Прашање за рамнотежа

Изградба на материјали (за секој тим)

Потребни материјали

• Дрвени долови
• Пластични чинии или хартиени чаши
• жица
• Лента
• Стринг
• Четири тегли за конзервирање или мали празни кутии 

Материјали за тестирање

• Скала
• Кутии од џамлии, спојници за хартија или други предмети конзистентни по големина и форма

материјали

• Скала
• Кутии од џамлии, спојници за хартија или други предмети конзистентни по големина и форма

Процесот на

Needе треба да одлучите која е тежината/броењето на целта за секој тим, врз основа на избраниот предмет (мермер, спојница) и јачината на чашите за хартија или другите употребени материјали.

Тимовите ги тестираат своите дизајни со работа на нивниот систем и „пакување“ на четири производи. Гледајте го процесот на пакување, а исто така измерете ги сите тегли за да бидете сигурни дека се блиску до целта или бројат. Differencesе има некои разлики, но разликата не треба да биде повеќе од еден или два мермери, под претпоставка дека тежината е иста за секој.

Дизајн предизвик

Вие сте тим на инженери за производство на кои им е даден предизвик да дизајнираат, а потоа да изградат производствен систем за да испорачаат конзистентна тежина или број на џамлии или други предмети во серија од четири кутии или тегли.

Критериуми

• Мора да донесе конзистентна тежина или број на џамлии во серија од четири кутии тегли

Ограничувања

• Користете ги само дадените материјали.

1. Пауза од часови во тимови од 2-3.
2. Поделете го работниот лист „Прашање за рамнотежа“, како и неколку листови хартија за скицирање на дизајни.
3. Дискутирајте за темите во Делот за концепти за позадина.
4. Прегледајте го процесот на инженерско дизајнирање, предизвик за дизајн, критериуми, ограничувања и материјали.
5. Обезбедете им на секој тим свои материјали.
6. Објаснете дека учениците мора да дизајнираат и изградат систем за „производство“ на четири пакувања (кутии или тегли) од производ (мермери, спојници, итн.) Со еднаква тежина или број. Идејата е дека нивниот систем ќе генерира конзистентни крајни пакети. Студентите можеби ќе сакаат да развијат рампи или подвижни ленти, механизми за превртување или други методи за да ги достават бонбоните до конечниот пакет.

   Needе треба да одлучите која е тежината/броењето на целта за секој тим, врз основа на избраниот предмет (мермер, спојница) и јачината на чашите за хартија или другите употребени материјали.

   Тие треба да ја проценат варијансата на пребројување што очекуваат дека ќе произлезе помеѓу четирите тегли/кутии користејќи го нивниот производствен систем. Која е дозволената или очекуваната разлика во тежината или бројот помеѓу тие четири пакети?

7. Најавете го времето што треба да го дизајнираат и изградат (се препорачува 1 час).
8. Користете тајмер или он-лајн стоперка (одбројување одлика) за да се осигурате дека ќе бидете навреме. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Дајте им редовни „проверки на времето“ на студентите за да останат на задачата. Ако се борат, поставете прашања што побрзо ќе ги доведат до решение.
9. Студентите се среќаваат и развиваат план за нивниот производствен систем. Тие се согласуваат за материјалите што ќе им бидат потребни, го пишуваат/цртаат својот план и го презентираат својот план на часот. Тимовите можат да разменуваат неограничени материјали со други тимови за да ја развијат нивната идеална листа на делови.
10. Екипите ги градат своите дизајни.
11. Needе треба да одлучите која е тежината/броењето на целта за секој тим, врз основа на избраниот предмет (мермер, спојница) и јачината на чашите за хартија или другите употребени материјали. Тимовите ги тестираат своите дизајни со работа на нивниот систем и „пакување“ на четири производи. Гледајте го процесот на пакување, а исто така измерете ги сите тегли за да бидете сигурни дека се блиску до целта или бројат. Differencesе има некои разлики, но разликата не треба да биде повеќе од еден или два мермери, под претпоставка дека тежината е иста за секој.
12. Како час, дискутирајте ги прашањата за рефлексија на ученикот.
13. За повеќе содржини на темата, видете во делот „Копање подлабоко“.

