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
|
Связывай
|
Construct
|
Сборка
|
Создавай
|
Contemplate
|
Обсуждение
|
Смотри
|
Continue
|
Продолжение
|
Совершенствуй
|
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 25о до 36о.
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.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.