Засаждане с прецизност

Строителни материали (за всеки екип)

Необходими материали (Търговия/Таблица на възможностите)

• Хартиени и пластмасови чаши
• Хартиени и пластмасови купи
• Празни кутии или бутилки
• сламки
• Хартиени кърпи
• Гумени ленти
• Кламери,
• Бутилки сода
• Лепило
• Низ
• Алуминиево фолио
• Пластмасова опаковка
• Огъваеми метални тръби
• Маркуч или тръби

Материали за тестване

• Тиквени или слънчогледови семена (качествени за храна, годни за консумация)
• Памук или кърпа (служи като почва)

материали

• Тиквени или слънчогледови семена (качествени за храна, годни за консумация)
• Памук или кърпа (служи като почва)

Процес

Поставете кърпа или памучна вата върху повърхността на масата. Поставете линийка, измервателна лента или отпечатана хартиена линийка по ръба на материала. Екипите тестват своите системи за засаждане, като демонстрират как разпределя семената на всеки 15 см на разстояние 60 см.

Design Challenge

Вие сте част от екип инженери, изправени пред предизвикателството да разработят система, която може да пусне тиквено или слънчогледово семе на всеки 15 см на разстояние 60 см.

Критерии

• Трябва да изпуснете 1 семе на всеки 15 см на разстояние 60 см.

Ограничения

• Ръцете не могат да докоснат семето при падането му.
• Използвайте само предоставените материали.
• Екипите могат да търгуват с неограничени материали.

1. Разбийте класа на екипи от 3-4.
2. Раздайте работния лист за засаждане с прецизност, както и няколко листа хартия за скициране на дизайни.
3. Обсъдете темите в раздела „Основни понятия“. За да въведете урока, помислете дали да попитате учениците как се засаждат семена в царевичните ниви. Помолете ги да помислят за оборудването и системите, необходими за ефективно справяне със засаждането на семена.
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 изграждат система, която може да пусне тиквено или слънчогледово семе на всеки 15 см на разстояние 60 см.
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 своята система за засаждане. 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. Поставете кърпа или памучна вата върху повърхността на масата. Поставете линийка, измервателна лента или отпечатана хартиена линийка по ръба на материала. Екипите тестват своите системи за засаждане, като демонстрират как разпределя семената на всеки 15 см на разстояние 60 см.
12. Като клас обсъдете въпросите за размисъл на учениците.
13. За повече съдържание по темата вижте раздела „Копаене по -дълбоко“.

Алтернативен метод

Учениците биха могли да засадят действителни семена (например градински крес) или в училищна градина на открито, или върху памучна вата (градинският крес расте добре навсякъде), за да могат учениците да наблюдават растежа на семената. Това може да предизвика дискусии, свързани с използването на земята, ефективността на поставяне на семена, над засаждането или други теми, свързани с използването на земята.

Идея за разширение

Изисквайте от учениците да включат сензор или компютър в своя дизайн.

Отражение на ученика (инженерна тетрадка)

1. Доколко оригиналният ви дизайн беше подобен на реалната сеялка, изградена от вашия екип?
2. Ако сте установили, че трябва да направите промени по време на етапа на строителството, опишете защо вашият екип е решил да направи ревизии.
3. Коя система за сеялки, направена от друг екип, се оказа най -прецизната? Какво ще кажете за техния дизайн, който го направи по -прецизен?
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, компютър, сензори - като примери) кой бихте избрали и защо?
6. Как би трябвало да регулирате сеялката си, ако вместо това засаждате царевица? Какво ще кажете за орхидеи?
7. Как напредъкът в оборудването повлия на „Зелената революция“?

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.

Сеялки и сеялки   

Seed бормашина

Сеялка е сеялка, която прецизно позиционира семената в почвата и след това ги покрива. Преди въвеждането на сеялката, обичайната практика беше да се засаждат семена на ръка. Това се оказа много разточително, тъй като засаждането беше неточно, лошо разпределено - така че имаше много отпадъци от семена и използваема почва.

При по -старите методи на засаждане се подготвяше поле с плуг, който изкопаваше редове или бразди. След това полето беше посято чрез хвърляне на семената над полето, понякога наричано „ръчно излъчване“. Някои семена попаднаха в браздата и бяха защитени, а други може да останат изложени ... не много ефективни! Използването на сеялка може да увеличи съотношението на добива до девет пъти, като поставите семена точно там, където са необходими.

растение

Подобно на сеялка, сеялката се тегли зад трактор. Сеялките полагат семената точно по редове. Семената се разпределят чрез устройства, наречени редови единици, разположени по задната част на сеялката (тази вдясно има възможност за 4 реда едновременно. В момента най-големият в света има капацитет от 48 реда: на John Deere DB120.

По -старите сеялки може да имат контейнер за семена за всеки ред и контейнер за тор за два или повече реда. Във всеки контейнер за семена са поставени плочи със „зъби“, които съответстват на размера на вида семена, които ще се сеят, и колко бързо семената трябва да могат да излязат. Размерът на пространството между всеки „зъб“ би бил достатъчно голям, за да може едно семе да влиза едновременно, но не достатъчно за две.

История и точност на засаждането 

История

Шумерите са използвали примитивни еднотръбни сеялки около 1500 г. пр. Н. Е., А сеялки на базата на тръби са изобретени от китайците през 2 век пр.н.е. Някои смятат, че сеялката е въведена в Европа след контакти с Китай. Илюстрацията вдясно показва китайска двутръбна сеялка, публикувана от Song Yingxing в енциклопедията Tiangong Kaiwu от 1637 г.

