Радио приемане и предаване

Строителни материали

Необходими материали

• 25 или 30 ватова запояваща единица (цялото запояване трябва да бъде под наблюдението на учителя)
• Материали за приемник на млад студентски екип:
  • Комплект модел за FM радио (15-22 щ.д.)
    • Scientifics Direct www.scicientsonline.com
  • Материали за получатели на по -стари ученически екипи:
    • Комплект модел за FM радио на платка ($ 15-40)-Модел FM88K
      • Elenco - www.elenco.com
    • Материали за предаватели на по -стари ученически екипи:
      • Комплект FM стерео предавател ($ 18-45)
        • Електроника на Карл - www.electronickits.com
        • Или закупете отделни елементи и изградете всичко от нулата, като следвате инструкции, като тези, намерени на уебсайта на Jameco Electronics: www.jameco.com/Jameco/workshop/JamecoFavorites/fmtransmitter.html.

материали

• Приемници и предаватели, изградени от комплект.

Процес

• Учениците тестват своите приемници и предаватели, като изпращат и получават излъчване.

Design Challenge

Вие сте част от екип инженери, изправени пред предизвикателството да създадете работещ FM радио приемник и предавател и след това да изпращате и получавате свое собствено излъчване! Ще работите като екип и ще разделите работата и ще имате система за следене на части.

Критерии

• Приемникът и предавателят трябва да изпращат и получават излъчване.
• Разработете система за следене на части.

Ограничения

• Използвайте само предоставените материали.

В някои области експлоатацията дори на FM предавател с много малък обхват без лиценз може да противоречи на приложимите закони и/или разпоредби. Проверете правилата за вашия район - често училищата са освободени.

1. Разбийте класа на екипи от 3-4.
   Помислете дали вашите ученици ще работят само върху приемника или ще изграждат приемник и предавател. По -големите ученици биха могли да си партнират с по -малките ученици във вашето училище. По -малките ученици изграждат приемниците, а по -големите - предавателите. Може би представете работата на двамата на родителска вечер или на панаир на науката.
2. Раздайте работен лист за радиоприемане и предаване, 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 е възможно радиопредаването. Помолете ги да обмислят какви компоненти могат да бъдат в радиоприемника и как работят. Помолете учениците да обмислят и радиопредаване. Посетете Wikipedia Radio (https://en.wikipedia.org/wiki/Radio), за да научите за историята и технологиите зад радиопредаването и приемането.
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 създадат работещ FM радио приемник и предавател и след това да изпращат и получават излъчване. Учениците трябва да следват подробните инструкции в комплекта си, за да създадат радиото на своя екип. Ако изграждат усъвършенстван комплект, който изисква запояване, не забравяйте да го наблюдавате.
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 създаване на техния приемник и предавател.
10. Екипите изграждат своите приемници и предаватели.
11. Учениците тестват своите приемници и предаватели, като демонстрират как изпращат и получават излъчване.
12. Като клас обсъдете въпросите за размисъл на учениците.
13. За повече съдържание по темата вижте раздела „Копаене по -дълбоко“.

Отражение на ученика (инженерна тетрадка)

1. Какви предизвикателства имате, ако има такива, при изграждането на вашето радио? Как решихте предизвикателствата, които срещнахте?
2. Може ли вашият радиопредавател да изпраща FM предавания? Ако не, какви стъпки за отстраняване на неизправности предприехте, за да разрешите проблема?
3. Може ли вашият радиоприемник да приема FM предавания? Ако не, какви стъпки за отстраняване на неизправности предприехте, за да разрешите проблема?
4. Смятате ли, че тази дейност е по -полезна като екип или бихте предпочели да работите сами по нея? Защо?
5. Изненадахте ли се да видите колко сложна може да бъде вътрешната работа на радиото? Защо или защо не?
6. Какво мислите, че инженерите биха могли да направят, за да подобрят работата на радиото в бъдеще? Какво бихте препоръчали?

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.

Какво е проста схема?

