STEM-урок:
Досліджуємо напівпровідникові елементи з Arduino
Підготувала:
вчитель фізики та інформатики
ЗЗСО №45
Подільського району
м. Києва
Київ- 2020
Тема STEM-уроку:
Навчальний міні-проєкт: «Повноколірний (RGB) світлодіод»
Досліджуємо напівпровідникові елементи з Arduino
Тип уроку: комбінований.
Вікова група: 11 клас (при можливості, залучення учнів/учениць 9-10 класів).
Тип STEM-проєкту: міжпредметний, дослідницький, короткотривалий (45 хв).
Форма уроку: групова.
Пояснювальна записка до уроку: дана розробка STEM-уроку може бути використана як елемент впровадження проєктно-дослідницької діяльності у загальноосвітніх навчальних закладах та має на меті залучити до наукової діяльності учнів/учениць 9-11 класів.
Мета: інтегрувати базові знання з фізики та інформатики на практиці за допомогою електронного конструктора KS0070 KEYESTUDIO UNO R3; показати учням практичне застосування знань про напівпровідникові елементи, зокрема – RGB-світлодіоди. Розкрити причинно-наслідкові зв’язки між спостережуваними явищами та теоретичними закономірностями. Продовжувати формувати інтерес учнівського колективу до наукових досліджень.
Зміст уроку буде спрямовано на розвиток в учнів наступних компетентностей:
Ключові компетентності
Математична - застосовування математичних методів для опису, дослідження фізичних явищ і процесів.
Природнича - вміння пояснювати природні явища і технологічні процеси;
- використання знань з фізики для вирішення завдань, пов'язаних із реальними об'єктами природи і техніки;
- здатність, за допомогою фізичних методів самостійно чи в групі досліджувати природу;
- оцінка значення фізики та технологій для формування цілісної наукової картини світу, сталого розвитку.
Інформаційно-цифрова - уміння використовувати сучасні пристрої для опрацювання, збереження, передачі та представлення інформації;
- використання сучасних цифрових технологій і пристроїв для вивчення фізичних явищ, для обробки результатів експериментів, моделювання фізичних явищ і процесів;
- ціннісні орієнтири у володінні навичками роботи з інформацією, сучасною цифровою технікою.
Ініціативність і підприємливість - уміння застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо проєктної, конструкторської та винахідницької діяльності, для вирішення життєвих проблем, пов’язаних із матеріальними й енергетичними ресурсами;
- оцінювати можливість застосування набутих знань з фізики в майбутній професійній діяльності, для ефективного вирішення повсякденних проблем;
- оцінювати власні здібності щодо вибору майбутньої професії, пов’язаною з фізикою чи технікою;
- ціннісне ставлення до фізичних знань, результатів власної праці та праці інших людей.
Обізнаність і самовираження- використання знань з фізики та інформатики під час реалізації власних творчих ідей.
Предметні компетентності (їхня суть розкривається в наскрізних змістових лініях):
1) уміння планувати, підготувати, спостерігати експеримент;
2) уміння застосовувати набуті знання на практиці та обробляти результати експерименту;
3) уміння інтерпретувати результати досліджень.
Обладнання: навчальний електронний набір для Arduino KS0070 KEYESTUDIO UNO R3, ноутбук або ПК, програмне забезпечення Arduino, проектор, Інтернет-підтримка; RGB-світлодіод, провідники.
Структура уроку:
Зміст уроку |
Час, хв |
Прийоми і методи |
І. Організаційний етап. Актуалізація опорних знань. Постановка навчальної проблеми. |
10 |
Питання класу. Фронтальна бесіда з елементами демонстрації. |
II. Організація вивчення матеріалу. |
20 |
Розповідь вчителя, бесіда;); спостереження й аналіз, виділення головного; записи на дошці і у зошитах. Виконання практичного завдання. |
III. Закріплення нового матеріалу. Рефлексія. |
5 |
Питання класу. Розв'язування якісних задач. Бесіда. |
IV. Домашнє завдання. Підведення підсумків уроку. |
5 |
Коментар учителя. |
Хід уроку:
І. Організаційний етап.
Привітання. Перевірка присутності.
Актуалізація опорних знань.
Необхідно актуалізувати знання, отримані учнями з попереднього STEM-уроку: «Світлофор».
Перевірка домашнього завдання.
Питання класу
Постановка навчальної проблеми.
Слово вчителя:
«Сьогодні дослідимо повноколірний світлодіод. Напишемо код в програмному середовищі Arduino використаємо RGB-світлодіод з набору електронного конструктора KS0070 KEYESTUDIO UNO R3».
II. Організація вивчення нового матеріалу.
Оголошення теми уроку.
Пояснення вчителя із записами в зошити (для наочності можна використати проектор, що виводитиме на екран інформацію з мережі Інтернет).
Вчитель виводить на екран за допомогою проектора відповідну сторінку з Інтернет-мережі:
Учні розглядають будову повноколірного світлодіоду. Вчитель коментує основні відомості та принцип дії такого пристрою.
Практична робота
«Повноколірний світлодіод»
Мета: дослідити роботу повноколірного діода; пояснити фізичні процеси, що спостерігаються.
Час виконання - 20 хв.
Необхідне обладнання:
Схема підключення:
Зразок програмного коду:
Алгоритм виконання роботи:
III. Закріплення нового матеріалу. Рефлексія.
Звітування учнями виконання практичного завдання.
Питання класу
IV. Домашнє завдання.
Опрацювати теоретичний матеріал уроку. Підготувати повідомлення на тему: «Способи перемикання світлодіодів».
Підсумок уроку. Оцінювання учнів.
Інформаційні джерела (електронні ресурси):
https://wiki.keyestudio.com/Main_Page
https://wiki.keyestudio.com/Getting_Started_with_Arduino