ICT FOR HIGH SCHOOL STUDENTS’ RESEARCHES: DESIGN PRINCIPLES, TRENDS AND EXPERIENCE OF USE

Cover Image
Oleksandr Yu. Burov, Mykola A. Shynenko

Abstract

The article describes the principles of ICT design and technology for research in high school, including two subsystems - assessment of intellectual abilities and the selection of students for the intellectual professions, as well as the modeling of cognitive and perceptual activity in the conditions of influence of various factors (internal and external). The description of the psychological tests used in the proposed ICT has been given. It is described an example of student research projects in the field of natural and mathematical sciences on the basis of experimental studies using the developed ICT: identifying the effect of solar activity and geomagnetic field on a physiological state and cognitive performance, communication chronotype and success of high school students learning, appearance of bifurcation in the performance of cognitive tasks rate. These results demonstrated the students' ability to perform using this ICT not only the research training projects, but also the field research to yield new knowledge in mathematics, physics, psychology, medicine and physiology.

Keywords

information and communication technologies; research projects; high school; students



References

Conclusions of the Council and of the Representatives of the Governments of the Member States, meeting within the Council of 21 November 2008 on preparing young people for the 21st century: an agenda for European cooperation on schools. Document 52008XG1213(05). Date of document: 21/11/2008. – Режим доступу : http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX:52008XG1213(05).

Будущее образования: уроки неопределенности (Тезисы сессии Всемирного экономического форума в Давосе). Січень 2016. – Режим доступу : http://biz.liga.net/upskill/all/stati/3225018-budushchee-obrazovaniya-uroki-neopredelennosti.htm..

Education and Training 2020 Work programme Thematic Working Group 'Assessment of Key Competences' Literature review, Glossary and examples. – European Commission, Directorate-General for Education and Culture, November, 2012. – 52.

Opening up education through new technologies. European Commission. – Режим доступу : http://ec.europa.eu/education/policy/strategic-framework/education-technology_en.htm.

Буров О. Ю. Технології використання мережевих ресурсів для підготовки молоді до дослідницької діяльності : монографія / О. Ю. Буров, В. В. Камишин, Н. І. Поліхун, А. Т. Ашеров; За ред. О. Ю. Бурова. – К. : ТОВ «Інформаційні системи», 2012. – 416 с.

Биков В. Ю. Інноваційний розвиток суспільства і сучасні мережні технології систем відкритої освіти // Проблеми та перспективи формування національної гуманітарно-технічної еліти: П78 зб. наук. праць / за ред.. Л. Л. Товажнянського, О .Г. Романовського. – Вип. 23-24 (27-28). – Харків: НТУ "ХПІ", 2009. – C. 24–49

Буров О. Ю. Технології та інновації в діяльності людини ери інформації: проблеми інформації та технології / О. Ю. Буров // Інформаційні технології і засоби навчання. Електронне наукове фахове видання Online: 2076-8184 2015. № 5 (49). С. 16-25. – Режим доступу : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/1274.

Биков, В. Ю. Технології хмарних обчислень – провідні інформаційні технології подальшого розвитку інформатизації системи освіти України / В. Ю. Биков // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2011. – № 6. – С. 3–11.

Поліхун Н. І. Як стати дослідником : Посібник / Н. І. Поліхун.- – К. : ТОВ «Інформаційні системи». – 2011. – 214 с.

Биков В. Ю., Лапінський В. В. Методологічні та методичні основи створення і використання електронних засобів навчального призначення // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2012. – №2. –С. 3-6.

До суспільства знання: Всесвітня доповідь ЮНЕСКО. – ЮНЕСКО, 2005 р.– 444 с.

Information and Intelligent Systems: Advancing Human-Centered Computing, Information Integration and Informatics, and Robust Intelligence [Електронний ресурс] : http://www.nsf.gov/pubs/2006/nsf06572/nsf06572.htm#toc.

Буров О. Ю. Технології та інновації в діяльності людини ери інформації: людина та ІКТ / О. Ю. Буров // Інформаційні технології і засоби навчання. – 2015. – № 6 (50). – С. 1–13. – Режим доступу : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/1317..

Кузнецов В. О. Концепція освіти з напряму "Безпека життя і діяльності людини" / В. О. Кузнецов, В. В. Мухін, О. Ю. Буров, Л. А. Сидорчук, В. М. Заплатинський, С. А. Шкребець // Інформаційний вісник «Вища освіта». – К. : Видавництво Науково-методичного центру вищої освіти МОНУ. – № 6. – 2001. – С. 6–18.

