Dizajneri

Građevinski materijali (za svaki tim)

Potrebni materijali

• Koluti od celofanske trake
• Kartonski listovi
• Kartonske role (papirnati ručnici ili toaletni papir)
• Aluminijska folija
• Plastični omot
• Spajalice
• Niz
• Žica
• Ljepilo
• sladoled na štapiću štapići 

Materijali za ispitivanje

• Primjer ručnog dozatora trake

Materijali

• Primjer ručnog dozatora trake

Postupak

Testirajte dizajn svakog tima tako da tim pokaže kako se vrpca dijeli. To bi trebalo učiniti jednom rukom, dok se pretvarate da imate ograničenu snagu.

Dizajn Challenge

Vi ste tim inženjera koji je dobio izazov dizajnirati ručni dozator trake koji će koristiti osoba ograničene snage i uz upotrebu samo jedne ruke.

Kriteriji

• Dizajn mora primiti nekoga tko ima ograničenu snagu i upotrebu samo jedne ruke.
• Dizajn mora biti kreativan i drugačiji od postojećeg dizajna.

ograničenja

• Koristite samo isporučene materijale.
• Timovi mogu trgovati neograničenim materijalima.

1. Razbijte razred u timove od 2-4.
2. Podijelite radni list Trkači gumene trake, kao i neke listove papira za skiciranje dizajna.
3. Raspravite o temama u odjeljku Pozadine. Pokažite učenicima razne primjere dozatora kaseta (mini, ručni, stolni, jednokratni, punivi, jeftini, skupi). Razgovarajte o potrebama svakog dizajna.
4. Pregledajte postupak tehničkog dizajna, izazov dizajna, kriterije, ograničenja i materijale.
5. Osigurajte svakom timu svoje materijale.
6. Objasnite da studenti moraju dizajnirati i izraditi držač trake za nekoga s ograničenom snagom i upotrebom samo jedne ruke. Potaknite studente da budu kreativni u svojim dizajnom tako da se novi dozator potpuno razlikuje od trenutno proizvedenih.
7. Najavite koliko im vremena treba za projektiranje i izradu (preporučuje se 1 sat).
8. Upotrijebite tajmer ili internetsku štopericu (značajka odbrojavanja) kako biste osigurali da budete na vremenu. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Dajte učenicima redovite "vremenske provjere" kako bi ostali na zadatku. Ako se muče, postavljajte pitanja koja će ih brže dovesti do rješenja.
9. Prije nego što studenti počnu mozgati, zamolite ih da odaberu dva dizajna dozatora trake i usporedite ih timski odgovorivši na sljedeća pitanja:
   ● Koji dizajn smatrate jeftinijim za izradu? Zašto mislite da košta manje? (uzmite u obzir materijale, veličinu i druge čimbenike)
   ● Koje potrebe zadovoljava skuplji dozator? Što mislite što su inženjeri mislili da je budućim korisnicima najviše stalo? (uzmite u obzir estetiku, trajnost, ostale čimbenike)
10. Studenti se sastaju i razvijaju plan za svoj dozator trake. Dogovaraju se o materijalima koji će im trebati, napišu / nacrtaju svoj plan i prezentiraju svoj plan razredu. Timovi mogu trgovati neograničenim materijalima s drugim timovima kako bi razvili svoj popis idealnih dijelova.
11. Timovi grade svoje dizajne.
12. Testirajte dizajn svakog tima tako da tim pokaže kako se vrpca dijeli. To bi trebalo učiniti jednom rukom, dok se pretvarate da imate ograničenu snagu.
13. Kao razred razgovarajte o pitanjima za razmišljanje učenika.
14. Za više sadržaja o toj temi, pogledajte odjeljak "Dublje kopanje".

