ტემპერატურის ტაქტიკა

მასალების აგება (თითოეული გუნდისთვის)

საჭირო მასალები

• Ხის ჯოხი
• Slap
• წებო
• მუყაო
• Pen
• ფანქარი
• Ruler
• კილიტა
• ქაღალდი 

საცდელი მასალები

• თერმომეტრი (გამოიყენება როგორც რეალური ტემპერატურის მითითება)
• ყინულით სავსე საყინულე, მაცივარი ან გამაგრილებელი

მასალები

• თერმომეტრი (გამოიყენება როგორც რეალური ტემპერატურის მითითება)
• ყინულით სავსე საყინულე, მაცივარი ან გამაგრილებელი

პროცესი

გუნდის ტემპერატურის მრიცხველები გადადიან საყინულეში (იდეალურ შემთხვევაში) ან გამაგრილებელში ყინულით სავსე მინიმუმ ერთი საათის განმავლობაში (ეს შეიძლება იყოს ღამითაც).

გუნდები იკვლევენ მათ ტემპერატურის მაჩვენებლებს და აღნიშნავენ როგორ მუშაობდა მათი სენსორი. (დარწმუნდით, რომ გაქვთ საყინულე თერმომეტრი, რომელიც აჩვენებს საყინულეს ან გამაგრილებლის რეალურ ტემპერატურას.)

დიზაინი გამოწვევა

თქვენ ხართ ინჟინრების გუნდი, გამოწვეული გაქვთ საკუთარი სამუშაო მოწყობილობის შემუშავება და მშენებლობა ტემპერატურის შემცირების გასაზომად. თქვენ უნდა შეიმუშაოთ მასშტაბი, რომელიც აჩვენებს ტემპერატურის დიაპაზონს ოთახის ტემპერატურის ჩათვლით, საყინულე და შესაძლოა სხვა გარემოები, რომლებიც შეარჩევს თქვენს მასწავლებელს. თქვენს თერმომეტრს უნდა ჰქონდეს მასშტაბი ან დიაპაზონი, რომელიც აკმაყოფილებს თქვენს აპლიკაციას და უნდა შეეძლოს მისი კითხვების გამეორება თანმიმდევრულობით.

კრიტერიუმები

• უნდა აჩვენოს ტემპერატურის დიაპაზონი.
• უნდა ჰქონდეს მასშტაბი ან დიაპაზონი და შეეძლოს მისი კითხვების გამეორება თანმიმდევრულად.

შეზღუდვები

• გამოიყენეთ მხოლოდ მოწოდებული მასალები.

1. გათიშეთ კლასი 2-3 გუნდში.
2. დაურიგეთ ტემპერატურის ტაქტიკის სამუშაო ფურცელი, ასევე რამდენიმე ფურცელი დიზაინის ესკიზებისთვის.
3. თემების განხილვა ფონური ცნებების განყოფილებაში.
4. გადახედეთ საინჟინრო დიზაინის პროცესს, დიზაინის გამოწვევას, კრიტერიუმებს, შეზღუდვებს და მასალებს.
5. თითოეულ გუნდს მიაწოდეთ თავისი მასალები.
6. აუხსენით, რომ მოსწავლეებმა უნდა შეიმუშაონ და შექმნან სამუშაო მოწყობილობა ტემპერატურის შემცირების გასაზომად. მათ უნდა განავითარონ მასშტაბი, რომელიც აჩვენებს ტემპერატურის დიაპაზონს, მათ შორის ოთახის ტემპერატურას, საყინულეს და შესაძლოა სხვა გარემოსაც, რომელსაც თქვენ ირჩევთ. მათ თერმომეტრს უნდა ჰქონდეს მასშტაბი ან დიაპაზონი, რომელიც აკმაყოფილებს მათ გამოყენებას და შეძლოს მისი კითხვების გამეორება თანმიმდევრულობით. უთხარით სტუდენტებს, რომ მათ უნდა განსაზღვრონ რა მასალის გამოყენება სურთ და როგორ დაურთონ ისინი სასწორზე. მათი მასშტაბი მათზეა დამოკიდებული - ის შეიძლება შეიცავდეს დადებით და უარყოფით რიცხვებს, ან ასოებს ან სიმბოლოებს. მინიშნება: მათ შეიძლება მოინდომონ დამატებითი ტესტირების ჩატარება ცალკეული მასალების - ან მასალების შეკრული ან მიმაგრებული - საყინულეში მოთავსებით, რათა წინასწარ დაინახონ, თუ როგორ იცვლება ისინი ტემპერატურის შემცირებით.
7. გამოაცხადეთ დროის დაპროექტება და მშენებლობა, რაც მათ აქვთ (რეკომენდებულია 1 საათი).
8. გამოიყენეთ ქრონომეტრი ან ონლაინ წამზომი (დროის უკუქცევის ფუნქცია), რომ დროულად გაატაროთ დრო. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). მიეცით სტუდენტებს რეგულარული "დროის შემოწმება", რათა ისინი შეასრულონ დავალებები. თუ ისინი იბრძვიან, დაუსვით შეკითხვები, რაც მათ პრობლემის გადაჭრისკენ უბიძგებს.
9. სტუდენტები ხვდებიან და შეიმუშავებენ გეგმას მათი ტემპერატურის გაზომვისთვის. ისინი თანხმდებიან მასალებზე, რაც მათ სჭირდებათ, წერენ/ხატავენ თავიანთ გეგმას და წარუდგენენ კლასს კლასს.
10. გუნდები აშენებენ თავიანთ დიზაინს.
11. გუნდის ტემპერატურის მრიცხველები გადადიან საყინულეში (იდეალურ შემთხვევაში) ან გამაგრილებელში ყინულით სავსე მინიმუმ ერთი საათის განმავლობაში (ეს შეიძლება იყოს ღამითაც).
    გუნდები იკვლევენ მათ ტემპერატურის მაჩვენებლებს და აღნიშნავენ როგორ მუშაობდა მათი სენსორი. (დარწმუნდით, რომ გაქვთ საყინულე თერმომეტრი, რომელიც აჩვენებს საყინულეს ან გამაგრილებლის რეალურ ტემპერატურას.)
12. როგორც კლასს, იმსჯელეთ მოსწავლის რეფლექსიულ კითხვებზე.
13. ამ თემასთან დაკავშირებით დამატებითი შინაარსისთვის იხილეთ განყოფილება "უფრო ღრმად გათხრა".

