STEM: як власноруч сконструювати зі школярами технологічні іграшки

Кожен з нас хоч раз дивився мультфільм «Фіксики», і більшості він точно сподобався! В кожній серії цікаво, яскраво і у захопливій сюжетній формі пояснюються принципи влаштування певних приладів чи механізмів, а також розповідається просто про складні речі, про які навіть ми, дорослі, інколи не знаємо!

Формат «Фіксиків» – це приклад того, як можна ефективно опановувати складну теорію! А ось пояснити складну науку буквально на пальцях, допоможе освітній підхід STEM.

Ми дібрали декілька цікавих на наш погляд майстер-класів. Запропонуйте учням створити власні STEM-проекти, в яких вони на практиці зможуть застосувати знання з точних наук, проявити творчість та кмітливість!

1. Механічна рука

У науковій фантастиці та кінематографі вже декілька десятиліть не втрачають популярності герої, атрибутом яких є штучна рука. Але чи всі учні молодшого шкільного віку знають, який принцип покладено в основу руху п'ястку руки? Продемонструйте це, створивши разом спільний проект!

Що потрібно:

Картон, міцна нитка/мотузка/гумова стрічка, трубочки для напоїв, пістолет із гарячим клеєм чи суперклей, ножиці.

2. Екскаватор

Вивчаючи основи механіки на уроках фізики, запропонуйте школярам разом створити подібну технологічну іграшку. У такий спосіб принцип важеля запам'ятається якнайкраще!

Що потрібно:

Картон, шпажки, медичні шприці на 10-12 кубів (8 шт), суперклей, пістолет із гарячим клеєм, металевий дріт, ножиці, пластмасові стяжки (можна замінити металевим дротом), 1 пальчикова батарейка, дерев'яні палички (12 шт), пластикові трубки (з крапельниці), ножиці, харчові барвники (4 шт), вода.

3. Вентилятор

У весняно-літній період, щоб якось врятуватись від спеки, все частіше кожен з нас використовує вентилятор. Вмикаєш у розетку, натискаєш на кнопку – і вмить стає легше дихати, приємний вітерець наповнює кімнату.

Але як це працює? Який принцип покладено в основу цього пристрою? Насправді, все не так складно, адже такий механізм можна змайструвати власноруч, на практиці показавши школярам принцип роботи замкненої та розімкнутої електричної мережі!

Що потрібно:

Пластикова пляшка з кришкою, електродвигун, пістолет із гарячим клеєм, трубочки для напою, картон, ножиці, тонкі дроти, ізоляція, вимикач, пальчикові батарейки (2 шт), парний роз'єм для батарейок.

4. Пилосос

Цей побутовий пристрій є у кожній родині. Фактично щотижня кожен з нас його застосовує для того, щоб навести лад у оселі. Але подеколи навіть дорослі не завжди можуть пояснити, як він влаштований.

Виконання такого STEM-проекту дозволить на практиці збагнути, за якими принципами створена побутова техніка та за якими фізичними законами працює.

В межах проекту можна зробити модель пилососу, який працює від загальної електомережі або портативний, живлення якого здійснюється за допомогою пальчикових батарейок.

Що потрібно:

Пластикова пляшка, шматок із металевої банки, пістолет із гарячим клеєм чи суперклей, металевий дріт, редуктивний двигун, картон, капрон, вимикач, шматок гофри, перехідник, пластиковий флакон, фарба та паперове оздоблення.

5. Пральна машина

За рахунок чого відбувається прання? За яким принципом працює барабан пральної машини? Зробіть спільно зі школярами модель побутової техніки! У такий спосіб можна унаочнити сенс потужності, принцип електричної мережі тощо.

Що потрібно:

Картон, пістолет із гарячим клеєм чи суперклей, бляшанка, редуктивний двигун, вимикач, олівець, транспортир, лінійка, канцелярський ніж, акумулятор та роз’єми, прозора плівка, ізоляція, дріт.

6. Генератор мильних бульбашок

Вам також подобається видувати мильні бульбашки? А потім милувались ними, певний час спостерігаючи, як вони мерехтять різними кольорами, перш ніж луснути! Цю забавку полюбляє більшість дітей та навіть дорослих!

