Kahden painikkeen summeri

Rakenna materiaaleja (jokaiselle joukkueelle)

Tarvittavat materiaalit

• Neljä pienempää säiliötä tai pahvilaatikkoa kierrätettävien materiaalien erottamiseen
• Rikkoutuneet pahvilaatikot tai muut pahvilevyt
• Paperirulla (kääre, taide) tai hyllylevyarkit (käytetään kuljetushihnassa)
• Löysä verkko

Valinnaiset materiaalit

• Fanit tai hiustenkuivaajat
• Tikkaat tai porrasjakkara (sallii korkeusmuutoksia jne.)
• Magneettiset sauvat tai muut suuret magneetit

Testausmateriaalit

• Erilaisia ​​puhtaita, kuivia kierrätysmateriaaleja (muovia, lasia, metalli-/alumiinipurkkeja ja paperia) suuressa kierrätysastiassa tai laatikossa
• Pitkä pöytä tai muutama lyhyt pöytä yhdessä

Tarvikkeet

• Erilaisia ​​puhtaita, kuivia kierrätysmateriaaleja (muovia, lasia, metalli-/alumiinipurkkeja ja paperia) suuressa kierrätysastiassa tai laatikossa
• Pitkä pöytä tai muutama lyhyt pöytä yhdessä

Prosessi

Aseta muotoilu pitkälle pöydälle (tai muutamalle lyhyelle pöydälle, jotka on sijoitettu yhteen), lisää kierrätysmateriaaleja suunnitteluun ja dokumentoi kuinka hyvin kukin malli lajittelee kierrätettävät jätteet erillisiin säiliöihin.

Design Challenge

Olet insinööritiimi, jonka haasteena on piirtää kaavio kahden painikkeen summeri -piirin kehittämisestä, joka simuloi, kuinka etu- ja takaoven ovikellot voivat molemmat soittaa summerin tai ovikellon.

Kriteeri

• Pitää piirtää kaavio.
• Summerin pitäisi simuloida ovikellon sointia.

rajoitteet

• Käytä vain mukana tulevia materiaaleja.

1. Jaa luokka 3-4 hengen joukkueiksi.
2. Jaa kahden painikkeen summeripiirin laskentataulukko ja muutama paperiarkki luonnosten luonnostamiseksi.
3. Keskustele aiheista taustakäsitteitä -osiossa. Keskustele ovikellon toiminnasta. Näytä esimerkki kahden painikkeen summerista, joka näytetään oppilaille.
4. Tarkista suunnitteluprosessi, suunnitteluhaaste, kriteerit, rajoitukset ja materiaalit.
5. Anna jokaiselle tiimille materiaalit.
6. Selitä, että oppilaiden on piirrettävä kaavamainen kaavio ja rakennettava kahden painikkeen summeri.
7. Ilmoita suunnittelun ja rakentamisen aika (suositeltu 1 tunti).
8. Käytä ajastinta tai online-sekuntikelloa (laskuritoiminto) varmistaaksesi, että pysyt ajoissa. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Anna oppilaille säännöllisiä "aikatarkastuksia", jotta he pysyvät tehtävässään. Jos heillä on vaikeuksia, kysy kysymyksiä, jotka johtavat heidät ratkaisuun nopeammin.
9. Opeta oppilaita piirtämään kaaviokuva kahden painikkeen summerin asetuksista ennen rakentamisen aloittamista.
10. Joukkueet rakentavat suunnitelmiaan.
11. Testaa summerin mallit D -paristolla.
12. Keskustelkaa luokassa oppilaiden pohdintaa koskevista kysymyksistä.
13. Lisää aiheeseen liittyvää sisältöä on kohdassa "Kaivaminen syvemmälle".

Laajennusidea

Oppilaat rakentavat kahden painikkeen summerin, joka ulottuu luokkahuoneesta toiseen! 

Opiskelijan heijastus (suunnitteluvihko)

1. Olisiko rajoitettu määrä kytkimiä, jotka voit kytkeä yhteen, jotta summeri soi? Jos kyllä, miksi? Jos ei, miksi ei?
2. Toimiiko sama piirikonsepti autotallin ovenavaajalla, jossa on kaksi painiketta (yksi autossa ja toinen autotallissa)? Miksi? Miksi ei?

