Tveir-hnapps buzzer hringrás

Byggja efni (fyrir hvert lið)

Nauðsynlegt efni

• Fjórar smærri tunnur eða pappakassar til að aðgreina endurvinnsluefni
• Brotnir pappakassar eða önnur pappablöð
• Rúlla af pappír (umbúðir, listir) eða hillufóðringsblöð (notað til færibands)
• Laus net

Valfrjáls efni

• Viftur eða hárþurrkur
• Stiga eða stígaskammtur (til að leyfa hæðarbreytingar á rennum osfrv.)
• Segulstafir eða aðrir stórir seglar

Prófunarefni

• Ýmis hrein, þurr endurvinnanleg efni (plast, gler, málm / ál dósir og pappír) í stórum endurvinnslutunnu eða kassa
• Langt borð eða nokkur stutt borð sett saman

efni

• Ýmis hrein, þurr endurvinnanleg efni (plast, gler, málm / ál dósir og pappír) í stórum endurvinnslutunnu eða kassa
• Langt borð eða nokkur stutt borð sett saman

aðferð

Settu hönnun á langborð (eða nokkrum stuttum borðum sett saman), bættu endurvinnanlegu efni við hönnunina og skjalfestu hve vel hver hönnun flokkar endurvinnsluefnin í aðskildar tunnur.

Hönnun áskorun

Þú ert hópur verkfræðinga þar sem áskorunin er um að teikna skýringarmynd af því að þróa tveggja hnappa suðhring sem myndi líkja eftir því hvernig dyrabjöllur á annaðhvort fram- og afturhurð gætu bæði hringt í suð eða dyrabjöllu.

Viðmiðanir

• Verður að teikna skýringarmynd.
• Soemar ætti að líkja eftir því hvernig dyrabjalla hringir.

Þvinganir

• Notaðu aðeins efnið sem fylgir.

1. Skiptu bekknum í lið 3-4.
2. Réttu vinnublaðið með tveimur hnappum í hringi, svo og nokkrum pappírsblöðum til að teikna hönnun.
3. Rætt um efnin í hlutanum Bakgrunnshugtök. Ræddu hvernig dyrabjalla virkar. Hafa dæmi um tveggja hnappa suð til að sýna nemendum.
4. Farið yfir verkfræðihönnunarferli, hönnunaráskorun, viðmið, takmarkanir og efni.
5. Gefðu hverju liði efni sitt.
6. Útskýrðu að nemendur verða að teikna skýringarmynd og búa til tveggja hnappa suð.
7. Tilkynntu þann tíma sem þeir hafa til að hanna og smíða (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. Kenndu nemendum að teikna skýringarmynd af uppsetningu tveggja hnappa suðsins áður en þeir byrja að byggja.
10. Lið byggja hönnun sína.
11. Prófaðu hljóðhönnunina með D rafhlöðu.
12. Ræddu spurningar nemenda um hugleiðingar sem námskeið.
13. Fyrir meira efni um efnið, sjá hlutann „Grafa dýpra“.

Framlengingarhugmynd

Nemendur byggja upp tveggja hnappa suzzer hringrás sem nær frá einni kennslustofu til þeirrar næstu! 

Hugleiðing nemenda (verkfræðirit)

1. Væri takmörk fyrir fjölda rofa sem þú gætir tengt saman til að láta suðara heyrast? Ef já, hvers vegna? Ef nei, hvers vegna ekki?
2. Myndi þetta sama hringrásarhugtak virka fyrir opnun bílskúrshurða með tveimur hnöppum (einn í bílnum og einn í bílskúrnum)? Hvers vegna? Af hverju ekki?

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.

Hvað er Simple Circuit? 

Einfaldur hringrás Einföld hringrás samanstendur af þremur lágmarksþáttum sem þarf til að ljúka starfandi rafrás: rafmagnsgjafi (rafhlaða), leið eða leiðari sem rafmagn flæðir á (vír) og rafmótstaða (lampi) sem er hvaða tæki sem er sem krefst rafmagns til að starfa. Myndin hér að neðan sýnir einfalda hringrás sem inniheldur eina rafhlöðu, tvo víra, rofa og peru. Rafmagnsstreymið er frá mikilli möguleika (+) tengi rafhlöðunnar í gegnum ljósaperuna (lýsir það upp) og aftur til neikvæðu (-) flugstöðvarinnar, í stöðugu flæði þegar rofinn er í kveikt stöðu þannig að straumur getur flæði.

Skýringarmynd af einfaldri hringrás  

Eftirfarandi er skýringarmynd af einföldu hringrásinni sem sýnir rafrænu táknin fyrir rafhlöðuna, rofann og peruna.

Líkja eftir rofa 

Líkja eftir rofa með því að aftengja vír eða bæta við blýant

Það eru nokkrar leiðir til að líkja eftir rofa í einfaldri hringrás. Einfaldlega að fjarlægja og skipta um vírinn úr perunni getur þjónað sem rofi. Annar einfaldur rofi er hægt að gera með því að festa enda eins víranna við strokleðri enda blýantar með gúmmíbandi. Festu síðan annað gúmmíband við hinn endann á blýantinum og með því einfaldlega að leggja hinn endann ofan á - og síðan af - tengivírnum, hefurðu búið til rofa. Aðrar gerðir leiðara er einnig hægt að nota við hönnunar rofa, svo sem álpappír, hárklemmur, pappírsspennur, pappírsfestingar og sumir málmpenna.

