Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Туткышбаева Шырын Сарыбайевна «8D01511 – Информатика» білім беру бағдарламасы бойынша Білім беру ұйымдарында IoT технологияларын қолдана отырып, ғылыми жоба жұмыстарын жасаудың теориясы мен практикасы тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Информатика кафедрасы» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - орыс тілінде
Ресми рецензенттер:
Хамзина Ботагоз Еркеновна – педагогика ғылымдарының докторы, С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық зерттеу университеті, «Физика және химия» кафедрасының доценті (Астана қаласы, Қазақстан Республикасы);
Найманова Динара Сәкенқызы – педагогика ғылымдарының кандидаты, доцент, Торайғыров университеті, «Computer Science» факультетінің профессоры (Павлодар қаласы, Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Култан Ярослав – философия докторы (PhD), Братислава экономикалық университеті, «Қолданбалы информатика» кафедрасының профессоры (Братислава қаласы, Словакия Республикасы);
Горбунова Надежда Александровна – педагогика ғылымдарының кандидаты, Е.А. Букетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті, «Қолданбалы математика және информатика» кафедрасының қауымдастырылған профессоры (Қарағанды қаласы, Қазақстан Республикасы);
Мнайдарова Светлана Сейтжановна – педагогика ғылымдарының кандидаты, философия докторы (PhD), ДБҰ «Назарбаев Зияткерлік мектебі» «Педагогтік шеберлік орталығы» жекеменшік мекемесінің қосымша кәсіптік білім беру бөлімінің аға менеджері (Астана қаласы, Қазақстан Республикасы).
Ғылыми кеңесшілері:
Закирова Алма Булатовна – педагогика ғылымдарының кандидаты, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Ғылым департаментінің директоры (Астана қаласы, Қазақстан Республикасы);
Жмудь Вадим Аркадьевич – техника ғылымдарының докторы, профессор, Новосибирск мемлекеттік университеті, «Лазерлік жүйе» кафедрасының меңгерушісі (Новосибирск қаласы, Ресей Федерациясы).
Қорғау 2025 жылғы 23 сәуір, сағат 10:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D01511 – Информатика» білім беру бағдарламасы бойынша «8D015 – Жаратылыстану пәндері бойынша педагогтарды даярлау» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі аралас (оффлайн және онлайн) форматта өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: https://surli.cc/xkscfj
Мекен-жайы: Астана қ., Қ. Сәтбаев көшесі, 2, № 302 ауд.
Аңдатпа (қаз.):Зерттеудің өзектілігі Интернет заттар (IoT) технологияларының жылдам дамуы және олардың білім беру процесін жақсарту мақсатында қолданылуының кеңеюімен анықталады. IoT технологиясын ғылыми-жобалық жұмыстарға енгізу оқу сапасын арттыруға, студенттерді заманауи технологиялармен жұмыс істеуге дайындауға және цифрлық экономиканың қажеттіліктерін қанағаттандыруға мүмкіндік береді. ЮНЕСКО есебіне сәйкес, жобалық оқыту мамандарды дайындаудың негізгі факторы болып табылады, себебі ол сыни ойлау, практикалық дағдылар және көпсалалы тәсілді дамытуға ықпал етеді. Сонымен қатар, K.C. Rath зерттеулері мен TALIS (OECD) халықаралық жобасының нәтижелері мұғалімдердің цифрлық құзыреттілігін арттыру мен инновациялық оқыту әдістерін белсенді қолданудың маңыздылығын көрсетеді. Зерттеу отандық және шетелдік ғалымдардың еңбектеріне сүйенеді, олардың қатарында М. Серік, Г.М. Абильдинова, Т.О. Балықбаев, Е.Ы. Бидайбеков, Ж.К. Нұрбекова, А.Е. Сағымбаева, А.Х. Дәулетова, А.Б. Закиров, Ж.Е. Зұлпыхар, С. Кариев, Г.Ф. Нұрбекова, Т. Толғанбайұлы, С.А. Нұрғалиева, К. Мұхамедиева, В.П. Демкин және Г.В. Можаева, В.А. Сластенин, З.С. Жиркова, С.А. Цыплакова, K. Rakic, C. Perera, G.A. Shagivaleeva, J.R. Anderson, H.A. Simon, Ю.К. Бабанский, Б. Блум, сондай-ақ D.R. Garrison, J. Yang, L. Da Xu және т.