Intel International Science and Engineering Fair. 2016 [Електронний ресурс]: https://www.societyforscience.org/intel-international-science-and-engineering-fair.

Поліхун Н. І. Підготовка обдарованих учнів до участі у міжнародних конкурсах юних дослідників [Текст] : посібник / А. Валенса [та ін.] ; [упоряд. Н. І. Поліхун] ; Нац. акад. пед. наук України, Ін-т обдаров. дитини. – Київ : ІОД НАПН України, 2014.

Інформаційно-аналітичний звіт 2015: IІІ етап Всеукраїнського конкурсу-захисту науково- дослідницьких робіт учнів – членів Малої академії наук України. / [відп. за випуск: Лісовий О. В.]. – К.: 2015. – 272 с.

Поліхун Н.І. Дистанційна підтримка дослідницької діяльності учнів [Текст] : метод. рек. / Н. І. Поліхун ; Нац. акад. пед. наук України, Ін-т обдаров. дитини. – Київ : Ін-т обдаров. дитини, 2014. – 104 с. : рис., табл. 7 найкращих сервісів для навчання онлайн. [Електронний ресурс]: http://inspired.com.ua/sites/7-online-сourses/.

Буров А .Ю. Ергономічні основи розробки систем прогнозування працездатності людини-оператора на основі психофізіологічних моделей діяльності : автореф. дис. … д_ра техн. наук: 05.01.04 / Харк. нац. академ. міськ. госп-ва. – Харків, 2007. – 40 с.

Буров А. Ю. Оценка функционального состояния операторов по показателям умственной работоспособности / А. Ю. Буров // Физиология человека. – 1986. – Т. 12. – №. 2. – С. 281–288.

Буров А. Ю. Психофизиологическое обеспечение труда операторов. // Информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте. – 1999.– №6. – С. 32–34.

Буров, А. Ю. Автоматизированный профессиональный отбор и контроль профессиональной работоспособности операторов энергопредприятий на базе ПЭВМ IBM PC / А. Ю. Буров, А. В. Герасимов, Ю. В. Четверня // Энергетика и электрификация. – К.: Техника, 1992. – С, 29–32.

Поляков А. А. Функциональная организация умственной деятельности у людей разного возраста. / А. А. Поляков, А. Ю. Буров, Г. В. Коробейников // Физиология человека. –1995.– №2. – С. 37–43.

Burov, O.: Day-to-day monitoring of an operator’s functional state and fitness-for-work: a psychophysiological and engineering approach. Ergon. Psychol. Dev. Theor Pract. 1, 89 (2008).

Mulder, L.J.M. et al. How to use cardiovascular state changes in adaptive automation / L.J.M.Mulder, A. Van Roon, H. Veldman, K. Laumann, A. Burov, L. Quispel, P.J. Hoogeboom. In: Hockey, G.R.J., Gaillard, A.W.K., Burov, O. (Eds.), Operator Functional State. The Assessment and Prediction of Human Performance Degradation in Complex Tasks. NATO Science Series. IOS Press, Amsterdam, 2003. Pp. 260–272.

Яворская О. А. Психофизиологические критерии профессионального отбора подростков, осваивающих операторские профессии [Текст] : дис... канд. мед. наук: 14.02.01 / О. А. Яворская; АМН Украины, Ин-т медицины труда. – К., 1998. – 149 с

Буров О. Ю. Динаміка розвитку інтелектуальних здібностей обдарованої особистості у підлітковому віці / О. Ю. Буров, В. В. Рибалка, Н. Д. Вінник та ін. ; за ред. О. Ю. Бурова. – К. : Тов «Інформаційні стстеми», 2012. – 258 с.

Тест Хорна-Остберга для определения жаворонков и сов. / Время – деньги. – М. : Изд-во Эксмо, 2004. – 352 с.

Литвинова С. Г. Проектування хмаро орієнтованих навчальних середовищ загальноосвітніх навчальних закладів. Зарубіжний досвід [Електронний ресурс] / С.Г. Литвинова // Інформаційні технології і засоби навчання: електронне наукове фахове видання – 2014. – №3 (41). – С. 10–27 – Режим доступу : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/1052/810#.U7LD9ZR_toE.

Урманцев Ю. А. Общая теория систем: состояние, приложения и перспективы развития // Система. Симметрия. Гармония / под ред. В. С.Тюхтина, Ю. А.Урманцева. – Мысль, 1988. – C. 38–123.

Нагель Э. Теорема Геделя / Э. Нагель, Д. Ньюмен Д. // Перевод с англ. – М. : Знание, 1970.– 62 с.


