Circuíto de zumbador de dous botóns
Este plan de lección explora unha situación cotiá, onde dous ou máis botóns poden tocar un timbre. Os alumnos aprenden como se estrutura este tipo de circuíto construíndo un modelo de zumbador de dous botóns a partir de fíos, unha batería, botóns (interruptores) e un zumbador.
- Aprende como os interruptores controlan o fluxo de electricidade.
- Aprende a deseñar diagramas básicos de cableado.
- Aprende como funciona o circuíto eléctrico nun zumbador de dous botóns.
- Coñece o traballo en equipo e o traballo en grupo.
Niveis de idade 8-14
Construír materiais (para cada equipo)
Materiais requiridos
- Catro papeleiras ou caixas de cartón máis pequenas para separar os reciclables
- Caixas de cartón rotas ou outras follas de cartón
- Rolo de papel (envoltura, arte) ou follas de estante (usado para cinta transportadora)
- Red solta
Materiais opcionais
- Ventiladores ou secadores de pelo
- Taburete de escaleira ou escaleira (para permitir cambios de altura en chutes, etc.)
- Varitas magnéticas ou outros grandes imáns
Proba de materiais
- Variedade de reciclables limpos e secos (plásticos, vidro, latas de metal / aluminio e papel) nunha caixa ou caixa de reciclaxe grande
- Mesa longa ou algunhas mesas curtas xuntas
Obras
- Variedade de reciclables limpos e secos (plásticos, vidro, latas de metal / aluminio e papel) nunha caixa ou caixa de reciclaxe grande
- Mesa longa ou algunhas mesas curtas xuntas
Proceso
Coloque o deseño nunha táboa longa (ou algunhas táboas curtas xuntas), engada reciclables ao deseño e documenta o ben que cada deseño ordena os reciclables en colectores separados.
Deseño Challenge
Vostede é un equipo de enxeñeiros co desafío de debuxar un esquema de desenvolver un circuíto de timbre de dous botóns que simule como os timbres das portas dianteiras e traseiras poderían tocar un timbre ou un timbre.
Criterios
- Debe debuxar un esquema.
- O timbre debería simular como soa un timbre.
Restriccións
- Use só os materiais proporcionados.
- Break clase en equipos de 3-4.
- Entregue a folla de traballo do Circuíto de botóns de dous botóns, así como algunhas follas de papel para esbozar deseños.
- Debate sobre os temas na sección Conceptos de fondo. Comenta como funciona un timbre. Teña un exemplo de zumbador de dous botóns para mostrar aos estudantes.
- Revise o proceso de deseño de enxeñaría, o desafío de deseño, os criterios, as restricións e os materiais.
- Proporcionar a cada equipo os seus materiais.
- Explique que os alumnos deben debuxar un diagrama esquemático e construír un zumbador de dous botóns.
- Anuncia o tempo que teñen para deseñar e construír (recoméndase 1 hora).
- Use un temporizador ou un cronómetro en liña (función de conta atrás) para asegurarse de manter o tempo. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Dálles aos estudantes "controis de tempo" regulares para que poidan seguir a tarefa. Se están loitando, faga preguntas que os leven a unha solución máis rápido.
- Indique aos alumnos que debuxen un diagrama esquemático da configuración do zumbador de dous botóns antes de comezar a construír.
- Os equipos constrúen os seus deseños.
- Proba os deseños do zumbador cunha batería D.
- Como clase, debate sobre as preguntas de reflexión do alumno.
- Para obter máis contido sobre o tema, consulte a sección "Máis profundo".
Idea de extensión
Os alumnos constrúen un circuíto zumbador de dous botóns que chega dunha aula á seguinte.
Reflexión do estudante (caderno de enxeñaría)
- Habería un límite no número de interruptores que podería conectar para facer soar o zumbador? Se si, por que? Se non, por que non?
- Funcionaría este mesmo concepto de circuíto para un abridor de portas de garaxe con dous botóns (un no coche e outro no garaxe)? Por que? Por que non?
Modificación do tempo
A lección pódese facer en tan só 1 período de clase para estudantes maiores. Non obstante, para evitar que os estudantes se sintan apresurados e para garantir o éxito dos estudantes (especialmente para os máis novos), divida a lección en dous períodos dándolle aos estudantes máis tempo para facer unha pluja de ideas, probar ideas e finalizar o seu deseño. Realice as probas e o resumo no seguinte período de clases.
Que é o circuíto simple?
Circuíto simple Un circuíto simple consiste en tres elementos mínimos necesarios para completar un circuíto eléctrico en funcionamento: unha fonte de electricidade (batería), un camiño ou condutor polo que flúe electricidade (fío) e unha resistencia eléctrica (lámpada) que é calquera dispositivo que require electricidade para funcionar. A ilustración seguinte mostra un circuíto simple que contén unha batería, dous cables, un interruptor e unha bombilla. O fluxo de electricidade procede do terminal de alto potencial (+) da batería a través da lámpada (acendéndoa) e de volta ao terminal negativo (-), nun fluxo continuo cando o interruptor está na posición de encendido para que a corrente poida fluxo.
Diagrama esquemático dun circuíto simple
O seguinte é un diagrama esquemático do circuíto simple que mostra os símbolos electrónicos da batería, o interruptor e a lámpada.