б. Бұл зерттеулер жұмыстың теориялық және әдістемелік негіздерін қалыптастырды. Оқу процесі – жоғары оқу орындарындағы білім беру үдерісі, яғни студенттер мен оқытушылар арасындағы өзара әрекеттестік, оқу бағдарламаларын іске асыру, бағалау әдістері мен білім беру технологияларының, соның ішінде IoT технологияларының қолданылуын қамтитын кешенді жүйе болып табылады. Зерттеу аясында осы үдерістің тиімділігін арттыру, оқу сапасын жоғарылату және студенттердің оқу нәтижелерін жақсарту мақсатында заманауи технологиялар мен инновациялық әдістемелер қарастырылады. Зерттеудің өзектілігі IoT технологияларының тез дамуы және олардың білім беру процесіне интеграциялануымен анықталады. Оқу орындарына IoT-ты енгізу жаңа мүмкіндіктер ашады, өйткені студенттер мен оқытушылар инновациялық ғылыми-жобалық жұмыстарды жасауға қажетті құралдармен қамтамасыз етіледі. Бұл оқу тәжірибесін айтарлықтай жақсартумен қатар, білім беру үдерісінің тиімділігін арттырып, студенттерді заманауи қиындықтар мен еңбек нарығының талаптарына дайындайды. Тез дамып келе жатқан технологиялық прогресс жағынан IoT-ты білім беру саласында тиімді пайдалану әдістемелері мен стратегияларын әзірлеу маңыздылығы ерекше байқалады. Жүргізілген талдаулар нәтижесінде айтарлықтай қарама-қайшылықтар байқалады: ‒ бір жағынан ғылыми-практикалық жұмыстарды әзірлеу және жүзеге асыру қажеттілігі мен, екінші жағынан, IoT технологияларын пайдаланып жобаларды әзірлеуді оқытуға арналған теориялық негізделген әдістеменің болмауы; ‒ бір жағынан IoT технологияларын оқу процесіне енгізу қажеттілігі, ал екінші жағынан, ғылыми-практикалық жұмыстарды әзірлеуді оқытуда IoT технологияларын тиімді пайдалану әдістемесінің болмауы арасындағы қайшылық; ‒ бір жағынан, әзірленген әдістемені тиімді жүзеге асыру үшін нақты уақыт режимінде ғылыми-практикалық жұмыстарды тексеруді қолдайтын цифрлық білім беру ортасын қолдану қажеттілігі, ал екінші жағынан, мұндай функционалдылықты қамтамасыз ететін цифрлық платформаның болмауы арасындағы қайшылық. Зерттеудің мәселесі оқу ұйымдарында ғылыми-жобалық жұмыстарды жасау үдерісіне IoT технологияларын интеграциялаудың теориялық және практикалық негіздерінің жеткіліксіз дамуы болып табылады. IoT-тың білім беру ортасында маңыздылығы мойындалғанымен, тиімді тәсілдер, жұмыстардың нәтижелерін бағалауға арналған бағдарламалық қамтамасыз ету және оқытушылар мен студенттердің өз жобаларында IoT технологияларын сәтті енгізіп, қолдануына мүмкіндік беретін құралдардың тапшылығы байқалады. Ғылыми-жобалық жұмыстардың сапасы мен тиімділігін арттыру мақсатында IoT технологияларын пайдалануын зерттеу, сондай-ақ оны оқу процесіне оңтайлы интеграциялауға арналған ұсыныстар әзірлеу қажеттілігі өзектілігін біртіндеп арттырып келеді. Зерттеудің мақсаты: білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып, студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын жасау процесінің теориялық негіздерін анықтау және олардың практикалық жүзеге асырылуын қамтамасыз ету арқылы оқу процесінің тиімділігін арттыру. Зерттеу объектісі: жоғары оқу орындарындағы IoT технологияларын қолдану арқылы жүзеге асырылатын білім беру процесі. Зерттеу пәні: білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын жасаудың теориялық және практикалық негіздері. Зерттеу гипотезасы: Егер білім беру процесінде IoT технологияларын қолдана отырып студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын жасау теориясы мен практикасын әзірлеп, эксперименттік түрде енгізу жүзеге асырылса, онда бұл студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарды жасау және жүзеге асыру саласындағы құзыреттілігінің деңгейін арттыруға ықпал етеді, өйткені IoT технологияларына негізделген жобалар жасауға студенттерді тартудың жаңа мүмкіндіктері