Clipper Creations

Byggja efni

Nauðsynlegt efni

• Froðuplötublöð
• límband
• lím
• Tannstönglar
• Kassaskeri

Gerð íhluta

• Neðri klippiborð
• Efsta klippiborð
• Handstöng til að stjórna klippum
• Hluti af blýanti til að þjóna sem skaft
• Froðuplötu fleygur fyrir enda þar sem klippubretti koma saman (fyrirfram klippt af kennara)
• Tvöfalt þykkt hníf fyrir handstöng
• 8 brúnklippur (tákna skurðarbrúnir alvöru klippara)
• 10 tannstönglar til að mynda enda á blýantsskafti

Fyrirfram ætti kennarinn að skera út froðuplötu samkvæmt skýringarmyndinni hér að neðan og veita nemendum fyrirfram skorið form. Nemendur setja síðan saman litla hluta í stóra hluta með lími. Leyfið líminu að þorna. Næsta dag eða tímabil ættu nemendur að setja saman klippimyndina með borði í brúnendanum bæði á neðri og efstu klippiplötunum. Renndu tannstönglum í gegnum holur í blýantinum eða límdu þá við blýantinn.

efni

• Líkur fyrir naglaklippur

aðferð

• Nemendur prófa naglaskurðalíkön sín með því að nota þau til að líkja eftir því að klippa neglur

Hönnun áskorun

Þú ert hópur verkfræðinga þar sem áskorunin er um að smíða vinnslumódel af setti naglaklippara með því að nota efnin sem fylgja. Þegar þú hefur lokið líkaninu skaltu prófa hönnun þína til að líkja eftir því að klippa neglurnar þínar.

Næst verður þú með þá áskorun að búa til áætlun með einföldum vélum til að færa símaskrá frá annarri hlið skólastofunnar í hina án þess að snerta bókina. Þú verður að nota að minnsta kosti eina einfalda vél í lausninni ... en þú mátt nota eins margar og þú vilt.

Viðmiðanir

• Fylgdu leiðbeiningunum sem lýst er á nemendavinnublaðinu til að smíða líkanið

Þvinganir

• Notaðu aðeins efni sem fylgir

1. Brotið bekkinn í lið með 2.
2. Dreifðu Clipper Creations vinnublaðinu.
3. Ræddu efnin í hlutanum Bakgrunnur. Leggðu áherslu á tegundir einfaldra véla og fylgstu vel með „lyftistönginni“. Kenndu nemendum að nota nemendavinnublaðið sem leiðarvísi við að setja saman naglaklippulíkön sín.
4. Farið yfir verkfræðihönnunarferli, hönnunaráskorun, viðmið, takmarkanir og efni.
5. Gefðu hverju liði efni sitt.
6. Útskýrðu að nemendur verða að smíða vinnulíkan af setti naglaklippara.
7. Tilkynntu þann tíma sem þeir hafa til að byggja (mælt er með 1 klukkustund).
8. Notaðu tímastillingu eða skeiðklukku á netinu (niðurtalningaraðgerð) til að tryggja að þú haldir þér á réttum tíma. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Gefðu nemendum reglulegar „tímaprófanir“ svo þeir haldi áfram að vinna. Ef þeir eru í erfiðleikum skaltu spyrja spurninga sem leiða þá til lausnar hraðar.
9. Nemendur hittast og smíða líkön sín með því að nota leiðbeiningarnar og skýringarmyndirnar sem sýndar eru í nemendavinnublaðinu
10. Lið byggja hönnun sína.
11. Lið prófa hönnun sína með því að líkja eftir því hvernig naglaskurðurinn klippir neglurnar á þeim.
12. Eftir að líkanagerð er lokið skaltu leiðbeina nemendateymum um að gera áætlun með einföldum vélum til að færa símaskrá frá annarri hlið skólastofunnar í hina án þess að snerta bókina. Þeir verða að nota að minnsta kosti eina einfalda vél í lausn sinni ... en mega nota margar eins og þeim sýnist. Þeir ættu að skissa áætlun sína.
13. Ræddu spurningar nemenda um hugleiðingar sem námskeið.
14. Fyrir meira efni um efnið, sjá hlutann „Grafa dýpra“.

