Ім'я файлу: Сервіс Tinkerkad.docx
Розширення: docx
Розмір: 1444кб.
Дата: 03.11.2022
скачати
Пов'язані файли:
Модуль датчика температуры.docx
Завдання_2014.pdf
Катеренюк_Михайло_група_3_ОК_2_Конспекти_по_основам_робототехнік
1.docx
125304.doc
Виробнича практика (2).docx
Механіка твердого тіла.ppt

Професійно-технічне училище №88

«Застосування сервісу Tinkercad на уроках фізики, електротехніки та заняттях гуртка технічної творчості»

Підготував:

викладач, голова методичної комісії спецдисциплін

Філіпчук Володимир Петрович

смт. Магдалинівка

2020

Укладач: Філіпчук В.П

Рецензент: Білоус А.І – викладач, голова методичної комісії з/о дисциплін ПТУ №88

Протокол засідання педагогічної ради № 11 від 03.03.2020

Анотація

В даній роботі розяглядається можливість застосування програмно-педагогічного засобу «Tinkercad». Це – онлайн-сервіс для розробки та моделювання електричних схем, початкових основ візуального програмування, моделювання приладів та 3d моделей, що значно полегшує сприйняття здобувачами освіти вивченого матеріалу. А також показано приклади використання з власного досвіду на уроках електротехніки, фізики та гурткових заняттях.

Зміст

1.Вступ..............................................................................................................................4

Розділ 2.Основна частина.................................................................................................5

2.1 Актуальність STEM навчання.......................................................................5

2.2 Про сервіс «Tinkercad», основи роботи.......................................................6

2.3 Розробка уроку електротехніки...................................................................12

3.Висновок.......................................................................................................................16

Використані джерела.......................................................................................................17

Вступ

Швидкі темпи розвитку науки та стрімка еволюція технологій веде до того, що незабаром найбільш популярними та перспективними на планеті фахівцями стануть програмісти, IT-фахівці, інженери, професіонали в галузі високих технологій і т.д. У віддаленому майбутньому з'являться професії, про які зараз навіть уявити важко, всі вони будуть пов'язані з технологією і високо-технологічним виробництвом на стику з природничими науками.

Перед викладачем постає питання, як зацікавити дитину до вивчення того чи іншого предмету? Та ще і таким чином, щоб в кінці отримати високоваліфікованого фахівця , який матиме необхідні компетентності та зможе реалізувати себе в майбутньому житті . Саме тому впровадження ІКТ в освітній процес сприяє всебічному розвитку дітей, та адаптації до стрімкого розвитку науки і техніки.

В роботі на прикладі даного онлайн сервісу розглядається STEM-орієнтований підхід до навчання(застосування ІКТ на уроках, розвиток творчого інженерного та пошукового мислення, застосування математики),що сприяє популяризації інженерно-технологічних професій серед молоді, підвищенню поінформованості про можливості їх кар’єри в інженерно-технічній сфері, формуванню стійкої мотивації у вивченні дисциплін, на яких ґрунтується STEM-освіта.

Мета роботи: Показати на власному досвіді можливості сервісу Tinkercad та його використання на уроках фізики, електротехніки.

Розділ 2.Основна частина

2 .1 Актуальність STEAM навчання

Визначення STEM (від англ. Science – природничі науки, Technology – технології, Engineering – інженерія, проектування, дизайн, Mathematics – математика) визначає сутність поєднання міждисциплінарних практик орієнтованих підходів до вивчення природничо-математичних дисциплін. Водночас, у STEM активно включається сукупність творчих, мистецьких дисциплін, що об’єднані загальним терміном Arts (позначення відповідного підходу – STEM and Arts). Актуальними напрямами STEM and Arts є промисловий дизайн, архітектура, індустріальна естетика тощо. Останнім часом, у європейському науковому дискусі наголошується на важливості всіх дисциплін, використанні міждисциплінарних підходів STEAM (літера A – All - всі) і поєднанні природничо-наукових з іншими навчальними дисциплінами, які вивчаються у школі.

STEM-освіта – це категорія, яка визначає відповідний педагогічний процес (технологію) формування і розвитку розумово-пізнавальних і творчих якостей молоді, рівень яких визначає конкурентну спроможність на сучасному ринку праці: здатність і готовність до розв’язання комплексних задач (проблем), критичного мислення, творчості, когнітивної гнучкості, співпраці, управління, здійснення інноваційної діяльності. STEM-освіта ґрунтується на між- трандисциплінарних підходах у побудові навчальних програм різного рівня, окремих дидактичних елементів, до дослідження явищ і процесів навколишнього світу, вирішення проблемно орієнтованих завдань.

Використання провідного принципу STEM-освіти – інтеграції дозволяє здійснювати модернізацію методологічних засад, змісту, обсягу навчального матеріалу предметів природничо-математичного циклу, технологізацію процесу навчання та формування навчальних компетентностей якісно нового рівня. Це також сприяє більш якісній підготовці молоді до успішного працевлаштування та подальшої освіти, яка вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять.

