Svjetiljke i baterije

Građevinski materijali

Potrebni materijali

• baterija
• 2 D baterije
• Prekidači 2

Dizajn Challenge

Vi ste tim inženjera koji su dobili izazov rastavljanja i ponovnog sastavljanja svjetiljke kako bi ona radila. Zatim ćete osmisliti i nacrtati shemu poboljšane svjetiljke (novi materijali, više žarulja, dodatne baterije) i podijeliti svoj dizajn s razredom.

1. Razbijte razred u timove od 3-4.
2. Podijelite radni list Svjetiljke i baterije, kao i neke listove papira za skiciranje dizajna.
3. Raspravite o temama u odjeljku Pozadine. Pokažite učenicima radnu svjetiljku i objasnite kako prekidač na svjetiljci kontrolira protok električne energije kroz krug svjetiljke.
4. Osigurajte svakom timu svoje materijale.
5. Zamolite timove da rastavljaju i ponovno sastavljaju baterijsku svjetiljku tako da ona radi.
6. Zamolite timove da nacrtaju shemu električnog kruga za baterijsku svjetiljku u položaju "uključeno".
7. Studentski timovi sljedeći put dizajniraju poboljšanu svjetiljku i nacrtaju još jednu elektroničku shemu za svoj novi dizajn. (Ideje: novi materijali, više žarulja, dodatne baterije)
8. Timovi razredu predstavljaju svoj novi dizajn.
9. Za više sadržaja o toj temi, pogledajte odjeljak "Dublje kopanje".

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.

• Baterija: Uređaj koji može pohraniti električnu energiju.
• Krug: Kompletan put oko kojeg struja može teći.
• Ograničenja: Ograničenja s materijalom, vremenom, veličinom tima itd.
• Kriteriji: Uvjeti koje dizajn mora zadovoljiti poput ukupne veličine itd.
• Protok elektrona: struja.
• 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.
• Shematski dijagram: Dijagram koji prikazuje elektroničke simbole kruga.
• Jednostavan krug: Sastoji se od tri minimalna elementa koja su potrebna za dovršenje funkcionalnog električnog kruga: izvora električne energije (baterije), puta ili vodiča po kojem struja teče (žica) i električnog otpornika (svjetiljka) koji je svaki uređaj koji zahtijeva struja za rad.
• Prekidač: Uređaj za stvaranje, prekid ili promjenu spojeva u električnom krugu.

Internetske veze

• Povijest inženjerstva i tehnologije Wiki

Preporučena literatura

• DK Serija očevidaca: Električna energija (ISBN: 0751361321)
• Očevidci, struja, Steve Parker (DK Publishing, ISBN: 0789455773)
• Kako znanost djeluje, autor Judith Hann (Readers Digest, ISBN: 0762102497)
• Usborne Book of Batteries & Magnets (How to Make Series), Paula Borton, Vicky Cave (EDC Publikacije, ISBN: 074602083X)

Aktivnost pisanja

Napišite esej ili odlomak koji opisuje kako rade ručne svjetiljke

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 K-4 (uzrasti 4 - 9)

SADRŽAJ STANDARD A: Znanost kao upit

Kao rezultat aktivnosti, svi bi se učenici trebali razvijati

• Sposobnosti potrebne za znanstveno istraživanje 
• Razumijevanje o znanstvenom istraživanju 

SADRŽAJ STANDARD B: Fizička znanost

Kao rezultat aktivnosti, svi bi učenici trebali razviti razumijevanje

• Svjetlost, toplina, električna energija i magnetizam

SADRŽAJ STANDARD E: Znanost i tehnologija 

Kao rezultat aktivnosti, svi bi se učenici trebali razvijati

• Razumijevanje znanosti i tehnologije 

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

• Sposobnosti potrebne za znanstveno istraživanje 
• Razumijevanje o znanstvenom istraživanju 

SADRŽAJ STANDARD B: Fizička znanost

Kao rezultat svojih aktivnosti, svi bi učenici trebali razviti razumijevanje

• Prijenos energije 

SADRŽAJ STANDARD E: Znanost i tehnologija

Kao rezultat aktivnosti, svi bi se učenici trebali razvijati

• Razumijevanje znanosti i tehnologije 

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

energija

Studenti koji pokažu razumijevanje mogu:

• 4-PS3-4. Primijenite znanstvene ideje za dizajn, testiranje i pročišćavanje uređaja koji pretvara energiju iz jednog oblika u drugi. 

Standardi za tehnološku pismenost - sva vijeka

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.

Nacrtajte shematski dijagram dizajna sklopa za standardnu ​​svjetiljku u položaju "uključeno" u donjem polju.

U donjem okviru nacrtajte shematski dijagram vaše poboljšane svjetiljke.

• arapski