Hugleiðing nemenda (verkfræðirit)

1. Hver var áhrifaríkasti þátturinn í hönnun þinni - hlutinn sem virkaði eins og áætlað var?
2. Hver var minnsti árangursríki hluti hönnunar þinnar - sá hluti sem olli mestum vandræðum eða virkaði ekki eins og þú hafðir áætlað?
3. Ef þú gætir breytt upprunalegu áætlun þinni, hverju myndir þú breyta?
4. Heldurðu að verkfræðingar þurfi að hanna og endurhanna og endurhanna til að koma með bestu vöruna eða ferlið? Nefndu dæmi um vöru eða ferli sem hefur breyst með tímanum (eins og síma eða flugvélar).

Kennslustundina er hægt að gera í allt að 1 kennslustund fyrir eldri nemendur. Hins vegar, til að hjálpa nemendum að finna fyrir áhlaupi og til að tryggja velgengni nemenda (sérstaklega fyrir yngri nemendur), skaltu skipta kennslustundinni í tvö tímabil og gefa nemendum meiri tíma til að hugleiða, prófa hugmyndir og ganga frá hönnun þeirra. Framkvæmdu prófanirnar og debriefið á næsta tíma.

Auðlind kennara

Venjulega er vélum ætlað að draga úr þeim krafti sem þarf til að hreyfa hlut. En í leiðinni er fjarlægðin aukin. A hjólastól rampur er auðvelt að sjá dæmi um þetta samband. Þó að álag og styrkur minnki (kraftur) þá er raunveruleg vegalengd aukin verulega. Þess vegna er raunveruleg vinna sú sama. Þó að dæmigerð notkun véla sé að draga úr átaki eða krafti, þá eru mikilvægar beitingar véla þar sem þetta er enginn kostur - það er að kraftur er ekki minnkaður, eða það er í raun minnkun á kostum - það er, kraftur er aukinn. Besta dæmið um vél sem veitir engan kost er einföld eða ein lína. Eitt trissa breytir aðeins stefnu átakskraftsins. Gluggatjald dregið er dæmi.

Naglaklipparar eru dæmi um lyftistöng. Krafturinn sem beitt er á handfangið á klippunum þjappar blaðunum á klippunum þannig að blöðin snerta og klippa naglann. Í naglaklippu er punkturinn snúningsliðurinn milli tveggja hluta klippunnar.

Kynning á einföldum vélum

Einfaldar vélar eru „einfaldar“ vegna þess að flestar hafa aðeins einn hreyfanlegan hluta. Þegar þú setur saman einfaldar vélar færðu flókna vél, eins og sláttuvél, bíl, jafnvel rafmagns nefhárklippara! Mundu að vél er hvert tæki sem auðveldar vinnu. Í vísindum þýðir „vinna“ að láta eitthvað hreyfa sig. Það er mikilvægt að vita að þegar þú notar einfalda vél ertu í raun að vinna jafn mikið - það virðist bara auðveldara. Einföld vél dregur úr þeirri fyrirhöfn sem þarf til að hreyfa eitthvað, en þú endar með því að færa hana meiri vegalengd til að ná sömu vinnu. Svo mundu að það er skipt á orku þegar þú notar einfaldar vélar.

Venjulega er vélum ætlað að draga úr þeim krafti sem þarf til að hreyfa hlut. En í leiðinni er fjarlægðin aukin. A hjólastól rampur er auðvelt að sjá dæmi um þetta samband. Þó að álag og styrkur minnki (kraftur) þá er raunveruleg vegalengd aukin verulega. Þess vegna er raunveruleg vinna sú sama. Þó að dæmigerð notkun véla sé að draga úr átaki eða krafti, þá eru mikilvægar beitingar véla þar sem þetta er enginn kostur - það er að kraftur er ekki minnkaður, eða það er í raun minnkun á kostum - það er, kraftur er aukinn. Besta dæmið um vél sem veitir engan kost er einföld eða ein lína. Eitt trissa breytir aðeins stefnu átakskraftsins. Gluggatjald dregið er dæmi.