А як зробити так, щоб простір вмить наповнився десятками бульбашок? Запропонуйте учням, використавши принцип електричної мережі, створити механічний генератор, який буде їх дмухати автоматично!

Що потрібно:

Пластикова пляшка, мильний розчин, дерев'яні бруски для основи, пістолет із гарячим клеєм, пластикова кришка, редуктивний двигун, ракетки для бульбашок (можна зробити власноруч із дроту), пальчикова батарейка та роз'єм для неї, дроти, вимикач, насадка для вітряка.

7. Прилад для виготовлення солодкої вати в домашніх умовах

Великі кульки солодкої вати - цим залюбки поласують більшість дітей і дорослих. Виявляється таку смакоту можна зробити навіть вдома! Для цього потрібні підручні матеріали і трошки знань з фізики!

Що потрібно:

Пластикові миски (2 шт), бляшанка, ножиці, вимикач, двигун, ізоляція, акумулятор та роз'єм для нього, пістолет із гарячим клеєм чи суперклей.

Також можна власноруч зробити прилад, який буде працювати від електромережі.

8. Байк

Справжній потужний байк – мрія практично кожного підлітка. Тому складнощів у тому, щоб зацікавити школярів створити власні моделі, керуючись законами фізики, – точно не виникне!

У процесі роботи над проектом можна не лише відтворити на практиці фізичні закономірності, але й максимально проявити власні творчі здібності у впровадженні дизайнерського рішення!

Що потрібно:

Бляшанки (2 шт), маркери, ножиці, картон, ізоляційна смужка, пластикові кришки (7 шт), пістолет із гарячим клеєм чи суперклей, шпажки, трубочки для напою (5 шт), дерев'яні чи пластикові палички (10 шт), гумова стрічка, редуктивний двигун, акумулятор та відповідні роз'єми для нього, вимикач.

9. Робот WALL-E

WALL-E – головний герой всесвітньо відомого однойменного мультфільму про життя роботів та становлення їх як особистостей. Зображення цього робота є одним з найбільш впізнаваним! Таку іграшку змайструвати нескладно!

За подібним принципом можна зробити більш ускладнену версію робота WALL-E, вона є більш потужною та може керуватися за допомогою спеціального пульту.

Що потрібно:

Картон, пістолет із гарячим клеєм чи суперклей, ножиці, редуктивний двигун, вимикач, акумулятор та роз’єм для нього, пластикові кришечки з пляшок (6 шт), смужка, пластикові трубочки для напоїв, шпажки.

Всім дітям надзвичайно подобається створювати щось нове!

Вам сподобався принцип, але де шукати ідеї та покрокові відео інструкції їх реалізації? Освітній проект «На Урок» рекомендує такі YouTube-канали з ідеями STEM-проектів:

Також радимо скористатись ресурсом «Цікава робототехніка». На цьому сайті представлено понад 40 майстер-класів втілення ідей створення різноманітних роботів, добірка уроків з робототехніки та багато цікавої та корисної інформації.

Отже, організація освітнього процесу за принципами STEM дозволяє мотивувати школярів до навчання. Адже фізико-хімічні формули, математичні обчислення та основи програмування на уроках – це більше не сухий матеріал за шкільною програмою, а теорія, яка обов'язково буде залучена при створенні власного проекту!

Застосовуйте STEM! Це дозволить зробити науку і технології ближчими та зрозумілішими для школярів будь-якого віку!

Що робити, якщо немає певних елементів та інструментів для реалізації STEM-проекту
У більшості механізмів у якості обов'язкової складової є електродвигун. Для створення шкільних проектів можна використовувати власноруч створені двигуни чи готові моделі. Їх можна або купити, або використати електродвигуни із старих компьютерних системних блоків (двигун кулера).

Щоб скріпити елементи електричної мережі, більшість спеціалістів використовує паяльник. Якщо у вас немає такого приладу у шкільному арсеналі, його можна зробити власноруч із підручних матеріалів.