізичній освіті в університеті як цінного інструменту для візуалізації та підвищення уваги та мотивації студентів до навчання, вирішення освітніх проблем, пов’язаних із майбутньою професійною діяльністю, покращення взаємодії викладачів та студентів. Надано аналіз типів технологій AR та програмного забезпечення для розробки додатків AR. Послідовності дій щодо розробки мобільного додатка AR Physics при вивченні тем: «Постійний електронний струм», «Основи теорії електронних схем». Описано програмні засоби для розробки мобільних додатків (Android Studio, SDK, NDK, Google Sceneform, 3Ds MAX, Core Animation, Asset Media Recorder, Ashampoo Music Studio, Google Translate Plugin). Створено банк 3D -моделей елементів електричних кіл (джерела струму, споживачі, вимірювальні прилади, провідники). Через опитування учнів та вчителів обговорюються переваги та недоліки використання АР у навчальному процесі. U-тест Манна-Уітні довів ефективність використання АР для лабораторних робіт з фізики студентами спеціальностей «Математика», «Інформатика» та «Кібербезпека»

Використання віртуального середовища Proteus для підготовки майбутніх ІТ-фахівців

Based on literature review it was established that the use of augmented reality as an innovative technology of student training occurs in following directions: 3D image rendering; recognition and marking of real objects; interaction of a virtual object with a person in real time. The main advantages of using AR and VR in the educational process are highlighted: clarity, ability to simulate processes and phenomena, integration of educational disciplines, building an open education system, increasing motivation for learning, etc. It has been found that in the field of physical process modelling the Proteus Physics Laboratory is a popular example of augmented reality. Using the Proteus environment allows to visualize the functioning of the functional nodes of the computing system at the micro level. This is especially important for programming systems with limited resources, such as microcontrollers in the process of training future IT professionals. Experiment took place at Borys Grinchenko Kyiv University and Sumy State Pedagogical University named after A. S. Makarenko with students majoring in Computer Science (field of knowledge is Secondary Education (Informatics)). It was found that computer modelling has a positive effect on mastering the basics of microelectronics. The ways of further scientific researches for grounding, development and experimental verification of forms, methods and augmented reality, and can be used in the professional training of future IT specialists are outlined in the article.На основі огляду літератури було встановлено, що використання доповненої реальності як інноваційної технології навчання студентів відбувається у таких напрямках: 3D-рендерінг зображень; розпізнавання та маркування реальних об'єктів; взаємодія віртуального об’єкта з людиною в режимі реального часу. Висвітлено основні переваги використання АР та ВР у навчальному процесі: чіткість, вміння моделювати процеси та явища, інтеграція навчальних дисциплін, побудова відкритої системи освіти, підвищення мотивації до навчання тощо. Виявлено, що в цій галузі фізичного моделювання процесів лабораторія фізики протея є популярним прикладом доповненої реальності. Використання середовища Proteus дозволяє візуалізувати функціонування функціональних вузлів обчислювальної системи на мікрорівні. Це особливо важливо для систем програмування з обмеженими ресурсами, наприклад мікроконтролерів у процесі підготовки майбутніх ІТ-фахівців. Експеримент відбувся у Київському університеті імені Бориса Грінченка та Сумському державному педагогічному університеті імені А. С. Макаренка зі студентами спеціальності "Інформатика" (сфера знань - середня освіта (інформатика)). Було встановлено, що комп'ютерне моделювання позитивно впливає на оволодіння основами мікроелектроніки. У статті окреслено шляхи подальших наукових досліджень щодо обґрунтування, розробки та експериментальної перевірки форм, методів та доповненої реальності, які можуть бути використані у професійній підготовці майбутніх ІТ-фахівців

Using the e-learning course “Analytic Geometry” in the process of training students majoring in Computer Science and Information Technology

As a result of literature analysis the expediency of free access of bachelors majoring in Computer Sciences and Information Technologies to modern information educational resources, in particular, e-learning courses in the process of studying mathematical disciplines is substantiated. It was established that the e-learning course is a complex of teaching materials and educational services created for the organization of individual and group training using information and communication technologies. Based on the outlined possibilities of applying the e-learning course, as well as its didactic functions, the structure of the certified e-learning course “Analytic Geometry” based on the Moodle platform was developed and described. Features of application of cloud-oriented resources are considered: Desmos, Geogebra, Wolfram|Alpha, Sage in the study of the discipline “Analytic Geometry”.The results of the pedagogical experiment on the basis of Borys Grinchenko Kyiv University and A. S. Makarenko Sumy State Pedagogical University are presented. The experiment was conducted to verify the effectiveness of the implementation of the e-learning course “Analytic Geometry”. Using the Pearson criterion it is proved that there are significant differences in the level of mathematical preparation of experimental and control group of students.The prospect of further scientific research is outlined through the effectiveness of the use of e-learning courses for the improvement of additional professional competences of students majoring in Computer Sciences and Information Technologies (specialization “Programming”, “Internet of Things”)

