Проєктний метод у STEM-освіті із застосуванням програмно-апаратної платформи Arduino
Вантажиться...
Дата
2023
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Формулювання проблеми. Одним із перспективних методів навчання у STEM-освіті є метод проєктів. Проєктний метод у STEM- освіті обумовлює актуальність і дослідницький характер теми проєкту, забезпечення взаємозв’язку теоретичних знань із практикою, практичне втілення результатів проєкту. Проєкт, як засіб реалізації STEM-освіти, дозволяє інтегрувати знання з різних предметних галузей під час розв'язання реальних задач, створення діючих макетів, що обумовлює їх практичне використання.
Матеріали і методи. Використано методи аналізу та систематизації науково-педагогічної літератури; узагальнення результатів вітчизняного і зарубіжного досвіду щодо використання проєктного методу у STEM-освіті із застосуванням програмно- апаратної платформи Arduino. Наведено експериментальну методику створення діючого фізіотерапевтичного лазерного пристрою для лікування нежитю. Застосовано програмне комп’ютерне моделювання для імітації роботи пристрою з розробкою коду для плати Arduino UNO.
Результати. На прикладі виконання STEM-проєкту «Розробка фізіотерапевтичного лазерного пристрою для лікування нежитю» показано як можна інтегрувати низку різнорівневих, дидактичних і дослідницьких завдань. Наведено узагальнений опис основних структурних елементів плати Arduino Uno. Сформульовано типовий алгоритм ознайомлення з роботою плати Arduino. Вказано основні розділи курсу фізики, знання яких є базовими для реалізації проекту. Показано як використання бітової матриці станів лазера дозволяє створювати циклічні режими опромінення, що періодично змінюють один одного. Наведено приклад коду з обробкою бітової матриці станів лазера. Скетч керує режимами напівпровідникового лазера, відображає час опромінення на рідкокристалічному дисплеї та подає звуковий сигнал по закінченню часу опромінювання, що задається потенціометром. Подано фрагмент симуляційного моделювання фізіотерапевтичного пристрою в середовищі Tinkercad Circuits.
Висновки. Практичний досвід використання проєктного методу в STEM-освіті показав, що він дозволяє студентам активно досліджувати реальну проблему, застосовувати отримані знання на практиці, розвивати навички співпраці, комунікації та критичного мислення. Виконання проєкту сприяє поєднанню різних видів діяльності, таких як пізнавальна, творча, практична, дослідницька, а також розвитку навичок мислення, мотивації та відповідальності за свою діяльність. Впровадження проєктного методу дає можливість забезпечити якісну підготовку фахівців з природничих наук, здатних ефективно застосовувати свої знання та навички у практичних ситуаціях та сприяти подальшому розвитку STEM-галузей в Україні.
Опис
Ключові слова
проєктний метод, STEM-освіта, платформаArduino, програмування, інженерне мистецтво
Бібліографічний опис
Воронкін О. Проєктний метод у STEM-освіті із застосуванням програмно-апаратної платформи Arduino [Текст] / О. Воронкін, С. Лущин // Фізико-математична освіта : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Фізико-математичний факультет ; [редкол.: М. П. Вовк, М. Гр. Воскоглу, Т. Г. Дерека та ін.]. – Суми : [СумДПУ імені А. С. Макаренка], 2023. – Вип. 4 (38). – С. 24–30. – DOI: 10.31110/2413-1571-2023-038-4-003