REFERENCES (TRANSLATED AND TRANSLITERATED)

Conclusions of the Council and of the Representatives of the Governments of the Member States, meeting within the Council of 21 November 2008 on preparing young people for the 21st century: an agenda for European cooperation on schools. Document 52008XG1213(05). Date of document: 21/11/2008. [online]. – Available from: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX:52008XG1213(05). (in English)

The Future of Education: Lessons of uncertainty (Abstracts session of the World Economic Forum in Davos). January 2016 [online]. – Available from: http://biz.liga.net/upskill/all/stati/3225018-budushchee-obrazovaniya-uroki-n eopredelennosti.htm. (in Russian)

Education and Training 2020 Work programme Thematic Working Group 'Assessment of Key Competences' Literature review, Glossary and examples. – European Commission, Directorate-General for Education and Culture, November, 2012. – 52. (in English)

Opening up education through new technologies. European Commission. [online]. – Available from: http://ec.europa.eu/education/policy/strategic-framework/education-technology_en.htm (in English)

Burov O. Ju. Technologies of network resource usage to train youth for research activity : Monoghrafija / O. Ju. Burov, V. V. Kamyshyn, N. I. Polikhun, A. T. Asherov; Za red. O. Ju. Burova. – K. : TOV «Informacijni systemy. – 2012. – 416 с. (in Ukrainian)

Bykov V.Ju. Innovative development of society and modern technologies of open education // Problemy ta perspektyvy formuvannja nacionaljnoji ghumanitarno-tekhnichnoji elity: P78 zb. nauk. pracj / za red.. L.L. Tovazhnjansjkogho, O.Gh. Romanovsjkogho. – Vyp. 23-24 (27-28). – Kharkiv: NTU "KhPI", 2009. – C. 24-49 (in Ukrainian)

Burov O. Ju. Technology and innovation in human activity in digital age: information and technology challenges [online] / O. Ju. Burov // Informacijni tekhnologhiji i zasoby navchannja. Elektronne naukove fakhove vydannja: 2076-8184 2015. # 5 (49). S. 16–25. – Available from: http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/1274. (in Ukrainian)

Bykov V.Ju. Technologies for cloud calculation – leading information technologies for future development of Ukraine education system’s informatization / V. Ju. Bykov // Komp'juter u shkoli ta sim'ji. – 2011. – № 6. – С. 3-11. (in Ukrainian)

Polikhun N.I. How to become the researcher: Posibnyk / N. I. Polikhun.- – K. : TOV «Informacijni systemy». – 2011. – 214 с. (in Ukrainian)

Bykov V. Yu., Lapinskiy V. V. Methodological and methodical bases of creation and use of electronic means for educational purposes // Computer in school and family. – 2012. – №2.––Pp. 3–6.. (in Ukrainian)

To knowledge society. UNESCO World report. – YuNESKO. 2005 р.- 444 с. (in Ukrainian)

Information and Intelligent Systems: Advancing Human-Centered Computing, Information Integration and Informatics, and Robust Intelligence. [online]. – Available from: http://www.nsf.gov/pubs/2006/nsf06572/nsf06572.htm#toc. (in English)

Burov O. Ju. Technology and innovation in human activity in digital age: human and ICT [online] / O. Ju. Burov // Informacijni tekhnologhiji i zasoby navchannja. Elektronne naukove fakhove vydannja: 2076-8184. 2015, № 6 (50). С. 1–13. – Available from: http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/1317. (in Ukrainian)

Kuznetsov V.O. Education concept for direction "Safety of human life and activity" / V. O. Kuznetsov, V. V. Mukhin, O. Yu. Burov, L. A. Sydorchuk, V. M. Zaplatyns'kyy, S. A. Shkrebets' // Informatsiynyy visnyk «Vyshcha osvita». – K.: Vydavnytstvo Naukovo-metodychnoho tsentru vyshchoyi osvity MONU, # 6, 2001.– S. 6–18.. (in Ukrainian)

Intel International Science and Engineering Fair. 2016. [online]. – Available from: https://www.societyforscience.org/intel-international-science-and-engineering-fair. (in English)

Polikhun N.I. Gifted students training for participation in international contest [Tekst] : posibnyk / A. Valensa [ta in.] ; [uporjad. N. I. Polikhun] ; Nac. akad. ped. nauk Ukrajiny, In-t obdarov. dytyny. – Kyjiv : IOD NAPN Ukrajiny, 2014. (in Ukrainian)

