Tag der Fertigung 2020:MINT-Ressourcen für Gymnasiasten und College-Studenten

Da die COVID-19-Pandemie viele Schulen dazu zwingt, vom persönlichen Unterricht auf eine Fernunterrichtsumgebung umzustellen , gewinnt die Herausforderung, das Engagement der Studierenden aufrechtzuerhalten, an Bedeutung. Dies gilt insbesondere für Studiengänge mit MINT-Fächern (Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwissenschaften und Mathematik).

MINT-Kurse, die in einem traditionellen persönlichen Umfeld unterrichtet werden, kombinieren die Ausbildung in der theoretischen Behandlung des Themas ( aus schriftlichem Material aus Lehrbüchern) mit der praktischen Bearbeitung des Themas (entwickelt durch praktische Laborarbeit, Experimente und den Einsatz von Instrumenten und Materialien). Beim Wechsel zu einer Fernlernumgebung lassen sich die Techniken zur Vermittlung der zugrunde liegenden Prinzipien eines Fachs viel einfacher erfolgreich übertragen als die praktischeren praktischen Aspekte.

Um diese Lücke zu schließen, haben wir einige Ressourcen identifiziert, die verwendet werden können, um Schüler an der High School bereitzustellen oder College-Niveau mit praktischen praktischen Projekten, die sie durchführen können, die ihnen helfen, ihre Ausbildung in MINT-Fächern zu ergänzen.

Die folgenden Ressourcen enthalten eine Mischung verschiedener potenzieller Projektideen, von denen viele von zu Hause aus mit a . umgesetzt werden können minimale Notwendigkeit, spezielle Lieferanten oder Materialien zu kaufen. Andere Projekte aus den unten aufgeführten Ressourcen, insbesondere solche auf College-Ebene, erfordern von den Studenten wahrscheinlich Investitionen in Materialien, Komponenten und Ausrüstung, die normalerweise nicht in einem typischen Haushalt zu finden sind. Dies sind Projekte auf höherer Ebene, die normalerweise in einer College-Laborklasse, möglicherweise in einer kollaborativen Gruppenumgebung, unter Anleitung eines Lehrers oder Beraters durchgeführt würden.

MINT-Projektressourcen für Gymnasiasten

Im Folgenden finden Sie MINT-Ressourcen, die Projektideen für Schüler im High-School-Alter bieten.

Wissenschaftsfreunde

Die Science Buddies-Website bietet eine vollständige Auswahl verschiedener wissenschaftlicher Projekte, die für Gymnasiasten geeignet sind, um MINT-Fächer zu erkunden. Die Site ermöglicht es Benutzern, nach Themen wie Geo- und Umweltwissenschaften, Biowissenschaften oder Mathematik und Informatik zu filtern und auch in diese Fächer einzutauchen, um einen spezifischeren Bereich auszuwählen. Innerhalb der Ingenieurwissenschaften stehen beispielsweise Bauingenieurwesen, Elektrizität und Elektronik, Energie und Energie, Umwelttechnik, Materialwissenschaften, Maschinenbau, Robotik und Weltraumforschung zur Auswahl.

Es gibt auch Filtermöglichkeiten, um die gewünschte Klassenstufe für das Projekt auszuwählen und Projekte nach Präferenzen in Bezug auf die Projektdauer, die Projektkosten und die Verfügbarkeit von Materialien einzugrenzen.

Wenn ein bestimmtes Projekt angezeigt wird, werden zusätzliche Details wie der Hintergrund für das Projekt, das benötigte spezifische Material und das Verfahren zum Abschließen des Projekts bereitgestellt. Die Website bietet auch Variationen, die Sie anwenden können, um das Projekt anzupassen, und hat einen Hilfebereich mit häufig gestellten Fragen.

Erstellungskiste

Die Website der Kreationskiste bietet eine Vielzahl von Projekten im Baukastenstil, die für jüngere Studenten geeignet sind, aber eine Seite in ihrem Blog enthält fortgeschrittenere Projekte, z. B. zum Thema Maschinenbau.

Hier finden Sie eine Mischung aus Projekten unterschiedlicher Komplexität von einfach bis anspruchsvoll. Am unteren Ende der Komplexitätsskala befindet sich ein Projekt wie der Bau eines Roboterarms aus Pappe und einigen Kabelbindern. Projekte der Mittelstufe umfassen den Bau eines Höhenwetterballons mit Datenlogger, der von der Arduino Open Source IDE (Integrated Development Environment) betrieben wird, die von Ihrem Computer ausgeführt wird. Am oberen Ende der Komplexitätsskala steht ein Projekt zum Bau eines selbstbalancierenden Roboters, der Hindernisse vermeidet und auch beim Tragen einer Last aufrecht und im Gleichgewicht bleibt. Dieses Projekt wird auch mit der Arduino IDE-Plattform erstellt.