ашылады, бұл олардың оқу процесіне белсенді қатысуын және болашақ кәсіби қызметінде заманауи және практикалық маңызды мәселелерді шешу арқылы қолданылуын ынталандырады. Зерттеудің жетекші идеясы: Зерттеу білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын жасаудың тиімді әдістемелері мен методологияларын әзірлеу және енгізуге бағытталған. Бұл қолданыстағы тәсілдерді талдау, олардың артықшылықтары мен шектеулерін анықтау, цифрлық білім беру платформаларын әзірлеу және олардың тиімділігін бағалауды қамтиды. Зерттеу кезеңдері. Зерттеу 2020-2024 жылдары аралығында жүргізіліп, ол үш кезеңнен тұрады: Зерттеудің бірінші кезеңі: Зерттеудің мақсаты анықталып, нақты зерттеу міндеттері қойылды. Содан кейін, IoT технологияларын білім беру процесіне интеграциялау мәселесі бойынша қолданыстағы ғылыми әдебиеттер мен жарияланымдардың, сондай-ақ педагогикалық жобалаудың теориясының жүйелі талдауы жүргізілді. Зерттеуді жүргізу үшін қажетті ресурстар – жабдықтарға, әдебиеттерге және тиісті білім салаларының мамандарына қол жеткізу қамтамасыз етілді. Зерттеудің екінші кезеңі: Білім беру процесінде IoT технологияларын қолдана отырып студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын жасау теориясы мен практикасына негізделген модель әзірленіп, тестілеуден өтті. Осы кезең аясында IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарды жасаудың практикалық негіздері де әзірленді, білім беру платформасы тексеріліп, оның кемшіліктері анықталып, кейінгі жетілдіруге арналған шаралар қабылданды. Зерттеудің үшінші кезеңі: Әзірленген модель мен әдістемелер оқу ұйымдарында енгізіліп, олардың тиімділігі бағаланды. Осы кезеңде IoT технологияларын оқу процесіне толыққанды енгізу жүзеге асырылды. Білім беру процесінде IoT технологиялары енгізілген білім беру порталының апробациясы жүргізіліп, оқу нәтижелерін бақылау және бағалау, сондай-ақ ғылыми-жобалық жұмыстарды бағалау критерийлері мен көрсеткіштері кері байланыс пен алынған нәтижелер негізінде түзетілді. Математикалық статистика әдістерін қолдана отырып, эксперименттік жұмыстың нәтижелері өңделіп, талданды, бұл зерттеу гипотезасын растады. Ғылыми жаңалығы: ‒ IoT технологияларын білім беру жүйесіне енгізудің артықшылықтары мен мәселелері анықталып, IoT негізіндегі жұмыс істейтін білім беру платформалары талданып, олар IoT технологияларын қолданып ғылыми-жобалық жұмыстарды жасау үшін теориялық негіз ретінде пайдаланылды; ‒ білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын жасау теориясы мен практикасын негіздейтін модель әзірленді; ‒ әзірленген әдістемелік негіздерге сүйене отырып және IoT объектілерін басқарудың тиімділігін бағалауға арналған бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалану арқылы студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын жасаудың практикалық негіздері әзірленіп, енгізілді, бұл оқу процесінде желілік кідірістің өзгермелі жағдайларында минималды тәуекелмен жүзеге асырылады; ‒ студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын онлайн бақылауды қамтамасыз ететін, тиімді оқу процесін басқару моделіне негізделген білім беру платформасы әзірленді; ‒ тәжірибелік-эксперименттік жұмыс нәтижесінде оң нәтижелер алынды, бұл білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарды жасау моделінің тиімділігін растайды. Зерттеудің теориялық маңыздылығы оның студенттердің IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарын әзірлеу әдістемелік базасын дамыту. Зерттеу IoT жүйелерінің архитектурасы мен дизайны бойынша жаңа тәсілдерді ұсына отырып, мұндай жобаларға жалпы принциптер мен талаптарды орнатады. Бұл IoT саласындағы үдерістер мен қиындықтарды терең түсінуге ықпал етеді. Қолданыстағы әдістер мен тәжірибелердің кешенді зерттелуі