วันการผลิตปี 2020: แหล่งข้อมูล STEM สำหรับนักเรียนมัธยมปลายและนักศึกษาวิทยาลัย

ด้วยการระบาดของไวรัสโควิด-19 ทำให้โรงเรียนหลายแห่งต้องเปลี่ยนจากการสอนแบบตัวต่อตัวไปสู่สภาพแวดล้อมการเรียนรู้ทางไกล ความท้าทายในการรักษาการมีส่วนร่วมของนักเรียนจึงมีนัยสำคัญมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหลักสูตรที่เกี่ยวข้องกับ STEM (วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์)

เมื่อสอนในสภาพแวดล้อมแบบตัวต่อตัวแบบดั้งเดิม หลักสูตร STEM จะรวมการศึกษาในการรักษาตามทฤษฎีของวิชา (รวบรวมจากเนื้อหาที่เป็นลายลักษณ์อักษรตามที่พบในตำราเรียน) กับการปฏิบัติจริงของวิชา (พัฒนาจากการทำงานจริงจากห้องปฏิบัติการ การทดลอง และการใช้เครื่องมือและวัสดุ) เมื่อเปลี่ยนไปใช้สภาพแวดล้อมการเรียนรู้ทางไกล เทคนิคการให้ความรู้แก่นักเรียนเกี่ยวกับหลักการพื้นฐานของวิชานั้นจะสามารถถ่ายทอดได้สำเร็จง่ายกว่าการลงมือปฏิบัติจริง

เพื่อช่วยเติมเต็มช่องว่างนี้ เราได้ระบุแหล่งข้อมูลบางอย่างที่อาจใช้เพื่อจัดหาโครงการภาคปฏิบัติที่ปฏิบัติได้จริงให้กับนักเรียนในระดับมัธยมศึกษาตอนปลายหรือระดับวิทยาลัยที่พวกเขาสามารถดำเนินการได้ ซึ่งจะช่วยเสริมการศึกษาในวิชา STEM

แหล่งข้อมูลด้านล่างประกอบด้วยแนวคิดโครงการที่เป็นไปได้ต่างๆ ที่หลากหลาย ซึ่งหลายๆ อย่างสามารถทำได้จากที่บ้านโดยไม่จำเป็นต้องซื้อซัพพลายเออร์หรือวัสดุพิเศษ โครงการอื่นๆ จากแหล่งข้อมูลด้านล่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งโครงการในระดับวิทยาลัย มีแนวโน้มว่านักศึกษาจะต้องลงทุนด้านวัสดุ ส่วนประกอบ และอุปกรณ์ที่ มักจะ ไม่มีในครัวเรือนทั่วไป โครงการเหล่านี้เป็นโครงการระดับสูงกว่าที่ปกติจะทำสำเร็จในชั้นเรียนทดลองของวิทยาลัย อาจเป็นในการตั้งค่ากลุ่มที่มีการทำงานร่วมกัน ภายใต้การแนะนำของอาจารย์ผู้สอนหรือที่ปรึกษา

แหล่งข้อมูลโครงการ STEM ของนักเรียนมัธยมปลาย

ด้านล่างนี้คือแหล่งข้อมูล STEM ที่ให้แนวคิดโครงการที่เหมาะสมสำหรับนักเรียนมัธยมปลาย

เพื่อนวิทยาศาสตร์

เว็บไซต์ Science Buddies มีโครงงานวิทยาศาสตร์ต่างๆ ให้เลือกมากมาย เหมาะสำหรับนักเรียนมัธยมปลายเพื่อสำรวจวิชา STEM ไซต์นี้อนุญาตให้ผู้ใช้กรองตามหัวข้อ เช่น โลกและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม วิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต หรือคณิตศาสตร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ และยังเจาะลึกในวิชาเหล่านี้เพื่อเลือกพื้นที่ที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ภายในวิศวกรรม ตัวเลือกสำหรับหัวข้อย่อย ได้แก่ วิศวกรรมโยธา ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ พลังงานและพลังงาน วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม วิทยาศาสตร์วัสดุ วิศวกรรมเครื่องกล หุ่นยนต์ และการสำรวจอวกาศ

นอกจากนี้ยังมีการกรองให้เลือกระดับเกรดที่ต้องการสำหรับโครงการ และเพื่อจำกัดโครงการให้แคบลงตามความต้องการโดยคำนึงถึงระยะเวลาของโครงการ ต้นทุนของโครงการ และความพร้อมของวัสดุ

เมื่อมีการดูโครงการเฉพาะ จะมีรายละเอียดเพิ่มเติม เช่น พื้นหลังสำหรับโครงการ วัสดุเฉพาะที่จำเป็น และขั้นตอนในการปฏิบัติตามเพื่อให้โครงการเสร็จสมบูรณ์ ไซต์ยังมีรูปแบบต่างๆ ที่คุณสามารถนำไปใช้เพื่อปรับแต่งโครงการและมีส่วนช่วยเหลือพร้อมคำถามที่พบบ่อย

