Dviejų mygtukų garsinių signalų grandinė

Sukurti medžiagas (kiekvienai komandai)

Reikalingos medžiagos

• Keturios mažesnės šiukšliadėžės arba kartoninės dėžės, skirtos perdirbti
• Išardytos kartoninės dėžės ar kiti kartono lakštai
• Popieriaus ritinys (vyniojamasis, dailinis) arba lentynos įdėklų lakštai (naudojami konvejerio juostai)
• Laisvas tinklas

Neprivalomos medžiagos

• Ventiliatoriai arba plaukų džiovintuvai
• Kopėčios arba pakopos išmatos (kad būtų galima keisti aukščių latakus ir kt.)
• Magnetinės lazdelės ar kiti dideli magnetai

Bandomosios medžiagos

• Švarių, sausų antrinių žaliavų (plastiko, stiklo, metalo / aliuminio skardinių ir popieriaus) įvairovė didelėje perdirbimo dėžėje arba dėžutėje
• Ilgas stalas arba keletas trumpų stalų, išdėstytų kartu

medžiagos

• Švarių, sausų antrinių žaliavų (plastiko, stiklo, metalo / aliuminio skardinių ir popieriaus) įvairovė didelėje perdirbimo dėžėje arba dėžutėje
• Ilgas stalas arba keletas trumpų stalų, išdėstytų kartu

Procesas

Dėkite dizainą ant ilgo stalo (arba kelių trumpų lentelių, išdėstytų kartu), pridėkite perdirbamų medžiagų ir dokumentuokite, kaip gerai kiekvienas dizainas rūšiuoja perdirbamas medžiagas į atskiras šiukšliadėžes.

Dizaino iššūkis

Esate inžinierių komanda, turinti iššūkį nupiešti schemą, kaip sukurti dviejų mygtukų garsinio signalo grandinę, kuri imituotų, kaip priekinių ir galinių durų skambučiai gali skambėti arba skambėti.

Kriterijai

• Turi piešti schemą.
• „Buzzer“ turėtų imituoti, kaip skamba durų skambutis.

Suvaržymai

• Naudokite tik pateiktas medžiagas.

1. Padalinkite klasę į 3-4 komandas.
2. Išdalinkite dviejų mygtukų garsinio signalo grandinės darbalapį ir keletą popieriaus lapų, skirtų eskizams piešti.
3. Aptarkite temas skyriuje „Fono sąvokos“. Aptarkite, kaip veikia durų skambutis. Turėkite dviejų mygtukų garsinio signalo pavyzdį, kurį parodyti mokiniams.
4. Peržiūrėkite inžinerinio projektavimo procesą, projektavimo iššūkį, kriterijus, apribojimus ir medžiagas.
5. Pateikite kiekvienai komandai savo medžiagą.
6. Paaiškinkite, kad mokiniai turi nupiešti schemą ir sukurti dviejų mygtukų signalą.
7. Paskelbkite, kiek laiko jie turi projektuoti ir pastatyti (rekomenduojama 1 valanda).
8. Naudokite laikmatį arba tiesioginį chronometrą (atgalinio skaičiavimo funkcija), kad užtikrintumėte laiko laikymąsi. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Duokite studentams reguliarius „laiko patikrinimus“, kad jie liktų atlikti užduotis. Jei jie stengiasi, užduokite klausimus, kurie paskatins juos greičiau rasti sprendimą.
9. Prieš pradėdami kurti, nurodykite mokiniams nupiešti dviejų mygtukų garsinio signalo schemą.
10. Komandos kuria savo dizainą.
11. Išbandykite garso signalo dizainą naudodami D bateriją.
12. Klasėje aptarkite mokinių apmąstymų klausimus.
13. Daugiau informacijos šia tema rasite skyriuje „Kasimas giliau“.

Pratęsimo idėja

Mokiniai sukuria dviejų mygtukų signalų grandinę, kuri pasiekia iš vienos klasės į kitą! 

Studentų refleksija (inžinerinis sąsiuvinis)

1. Ar būtų ribotas jungiklių, kuriuos galėtumėte prijungti, skaičius, kad skambėtų garsinis signalas? Jei taip, kodėl? Jei ne, kodėl gi ne?
2. Ar ta pati grandinės koncepcija veiktų garažo durų atidarytuve su dviem mygtukais (vienas automobilyje ir kitas garaže)? Kodėl? Kodėl gi ne?