რჩევა:

მარტივი გამოსავალია მუყაოს მოჭრა დაახლოებით 4 ინჩის სიგრძისა და ½ ინჩის სიგანეზე, შემდეგ კი ერთ მხარეს დაფაროთ პლასტიკური ლენტი. ფირზე შემცირდება "გამოუყენებელი" მხარე, როდესაც გაყინულია და აიძულებს მუყაოს დაიხუროს წერტილამდე.

სტუდენტური რეფლექსია (საინჟინრო რვეული)

1. მიაღწიეთ წარმატებას ტემპერატურის საზომი, რომელიც შეიცვალა ცივ ტემპერატურაზე? თუ არა, რატომ ჩაიშალა?
2. შეძლო თქვენი ტემპერატურის საზომმა ტესტების გამეორება მსგავსი კითხვებით?
3. გადაწყვიტეთ თქვენი ორიგინალი დიზაინის გადახედვა ან დამატებითი მასალების მოთხოვნა მშენებლობის ეტაპზე? რატომ?
4. როგორ ფიქრობთ, თქვენი ტემპერატურის საზომი ასევე შეძლებს სითბოს გაზომვას? რატომ ან ვინ არა?
5. ჩამოთვალეთ სამი პროგრამა, სადაც ტემპერატურის ზუსტად გაზომვა ძალზე მნიშვნელოვანია ადამიანებისთვის:
6. როგორ ფიქრობთ, ინჟინრებს უნდა შეცვალონ თავიანთი თავდაპირველი გეგმები სისტემების ან პროდუქტების მშენებლობის დროს? რატომ შეიძლება ისინი?
7. რა დიზაინის ან მეთოდით ნახეთ სხვა გუნდების მცდელობა, რომლებიც, თქვენი აზრით, კარგად მუშაობდა?
8. როგორ გადაწყვიტეთ მასშტაბი, რომელსაც გამოიყენებთ თქვენი მოწყობილობის ტემპერატურის გასაზომად?
9. ავადმყოფობისას რომ შეგეძლოთ თერმომეტრის გაუმჯობესება, რომელსაც თქვენი ოჯახი იყენებს, რას გააკეთებდით? რა თვისებების გაუმჯობესება გსურთ?
10. მიეცით პროგრამა, სადაც თქვენი აზრით, განსაკუთრებით მგრძნობიარე თერმომეტრი იქნება საჭირო.

გაკვეთილი შეიძლება გაკეთდეს 1 კლასში, ხანდაზმული ასაკის მოსწავლეებისთვის. ამასთან, იმისთვის, რომ დაეხმარონ სტუდენტებს იჩქარონ და უზრუნველყონ სტუდენტის წარმატება (განსაკუთრებით მცირეწლოვანი სტუდენტებისათვის), გაკვეთილი გაყავით ორ პერიოდად, რაც სტუდენტებს უფრო მეტ დროს უთმობს ტვინის აზრს, იდეების შემოწმებას და მათი დიზაინის დასრულებას. შემდეგ საკვალიფიკაციო პერიოდში ჩაატარეთ ტესტირება და დებირი.

რა არის თერმომეტრი?

