Simple Machines

Будаўнічыя матэрыялы (для кожнай каманды)

Неабходныя матэрыялы

• Ліст простых машын

Design Challenge

Вы ўваходзіце ў каманду інжынераў, якім пастаўлена задача вызначыць, ці з'яўляецца група прадметаў простымі машынамі і якія яны простыя. Затым вы вывучыце розныя канструкцыі адчыняльнікаў кансерваў і дакументальна пацвердзіце, чаму, на вашу думку, каманда інжынераў спраектавала іх так, як яны працуюць.

1. Разбіце клас на каманды па 2-3 чалавекі.
2. Раздайце аркуш простых машын.
3. Абмяркуйце тэмы ў раздзеле "Асноўныя канцэпцыі".
4. Пакажыце студэнтам працаваць у камандзе, каб вывучыць элементы на вучэбным аркушы, каб вызначыць, ці з'яўляюцца яны простымі машынамі. Некаторыя з простых кухонных машын маюць у канструкцыі больш за адзін тып простых машын. Адказы з'яўляюцца ніжэй:
   ● Нож: клін
   ● Нажніцы: Уключае ў сябе клін і шрубу
   ● Аконная штора: Кіруецца шківам
   ● тарка для сыру: клін
   ● Форма для піцы: Змяшчае клін, кола і вось
   ● Адкрывальнік для кансерваў: змяшчае чатыры простыя машыны ... шруба, рычаг, клін, а таксама кола і вось
   ● Лыжкі: Рычагі
   ● Нарэзка сыру: клін
   ● Адкрывальнік для бутэлек: рычаг
   ● Відэлец: рычаг, а таксама можа быць клінам
5. Пакажыце студэнтам зірнуць на розныя тыпы адкрывальнікаў для кансерваў на лісце вучня. Як камандзе, яны павінны абмеркаваць і дакументаваць тое, што яны думаюць, што інжынерныя групы, якія распрацавалі праекты, дасягнулі праз кожны унікальны дызайн. Напрыклад, некаторыя версіі могуць мець меншы вага, прасцей у выкарыстанні, прыемней глядзець, лягчэй трымаць.
6. Для атрымання дадатковай інфармацыі па гэтай тэме глядзіце раздзел «Капаць глыбей».

Ідэя пашырэння

Дазвольце студэнтам вывучаць мноства простых кухонных машын у класе. Гэта будзе залежаць ад узросту вашых вучняў. Калі вы карыстаецеся сапраўднымі кухоннымі машынамі, будзьце асцярожныя з вострымі дэталямі з маленькімі дзецьмі.

Урок можна прайсці ўсяго за 1 клас для старэйшых школьнікаў. Аднак, каб дапамагчы студэнтам не адчуваць прыспешлівасці і забяспечыць поспех студэнтаў (асабліва для малодшых школьнікаў), падзеліце ўрок на два перыяды, даючы студэнтам больш часу на мазгавы штурм, тэставанне ідэй і дапрацоўку іх дызайну. Правядзіце тэставанне і аналіз у наступны класны час.

Што такое простыя машыны?

Простая машына - гэта любая прылада, якая патрабуе прыкладання адной сілы для працы. Праца праводзіцца, калі прыкладзена нейкая сіла і якая прыводзіць да руху на зададзеную адлегласць. Выкананая праца з'яўляецца здабыткам сілы і адлегласці. Аб'ём працы, неабходны для дасягнення пастаўленай мэты, пастаянны, аднак неабходную сілу можна паменшыць пры ўмове прымянення меншай сілы на большую адлегласць. Павелічэнне адлегласці зніжае сілу. Суадносіны паміж імі - гэта механічная перавага. Традыцыйны спіс простых машын: нахільная плоскасць, кола і вось, рычаг, шкіў, клін і шруба.

Прынясіце стол са студэнцкага працоўнага аркуша ТУТ

Некаторыя машыны ўтрымліваюць некалькі простых машын. Адкрывальнік кансерваў змяшчае чатыры простыя машыны ... шруба, рычаг, клін, а таксама кола і вось. Клін знаходзіцца на фрэзе, рычаг-гэта ручка, а шруба-прылада, якая ўтрымлівае адкрывалку для кансерваў разам. Кола і вось прымацоўваюць фрэзу да сашніка. Усе яны працуюць разам, каб значна прасцей было адкрыць слоік!

