УДК 378

Милинский А.Ю.¹ (Благовещенск, Россия) — a.milinskiy@mail.ru

¹Благовещенский государственный педагогический университет

Аннотация. В статье рассматриваются современные научно-методические подходы к формированию инженерного мышления в процессе преподавания раздела «механика» курса общей физики в техническом и педагогическом образовании. Исследование выполнено в формате систематизированного обзора научной литературы за последние 5 лет. В анализ были включены рецензируемые публикации, мета-анализы, кейс-стади, нормативные документы и теоретические исследования, посвящённые инженерному образованию, активным педагогическим технологиям и интеграции практико-ориентированных подходов в физическую подготовку студентов. В статье представлен сравнительно-содержательный анализ современных представлений об инженерном мышлении как о системном способе интерпретации физических процессов с ориентацией на проектирование технических решений. Раскрыты ключевые направления модернизации преподавания механики: включение инженерных кейсов, проектно- и проблемно-ориентированного обучения, лабораторных работ с инженерным уклоном, междисциплинарных проектов, а также использование цифровых и виртуальных образовательных сред. Описаны педагогические условия, способствующие развитию у обучающихся инженерно-практических компетенций, включая способность моделировать реальные механические системы, учитывать погрешности и допуски, применять законы механики в проектной деятельности и работать в команде. Проведён анализ доказательной базы эффективности активных методов обучения, включая результаты экспериментальных исследований и мета-анализов, подтверждающих их положительное влияние на уровень предметной подготовки, мотивацию и развитие критического мышления студентов. Выявлены основные ограничения внедрения инженерно-ориентированных методик: ресурсные, кадровые и организационные барьеры, а также недостаточная методическая обеспеченность преподавателей. Сделан вывод о стратегической значимости интеграции инженерного мышления в курс механики как условия повышения качества подготовки будущих специалистов инженерного профиля. Обозначены перспективы дальнейших исследований, связанные с разработкой методических моделей преподавания механики, адаптированных к требованиям современной инженерной практики.

Ключевые слова: инженерное мышление, механика, курс общей физики, инженерное образование, проектно-ориентированное обучение, проблемно-ориентированное обучение, активные методы обучения, физическое образование, инженерные компетенции, междисциплинарные проекты, виртуальные лаборатории, образовательные технологии.

Список источников:    