Mælt Reading

• Drullaðu þér! Byggðu þína eigin rafræna dyrabjöllu (Troll Assoc., ISBN: 0816761965)
• DK Eyewitness Series: Rafmagn (ISBN: 0751361321)
• Eyewitness Electricity, eftir Steve Parker (DK Publishing, ISBN: 0789455773)
• Hvernig vísindi virka, eftir Judith Hann (Readers Digest, ISBN: 0762102497)

Ritstörf

Skrifaðu ritgerð eða málsgrein sem lýsir öðrum dæmum um tvo hnappa (rofa) sem stjórna rafbúnaði (bílskúrshurð, stigaljós, tölva tengd við rafmagnslínu). Hvernig eru þessar brautir frábrugðnar suðardæminu?

Aðlögun að námskrárramma

Athugaðu: Kennsluáætlanir í þessari röð eru samstilltar við eitt eða fleiri af eftirfarandi stöðlum:

• S. Vísindamenntunarviðmið (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Vísindastaðlar næstu kynslóðar (http://www.nextgenscience.org/)
• Staðlar alþjóðatæknifræðingafélagsins um tæknilæsi (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. Meginreglur og staðlar fyrir stærðfræði skólaráðs kennara í stærðfræði (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Common Core State staðlar fyrir stærðfræði (http://www.corestandards.org/Math)
• Félag tölvunarfræðikennara K-12 staðlar tölvunarfræði (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

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

INNIHALDSSTANDARD B: Eðlisfræði

Sem afleiðing af verkefnunum ættu allir nemendur að þroska skilning á

• Ljós, hiti, rafmagn og segulmagn

INNIHALDSSTANDAL E: Vísindi og tækni

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þroskast

• Skilningur á vísindum og tækni

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

INNIHALDSSTANDARD B: Eðlisfræði

Sem afleiðing af verkefnum sínum ættu allir nemendur að þroska skilning á

• Flutningur orku

INNIHALDSSTANDAL E: Vísindi og tækni

Sem afleiðing af verkefnum ættu allir nemendur að þroskast

• Skilningur um vísindi og tækni

Vísindastaðlar næstu kynslóðar 3.-5. Bekkur (8-11 ára)

Orka      

Nemendur sem sýna skilning geta:

• 4-PS3-4. Notaðu vísindalegar hugmyndir til að hanna, prófa og betrumbæta tæki sem breytir orku frá einu formi til annars.

Vísindastaðlar næstu kynslóðar 3.-5. Bekkur (8-11 ára)

Verkfræðihönnun

Nemendur sem sýna skilning geta:

• 3-5-ETS1-1. Skilgreindu einfalt hönnunarvandamál sem endurspeglar þörf eða vilja sem inniheldur tilgreind viðmið um árangur og takmarkanir á efni, tíma eða kostnaði.
• 3-5-ETS1-2.Búðu til og berðu saman margar mögulegar lausnir við vandamál byggt á því hve vel hver er líklegur til að uppfylla skilyrði og takmarkanir vandans.

Vísindastaðlar næstu kynslóðar 6.-8. Bekkur (11-14 ára)

Verkfræðihönnun

Nemendur sem sýna skilning geta:

• MS-ETS1-2 Metið samkeppnishönnunarlausnir með kerfisbundnu ferli til að ákvarða hversu vel þær uppfylla skilyrði og takmarkanir vandans.

Staðlar fyrir tæknilæsi - allar aldir

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.

Þegar þú vinnur sem hópur þarftu að þróa tveggja hnappa suðhring sem myndi líkja eftir því hvernig dyrabjöllur á annaðhvort fram- og afturhurð gætu bæði hringt í suð eða dyrabjöllu. 

1. Lestu nemendaviðmiðunarblöðin sem liðinu þínu var veitt.
2. Teiknaðu skýringarmynd af uppsetningu tveggja hnappa suðum hér að neðan.
3. Þegar liðið þitt hefur raunhæfa skýringarmynd, smíðaðu hringrás þína með hlutunum sem kennarinn þinn veitir (vír, rafhlaða, tveir hnappar (rofar) og suð).
4. Svaraðu spurningunum sem fylgja á þessu vinnublaði nemenda.
5. Kynnir hönnun hópsins fyrir bekknum eftir smíði.

Teiknaðu skýringarmynd af hönnun hringrásar tveggja hringja í kassanum hér að neðan.

Væri takmörk fyrir fjölda rofa sem þú gætir tengt saman til að láta suðara heyrast? Ef já, hvers vegna? Ef nei, hvers vegna ekki?

Myndi þetta sama hringrásarhugtak virka fyrir opnun bílskúrshurða með tveimur hnöppum (einn í bílnum og einn í bílskúrnum)? Hvers vegna? Af hverju ekki?

Háþróuð hugmynd - smíðaðu tveggja hnappa suðhring sem nær frá einni kennslustofu til þeirrar næstu!