Oppitunti voidaan suorittaa vain yhden luokan aikana vanhemmille opiskelijoille. Jos haluat kuitenkin auttaa oppilaita tuntemaan kiirettä ja varmistamaan opiskelijoiden menestyksen (etenkin nuoremmille opiskelijoille), jaa oppitunti kahteen jaksoon, jolloin oppilaat saavat enemmän aikaa ajatella, testata ideoita ja viimeistellä suunnittelunsa. Suorita testaus ja selvitys seuraavalla luokkakaudella.

Mikä on yksinkertainen piiri? 

Yksinkertainen piiri Yksinkertainen piiri koostuu kolmesta minimielementistä, jotka tarvitaan toimivan sähköpiirin loppuunsaattamiseen: sähkölähde (akku), polku tai johdin, jolla sähkö virtaa (lanka) ja sähkövastus (lamppu), joka on mikä tahansa laite joka vaatii sähköä toimiakseen. Alla oleva kuva esittää yksinkertaisen piirin, joka sisältää yhden akun, kaksi johtoa, kytkimen ja lampun. Sähkövirta kulkee akun suuren potentiaalin (+) liittimestä lampun läpi (sytyttää sen) ja takaisin negatiiviseen (-) napaan jatkuvana virtauksena, kun kytkin on päällä-asennossa, joten virta voi virtaus.

Yksinkertaisen piirin kaavio  

Seuraavassa on kaaviokuva yksinkertaisesta piiristä, joka esittää akun, kytkimen ja lampun elektroniset symbolit.

Kytkimen simulointi 

Kytkimen simulointi irrottamalla johto tai lisäämällä kynä

Voit simuloida kytkintä yksinkertaisessa piirissä useilla tavoilla. Johtimen irrottaminen ja vaihtaminen polttimosta voi toimia kytkimenä. Toinen yksinkertainen kytkin voidaan tehdä kiinnittämällä yhden johdon pää kynän pyyhekumin päähän kuminauhalla. Kiinnitä sitten toinen kuminauha lyijykynän toiseen päähän ja asettamalla toinen pää liitäntäjohdon päälle ja sitten pois päältä, olet luonut kytkimen. Kytkimen suunnittelussa voidaan käyttää myös muita johtimia, kuten alumiinifoliota, hiusleikkeitä, paperiliittimiä, paperikiinnikkeitä ja joitakin metallikyniä.

Suositeltavaa luettavaa

• Häipyä! Rakenna oma elektroninen ovikello (Troll Assoc., ISBN: 0816761965)
• DK Eyewitness -sarja: sähkö (ISBN: 0751361321)
• Silminnäkijän sähkö, Steve Parker (DK Publishing, ISBN: 0789455773)
• Kuinka tiede toimii, kirjoittanut Judith Hann (Readers Digest, ISBN: 0762102497)

Kirjoittaminen

Kirjoita essee tai kappale, jossa kuvataan muita esimerkkejä kahdesta painikkeesta (kytkimestä), jotka käyttävät sähkölaitetta (autotallin ovi, portaikon valo, tietokone kytketty jatkojohtoon). Miten nämä piirit eroavat summerin esimerkistä?

Sopeutuminen opetussuunnitelmien kehyksiin

Huomautus: Tämän sarjan oppituntisuunnitelmat on yhden tai useamman seuraavan standardin mukaista:

• Tiedeopetuksen standardit (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Seuraavan sukupolven tieteelliset standardit (http://www.nextgenscience.org/)
• Kansainvälisen teknologiakasvatusyhdistyksen standardit teknologiselle lukutaidolle (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S.Matematiikan opettajien kansallinen neuvosto koulumatematiikan periaatteet ja standardit (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Matematiikan yhteiset ydinvaltion standardit (http://www.corestandards.org/Math)
• Tietojenkäsittelytieteen opettajien yhdistys K-12 Tietotekniikan standardit (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Kansalliset tiedekasvatusstandardit Luokat K-4 (4-9-vuotiaat)

SISÄLTÖSTANDARDI A: Tiede tiedusteluna

Toiminnan tuloksena kaikkien opiskelijoiden tulee kehittyä

• Tieteelliseen tutkimukseen tarvittavat kyvyt
• Tieteellisen tutkimuksen ymmärtäminen