әлсіз тұстарды және ықтимал жетілдірулерді анықтауға мүмкіндік береді, нәтижесінде IoT жобаларын жасау және әзірлеуді одан әрі дамыту мен жетілдіру жолдарын ашады. Зерттеудің практикалық маңыздылығы зерттеу нәтижелері ұсынылған ғылыми-әдістемелік тәсілдердің тиімділігін растайтыны және IoT жобаларын сәтті жүзеге асыру үшін нақты ұсыныстар беретіндігіне негізделген. IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарды бағалау критерийлері әзірленіп, цифрлық білім беру платформасы жасалды, ол білім беру үдерісіне қатысушыларға қажетті құралдар мен ресурстарды қамтамасыз ете отырып, оқу сапасын арттыруға және жобалардың сәтті практикалық жүзеге асырылуына ықпал етеді. Белгіленген негізгі мәселелер мен әзірленген тиімділік критерийлері студенттердің кездесетін қиындықтарын шешуге көмектеседі, бұл жобаларды жасау процесін айтарлықтай жақсартады. Зерттеу нәтижелерінің дұрыстығы мен негізділігі IoT технологияларын ғылыми-жобалық жұмыстарда қолданудың қолданыстағы әдістерін кешенді талдауға автордың айтарлықтай жеке үлесімен расталады. IoT-ны қолданудың принциптері мен талаптарын орнату, жобалардың тиімділігі мен сәттілігін бағалау критерийлерін әзірлеу, сондай-ақ жұмыстарды бағалауға арналған автоматтандырылған жүйені құру алынған нәтижелерді жүйелеу мен негіздеудің негізін құрайды. Тәжірибелік-эксперименттік жұмысты ұйымдастыру және зерттеу барысында алынған деректерді талдау нәтижелерді жалпылауға және IoT-ның білім беру ұйымдарындағы ғылыми-жобалық жұмыстарға әсері туралы сенімді қорытындылар жасауға мүмкіндік береді. Қорғауға ұсынылатын келесі тұжырымдар: 1. Білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарды жасау теориялық негіздері: 1.1. Білім беруде IoT енгізудің артықшылықтары мен мәселелері.. 1.2. IoT негізіндегі білім беру платформаларын анықтау және оқу процесінде қолданылатын архитектураларын ұсыну. 2. Білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып студенттердің ғылыми-жобалық жұмыстарын жасау теориясы мен тәжірибесіне негізделген модель, оның құрамына мыналар кіреді: 2.1. Мақсаттық блок, зерттеу мақсаты және зерттеу міндеттерін жүзеге асыруда қолданылатын мемлекеттік нормативтік құжаттардың тізімі. 2.2. Мазмұндық блок, оның құрамына оқыту формалары, зерттеу құралдары мен әдістері кіреді. Білім беру процесі онлайн және офлайн форматтарында, білім беру порталы арқылы және IoT технологияларын қолдана отырып жүзеге асырылады. Зерттеу әдістеріне жобалық қызмет, ғылыми-зерттеу технологиялары, математикалық модельдеу және шешімдердің тиімділігін бағалау жатады. 3. Бағалау және нәтижелік блок, оның құрамына оқу процесін бағалау үшін негізгі компоненттер кіреді. Эмоциялы-мотивациялық аспект студенттердің ғылыми-жобалық қызметке қызығушылығын ынталандырады, ал мазмұнды-әрекеттік компонент оқу материалын меңгеру деңгейін және оның практикалық қолданылуын көрсетеді. Бағалау-рефлексиялық аспект студенттердің өз жетістіктерін талдауға мүмкіндік береді, ал коммуникативті компонент студенттер мен оқытушылар арасындағы өзара әрекеттесуді дамытуға ықпал етеді. Техникалық аспект заманауи технологияларды, мысалы микропроцессорлар мен IoT датчиктерін қолдануды қамтиды, бұл оқытудың практикалық құндылығын арттырады. Нәтижелер оқу мақсаттарына қол жеткізу деңгейіне байланысты төмен, орта және жоғары деңгейлерде бағаланады. 4. Тәжірибелік-эксперименттік жұмыстың нәтижелері, олар мыналарды қамтиды: 4.1. Білім беру процесінде IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстардың негіздерін әзірлеу және оларды оқу процесіне енгізу. 4.2. Басқару желісіндегі өзгермелі кедергілер жағдайын минимизациялау мақсатында IoT объектілерін басқарудың тиімділігін қамтамасыз етудің ерекшеліктерін анықтау. 