Основні ключові компетентності концепції «Нової української школи», а саме: спілкування державною та іноземними мовами, математична грамотність, компетентності в природничих науках і технологіях, інформаційно-цифрова грамотність, уміння навчатися впродовж життя, соціальні й громадянські компетентності, підприємливість, загальнокультурна, екологічна грамотність і здорове життя, гармонійно входять в систему STEM-освіти, створюючи основу для успішної самореалізації особистості і як фахівця, і як громадянина.

2.2 Про сервіс «Tinkercad», основи роботи

Tinkercad - це безкоштовна онлайн-програма 3D моделювання, яка працює у веб-браузері, відома своєю простотою та простотою використання. З моменту появи у 2011 році він став популярною платформою для створення моделей для 3D-друку , а також впровадження початкового рівня до конструктивної суцільної геометрії в школах. Tinkercad- це безкоштовний простий в користуванні додаток для розробок та моделювання 3d-проєктів, електричних схем, та програмних кодів. Зовсім недавно Тінкеркад отримав можливість створення електронних схем і підключення їх до симулятора віртуальної плати Ардуіно. Ці вкрай важливі і потужні інструменти здатні істотно полегшити початківцям, студентам та школярам розробникам Arduino процеси навчання, проектування та програмування нових схем.Все що потрібно це лише стабільний доступ до мережі інтернет.

Початок роботи. Для початку роботи з програмою в браузері необхідно перейти за посиланням www.tinkercad.com. Та натиснути «Присоединиться»



Н аступний крок реєстрація,якщо можна зареєструватися ввівши електронну адресу , або якщо ви маєте аккаунт Google натиснути «Вход с помощью учетной записи Google» або вхід за допомогою Facebook

Відразу після входу до системи вам будуть доступні такі функції:

  • « 3d проэкти» - перелік Ваших особистих 3d проєктів, у сервісі реалізована можливість створення 3d об’єктів.

  • «Circuits» – список Ваших змодельованих електричних схем

  • «Блоки коду» - список кодів створених у візуальному середовищі Scratch



  • «Класи» - доступ до ваших створених навчальних груп

  • «Галерея» - в цій вкладці знаходяться роботи інших користувачів, які по можливості



Натиснувши на «Створити коло» нам відкривається таке редагування та перелік інструментів для роботи, а саме:

  • Базові – резистор, світлодіод, діод, конденсатор, вимикачі і т.д

  • Arduino – Arduino UNO, сервопривод, ультразвуковий датчик та інш.

В ідкривши повний список інструментів маємо можливість працювати з великим списком компонентів, для різноманітних проєктів(потенціометри,осцилографи, блоки живлення, транзистори, таймери, логічні елементи та інш.)

Приклад готових електричних схем:

П риклад схеми Ардуіно та світлодіода:

О крім схеми в даному сервісі реалізована симуляція та програмування ардуіно у візуальному середовищі. Натиснувши на кнопку «Код» відкривається вікно візуального програмування. Скретч - візуальна мова програмування, у якій код створюється графічними блоками, які складаються один до одного так, що несумісні по алгоритму блоки неможливо скласти, це істотно полегшує початкове знайомство з програмуванням, та дає змогу зрозуміти основні принципи та ідеї програмування. Одночасно справа – це код, який відтворюється в класичному вигляді, що дає змогу скопіювати цей код та вставити напряму в Arduino Ide, з наступним програмуванням мікроконтролера.

Приклад вікна програмування та симуляції ардуіно:

К ласна кімната. Натиснувши на вкладку «Клас» ми потрапляємо до меню редагування класної кімнати, (ім’я, тема, вік учасників). Після створення класу викладач може відслідковувати активність учасників, та їхні роботи.

І м’я та псевдонім (присвоюється автоматично), за яким в майбутньому здобувач освіти зможе зайти на свою сторінку, ввівши код класу та свій псеводнім:

П риклад сторінки учасника:

Отже можна виділити такі переваги даного сервісу:


  • Онлайн платформа, для роботи не потрібно нічого крім браузера і стійкого інтернету.

  • Зручний графічний редактор для візуальної побудови електронних схем.

  • Набір попередньо встановлених моделей більшості популярних електронних компонентів, відсортоване за типами компонентів.

  • Симулятор електронних схем, за допомогою якого можна підключити створений віртуальний пристрій до віртуального джерела живлення і простежити, як він буде працювати.

  • Ви можете змінювати показники датчиків, стежачи за тим, як на них реагує система.

  • Вбудований редактор Arduino з монітором порту і можливістю покрокового налагодження.

  • Готові для розгортання проекти Arduino зі схемами і кодом.

  • Візуальний редактор коду Ardunio.

  • Широкий набір інструментів для 3d проєктування.

  • Вбудовані підручники і величезне співтовариство з колекцією готових проектів.

