Divu pogu skaņas signāla shēma
Šis stundu plāns pēta ikdienas situāciju, kad divas vai vairākas pogas var atskanēt skaņas signālam. Studenti uzzina, kā tiek veidota šāda veida ķēde, izveidojot divu pogu skaņas signāla modeli no vadiem, akumulatora, pogām (slēdžiem) un skaņas signāla.
- Uzziniet, kā slēdži kontrolē elektrības plūsmu.
- Iemācieties zīmēt elektroinstalācijas shēmas.
- Uzziniet, kā darbojas elektriskā ķēde divu pogu skaņas signālā.
- Uzziniet par komandas darbu un darbu grupās.
Vecuma līmeņi: 8-14
Materiālu veidošana (katrai komandai)
Nepieciešamie materiāli
- Četras mazākas tvertnes vai kartona kastes, lai nošķirtu otrreizējās izejvielas
- Sadalītas kartona kastes vai citas kartona loksnes
- Papīra rullis (iesaiņojums, mākslas darbs) vai plauktu ieliktņu loksnes (izmantotas konveijera lentei)
- Brīvs tīklojums
Izvēles materiāli
- Ventilatori vai fēni
- Kāpnes vai pakāpienu izkārnījumi (lai mainītu tekņu augstumu utt.)
- Magnētiskās nūjas vai citi lieli magnēti
Pārbaudes materiāli
- Tīru, sausu pārstrādājamo materiālu (plastmasas, stikla, metāla / alumīnija kannu un papīra) daudzveidība lielā atkritumu tvertnē vai kastē
- Garš galds vai daži īsi galdi, kas novietoti kopā
Materiāli
- Tīru, sausu pārstrādājamo materiālu (plastmasas, stikla, metāla / alumīnija kannu un papīra) daudzveidība lielā atkritumu tvertnē vai kastē
- Garš galds vai daži īsi galdi, kas novietoti kopā
Process
Novietojiet dizainu uz gara galda (vai dažām īsām kopā novietotām tabulām), pievienojiet dizainam otrreizējās izejvielas un dokumentējiet, cik labi katrs dizains pārstrādā otrreizējās izejvielas atsevišķās tvertnēs.
Dizains izaicinājums
Jūs esat inženieru komanda, ņemot vērā uzdevumu uzzīmēt shematisku divu pogu skaņas signāla shēmas izstrādi, kas simulētu, kā durvju zvani gan priekšējās, gan aizmugurējās durvīs var atskanēt zvana signālam vai durvju zvanam.
Kritēriji
- Jāzīmē shēma.
- Signālam vajadzētu simulēt durvju zvana signālu.
Ierobežojumi
- Izmantojiet tikai komplektācijā iekļautos materiālus.
- Sadaliet klasi komandās pa 3-4.
- Iedaliet darblapu ar divu pogu skaņas signāla shēmu, kā arī dažas papīra lapas dizainu ieskicēšanai.
- Apspriediet tēmas sadaļā Fona jēdzieni. Apspriediet, kā darbojas durvju zvans. Parādiet studentiem divu pogu skaņas signāla piemēru.
- Pārskatiet projektēšanas procesu, projektēšanas izaicinājumu, kritērijus, ierobežojumus un materiālus.
- Nodrošiniet katrai komandai savus materiālus.
- Paskaidrojiet, ka studentiem ir jāuzzīmē shematiska diagramma un jāizveido skaņas signāls ar divām pogām.
- Paziņojiet, cik daudz laika viņiem jāprojektē un jāuzbūvē (ieteicams 1 stunda).
- Izmantojiet taimeri vai tiešsaistes hronometru (atpakaļskaitīšanas funkcija), lai nodrošinātu pareizu savlaicīgumu. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Dodiet studentiem regulāras “laika pārbaudes”, lai viņi turpinātu pildīt uzdevumu. Ja viņi cīnās, uzdodiet jautājumus, kas viņus novedīs pie ātrāka risinājuma.
- Māciet studentiem uzzīmēt shematisku diagrammu par divu pogu skaņas signāla iestatīšanu, pirms viņi sāk veidot.
- Komandas veido savu dizainu.
- Pārbaudiet skaņas signāla dizainu, izmantojot D akumulatoru.
- Klasē pārrunājiet studentu pārdomu jautājumus.
- Lai iegūtu vairāk satura par šo tēmu, skatiet sadaļu “Rakšana dziļāk”.
Pagarināšanas ideja
Skolēni veido divu pogu skaņas signāla ķēdi, kas sasniedz vienu klasi uz nākamo!