Една проста верига се състои от три минимални елемента, необходими за завършване на функционираща електрическа верига: източник на електричество (батерия), път или проводник, по който тече електричество (проводник) и електрически резистор (лампа), което е всяко устройство, което изисква електричество за работа. Илюстрацията по -долу показва проста схема, съдържаща една батерия, два проводника, превключвател и крушка. Потокът на електричество е от клемата с висок потенциал (+) на батерията през крушката (осветява я) и обратно към отрицателната (-) клема, в непрекъснат поток, когато превключвателят е във включено положение, така че токът може поток

Схематична диаграма на проста верига

По -долу е схематична диаграма на простата схема, показваща електронните символи за батерията, превключвателя и крушката.

Интернет връзки

• Национален музей за радио и телевизия на САЩ
• История на Би Би Си
• Радио музей
• Радио Уикипедия 

Препоръчителна четене

• Изобретяване на радиото (Пробивни изобретения) (ISBN: 978-0778728399)
• Радио тръби и кутии от 1920-те години (ISBN: 978-1886606135)
• Безжично: От Черната кутия на Маркони до Аудиона (Трансформации: Изследвания в историята на науката и технологиите) (ISBN: 978-0262514194)

Писателска дейност

Напишете есе или параграф, който изследва кой е изобретил радиото - има много противоречия по тази тема!

Привеждане в съответствие с учебните програми

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

• S. Стандарти за научно образование (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Научни стандарти 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)
• S. Национален съвет на учителите по математика „Принципи и стандарти за училищна математика (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. 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
• Светлина, топлина, електричество и магнетизъм

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
• Разбиране за научното изследване

СЪДЪРЖАНИЕ СТАНДАРТ Б: Физически науки

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

• Прехвърляне на енергия

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

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
• Същност на науката
• 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 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)

Енергия         

Учениците, които демонстрират разбиране, могат:

• 4-PS3-4. Приложете научни идеи за проектиране, тестване и усъвършенстване на устройство, което преобразува енергия от една форма в друга.

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

Научни стандарти от следващо поколение 9-12 степени (на възраст 14-18)

Вълни и техните приложения в технологиите за трансфер на информация

Учениците, които демонстрират разбиране, могат:

• HS-PS4-5. Предавайте техническа информация за това как някои технологични устройства използват принципите на поведение на вълните и вълновите взаимодействия с материята за предаване и улавяне на информация и енергия.

Стандарти за технологична грамотност - всички възрасти

Природата на технологиите

• Стандарт 1: Студентите ще развият разбиране за характеристиките и обхвата на технологията.
• Стандарт 2: Студентите ще развият разбиране за основните концепции на технологията.

Технология и общество

• Стандарт 4: Студентите ще развият разбиране за културните, социалните, икономическите и политическите ефекти 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 12: Учениците ще развият способности да използват и поддържат технологични продукти и системи.

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 инженери, изправени пред предизвикателството да създадете работещ FM радио приемник и предавател и след това да изпращате и получавате свое собствено излъчване! Ще работите като екип и ще разделите работата и ще имате система за следене на части.

Фаза на изследване

Прочетете материалите, предоставени ви от вашия учител. Ако имате достъп до интернет преди дейността, посетете някои от предложените уебсайтове, за да усетите историята на радиото и неговото въздействие върху глобалното общество.

Строителна фаза

Следвайте подробните инструкции в комплекта си, за да създадете радиото на вашия екип. Ако изграждате усъвършенствания комплект, който изисква запояване, не забравяйте да направите това само под наблюдението на вашия учител.

Размисъл

Попълнете въпросите за размисъл по -долу:

1. Какви предизвикателства имате, ако има такива, при изграждането на вашето радио? Как решихте предизвикателствата, които срещнахте?

2. Може ли вашият радиопредавател да изпраща FM предавания? Ако не, какви стъпки за отстраняване на неизправности предприехте, за да разрешите проблема?

3. Може ли вашият радиоприемник да приема FM предавания? Ако не, какви стъпки за отстраняване на неизправности предприехте, за да разрешите проблема?

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

5. Изненадахте ли се да видите колко сложна може да бъде вътрешната работа на радиото? Защо или защо не?

6. Какво мислите, че инженерите биха могли да направят, за да подобрят работата на радиото в бъдеще? Какво бихте препоръчали?

Превод на план за уроци

[превключвател на език]

Допълнителни ресурси за превод

• суахили