Manufacturing Day 2020:고등학생 및 대학생을 위한 STEM 리소스

COVID-19 전염병으로 인해 많은 학교에서 대면 교육에서 원격 학습 환경으로 전환하고 있습니다. , 학생 참여를 유지하는 문제는 점점 더 중요해지고 있습니다. 이는 STEM 과목(과학, 기술, 공학 및 수학)과 관련된 과정에서 특히 그렇습니다.

전통적인 대면 환경에서 가르칠 때 STEM 과정은 주제의 이론적 치료에 대한 교육을 결합합니다( 교과서에서 볼 수 있는 것과 같이 서면 자료에서 수집) 주제의 실제 처리(실험실, 실험, 도구 및 재료 사용의 실습을 통해 개발됨). 원격 학습 환경으로 전환할 때 주제의 기본 원칙에 대해 학생들을 교육하는 기술은 실제적인 실습 측면보다 성공적으로 이전하기가 훨씬 쉽습니다.

이 격차를 메우기 위해 고등학교 학생들에게 제공할 수 있는 몇 가지 리소스를 식별했습니다. 또는 대학 수준에서 수행할 수 있는 실용적인 실습 프로젝트를 통해 STEM 과목 교육을 보완하는 데 도움이 됩니다.

아래 리소스에는 다양한 잠재적인 프로젝트 아이디어가 혼합되어 있으며 그 중 다수는 특수 공급업체 또는 재료를 구매할 필요가 최소화됩니다. 아래 리소스의 다른 프로젝트, 특히 대학 수준의 프로젝트는 학생들이 일반적으로 일반 가정에서 볼 수 없는 재료, 구성 요소 및 장비에 약간의 투자를 요구할 것입니다. 이는 일반적으로 교수 또는 고문의 지도 하에 공동 그룹 환경에서 대학 연구실 수업에서 수행할 수 있는 더 높은 수준의 프로젝트입니다.

고등학생 STEM 프로젝트 리소스

다음은 고등학생에게 적합한 프로젝트 아이디어를 제공하는 STEM 리소스입니다.

과학 친구

Science Buddies 웹사이트는 고등학생이 STEM 과목을 탐구하기에 적합한 다양한 과학 프로젝트의 전체 선택을 제공합니다. 이 사이트를 통해 사용자는 지구 및 환경 과학, 생명 과학 또는 수학 및 컴퓨터 과학과 같은 주제별로 필터링하고 이러한 주제를 드릴하여 보다 구체적인 영역을 선택할 수 있습니다. 예를 들어 공학 내에서 토목 공학, 전기 및 전자, 에너지 및 전력, 환경 공학, 재료 과학, 기계 공학, 로봇 공학, 우주 탐사 등의 하위 주제를 선택할 수 있습니다.

또한 프로젝트에 원하는 등급 수준을 선택하고 프로젝트 기간, 프로젝트 비용 및 자재 가용성과 관련하여 선호도에 따라 프로젝트 범위를 좁힐 수 있는 필터링이 있습니다.

특정 프로젝트를 볼 때 프로젝트의 배경, 필요한 특정 자료, 프로젝트를 완료하기 위해 따라야 할 절차와 같은 추가 세부 정보가 제공됩니다. 이 사이트는 또한 프로젝트를 사용자 정의하기 위해 적용할 수 있는 변형을 제공하고 FAQ가 포함된 도움말 섹션이 있습니다.

창조 상자

창조 상자 웹사이트에는 어린 학생에게 적합한 다양한 키트 스타일 프로젝트가 있지만 블로그 페이지에는 기계 공학 주제와 같은 고급 프로젝트가 포함되어 있습니다.

여기에서 단순한 것에서 복잡한 것까지 다양한 복잡성을 가진 프로젝트가 혼합되어 있습니다. 복잡성 척도의 최하단에는 판지와 집타이로 로봇 팔을 만드는 것과 같은 프로젝트가 있습니다. 중급 수준의 프로젝트에는 컴퓨터에서 실행되는 Arduino 오픈 소스 IDE(통합 개발 환경)로 구동되는 데이터 로거가 완비된 높은 고도 날씨 풍선 구축이 포함됩니다. 복잡성 규모의 더 높은 쪽 끝에는 장애물을 피하고 하중을 운반할 때에도 똑바로 서서 균형을 유지하는 자체 균형 로봇을 구축하는 프로젝트가 있습니다. 이 프로젝트도 Arduino IDE 플랫폼을 사용하여 구축되었습니다.