Pamoka vyresniems mokiniams gali būti atliekama vos per 1 klasės laikotarpį. Tačiau norėdami padėti studentams nesijausti skubotiems ir užtikrinti mokinių sėkmę (ypač jaunesniems studentams), padalykite pamoką į du laikotarpius, suteikdami studentams daugiau laiko galvoti, išbandyti idėjas ir užbaigti jų dizainą. Atlikite testavimą ir trumpą informaciją kitame klasės laikotarpyje.

Kas yra paprasta grandinė? 

Paprasta grandinė Paprasta grandinė susideda iš trijų minimalių elementų, reikalingų veikiančiai elektros grandinei užbaigti: elektros šaltinis (akumuliatorius), kelias arba laidininkas, kuriuo teka elektros srovė (viela), ir elektros varža (lempa), kuri yra bet koks prietaisas kurio veikimui reikalinga elektra. Žemiau esančioje iliustracijoje parodyta paprasta grandinė, kurioje yra viena baterija, du laidai, jungiklis ir lemputė. Elektros srautas vyksta iš didelio potencialo (+) akumuliatoriaus gnybto per lemputę (ją įžiebiant) ir atgal į neigiamą (-) gnybtą, esant nuolatiniam srautui, kai jungiklis yra įjungtoje padėtyje, todėl srovė gali srautas.

Paprastos grandinės schema  

Toliau pateikiama paprastos grandinės schema, rodanti akumuliatoriaus, jungiklio ir lemputės elektroninius simbolius.

Imituoti jungiklį 

Imituoti jungiklį atjungiant laidą arba įdėjus pieštuką

Yra keli būdai, kaip galite imituoti jungiklį paprastoje grandinėje. Paprasčiausias laido nuėmimas ir pakeitimas iš lemputės gali būti jungiklis. Kitas paprastas jungiklis gali būti atliekamas pritvirtinant vieno laido galą prie pieštuko trintuko galo, naudojant guminę juostelę. Tada prie kito pieštuko galo pritvirtinkite kitą guminę juostelę, o paprasčiausiai uždėję kitą galą ant jungiamojo laido, o tada - nuo jo, sukūrėte jungiklį. Kuriant jungiklius taip pat gali būti naudojami kiti laidininkai, pavyzdžiui, aliuminio folija, plaukų segtukai, sąvaržėlės, popieriaus tvirtinimo detalės ir kai kurie metaliniai rašikliai.

Rekomenduojama literatūra

• Pasitraukti! Sukurkite savo elektroninį durų skambutį („Troll Assoc.“, ISBN: 0816761965)
• DK liudininkų serija: elektra (ISBN: 0751361321)
• „Stebėtojų elektra“, autorius Steve'as Parkeris („DK Publishing“, ISBN: 0789455773)
• Kaip veikia mokslas, Judith Hann („Readers Digest“, ISBN: 0762102497)

Rašymo veikla

Parašykite esė arba pastraipą, kurioje aprašomi kiti dviejų mygtukų (jungiklių), valdančių elektrinį prietaisą (garažo vartai, laiptų žibintas, kompiuteris, prijungtas prie maitinimo lizdo), pavyzdžiai. Kuo šios grandinės skiriasi nuo garsinio signalo pavyzdžio?

Derinimas su ugdymo turinio sistemomis

Pastaba: Šios serijos pamokų planai yra suderinti su vienu ar keliais iš šių standartų rinkinių:

• S. Mokslo mokslo standartai (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Naujos kartos mokslo standartai (http://www.nextgenscience.org/)
• Tarptautinės technologijų švietimo asociacijos technologinio raštingumo standartai (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. Nacionalinė matematikos mokytojų tarybos principai ir mokyklinės matematikos standartai (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Bendrieji pagrindiniai valstybiniai matematikos standartai (http://www.corestandards.org/Math)
• Kompiuterijos mokytojų asociacijos K-12 informatikos standartai (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Nacionaliniai gamtos mokslų standartai K-4 klasės (nuo 4 iki 9 metų)

TURINIO A STANDARTAS: Mokslas kaip tyrimas

Dėl veiklos visi studentai turėtų tobulėti

• Gebėjimai atlikti mokslinius tyrimus
• Supratimas apie mokslinius tyrimus

B TURINIO STANDARTAS: Fizikos mokslai

Dėl veiklos visi studentai turėtų išsiugdyti supratimą

• Šviesa, šiluma, elektra ir magnetizmas

TURINIO E STANDARTAS: Mokslas ir technologijos

Dėl veiklos visi studentai turėtų tobulėti

• Supratimas apie mokslą ir technologijas

Nacionaliniai gamtos mokslų standartai 5–8 klasės (10–14 m.)

