Напиши го

Строителни материали (за всеки екип)

Необходими материали

• сламки
• Хартия
• Низ
• Тел
• Кламери
• Перо/перо
• Лепило
• Алуминиево фолио
• Пластмасова опаковка
• Оставя
• Дървени занаятчийски пръчки

Материали за тестване

• Вода
• Течна акварел, която може да се мие или разредена миеща се боя
• Брашно или царевично нишесте (използвано като сгъстител)
• Гъба

материали

• Вода
• Течна акварел, която може да се мие или разредена миеща се боя
• Брашно или царевично нишесте (за използване при управление на потока мастило)
• Гъба

Процес

Екипите тестват дизайна на своите инструменти за писане, като изписват буквата „А“ ясно върху лист хартия. Те също така трябва да демонстрират как спират и започват потока мастило.

Design Challenge

Вие сте част от екип инженери, изправени пред предизвикателството да разработите инструмент за писане от ежедневни материали, който може да достави контролиран поток от „мастило“. Трябва да можете да напишете буквата „А“ ясно на лист хартия с вашия инструмент.

Критерии

• Трябва да включва начин за контрол на потока от „мастило“.
• Трябва да напишете буква „А“ ясно на хартия.

Ограничения

• Използвайте само предоставените материали.
• Екипите могат да търгуват с неограничени материали.

1. Разбийте класа на екипи от 3-4.
2. Раздайте работния лист Get it Write, както и няколко листа хартия за скициране на дизайни.
3. Обсъдете темите в раздела „Основни понятия“. Помолете учениците да обмислят как работи химикалката, която биха могли да използват. Помолете ги да идентифицират няколко различни вида химикалки и помислете как химикалките са се променили през годините.
4. Прегледайте процеса на инженерно проектиране, предизвикателството при проектирането, критериите, ограниченията и материалите.
5. Предоставете на всеки екип своите материали.
6. Обяснете, че учениците трябва да проектират и изработят инструмент за писане. Инструментът трябва да доставя контролиран поток от „мастило“ и те трябва да могат да изписват буквата „А“ ясно на лист хартия с инструмента си.
7. Обявете времето, необходимо за проектиране и изграждане (препоръчително 1 час).
8. Използвайте таймер или онлайн хронометър (функция за обратно броене), за да сте сигурни, че сте навреме. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Давайте на учениците редовни „проверки на времето“, за да останат на задачата. Ако се борят, задавайте въпроси, които ще ги доведат до по -бързо решение.
9. Учениците се срещат и разработват план за своя инструмент за писане. Те се договарят за материалите, които ще им трябват, пишат/рисуват своя план и представят плана си пред класа. Екипите могат да търгуват неограничени материали с други екипи, за да разработят своя списък с идеални части.
10. Екипите изграждат своя дизайн.
11. Екипите тестват дизайна на своите инструменти за писане, като изписват буквата „А“ ясно върху лист хартия. Те също така трябва да демонстрират как спират и започват потока мастило.
12. Като клас обсъдете въпросите за размисъл на учениците.
13. За повече съдържание по темата вижте раздела „Копаене по -дълбоко“.

Идея за разширение

Накарайте учениците да разработят инструмент за писане, който може да превключва между два различни цвята на „мастило“.

Отражение на ученика (инженерна тетрадка)

1. Колко подобен беше вашият оригинален дизайн на писалката с действителната химикалка, изградена от вашия екип?
2. Ако сте установили, че трябва да направите промени по време на строителната фаза, опишете какво се е случило, което е причинило вашия дизайн да се коригира по време на производството.
3. Коя писалка, проектирана от друг екип, беше най -ефективна? Какво накара тази писалка да работи най -добре?
4. Смятате ли, че тази дейност е по -полезна като екип или бихте предпочели да работите сами по нея? Защо?
5. Ако можехте да използвате един допълнителен материал (лента, лепило, дървени пръчки, фолио - като примери) кой бихте избрали и защо?
6. Променихте ли вискозитета на течността, която сте използвали за „мастилото“? Ако е така, какво направихте и какво влияние смятате, че е повлияло на начина, по който екипът ви е посрещнал предизвикателството?
7. Смятате ли, че вашият екип би могъл да получи патент за дизайна на вашата писалка? Защо? Защо не?

Урокът може да бъде направен само за 1 клас за по -големите ученици. Въпреки това, за да помогнете на учениците да не се чувстват прибързани и да осигурят успех на учениците (особено за по -малките ученици), разделете урока на два периода, като дадете на учениците повече време за мозъчна атака, тестване на идеи и финализиране на техния дизайн. Проведете тестването и разбора през следващия учебен период.