Най -ранната европейска сеялка е приписана на Камило Торело и патентована от Венецианския сенат през 1566 г. И сеялка е описана подробно от Тадео Кавалина от Болоня през 1602 г.

В Англия сеялката беше допълнително усъвършенствана от Jethro Tull, за когото се казва, че през 1701 г. е усъвършенствал сеялка с конец, която икономически засява семената в чисти редове. Въпреки това, сеялките няма да получат широко приложение в Европа едва в средата на 19 век.

Напреднала технология

С годините сеялките станаха по -усъвършенствани и усъвършенствани. Например, много компании и университети, които се фокусират върху научни изследвания в областта на селското стопанство, сега препоръчват използването на електронни измервателни системи за точно измерване на разстоянието между семената.

Някои използват система, наречена „PhotoGate“, която използва излъчвател на светлина със сензор, където семената падат от сеялка. Когато семето премине отвора, то блокира светлината от един или повече от сензорите и изпраща сигнал към компютър, показващ, че семето е паднало. След това софтуерът проследява поставянето и времето за поставяне на семена и може много точно да отчете пространството между отделните семена.

• 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).
• Сеялка: Теглени зад трактора, сеялките полагат семената по прецизен начин по редовете. Семената се разпределят чрез устройства, наречени редови единици, които са разположени по протежение на задната част на сеялката.
• Прецизност: Качеството, състоянието или фактът, че са точни и точни.
• Прототип: Работен модел на решението, което ще се тества.
• Сеялка: Сеялка, която прецизно позиционира семената в почвата и след това ги покрива.

Интернет връзки

• Сайтът със семена

Препоръчителна четене

• Селскостопанска техника на римския свят (ISBN: 978-0521134231)
• Селскостопански инструменти и приспособления от началото на века (Изобразителни архиви на Dover) (ISBN: 978-0486421148)

Писателска дейност

Напишете есе или параграф за това как семепроизводството се е променило през изминалия век: идентифицирайте три основни постижения, които подобриха икономиката на земеделието.

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 
• Разбиране за научните изследвания 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Б: Физически науки

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Свойства на предмети и материали 
• Положение и движение на обекти 

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

• Видове ресурси 
• 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 

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ F: Наука в лична и социална перспектива

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Население, ресурси и среда 
• Рискове и ползи 
• Наука и технологии в обществото 

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

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ G: История и природа на науката

В резултат на дейностите всички ученици трябва да развият разбиране за

• Науката като човешко начинание 
• 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 
• Взаимодействия на енергия и материя 

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

• Качество на околната среда 
• Природни и предизвикани от човека опасности 
• 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

• 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/разходите.
• 3-5-ETS1-2. Създайте и сравнете множество /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 на 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-ETS1-1 Определете критериите и ограниченията на проектния проблем с достатъчна прецизност, за да осигурите успешно решение, като вземете предвид съответните научни принципи и потенциалното въздействие върху хората и природната среда, което може да ограничи възможните решения.
• 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 3: Студентите ще развият разбиране за връзките между технологиите и връзките между технологиите и други области на обучение.

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 8: Студентите ще развият разбиране за характеристиките на дизайна.
• 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 15: Студентите ще развият разбиране и ще могат да избират и използват селскостопански и свързани с тях биотехнологии.

Инженерна работа в екип и планиране

Вие сте част от екип инженери, изправени пред предизвикателството да разработят система от ежедневни материали, която може да изпусне тиквено или слънчогледово семе на всеки 15 см на разстояние 60 см.

Имате широка гама от материали, които можете да използвате и можете да захранвате устройството си по всякакъв начин, стига ръцете ви да не докосват семето при падането му.

Фаза на изследване

Прочетете материалите, предоставени ви от вашия учител. Ако имате достъп до интернет, помислете за различни видове сеялки и определете дизайн, който смятате, че ще работи най -добре във вашата класна стая.

Фаза на планиране и проектиране

Начертайте диаграма на дизайна на сеялката на гърба на тази хартия и в полето по -долу направете списък на всички части, които смятате, че вашият екип ще трябва да изгради.

Фаза на представяне
Представете своя план и рисунка на класа и обмислете плановете на други екипи. Може да искате да настроите своя собствен дизайн.

Изградете го! Тествайте го!
След това изградете вашата сеялка и я тествайте. Можете да споделяте неизползвани строителни материали с други екипи и да търгувате също. Не пропускайте да наблюдавате какво правят другите екипи и обмислете аспектите на различните дизайни, които биха могли да подобрят плана на вашия екип.

Размисъл

Попълнете въпросите за размисъл по -долу:

1. Доколко оригиналният ви дизайн беше подобен на реалната сеялка, изградена от вашия екип?

2. Ако сте установили, че трябва да направите промени по време на етапа на строителството, опишете защо вашият екип е решил да направи ревизии.

3. Коя система за сеялки, направена от друг екип, се оказа най -прецизната? Какво ще кажете за техния дизайн, който го направи по -прецизен?

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, компютър, сензори - като примери) кой бихте избрали и защо?

6. Как би трябвало да регулирате сеялката си, ако вместо това засаждате царевица? Какво ще кажете за орхидеи?

7. Как напредъкът в оборудването повлия на „Зелената революция“?

Превод на план за уроци

[превключвател на език]