Рэкамендуемы літаратура

• Простыя машыны (пачынаючы з навукі) ISBN: 1550743996
• Навуковыя эксперыменты з простымі машынамі ISBN: 0531154459

Пісьменніцкая дзейнасць

Напішыце сачыненне або абзац з апісаннем трох простых машын, якія можна знайсці ў офісе або ў класе.

Прывядзенне ў адпаведнасць з рамкамі навучальных праграм

нататка: Планы ўрокаў гэтай серыі ўзгадняюцца з адным або некалькімі з наступных набораў стандартаў:  

• Стандарты навуковай адукацыі ЗША (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Навуковыя стандарты наступнага пакалення ЗША (http://www.nextgenscience.org/) 
• Стандарты Міжнароднай тэхналагічнай адукацыйнай асацыяцыі тэхналагічнай пісьменнасці (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Прынцыпы і стандарты школьнай матэматыкі Нацыянальнага савета настаўнікаў матэматыкі ЗША (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Агульныя асноўныя дзяржаўныя стандарты ЗША па матэматыцы (http://www.corestandards.org/Math)
• Стандарты інфарматыкі K-12 Асацыяцыі настаўнікаў інфарматыкі (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Нацыянальныя стандарты навуковай адукацыі К-4 класы (ва ўзросце 4-9)

ЗМЕСТ СТАНДАРТ Б: Фізічныя навукі

У выніку сваёй дзейнасці ва ўсіх вучняў павінна скласціся разуменне

• Уласцівасці прадметаў і матэрыялаў 
• Размяшчэнне і рух аб'ектаў

ЗМЕСТ СТАНДАРТ E: Навука і тэхніка 

У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развівацца

• Здольнасць адрозніваць прыродныя аб'екты ад аб'ектаў, зробленых чалавекам 

ЗМЕСТ СТАНДАРТ G: Гісторыя і прырода навукі

У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развіваць разуменне

• Навука як справа чалавека 

Нацыянальныя стандарты навуковай адукацыі 5-8 класы (10-14 гадоў)

ЗМЕСТ СТАНДАРТ Б: Фізічныя навукі

У выніку сваёй дзейнасці ва ўсіх вучняў павінна скласціся разуменне

• Рухі і сілы 
• Перадача энергіі 

ЗМЕСТ СТАНДАРТ G: Гісторыя і прырода навукі

У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развіваць разуменне

• Навука як справа чалавека 
• Гісторыя навукі 

Навуковыя стандарты наступнага пакалення 2-5 класы (узрост 7-11)

Матэрыя і яе ўзаемадзеянне

• 2-PS1-2. Прааналізуйце дадзеныя, атрыманыя ў выніку выпрабаванняў розных матэрыялаў, каб вызначыць, якія матэрыялы маюць тыя ўласцівасці, якія лепш за ўсё падыходзяць па прамым прызначэнні.

Рух і стабільнасць: сілы і ўзаемадзеянне

Студэнты, якія дэманструюць разуменне, могуць:

• 3-PS2-1. Плануйце і правядзіце расследаванне, каб даць доказы ўплыву збалансаваных і неўраўнаважаных сіл на рух аб'екта. 

Інжынерны дызайн 

Студэнты, якія дэманструюць разуменне, могуць:

• 3-5-ETS1-1. Вызначце простую канструктыўную задачу, якая адлюстроўвае патрэбу ці жаданне, якая ўключае ў сябе зададзеныя крытэрыі поспеху і абмежаванні па матэрыялах, часу або кошту.
• 3-5-ETS1-2.Стварыце і параўнайце некалькі магчымых рашэнняў праблемы, зыходзячы з таго, наколькі кожны з іх можа адпавядаць крытэрам і абмежаванням праблемы.

