Стем программасы

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі

Павлодар технологиялық колледжі

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский технологический колледж

Утверждаю

Зам. руководителя по УР

_________ Ш.У. Бектурганова

«_____» _____________2019 г.

Мастер-класс

Применение STEM-технологий в учебном процессе

Подготовила: Дзангиева Л.И.

Павлодар, 2019

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі

Павлодар технологиялық колледжі

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский технологический колледж

Мастер-класс

Применение STEM-технологий в учебном процессе

Магистр Информатики

Дзангиева Л.И.

Павлодар 2019

Цель мастер-класса: повысить мотивацию преподавателей к овладению STEM-технологии.

Задачи:

• Ознакомить преподавателей со STEM-технологией, особенностями STEM-обучения, вариантами использования LEGO MINDSTORMS EV3 в курсе общеобразовательных дисциплин.

• Сформировать понимание, где можно использовать EV3 для изучения тем общеобразовательной программы.

• Видеть возможности работы с оборудованием программа LEGO MINDSTORMS EV3 за пределами общеобразовательной программы.

• Показать практическое применение STEM-технологии на своих уроках физики и информатики.

Форма проведения мастер-класса: лекция с элементами презентации,

Участники: преподаватели

Оборудование: ПК, презентация, ноутбук, программа LEGO MINDSTORMS EV3.

Дидактический материал: презентация, брошюра, методичка.

Структура мастер-класса

1 Всупительная часть. Объявление темы и цели мастер-класса

2 Теоретико –демонстрационная часть

STEM-обучение

Чем отличается от традиционного обучения наукам STEAM-обучение?

Особенности STEM-обучения:

Варианты использования EV3 в курсе общеобразовательных дисциплин

Методика - Принцип 4С

3 Практическая часть. Практическое применение STEAM- технологии .

Изучение информатики с EV3

Изучение технологии с EV3.

Проектная деятельность.

Предметы естественнонаучного цикла (физика, химия, биология)

4 Рефлексия участников мастер-класса.

Подведение итогов

Уважаемые коллеги! Основная цель мастер-класса, проводимого сегодня это повышение мотивации преподавателей к овладению STEM-технологии и использования в учебном процессе.

Я надеюсь, что проведенный сегодня мастер-класс поможет вам начать активно внедрять STEM-технологию в учебный процесс, понимать, где можно использовать EV3 для изучения тем общеобразовательной программы, видеть возможности работы с оборудованием LEGO MINDSTORMS EV3 за пределами общеобразовательной программы.

STEM-обучение - объединение наук, направленное на развитие новых технологий, на инновационное мышление, на обеспечение потребности в хорошо подготовленных инженерных кадрах. Это взаимосвязь и тесное взаимодействие тех областей знаний, которые позволяют учащемуся понять непростой и крайне интересный окружающий мир во всем его многообразии.

Наука неотъемлемо присутствует в мире вокруг нас.

Технология всё больше и больше проникает во все аспекты нашей жизни.

Инженерия используется в проектировании конструкции дорог и мостов, в вопросах глобальных климатических изменений и улучшении окружающей среды, и во многом другом.

Математика же касается каждой профессии, каждого занятия, совершаемого нами в повседневной жизни.

Расшифровка аббревиатуры«STEM»:

‒Science - Наука

‒Technology - Технология

‒Engineering - Инженерное дело

‒Math - Математика

На основе STEM появились новые варианты данного понятия:

‒STEAM: S – science, T – technology, E – engineering, A – art, M – mathematics, или: естественные науки, технология, инженерное искусство, творчество, математика;

‒STREM (добавили в комплекс “R” – robotics/робототехника

STEAM основан на идее обучения учащихся с применением междисциплинарного и прикладного подхода. Вместо того, чтобы изучать отдельно каждую из пяти дисциплин, STEAM интегрирует их в единую схему обучения.

Чем отличается от традиционного обучения наукам STEAM-обучение?

Оно подразумевает смешанную среду обучения и показывает, как научный метод может быть применен к повседневной жизни. STEAM – это одно из направлений реализации проектной и учебно-исследовательской деятельности в колледже и вне.

Обучающиеся по программе «STEAM», помимо физики и математики, изучают робототехнику, программирование, конструируя и программируя собственных роботов. На занятиях используется специальное технологичное лабораторное и учебное оборудование, такое как 3D-принтеры, средства визуализации и прочее оборудование.

Особенности STEM-обучения:

‒Интегрированное обучение по «темам», а не по предметам.

‒Применение научно-технических знаний в реальной жизни.

‒Развитие навыков критического мышления и разрешения проблем.

‒Повышение уверенности к своим силам.

