2020 年制造日：面向高中生和大学生的 STEM 资源

已发表: 2022-04-27

高中生 STEM 项目资源

以下是 STEM 资源，可提供适合高中年龄学生的项目构想。

科学伙伴

Science Buddies 网站提供了适合高中生探索 STEM 科目的各种不同科学项目的完整选择。 该站点允许用户按主题进行过滤，例如地球与环境科学、生命科学或数学和计算机科学，还可以深入这些主题以选择更具体的领域。 例如，在工程中，子主题的选择包括土木工程、电力与电子、能源与电力、环境工程、材料科学、机械工程、机器人技术和太空探索。

还可以进行过滤以选择项目所需的年级，并根据项目持续时间、项目成本和材料可用性方面的偏好来缩小项目范围。

查看特定项目时，会提供其他详细信息，例如项目背景、所需的特定材料以及完成项目应遵循的程序。 该站点还提供了可用于自定义项目的变体，并有一个包含常见问题的帮助部分。

创造箱

Creation crate 网站有各种适合年轻学生的套件风格项目，但他们博客上的页面包含更高级的项目，例如围绕机械工程主题的项目。

在这里，您会发现从简单到复杂的各种复杂项目的组合。 在复杂性规模的低端是一个项目，例如用纸板和一些拉链构建机械臂。 中级项目包括构建一个高海拔气象气球，并配备数据记录器，该数据记录器由从您的计算机运行的 Arduino 开源 IDE（集成开发环境）提供支持。 在复杂性规模的较高端是一个构建自平衡机器人的项目，该机器人可以避开障碍物，即使在承载负载时也能保持直立和平衡。 该项目也是使用 Arduino IDE 平台构建的。

思想公司

除了提供有价值的内容来教育学生科学、技术和数学之外，ThoughtCo.com 网站还有一个工程科学博览会项目的想法网页。 这些项目还没有完全发展成程序形式，因此需要承担这些项目的学生进行一些独立的研究，以进一步定义将想法变成可以成功执行的项目所需的范围、过程和方法。 因此，它更适合更高年级的学生以及那些不会因为必须定义他们的项目而不是执行已经开发的流程而容易感到沮丧的学生。

喷气推进实验室 (JPL)

NASA 的喷气推进实验室 (JPL) 是一个联邦资助的研发中心，由加州理工学院 (Caltech) 管理和管理，拥有一系列涵盖 STEM 学科的课堂活动、实验室和问题集，其中与太空探索有关。

活动网页上的过滤器允许用户按活动类型、主题重点、年级和一般主题区域内的特定主题进行过滤。 每个活动的详细信息包括概述、所需材料、理解活动的背景以及要遵循的程序。

主题范围相当广泛，包括：

  • 航空
  • 天体生物学
  • 天文学
  • 化学
  • 电脑编程
  • 地球与空间科学
  • 电与磁
  • 热与热力学
  • 光与光学
  • 数学
  • 物理科学

STEM 工程

STEM-Works 网站有一个项目部分，专门介绍可以在家完成的活动。 这些科学项目面向高中生和年轻人，包括专注于极端天气、医学创新、机器人技术、太空、视频游戏、机器人技术和风能的项目。 活动页面提供有关如何执行项目或任务的其他详细信息。 一些活动是使用交互式软件进行的虚拟活动。

探索馆

Exploratorium 网站包含针对高中生和年幼儿童的各种活动。 这些科学项目被称为“科学零食”，是经过教师测试的活动，使用廉价、现成的材料。 涵盖的主题包括天文学和空间科学、生物学、化学、地球科学、工程和技术、环境科学、物理学和数学。

科学

在科学方面，有一个科学项目部分可以升到九年级。 项目主题包括生物医学工程、化学、生物学和法医学。 他们的其他文章也有教学视频。

大学生 STEM 项目资源

以下是 STEM 资源，提供适合大学生或高年级学生的项目构想。

电子论坛

对于学习电气工程的学生，electronicsforu.com 网站上有 30 个电气工程项目创意页面，可以帮助学生创建功能电路板并加深他们对数字和模拟电路的理解。

每个项目都显示了对电路功能或正在解决的问题的简要描述，并包含指向项目页面的链接，该页面显示该项目的全部详细信息。 详细信息包括原理图、元件零件清单、逻辑电路表、电路操作说明、组装指南以及可下载的 PCB 和元件布局图。

这些项目的一些例子包括：

  • 双轴太阳能跟踪系统
  • 用于幻象电源的 5V DC 至 48V DC 转换器
  • 具有 JFET 的高阻抗音频缓冲器
  • 基于 PIN 二极管的火灾传感器
  • 9V 电池加减 5V 电源
  • 红外线动作感应继电器开关
  • 低成本液化石油气检漏仪
  • 自动电源开关电源、太阳能逆变器或发电机
  • 使用 NE555 定时器的信号发生器和逆变器
  • 可配置的 RS232 到 TTL 到 I2C 适配器

PhET 交互式模拟

科罗拉多大学博尔德分校举办 PhET 交互式模拟，它提供了一系列交互式模拟程序，利用软件编程和图形让学生通过计算机上的虚拟实验室模拟来探索科学和数学的基本原理。 例如，对理想气体定律的模拟允许学生将气体分子泵入一个封闭的腔室，然后观察压力和温度随着热量的添加和移除或腔室体积的变化而发生的变化。 您还可以改变气体分子的粒径，并计算这些分子在给定时间段内与腔壁碰撞的次数。

超过 150 种模拟可供探索和涵盖学科领域，包括物理、化学、数学、地球科学和生物学。 过滤器允许用户按年级（包括大学级别的主题）和软件兼容性在一般学科领域内按子主题缩小结果。 一些模拟需要 Java 或 Flash，而其他模拟将在标准 HTML 浏览器上运行。 语言选项也适用于不同地区的用户。

教科书

在 Instructables 上，用户上传他们已经完成的不同项目，以及指南和视频。 虽然网站上涵盖了多种类别，但与电路相关的项目具有电气工程专业学生可以在家中实施的一些项目。 创建帐户后，用户可以下载 PDF 并询问其他用户有关项目的问题。 还有一些课程涵盖 3D 打印、CNC 和电子等主题，以及一些更普遍的兴趣主题，包括车间、缝纫、工艺、烹饪、设计和儿童项目。

GeeksforGeeks

GeeksforGeeks 网站上有适合大学级别编码员的编码项目。 用户可以按程序选择项目，包括 C++、Java 和 Python 项目。 还有一些对计算机科学感兴趣的学生可以参加在线课程。

代码.org

Code.org 包含一个家庭项目创意页面，提供各种编码项目，包括网页开发、游戏和应用程序实验室、游戏实验室、精灵实验室和绘图。 学生可以通过免费在线课程获得编码和学习的实践经验。

有趣的工程

这个有趣的工程网站有一页包含 12 个电气工程项目，这些项目将帮助学生扩展他们对电气设备的设计、控制和维护的知识。 项目描述很简短，但并不完全详细，因此学生需要进行研究并完成他们的设计、材料清单，然后构建和测试项目，这解释了为什么我们将其置于更高级的 STEM 中项目资源部分。

概括

本文介绍了一些可用于高中和大学生远程教育的 STEM 相关项目资源。 有多种资源可供使用，从具有材料和程序的明确定义的项目到需要更多创造性设计思维和项目开发的项目理念。

要了解有关 STEM 相关主题的更多信息，请访问 Thomas Insights，您可以在其中找到有关当前商业和行业趋势的文章，包括 STEM 计划。

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