Схема двух кнопкавага зумера

Будаўнічыя матэрыялы (для кожнай каманды)

Неабходныя матэрыялы

• Чатыры меншыя бункеры або кардонныя скрынкі для аддзялення другаснай сыравіны
• Разбітыя кардонныя скрынкі або іншыя аркушы кардона
• Рулон паперы (абгортачны, мастацкі) або аркушы паліцы (выкарыстоўваецца для канвеернай стужкі)
• Сыпкая сетка

Дадатковыя матэрыялы

• Аматары або фен
• Лесвіца або прыступка (каб змяніць вышыню жолабаў і г.д.)
• Магнітныя палачкі або іншыя вялікія магніты

Выпрабавальныя матэрыялы

• Разнастайныя чыстыя, сухія другасныя матэрыялы (пластмаса, шкло, металічныя/алюмініевыя банкі і папера) у вялікай скрыні для перапрацоўкі або скрынцы
• Доўгі стол або некалькі кароткіх сталоў, размешчаных разам

матэрыялы

• Разнастайныя чыстыя, сухія другасныя матэрыялы (пластмаса, шкло, металічныя/алюмініевыя банкі і папера) у вялікай скрыні для перапрацоўкі або скрынцы
• Доўгі стол або некалькі кароткіх сталоў, размешчаных разам

Працэс

Размесціце дызайн на доўгім стале (або некалькіх кароткіх сталах, размешчаных разам), дадайце да дызайну другасную сыравіну і задакументуйце, наколькі добра кожны дызайн сартуе другасную сыравіну ў асобныя кантэйнеры.

Design Challenge

Вы - каманда інжынераў, якая мае задачу скласці схему распрацоўкі ланцуга дзвюх кнопак, якая імітуе, як званкі дзвярэй на пярэдняй і задняй дзвярах могуць выклікаць або гудок, або званок у дзверы.

Крытэрыі

• Павінен намаляваць схему.
• Зуммер павінен мадэляваць званок у дзверы.

Constraints

• Выкарыстоўвайце толькі прадстаўленыя матэрыялы.

1. Разбіце клас на каманды па 3-4 чалавекі.
2. Раздайце аркуш ланцуга дзвюх кнопак, а таксама некалькі лістоў паперы для стварэння эскізаў.
3. Абмяркуйце тэмы ў раздзеле "Асноўныя канцэпцыі". Абмяркуйце, як працуе званок у дзверы. Пакажыце вучням прыклад дзвюх кнопкі.
4. Азнаёмцеся з працэсам інжынернага праектавання, праектаваннем, крытэрыямі, абмежаваннямі і матэрыяламі.
5. Перадайце кожнай камандзе свае матэрыялы.
6. Растлумачце, што студэнты павінны намаляваць прынцыповую схему і пабудаваць зумер з дзвюма кнопкамі.
7. Абвясціце колькасць часу, якое яны маюць на праектаванне і будаўніцтва (рэкамендуецца 1 гадзіна).
8. Выкарыстоўвайце таймер або он-лайн секундамер (функцыя зваротнага адліку), каб гарантаваць своечасовае выкананне. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Рэгулярна давайце студэнтам "праверкі часу", каб яны заставаліся на задачы. Калі ім цяжка, задавайце пытанні, якія прывядуць іх да рашэння хутчэй.
9. Пакажыце вучням намаляваць прынцыповую дыяграму налады дзвюх кнопак перад пачаткам пабудовы.
10. Каманды ствараюць свае праекты.
11. Праверце канструкцыю зумера з дапамогай батарэі D.
12. У класе абмяркуйце пытанні разважанняў вучняў.
13. Для атрымання дадатковай інфармацыі па гэтай тэме глядзіце раздзел «Капаць глыбей».

Ідэя пашырэння

Навучэнцы складаюць ланцужок дзвярэй з дзвюма кнопкамі, якая даходзіць ад аднаго класа да наступнага! 

Студэнцкі роздум (інжынерны сшытак)

1. Ці будзе абмежаванне колькасці выключальнікаў, якія можна злучыць разам, каб выклікаць гудок? Калі так, то чаму? Калі няма, то чаму?
2. Ці падыдзе гэтая канцэпцыя для адкрывальніка гаражных дзвярэй з двума кнопкамі (адна ў машыне і адна ў гаражы)? Чаму? Чаму не?

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 простая схема? 

Простая схема Простая схема складаецца з трох мінімальных элементаў, неабходных для завяршэння функцыянавання электрычнай ланцуга: крыніцы электрычнасці (батарэі), шляху або правадыра, па якім цячэ электрычнасць (провад), і электрычнага рэзістара (лямпы), які з'яўляецца любой прыладай для працы неабходная электрычнасць. На малюнку ніжэй паказана простая схема, якая змяшчае адну батарэю, два провада, выключальнік і лямпачку. Паток электраэнергіі ідзе ад клемы батарэі з высокім патэнцыялам (+) праз лямпачку (запальваючы яе), і назад да адмоўнай (-) клемы, у пастаянным патоку, калі выключальнік уключаны, каб ток мог паток.

Прынцыповая схема простай схемы  

Ніжэй прыводзіцца схематычная схема простай схемы, якая паказвае электронныя сімвалы для батарэі, выключальніка і лямпачкі.

