W ramach realizacji projektu MatMechBio na Wydziale Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach przeprowadzono szereg kompleksowych działań ukierunkowanych na podniesienie jakości kształcenia, zwiększenie jego praktycznego wymiaru oraz dostosowanie kompetencji studentów do aktualnych i prognozowanych potrzeb rynku pracy Górnośląsko-Zagłębiowskiej Metropolii. Projekt objął wybrane kierunki ścisłe i techniczne, jak i kształcenie przyszłych nauczycieli, a jego rezultaty mają charakter trwały, interdyscyplinarny i szeroko dostępny.
Zadanie 1 – Zwiększenie konkurencyjności absolwentów kierunków inżynierskich UŚ poprzez wzmocnienie kompetencji w zakresie Przemysłu 4.0
W ramach zadania nr 1 zrealizowano działania obejmujące rozbudowę i unowocześnienie infrastruktury dydaktycznej oraz opracowanie materiałów umożliwiających praktyczne kształcenie w obszarze technologii charakterystycznych dla Przemysłu 4.0. Modernizacja dotyczyła modułów realizowanych na kierunkach mechatronika oraz inżynieria biomedyczna, w szczególności: Technologie źródeł energii odnawialnej i odzyskiwanej oraz Podstawy automatyki i sterowania.
Wprowadzono treści obejmujące m.in. programowanie mikrokontrolerów i sterowników PLC, integrację systemów czujnikowych, analizę parametrów instalacji odnawialnych źródeł energii oraz cyfrowe systemy sterowania procesami technologicznymi. Efektem tych działań było opracowanie siedmiu instrukcji laboratoryjnych, zebranych w publikacji dydaktycznej „Zastosowanie mikrokontrolerów i systemów sterowania w innowacyjnym nauczaniu problemowym”, stanowiącej kompleksowy materiał do realizacji laboratoriów w formule Problem-Based Learning.
Równolegle zaprojektowano i wykonano nowoczesne stanowiska dydaktyczne oparte na przemysłowych sterownikach PLC. Ich szczegółowy opis zawarto w publikacjach poświęconych stanowiskom z wykorzystaniem sterowników Eaton Easy E4 oraz Siemens S7-1200 z panelem HMI, umożliwiających analizę rzeczywistych problemów inżynierskich, takich jak na przykład automatyczna identyfikacja i klasyfikacja obiektów na linii przemysłowej.
Materiały dydaktyczne uzupełniono o karty efektów uczenia się, zgodne z wymaganiami Polskiej Ramy Kwalifikacji, co pozwala na precyzyjne mapowanie i weryfikację osiąganych kompetencji studentów oraz ich bezpośrednie wdrażanie do programów studiów.
Zrealizowane działania znacząco przyczyniają się do zwiększenia jakości kształcenia praktycznego oraz lepszego przygotowania absolwentów do pracy w nowoczesnych sektorach gospodarki regionu. Opracowane stanowiska i materiały są wykorzystywane zarówno w bieżącym procesie dydaktycznym, jak i w działaniach popularyzatorskich np. podczas Dni Otwartych kierunków Mechatronika i Inżynieria Biomedyczna.
Zadanie 2 – Innowacje w Nauczaniu – AI i Data Science
Zadanie nr 2 koncentrowało się na opracowaniu nowych modułów dydaktycznych z zakresu data science i sztucznej inteligencji oraz na modyfikacji modułów praktyk nauczycielskich na kierunku matematyka.
W ramach modułu Data Science przygotowano kompleksowy opis obejmujący efekty uczenia się, treści programowe, formy zajęć, literaturę, przykładowe tematy projektów zaliczeniowych oraz wzór raportu. Konstrukcja modułu sprzyja rozwijaniu praktycznych umiejętności analizy danych i odpowiada na potrzeby rynku pracy. Moduł zostanie zgłoszony do wyboru dla studentów studiów II stopnia na kierunku matematyka w roku akademickim 2026/2027.
Równolegle przeprowadzono analizę narzędzi i badań z zakresu sztucznej inteligencji w edukacji matematycznej, czego efektem było wdrożenie w roku akademickim 2025/2026 modułu Sztuczna inteligencja w pracy nauczyciela. Zajęcia te umożliwiają studentom specjalności nauczycielskich praktyczne poznanie możliwości wykorzystania AI w dydaktyce matematyki.