თერმომეტრი არის სენსორი, რომელიც ზომავს საგნების ტემპერატურას. თერმომეტრები შეიძლება გამოყენებულ იქნას თქვენი სხეულის ტემპერატურის გასაზომად, ან ჰაერის ტემპერატურა სახლის გარეთ, ან ჰაერის ტემპერატურა ღუმელში, ან საკვების ტემპერატურა ღუმელში. დანიშნულებისამებრ, თერმომეტრების მრავალი განსხვავებული დიზაინია შემუშავებული ინჟინრების მიერ სხვადასხვა გამოწვევების დასაძლევად.

ადრეული ისტორია

თერმომეტრის ერთ -ერთი პირველი გამომგონებელი ალბათ გალილეო იყო. გალილეომ აღმოაჩინა, რომ შუშის სფეროები, რომლებიც ოდნავ განსხვავებული სიმკვრივის წყალში იყო სავსე, მოიმატებდა და დაეცემოდა, ეს დამოკიდებულია ჰაერის მიმდებარე ტემპერატურაზე. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ამ ტიპის თერმომეტრის ნიმუში მარჯვნივ, და ეს ჯერ კიდევ არის მაღაზიებში, როგორც დეკორატიული საშუალება, რომ აჩვენოთ ტემპერატურა სახლში.

ტემპერატურის სასწორი

როგორც წესი, თერმომეტრები ზომავს ტემპერატურას სამიდან ერთში: ფარენჰეიტი, ცელსიუსი ან კელვინი. ფარენჰაიტი გამოიყენება ძირითადად შეერთებულ შტატებში, ხოლო დანარჩენი მსოფლიოს უმეტესობა იყენებს ცელსიუსს. გერმანელმა ფიზიკოსმა გაბრიელ ფარენჰეიტმა შეიმუშავა მასშტაბი, რომელიც მის სახელს ატარებს 1724. ფარენჰეიტის სისტემაში ყინული იყინება 32 გრადუსზე, ხოლო წყალი ადუღებს 212 გრადუსზე. ფარენჰეიტმა გადაწყვიტა, რომ წყლის გაყინვისა და დუღილის წერტილებს შორის დიაპაზონი უნდა იყოს 180 გრადუსი.

ანდერს ცელსიუსმა შეიმუშავა თავისი მასშტაბი 1742 წელს. "ცელსიუსის მასშტაბი" ადრე მოიხსენიებოდა, როგორც "ცენტი", რაც ნიშნავს "იყოფა 100 გრადუსს". ცელსიუსმა გადაწყვიტა, რომ წყლის გაყინვის წერტილი უნდა იყოს 0 გრადუსი და დუღილის წერტილი უნდა იყოს 100 გრადუსი. ეს მასშტაბი ბევრს ამჯობინებს, რადგან ის ადვილად იყოფა 10 -ზე და მსგავსია მეტრული გაზომვის სისტემის სტრუქტურას.

ლორდ კელვინმა შოტლანდიელმა შეიმუშავა "კელვინის მასშტაბი" 1848. კელვინის მასშტაბი არის სტანდარტი, რომელსაც მეცნიერები და ინჟინრები იყენებენ და ემყარება თეორიას, რომ არ არსებობს ზედა ზღვარი ტემპერატურაზე ცხელი, მაგრამ რომ არსებობს შეზღუდვა მასშტაბის ცივი დასასრული. კელვინმა შეიმუშავა იდეა აბსოლუტური ნულის, ანუ 0 კელვინის მასშტაბით, რომელიც გარდაიქმნება -273.15 გრადუს ცელსიუსზე ან -459.67 ფარენჰაიტზე. აბსოლუტური ნულოვანი ითვლება ყველაზე დაბალ ტემპერატურაზე. მეცნიერებმა და ინჟინრებმა ერთი წლის განმავლობაში დიდი ძალისხმევა მოახდინეს მასალის აბსოლუტურ ნულთან მიახლოების მიზნით - ეს ჯერ არავის გაუკეთებია!

როგორ მუშაობს თერმომეტრი

თქვენ ალბათ ყველაზე კარგად იცნობთ "ბოლქვის" თერმომეტრს, რომელიც გამოიყენება გარე ტემპერატურის გასაზომად. თქვენ შეიძლება დაინახოთ წითელი ან ვერცხლისფერი ხაზი, რომელიც გადადის ზემოთ ან ქვემოთ მინის ან პლასტმასის მილის საშუალებით, როდესაც ტემპერატურა იცვლება. ის უფრო მაღლა მოძრაობს, როგორც კი ცხელდება და მიდის ქვემოთ მილის ქვემოთ, როდესაც ტემპერატურა გრილდება. თხევადი იყო ლითონის სითხე, რომელსაც ერქვა ვერცხლისწყალი, მაგრამ აღმოჩნდა, რომ ვერცხლისწყალს აქვს ცუდი გავლენა გარემოზე, ამიტომ უფრო სავარაუდოა, რომ თხევადი არის ფერადი ალკოჰოლი. მუყაოს ან პლასტმასის მილის უკან დაბეჭდილი ნომრების ნაკრები ჰაერის ტემპერატურის საჩვენებლად. პროცესს, რომ დარწმუნდეთ, რომ რიცხვები სწორად უკავშირდება რეალურ ტემპერატურას, ეწოდება კალიბრაცია.