Імітацыя камутатара 

Імітацыя камутатара шляхам адлучэння провада або дадання алоўка

Ёсць некалькі спосабаў імітацыі перамыкача ў простай схеме. Простае выдаленне і замена провада ад лямпы можа служыць у якасці перамыкача. Яшчэ адзін просты перамыкач можна зрабіць, прыклаўшы канец аднаго з правадоў да канца гумкі алоўка з дапамогай гумкі. Затым прыкладзеце яшчэ адну гумку да другога канца алоўка і, проста паклаўшы другі канец на - а затым ад - злучальнага провада, вы стварылі выключальнік. Іншыя тыпы праваднікоў таксама могуць быць выкарыстаны ў канструкцыі выключальнікаў, напрыклад, алюмініевая фальга, заколкі, сашчэпкі, зашпількі для паперы і некаторыя металічныя ручкі.

Рэкамендуемы літаратура

• Сыходзіць! Стварыце свой уласны электронны званок у дзверы (Troll Assoc., ISBN: 0816761965)
• Серыя відавочцаў DK: Электрычнасць (ISBN: 0751361321)
• Электрычнасць відавочцы, Стыў Паркер (DK Publishing, ISBN: 0789455773)
• Як працуе навука, Джудзіт Хан (Readers Digest, ISBN: 0762102497)

Пісьменніцкая дзейнасць

Напішыце сачыненне або абзац з апісаннем іншых прыкладаў дзвюх кнопак (выключальнікаў), якія працуюць з электрычнай прыладай (дзверы гаража, святло на лесвіцы, кампутар, уключаны ў раздым). Чым гэтыя схемы адрозніваюцца ад прыкладу зумера?

Прывядзенне ў адпаведнасць з рамкамі навучальных праграм

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

• С. Стандарты навуковай адукацыі (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Навуковыя стандарты наступнага пакалення (http://www.nextgenscience.org/)
• Стандарты Міжнароднай тэхналагічнай адукацыйнай асацыяцыі тэхналагічнай пісьменнасці (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• С. Нацыянальны савет настаўнікаў матэматыкі "Прынцыпы і стандарты школьнай матэматыкі" (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Агульныя асноўныя дзяржаўныя стандарты матэматыкі (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 А: Навука як запыт

У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развівацца

• Здольнасці, неабходныя для правядзення навуковых даследаванняў
• Разуменне навуковых пошукаў

ЗМЕСТ СТАНДАРТ Б: Фізічныя навукі

У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны сфарміраваць разуменне

• Святло, цяпло, электрычнасць і магнетызм

ЗМЕСТ СТАНДАРТ E: Навука і тэхніка

У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развівацца

• Разуменне навукі і тэхнікі

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

ЗМЕСТ СТАНДАРТ А: Навука як запыт

У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развівацца

• Здольнасці, неабходныя для правядзення навуковых даследаванняў
• Разуменне навуковых пошукаў

ЗМЕСТ СТАНДАРТ Б: Фізічныя навукі

У выніку сваёй дзейнасці ва ўсіх вучняў павінна скласціся разуменне

• Перадача энергіі

ЗМЕСТ СТАНДАРТ E: Навука і тэхніка

У выніку дзейнасці ўсе вучні павінны развівацца

• Разуменне навукі і тэхнікі

Навуковыя стандарты наступнага пакалення 3-5 класы (узрост 8-11)

энергія      

Студэнты, якія дэманструюць разуменне, могуць:

• 4-PS3-4. Ужывайце навуковыя ідэі для распрацоўкі, тэсціравання і ўдасканалення прылады, якая пераўтворыць энергію з адной формы ў іншую.

Навуковыя стандарты наступнага пакалення 3-5 класы (узрост 8-11)

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.

Навуковыя стандарты наступнага пакалення 6-8 класы (узрост 11-14)

Інжынерны дызайн

Студэнты, якія дэманструюць разуменне, могуць:

• MS-ETS1-2 Ацэньвайце канкуруючыя дызайнерскія рашэнні, выкарыстоўваючы сістэматычны працэс, каб вызначыць, наколькі яны адпавядаюць крытэрам і абмежаванням праблемы.

Стандарты тэхналагічнай пісьменнасці - усе стагоддзі

дызайн

• Стандарт 8: Студэнты будуць развіваць разуменне атрыбутаў дызайну.
• Стандарт 9: Студэнты будуць развіваць разуменне інжынернага праектавання.

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

Працуючы ў камандзе, вам трэба распрацаваць ланцужок з дзвюма кнопкамі, якая імітуе, як званкі ў пярэдняй і задняй дзвярах могуць званіць у гудок або ў дзверы. 

1. Прачытайце даведачныя лісты студэнтаў, прадастаўленыя вашай камандзе.
2. Намалюйце схематычную схему налады дзвюх кнопак ніжэй.
3. Пасля таго, як ваша каманда атрымае жыццяздольную схему, пабудуйце схему з часткамі, прадстаўленымі вашым настаўнікам (провад, батарэя, дзве кнопкі (выключальнікі) і зумер).
4. Адкажыце на пытанні, якія вынікаюць з гэтага працоўнага ліста вучня.
5. Прадстаўляе дызайн вашай групы класу пасля будаўніцтва.

Намалюйце схему канструкцыі дзвюх кнопак зумера ў акне ніжэй.

Ці будзе абмежаванне колькасці выключальнікаў, якія можна злучыць разам, каб выклікаць гудок? Калі так, то чаму? Калі няма, то чаму?

Ці падыдзе гэтая канцэпцыя для адкрывальніка гаражных дзвярэй з двума кнопкамі (адна ў машыне і адна ў гаражы)? Чаму? Чаму не?

Дадатковая ідэя - пабудуйце ланцужок дзвярэй з дзвюма кнопкамі, якая даходзіць ад аднаго класа да наступнага!