ThoughtCo.

학생들에게 과학, 기술 및 수학 교육을 위한 귀중한 콘텐츠를 제공하는 것 외에도, ThoughtCo.com 웹사이트에는 엔지니어링 과학 박람회 프로젝트에 대한 아이디어 웹페이지도 있습니다. 이러한 프로젝트는 절차적 형식으로 완전히 개발되지 않았으므로 프로젝트를 수행하는 학생은 아이디어를 성공적으로 실행할 수 있는 프로젝트로 만드는 데 필요한 범위, 프로세스 및 접근 방식을 추가로 정의하기 위해 독립적인 연구를 수행해야 합니다. 따라서 이미 개발된 프로세스를 실행하기 보다는 자신의 프로젝트를 정의해야 하는 것에 쉽게 좌절하지 않는 상위 학년 및 학생들에게 더 적합합니다.

제트 추진 연구소(JPL)

캘리포니아 공과 대학(Caltech)이 관리하고 관리하는 연방 자금 지원 연구 개발 센터인 NASA의 제트 추진 연구소(JPL)에는 STEM 주제를 다루는 일련의 교실 활동, 실험실 및 문제 세트가 있습니다. 우주 탐사와 관련이 있습니다.

활동 웹 페이지의 필터를 통해 사용자는 활동 유형, 주제 초점, 학년 수준 및 일반 주제 영역 내의 특정 주제별로 필터링할 수 있습니다. 각 활동에 대한 세부 정보에는 개요, 필요한 자료, 활동 이해를 위한 배경 및 따라야 할 절차가 포함됩니다.

주제 범위는 상당히 광범위하며 다음을 포함합니다.

<울>

항공학

우주생물학

천문학

화학

컴퓨터 프로그래밍

지구 및 우주 과학

전기 및 자기

열 및 열역학

조명 및 광학

수학

물리학

STEM-Works

STEM-Works 웹사이트에는 집에서 할 수 있는 활동에 대한 프로젝트 섹션이 있습니다. 이 과학 프로젝트는 고등학생과 저학년을 대상으로 하며 극한 날씨, 의료 혁신, 로봇 공학, 우주, 비디오 게임, 로봇 공학 및 풍력 에너지에 중점을 둔 프로젝트를 포함합니다. 활동 페이지는 프로젝트 또는 작업을 수행하는 방법에 대한 추가 세부 정보를 제공합니다. 일부 활동은 대화형 소프트웨어를 사용하여 가상입니다.

탐사관

Exploratorium 웹사이트에는 고등학생과 어린 아이들을 위한 다양한 활동이 포함되어 있습니다. 과학 프로젝트는 "과학 간식"이라고 하며 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용하여 교사가 테스트한 활동입니다. 다루는 주제에는 천문학 및 우주 과학, 생물학, 화학, 지구 과학, 공학 및 기술, 환경 과학, 물리학, 수학이 포함됩니다.

과학

과학에는 9학년 수준까지 올라가는 과학 프로젝트 섹션이 있습니다. 프로젝트 주제에는 생물 의학 공학, 화학, 생물학 및 법의학이 포함됩니다. 그들의 다른 기사에도 교육용 비디오가 있습니다.

대학생 STEM 프로젝트 리소스

다음은 대학생이나 고급 고등학생에게 적합한 프로젝트 아이디어를 제공하는 STEM 리소스입니다.

Electronicsforu.com

전기 공학을 공부하는 학생들을 위해 electronicsforu.com 웹사이트에는 학생들이 작동하는 회로 기판을 만들고 디지털 및 아날로그 회로에 대한 이해를 개발하는 데 도움이 될 수 있는 30개의 전기 공학 프로젝트 아이디어 페이지가 있습니다.

각 프로젝트는 회로의 기능이나 해결 중인 문제에 대한 간략한 설명을 보여주고 해당 프로젝트의 전체 세부 정보를 보여주는 프로젝트 페이지에 대한 링크를 포함합니다. 세부 정보에는 개략도, 구성 요소 부품 목록, 논리 회로 테이블, 회로 작동 설명, 조립 지침 및 다운로드 가능한 PCB 및 구성 요소 레이아웃 다이어그램이 포함됩니다.