Рефлексија на студентите (тетратка за инженеринг)

1. Дали успеавте да создадете производствен систем? Ако не, зошто не успеа?
2. Дали требаше да направите промени од вашиот пишан дизајн кога всушност го градевте системот? Ако е така, кој дел од системот бараше најмногу промени во фазата на изградба?
3. Дали мислите дека работните инженери треба да ги прилагодат своите оригинални планови за време на производниот процес? Зошто би можеле тие?
4. Како се разликуваше вистинската тежина или броење помеѓу четирите „пакети“? Како се спореди овој резултат со вашата проценка пред производството?
5. Во кој дел од овој процес најмногу уживавте? Зошто?
6. Која идеја што ја видовте спроведена во работата на друг тим, ја најдовте како најинвентивна? Зошто?
7. Дали откривте дека во вашата училница има многу дизајни што ја исполнуваат целта на проектот? Што ви кажува ова за инженерските планови?
8. Дали откривте дека работата како тим го направи овој проект поуспешен? Ако не, зошто да не? Ако е така, објасни.
9. Дали мислите дека во вистинска производствена средина дизајнот на „пакетот“ - кутијата, теглата или торбата - е развиен пред, потоа или во исто време кога производот е развиен? Што би имало најмногу смисла за вас? Зошто?

Лекцијата може да се заврши во период од само 1 час за постари ученици. Сепак, за да им помогнете на студентите да се почувствуваат избрзани и да обезбедат успех на студентите (особено за помладите ученици), поделете ја лекцијата во два периоди, давајќи им на студентите повеќе време за бура на идеи, тест идеи и финализирање на нивниот дизајн. Спроведете тестирање и дебрифија во следниот час.

Апликации за скалирање
Вагите имаат многу намени

Вагите се користат во многу апликации - надвор од одредување на личната тежина. Тие се составен дел на многу системи, бидејќи тежината на производите или компонентите влијае на трошоците за производите или услугите. На пример, поштенските системи низ целиот свет трошоците за испорака ги темелат на тежината на писмото или пакетот што се транспортира. Бакалите и овошните пазари користат ваги за да одредат што да наплатуваат за овошје, зеленчук, ореви, житарки и зачини. Во овие примери, тежината може да биде малку вака или онака без да предизвика никакви тешкотии. Може да добиете дополнителен орев или два, или да завршите со нотка помалку зачин без импликации.

Производство инженеринг

За производствените инженери, особено оние во фармацевтската индустрија, клучно е тежините или производите или компонентите да бидат точно измерени пред пакувањето. Производителите на лекови мора да бидат сигурни дека дозата е точна - затворањето не е доволно добро! Безбедноста е врвен производ во предвид!

Инженерите за производство се вклучени во процесот на производство од планирање до пакување на готовиот производ. Тие работат со алатки како што се роботи, програмабилни и нумерички контролери и системи за визија за фино подесување на собранието, пакувањето и превозот. Тие го испитуваат протокот и процесот на производство, бараат начини за рационализација на производството, подобрување на пресвртот и намалување на трошоците. Една од мерките на кои тие се фокусираат е тежината. Тие понекогаш користат камери за да го избројат бројот на производи што влегуваат во пакување, како што е бројот на колачиња во кутија, но многу често користат ваги за да се уверат дека ветената количина бонбони, житарки, па дури и нокти се испорачува во кутија. Постојат многу веб -страници што покажуваат работни системи за производство - посетете некои од нив за да видите како функционираат различни системи! На пример, желето од желе од стомак се истура во бункер за време на нивниот производствен процес. Бункерот ги внесува во систем на вага што тежи и распределува точна количина желе од грав во различни типови на пакување, вклучувајќи кеси, кутии и тегли.

Препорачано четиво

• Инженерство и технологија на производство (ISBN: 0131489658)
• Вага и салда (ISBN: 0747802270)

Активност за пишување

Напишете есеј или став за импликациите на процесите на автоматизација врз општеството.

