План-конспект STREAM уроку
STREAM Урок: “Міст Майбутнього”
Тема: Проектування та будівництво стійкого мосту через уявну перешкоду.
Класи: 1-11.
Автор: Проф. В. Залізко
Дозволено використання ШІ та 3D принтерів
Предмети, що інтегруються:
- Science (Наука): Фізика (стійкість конструкцій, розподіл навантаження), матеріалознавство (властивості різних матеріалів).
- Technology (Технології): Використання онлайн-симуляторів мостів, дослідження інженерних програм (залежно від віку), використання цифрових інструментів для візуалізації.
- Robotics (Робототехніка) (опційно для старших класів): Проектування робота, який зможе перетинати збудований міст або брати участь у його будівництві.
- Engineering (Інженерія): Проектування мосту з урахуванням заданих параметрів (довжина, висота, вантажопідйомність), вибір оптимальної конструкції.
- Art (Мистецтво): Естетичне оформлення мосту, створення макету, художнє відображення процесу проектування.
- Mathematics (Математика): Розрахунок необхідної кількості матеріалів, визначення кутів нахилу, розрахунок навантаження, масштабування макету.
Приклад уроку для молодшої школи (1-4 класи): “Барвистий міст для іграшкових друзів”
Спойлер
- Зав’язка (Science/Art): Обговорення різних видів мостів, розгляд ілюстрацій та відео. Запитання: “Для чого потрібні мости? Які вони бувають? Чим вони відрізняються?” Діти розглядають різні матеріали (папір, картон, пластикові трубочки, конструктор) та їхні властивості на дотик.
- Дослідження (Science/Technology): Просте експериментування зі згинанням та ламанням різних матеріалів. Перегляд коротких відео про найпростіші мостові конструкції (балочні, аркові).
- Проектування (Engineering/Mathematics/Art): У групах діти малюють ескіз свого мосту для іграшкових друзів, враховуючи, яку іграшку міст має витримати та якої довжини має бути. Обговорюють, які матеріали краще використати. Роблять прості розрахунки кількості необхідних елементів.
- Конструювання (Engineering/Art): З наданих матеріалів діти будують свої мости.
- Випробування (Science/Engineering): Перевірка мостів на міцність – чи витримує міст іграшку? Вимірювання довжини мосту.
- Рефлексія (усі предмети): Обговорення: Що вийшло добре? Що було складно? Як можна покращити міст? Презентація своїх робіт з художнім описом процесу.
[згорнути]
Приклад уроку для середньої школи (5-9 класи): “Міст через віртуальну річку”
Спойлер
- Зав’язка (Science/Technology): Демонстрація роботи онлайн-симулятора мостів. Обговорення реальних інженерних проблем при будівництві мостів (геологія, навантаження, екологія).
- Дослідження (Science/Mathematics): Вивчення різних типів мостових конструкцій (балочні, фермові, висячі, аркові) з точки зору розподілу навантаження та стійкості. Розрахунок площі перерізу балок для певної ваги (прості формули).
- Проектування (Engineering/Technology/Mathematics): Використання простого CAD-програмного забезпечення (наприклад, Tinkercad) для створення 3D-моделі мосту з заданими параметрами (довжина прольоту, висота, планове навантаження). Розрахунок необхідної кількості матеріалів (віртуально).
- Конструювання макету (Engineering/Art): Створення фізичного макету мосту з підручних матеріалів (картон, дерево, пластик) на основі 3D-моделі.
- Випробування (Science/Engineering/Mathematics): Тестування макету на міцність шляхом поступового збільшення навантаження. Вимірювання прогину мосту під навантаженням. Порівняння результатів з теоретичними розрахунками (якщо можливо).
- Рефлексія (усі предмети): Аналіз переваг та недоліків різних конструкцій. Обговорення впливу технологій на проектування та будівництво мостів. Презентація проєктів з використанням візуалізацій та розрахунків.
[згорнути]
Приклад уроку для старшої школи (10-11 класи): “Інтелектуальний міст майбутнього” (з елементами робототехніки)
Спойлер
- Зав’язка (Science/Technology/Engineering): Обговорення сучасних інноваційних мостових технологій (розумні мости з датчиками, самовідновлювальні матеріали). Розгляд реальних кейсів складних інженерних проектів.
- Дослідження (Science/Mathematics/Technology): Поглиблене вивчення механіки матеріалів, розрахунок статичних та динамічних навантажень. Дослідження можливостей використання датчиків для моніторингу стану мосту. Ознайомлення з основами програмування мікроконтролерів (наприклад, Arduino) для збору та обробки даних з датчиків.
- Проектування (Engineering/Technology/Mathematics/Art): Створення детального інженерного проекту “розумного” мосту з урахуванням заданих критеріїв (довжина, вантажопідйомність, стійкість до зовнішніх факторів, система моніторингу). Використання професійного CAD-програмного забезпечення. Розрахунок кошторису проекту. Створення презентаційних матеріалів, включаючи технічні креслення та візуалізації.
- Прототипування (Engineering/Robotics/Technology): Створення функціонального прототипу окремого елементу “розумного” мосту (наприклад, датчик деформації, система освітлення, керована роботом-будівельником). Програмування робота для виконання простих будівельних завдань (наприклад, переміщення невеликих елементів).
- Випробування та аналіз (Science/Engineering/Mathematics/Technology): Тестування прототипу, збір та аналіз даних з датчиків. Оцінка ефективності розробленої системи моніторингу.
- Презентація та захист проекту (усі предмети): Презентація своїх проектів, обґрунтування інженерних рішень, демонстрація роботи прототипів, відповіді на запитання. Оцінка проектів з точки зору наукової обґрунтованості, інженерної реалізації, технологічної інноваційності, художнього оформлення та економічної доцільності.
[згорнути]
Ці приклади демонструють, як можна інтегрувати різні предмети в один захоплюючий та змістовний STREAM-урок, сприяючи розвитку критичного мислення, творчості, співпраці та практичних навичок учнів. Конкретні завдання та рівень складності адаптуються до вікових особливостей та навчальних цілей.
Зокрема учні будуть використовувати отримані знання на практиці!
Українська та Англійська мова – переклад інструкції
Математика – розрахунки
Історія – вивчення прикладів мостів
Фізика, Хімія, Біологія – опціально, залежно від класу.
Наступний STREAM урок – конструювання робота та дистанційне управління (подолання перешкод та бої роботів).
Запрошуємо до участі в STREAM уроках також учнів з інших шкіл (вартість 1 уроку – 500 грн). Ми надаємо базові засоби для навчання, купуємо роботів тощо…