Istotnym rezultatem zadania była również modyfikacja modułów Praktyka nauczycielska z matematyki w szkole podstawowej i ponadpodstawowej, obejmująca m.in. analizę regulacji prawnych, materiałów wykorzystywanych w szkołach ćwiczeń oraz zagadnień związanych z pracą opiekuńczo-wychowawczą nauczyciela. Działania te podnoszą jakość i efektywność kształcenia przyszłych nauczycieli matematyki oraz odpowiadają na potrzeby edukacyjne regionu.
Zadanie 3 – Bliżej nauki
Zadanie nr 3 obejmowało zaprojektowanie i opracowanie instrukcji oraz scenariuszy ćwiczeń laboratoryjnych w języku polskim i angielskim, dotyczących nowoczesnych metod badawczych stosowanych w naukach ścisłych, technicznych i przyrodniczych.
Przygotowano pięć scenariuszy ćwiczeń, m.in. z zakresu pomiarów lepkości cieczy, efektu Dopplera, własności elektronów w graficie oraz badań ciał stałych z wykorzystaniem ultradźwięków. Wszystkie instrukcje opracowano według jednolitego wzoru, obejmującego cel ćwiczenia, opis aparatury, podstawy teoretyczne, szczegółowy przebieg doświadczenia oraz analizę wyników z uwzględnieniem niepewności pomiarowych.
Materiały uzupełniono o zdjęcia układów pomiarowych, schematy, przykładowe tabele i wykresy, co znacząco ułatwia studentom samodzielną pracę. Zestawy mają charakter uniwersalny i są wykorzystywane na wielu kierunkach studiów, m.in. fizyce, chemii, informatyce, mechatronice, matematyce nauczycielskiej oraz naukach biomedycznych. Z opracowanych materiałów korzystają również doktoranci oraz uczestnicy działań popularyzujących naukę.
Zadanie 4 – Upowszechnianie rezultatów i dostępność materiałów
Wszystkie materiały dydaktyczne, publikacje i opisy stanowisk opracowane w ramach zadań 1–3 zostały udostępnione na dedykowanej stronie internetowej projektu:
https://matmechbio.us.edu.pl/
Strona pełni funkcję otwartego repozytorium rezultatów projektu, zapewniając trwały i powszechny dostęp do materiałów dla studentów, nauczycieli akademickich, doktorantów oraz uczestników działań popularyzatorskich. Informacje o projekcie zostały również opublikowane na oficjalnej stronie Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych oraz upowszechnione za pośrednictwem mediów społecznościowych Uniwersytetu Śląskiego.
Rezultaty projektu były prezentowane podczas Dni Otwartych kierunków Mechatronika oraz Inżynieria Biomedyczna, umożliwiając uczniom szkół ponadpodstawowych, kandydatom na studia oraz ich opiekunom bezpośrednie zapoznanie się z nowoczesną infrastrukturą laboratoryjną oraz praktycznym wymiarem kształcenia inżynierskiego.
Projekt był również promowany za pośrednictwem mediów społecznościowych Uniwersytetu Śląskiego, w szczególności na platformie Facebook, co pozwoliło dotrzeć do szerokiego grona odbiorców – studentów, nauczycieli, uczniów szkół średnich oraz osób zainteresowanych nowoczesną edukacją, nauką i technologiami. Zastosowane kanały komunikacji znacząco zwiększyły widoczność projektu oraz sprzyjały długofalowemu wykorzystaniu jego rezultatów w dydaktyce, działaniach popularyzujących naukę oraz współpracy uczelni z otoczeniem społeczno-edukacyjnym regionu.
Podsumowanie
Realizacja projektu MatMechBio przyczynia się do wzmocnienia jakości i innowacyjności kształcenia na Uniwersytecie Śląskim, rozwoju nowoczesnej infrastruktury dydaktycznej oraz lepszego przygotowania studentów do wyzwań współczesnego rynku pracy. Opracowane rozwiązania sprzyjają interdyscyplinarności, popularyzacji nauki oraz długofalowej współpracy uczelni z otoczeniem społeczno-edukacyjnym Górnośląsko-Zagłębiowskiej Metropolii.
dr Joanna Maszybrocka, prof. UŚ
Projekt MatMechBio – Innowacyjne Nauczanie Problemowe i Technologie dla Poprawy Jakości Kształcenia w obszarze GZM został dofinansowany przez Górnośląsko‑Zagłębiowską Metropolię w ramach Programu „Metropolitalny Fundusz Wspierania Nauki”.
Projekt realizowany na Wydziale Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.