Даний сервіс добре себе зарекомендував як допоміжний засіб для застосування на гурткових заняттях моделювання та технічної творчості, прикладом слугує проведення гуртка «Юний технік» в ПТУ №88, де керівник гуртка та його вихованці активно користуються цим продуктом, що допомагає як в знайомстві з електротехнікою так і у реалізації більш складних проєктів, використовуючи як власноруч зібрані схеми так і приклади інших. А також діти мають можливість працювати вдома, а викладач має змогу відслідковувати онлайн етапи створення проєктів.

В якості прикладу наведена розробка схеми мультивібратора на таймері NE555:



2.3 Приклади застосування на уроках електротехніки

Розробка уроку електротехніки

Тема уроку: Паралельне та послідовне з'єднання провідників.

Мета уроку: Ознайомити учнів з властивостями паралельного та послідовного з'єднання провідників, знати їхні відмінності, та навчити розраховувати основні параметри електричного кола. Розвинути інформаційну, комунікативну, та технологічну компетентність. Виховати колективне мислення, та дотримання правил безпеки поводження з електричним струмом

Тип уроку: Урок засвоєння нових знань

Вид уроку: інтегрований урок електротехніки, фізики, електроматеріалознавства (урок-дослідження).

Матеріально-технічне забезпечення: мультимедійна система, презентація, тестові завдання, комп’ютер, телефон, джерело струму, макетна плата, резистори, провідники, вольтметр.

Міжпредметні зв’язки: матеріалознавство, фізика, спецтехнологія, виробниче навчання, інформаційні технології.

Форми організації навчальної діяльності учнів: фронтальна, індивідуальна.

Хід уроку

І. Організаційний момент

Перевірка відсутніх, налаштування учнів на продуктивну роботу

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

Викладач: Фронтальне опитування.

Спробуємо разом з вами узагальнити вивчений раніше матеріал:

  1. Що таке електричний струм ? Які матеріали добре проводять струм?

  2. Який прилад використовує змінний струм?

  3. Сформулюйте закон Ома.

  4. Що таке електричний опір та провідність? Резистори.

  5. Що таке вольтметр, амперметр, вольтметр, омметр ?


ІІІ. Мотивація навчальної діяльності, вивчення нового матеріалу

Викладач: Як на вашу думку можливо з’єднувати елементи в електричних колах, та в інших пристроях ?

Отже, сьогодні на уроці ми розглянемо два види з’єднання, розглянемо характеристики кожного, переваги та недоліки.

Послідовним називається таке з’єднання опорів, коли умовний кінець першого опору з’єднується з умовним початком другого, кінець другого - з початком третього і т.д. Початок першого і кінець останнього опорів під’єднуються до джерела чи до інших точок електричного кола. Характерним для послідовного з’єднання є однаковий струм у всіх опорах, тобто це таке з’єднання, коли струм з першого елементу переходить у другий, з другого – в третій і т.д. або якщо кінець одного приладу з’єднується з початком іншого і т.д.



Паралельним називається таке з’єднання опорів, при якому з’єднуються між собою як початки всіх опорів так і їх кінці. Початки і кінці опорів під’єднуються до джерела або до будь-яких точок електричного кола. Характерним для паралельного з’єднання є однакова напруга на всіх опорах. При паралельному з’єднанні струм розгалуджується на декілька окремих струмів, що проходять по приладах, після чого вони знову зливаються в один, або якщо одні кінці всіх приладів з’єднані в одну точку та другі кінці всіх приладів також з’єднані в одну точку



П отім, за допомогою мультимедійної установки та сервісу Tinkercad, викладач наочно симулює дві електричні схеми-приклади послідовного та паралельного з’єднання , та змінюючи вхідні параметри резисторів досліджуємо, як будуть змінюватися інші параметри електричного кола та чи відрізняються вони від теоретичних.



ІV. Закріплення вивченого. Домашнє завдання

Контрольні питання

  1. Як підключені будинки до електричної мережі, та як розведена електрична схема в середині самих будинків? Чому саме так? В чому переваги та недоліки?

  2. Який недолік послідовного з’єднання ?

  3. Чому не рекомендується вмикати в одну розетку декілька потужних приладів?

Підведення підсумків уроку. Домашнє завдання.

Висновок

В даній роботі були коротко розглянуті загальні принципи та концепції STEM-освіти, перспективи втілення та розвитку, а також переваги STEM-орієнтованого підходу до навчання, втілення ІКТ в навчальний процес, підвищення мотивації до навчання; представлений та розглянутий програмно-педагогічний засіб «Tinkercad», обгрунтовано його методичне використання на уроках фізики, електротехніки, гуртках технічної творчості та створенні інтегрованих STEM проєктів. Наприкінці роботи була представлена розробка уроку електротехніки, з прикладом застосування даного програмного педагогічного засобу.

Використані джерела

  1. https://imzo.gov.ua/stem-osvita/

  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Tinkercad

  3. https://osvita.ua/legislation/Ser_osv/56880/

  4. https://www.tinkercad.com

скачати

© Усі права захищені
написати до нас