Information and analytical report 2015: IІІ stage of the All-Ukrainian stage of the contest-defence pass for research projects of students-member of Minor Academy of Science of Ukraine / [vidp. za vypusk: Lisovyi О.V.]. – К., 2015. – 272 s. (in Ukrainian)

Polikhun N.I. Distance support for students’ research activity [Tekst] : metod. rek. / N. I. Polikhun ; Nac. akad. ped. nauk Ukrajiny, In-t obdarov. dytyny. – Kyjiv : In-t obdarov. dytyny, 2014. – 104 s. : rys., tabl. – Biblioghr.: s. 103–104. (in Ukrainian)

7 best servises for on-line learning [online]. – Available from : http://inspired.com.ua/sites/7-online-сourses/.(in Ukrainian)

Burov O.Yu. Ergonomic fundamentals of the systems’ development for a human-operator capacity for work prediction on basis of psychophysiological models of activity : Author. dis ... Dr. Sc. (Eng.) / O. Yu. Burov; Khark. Nat. Acad. Khark. nats. akad. misk. hosp-va. – Kh., 2007. – 40 p. (in Ukrainian)

Burov O.Yu., 1986, Evaluation of the functional status of operators according to indices of their mental work capacity /A.Yu. Burov // Fiziol. Cheloveka, 12, 2, 281–288. (in Russian)

Burov A.Ju. Psychophysiological maintenance for operator work // Ynformacyonno-upravljajushhye systemы na zheleznodorozhnom transporte. – 1999. – №6. – С.32–34. (in Russian)

Burov A.Ju. Automated professional selection and check of professional capability of operators’ at power plants on the base of IBM PC / A. Ju. Burov, A. V. Gherasymov, Ju. V. Chetvernja // Эnerghetyka y эlektryfykacyja.–K.: 1992. – Tekhnyka, (2), 29–32. (in Russian)

Poljakov А. А. Functional organization of mental activity of humans of different age / A. A. Poljakov, A. Ju. Burov, Gh. V. Korobejnykov // Fyzyologhyja cheloveka. –1995. – 2. – 37–43. (in Russian)

Burov, O.: Day-to-day monitoring of an operator’s functional state and fitness-for-work: a psychophysiological and engineering approach. Ergon. Psychol. Dev. Theor Pract. 1, 89 (2008). (in English)

Mulder, L.J.M. et al. How to use cardiovascular state changes in adaptive automation / L.J.M.Mulder, A. Van Roon, H. Veldman, K. Laumann, A. Burov, L. Quispel, P.J. Hoogeboom. In: Hockey, G.R.J., Gaillard, A.W.K., Burov, O. (Eds.), Operator Functional State. The Assessment and Prediction of Human Performance Degradation in Complex Tasks. NATO Science Series. IOS Press, Amsterdam, 2003. Pp. 260–272. (in English)

Javorska О.А. Psychophysiological criteria of professional selection of teenagers training for operators occupations [Tekst] : dys... kand. med. nauk: 14.02.01 / O. A. Javorskaja; AMN Ukraynы, Yn-t medycynы truda. – K., 1998. – 149 с (in Russian)

Burov О.Ju. Dinamics of development of intellectual abilities of gifted person in teenagers / O.Ju. Burov, V. V. Rybalka, N. D. Vinnyk, V. V. Rusova, M. A. Percev, I. O. Plaksenkova, M. O. Kudrjavchenko, A. B. Saghalakova, Ju. M. Chernjak; Za red. O. Ju. Burova.– K. : Tov «Informacijni systemy», 2012.– 258 s. (in Ukrainian)

Khorn-Ostberg test for revealing of larks and owls. / Vremja – denjghy. – M. : Yzd-vo Eksmo, 2004. –352 . (in Russian)

Litvinova S.G. Cloud-oriented design for learning environment of secondary schools. Foreign experience [online] / S.Gh. Lytvynova // Informacijni tekhnologhiji i zasoby navchannja: elektronne naukove fakhove vydannja – 2014. – #3 (41). – S. 10–27 – Available from : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/1052/810#.U7LD9ZR_toE (in Ukrainian)

Urmantsev Ju.A. General system theory: state, applications and development perspective // Systema. Symmetryja. Gharmonyja / Pod red. V.S.Tjukhtyna, Ju.A.Urmanceva. – Myslj, 1988. – C. 38–123. (in Russian)

Nagel E. Goedel theorem / E. NAgel, D. Newman // Perevod s angl. – М. : Znanie, 1970.– 62 s. (in Russian).


DOI: https://doi.org/10.33407/itlt.v51i1.1366



Copyright (c) 2016 Oleksandr Yu. Burov, Mykola A. Shynenko


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.