ลังสร้างสรรค์

เว็บไซต์ลังสร้างมีโปรเจ็กต์ชุดอุปกรณ์หลากหลายรูปแบบที่เหมาะสำหรับนักเรียนที่อายุน้อยกว่า แต่หน้าในบล็อกมีโปรเจ็กต์ขั้นสูงกว่า เช่น โปรเจ็กต์เกี่ยวกับวิศวกรรมเครื่องกล

ที่นี่คุณจะได้พบกับโครงการที่มีความซับซ้อนหลากหลายตั้งแต่เรียบง่ายไปจนถึงซับซ้อน ที่ด้านล่างสุดของมาตราส่วนความซับซ้อนคือโครงการ เช่น การสร้างแขนหุ่นยนต์จากกระดาษแข็งและสายรัดซิป โครงการระดับกลางรวมถึงการสร้างบอลลูนสภาพอากาศบนระดับความสูงพร้อมเครื่องบันทึกข้อมูลที่ขับเคลื่อนโดย Arduino โอเพ่นซอร์ส IDE (Integrated Development Environment) ที่ทำงานจากคอมพิวเตอร์ของคุณ ในตอนท้ายของระดับความซับซ้อนที่สูงขึ้นคือโครงการที่จะสร้างหุ่นยนต์ทรงตัวที่หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางและคงตัวตรงและสมดุลแม้ในขณะที่บรรทุกสิ่งของ โครงการนี้สร้างขึ้นโดยใช้แพลตฟอร์ม Arduino IDE

คิดบ.

นอกจากการนำเสนอเนื้อหาอันทรงคุณค่าเพื่อให้ความรู้แก่นักเรียนในด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และคณิตศาสตร์แล้ว เว็บไซต์ ThoughtCo.com ยังมีหน้าเว็บของแนวคิดสำหรับโครงการนิทรรศการวิทยาศาสตร์วิศวกรรมอีกด้วย โปรเจ็กต์เหล่านี้ยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ในรูปแบบขั้นตอน ดังนั้นจะต้องให้นักเรียนดำเนินการวิจัยอิสระเพื่อกำหนดขอบเขต กระบวนการ และแนวทางที่จำเป็นในการทำให้แนวคิดเป็นโครงการที่สามารถดำเนินการได้สำเร็จ ดังนั้นจึงเหมาะกับระดับที่สูงขึ้นและสำหรับนักเรียนที่ไม่หงุดหงิดง่ายโดยต้องกำหนดโครงงานมากกว่าดำเนินการตามกระบวนการที่พัฒนาแล้ว

ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion (JPL)

Jet Propulsion Laboratory (JPL) ของ NASA ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยและพัฒนาที่ได้รับทุนจากรัฐบาลกลางซึ่งบริหารและจัดการโดย California Institute of Technology (Caltech) มีกิจกรรมในห้องเรียน ห้องปฏิบัติการ และชุดปัญหาที่ครอบคลุมหัวข้อ STEM และ เกี่ยวข้องกับการสำรวจอวกาศ

ตัวกรองบนหน้าเว็บกิจกรรมทำให้ผู้ใช้สามารถกรองตามประเภทกิจกรรม หัวข้อที่เน้น ระดับชั้น และหัวข้อเฉพาะภายในหัวข้อทั่วไป รายละเอียดในแต่ละกิจกรรมประกอบด้วยภาพรวม เอกสารที่จำเป็น ภูมิหลังสำหรับการทำความเข้าใจกิจกรรม และขั้นตอนที่ต้องปฏิบัติตาม

ช่วงของหัวข้อค่อนข้างกว้างและรวมถึง:

• วิชาการ
• ชีววิทยาดาราศาสตร์
• ดาราศาสตร์
• เคมี
• การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์
• วิทยาศาสตร์โลกและอวกาศ
• ไฟฟ้าและแม่เหล็ก
• ความร้อนและอุณหพลศาสตร์
• แสงและเลนส์
• คณิตศาสตร์
• วิทยาศาสตร์กายภาพ

STEM-Works

เว็บไซต์ STEM-Works มีส่วนโครงการเฉพาะสำหรับกิจกรรมที่สามารถทำได้ที่บ้าน โครงการวิทยาศาสตร์เหล่านี้มุ่งเป้าไปที่นักเรียนมัธยมปลายและอายุน้อยกว่า และรวมถึงโครงการที่เน้นเรื่องสภาพอากาศที่รุนแรง นวัตกรรมทางการแพทย์ หุ่นยนต์ อวกาศ วิดีโอเกม หุ่นยนต์ และพลังงานลม หน้ากิจกรรมให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการดำเนินโครงการหรืองาน กิจกรรมบางอย่างเป็นแบบเสมือนโดยใช้ซอฟต์แวร์แบบโต้ตอบ