Studentu refleksija (inženieru piezīmju grāmatiņa)
- Vai varētu būt ierobežots slēdžu skaits, ko varētu savienot kopā, lai radītu skaņas signālu? Ja jā, kāpēc? Ja nē, tad kāpēc ne?
- Vai šī pati shēmas koncepcija derētu garāžas durvju atvērējam ar divām pogām (viena automašīnā un otra garāžā)? Kāpēc? Kāpēc ne?
Laika maiņa
Nodarbību var veikt tikai 1 klases periodā vecākiem skolēniem. Tomēr, lai palīdzētu studentiem nejusties sasteigtiem un nodrošinātu studentu panākumus (īpaši jaunākiem skolēniem), sadaliet stundu divos periodos, dodot studentiem vairāk laika domāt par idejām, pārbaudīt idejas un pabeigt to noformējumu. Veiciet pārbaudi un pārskatu nākamajā klases periodā.
Kas ir vienkāršā ķēde?
Vienkārša ķēde Vienkārša ķēde sastāv no trim minimālajiem elementiem, kas nepieciešami, lai pabeigtu funkcionējošu elektrisko ķēdi: elektrības avots (akumulators), ceļš vai vadītājs, pa kuru plūst elektrība (vads), un elektriskais rezistors (lampa), kas ir jebkura ierīce kuras darbībai nepieciešama elektrība. Zemāk redzamajā attēlā parādīta vienkārša ķēde, kurā ir viens akumulators, divi vadi, slēdzis un spuldze. Elektrības plūsma notiek no akumulatora augsta potenciāla (+) spailes caur spuldzi (iededzot to) un atpakaļ uz negatīvo (-) spaili nepārtrauktā plūsmā, kad slēdzis ir ieslēgtā stāvoklī, lai strāva varētu plūsma.
Vienkāršas shēmas shematiska shēma
Tālāk ir vienkāršās shēmas shematiska shēma, kurā parādīti akumulatora, slēdža un spuldzes elektroniskie simboli.
Slēdža simulēšana
Slēdža simulēšana, atvienojot vadu vai pievienojot zīmuli
Ir vairāki veidi, kā jūs varat simulēt slēdzi vienkāršā ķēdē. Vienkārši stieples noņemšana un nomaiņa no spuldzes var kalpot kā slēdzis. Vēl vienu vienkāršu slēdzi var veikt, piestiprinot viena no vadiem galu pie zīmuļa dzēšgumijas gala, izmantojot gumijas joslu. Pēc tam zīmuļa otrā galā piestipriniet vēl vienu gumijas joslu, un, vienkārši noliekot otru galu virs savienojošā vada un pēc tam no tā, jūs esat izveidojis slēdzi. Slēdžu projektēšanā var izmantot arī cita veida vadītājus, piemēram, alumīnija foliju, matu sprādzes, saspraudes, papīra stiprinājumus un dažas metāla pildspalvas.
Ieteicamais Reading
- Buzz Off! Izveidojiet savu elektronisko durvju zvanu (Troll Assoc., ISBN: 0816761965)
- DK Aculiecinieku sērija: Elektrība (ISBN: 0751361321)
- Aculiecinieku elektrība, autors Stīvs Pārkers (DK Publishing, ISBN: 0789455773)
- Kā darbojas zinātne, Judith Hann (Readers Digest, ISBN: 0762102497)
Rakstīšanas aktivitāte
Uzrakstiet eseju vai rindkopu, kurā aprakstīti citi piemēri par divām pogām (slēdžiem), kas darbina elektrisko ierīci (garāžas durvis, kāpņu apgaismojums, dators, kas pievienots strāvas padevei). Kā šīs shēmas atšķiras no skaņas signāla piemēra?