The usage of digital technologies in the university training of future bachelors (having been based on the data of mathematical subjects)

This article demonstrates that mathematics in the system of higher education has outgrown the status of the general education subject and should become an integral part of the professional training of future bachelors, including economists, on the basis of intersubject connection with special subjects. Such aspects as the importance of improving the scientific and methodological support of mathematical training of students by means of digital technologies are revealed. It is specified that in order to implement the task of qualified training of students learning econometrics and economic and mathematical modeling, it is necessary to use digital technologies in two directions: for the organization of electronic educational space and in the process of solving applied problems at the junction of the branches of economics and mathematics. The advantages of using e-learning courses in the educational process are presented (such as providing individualization of the educational process in accordance with the needs, characteristics and capabilities of students; improving the quality and efficiency of the educational process; ensuring systematic monitoring of the educational quality). The unified structures of “Econometrics”, “Economic and mathematical modeling” based on the Moodle platform are the following ones. The article presents the results of the pedagogical experiment on the attitude of students to the use of e-learning course (ELC) in the educational process of Borys Grinchenko Kyiv University and Alfred Nobel University (Dnipro city). We found that the following metrics need improvement: availability of time-appropriate mathematical materials; individual approach in training; students’ self-expression and the development of their creativity in the e-learning process. The following opportunities are brought to light the possibilities of digital technologies for the construction and research of econometric models (based on the problem of dependence of the level of the Ukrainian population employment). Various stages of building and testing of the econometric model are characterized: identification of variables, specification of the model, parameterization and verification of the statistical significance of the obtained results

E-learning as a mean of forming students’ mathematical competence in a research-oriented educational process

The article is devoted to the substantiation of approaches to the effective use of advantages and minimization of disadvantages and losses of e‑learning as a mean of forming mathematical competence of students in the conditions of research-oriented educational process. As a result of the ascertaining experiment, e-learning has certain disadvantages besides its obvious advantages (adaptability, possibility of individualization, absence of geographical barriers, ensuring social equality, unlimited number of listeners, etc.). However, the nature of these drawbacks lies not as much in the plane of opportunity itself as in the ability to use them effectively. On the example of the e-learning course (ELC) “Mathematical Analysis” (Calculus) of Borys Grinchenko Kyiv University, which is developed on the basis of the Moodle platform, didactic and methodical approaches to content preparation and organization of activities in the ELC in mathematics are offered. Given the specifics of mathematics as a discipline, the possibility of using ELCs to support the traditional learning process with full-time learning is revealed, introducing a partially mixed (combined) model. It is emphasized that effective formation of mathematical competence of students by means of e-learning is possible only in the conditions of research-oriented educational environment with active and concerned participation of students and partnership interaction. The prospect of further research in the analysis of e-learning opportunities for the formation of students’ mathematical competence, in particular, research and investigation tools, and the development of recommendations for the advanced training programs of teachers of mathematical disciplines of universities are outlined

Development of the Method for Territorial Community Formation Based on Multi-criteria Swarm Algorithm Approach

The object of research is the formation of territorial communities based on swarm intelligence. In the process of research, a problem is identified that arises in the formation of territorial communities inUkraine, namely the unstable political situation due to the introduction of many reforms.In order to solve this problem, the aim is creation of an automated approach to the formation of territorial communities according to certain evaluation criteria.The proposed method is used on the example of Zastavnivsky district of the Chernivtsi region (Ukraine) on such criteria as: the availability of hospitals, fire departments, police departments, kindergartens, and social institutions. With the help of swarm algorithms, 5 administrative centers and 19 settlements are created, satisfying the conditions of the task. The gray wolf and the bats algorithms formed a community and the center is determined, and the method of multi-criteria optimization optimizes the parameters of administrative units.Geo-information technologies, statistical data of settlements of the Zastavnivskyi district of the Chernivtsi region, gray wolf and bats algorithms and the method of multi-criteria optimization make it possible to obtain the result of the process of formation of territorial communities of the proposed method. Due to these aspects, an automated process of forming territorial communities is obtained

Recent advances in antenna research and development at the National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”

This article highlights recent advances in research, development, designing, manufacturing and testing of different types of high performance antenna arrays, horns, feed systems and flexible polarization reflector antennas for application in modern radars and communication systems achieved by the Microwave Antenna Group at National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”