Преподавание географии с помощью STEM: инновационные методики для привлечения учащихся

Интеграция элементов STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) в школьные программы естествознания, географии и экологии НУШ позволяет учащимся глубже понять предмет, применить изученные научные и математические концепции проблем реального мира, развивать навыки анализа данных и критического мышления.

Урок географии с элементами STEM-образования

Для изучения окружающей среды в рамках STEM существует несколько практических подходов:

• Обучение на основе запросов: этот подход поощряет учащихся задавать вопросы и исследовать темы самостоятельно. Например, учащиеся могут исследовать местную экологическую проблему, таких как загрязнение воды или вырубка лесов.
• Проектное обучение: этот подход предполагает работу над проектами, объединяющими несколько предметов и навыков. К примеру, учащиеся могут спроектировать систему полива, работающую на солнечных батареях, для общественного сада, используя свои знания по географии, инженерии и возобновляемым источникам энергии.
• Обучение на основе технологий: этот подход использует цифровые инструменты для улучшения обучения и привлечения учащихся в интерактивную деятельность. Хорошим примером является программное обеспечение mozaBook, которое устанавливается на интерактивную панель и открывает доступ к более чем 1200 обучающим 3D моделям и симуляциям.
• Полевая работа и обучение на опыте: этот подход подчеркивает практическое обучение в реальной среде. Поручите учащимся провести экологическую оценку местности, например парка или пляжа. Они могут собирать данные о таких факторах, как качество воды, состояние почвы или качество воздуха, а также анализировать влияние человеческой деятельности на окружающую среду.
• Междисциплинарное обучение: этот подход объединяет несколько предметов и навыков в единый опыт обучения. Например, учащиеся могут изучать географию и культуру определенного региона, а затем использовать эти знания для разработки плана устойчивого туризма, балансирующего экономический рост с экологическими и социальными проблемами.

Идеи STEM-проектов по географии

Мы поинтересовались в ChatGPT, какие STEM-задания можно выполнить в рамках изучения географии, естествознания или экологии. Далее поделимся наиболее интересными из них и, в определенных случаях, отметим, какое специальное оборудование пригодится для выполнения проекта.

• Изучение возобновляемых источников энергии.

Учащиеся могут исследовать и анализировать различные альтернативные источники энергии, такие как солнечная, ветровая и гидроэлектроэнергия; проектировать и тестировать собственные модели возобновляемой энергии и представлять свои выводы класса. 

Какое оборудование для этого понадобится? Например, разнообразные наборы конструкторов для сборки робототехнических моделей (среди них гидротурбина, электромобиль с солнечной зарядной станцией, вертикальная ветряная турбина и т.п.) или набор для изучения альтернативной энергии с цифровым измерительным датчиком.

• Исследование свойств почвы.

Учащиеся могут собирать образцы почвы с разных участков и использовать лабораторные инструменты для анализа свойств почвы (pH, текстура и содержание питательных веществ).

Какое оборудование для этого понадобится? Лабораторный набор из естествознания, в котором будут: чашка Петри, мерная посуда, пипетка, пробирки разного размера, штатив для пробирок, лупа, фильтровальная бумага и другие принадлежности для проведения опытов. Кроме того, важно проанализировать собранный материал. Для этого рекомендуется приобрести беспроводные измерительные датчики или мобильный цифровой измерительный комплекс (т.е. в одном приборе встроено одновременно несколько датчиков). Они универсальны для естественных наук, а их функциональные возможности позволяют работать с собранными данными: строить графики и диаграммы, прогнозировать, отслеживать тенденции.

• 3D картографирование местности.
  

Вместе с учащимися Вы можете создать физическую модель топографической карты, используя технологию 3д моделирования и печати. Такой подход позволит визуализировать и исследовать такие географические объекты, как горные хребты, долины и реки более ощутимым способом. Также можно создавать физические модели рельефа, такие как вулканы, каньоны и береговые линии. Эти модели наглядно объясняют структуру и природу этих явлений.

Какое оборудование для этого понадобится? 3д принтер с расходными материалами и программным обеспечением для 3д моделирования.

*Важным преимуществом будет комплектация уже готовыми обучающими 3д моделями. По запросу специалисты компании Elizlabs готовят любые 3д модели, которые Вы будете печатать бок о бок с учащимися в стенах учебного заведения.

• Решение проблемы отходов.

Учащиеся могут исследовать проблему отходов своего учебного заведения: собирать и анализировать данные о количестве отходов, генерируемых их школами, и думать о том, как можно уменьшить это количество. Они могут разрабатывать планы сортировки отходов и возобновляемого использования, а также исследовать различные способы переработки отходов, например компостирование и переработка вторичных ресурсов.

• Строительство климатической модели в среде программирования Scratch.

Это прекрасный способ познакомить учащихся с концепцией климатического моделирования, в рамках которой они могут исследовать факторы, влияющие на климат, и одновременно развивать свои навыки программирования. В этой задаче можно оценить следующие факторы: расстояние планеты от солнца, парниковые газы (в частности, углекислый газ), количество солнечного излучения, отражаемое поверхностью планеты (альбедо), облачный покров, океанические течения и другие.

• Создание системы фильтрации воды.

Учащиеся могут спроектировать и создать собственную систему фильтрации воды, используя такие материалы как песок, гравий и активированный уголь. Они также могут использовать датчики качества воды, чтобы проверить эффективность систем фильтрации и сравнить полученные результаты с существующими методами очистки воды.

Какое оборудование для этого понадобится? Набор, позволяющий представить явление естественной фильтрации воды; набор реагентов для анализа воды и цифровые измерительные датчики ( pH pH для измерения кислотности или щелочности воды, датчик растворенного кислорода, датчик мутности, датчик проводимости и другие).

• Изучение изменения климата.

Учащиеся могут собирать и анализировать данные о погоде в течение определенного периода времени: температуру, количество осадков, скорость ветра и другие переменные, связанные с климатом.

Какое оборудование для этого понадобится? Метеостанции или датчики сбора данных. Эти приборы обязательно должны иметь понятное и качественное программное обеспечение для дальнейшей обработки собранных данных, на основе которых учащиеся могут отслеживать закономерности и тенденции, например, сезонные изменения температуры или количества осадков. Кроме этого, полезно будет сделать прогнозы по будущим погодным условиям в местности и обсудить их потенциальное влияние на хозяйственную деятельность общины.

Где заказать качественное и практичное STEM-оборудование?

Следовательно, идей для STEM-заданий в рамках школьного курса географии, естествознания или экологии может быть множество. Мы поделились самыми интересными по нашему усмотрению. Впрочем, учителю важно найти темы, которые заинтересуют учеников и позволят им применить свои знания и навыки в реальной жизни.

С любыми инициативами и желаниями по учебному оборудованию Вы можете обратиться к менеджерам Elizlabs по телефонам +38 097 411–15–98 и +38 050 410-63-22. Те товары, которые Вы не находите на сайте, мы можем предложить Вам по запросу!