Pielāgošana mācību programmas ietvariem
Piezīme: Šīs sērijas stundu plāni ir saskaņoti ar vienu vai vairākiem no šiem standartu kopumiem:
- S. Zinātnes izglītības standarti (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
- S. Nākamās paaudzes zinātnes standarti (http://www.nextgenscience.org/)
- Starptautiskās tehnoloģiju izglītības asociācijas tehnoloģiskās pratības standarti (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
- S. Nacionālā matemātikas skolotāju principi un standarti skolu matemātikā (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
- S. Vispārējie matemātikas pamatstandarti (http://www.corestandards.org/Math)
- Datorzinātņu skolotāju asociācijas K-12 datorzinātņu standarti (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)
Nacionālie zinātnes izglītības standarti K-4 pakāpe (no 4 līdz 9 gadiem)
SATURA A STANDARTS: Zinātne kā izmeklēšana
Aktivitāšu rezultātā visiem studentiem vajadzētu attīstīties
- Zinātniskās izpētes veikšanai nepieciešamās spējas
- Izpratne par zinātnisko izpēti
SATURA B STANDARTS: Fiziskā zinātne
Aktivitāšu rezultātā visiem studentiem būtu jāattīsta izpratne par
- Gaisma, siltums, elektrība un magnētisms
E SATURA STANDARTS: Zinātne un tehnoloģija
Aktivitāšu rezultātā visiem studentiem vajadzētu attīstīties
- Izpratne par zinātni un tehnoloģiju
Nacionālie zinātnes izglītības standarti 5. – 8. Klase (vecumā no 10 līdz 14 gadiem)
SATURA A STANDARTS: Zinātne kā izmeklēšana
Aktivitāšu rezultātā visiem studentiem vajadzētu attīstīties
- Zinātniskās izpētes veikšanai nepieciešamās spējas
- Izpratne par zinātnisko izpēti
SATURA B STANDARTS: Fiziskā zinātne
Viņu aktivitāšu rezultātā visiem studentiem būtu jāattīsta izpratne par
- Enerģijas nodošana
E SATURA STANDARTS: Zinātne un tehnoloģija
Aktivitāšu rezultātā visiem studentiem vajadzētu attīstīties
- Izpratne par zinātni un tehnoloģiju
Nākamās paaudzes zinātnes standarti, 3. – 5. Klase (8. – 11. Vecums)
Studenti, kuri izrāda sapratni, var:
- 4-PS3-4. Pielietojiet zinātniskas idejas, lai izstrādātu, pārbaudītu un uzlabotu ierīci, kas pārveido enerģiju no vienas formas uz otru.
Nākamās paaudzes zinātnes standarti, 3. – 5. Klase (8. – 11. Vecums)
Inženierprojekts
Studenti, kuri izrāda sapratni, var:
- 3-5-ETS1-1. Definējiet vienkāršu dizaina problēmu, kas atspoguļo vajadzību vai vēlmi, iekļaujot noteiktus veiksmes kritērijus un materiālu, laika vai izmaksu ierobežojumus.
- 3-5-ETS1-2. Izveidojiet un salīdziniet vairākus iespējamos problēmas risinājumus, pamatojoties uz to, cik labi katrs no tiem varētu atbilst problēmas kritērijiem un ierobežojumiem.
Nākamās paaudzes zinātnes standarti, 6. – 8. Klase (11. – 14. Vecums)
Inženierprojekts
Studenti, kuri izrāda sapratni, var:
- MS-ETS1-2 Novērtējiet konkurējošus dizaina risinājumus, izmantojot sistemātisku procesu, lai noteiktu, cik labi tie atbilst problēmas kritērijiem un ierobežojumiem.
Tehnoloģiskās pratības standarti - visos vecumos
Dizains
- 8. standarts: Studenti attīstīs izpratni par dizaina atribūtiem.
- 9. standarts: Studenti attīstīs izpratni par inženiertehnisko dizainu.
10. standarts: Studenti attīstīs izpratni par problēmu novēršanas, izpētes un izstrādes, izgudrošanas un inovācijas un eksperimentēšanas nozīmi problēmu risināšanā.
Strādājot komandā, jums jāizstrādā divu pogu skaņas signāla ķēde, kas simulētu, kā durvju zvani priekšējās un aizmugurējās durvīs var atskanēt zvana signālam vai durvju zvanam.
- Izlasiet savai komandai sniegtās studentu uzziņu lapas.
- Zemāk uzzīmējiet divu pogu skaņas signāla iestatīšanas shēmu.
- Kad jūsu komandai ir dzīvotspējīga shēma, izveidojiet ķēdi, izmantojot skolotāja nodrošinātās daļas (vadu, akumulatoru, divas pogas (slēdžus) un skaņas signālu).
- Atbildiet uz jautājumiem, kas seko šajā skolēnu darba lapā.
- Pēc konstruēšanas klasei prezentē jūsu grupas dizainu.
Zemāk redzamajā lodziņā uzzīmējiet divu pogu skaņas signāla shēmas shēmu.
|
Vai varētu būt ierobežots slēdžu skaits, ko varētu savienot kopā, lai radītu skaņas signālu? Ja jā, kāpēc? Ja nē, tad kāpēc ne?
Vai šī pati shēmas koncepcija derētu garāžas durvju atvērējam ar divām pogām (viena automašīnā un otra garāžā)? Kāpēc? Kāpēc ne?
Uzlabota ideja - izveidojiet divu pogu skaņas signāla ķēdi, kas sasniedz vienu klasi uz nākamo!
Nodarbības plāna tulkošana