Стандарты тэхналагічнай пісьменнасці - усе стагоддзі

Тэхналогія і грамадства

• Стандарт 5: Студэнты выпрацуюць разуменне ўплыву тэхналогій на навакольнае асяроддзе.
• Стандарт 7: Студэнты выпрацуюць разуменне ўплыву тэхналогій на гісторыю.

дызайн

• Стандарт 10: Студэнты выпрацуюць разуменне ролі ліквідацыі непаладак, даследаванняў і распрацовак, вынаходніцтваў і інавацый і эксперыментаў у вырашэнні праблем.

Гэта машыны?                    

Вывучыце чарцяжы ніжэй і паспрабуйце вызначыць, ці простыя гэта машыны. Паглядзіце, ці можна зразумець, які тып простай машыны: рычаг першага класа, рычаг два класа, рычаг трэцяга класа, нахільная плоскасць.

	Заўвагі:
	Заўвагі:
	Заўвагі:
	Заўвагі:
	Заўвагі:

Эксперымент з скачком манет

Мэта: 

Каб даведацца, дзе націснуць на рычаг, каб атрымаць лепшы пад'ёмнік.

Матэрыялы па тэме: 

• правіцель
• аловак
• дзве вялікія манеты

Парадак дзеянняў: 

• Пакладзеце аловак пад лінейку і пакладзеце манету на адзін канец.
• Выкіньце іншую манету з вышыні 30 см, каб яна патрапіла ў лінейку прыкладна на адзнаку 8 см. Звярніце ўвагу, як высока манета скача ў паветры.
• Паўтарыце падзенне манеты, але апусціце яе ў канцы лінейкі з той жа вышыні. Паназірайце, як высока скача манета.

пытанні:   

Што будзе, калі падкласці пад лінейку прадмет большага дыяметра, чым аловак?

Паспрабуйце гэты эксперымент: перамясціце аловак у некалькі розных месцаў пад лінейку, а потым паўторыце эксперымент. Чым вашы вынікі адрозніваліся/аднолькавыя?

Зрабіце свой уласны нахільны самалёт

мэты:

Пакажыце, што шруба - гэта нахільная плоскасць.

Матэрыялы па тэме:

• папера
• аловак
• стужка
• аловак 

Парадак дзеянняў:

• Дайце кожнаму вучню папяровы прамавугольны трохвугольнік і расфарбуйце самую доўгую бок.
• Прыляпіце да алоўка адну з неафарбаваных бакоў трохвугольніка.
• Абгарніце трохкутнік вакол алоўка і прыляпіце скотчам.
• Трохвугольнік абгортваецца па спіралі

Падрабязнасці ўрока:

• Растлумачце нахільныя плоскасці і пакажыце прыклады некалькіх, у тым ліку таго, як яны палягчаюць жыццё або скарачаюць працу.

Рашэнне праблем з дапамогай простых машын

інструкцыі

Вы інжынер! Працуйце ў камандзе і складайце план з дапамогай простых машын, каб дапамагчы буйной сабаку з праблемамі са спіной сесці ў кузаў пікапа або пазадарожніка. Сабака не можа скакаць самастойна і занадта цяжкая для гаспадара.

Крок першы:

Намалюйце машыну або рашэнне вашай каманды ў поле ніжэй.

Крок другі:

Зрабіце працоўную мадэль вашага дызайну з дапамогай частак, якія вы знойдзеце ў сваім класе або якія выкарыстоўвалі ў папярэдніх лістах гэтага ўрока. Не хвалюйцеся, калі ваша мадэль не ў маштабе і не вытрымлівае вагі сапраўднай сабакі - інжынеры ўвесь час працуюць у розных маштабах!

Крок трэці:

У камандзе падумайце пра дзве іншыя сітуацыі, у якіх рашэнне, якое вы прыдумалі, можа быць карысным людзям або іншым жывёлам. Пералічыце іх ніжэй:

1.

2.

Крок чацвёрты:

Прадстаўце класу свой малюнак, мадэль, прыклад аналагічных задач і сваё рашэнне!

Пераклад плана ўрока

[пераключальнік моў]

Дадатковыя рэсурсы перакладу

• арабская