ThoughtCo.

Neben der Präsentation wertvoller Inhalte zur Ausbildung von Studenten in Naturwissenschaften, Technik und Mathematik bietet die ThoughtCo.com-Website auch eine Webseite mit Ideen für ingenieurwissenschaftliche Messeprojekte. Diese Projekte sind nicht vollständig in verfahrenstechnischer Form entwickelt und erfordern daher, dass der Student, der sie durchführt, einige unabhängige Recherchen anstellt, um den Umfang, den Prozess und die Herangehensweise weiter zu definieren, die erforderlich sind, um die Idee in ein Projekt zu verwandeln, das erfolgreich ausgeführt werden kann. Es eignet sich daher eher für höhere Klassenstufen und für Schüler, die nicht so schnell frustriert sind, wenn sie ihr Projekt definieren müssen, anstatt einen bereits entwickelten Prozess auszuführen.

Jet Propulsion Laboratory (JPL)

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA ist ein staatlich finanziertes Forschungs- und Entwicklungszentrum, das vom California Institute of Technology (Caltech) verwaltet und verwaltet wird beziehen sich auf die Weltraumforschung.

Filter auf der Aktivitäten-Webseite ermöglichen es Benutzern, nach Aktivitätstyp, Fachschwerpunkt, Klassenstufe und spezifischen Themen innerhalb des allgemeinen Themenbereichs zu filtern. Details zu jeder Aktivität umfassen einen Überblick, benötigte Materialien, Hintergrundinformationen zum Verständnis der Aktivität und zu befolgende Verfahren.

Das Themenspektrum ist recht breit gefächert und umfasst:

• Luftfahrt
• Astrobiologie
• Astronomie
• Chemie
• Computerprogrammierung
• Erd- und Weltraumwissenschaften
• Elektrizität &Magnetismus
• Wärme &Thermodynamik
• Licht &Optik
• Mathematik
• Physikalische Wissenschaft

MINT-Arbeiten

Die STEM-Works-Website verfügt über einen Projektbereich, der Aktivitäten gewidmet ist, die zu Hause durchgeführt werden können. Diese wissenschaftlichen Projekte richten sich an Gymnasiasten und jüngere Altersgruppen und umfassen Projekte mit den Schwerpunkten extremes Wetter, medizinische Innovationen, Robotik, Weltraum, Videospiele, Robotik und Windenergie. Aktivitätsseiten bieten zusätzliche Details zur Durchführung des Projekts oder der Aufgabe. Einige der Aktivitäten sind virtuell mit interaktiver Software.

Exploratorium

Die Website des Exploratoriums enthält eine Vielzahl von Aktivitäten für Gymnasiasten und jüngere Kinder. Die Wissenschaftsprojekte heißen „Science Snacks“ und sind von Lehrern getestete Aktivitäten, die kostengünstige, leicht verfügbare Materialien verwenden. Zu den behandelten Themen gehören Astronomie und Weltraumwissenschaften, Biologie, Chemie, Geowissenschaften, Ingenieurwesen und Technologie, Umweltwissenschaften, Physik und Mathematik.

Wissenschaft

Im Bereich Wissenschaft gibt es einen Bereich für wissenschaftliche Projekte, der bis zur neunten Klasse reicht. Die Projektthemen umfassen Biomedizintechnik, Chemie, Biologie und Forensik. Ihre anderen Artikel enthalten auch Lehrvideos.

MINT-Projektressourcen für College-Studenten

Im Folgenden finden Sie MINT-Ressourcen, die Projektideen für College-Studenten oder fortgeschrittene High-School-Studenten bieten.

Elektronikforum.com

Für diejenigen, die Elektrotechnik studieren, bietet die Website electronicsforu.com eine Seite mit 30 Projektideen für Elektrotechnik, die den Studenten helfen können, funktionierende Leiterplatten zu erstellen und ihr Verständnis für digitale und analoge Schaltungen zu entwickeln.

Jedes Projekt enthält eine kurze Beschreibung der Funktion des Schaltkreises oder des zu lösenden Problems und enthält einen Link zu einer Projektseite, die alle Details dieses Projekts enthält . Die Details umfassen schematische Diagramme, Komponentenstücklisten, Logikschaltkreistabellen, Beschreibungen der Schaltungsvorgänge, Montageanleitungen und herunterladbare PCB- und Komponentenlayoutdiagramme.

