Впровадження STEM-орієнтованого дистанційного навчання у вищу технічну освіту. Частина 1. Розробка методичного та прикладного програмного забезпечення для дистанційного вивчення мікропроцесорних пристроїв

Abstract

Мета роботи – підвищення якості та ефективності навчального процесу в технічних закладах вищої освіти шляхом розробки та впровадження дистанційної лабораторії для вивчення мікропроцесорних пристроїв. Об'єкт роботи – процес практичної підготовки студентів спеціальності G3 «Електрична інженерія» та суміжних напрямів у форматі дистанційного та змішаного навчання. Предмет роботи – методичні підходи, архітектурні рішення та програмні інструменти реалізації віддаленого дослідження мікропроцесорних пристроїв. Кваліфікаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-практичної задачі – трансформації підходів до практичної підготовки інженерних кадрів в умовах тотальної цифровізації та вимушеного переходу до дистанційних форм навчання. Основна увага дослідження зосереджена на проектуванні апаратно-програмної екосистеми та методичного супроводу для віддаленого опанування мікропроцесорних пристроїв. У роботі проведено порівняльний аналіз концепцій STEM-освіти, методів та існуючих інструментів моделювання (Proteus, Wokwi, SimulIDE та інших). Описано програмний стек на основі Docker, JupyterLab та noVNC, що забезпечує ізоляцію середовищ розробки. Розглянуто архітектуру дистанційної лабораторії SREE, що базується на використанні Raspberry Pi як шлюзу та мікроконтролерів STM32H723ZG як цільових об'єктів дослідження. Результатом роботи є методичні вказівки до лабораторних робіт з вивчення мікроконтролерів сімейства STM32 на базі віддаленої лабораторії.