Exploratorium

เว็บไซต์ Exploratorium มีกิจกรรมหลากหลายสำหรับนักเรียนมัธยมและเด็กเล็ก โครงการวิทยาศาสตร์เรียกว่า "ขนมวิทยาศาสตร์" และเป็นกิจกรรมทดสอบโดยครูที่ใช้วัสดุราคาไม่แพงและหาได้ง่าย หัวข้อที่ครอบคลุมรวมถึงดาราศาสตร์และวิทยาศาสตร์อวกาศ ชีววิทยา เคมี ธรณีศาสตร์ วิศวกรรมและเทคโนโลยี วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม ฟิสิกส์ และคณิตศาสตร์

วิทยาศาสตร์

ในส่วนของวิทยาศาสตร์ มีหัวข้อสำหรับโครงงานวิทยาศาสตร์ที่ไปถึงชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 หัวข้อของโครงการประกอบด้วยวิศวกรรมชีวการแพทย์ เคมี ชีววิทยา และนิติวิทยาศาสตร์ บทความอื่น ๆ ของพวกเขายังมีวิดีโอแนะนำ

แหล่งข้อมูลโครงการ STEM ของนักศึกษาวิทยาลัย

ด้านล่างนี้คือแหล่งข้อมูล STEM ที่ให้แนวคิดโครงการที่เหมาะสมสำหรับนักศึกษาวิทยาลัยหรือนักเรียนมัธยมปลายขั้นสูง

Electronicsforu.com

สำหรับผู้ที่เรียนวิศวกรรมไฟฟ้า เว็บไซต์ electronicsforu.com มีแนวคิดเกี่ยวกับโครงงานวิศวกรรมไฟฟ้า 30 หน้า ที่สามารถช่วยนักเรียนสร้างแผงวงจรที่ใช้งานได้ และพัฒนาความเข้าใจในวงจรดิจิทัลและแอนะล็อก

แต่ละโครงการจะแสดงคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับฟังก์ชันของวงจรหรือปัญหาที่กำลังแก้ไข และมีลิงก์ไปยังหน้าโครงการที่แสดงรายละเอียดทั้งหมดของโครงการนั้น รายละเอียดรวมถึงแผนผังไดอะแกรม รายการส่วนประกอบ ตารางวงจรลอจิก คำอธิบายการทำงานของวงจร คำแนะนำในการประกอบ และแผนผังโครงร่างส่วนประกอบและ PCB ที่ดาวน์โหลดได้

ตัวอย่างบางส่วนของโครงการ ได้แก่ :

• ระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบแกนคู่
• ตัวแปลง DC 5V เป็น 48V DC สำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟ Phantom
• บัฟเฟอร์เสียงอิมพีแดนซ์สูงพร้อม JFET
• PIN ไดโอดไฟเซ็นเซอร์
• บวกลบ 5V จากแบตเตอรี่ 9V
• สวิตช์รีเลย์ตรวจจับความเคลื่อนไหวอินฟราเรด
• เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของ LPG ราคาประหยัด
• แหล่งจ่ายไฟสลับอัตโนมัติ, อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• เครื่องกำเนิดสัญญาณและอินเวอร์เตอร์โดยใช้ตัวจับเวลา NE555
• อะแดปเตอร์ RS232 เป็น TTL เป็น I2C ที่กำหนดค่าได้

การจำลองแบบโต้ตอบของ PhET

มหาวิทยาลัยโคโลราโดที่โบลเดอร์เป็นเจ้าภาพจัดงาน PhET Interactive Simulations ซึ่งมีชุดโปรแกรมจำลองเชิงโต้ตอบที่ใช้การเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์และกราฟิกเพื่อให้นักศึกษาได้สำรวจหลักการพื้นฐานของวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ผ่านการจำลองในห้องปฏิบัติการเสมือนบนคอมพิวเตอร์ของตน ตัวอย่างเช่น การจำลองกฎของแก๊สในอุดมคติช่วยให้นักเรียนปั๊มโมเลกุลของแก๊สเข้าไปในห้องปิด จากนั้นสังเกตการเปลี่ยนแปลงของความดันและอุณหภูมิเมื่อมีการเพิ่มและขจัดความร้อน หรือปริมาตรของห้องเปลี่ยนแปลงไป คุณยังสามารถเปลี่ยนขนาดอนุภาคของโมเลกุลแก๊สและนับจำนวนการชนกันของโมเลกุลเหล่านั้นกับผนังห้องในช่วงเวลาที่กำหนดได้

