STEM-інструментарій для дискретної математики: практичний вимір

У статті обґрунтовано теоретико-методологічні та практичні засади інтеграції дискретної математики в систему міждисциплінарного навчання. Особливу увагу приділено потенціалу використання дискретних структур як фундаментальної основи для реалізації прикладних STEM-проєктів із залученням доступної апаратно-програмної платформи Arduino. Авторами проаналізовано сучасні наукові джерела, вітчизняні та закордонні освітні ініціативи, а також навчальні плани провідних українських університетів за спеціальністю 122 «Комп’ютерні науки». Дослідження підтверджує, що знання дискретної математики є критично важливим для підготовки майбутніх інноваторів та лідерів в умовах стрімкої диджиталізації та розвитку штучного інтелекту.

У роботі детально розкрито міждисциплінарний характер дискретної математики та систематизовано її ключові розділи (математична логіка, теорія множин, комбінаторика, теорія графів, теорія автоматів і алгоритмів) за рівнями їхньої релевантності та прикладного застосування в STEM-галузях. Визначено базовий спектр професійних навичок, які розвиваються під час вивчення цієї дисципліни, зокрема: логічне, абстрактне, аналітичне та обчислювальне (алгоритмічне) мислення.

Практична цінність дослідження полягає в описі досвіду інтеграції теоретичного матеріалу з інженерним складником на базі платформи Arduino, що базується на спрощеному фреймворку мови C/C++. Наведено конкретні приклади проєктних завдань, успішно реалізованих здобувачами освіти (кодовий замок, робот у лабіринті, система автополиву). Детально розібрано методику поєднання логічних схем, булевої алгебри та комбінаторних принципів із практичним програмуванням мікроконтролерів для створення цифрових пристроїв. Окреслено основні проблеми впровадження такого підходу, як-от брак підготовки вчителів та обмеження навчальних планів, і запропоновано стратегії їхнього подолання.