STEM-освіта охоплює природничі науки (Science), технології (Technology), технічну творчість (Engineering), мистецтво (Art) та математику (Mathematics).
Світ змінюється з кожною хвилиною та кожної секунди. Все більше з’являється нових технологічних відкриттів, безліч різноманітних рішень та можливостей. Саме це наштовхує викладачів проводити сучасні уроки з використанням різноманітних гаджетів та з в проводженням STEM-технологій.
Використання STEM-технологій надає можливість не тільки розвивати креативне мислення та формувати дослідницькі компетентності,а й розкривати людські якості: комунікативність, творчість, вміння співпрацювати один з одним, адаптуватися до різних умов роботи.
Завдання сучасної професійно-технічної освіти – підготувати висококваліфікованих спеціалістів-новаторів, які будуть соціально адаптованими, здатними критично мислити, раціонально впроваджувати у практику новітні технології.
Практично всі сучасні виробничо-технологічні процеси пройшли автоматизацію, яка відбувається шляхом автоматичного управління технологічного обладнання, апаратів, машин та механізмів.Використання повністю автоматизованого процесу дає можливість проводити точні вимірювання різних фізичних величин. Найбільш розповсюдженими параметрами технологічного процесу є:вимірювання та регулювання тиску, витрати, рівня, якості, швидкості. Найпоширенішими (близько 70%) є температурні виміри. Наприклад, середня за величиною атомна станція налічує приблизно 1500 контрольно-вимірювальних точок, а велике хімічне виробництво налічує таких вже близько 20 тис. Згідно з схемами автоматизації, на кожній позиції встановлений датчик вимірювання температури. Ці датчики використовуються в нафто- та газо- переробній, нафтохімічній, хімічній, харчовій промисловості, а також в наземних та повітряних транспортних засобах. Останнім часом датчики температури широко використовують у медицині, будівництві, побутовій техніці для контролю та регулювання температури.
На уроках спецпредметів з професій: «Оператор технологічних установок», «Приладист», «Слюсар контрольно-вимірювальних приладів і автоматики» активно використовується цифровий комплекс «Einstein».
STEM обладнання дає можливість проводити практичні роботи, досліджувати, змінювати параметри, проводити вимірювання за допомогою різних датчиків. Наявність сучасного технічного обладнання дає можливість здобувачам освіти швидко та результативно засвоїти навчальний матеріал, отримати практичні навики роботи з сучасним технологічним обладнанням.
Цифровий вимірювальний комплекс «Einstein» – це мінілабораторія, що складається з обладнання та охоплювати «LabMate+», яке дозволяє швидко робити вимірювання, створювати графіки і таблиці отриманих даних, робити їх математичну обробку.
Цифровий комплекс Einstein працює на базі реєстраторів нового покоління, які проводять автоматизований збір та обробку даних, забезпечують надвисоку точність та чутливість і в той самий час - прості у використанні.З цифровим комплексом «Einstein» можна працювати і проводити дослідження навіть в польових умовах.
Для організації роботи із цифровим вимірювальним комплексом використовується навчально-методичний посібник «Методика проведення демонстраційних експериментів та лабораторних робіт із застосуванням цифрового вимірювального комплексу». Даний посібник містить інформацію про використання комплексу Еinstein™ для лабораторних та демонстраційних дослідів та практичних робіт з хімії, фізики, біології.
На виробництві застосовують різні прилади для вимірювання температури, які поділяються на первинні прилади, які встановлюються на місці виміру – датчики, та вторинні прилади – аналого-цифрові та цифро-аналогові (реєстратори).
Цифровий комплекс Einstein дає можливість практично побачити роботу системи приладів для виміру температури.
Реєстратор даних серій LabMate оснащений шістьма вбудованими датчиками (частота серцевого скорочення, вологості, освітленості, ультра- фіолетового-випромінювання, тиску, температури).
Датчики температури відрізняються технічними даними, наприклад, діапазоном вимірювання, точністю вимірювання, стійкістю, швидкістю дії, класом точності, IP захистом оболонки.
При проведенні практичних робіт на уроках спецпредметів використовуються такі датчики:
Датчик температури-термопараENTMP025(типу К) з діапазоном вимірювання від 0 до +1200 0С. Це дуже точний датчик, що має похибку не більше 2% у всьому діапазоні вимірювань. Датчик застосовується в основному для вимірювання високих температур, для контролю хімічних процесів, що відбуваються при високих температурах, наприклад, моніторинг роботи печей.
Використовуючи датчик температури-термопара (типу К) проводиться практично – лабораторна робота «Визначення температури полум’я». Для проведення роботи застосовують програмне забезпечення MiLAB, штатив, свічку, датчик температури-термопара.
Датчик температури поверхні ENTMP060 за допомогою плоского чутливого елемента дозволяє вимірювати температуру широкого спектру поверхонь, включаючи шкіру. Цей датчик замінює класичний скляний термометр. У зв'язку з широким діапазоном вимірювання, він може бути використаний як термометр для експериментів у галузі хімії, фізики, екології, біології та ін.
Для вимірювання температури стінок поверхні датчик буде показувати температуру поверхні від холодного до гарячого, від гарячого до холодного стану. Для проведення цього досліду необхідно програмне забезпечення MiLAB, датчик температури, колбу з гарячою і холодною водою.
Датчик температури діапазону вимірювання від -40 до +140 0С ENTMP029. Простий і надійний датчик з нержавіючої сталі, покритий ізоляційним матеріалом, що надійно захищає від пошкоджень. Завдяки широкому діапазону вимірювань, датчик можна використовувати для вимірювання температури води і розчинів.
Для дослідження температури кипіння рідини необхідно програмне забезпечення MiLAB, датчик температури ENTMP029, штатив, пробірку з досліджувальною рідиною, джерело вогню.
Для дослідження перепаду температури необхідно програмне забезпечення MiLAB, датчики температури ENTMP029, колориметр з гарячою рідиною та колориметр з холодною рідиною.
Робота з цифровим комплексом Einstein розвиває інтерес до обраної професії, активізує критичне мислення, розвиває пошуковий інтерес. Розв'язувати нестандартні задачі шляхом проведення різних дослідів, тестувань, здобувачі освіти вчаться працювати в команді, взаємодіяти, вести діалог, робити висновки, приходити один одному на допомогу.
Формування теоретичних знань і практичних навичок – основні принципи сучасного освітнього процесу. Систематичне використання STEM обладнання на уроках спецпредметів сприяє розвитку пошукового інтересу та активізації критичного мислення, отримання нових знань, досконалого володіння обраною професією, розширення кругозору у здобувачів освіти.
Досвід роботи та впровадження STEM-навчання на уроках спецдисциплін
Презентація Мальченко ВИКОРИСТАННЯ STEM ОБЛАДНАННЯ.pptx
