STEAM підходи для вивчення фізичних явищ та процесів студентами і здобувачами освіти у STEAM-лабораторії ХНЕУ ім. С. Кузнеця

Abstract

В умовах стрімкого розвитку сучасних технологій електромагнітні явища є фундаментальною основою роботи більшості технічних систем – від електродвигунів і автоматизації до робототехніки, безпілотних літальних апаратів і телекомунікацій. Тому вивчення електромагнетизму є надзвичайно актуальним для підготовки здобувачів освіти до роботи з сучасними інженерними та цифровими технологіями. Методи які запроваджуються у STEAM-лабораторії створюють унікальні умови для практико-орієнтованого дослідження цих явищ, поєднуючи теоретичні знання з фізики з експериментальною діяльністю та інженерним конструюванням. Особливо наочними в STEAM-лабораторії ХНЕУ ім. С. Кузнеця є приклади, пов’язані з електродвигунами та джерелами і накопичувачами електроенергії, адже вони демонструють взаємозв’язок електричних і магнітних полів, силові взаємодії та перетворення електричної енергії в механічну. Практичні експерименти сприяють розвитку дослідницьких навичок, критичного мислення та вміння аналізувати результати вимірювань. Вивчення роботи електродвигунів квадрокоптера поєднує знання з фізики, інженерії, технологій і математики з практичною діяльністю. Під час занять учасники знайомляться з принципом роботи двигунів, досліджують утворення магнітного поля в обмотках та його взаємодію з магнітами ротора. На практиці демонструється, як керування струмом забезпечує обертання двигуна та стабільну роботу квадрокоптера (рис. 1). Окрема увага приділяється експериментам із дослідження залежності тяги від струму й напруги, а також оцінці енергоефективності за допомогою регуляторів швидкості та програмного керування.