Усогласување со рамки на наставните програми

Забелешка: Плановите за лекции во оваа серија се усогласени со еден или повеќе од следниве групи на стандарди:

• С. Стандарди за научно образование (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Научни стандарди за следната генерација (http://www.nextgenscience.org/)
• Стандарди за меѓународна технолошка асоцијација за технолошка писменост (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. Национален совет на наставници по математички принципи и стандарди за училишна математика (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• С. Заеднички основни државни стандарди за математика (http://www.corestandards.org/Math)
• Здружение на наставници по компјутерски науки К-12 Стандарди за компјутерски науки (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Национални стандарди за образование во наука Одделение 5-8 (возраст од 10 до 14 години)

СТАНДАРД СОДРИНА А: Наука како истражување

Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат

• Способности неопходни за вршење на научни истражувања
• Разбирање за научни истражувања

СОДРИНА СТАНДАРД Б: физички науки

Како резултат на нивните активности, сите студенти треба да развијат разбирање за

• Движења и сили

СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија

Како резултат на активности во 5-8 одделение, сите ученици треба да се развиваат

• Способности на технолошки дизајн
• Разбирање за науката и технологијата

СТАНДАРД СОДРИНА Ф: Наука во лични и социјални перспективи

Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за

• Наука и технологија во општеството 

Национални стандарди за образование во наука Одделение 9-12 (возраст од 14-18)

СТАНДАРД СОДРИНА А: Наука како истражување

Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат

• Способности неопходни за вршење на научни истражувања
• Разбирање за научни истражувања

СОДРИНА СТАНДАРД Б: физички науки

Како резултат на нивните активности, сите студенти треба да развијат разбирање за

• Движења и сили

СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија

Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат

• Способности на технолошки дизајн
• Разбирање за науката и технологијата

СТАНДАРД СОДРИНА Ф: Наука во лични и социјални перспективи

Како резултат на активности, сите ученици треба да развијат разбирање за

• Наука и технологија во локални, национални и глобални предизвици 

Стандарди за наука на следната генерација оценки 3-5 (8-11 возраст)

Инженерски дизајн

Студентите кои демонстрираат разбирање можат:

• 3-5-ЕТС1-1. Дефинирајте едноставен проблем во дизајнот што рефлектира потреба или желба што вклучува специфицирани критериуми за успех и ограничувања на материјалите, времето или трошоците.
• 3-5-ETS1-2. Создадете и споредете повеќе можни решенија за проблем заснован на тоа колку веројатно секој ги исполнува критериумите и ограничувањата на проблемот.
• 3-5-ETS1-3.Планирајте и извршете фер тестови во кои се контролираат променливите и се сметаат точките на неуспех за да се идентификуваат аспектите на моделот или прототипот што може да се подобри. 

Стандарди за наука на следната генерација оценки 6-8 (11-14 возраст)

Инженерски дизајн

Студентите кои демонстрираат разбирање можат:

• MS-ETS1-2 Оценете конкурентни решенија за дизајн користејќи систематски процес за да утврдите колку добро ги исполнуваат критериумите и ограничувањата на проблемот.

Принципи и стандарди за училишна математика (возраст од 6 до 18 години)

Број и стандард за работење

• Разберете ги броевите, начините на претставување на броевите, односите меѓу броевите и броевите системи
• Течно пресметајте и направете разумни проценки

Стандард за мерење

• Разберете мерливи атрибути на објекти и единици, системи и процеси на мерење
• Применувајте соодветни техники, алатки и формули за да одредите мерења

Застапеност

• Креирајте и користете претстави за организирање, снимање и комуникација на математички идеи
• Користете претстави за моделирање и интерпретирање на физички, социјални и математички појави

Заеднички основни државни стандарди за училишна математика: Содржина (возраст од 7-10 години)

Мерење и податоци

• Решавање проблеми што вклучуваат мерење и проценка.
• Математика.Содржина.3.МД.А.2Измерете и проценете течни количини и маси на објекти користејќи стандардни единици грамови (g), килограми (kg) и литри (l) .1 Додајте, одземете, размножете или поделете за да решите задачи со зборови од еден чекор што вклучуваат маси или волумени што се дадени во исти единици, на пример, со користење на цртежи (како што е чаша со скала за мерење) за да се претстави проблемот.2.