Einige Beispiele für die Projekte sind:

• Zweiachsiges Solartracker-System
• 5V DC zu 48V DC Wandler für Phantomspeisung
• Hochohmiger Audiopuffer mit JFET
• PIN-Diodenbasierter Brandmelder
• Plus minus 5V Versorgung von 9V Batterie
• Infrarot-Bewegungsmelder-Relaisschalter
• Kostengünstiger LPG-Lecksucher
• Automatische Leistungsumschaltung von Netz, Solar-Inverter oder Generator
• Signalgenerator und Wechselrichter mit NE555-Timern
• Konfigurierbarer RS232-auf-TTL-auf-I2C-Adapter

Interaktive PhET-Simulationen

Die University of Colorado in Boulder beherbergt PhET Interactive Simulations, die eine Reihe interaktiver Simulationsprogramme anbietet, die Softwareprogrammierung und Grafiken verwenden, um es Studenten zu ermöglichen, grundlegende Prinzipien der Naturwissenschaften und Mathematik durch eine virtuelle Laborsimulation auf ihren Computern zu erkunden. Eine Simulation des idealen Gasgesetzes ermöglicht es dem Studenten beispielsweise, Gasmoleküle in eine geschlossene Kammer zu pumpen und dann Druck- und Temperaturänderungen zu beobachten, wenn Wärme zugeführt und abgeführt oder das Volumen der Kammer verändert wird. Sie können auch die Partikelgröße der Gasmoleküle variieren und die Anzahl der Kollisionen dieser Moleküle mit den Kammerwänden für einen bestimmten Zeitraum zählen.

Über 150 Simulationen stehen zur Verfügung, um Themenbereiche wie Physik, Chemie, Mathematik, Geowissenschaften und Biologie zu erkunden und abzudecken. Filter ermöglichen es dem Benutzer, die Ergebnisse nach Unterthemen innerhalb der allgemeinen Fachgebiete nach Klassenstufe, einschließlich Themen auf Universitätsniveau, und nach Softwarekompatibilität einzugrenzen. Einige Simulationen erfordern Java oder Flash, während andere auf Standard-HTML-Browsern ausgeführt werden. Sprachoptionen sind auch verfügbar, um Benutzern aus verschiedenen Gebietsschemas gerecht zu werden.

Anleitungen

Auf Instructables laden Benutzer verschiedene abgeschlossene Projekte zusammen mit Anleitungen und Videos hoch. Während auf der Website eine Vielzahl von Kategorien abgedeckt wird, enthalten die stromkreisbezogenen Projekte einige, die ein Student der Elektrotechnik zu Hause implementieren könnte. Nach dem Erstellen eines Kontos können Benutzer PDFs herunterladen und anderen Benutzern Fragen zu den Projekten stellen. Es gibt auch Kurse zu Themen wie 3D-Druck, CNC und Elektronik sowie zu einigen allgemeineren Themen wie Workshops, Nähen, Basteln, Kochen, Design und Projekte für Kinder.

GeeksforGeeks

Die GeeksforGeeks-Website bietet Programmierprojekte, die für Programmierer auf College-Ebene geeignet sind. Benutzer können ein Projekt nach Programm auswählen, das C++-, Java- und Python-Projekte umfasst. Es gibt auch Online-Kurse, an denen Informatikinteressierte teilnehmen können.

Code.org

Code.org enthält eine Seite mit Projektideen zu Hause, die eine Vielzahl von Codierungsprojekten anbietet, darunter Webseitenentwicklung, Spiele- und App-Lab, Spiele-Lab, Sprite-Lab und Zeichnen. Die Schüler können praktische Erfahrungen mit dem Programmieren sammeln und lernen, indem sie kostenlos online an Kursen teilnehmen.

Interessante Technik

Die interessante Website für Ingenieure bietet eine Seite mit 12 elektrotechnischen Projekten, die den Studenten helfen, ihr Wissen über die Konstruktion, Steuerung und Wartung elektrischer Geräte zu erweitern. Die Projekte werden kurz beschrieben, sind aber nicht vollständig detailliert, daher muss der Student seine Entwürfe und Materiallisten recherchieren und ausarbeiten und dann das Projekt erstellen und testen, was erklärt, warum wir dies in den fortgeschritteneren STEM . platziert haben Abschnitt Projektressourcen.

Zusammenfassung

Dieser Artikel bietet einen Blick auf einige MINT-bezogene Projektressourcen, die für den Fernunterricht von Gymnasiasten und College-Studenten verwendet werden könnten. Es steht eine Vielzahl von Ressourcen zur Verfügung, die von klar definierten Projekten mit bereits vorhandenen Materialien und Verfahren bis hin zu Projektideen reichen, die kreativeres Designdenken und Projektentwicklung erfordern.

Um mehr über MINT-bezogene Themen zu erfahren, besuchen Sie Thomas Insights. Dort finden Sie Artikel zu aktuellen Trends in Wirtschaft und Industrie, einschließlich MINT-Initiativen.

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