Naglaklipparar eru dæmi um lyftistöng. Krafturinn sem beitt er á handfangið á klippunum þjappar blaðunum á klippunum þannig að blöðin snerta og klippa naglann. Í naglaklippu er punkturinn snúningsliðurinn milli tveggja hluta klippunnar.

Tegundir einfaldra véla

Það eru fjórar gerðir af einföldum vélum sem liggja til grundvallar öllum vélrænum vélum:

Lever

Prófaðu að draga virkilega þrjóskt illgresi úr jörðu. Með því að nota bara berar hendur gæti það verið erfitt eða jafnvel sársaukafullt. Með tæki, eins og handskóflu, ættir þú hins vegar að vinna bardagann. Öll tæki sem losa eitthvað laus er lyftistöng. Lyftistöng er armur sem „snýst“ (eða snýr) á móti „stoðpunkti“ (eða punkti). Hugsaðu um klóarendann á hamri sem þú notar til að losa neglur lausar. Það er lyftistöng. Það er boginn armur sem hvílir á móti punkti á yfirborði. Þegar þú snýrð bogadregnum handleggnum losnar hann naglann lausan við yfirborðið. Og það er erfið vinna! Það eru þrjár gerðir af stöngum:

• Fyrsta flokks lyftistöng - Þegar hnífurinn liggur á milli krafthandleggsins og lyftistöngsins er lýsingunni á lýsingunni sem fyrsta flokks lyftistöng. Í raun þekkjum við mörg af þessari tegund af lyftistöng. Það er klassíska teeter-totter dæmið-eða naglaklippari.
• Önnur flokks lyftistöng - Í annarri flokks lyftistöng liggur álagsarmurinn á milli togpunktsins og aflarmsins. Gott dæmi um lyftistöng af þessu tagi er hjólbörur.
• Þriðja flokks lyftistöng - Í þessum flokki lyftistönganna liggur aflarmurinn á milli togpunktsins og álagsarmsins. Vegna þessa fyrirkomulags er tiltölulega mikill kraftur nauðsynlegur til að færa álagið. Á móti kemur að það er hægt að framleiða hreyfingu álagsins um langan veg með tiltölulega litlum hreyfingum aflarmsins. Hugsaðu um veiðistöng!

Halla flugvél

Flugvél er slétt yfirborð. Til dæmis er slétt borð flugvél. Nú, ef flugvélin liggur flöt á jörðinni, er það ekki líklegt til að hjálpa þér að vinna. En þegar flugvélin er hneigð eða skáhallt getur það hjálpað þér að færa hluti yfir vegalengdir. Og það er vinna! Algengt hallandi plan er rampur. Það er miklu auðveldara að lyfta þungum kassa upp á fermingarbryggju ef þú rennir kassanum upp rampinn - einföld vél.

Wedge

• Í staðinn fyrir að nota sléttu hliðina á hneigðu planinu geturðu líka notað oddhvössu brúnirnar til að vinna annars konar vinnu. Til dæmis er hægt að nota brúnina til að ýta hlutunum í sundur. Þá er halla planið fleyg. Svo er fleygur í raun eins konar hallandi plan. Axeblade er fleygur. Hugsaðu um brún blaðsins. Það er brún slétts hallandi yfirborðs. Það er fleygur!

Skrúfa

• Taktu nú hallandi plan og vefðu því utan um strokka. Skörp brún hennar verður annað einfalt tæki: skrúfan. Settu málmskrúfu við hlið rampa og það er svolítið erfitt að sjá líkt, en skrúfan er í raun bara annars konar hallandi plan. Hvernig hjálpar skrúfan þér að vinna? Hver snúningur málmskrúfu hjálpar þér að færa málmstykkið í gegnum trépláss.