Refleksija učenika (inženjerska bilježnica)

1. S kojim ste se izazovima suočili u izvršavanju svog radnog modela?
2. Jeste li smatrali da trebate preraditi svoj plan tijekom faze modela? Ako jeste, kako se promijenio vaš dizajn?
3. Za koji dizajn koji je stvorio drugi tim smatrate da najbolje funkcionira? Zašto?
4. Na temelju onoga što ste vidjeli kako se razvijaju drugi timovi, mislite li da biste sada mogli stvoriti još bolji dizajn? Koje biste aspekte drugih dizajna ugradili u model svog tima? Zašto?
5. Jeste li otkrili da postoji mnogo načina za rješavanje ovog izazova? Ako da, što vam to govori o inženjerstvu svakodnevnih proizvoda stvorenih u stvarnom životu?
6. Mislite li da biste uspjeli stvoriti svoj novi dizajn da niste radili u timu? Koje su prednosti timskog rada u odnosu na rad sam?

Lekcija se može izvoditi za samo 1 sat za starije učenike. Međutim, kako biste učenicima pomogli da se osjećaju požurjeno i kako bi osigurali uspjeh učenika (posebno za mlađe učenike), podijelite lekciju u dva razdoblja dajući studentima više vremena za mozganje, testiranje ideja i doradu njihovog dizajna. Provedite testiranje i izvođenje u slijedećem razrednom terminu.

• Ograničenja: Ograničenja s materijalom, vremenom, veličinom tima itd.
• Kriteriji: Uvjeti koje dizajn mora zadovoljiti poput ukupne veličine itd.
• Inženjeri: izumitelji i rješavači problema svijeta. U inženjerstvu je priznato dvadeset pet glavnih specijalnosti (vidi infografiku).
• Proces inženjerskog dizajna: Procesni inženjeri koriste za rješavanje problema. 
• Inženjerske navike uma (EHM): Šest jedinstvenih načina na koje inženjeri razmišljaju.
• Iteracija: Test & redizajn je jedna iteracija. Ponavljanje (više ponavljanja).
• Prototip: Radni model rješenja za testiranje.
• Prozirna traka: prozirna traka na bazi celuloze. 

Internetske veze

• Povijest škotske prozirne trake
• PDF
• Ured za patente i žigove Sjedinjenih Država za djecu

Preporučena literatura

Dizajn svakodnevnih stvari, Donald A. Norman (ISBN: 978-0465050659)

Aktivnost pisanja

Napišite esej ili odlomak u kojem ćete opisati potrebe koje su inženjeri zadovoljili dok su dizajnirali i redizajnirali otvarač za konzerve - svakodnevni predmet s mnogo varijacija u cijeni, strukturi, funkciji i dizajnu. Razmotrite pitanja patenta i etike u svom radu.

Usklađivanje s okvirima kurikuluma

Bilješka: Planovi lekcija u ovoj seriji usklađeni su s jednim ili više sljedećih skupova standarda:  

• Američki standardi obrazovanja za znanost (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Američki standardi znanosti sljedeće generacije (http://www.nextgenscience.org/) 
• Standardi za tehnološku pismenost Međunarodnog udruženja za tehnološko obrazovanje (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Američko nacionalno vijeće učitelja matematike "Principi i standardi za školsku matematiku (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Zajednički osnovni američki državni standardi za matematiku (http://www.corestandards.org/Math)
• Udruženje učitelja informatike K-12 Standardi računalnih znanosti (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Nacionalni standardi obrazovanja za znanost Razredi 5-8 (u dobi od 10 do 14 godina)

SADRŽAJ STANDARD A: Znanost kao upit

Kao rezultat aktivnosti, svi bi se učenici trebali razvijati

• Razumijevanje o znanstvenom istraživanju 

SADRŽAJ STANDARD E: Znanost i tehnologija

Kao rezultat aktivnosti u 5-8. Razredima, svi bi se učenici trebali razvijati

• Sposobnosti tehnološkog dizajna 
• Razumijevanje znanosti i tehnologije 

SADRŽAJ STANDARD F: Znanost u osobnoj i društvenoj perspektivi

Kao rezultat aktivnosti, svi bi učenici trebali razviti razumijevanje

• Osobno zdravlje 
• Rizici i koristi 
• Znanost i tehnologija u društvu 

SADRŽAJ STANDARD G: Povijest i priroda znanosti

Kao rezultat aktivnosti, svi bi učenici trebali razviti razumijevanje

• Povijest znanosti 

Nacionalni standardi obrazovanja za znanost Razredi 9-12 (dobi 14-18)