• Ограничения: Ограничения с материал, време, размер на екипа и т.н.
• Критерии: Условия, на които дизайнът трябва да отговаря, като общия му размер и др.
• Инженери: изобретатели и решаващи проблеми на света. Двадесет и пет основни специалности са признати в инженерството (виж инфографиката).
• Процес на инженерно проектиране: Процесните инженери използват за решаване на проблеми. 
• Инженерни навици на ума (EHM): Шест уникални начина, по които инженерите мислят.
• Итерация: Тестването и редизайнът е една итерация. Повторете (многократни итерации).
• Машинно инженерство: Отрасъл на инженерството, занимаващ се с проектирането, конструкцията и използването на машини.
• Патент: Патентът за изобретение е предоставянето на право на собственост на изобретателя, издадено от а
• Службата за патенти и търговски марки на страната.
• Прототип: Работен модел на решението, което ще се тества.
• Вискозитет: Мярка за съпротивлението на течност. За течности вискозитетът може да се разглежда като „дебелина“ или „вътрешно триене“ на течността.

Интернет връзки

• Кратка история на инструментите за писане

Препоръчителна четене

• Историята на писането от Андрю Робинсън (ISBN: 978-0500286609)
• Невероятната химикалка с топка: Изчерпателна история (ISBN: 978-0764304378)

Писателска дейност

Напишете есе или параграф за това как инженерите са разработили инструменти за писане, които работят под вода или в ситуации без гравитация, като космическото пространство.

Привеждане в съответствие с учебните програми

Забележка: Плановете за уроци от тази поредица са съобразени с един или повече от следните набори от стандарти:  

• Стандарти за научно образование в САЩ (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Научни стандарти на САЩ от следващо поколение (http://www.nextgenscience.org/) 
• Стандарти на Международната асоциация по технологично образование за технологична грамотност (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Принципите и стандартите за училищна математика на Националния съвет на учителите по математика на САЩ (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Американски общи основни държавни стандарти за математика (http://www.corestandards.org/Math)
• Асоциация на учителите по компютърни науки K-12 Стандарти за компютърни науки (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Национални стандарти за научно образование К-4 клас (на възраст 4-9)

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ А: Науката като запитване

В резултат на дейностите всички ученици трябва да се развиват

• Способности, необходими за извършване на научни изследвания 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Б: Физически науки

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Свойства на предмети и материали 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Д: Наука и технологии 

В резултат на дейностите всички ученици трябва да се развиват

• Способности за технологичен дизайн 
• Разбиране за науката и технологиите 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ F: Наука в лична и социална перспектива

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Наука и технологии в местните предизвикателства 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ G: История и природа на науката

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Науката като човешко начинание 

Национални стандарти за научно образование 5-8 клас (на възраст 10-14)

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ А: Науката като запитване

В резултат на дейностите всички ученици трябва да се развиват

• Способности, необходими за извършване на научни изследвания 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Б: Физически науки

В резултат на своите дейности всички ученици трябва да развият разбиране за

• Движения и сили 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Д: Наука и технологии

В резултат на дейности в 5-8 клас всички ученици трябва да се развиват

• Способности за технологичен дизайн 
• Разбиране за науката и технологиите 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ F: Наука в лична и социална перспектива

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Наука и технологии в обществото 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ G: История и природа на науката

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• История на науката 

Национални стандарти за научно образование 9-12 клас (на възраст 14-18)

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ А: Науката като запитване

В резултат на дейностите всички ученици трябва да се развиват

• Способности, необходими за извършване на научни изследвания 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Б: Физически науки 

В резултат на своите дейности всички ученици трябва да развият разбиране за

• Движения и сили 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Д: Наука и технологии

В резултат на дейностите всички ученици трябва да се развиват

• Способности за технологичен дизайн 
• Разбиране за науката и технологиите 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ F: Наука в лична и социална перспектива

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Наука и технологии в местни, национални и глобални предизвикателства 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ G: История и природа на науката

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Науката като човешко начинание 
• Същност на научното познание 
• Исторически перспективи 

Научни стандарти от следващо поколение 3-5 степени (на възраст 8-11)

Инжинерен дизайн 

Учениците, които демонстрират разбиране, могат:

• 3-5-ETS1-1. Определете прост проблем при проектирането, отразяващ нужда или желание, който включва определени критерии за успех и ограничения върху материалите, времето или разходите.
• 3-5-ETS1-2.Генерирайте и сравнете множество възможни решения на проблем въз основа на това доколко всеки от тях отговаря на критериите и ограниченията на проблема.
• 3-5-ETS1-3. Планирайте и провеждайте справедливи тестове, при които променливите се контролират и точките за повреда се считат за идентифициране на аспекти на модел или прототип, които могат да бъдат подобрени.

