10 STEM упражнения за 10–12 клас

STEM за гимназия

Задача 1: Изграждане на миниатюрна водноелектрическа централа

Цел: Да се разбере преобразуването на енергия от механична в електрическа.

Материали: Малка водна турбина или перка, динамо/генератор, кабели, LED лампичка, съд с вода.

Стъпки: Свържете турбината към генератора, насочете поток вода към турбината и наблюдавайте как светва LED.

Време: 45 мин.

Разширение: Сравнете различни конструкции на перки за ефективност.

Безопасност: Работете внимателно с вода и кабели.

Задача 2: Роботизирана ръка

Цел: Да се изследва приложението на механика и технологии в роботиката.

Материали: Картон, сламки, въженца, спринцовки с вода, лепило.

Стъпки: Създайте механична ръка, като използвате хидравличен принцип със спринцовки.

Време: 60 мин.

Разширение: Създайте ръка, която може да хваща предмети с различна големина.

Безопасност: Работете внимателно с ножици и лепило.

Задача 3: Мост от спагети

Цел: Разбиране на инженерния дизайн и силите в конструкциите.

Материали: Спагети, лепило, тежести за тестване.

Стъпки: Постройте мост и го тествайте колко тежест издържа.

Време: 90 мин.

Разширение: Сравнете различни видове конструкции (дъга, триъгълници).

Безопасност: Внимавайте при рязане на спагетите.

Задача 4: Соларна фурна

Цел: Да се изследва преобразуването на слънчевата енергия в топлина.

Материали: Картонена кутия, алуминиево фолио, черна хартия, прозрачно фолио.

Стъпки: Постройте малка фурна и нагрейте шоколад или сирене.

Време: 60 мин.

Разширение: Измерете температурата вътре с термометър.

Безопасност: Работете внимателно при отразяване на светлина.

Задача 5: Програмиране на микроконтролер (Arduino)

Цел: Да се развият умения за програмиране и работа с електроника.

Материали: Arduino, LED, резистори, кабели, компютър.

Стъпки: Напишете програма, която мига LED лампичка.

Време: 45 мин.

Разширение: Създайте светофарна система или мелодия.

Безопасност: Внимавайте със свързването на електронните компоненти.

Задача 6: Химичен анализ на киселинност (pH)

Цел: Да се разбере киселинността на различни разтвори.

Материали: Индикаторна хартия или червено зеле, различни течности (сода, лимонов сок, вода, оцет).

Стъпки: Тествайте pH на различни течности и сравнете резултатите.

Време: 30 мин.

Разширение: Създайте таблица с pH стойности.

Безопасност: Внимавайте с киселини и основи.

Задача 7: 3D моделиране и печат

Цел: Да се приложи инженерно мислене и технологии за създаване на прототипи.

Материали: Софтуер за 3D моделиране (Tinkercad/Blender), 3D принтер.

Стъпки: Проектирайте малък обект и го отпечатайте.

Време: 90 мин.

Разширение: Създайте функционален механизъм (зъбно колело).

Безопасност: Внимавайте при работа с 3D принтер.

Задача 8: Изграждане на система „Умен дом“

Цел: Да се изследва приложението на IoT (интернет на нещата).

Материали: Arduino/Raspberry Pi, сензор за температура, релета, LED, кабели.

Стъпки: Направете система за автоматично включване на лампа при зададена температура.

Време: 120 мин.

Разширение: Добавете WiFi модул и контрол чрез телефон.

Безопасност: Внимавайте при работа с електричество.

Задача 9: Симулиране на земетресение

Цел: Да се разберат ефектите от земетресенията върху сгради.

Материали: Дървена платформа, пружини, мотор за вибрации, модели на сгради (от картон/LEGO).

Стъпки: Поставете моделите върху платформата и предизвикайте вибрации. Наблюдавайте кои конструкции са по-стабилни.

Време: 60 мин.

Разширение: Сравнете различни архитектурни решения.

Безопасност: Внимавайте при работа с мотори.

Задача 10: Биопластмаса

Цел: Да се изследват алтернативни материали за устойчиво развитие.

Материали: Царевично нишесте, вода, оцет, глицерин, котлон.

Стъпки: Смесете съставките, загрейте и оформете материал. Наблюдавайте как се втвърдява.

Време: 45 мин.

Разширение: Тествайте здравина и разградимост.

Безопасност: Работете внимателно с горещи съдове.