SISÄLTÖSTANDARDI B: Fysiikka

Toiminnan tuloksena kaikkien opiskelijoiden tulisi kehittää ymmärrystä

• Valo, lämpö, ​​sähkö ja magnetismi

SISÄLTÖSTANDARDI E: Tiede ja tekniikka

Toiminnan tuloksena kaikkien opiskelijoiden tulee kehittyä

• Tieteen ja tekniikan ymmärtäminen

Kansalliset tiedekasvatusstandardit Luokat 5-8 (10-14-vuotiaat)

SISÄLTÖSTANDARDI A: Tiede tiedusteluna

Toiminnan tuloksena kaikkien opiskelijoiden tulee kehittyä

• Tieteelliseen tutkimukseen tarvittavat kyvyt
• Ymmärtämykset tieteellisistä tutkimuksista

SISÄLTÖSTANDARDI B: Fysiikka

Toimintansa tuloksena kaikkien opiskelijoiden tulisi kehittää ymmärrystä

• Energian siirto

SISÄLTÖSTANDARDI E: Tiede ja tekniikka

Toiminnan tuloksena kaikkien opiskelijoiden tulee kehittyä

• Ymmärtäminen tieteestä ja tekniikasta

Seuraavan sukupolven tieteelliset standardit Luokat 3-5 (ikä 8-11)

energia      

Opiskelijat, jotka osoittavat ymmärrystä, voivat:

• 4-PS3-4. Käytä tieteellisiä ideoita suunnittelemaan, testaamaan ja parantamaan laitetta, joka muuntaa energian muodosta toiseen.

Seuraavan sukupolven tieteelliset standardit Luokat 3-5 (ikä 8-11)

Suunnittelu

Opiskelijat, jotka osoittavat ymmärrystä, voivat:

• 3-5-ETS1-1 Määrittele yksinkertainen suunnitteluongelma, joka heijastaa tarvetta tai halua, joka sisältää määritellyt menestyskriteerit ja rajoitukset materiaaleille, ajalle tai kustannuksille.
• 3-5-ETS1-2 Luo ja vertaa useita mahdollisia ratkaisuja ongelmaan sen mukaan, kuinka hyvin jokainen todennäköisesti täyttää ongelman kriteerit ja rajoitukset.

Seuraavan sukupolven tieteelliset standardit Luokat 6-8 (ikä 11-14)

Suunnittelu

Opiskelijat, jotka osoittavat ymmärrystä, voivat:

• MS-ETS1-2 Arvioi kilpailevat suunnitteluratkaisut järjestelmällisellä prosessilla sen määrittämiseksi, kuinka hyvin ne täyttävät ongelman kriteerit ja rajoitukset.

Teknisen lukutaidon standardit - kaikki ikäryhmät

Malli

• Standardi 8: Opiskelija kehittää ymmärryksen suunnittelun ominaisuuksista.
• Standardi 9: Opiskelija kehittää ymmärryksen suunnittelusta.

Standardi 10: Opiskelija kehittää ymmärryksen vianetsinnän, tutkimuksen ja kehityksen, keksintöjen ja innovaatioiden sekä kokeilujen roolista ongelmanratkaisussa.

Tiiminä työskentelemällä sinun on kehitettävä kahden painikkeen summeri, joka simuloi, kuinka etu- ja takaoven ovikellot voivat soittaa summeria tai ovikelloa. 

1. Lue tiimillesi toimitetut oppilasviitteet.
2. Piirrä alla oleva kaaviokuva kahden painikkeen summerin asetuksista.
3. Kun tiimisi on toteuttamiskelpoinen kaavio, rakenna piiri opettajasi toimittamilla osilla (johto, akku, kaksi painiketta (kytkimet) ja summeri).
4. Vastaa tämän oppilaan työkirjan seuraaviin kysymyksiin.
5. Esittelee ryhmän suunnittelun luokalle rakentamisen jälkeen.

Piirrä kaavio kahden painikkeen summerin piirin rakenteesta alla olevaan laatikkoon.

Olisiko rajoitettu määrä kytkimiä, jotka voit kytkeä yhteen, jotta summeri soi? Jos kyllä, miksi? Jos ei, miksi ei?

Toimiiko sama piirikonsepti autotallin ovenavaajalla, jossa on kaksi painiketta (yksi autossa ja toinen autotallissa)? Miksi? Miksi ei?

Edistynyt idea - rakenna kahden painikkeen summeri, joka ulottuu luokkahuoneesta toiseen!