 Стандарди за технолошка писменост - сите векови

Природата на технологијата

• Стандард 1: Студентите ќе развијат разбирање за карактеристиките и обемот на технологијата.
• Стандард 2: Студентите ќе развијат разбирање за основните концепти на технологијата.
• Стандард 3: Студентите ќе развијат разбирање за односите меѓу технологиите и врските помеѓу технологијата и другите области на студии.

дизајн

• Стандард 9: Студентите ќе развијат разбирање за инженерскиот дизајн.
• Стандард 10: Студентите ќе развијат разбирање за улогата на смена на проблеми, истражување и развој, пронајдоци и иновации и експериментирање во решавање проблеми.

Способности за технолошки свет

• Стандард 12: Студентите ќе развијат способности за користење и одржување на технолошки производи и системи.
• Стандард 13: Студентите ќе развијат способности за проценка на влијанието на производите и системите.

Дизајнираниот свет

Стандард 19: Студентите ќе развијат разбирање за и ќе можат да изберат и да користат технологии на производство.

Вие сте тим на инженери за производство на кои им е даден предизвик да дизајнираат, а потоа да изградат производствен систем за да испорачаат конзистентна тежина или број на џамлии или други предмети во серија од четири кутии или тегли.

Фаза на истражување / подготовка

1. Прегледајте го референтниот лист за учениците. По можност посетете некои од виртуелните веб -страници за производство.

Планирање како тим

2. Вашиот тим добил некои материјали од вашиот наставник, вклучувајќи дрвени штипки, пластични чинии или хартиени чаши, жица, лента, конец, четири тегли за конзервирање или мали празни кутии. Исто така, имате голема количина на „производ“ што може да биде џамлии, спојници или други предмети што ги избрал вашиот наставник. Ваша задача е да дизајнирате производствен систем кој ќе тежи одредена количина на производот и ќе го достави до четири тегли или кутии. Треба да бидете сигурни дека тежината или броењето е на целта и дали е конзистентно помеѓу тие четири пакети.
3. Започнете со состанок со вашиот тим и договарање за дизајн на систем. Бидете креативни и уживајте во процесот!
4. Проценете ја варијансата на броење што очекувате дека ќе произлезе помеѓу четирите тегли/кутии користејќи го вашиот производствен систем. Која е дозволената или очекуваната разлика во тежината или бројот помеѓу тие четири пакети?
5. Напишете или нацртајте го вашиот план во полето подолу (или на посебно парче хартија).

Фаза на градба

5. Конструирајте го вашиот производствен систем.
6. Погледнете ги системите создадени од други тимови од класа.
7. Извршете го вашиот систем и „пакувајте“ четири производи. Вашиот наставник ќе го мери секој пакет за вашиот тим за да можете да видите колку добро функционира вашиот систем.
8. Оценете ги резултатите на вашите тимови, пополнете го работниот лист за евалуација и презентирајте ги наодите на часот.

Користете го овој работен лист за да ги оцените резултатите на вашиот тим на лекцијата Изгради големо тркало:

1. Дали успеавте да создадете производствен систем? Ако не, зошто не успеа?

2. Дали требаше да направите промени од вашиот пишан дизајн кога всушност го градевте системот? Ако е така, кој дел од системот бараше најмногу промени во фазата на изградба?

3. Дали мислите дека работните инженери треба да ги прилагодат своите оригинални планови за време на производниот процес? Зошто би можеле тие?

4. Како се разликуваше вистинската тежина или броење помеѓу четирите „пакети“? Како се спореди овој резултат со вашата проценка за предпродукција?

5. Во кој дел од овој процес најмногу уживавте? Зошто?

6. Која идеја што ја видовте спроведена во работата на друг тим, ја најдовте како најинвентивна? Зошто?

7. Дали откривте дека во вашата училница има многу дизајни што ја исполнуваат целта на проектот? Што ви кажува ова за инженерските планови?

8. Дали откривте дека работата како тим го направи овој проект поуспешен? Ако не, зошто да не? Ако е така, објасни.

9. Дали мислите дека во вистинска производствена средина дизајнот на „пакетот“ - кутијата, теглата или торбата - е развиен пред, потоа или во исто време кога производот е развиен? Што би имало најмногу смисла за вас? Зошто?