프로젝트의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

<울>

이중 축 태양 추적 시스템

팬텀 전원 공급 장치용 5V DC ~ 48V DC 컨버터

JFET를 사용한 고임피던스 오디오 버퍼

PIN 다이오드 기반 화재 센서

9V 배터리에서 플러스 마이너스 5V 공급

적외선 동작 감지 릴레이 스위치

저비용 LPG 누출 감지기

자동 전원 스위칭 주전원, 태양광 인버터 또는 발전기

NE555 타이머를 사용한 신호 발생기 및 인버터

RS232-TTL-I2C 어댑터 구성 가능

PhET 대화형 시뮬레이션

University of Colorado at Boulder는 소프트웨어 프로그래밍과 그래픽을 활용하는 일련의 대화형 시뮬레이션 프로그램을 제공하는 PhET 대화형 시뮬레이션을 주최하여 학생들이 컴퓨터에서 가상 실험실 시뮬레이션을 통해 과학 및 수학의 기본 원리를 탐구할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 이상 기체 법칙에 대한 시뮬레이션을 통해 학생은 기체 분자를 닫힌 챔버로 펌핑한 다음 열이 추가 및 제거되거나 챔버의 부피가 변경될 때 압력과 온도의 변화를 관찰할 수 있습니다. 또한 가스 분자의 입자 크기를 변경하고 주어진 기간 동안 이러한 분자가 챔버 벽과 충돌하는 횟수를 계산할 수도 있습니다.

150개 이상의 시뮬레이션을 사용하여 물리학, 화학, 수학, 지구 과학 및 생물학을 포함한 주제 영역을 탐색하고 다룰 수 있습니다. 필터를 사용하면 대학 수준의 주제를 포함하는 학년 수준과 소프트웨어 호환성에 따라 일반 주제 영역 내에서 하위 주제별로 결과를 좁힐 수 있습니다. 일부 시뮬레이션에는 Java 또는 Flash가 필요하지만 다른 시뮬레이션은 표준 HTML 브라우저에서 실행됩니다. 다른 지역의 사용자에 맞게 언어 옵션도 제공됩니다.

강의 가능

Instructables에서 사용자는 가이드 및 비디오와 함께 완료한 다양한 프로젝트를 업로드합니다. 웹사이트에서 다루는 다양한 범주가 있지만 회로 관련 프로젝트에는 전기 공학 학생이 집에서 구현할 수 있는 일부가 있습니다. 계정을 만든 후 사용자는 PDF를 다운로드하고 프로젝트에 대해 다른 사용자에게 질문할 수 있습니다. 워크샵, 재봉, 공예, 요리, 디자인, 어린이 프로젝트 등 일반적인 관심 주제는 물론 3D 프린팅, CNC 및 전자 제품과 같은 주제를 다루는 수업도 있습니다.

GeeksforGeeks

GeeksforGeeks 웹사이트에는 대학 수준의 코더에 적합한 코딩 프로젝트가 있습니다. 사용자는 C++, Java 및 Python 프로젝트를 포함하는 프로그램별로 프로젝트를 선택할 수 있습니다. 컴퓨터 공학에 관심이 있는 학생들이 들을 수 있는 온라인 과정도 있습니다.

Code.org

Code.org에는 웹 페이지 개발, 게임 및 앱 랩, 게임 랩, 스프라이트 랩 및 그림을 비롯한 다양한 코딩 프로젝트를 제공하는 가정에서의 프로젝트 아이디어 페이지가 포함되어 있습니다. 학생들은 무료 온라인 수업을 통해 코딩을 직접 체험하고 배울 수 있습니다.

흥미로운 엔지니어링

흥미로운 엔지니어링 웹사이트에는 학생들이 전기 장비의 설계, 제어 및 유지 관리에 대한 지식을 확장하는 데 도움이 되는 12개의 전기 엔지니어링 프로젝트 페이지가 있습니다. 프로젝트는 간략하게 설명되지만 완전히 상세하지 않으므로 학생은 연구를 수행하고 설계, 자재 명세서를 작성한 다음 프로젝트를 구축하고 테스트해야 합니다. 이는 우리가 이것을 보다 고급 STEM에 배치한 이유를 설명합니다. 프로젝트 리소스 섹션.

요약

이 기사에서는 고등학생 및 대학생의 원격 교육에 사용할 수 있는 몇 가지 STEM 관련 프로젝트 리소스를 살펴보았습니다. 재료와 절차가 이미 준비된 잘 정의된 프로젝트에서 보다 창의적인 디자인 사고와 프로젝트 개발이 필요한 프로젝트 아이디어에 이르기까지 다양한 리소스를 사용할 수 있습니다.

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