თერმომეტრის კიდევ ერთი გავრცელებული ტიპია "გაზაფხულის" თერმომეტრი, რომელიც მოიცავს ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე ლითონის ხვეულს. ზამბარის ერთი ბოლო მიმაგრებულია მაჩვენებელზე და, მაგალითად, ჰაერის გაცხელებისას, ლითონი ფართოვდება და მაჩვენებელი მაღლა მოძრაობს. თუ ჰაერი გაცივდება, ლითონი იკუმშება და მაჩვენებელი ქვევით მოძრაობს. ამ ტიპის თერმომეტრები ნაკლებად ზუსტია ვიდრე ბოლქვის თერმომეტრი, მაგრამ გამოსადეგია არა კრიტიკულ სიტუაციებში, როგორიცაა იმის განსაზღვრა, გჭირდებათ სკოლაში ქურთუკის ტარება თუ არა!

მიმდინარე ინოვაციები ტემპერატურის გაზომვაში

ბევრი ახალი ინოვაციაა ტემპერატურის გაზომვის სენსორების შემუშავებაში. ეს მოიცავს ელექტრონულ მოწყობილობებს, რომლებიც ზომავს ტემპერატურას პირის ყურიდან ან ტაძრიდან. ეს ნაკლებად ინვაზიურია და იძლევა უფრო სწრაფ და პოტენციურად უფრო ზუსტ კითხვას, ვიდრე ჩვეულებრივი ზეპირი თერმომეტრები.

ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე მასალები წყვეტს პრობლემებს

გაცივებული ან გაცხელებული ზოგიერთი მასალა იცვლის ფორმას ან ფერს. პლასტიკური ფირის ზოლები გაყინვისას ოდნავ შემცირდება, მაგალითად. და, თქვენ შეიძლება გსმენიათ ან გინახავთ "განწყობის რგოლები" - ისინი იცვლიან ფერს როდესაც თბება ან გაცივდება თქვენი თითით. ქვა განწყობის რგოლში სინამდვილეში არის ღრუ კვარცის ან შუშის ნაჭერი, სავსე თერმოქრომული თხევადი კრისტალებით. თერმოქრომიზმი არის მასალის უნარი შეცვალოს ფერი ტემპერატურის ცვლილების გამო. კრისტალები იხვევა მათი ტემპერატურის ცვლილებისას (გაცხელებულია ან გაცივდება თქვენი კანი). გადახვევა ცვლის მათ მოლეკულურ სტრუქტურას და არეგულირებს თუ როგორ შეიწოვება ან აისახება სინათლე მათ მიერ. როდესაც ტემპერატურა იცვლება, იცვლება აშკარა ფერი! ინჟინრებმა მიიღეს ეს კონცეფცია და შეიმუშავეს ახალი პროგრამა საზოგადოებაში არსებული პრობლემების გადასაჭრელად! წებოვანი თერმომეტრები, რომლებიც იყენებენ ტემპერატურის მგრძნობიარე ქაღალდებს, ახლა ფართოდ გამოიყენება სამედიცინო მარაგის, საკვების, რომლებიც უსაფრთხოებისთვის უნდა იყოს დაცული და სისხლისა და ორგანოების გადასატანად. და, თქვენ შეიძლება გინახავთ ჭიქები, რომლებიც იცვლიან ფერს ან აჩვენებენ სურათს, როდესაც თბება ან ცხელი სითხით ივსება.

თერმომეტრის საიმედოობა

სხვა სენსორების მსგავსად, თერმომეტრებმა უნდა შეასრულონ თავიანთი ამოცანები საიმედოდ და დააკმაყოფილონ კონკრეტული ამოცანების საჭიროებები. ოთხი ფაქტორია გასათვალისწინებელი:

სიზუსტე

თერმომეტრები უნდა იყოს ზუსტი, რომ იყოს საიმედო. ისინი ჩვეულებრივ "დაკალიბრდებიან" ან სხვა სერტიფიცირებულ თერმომეტრებთან შედარებით, ან ტემპერატურის მასშტაბის ცნობილი ფიქსირებული წერტილების შემოწმებით, როგორიცაა წყლის დუღილის წერტილი.