5. Тиімді объектілерді басқару моделін қолдана отырып, студенттердің жүзеге асырылып жатқан ғылыми-жобалық жұмыстарын онлайн бақылаудың негізі ретінде қызмет ететін білім беру платформасын әзірлеу. 6. Тәжірибелік-эксперименттік жұмыстың нәтижелері, олар мыналарды қамтиды: 6.1. Білім беру ғылыми-жобалық жұмыстарында IoT технологияларын қолдануды бағалау үшін компоненттер, критерийлер мен көрсеткіштер. 6.2. Топтарды анықтау және білім деңгейлерін белгілеу аспектісінде автоматтандырылған жүйе, smedufacelearn.kz сайты. 6.3. IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарды жасауды зерттеудің оң нәтижелері және қойылған гипотезаның тиімділігі. Зерттеу нәтижелері бойынша жарияланымдар. Зерттеу нәтижелері 8 баспа еңбегінде көрініс тапты, олардың ішінде: Scopus мәліметтер базасына кіретін журналда 2 мақала, 3 мақала Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігінің Білім беру және ғылым саласын бақылау комитеті ұсынған басылымдарда, 2 мақала Халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференциялар материалдарының жинақтарында (халықаралық конференция материалдарының жинағында –1, Қазақстандағы конференция материалдары жинағында –1), Республикалық оқу-әдістемелік кеңес ұсынған 1 оқулық (Астана, 2023); авторлық құқықпен қорғалған нысандарға құқық туралы мемлекеттік реестрге мәліметтерді енгізу туралы 1 куәлік (№38880, 24.07.2023, Қазақстан). Диссертацияның құрылымы: диссертация кіріспе, үш бөлім, қорытынды, қолданылған әдебиеттер тізімі және қосымшалардан тұрады. Кіріспеде тақырыптың өзектілігі дәлелденеді, зерттеу мақсаты, міндеттері, зерттеу объектісі мен пәні анықталады, ғылыми жаңалық, теориялық маңыздылық, қолданылған әдістер, қорғауға ұсынылатын негізгі тұжырымдар, автордың жеке үлесі, сондай-ақ зерттеу нәтижелері мен апробациясы, соның ішінде жарияланымдардың тізімі ұсынылады. Бірінші бөлімде («Білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарды жасау теориялық негіздері») 1.1 бөлімінде IoT технологиясын қолданудың тәсілдері талданады, оның енгізудің артықшылықтары мен мәселелері қарастырылады, сонымен қатар оның негізінде жұмыс істейтін білім беру платформаларының мүмкіндіктері зерттеледі. 1.2 бөлімінде IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарды жасау моделі әзірленуге арналады, оның ішінде жобаларды жасау және оқу процесіне интеграциялау әдістері қарастырылады. Екінші бөлімде («Білім беру мекемелерінде IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық жұмыстарды жасау және жүзеге асыру практикалық негіздері») 2.1 бөлімінде IoT технологияларын қолдану арқылы жобаларды ұйымдастыру мен жүзеге асырудың әдістемелік негіздері жан-жақты әзірленеді, бұл педагогикалық және технологиялық тәсілдерге негізделеді. 2.2 бөлімінде IoT объектілерін басқарудың тиімділігін арттыру мәселелері, тәуекелдерді азайту жолдары қарастырылады. 2.3 бөлімінде ғылыми-жобалық жұмыстарды онлайн бақылауды жүзеге асырудағы білім беру платформасының маңызы зерттеледі. Үшінші бөлімде («IoT технологияларын қолдана отырып ғылыми-жобалық қызмет дағдыларын қалыптастыру бойынша тәжірибелік-эксперименттік жұмыс») 3.1 бөлімінде жобаларда IoT технологияларын қолдануды бағалау үшін компоненттер, критерийлер және көрсеткіштер талданады; 3.2 бөлімінде студенттерді білім деңгейі бойынша топтарға бөлу үшін ақпараттық жүйені қолдану арқылы эксперимент жүргізілгені сипатталады; 3.3 бөлімінде ұсынылған тәсілдердің тиімділігін растайтын тәжірибелік-эксперименттік жұмыс нәтижелері келтіріледі. Қорытындыда зерттеудің теориялық және практикалық нәтижелері жалпыланып, негізгі қорытындылар шығарылып, зерттеу гипотезасын растау мен қорғауға ұсынылатын тұжырымдардың дұрыстығы дәлелденеді.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://youtu.be/u9jpo0JRNgk