1. Барышников С.В. Знакомство студентов с идеями нанотехнологий на занятиях по физике // Учебная физика. 2024. № 2. С. 52–57. URL: https://elibrary.ru/gtkvax  
2. Барышников С.В. К вопросу о существовании предельной скорости в механике // Физическое образование в вузах. 2024. № 2. С. 106–111.  DOI: https://doi.org/10.54965/16093143_2024_30_2_106
3. Милинский А.Ю. Проблемы сопровождения научно-исследовательской деятельности по физике бакалавров вуза // Наука и школа. 2022. № 6. С. 165–171. DOI: https://doi.org/10.31862/1819-463X-2022-6-165-171
4. Милинский А.Ю., Днепровская О.А. Повышение эффективности выполнения первых лабораторных работ по физике студентами вуза // Школа будущего. 2021. № 6. С. 104–115. URL: https://elibrary.ru/wkzyxb
5. Henderson T.S. Eurocentric epistemologies in engineering: Manifestations in first-year student design teams and consequences for student learning // Journal of Engineering Education. 2024. Vol. 113. P. 360–382.  DOI: https://doi.org/10.1002/jee.20589
6. Subramaniam R.C., Morphew J.W., Rebello C.M., Rebello N.S. Presenting a STEM Ways of Thinking framework for engineering design-based physics problems // Physical Review Physics Education Research. 2025. Vol. 21. P. 010122. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.21.010122
7. Leung J.K.L., Ng D.T.K., Tsui C-Y. A Primer for design and systems thinkers: a first-year engineering course for mindset development // Education Sciences. 2024. Vol. 14. P. 86. DOI: https://doi.org/10.3390/educsci14010086
8. Uden L., Sulaiman F., Ching G.S., Rosales J.J. Integrated science, technology, engineering, and mathematics project-based learning for physics learning from neuroscience perspectives // Frontiers in Psychology. 2023. Vol. 14. P. 1136246. DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyg.2023.1136246
9. Hsieh C., Knight L. Problem-based learning for engineering students: an evidence-based comparative study // The Journal of Academic Librarianship. 2008. Vol. 34. P. 25–30. DOI: https://doi.org/10.1016/j.acalib.2007.11.007
10. Yang K., Ning Y. University physics teaching based on STEAM education concepts // US-China Education Review A. 2024. Vol. 14. P. 229–234. DOI: https://doi.org/10.17265/2161-623x/2024.05.006
11. Musengimana T., Yadav L. L., Uwamahoro J., Nizeyimana G. Instructional strategies for enhancing students’ problem-solving skills in physics: a systematic review // Discover Education. 2025. Vol. 4. P. 380. DOI: https://doi.org/10.1007/s44217-025-00733-x
12. Makransky G., Petersen G.B. Immersive virtual reality and learning: A meta-analysis // Educational Psychology Review. 2019. Vol. 31. P. 1–40.
13. Negahban A. Simulation in engineering education: The transition from physical experimentation to digital immersive simulated environments // Education and Information Technologies. 2024. Vol. 100. P. 695–708. DOI: https://doi.org/10.1177/00375497241229757
14. Kordova S. Developing systems thinking in a Project-Based Learning environment // International Journal of Engineering Education. 2020. Vol. 2. P. 63–81. DOI: https://doi.org/10.14710/ijee.2.1.63-81
15. Андрюхина Л.М., Гузанов Б.Н., Анахов С.В. Инженерное мышление: векторы развития в контексте трансформации научной картины мира // Образование и наука. 2023. № 8. С. 12–48. DOI: https://doi.org/10.17853/1994-5639-2023-8-12-48
16. Ramezani S.G., Mostafavi Z.S. Developing and validating a comprehensive scale for accreditation standards and quality assurance in e-learning institutions // Educ Inf Technol. 2025. Vol. 30. P. 21139–21187. DOI: https://doi.org/10.1007/s10639-025-13587-5
17. Wang C., Song L., Jiang J. The impact of project-based learning on university physics education: enhancing cognitive skills and core competencies // Front. Psychol. 2025. Vol. 16. P. 1495105. DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyg.2025.1495105
18. Marcinauskas L, Iljinas A, Čyvienė J, Stankus V. Problem-Based Learning versus Traditional Learning in Physics Education for Engineering Program Students // Education Sciences. 2024. Vol.14. P. 154. DOI: https://doi.org/10.3390/educsci14020154
19. Nauryzbayeva G., Demessinova A., Toxanbekova A., Kembayeva Z., Sabitova A. Teaching physics to future engineers: Approaches, challenges, and prospects // International Journal of Innovative Research and Scientific Studies. 2025. Vol. 8. P. 2263–2270. DOI: https://doi.org/10.53894/ijirss.v8i5.9446
20. Juandi T., Kaniawati I., Samsudin A., Riza L. Prospective teachers’ perception of critical and reflective thinking skills on modern physics: Rasch Analysis // Journal for the Education of Gifted Young Scientists. 2024. Vol. 12. P. 137–150. DOI: https://doi.org/10.17478/jegys.1502503
21. Ang H.Q., Domingo B. An innovative and universal teaching model in engineering education to foster industry 5.0 Skills–Epic principles // Education Sciences. 2025. Vol. 15. P. 1096. DOI: https://doi.org/10.3390/educsci15091096
22. Alvarez G. M., Greca I. M., Arriassecq I. Problem-based learning as a strategy for teaching physics in technical–professional higher education: a case study in Chile // Education Sciences. 2025. Vol. 15. P. 941. DOI: https://doi.org/10.3390/educsci15080941
23. Didiş N., Pospiech G. Examination of students’ physics knowledge construction with peers and metacognitive evaluations // Physical Review Physics Education Research. 2024. Vol. 20. P. 020153. DOI: https://doi.org/10.1103/physrevphyseducres.20.020153
24. Subramaniam R.C., Borse N., Bralin A., Morphew J.W., Rebello C.M., Rebello N. S. Investigating the design-science connection in a multi-week engineering design-based introductory physics laboratory task // Phys. Rev. Phys. Educ. Res. 2025. Vol. 21. P. 010118. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.21.010118
25. Li J., Liang W. Effectiveness of virtual laboratory in engineering education: A meta-analysis // PLoS ONE. 2024. Vol. 19. P. e0316269. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0316269
26. Benítez Barajas L.J. The case method as structured rational thinking for learning physics principles in engineering // World Conference on Research in Teaching and Education Proceedings (Berlin, Germany). 2025. Vol. 8. P. 1–15.  DOI: https://doi.org/10.33422/teconf.v1i1.976
27. Tariq R., Aponte Babines B. M., Ramirez J., Alvarez-Icaza I., Naseer F. Computational thinking in STEM education: current state-of-the-art and future research directions // Frontiers in Computer Science. 2025. Vol. 6. P. 1480404. DOI: https://doi.org/10.3389/fcomp.2024.1480404
28. Семенкова Т. А., Федосов А. Ю. Формирование инженерного мышления школьников средствами 3D-моделирования в контексте реализации технологий STEAM-образования // International Journal of Open Information Technologies. 2024. № 12. С. 102–117. URL: https://elibrary.ru/qcjllx
29. Persano Adorno D., Pizzolato N. Benefits of a physics-driven interdisciplinary final project for mechanical engineering undergraduates // International Journal of Mechanical Engineering Education. 2025. P. 1–14. DOI: https://doi/10.1177/03064190251319413
30. Liu X., Li M., Yan Q., Ni X. Exploring the teaching reform of college physics in private universities based on the integration of industry and education // Physics and Engineering. 2024. Vol. 34. P. 61–65.  DOI: https://doi.org/10.26599/phys.2024.9320311
31. Varela C., Rebollar C., Garcia O., Bravo E., Bilbao J. Skills in computational thinking of engineering students of the first school year // Heliyon. 2019. Vol. 5. P. e02820.  DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02820
32. Wang X., Wang T., Liu H. Rerandomization in Stratified Randomized Experiments // Journal of the American Statistical Association. 2023. Vol. 118. P. 1295–1304. DOI: https://doi.org/10.1080/01621459.2021.1990767

Библиографическая ссылка: Милинский А.Ю. Современные подходы к формированию инженерного мышления в процессе изучения механики // ЦИТИСЭ. 2026. № 2. С. 628-637.