Hjól og ás

Hjól er hringlaga diskur festur við miðstöng, kallaður ás. Stýri bílsins er hjól og ás. Sá hluti sem við leggjum hendur okkar á og beitum krafti (tog) kallast hjólið sem snýr minni ásnum. Skrúfjárninn er annað dæmi um hjólið og ásinn. Það getur verið ómögulegt að losa þétta skrúfu með berum höndum. Þykka handfangið er hjólið og málmásinn er ásinn. Því stærra sem handfangið er, því minni kraft þarf til að snúa skrúfunni.

Talía

Í stað ás gæti hjólið einnig snúið reipi eða snúru. Þessi afbrigði af hjólinu og ásnum er trissan. Í trissu líður strengur utan um hjól. Þegar hjólið snýst, hreyfist strengurinn í hvora áttina sem er. Festu nú krók við snúruna og þú getur notað snúning hjólsins til að lyfta og lækka hluti. Á fánastöng, til dæmis, er reipi fest við trissu. Á reipinu eru venjulega tveir krókar. Snúran snýst um trissuna og lækkar krókana þar sem hægt er að festa fánann. Snúðu síðan snúrunni og fáninn lyftist hátt á stönginni.

Mælt Reading

• Gerir vélræn undur í tré (ISBN: 978-1626548862)
• Vísindatilraunir með einfaldar vélar (vísindatilraunir) eftir Sally Nankivell-Aston, Dorothy Jackson (ISBN: 978-0531154458)

Ritstörf

Nefndu dæmi um aðra hönnun naglaklippara. Skrifaðu ritgerð (eða málsgrein eftir aldri) um hvernig hönnunin er mismunandi og hvernig mismunandi hönnun getur haft áhrif á virkni klippunnar.

Aðlögun að námskrárramma

Athugaðu: Allar kennslustundir í þessari röð eru í samræmi við National Vísindamenntunarstaðlar sem voru framleiddar af  Landsrannsóknarráð og samþykkt af National Science Teachers Association, og ef við á, einnig viðmið Alþjóða tæknimenntasamtakanna um tæknilæsi eða meginreglur og staðla fyrir stærðfræði skólaráðs.

National Vísindamenntunarstaðlar Bekkur K-4 (á aldrinum 4 - 9) 

INNIHALDSSTANDARD A: Vísindi sem fyrirspurn

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þroskast

• Hæfileikar nauðsynlegir til að gera vísindalega rannsókn
• Skilningur á vísindalegri rannsókn

INNIHALDSSTANDAL E: Vísindi og tækni

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þroskast

• Hæfileikar tæknihönnunar

INNIHALDSSTANDARD F: Vísindi í persónulegu og félagslegu sjónarhorni

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þróa skilning á

• Vísindi og tækni í staðbundnum áskorunum

INNIHALDSSTANDARD G: Saga og eðli vísinda

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þróa skilning á

• Vísindi sem mannleg viðleitni

National Vísindamenntunarstaðlar 5. - 8. bekkur (10 - 14 ára) 

INNIHALDSSTANDARD A: Vísindi sem fyrirspurn

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þroskast

• Hæfileikar nauðsynlegir til að gera vísindalega rannsókn
• Skilningur um vísindarannsóknir

INNIHALDSSTANDAL E: Vísindi og tækni

Sem afleiðing af athöfnum í 5. - 8. bekk ættu allir nemendur að þroskast

• Hæfileikar tæknihönnunar
• Skilningur um vísindi og tækni

INNIHALDSSTANDARD F: Vísindi í persónulegu og félagslegu sjónarhorni

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þróa skilning á

• Áhætta og ávinningur
• Vísindi og tækni í samfélaginu

INNIHALDSSTANDARD G: Saga og eðli vísinda

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þróa skilning á

• Vísindi sem mannleg viðleitni
• Saga vísinda

National Vísindamenntunarstaðlar 9. - 12. bekkur (14-18 ára)

INNIHALDSSTANDARD A: Vísindi sem fyrirspurn

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þroskast

• Hæfileikar nauðsynlegir til að gera vísindalega rannsókn
• Skilningur um vísindarannsóknir

