Теоретичні основи формування професійної компетентності здобувачів закладів фахової передвищої освіти засобами інтегрованого фізичного експерименту

Abstract

Стаття присвячена актуальній проблемі теоретичного обґрунтування формування професійної компетентності здобувачів закладів фахової передвищої освіти (ЗФПО) в умовах цифрової трансформації. Обґрунтовано, що сучасна фахова передвища освіта потребує ефективних механізмів підготовки конкурентоспроможних фахівців, здатних оперативно вирішувати практичні завдання. Обмеженість матеріально-технічної бази, вимоги безпеки, необхідність підвищення мотивації та відповідність галузевим стандартам актуалізують пошук інноваційних підходів до організації нав-чального процесу. Професійна компетентність розглядається як динамічна інтегративна якість особистості, що включає когнітивний, операційно-діяльнісний, моти-ваційно-ціннісний, рефлексивний та соціально-комунікативний компоненти. Автор аналізує можливості реального фізичного експерименту (автентичність, розвиток сенсомоторних навичок) та його обмеження, а також переваги віртуального експерименту (безпека, візуалізація прихованих процесів, індивідуалізація, повторюваність). Доведено, що найбільш перспективним є інтегрований підхід – синтез реального фізичного практикуму з віртуальними симуляціями та VR/AR-технологіями. Теоретичними основами такого синтезу виступають компе-тентнісний, діяльнісний, синергетичний, особистісно орієнтований підходи та технологія blended learning. Їх поєднання забезпечує синергетичний ефект, подолання обмежень кожного компонента окремо та цілісне формування всіх складових професійної компетентності. У статті представлено авторську структурно-функціональну модель формування професійної компетентності здобувачів ЗФПО засобами інтегро-ваного фізичного експерименту. Модель складається з чотирьох взаємо-пов’язаних блоків: цільового (орієнтованого на комплексне формування всіх компонентів професійної компетентності), змістового (відбір тем фахових дисциплін механіки, електрики, оптики, термодинаміки та інших розділів, де інтеграція реального та віртуального експерименту є найбільш ефективною), процесуального (визначення етапів роботи — підготовчий, віртуально-моделюючий, реальний, аналітичний та рефлексивний; методи та форми організації навчання, зокрема лабораторні роботи, проектні завдання, кейс-стаді) та результативно-оцінного (критерії, показники та рівні сформованості компетентностей, інструменти діагностики та моніторингу). Запропонована модель є відкритою, динамічною та адаптивною до специфіки різних спеціаль-ностей закладів фахової передвищої освіти (електромеханіка, автоматизація технологічних процесів, комп’ютерні системи, енергетика, приладобудування тощо). Вона забезпечує збалансований розвиток предметних (фізичних) компе-тентностей, загальнопрофесійних (дослідницьких, технологічних, інформа-ційно-цифрових, безпекових) та м’яких навичок (критичного мислення, рефлексії, командної взаємодії та комунікації).

This article addresses the pressing issue of the theoretical rationale for developing the professional competence of students in vocational pre-higher education institutions (VPHEIs) in the context of digital transformation. It is argued that modern vocational pre-higher education requires effective mechanisms for training competitive specialists capable of promptly solving practical tasks. Limited material and technical resources, safety requirements, the need to increase motivation, and compliance with industry standards make the search for innovative approaches to organizing the educational process particularly relevant. Professional competence is viewed as a dynamic, integrative quality of the individual, encompassing cognitive, operational-activity, motivational-value, reflec-tive, and socio-communicative components. The author analyzes the possibilities of real physical experiments (authenticity, development of sensorimotor skills) and their limitations, as well as the advantages of virtual experiments (safety, visualization of hidden processes, individualization, repeatability). It has been demonstrated that the most promising approach is an integrated one—a synthesis of real-world physics laboratory work with virtual simulations and VR/AR technologies. The theoretical foundations of such a synthesis are competency-based, activity-based, synergistic, and person-centered approaches, as well as blended learning technology. Their combination ensures a synergistic effect, overcomes the limitations of each component individually, and facilitates the holistic development of all components of professional competence. This article presents the author’s structural-functional model for developing the professional competence of students in the field of physical education through integrated physics experiments. The model consists of four interrelated blocks: the goal-oriented block (focused on the comprehensive development of all components of professional competence), the content-oriented block (selection of topics from specialized disciplines such as mechanics, electricity, optics, thermodynamics, and other fields where the integration of real and virtual experiments is most effective), the procedural block (defining the stages of work—preparatory, virtual modeling, real, analytical, and reflective; methods and forms of organizing instruction, including laboratory work, project tasks, and case studies), and the outcome-assessment block (criteria, indicators, and levels of competency development; diagnostic and monitoring tools). The proposed model is open, dynamic, and adaptable to the specific characteristics of various specialties in vocational pre-higher education institutions (electromechanics, automation of technological processes, computer systems, energy, instrument engineering, etc.). It ensures the balanced development of subject-specific (physical) com-petencies, general professional competencies (research, technological, information and digital, safety), and soft skills (critical thinking, reflection, teamwork, and communication).