มีการจำลองมากกว่า 150 แบบให้สำรวจและครอบคลุมสาขาวิชาต่างๆ รวมถึงฟิสิกส์ เคมี คณิตศาสตร์ ธรณีศาสตร์ และชีววิทยา ตัวกรองอนุญาตให้ผู้ใช้จำกัดผลลัพธ์ให้แคบลงตามหัวข้อย่อยภายในสาขาวิชาทั่วไปตามระดับชั้น ซึ่งรวมถึงหัวข้อระดับมหาวิทยาลัย และตามความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์ การจำลองบางอย่างต้องใช้ Java หรือ Flash ในขณะที่บางการจำลองจะทำงานบนเบราว์เซอร์ HTML มาตรฐาน นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกภาษาเพื่อให้เหมาะกับผู้ใช้จากสถานที่ต่างๆ

คำแนะนำ

ใน Instructables ผู้ใช้จะอัปโหลดโปรเจ็กต์ต่างๆ ที่พวกเขาทำเสร็จแล้ว พร้อมด้วยคำแนะนำและวิดีโอ แม้ว่าจะมีหมวดหมู่ที่หลากหลายบนเว็บไซต์ แต่โครงงานที่เกี่ยวข้องกับวงจรนั้นมีคุณลักษณะบางอย่างที่นักศึกษาวิศวกรรมไฟฟ้าสามารถนำไปใช้ที่บ้านได้ หลังจากสร้างบัญชีแล้ว ผู้ใช้สามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF และถามคำถามกับผู้ใช้รายอื่นเกี่ยวกับโครงการได้ นอกจากนี้ยังมีชั้นเรียนที่ครอบคลุมหัวข้อต่างๆ เช่น การพิมพ์ 3 มิติ, CNC และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตลอดจนหัวข้อที่น่าสนใจทั่วไป เช่น เวิร์กชอป การเย็บผ้า งานฝีมือ การทำอาหาร การออกแบบ และโครงการสำหรับเด็ก

GeeksforGeeks

เว็บไซต์ GeeksforGeeks มีโครงการเขียนโค้ดที่เหมาะสำหรับนักเขียนโค้ดระดับวิทยาลัย ผู้ใช้สามารถเลือกโปรเจ็กต์ตามโปรแกรม ซึ่งรวมถึงโปรเจ็กต์ C++, Java และ Python นอกจากนี้ยังมีหลักสูตรออนไลน์ที่นักศึกษาที่สนใจด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์สามารถเข้าเรียนได้

Code.org

Code.org มีหน้าแนวคิดโครงการที่บ้านซึ่งมีโครงการเขียนโค้ดที่หลากหลาย รวมถึงการพัฒนาหน้าเว็บ การเล่นเกมและแล็บแอป แล็บเกม สไปรท์แล็บ และการวาดภาพ นักเรียนสามารถสัมผัสประสบการณ์จริงกับการเขียนโค้ดและเรียนรู้จากการเรียนออนไลน์ได้ฟรี

วิศวกรรมที่น่าสนใจ

เว็บไซต์วิศวกรรมศาสตร์ที่น่าสนใจมีหน้า 12 โครงการวิศวกรรมไฟฟ้าที่จะช่วยให้นักเรียนขยายความรู้เกี่ยวกับการออกแบบการควบคุมและการบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฟฟ้า มีการอธิบายโครงงานโดยสังเขปแต่ไม่มีรายละเอียดครบถ้วน ดังนั้นนักเรียนจะต้องทำการวิจัยและทำงานออกแบบ บิลวัสดุ จากนั้นจึงสร้างและทดสอบโครงงาน ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมเราจึงวางสิ่งนี้ไว้ใน STEM ขั้นสูง ส่วนทรัพยากรโครงการ

สรุป

บทความนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงการที่เกี่ยวข้องกับ STEM บางส่วนที่สามารถใช้สำหรับการศึกษาทางไกลของนักเรียนมัธยมปลายและนักศึกษาวิทยาลัย มีแหล่งข้อมูลที่หลากหลาย ซึ่งมีตั้งแต่โครงการที่กำหนดไว้อย่างดีพร้อมวัสดุและขั้นตอนการทำงานที่มีอยู่แล้ว ไปจนถึงแนวคิดของโครงการที่ต้องใช้ความคิดในการออกแบบที่สร้างสรรค์และการพัฒนาโครงการมากขึ้น

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับ STEM โปรดไปที่ Thomas Insights ซึ่งคุณจะพบบทความเกี่ยวกับแนวโน้มปัจจุบันในธุรกิจและอุตสาหกรรม รวมถึงการริเริ่ม STEM

เรียนรู้เพิ่มเติม

เพลิดเพลินกับแหล่งข้อมูล STEM ฟรีเพิ่มเติมจาก Thomas ในขณะที่เราเฉลิมฉลองวันแห่งการผลิตปี 2020