‒Активная коммуникация и командная работа.

‒Развитие интереса к техническим дисциплинам.

‒Креативные и инновационные подходы к проектам, включающий следующие этапы:

‒вопрос (задача);

‒обсуждение;

‒дизайн;

‒строение;

‒тестирование;

‒развитие.

‒Мост между обучением и карьерой.

‒Подготовка учащихся к технологическим инновациям жизни.

‒STEM как дополнение программе.

Таким образом, STEM - это нечто большее, чем уроки. Благодаря STEM-мероприятиям, учащиеся могут увидеть, как то, чему они сейчас учатся, встраивается в их собственное будущее и будущее всего мира. STEM-обучение направлено на подготовку учащихся к жизни в информационном обществе.

Варианты использования EV3 в курсе общеобразовательных дисциплин

Изучение EV3 на занятиях повышает уровень образования.

Преподаватели не должны тщательно изучать программное обеспечение EV3, они должны использовать EV3 как инструмент для изучения своих тем.

1 Информатика

2 Проекты (Технология)

3 Предметы естественнонаучного цикла (физика, химия, биология)

4 Математика

5 Другие предметы

Методика - Принцип 4С

4 этапа обучения:

Connect – Соединение – соединение учащихся с учителем, мотивация,

Construct – Сборка – работа с конструктором, сотрудничество с учеником,

Contemplate – Обсуждение –

Continue – Продолжение – вернуться к началу

Практическое применение STEM-технологии

1. Информатика. Изучение информатики с EV3

С помощью EV3 можно изучать

- алгоритмы

- понятия булевой логики

- языки программирования

- такие понятия как переменные, константы, массивы

Моделирование образовательного робота в программе LEGO®Digital Designer.

2. Проекты (Технология). Изучение технологии с EV3

С помощью EV3 можно изучать:

- системы и управление системами

- инженерно-технический процесс

- конструкторские проекты

Результат:

• понимать, как инженеры разрабатывают проекты для решения определенной задачи

• уметь организовывать применение навыков командной работы и коммуникативных навыков, чтобы учащиеся могли правильно излагать и анализировать информацию.

• уметь собирать собственного робота, который может преодолевать нужные расстояния

• уметь составлять программу, которая выводит на экран пройденное расстояние

Проектный метод. Процесс реализации. Конструкторское бюро. Процесс проектирования.

Этапы выполнения проекта:

1 Постановка задачи

2 Мозговой штурм

3 Выбор решения

4 Создание решения (Тестирование)

5 Анализ решения

6 Усовершенствование решения (Доработка, Программирование)

7 Описание готового проекта (Презентация)

3. Предметы естественнонаучного цикла (физика, химия, биология)

Регистрация данных, с помощью которых можно проводить демонстрационные, а также фронтальные эксперименты.

Использование Датчика температуры. Прогноз изменения температуры от 25^о до 36^о. Аппроксимация на линейную функцию.

С помощью ультразвукового датчика расстояния можно измерять расстояния, а соответственно и скорость тележки, катящейся по наклонной плоскости, с помощью датчика касания или света можно измерять время падения объектов, а соответственно и ускорение свободного падения.

Цифровые лаборатории PASCO открывают широкие возможности для практико-ориентированного обучения работы.

Пример использования в химии. Метод фильтрования в химии.

Используйте простые примеры использования EV3 для регистрации различных данных. Подключите датчики, чтобы использовать функцию регистрация данных EV3. Одновременно к EV3 можно подключить до 4 датчиков. Можно использовать датчики сторонних производителей для измерения: давления, влажности, PH. углекислого газа.

С помощью этих датчиков можно измерить до 40 физических величин.

Изучите ПО «Научные эксперименты»: раздел энергия, сила движения, тепловые явления.

4. Математика

С помощью EV3 можно изучать: алгебру: уравнения, тригонометрию.

5. Другие предметы

Изобразительное искусство: Изучение цветов и их смешивание с помощью датчика света. Робот может рисовать и реализовывать другие Art- проекты.

Иностранные языки: Программное обеспечение на английском языке. Робот может произносить слова на разных языках.

Физкультура: Робот может считать число приседаний или измерять пульс.

Музыка: Изучение нот.

Знакомство с программой программа LEGO MINDSTORMS EV3. Приложение 1

Подведение итогов

Вы познакомились со STEM-технологией, увидели практическую реализацию метода на уроках информатики и физики, также в проектной деятельности и во внеурочной деятельности. Надеюсь, что представленный вашему вниманию материал, повысит вашу мотивацию к овладению STEM-технологией, поможет использовать данную технологию в вашей работе.