Simulando un Switch
Simular un interruptor desconectando un fío ou engadindo un lapis
Hai varias formas de simular un interruptor nun circuíto sinxelo. Simplemente retirar e substituír o fío da lámpada pode servir de interruptor. Pódese facer outro sinxelo conectando o extremo dun dos fíos ao extremo da goma dun lapis usando unha goma. A continuación, coloque outra goma no outro extremo do lapis e, simplemente, coloque o outro extremo encima do fío de conexión e despois fíxoo, creou un interruptor. Outros tipos de condutores tamén se poden empregar no deseño de interruptores, como follas de aluminio, pinzas para o pelo, clips, peches de papel e algúns bolígrafos metálicos.
Lectura recomendada
- Buzz Off! Constrúe o teu propio timbre electrónico (Troll Assoc., ISBN: 0816761965)
- DK Eyewitness Series: Electricity (ISBN: 0751361321)
- Electricidade de testemuñas presenciais, de Steve Parker (Editorial DK, ISBN: 0789455773)
- Como funciona a ciencia, de Judith Hann (Readers Digest, ISBN: 0762102497)
Actividade escrita
Escribe un ensaio ou un parágrafo describindo outros exemplos de dous botóns (interruptores) que accionan un dispositivo eléctrico (porta do garaxe, luz da escaleira, ordenador conectado a unha tira de alimentación). En que se diferencian estes circuítos do exemplo do zumbador?
Aliñación aos marcos curriculares
Nota: Os plans de lección desta serie están aliñados a un ou máis dos seguintes conxuntos de estándares:
- S. Normas de educación científica (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
- S. Estándares científicos de próxima xeración (http://www.nextgenscience.org/)
- Normas de alfabetización tecnolóxica da International Technology Education Association (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
- S. Principios e estándares para as matemáticas escolares do Consello Nacional de Profesores de Matemáticas (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
- S. Normas básicas comúns estatais para matemáticas (http://www.corestandards.org/Math)
- Asociación de Profesores de Informática K-12 Normas de Informática (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)
Normas nacionais de educación científica Graos K-4 (de 4 a 9 anos)
ESTÁNDAR DE CONTIDO A: a ciencia como investigación
Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse
- Capacidades necesarias para facer investigación científica
- Comprensión sobre a investigación científica
ESTÁNDAR DE CONTIDO B: Ciencia Física
Como resultado das actividades, todos os estudantes deben comprender
- Luz, calor, electricidade e magnetismo
ESTÁNDAR DE CONTIDO E: Ciencia e Tecnoloxía
Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse
- Comprensión sobre ciencia e tecnoloxía
Normas nacionais de educación científica 5o a 8o (de 10 a 14 anos)
ESTÁNDAR DE CONTIDO A: a ciencia como investigación
Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse
- Capacidades necesarias para facer investigación científica
- Comprensión sobre a investigación científica
ESTÁNDAR DE CONTIDO B: Ciencia Física
Como resultado das súas actividades, todos os estudantes deben comprender
- Transferencia de enerxía
ESTÁNDAR DE CONTIDO E: Ciencia e Tecnoloxía
Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse
- Comprensión sobre ciencia e tecnoloxía
Estándares científicos de próxima xeración de 3o a 5o (idades 8-11)
Os estudantes que demostren comprensión poden:
- 4-PS3-4. Aplica ideas científicas para deseñar, probar e perfeccionar un dispositivo que converta a enerxía dunha forma a outra.
Estándares científicos de próxima xeración de 3o a 5o (idades 8-11)
Deseño de enxeñaría
Os estudantes que demostren comprensión poden:
- 3-5-ETS1-1.Define un problema de deseño sinxelo que reflicta unha necesidade ou un desexo que inclúa criterios específicos de éxito e restricións de materiais, tempo ou custo.
- 3-5-ETS1-2.Xerar e comparar múltiples solucións posibles a un problema en función do ben que cada un cumpra os criterios e as restricións do problema.
Estándares científicos de próxima xeración de 6o a 8o (idades 11-14)
Deseño de enxeñaría
Os estudantes que demostren comprensión poden:
- MS-ETS1-2 Avalía solucións de deseño competitivas mediante un proceso sistemático para determinar o ben que cumpren os criterios e as restricións do problema.
Normas para a alfabetización tecnolóxica - Todas as idades
Proxecto
- Estándar 8: os estudantes desenvolverán unha comprensión dos atributos do deseño.
- Norma 9: os estudantes desenvolverán unha comprensión do deseño de enxeñaría.
Norma 10: os estudantes desenvolverán unha comprensión do papel da resolución de problemas, investigación e desenvolvemento, invención e innovación e experimentación na resolución de problemas.
Traballando en equipo, cómpre desenvolver un circuíto de timbre de dous botóns que simule como os timbres das portas dianteira e traseira poderían tocar un timbre ou un timbre.
- Lea as follas de referencia do estudante que se lle proporcionan ao seu equipo.
- Debuxa un diagrama esquemático da configuración do zumbador de dous botóns a continuación.
- Unha vez que o teu equipo teña un diagrama viable, constrúe o teu circuíto coas pezas proporcionadas polo teu profesor (fío, batería, dous botóns (interruptores) e zumbador).
- Responde ás preguntas que seguen nesta folla de traballo do alumno.
- Presenta o deseño do seu grupo á clase despois da construción.
Debuxa un esquema do deseño do circuíto zumbador de dous botóns no cadro seguinte.
|
Habería un límite no número de interruptores que podería conectar para facer soar o zumbador? Se si, por que? Se non, por que non?
Funcionaría este mesmo concepto de circuíto para un abridor de portas de garaxe con dous botóns (un no coche e outro no garaxe)? Por que? Por que non?
Idea avanzada: crea un circuíto zumbador de dous botóns que chegue dunha aula á seguinte.
Tradución do plan de lección