TURINIO A STANDARTAS: Mokslas kaip tyrimas

Dėl veiklos visi studentai turėtų tobulėti

• Gebėjimai atlikti mokslinius tyrimus
• Supratimas apie mokslinius tyrimus

B TURINIO STANDARTAS: Fizikos mokslai

Dėl savo veiklos visi studentai turėtų išsiugdyti supratimą

• Energijos perdavimas

TURINIO E STANDARTAS: Mokslas ir technologijos

Dėl veiklos visi studentai turėtų tobulėti

• Supratimas apie mokslą ir technologijas

Naujos kartos mokslo standartai, 3–5 klasės (8–11 m.)

energija      

Studentai, kurie demonstruoja supratimą, gali:

• 4-PS3-4. Taikykite mokslines idėjas kurdami, išbandydami ir patobulindami įrenginį, kuris energiją paverčia iš vienos formos į kitą.

Naujos kartos mokslo standartai, 3–5 klasės (8–11 m.)

Inžinerinis dizainas

Studentai, kurie demonstruoja supratimą, gali:

• 3-5-ETS1-1. Apibrėžkite paprastą projektavimo problemą, atspindinčią poreikį ar norą, įtraukiant nurodytus sėkmės kriterijus ir medžiagų, laiko ar išlaidų apribojimus.
• 3-5-ETS1-2. Sugeneruokite ir palyginkite kelis galimus problemos sprendimus, atsižvelgdami į tai, ar kiekvienas iš jų gali atitikti problemos kriterijus ir apribojimus.

Naujos kartos mokslo standartai, 6–8 klasės (11–14 m.)

Inžinerinis dizainas

Studentai, kurie demonstruoja supratimą, gali:

• MS-ETS1-2 Įvertinkite konkuruojančius projektavimo sprendimus naudodami sisteminį procesą, kad nustatytumėte, ar jie atitinka problemos kriterijus ir apribojimus.

Technologinio raštingumo standartai - visų amžių

dizainas

• 8 standartas: studentai supras dizaino atributus.
• 9 standartas: studentai įgis supratimą apie inžinerinį projektą.

10 standartas: studentai supras problemų, susijusių su trikčių šalinimu, tyrimais ir plėtra, išradimais ir naujovėmis bei eksperimentais, sprendžiant problemas.

Dirbdami kaip komanda, turite sukurti dviejų mygtukų garsinio signalo grandinę, kuri imituotų, kaip durų skambučiai priekinėse ir galinėse durelėse gali skambėti arba skambėti. 

1. Perskaitykite savo komandai pateiktus studentų informacinius lapus.
2. Žemiau nupieškite dviejų mygtukų garso signalo nustatymo schemą.
3. Kai jūsų komanda turės perspektyvią schemą, sukurkite grandinę naudodami mokytojo pateiktas dalis (laidą, bateriją, du mygtukus (jungiklius) ir signalą).
4. Atsakykite į klausimus, pateiktus šiame mokinio darbalapyje.
5. Pristatęs jūsų grupės dizainą klasei po statybos.

Žemiau esančiame laukelyje nubrėžkite dviejų mygtukų garsinio signalo schemos schemą.

Ar būtų ribotas jungiklių, kuriuos galėtumėte prijungti, skaičius, kad skambėtų garsinis signalas? Jei taip, kodėl? Jei ne, kodėl gi ne?

Ar ta pati grandinės koncepcija veiktų garažo durų atidarytuve su dviem mygtukais (vienas automobilyje ir kitas garaže)? Kodėl? Kodėl gi ne?

Išplėstinė idėja - sukurkite dviejų mygtukų signalų grandinę, kuri pasiekia iš vienos klasės į kitą!