Розроблення учнями моделей фізичних явищ як один з шляхів реалізації STEAM-підходу в освіті
Вантажиться...
Дата
2023
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Впровадження підходу STEAM у шкільну освіту є одним із шляхів підвищення мотивації учнів до вивчення природничо-математичних дисциплін, а також дотримання принципів науковості, зв’язку навчання з життям, діяльністю. У статті обґрунтовано застосування одного із шляхів реалізації підходу STEAM до навчання студентів, а саме створення комп’ютерних моделей фізичних явищ на заняттях гуртка «Інформатика». У статті обґрунтовується вибір мови програмування C#, враховуючи відносну простоту та популярність цієї мови програмування. Об’єктами роботи студентів є комп’ютерні моделі таких фізичних явищ: електролізу, експерименту з визначення коефіцієнта тертя, математичного маятника, а також динамічна бібліотека функцій для обчислення основних фізичних величин. Складні проекти доцільно створювати кількома учнями. У той час як одні студенти розроблятимуть динамічні бібліотеки та налагоджуватимуть їх, інші розроблятимуть інтерфейс програмного засобу. Завдяки такому підходу стає можливим створювати програмне забезпечення, яке буде важливим і яке можна буде використовувати для вирішення важливих практичних завдань. Надалі планується розробити та апробувати методику організації спільної роботи студентів над програмними засобами та динамічними бібліотеками, які використовуватимуться для вирішення важливих завдань. На основі аналізу результатів написання і захисту науково-дослідних вихованцями гуртка можна зробити такі висновки: створення учнями комп’ютерних моделей фізичних явищ сприяє їх зануренню у відповідну проблематику (фізика: досліджуване явище, закон, процес; алгебра: перетворення формул; геометрія: декартова система координат, тригонометричні функції, співвідношення сторін у прямокутному трикутнику); для одного учня створення повнофункціонального програмного засобу часто є важким. Спрощення програмного засобу веде до зменшення його цінності; якщо це навчальна модель фізичного досліду, то учні потребують пояснень керівника гуртка щодо того, які дані є вхідними і як правильно перевірити розрахунки; створення будь-якої комп’ютерної програми, яка матиме практичну цінність, вимагає від учня поглиблення його знань у певній галузі (наприклад, в криптографії і теорії чисел). Тому створення таких програм являє собою цінність і для самого учня; у процесі розроблення прикладних програм, які вирішують важливі практичні завдання, учні досягають як об’єктивних результатів (створення програми, яка має практичну користь), так і суб’єктивних (набувають компетентностей, які у подальшому будуть корисні; поглиблюють знання в певних галузях людської діяльності; розвивають уміння планувати свою діяльність).
The implementation of the STEAM approach in school education is one of the ways to increase the motivation of students to study natural and mathematical disciplines, as well as to observe the principles of scientificity, the connection of learning with life, and activity. The article substantiates the application of one of the ways of implementing the STEAM approach to student learning, namely the creation of computer models of physical phenomena in the classes of the "Informatics" group. The article substantiates the choice of the C# programming language, taking into account the relative simplicity and popularity of this programming language. The objects of students' work are computer models of the following physical phenomena: electrolysis, an experiment to determine the coefficient of friction, a mathematical pendulum, as well as a dynamic library of functions for calculating basic physical quantities. It is advisable to create complex projects by several students. While some students will develop dynamic libraries and debug them, others will develop the interface of the software tool. With this approach, it becomes possible to create software that will be important and can be used to solve important practical problems. In the future, it is planned to develop and test the method of organizing students' joint work on software tools and dynamic libraries that will be used to solve important tasks. On the basis of the analysis of the results of writing and defense of scientific research students of the circle, the following conclusions can be drawn: students' creation of computer models of physical phenomena contributes to their immersion in the relevant problems (physics: the studied phenomenon, law, process; algebra: transformation of formulas; geometry: Cartesian system coordinates, trigonometric functions, ratio of sides in a right triangle); for a single student, creating a full-featured software tool is often difficult. Simplifying a software tool leads to a decrease in its value; if this is an educational model of a physical experiment, then the students need explanations from the group leader about what data are input and how to correctly check the calculations; creating any computer program that will have practical value requires the student to deepen his knowledge in a certain field (for example, in cryptography and number theory). Therefore, the creation of such programs is a value for the student himself; in the process of developing applied programs that solve important practical tasks, students achieve both objective results (creating a program that has practical benefit) and subjective results (acquiring competencies that will be useful in the future; deepening knowledge in certain areas of human activities; develop the ability to plan their activities).
The implementation of the STEAM approach in school education is one of the ways to increase the motivation of students to study natural and mathematical disciplines, as well as to observe the principles of scientificity, the connection of learning with life, and activity. The article substantiates the application of one of the ways of implementing the STEAM approach to student learning, namely the creation of computer models of physical phenomena in the classes of the "Informatics" group. The article substantiates the choice of the C# programming language, taking into account the relative simplicity and popularity of this programming language. The objects of students' work are computer models of the following physical phenomena: electrolysis, an experiment to determine the coefficient of friction, a mathematical pendulum, as well as a dynamic library of functions for calculating basic physical quantities. It is advisable to create complex projects by several students. While some students will develop dynamic libraries and debug them, others will develop the interface of the software tool. With this approach, it becomes possible to create software that will be important and can be used to solve important practical problems. In the future, it is planned to develop and test the method of organizing students' joint work on software tools and dynamic libraries that will be used to solve important tasks. On the basis of the analysis of the results of writing and defense of scientific research students of the circle, the following conclusions can be drawn: students' creation of computer models of physical phenomena contributes to their immersion in the relevant problems (physics: the studied phenomenon, law, process; algebra: transformation of formulas; geometry: Cartesian system coordinates, trigonometric functions, ratio of sides in a right triangle); for a single student, creating a full-featured software tool is often difficult. Simplifying a software tool leads to a decrease in its value; if this is an educational model of a physical experiment, then the students need explanations from the group leader about what data are input and how to correctly check the calculations; creating any computer program that will have practical value requires the student to deepen his knowledge in a certain field (for example, in cryptography and number theory). Therefore, the creation of such programs is a value for the student himself; in the process of developing applied programs that solve important practical tasks, students achieve both objective results (creating a program that has practical benefit) and subjective results (acquiring competencies that will be useful in the future; deepening knowledge in certain areas of human activities; develop the ability to plan their activities).
Опис
Ключові слова
STEAM, освіта, програмування, проект, гурток, Мала академія наук, STEAM, education, programming, project, circle, Junior Academy of Sciences
Бібліографічний опис
Базурін В. Розроблення учнями моделей фізичних явищ як один з шляхів реалізації STEAM-підходу в освіті [Текст] / В. Базурін // Актуальні питання природничо-математичної освіти : збірник наукових праць. Вип. 1 (21) / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка ; [голова редкол. Н. А. Тарасенкова, ред. рада.: М. І. Бурда, М. Гарнер, В. Б. Мілушев та ін.]. – Суми : [СумДПУ імені А. С. Макаренка], 2023. –.С. 22–28. – DOI: 10.5281/zenodo.8032238