მგრძობიარობა

ზოგიერთი განაცხადისათვის თერმომეტრი უნდა იყოს უფრო მგრძნობიარე, ან მოგაწოდოთ უფრო კონკრეტული მონაცემები, ვიდრე სხვებისთვის. მაგალითად, თუ თქვენ განიხილავთ თუ არა სვიტერის ტარებას გარეთ გასვლისას, შეიძლება არ დაგჭირდეთ კონკრეტული ტემპერატურის ცოდნა, არამედ უბრალოდ იცოდეთ, რომ ჰაერი იმ დონეზე დაბლაა, სადაც გრილად იგრძნობთ თავს. ამასთან, ზოგიერთმა თერმომეტრმა უნდა უზრუნველყოს ძალიან კონკრეტული მონაცემები და, შესაბამისად, უფრო მგრძნობიარეა, ვიდრე სხვები, მაგალითად, თერმომეტრები, რომლებიც გამოიყენება ლაბორატორიებში ან სამედიცინო წარმოების ობიექტებში.

განმეორებადობა

თერმომეტრს უნდა შეეძლოს თავისი კითხვების გამეორება თანმიმდევრულობით. თერმომეტრები, როგორც წესი, შემუშავებულია იმისათვის, რომ გაგრძელდეს დიდი ხნის განმავლობაში და უზრუნველყოს მუდმივი, თანმიმდევრული კითხვა.

მასშტაბი/დიაპაზონი

თერმომეტრის მასშტაბი ან დიაპაზონი უნდა აკმაყოფილებდეს პროგრამის საჭიროებებს. მაგალითად, ხორცის ან სამზარეულოს თერმომეტრის დიაპაზონს უნდა შეეძლოს უფრო მაღალი ტემპერატურის განსაზღვრა, ვიდრე პირის ღრუს თერმომეტრს. კანფეტის თერმომეტრი ხორცის თერმომეტრის მსგავსია, გარდა იმისა, რომ მას შეუძლია წაიკითხოს უფრო მაღალი ტემპერატურა (ჩვეულებრივ 400 ° F/200 ° C ან მეტი). ან თერმომეტრს, რომელიც შექმნილია უკიდურესად ცივი ტემპერატურის გასაზომად (ალბათ ყინულის ან სუპერ ცივი სითხეების), სავარაუდოდ ექნება განსხვავებული მასშტაბი ან დიაპაზონი, ვიდრე ტიპიური გარე თერმომეტრი.

ინტერნეტ კავშირი

ნასას გლობალური ტემპერატურა

რეკომენდებული საკითხავი

თერმომეტრის ისტორია და მისი გამოყენება მეტეოროლოგიაში (ISBN: 0801871530) ტემპერატურის გამოგონება: გაზომვა და მეცნიერული პროგრესი (ISBN: 0195171276)

წერის აქტივობა

დაწერეთ ესე ან პარაგრაფი იმის შესახებ, თუ რატომ შეიძლება გლეხმა სენსორი გამოიყენოს ნიადაგის ტემპერატურის შესაფასებლად.

სასწავლო გეგმის ჩარჩოებთან შესაბამისობა

შენიშვნა: ამ სერიის გაკვეთილის გეგმები შეესაბამება ერთ ან რამდენიმე სტანდარტულ სტანდარტს:

• S. სამეცნიერო განათლების სტანდარტები (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. შემდეგი თაობის მეცნიერების სტანდარტები (http://www.nextgenscience.org/)
• საერთაშორისო ტექნოლოგიური განათლების ასოციაციის ტექნოლოგიური ცოდნის სტანდარტები (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. მათემატიკის მასწავლებელთა ეროვნული საბჭო სკოლის მათემატიკის პრინციპებისა და სტანდარტების შესახებ (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. მათემატიკის საერთო ძირითადი სახელმწიფო სტანდარტები (http://www.corestandards.org/Math)
• კომპიუტერულ მეცნიერებათა მასწავლებელთა ასოციაცია K-12 კომპიუტერული მეცნიერების სტანდარტები (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

ეროვნული სამეცნიერო განათლების სტანდარტები K-4 კლასები (4 - 9 წლები)

შინაარსის სტანდარტი A: მეცნიერება, როგორც გამოძიება

საქმიანობის შედეგად, ყველა მოსწავლე უნდა განვითარდეს

• შესაძლებლობები, რომლებიც აუცილებელია სამეცნიერო კვლევისთვის
• ურთიერთგაგება სამეცნიერო კვლევის შესახებ

შინაარსის სტანდარტი B: ფიზიკური მეცნიერება

აქტივობების შედეგად, ყველა მოსწავლემ უნდა განავითაროს ცოდნა

• ობიექტებისა და მასალების თვისებები

შინაარსის სტანდარტი D: დედამიწისა და კოსმოსის მეცნიერება

მათი საქმიანობის შედეგად, ყველა მოსწავლემ უნდა განავითაროს ცოდნა

• დედამიწის მასალების თვისებები

შინაარსის სტანდარტი E: მეცნიერება და ტექნიკა

საქმიანობის შედეგად, ყველა მოსწავლე უნდა განვითარდეს

• ტექნოლოგიური დიზაინის შესაძლებლობები
• ურთიერთგაგება მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების შესახებ