Научни стандарти от следващо поколение 6-8 степени (на възраст 11-14)

Инжинерен дизайн 

Учениците, които демонстрират разбиране, могат:

• MS-ETS1-2 Оценявайте конкурентни дизайнерски решения, като използвате систематичен процес, за да определите колко добре отговарят на критериите и ограниченията на проблема.

Стандарти за технологична грамотност - всички възрасти

Природата на технологиите

• Стандарт 1: Студентите ще развият разбиране за характеристиките и обхвата на технологията.

Технология и общество

• Стандарт 4: Студентите ще развият разбиране за културните, социалните, икономическите и политическите ефекти на технологиите.
• Стандарт 5: Учениците ще развият разбиране за въздействието на технологиите върху околната среда.
• Стандарт 6: Учениците ще развият разбиране за ролята на обществото в развитието и използването на технологиите.
• Стандарт 7: Учениците ще развият разбиране за влиянието на технологиите върху историята.

Дизайн

• Стандарт 9: Студентите ще развият разбиране за инженерния дизайн.
• Стандарт 10: Студентите ще развият разбиране за ролята на отстраняване на неизправности, изследвания и разработки, изобретения и иновации и експериментиране при решаването на проблеми.

Способности за един технологичен свят

• Стандарт 11: Учениците ще развият способности да прилагат процеса на проектиране.
• Стандарт 13: Учениците ще развият способности за оценка на въздействието на продуктите и системите.

Проектираният свят

• Стандарт 17: Студентите ще развият разбиране и ще могат да избират и използват информационни и комуникационни технологии.

Инженерна работа в екип и планиране

Вие сте част от екип от инженери, изправен пред предизвикателството да разработи инструмент за писане от ежедневни материали, който може да достави контролиран поток от мастило (добре, всъщност измиваем течен воден цвят). Ще разгледате предизвикателството като екип, ще прочетете как през годините са проектирани различни стилове на писалка и ще измислите свой собствен дизайн. Съвет: може да се наложи да проектирате и вашето „мастило“, за да промените вискозитета му.

Фаза на изследване

Прочетете материалите, предоставени ви от вашия учител. Помислете как функционират съвременните и по -стари дизайни на писалки и помислете как бихте разработили собствена работна писалка, като използвате материалите, които са ви предоставени.

Фаза на планиране и проектиране

В пространството по -долу или на отделен лист хартия нарисувайте подробна диаграма, показваща плана за вашата писалка, включително материалите, които планирате да използвате.

Фаза на представяне

Представете вашите идеи, рисунки и план за писалката си пред класа и слушайте идеите, които другите екипи са измислили.

Фаза на изграждане и изпитване

Изградете писалката си и я тествайте. Може да се наложи да коригирате дизайна си през тази фаза, за да постигнете целта си. Можете също така да търгувате или да използвате материали, които не се нуждаят от други екипи ... или да поискате от вашия учител допълнителни консумативи. Трябва да можете да напишете буквата „А“ ясно на лист хартия с вашия инструмент.

Размисъл

Попълнете въпросите за размисъл по -долу и след това споделете опита си с класа:

1. Колко подобен беше вашият оригинален дизайн на писалката с действителната химикалка, изградена от вашия екип?

2. Ако сте установили, че трябва да направите промени по време на строителната фаза, опишете какво се е случило, което е причинило вашия дизайн да се коригира по време на производството.

3. Коя химикалка, създадена от друг екип, беше най -ефективната? Какво накара тази писалка да работи най -добре?

4. Смятате ли, че тази дейност е по -полезна като екип или бихте предпочели да работите сами по нея? Защо?

5. Ако можехте да използвате един допълнителен материал (лента, лепило, дървени пръчки, фолио - като примери) кой бихте избрали и защо?

6. Променихте ли вискозитета на течността, която сте използвали за „мастилото“? Ако е така, какво направихте и какво влияние смятате, че е повлияло на начина, по който екипът ви е посрещнал предизвикателството?

7. Смятате ли, че вашият екип може да получи патент за вашия дизайн на писалка? Защо? Защо не?

Превод на план за уроци

[превключвател на език]