SADRŽAJ STANDARD A: Znanost kao upit

Kao rezultat aktivnosti, svi bi se učenici trebali razvijati

• Razumijevanje o znanstvenom istraživanju 

SADRŽAJ STANDARD E: Znanost i tehnologija

Kao rezultat aktivnosti, svi bi se učenici trebali razvijati

• Sposobnosti tehnološkog dizajna 
• Razumijevanje znanosti i tehnologije 

SADRŽAJ STANDARD F: Znanost u osobnoj i društvenoj perspektivi

Kao rezultat aktivnosti, svi bi učenici trebali razviti razumijevanje

• Znanost i tehnologija u lokalnim, nacionalnim i globalnim izazovima 

SADRŽAJ STANDARD G: Povijest i priroda znanosti

Kao rezultat aktivnosti, svi bi učenici trebali razviti razumijevanje

• Povijesne perspektive 

Znanstveni standardi sljedeće generacije, razredi 3-5 (dob 8-11)

Inženjerski dizajn 

Studenti koji pokažu razumijevanje mogu:

• 3-5-ETS1-1.Definirajte jednostavan dizajn problem koji odražava potrebu ili želju koji uključuje određene kriterije za uspjeh i ograničenja na materijale, vrijeme ili troškove.
• 3-5-ETS1-2. Izradite i usporedite više mogućih rješenja problema na temelju toga koliko je vjerojatno da će svako zadovoljiti kriterije i ograničenja problema.
• 3-5-ETS1-3.Plan i izvršiti poštena ispitivanja u kojima se kontroliraju varijable i uzimaju u obzir točke otkaza kako bi se identificirali aspekti modela ili prototipa koji se mogu poboljšati.

Znanstveni standardi sljedeće generacije, razredi 6-8 (dob 11-14)

Inženjerski dizajn 

Studenti koji pokažu razumijevanje mogu:

• MS-ETS1-2 Procijenite konkurentska rješenja dizajna pomoću sustavnog postupka kako biste utvrdili koliko dobro zadovoljavaju kriterije i ograničenja problema.

Znanstveni standardi sljedeće generacije, razredi 9-12 (dob 14-18)

Inženjerski dizajn 

Studenti koji pokažu razumijevanje mogu:

• HS-ETS1-2. Dizajnirajte rješenje složenog stvarnog svijeta rastavljajući ga na manje probleme kojima se više može upravljati i koji se mogu riješiti inženjeringom.

Standardi za tehnološku pismenost - sva vijeka

Priroda tehnologije

• Standard 3: Studenti će razviti razumijevanje odnosa između tehnologija i veza između tehnologije i drugih područja studija.

Tehnologija i društvo

• Standard 6: Studenti će razviti razumijevanje uloge društva u razvoju i korištenju tehnologije.

dizajn

• Standard 8: Studenti će razviti razumijevanje svojstava dizajna.
• Standard 9: Studenti će razviti razumijevanje inženjerskog dizajna.
• Standard 10: Studenti će razviti razumijevanje uloge rješavanja problema, istraživanja i razvoja, izuma i inovacija te eksperimentiranja u rješavanju problema.

Sposobnosti za tehnološki svijet

• Standard 11: Studenti će razviti sposobnosti za primjenu postupka dizajniranja.

• Standard 13: Studenti će razviti sposobnosti za procjenu utjecaja proizvoda i sustava.

• arapski
• kineski
• francuski
• njemački
• japanski
• ruski
• španjolski