შინაარსის სტანდარტი G: მეცნიერების ისტორია და ბუნება

აქტივობების შედეგად, ყველა მოსწავლემ უნდა განავითაროს ცოდნა

• მეცნიერება, როგორც ადამიანის საქმე

ეროვნული სამეცნიერო განათლების სტანდარტები 5-8-ე კლასები (10 - 14 წლამდე)

შინაარსის სტანდარტი A: მეცნიერება, როგორც გამოძიება

საქმიანობის შედეგად, ყველა მოსწავლე უნდა განვითარდეს

• შესაძლებლობები, რომლებიც აუცილებელია სამეცნიერო კვლევისთვის

შინაარსის სტანდარტი B: ფიზიკური მეცნიერება

მათი საქმიანობის შედეგად, ყველა მოსწავლემ უნდა განავითაროს ცოდნა

• მატერიაში არსებული თვისებები და თვისებები

შინაარსის სტანდარტი E: მეცნიერება და ტექნიკა

5-8 კლასებში აქტივობების შედეგად, ყველა მოსწავლე უნდა განვითარდეს

• ტექნოლოგიური დიზაინის შესაძლებლობები

შინაარსის სტანდარტი F: მეცნიერება პირად და სოციალურ პერსპექტივებში

აქტივობების შედეგად, ყველა მოსწავლემ უნდა განავითაროს ცოდნა

• მეცნიერება და ტექნიკა საზოგადოებაში

შინაარსის სტანდარტი G: მეცნიერების ისტორია და ბუნება

აქტივობების შედეგად, ყველა მოსწავლემ უნდა განავითაროს ცოდნა

• მეცნიერების ისტორია 

შემდეგი თაობის მეცნიერების სტანდარტები 2-5 კლასი (7-11 საუკუნეები)

მატერია და მისი ურთიერთქმედება

სტუდენტებს, რომლებსაც აქვთ ურთიერთგაგების დემონსტრირება, შეუძლიათ:

• 2-PS1-2. გააანალიზეთ სხვადასხვა მასალის ტესტირების შედეგად მიღებული მონაცემები, რათა დადგინდეს, თუ რომელ მასალებს აქვთ თვისებები, რომლებიც საუკეთესოდ შეეფერება დანიშნულ მიზანს.

საინჟინრო დიზაინი

სტუდენტებს, რომლებსაც აქვთ ურთიერთგაგების დემონსტრირება, შეუძლიათ:

• 3-5-ETS1-1. განსაზღვრეთ მარტივი დიზაინის პრობლემა, რომელიც ასახავს საჭიროებას ან სურვილს, რომელიც მოიცავს წარმატების განსაზღვრულ კრიტერიუმებს და მასალების, დროის ან ხარჯების შეზღუდვებს.
• 3-5-ETS1-2. შეადგინეთ და შეადარეთ პრობლემის მრავალი შესაძლო გადაწყვეტა იმის მიხედვით, თუ რამდენად კარგად აკმაყოფილებს თითოეული ამ პრობლემის კრიტერიუმებსა და შეზღუდვებს.
• 3-5-ETS1-3. დაგეგმეთ და ჩაატარეთ სამართლიანი ტესტები, რომლებშიც ცვლადები კონტროლდება და განიხილება ჩავარდნის წერტილები, მოდელის ან პროტოტიპის ასპექტების დასადგენად, რომელთა გაუმჯობესებაც შესაძლებელია.

შემდეგი თაობის მეცნიერების სტანდარტები 6-8 კლასი (11-14 საუკუნეები)

ენერგეტიკის

• MS-PS3-3. გამოიყენეთ სამეცნიერო პრინციპები მოწყობილობის დიზაინის, კონსტრუქციისა და შესამოწმებლად, რომელიც ან მინიმუმამდე ან მაქსიმალურად გაზრდის თერმული ენერგიის გადაცემას.

საინჟინრო დიზაინი

სტუდენტებს, რომლებსაც აქვთ ურთიერთგაგების დემონსტრირება, შეუძლიათ:

• MS-ETS1-2 შეაფასეთ კონკურენტული დიზაინის გადაწყვეტილებები სისტემური პროცესის გამოყენებით, რათა დადგინდეს, რამდენად აკმაყოფილებენ ისინი პრობლემის კრიტერიუმებსა და შეზღუდვებს.