INNIHALDSSTANDAL E: Vísindi og tækni

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þroskast

• Hæfileikar tæknihönnunar
• Skilningur um vísindi og tækni 

INNIHALDSSTANDARD F: Vísindi í persónulegu og félagslegu sjónarhorni

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þróa skilning á

• Persónuleg heilsa og samfélag
• Vísindi og tækni í staðbundnum, innlendum og alþjóðlegum áskorunum

INNIHALDSSTANDARD G: Saga og eðli vísinda

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þróa skilning á

• Eðli vísindalegrar þekkingar
• Söguleg sjónarmið

Staðlar fyrir tæknilæsi - allar aldir

Eðli tækninnar

• Staðall 1: Nemendur þróa skilning á eiginleikum og umfangi tækninnar.

Tækni og samfélag

• Staðall 4: Nemendur þróa skilning á menningarlegum, félagslegum, efnahagslegum og pólitískum áhrifum tækninnar.
• Staðall 6: Nemendur þróa skilning á hlutverki samfélagsins í þróun og notkun tækni.
• Staðall 7: Nemendur þróa skilning á áhrifum tækni á sögu.

hönnun

• Staðall 8: Nemendur þróa skilning á eiginleikum hönnunar.
• Staðall 9: Nemendur þróa skilning á verkfræðihönnun.
• Staðall 10: Nemendur þróa skilning á hlutverki bilanaleitar, rannsókna og þróunar, uppfinninga og nýsköpunar og tilrauna í lausn vandamála.

Hæfileikar fyrir tækniheim

• Staðall 13: Nemendur þróa hæfileika til að meta áhrif vara og kerfa. 

Hannaði heimurinn

Staðall 17: Nemendur þróa skilning á og geta valið og notað upplýsinga- og samskiptatækni.

Búðu til líkan af naglaklippara

Efnisskrá

• froðu borð
• límband
• tannstönglar

Hlutar fyrirmyndarinnar

• Neðri klippiborð
• Efsta klippiborð
• Handstöng til að stjórna klippum
• Hluti af blýanti til að þjóna sem skaft
• Froðuplötu fleygur fyrir enda þar sem klippubretti koma saman (fyrirfram skorið af kennara)
• Tvöfalt þykkt hníf fyrir handstöng
• 8 brúnklippur (tákna skurðarbrúnir alvöru klippara)
• 10 tannstönglar til að mynda enda á blýantsskafti

Leiðbeiningar

Vinnið í teymi, skoðið eftirfarandi mynd og setjið saman litla hluta í stóra hluta sem eru með lím. Leyfið líminu að þorna. Næst skaltu setja saman klippimyndina með borði í brúnendanum bæði á botn- og efstu klippiplötunum. Renndu tannstönglum í gegnum göt í blýantinum eða límdu þá við blýantinn. Prófaðu klippuna þína!

Þú ert verkfræðingurinn! Vinnið í teymi og gerið áætlun með því að nota einfaldar vélar til að færa símaskrá frá annarri hlið skólastofunnar í hina án þess að snerta bókina. Þú verður að nota að minnsta kosti eina einfalda vél í lausninni ... en getur notað margar ef þú vilt.

Skref eitt:

Teiknið vél eða lausn liðsins í reitinn hér að neðan.

Skref tvö:

Prófaðu áætlun liðsins þíns og sjáðu hvort það virkar!

spurningar:

1. Hver var áhrifaríkasti þátturinn í hönnun þinni - hlutinn sem virkaði eins og áætlað var?

2. Hver var minnsti árangursríki hluti hönnunar þinnar - sá hluti sem olli mestum vandræðum eða virkaði ekki eins og þú hafðir áætlað?

3. Ef þú gætir breytt upprunalegu áætlun þinni, hverju myndir þú breyta?

4. Heldurðu að verkfræðingar þurfi að hanna og endurhanna og endurhanna til að koma með bestu vöruna eða ferlið? Nefndu dæmi um vöru eða ferli sem hefur breyst með tímanum (eins og síma eða flugvélar).