სკოლის მათემატიკის პრინციპები და სტანდარტები (6 - 18 წლები)

ნომერი და ოპერაციების სტანდარტი

- სკოლამდელი ასაკის ბავშვობიდან მე –12 კლასამდე სასწავლო პროგრამებმა უნდა უზრუნველყოს ყველა მოსწავლე:

• გაიგეთ რიცხვები, რიცხვების წარმოდგენის გზები, რიცხვებს შორის ურთიერთობა და რიცხვითი სისტემები

გაზომვის სტანდარტი

- სკოლამდელი ასაკის ბავშვობიდან მე –12 კლასამდე სასწავლო პროგრამებმა უნდა უზრუნველყოს ყველა მოსწავლე:  

• ობიექტების გაზომვადი ატრიბუტებისა და გაზომვის ერთეულების, სისტემებისა და პროცესების გაგება
• გაზომვების დასადგენად გამოიყენეთ შესაბამისი ტექნიკა, საშუალებები და ფორმულები

სკოლის მათემატიკის პრინციპები და სტანდარტები (6 - 18 წლები)

წარმომადგენლობა

- სკოლამდელი ასაკის ბავშვობიდან მე –12 კლასამდე სასწავლო პროგრამებმა უნდა უზრუნველყოს ყველა მოსწავლე:

• წარმოდგენების შექმნა და გამოყენება მათემატიკური იდეების ორგანიზების, ჩასაწერად და კომუნიკაციისთვის
• წარმოდგენების გამოყენება ფიზიკური, სოციალური და მათემატიკური მოვლენების მოდელირებისა და ინტერპრეტაციისთვის

საერთო მათემატიკური სახელმწიფო სტანდარტები სკოლის მათემატიკის 2-8 კლასი (7-14 წლის ასაკის)

რიცხვითი სისტემა

• გამოიყენეთ და განავრცეთ რიცხვების წინა გაგებები რაციონალური რიცხვების სისტემაში.
• მათემატიკა. შინაარსი 6.NS.C.5გვესმოდეს, რომ პოზიტიური და უარყოფითი რიცხვები ერთად გამოიყენება საპირისპირო მიმართულების ან მნიშვნელობების მქონე რაოდენობების აღსაწერად (მაგ., ტემპერატურა ნულის ზემოთ / ქვემოთ, ზღვის დონიდან ზემოთ / კრედიტები / დებიტები, დადებითი / უარყოფითი ელექტრული მუხტი); გამოიყენეთ პოზიტიური და უარყოფითი რიცხვები რეალურ სამყაროში სიდიდეების გამოსახატავად, თითოეულ სიტუაციაში 0-ს მნიშვნელობის ახსნა.

 სტანდარტები ტექნოლოგიური წიგნიერებისათვის - ყველა საუკუნე

ტექნოლოგიის ბუნება

• სტანდარტი 1: სტუდენტებს განუვითარდებათ ცოდნა ტექნოლოგიის მახასიათებლებისა და მოცულობის შესახებ.
• სტანდარტი 3: სტუდენტებს განუვითარდებათ ურთიერთობების ცოდნა ტექნოლოგიასა და ტექნოლოგიასა და სხვა სასწავლო სფეროებს შორის.

ტექნოლოგია და საზოგადოება

• სტანდარტი 6: სტუდენტებს განუვითარდებათ საზოგადოების როლი ტექნოლოგიის განვითარებასა და გამოყენებაში.
• სტანდარტი 7: სტუდენტებს განუვითარდებათ ტექნოლოგიის გავლენის ისტორია.

დიზაინი

• სტანდარტი 8: მოსწავლეებს განუვითარდებათ დიზაინის ატრიბუტების გაგება.
• სტანდარტი 9: სტუდენტებს განუვითარდებათ საინჟინრო დიზაინის გაგება.
• სტანდარტი 10: სტუდენტებს გააცნობიერებენ პრობლემების გადაჭრის, კვლევისა და განვითარების, გამოგონებისა და ინოვაციების და ექსპერიმენტების როლის შესახებ.

შექმნილი სამყარო

სტანდარტი 17: სტუდენტებს განუვითარდებათ ინფორმაციული და საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების ცოდნა და შეეძლებათ.

თქვენ მუშაობთ როგორც ინჟინრების გუნდი, რომლებმაც მიიღეს გამოწვევა შექმნან თქვენი სამუშაო მოწყობილობა თქვენი ტემპერატურის შემცირების გასაზომად თქვენი მასწავლებლის მიერ მოწოდებული მასალებიდან. თქვენ უნდა შეიმუშაოთ მასშტაბი, რომელიც აჩვენებს ტემპერატურის დიაპაზონს ოთახის ტემპერატურის ჩათვლით, საყინულე და შესაძლოა სხვა გარემოები, რომლებიც შეარჩევს თქვენს მასწავლებელს. თქვენს თერმომეტრს უნდა ჰქონდეს მასშტაბი ან დიაპაზონი, რომელიც შეესაბამება თქვენს განაცხადს და განმეორებადი იყოს.

დაგეგმვის ეტაპი

შეხვდით გუნდს და განიხილეთ პრობლემა, რომლის მოგვარებაც გჭირდებათ. შემდეგ შეიმუშავეთ და შეთანხმდით თქვენი თერმომეტრის დიზაინზე. თქვენ უნდა განსაზღვროთ რა მასალის გამოყენება გსურთ და როგორ მიამაგროთ ისინი სასწორზე. თქვენი მასშტაბი თქვენზეა - ის შეიძლება შეიცავდეს დადებით და უარყოფით რიცხვებს, ან ასოებს ან სიმბოლოებს!

მინიშნება: შეიძლება დაგჭირდეთ წინასწარი ტესტირების ჩატარება ცალკეული მასალების - ან მასალების, რომელსაც თქვენ წებოვებით ან ერთმანეთთან ერთად ათავსებთ - საყინულეში, რათა წინასწარ ნახოთ როგორ იცვლება ისინი შემცირებული ტემპერატურის დროს.

დახაზეთ თქვენი დიზაინი ქვემოთ მოცემულ ყუთში და წარუდგინეთ თქვენი დიზაინი კლასს. თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ თქვენი გუნდების გეგმის გადახედვა მას შემდეგ, რაც მიიღებთ გამოხმაურებას კლასიდან.

მშენებლობის ფაზა

შექმენით თქვენი ტემპერატურის საზომი. მშენებლობისას თქვენ შეიძლება გადაწყვიტოთ, რომ გჭირდებათ დამატებითი მასალები ან რომ თქვენი დიზაინი უნდა შეიცვალოს. ეს ნორმალურია - უბრალოდ შექმენით ახალი ესკიზი და გადახედეთ თქვენი მასალების ჩამონათვალს.

ტესტირების ფაზა

თითოეული გუნდი შეამოწმებს თავის ტემპერატურის მაჩვენებელს, დატოვებს მას საყინულეში ან ყინულში სავსე გამაგრილებელში მინიმუმ ერთი საათის განმავლობაში. თქვენმა მასწავლებელმა შეიძლება მოგთხოვოთ, რომ გაზომვა დატოვოთ საყინულეში ღამით. დარწმუნდით, რომ უყურეთ სხვა გუნდების ტესტებს და დააკვირდით როგორ მუშაობდა მათი განსხვავებული დიზაინი.

დაკვირვება

ქვემოთ მოცემულ ყუთში მიუთითეთ თქვენი ტემპერატურის რა „ტემპერატურა“ დაფიქსირდა თქვენი მოწყობილობით:

შეფასების ფაზა

შეაფასეთ თქვენი გუნდების შედეგები, შეავსეთ შეფასების სამუშაო ფურცელი და წარუდგინეთ კლასს თქვენი დასკვნები.

გამოიყენეთ ეს ფურცელი თქვენი გუნდის შედეგების შესაფასებლად "ტემპერატურის ტაქტიკა" გაკვეთილზე:

1. მოახერხეთ თუ არა ტემპერატურის მაჩვენებლის შექმნა, რომელიც შეიცვალა ცივ ტემპერატურაზე? თუ არა, რატომ ჩაიშალა?

2. შეძლო თქვენმა ტემპერატურის საზომმა ტესტების გამეორება მსგავსი კითხვებით?

3. გადაწყვიტეთ თქვენი ორიგინალური დიზაინის გადახედვა ან დამატებითი მასალების მოთხოვნა მშენებლობის ეტაპზე? რატომ?

4. როგორ ფიქრობთ, თქვენი ტემპერატურის საზომიც შეძლებდა სითბოს გაზომვას? რატომ ან ვინ არა?

5. ჩამოთვალეთ სამი პროგრამა, სადაც ტემპერატურის ზუსტად გაზომვა ძალზე მნიშვნელოვანია ადამიანებისთვის:

1.
2.
3.

6. როგორ ფიქრობთ, ინჟინრებს უნდა შეცვალონ თავდაპირველი გეგმები სისტემების ან პროდუქტების მშენებლობის დროს? რატომ შეიძლება ისინი?

7. რა დიზაინის ან მეთოდების ნახვა ნახეთ სხვა გუნდების მიერ, რომლებიც, თქვენი აზრით, კარგად მუშაობდა?

8. როგორ გადაწყვიტეთ მასშტაბი, რომელსაც გამოიყენებდით თქვენი მოწყობილობის ტემპერატურის გასაზომად?

9. რომ შეგეძლოთ თერმომეტრის გაუმჯობესება, რომელსაც თქვენი ოჯახი იყენებს თქვენი ტემპერატურის გასაზომად, როცა ავად ხართ, რას გააკეთებდით? რა თვისებების გაუმჯობესება გსურთ?

10. მიეცით განაცხადი, სადაც თქვენი აზრით განსაკუთრებით მგრძნობიარე თერმომეტრი იქნება საჭირო.