Експлозијата!

Дизајн предизвик

Вие сте дел од тим инженери со оглед на предизвикот да изградите модел ракетен фрлач и да дизајнирате и изградите ракета што може да се издигне највисоко и најисправено во споредба со другите студентски тимови во вашата класа.

Критериуми 

• Дизајниран да се издигне највисоко и најисправено

Ограничувања

• Користете ги само обезбедените материјали од комплетот

1. Пауза од часови во тимови од 2-4.
2. Поделете го работниот лист Blast Off, како и неколку листови хартија за скицирање. 
3. Покажете им на студентите Водич за почетници на НАСА за ракетирање (www.grc.nasa.gov/www/k-12/rocket/) и проверете го симулаторот за ракети преку Интернет. Размислете да ги прашате студентите како мислат дека ракета може да лета и како инженерите треба да размислат за носивоста, времето и обликот и тежината на ракетата кога развиваат нов или реинженерски дизајн на ракета.
4. Прегледајте го процесот на инженерско дизајнирање, предизвик за дизајн, критериуми, ограничувања и материјали за комплети. 
5. Научете ги студентите да започнат идеи и да скицираат детален дијаграм за тоа како ќе изгледа нивната ракета кога ќе се заврши. Тие исто така ќе разговараат за тоа како ќе работат заедно за да го изградат својот ракетен фрлач. Тие треба да проценат колку високо веруваат дека нивната ракета ќе патува. Тие треба да размислат што можат да направат во нивниот дизајн за да се осигурат дека нивната ракета ќе оди повисоко и исправено. 
6. Обезбедете им на секој тим своите комплети.
7. Објаснете дека учениците мора да направат ракета и ракетен фрлач користејќи го обезбедениот комплет. 
8. Најавете го времето што треба да го изградат (се препорачува 1 час). 
9. 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. 
10. Екипите ги градат своите ракетни фрлачи. 
11. Тестирајте ги ракетите следејќи ги упатствата за лансирање на комплетот за лансирање ракети.
12. Екипите треба да ги набудуваат и документираат моделите на летање на нивните и ракетите на другиот тим.
13. Како час, дискутирајте ги прашањата за рефлексија на ученикот.
14. За повеќе содржини на темата, видете во делот „Копање подлабоко“.

Активност за продолжување

Постарите или понапредните студенти нека користат алтиметар за мерење на забрзувањето како дел од овој час и вклучуваат дискусии за g-force.

Помлади студенти

За помладите студенти, TryEngineering.org нуди лекција со ракета под притисок на вода, наречена „Лансирање на ракета на вода“ 

Рефлексија на студентите (тетратка за инженеринг)

1. Како висината што ја проценивте дека ќе достигне ракетата во споредба со реалната проценета висина? 
2. Што мислите, што може да предизвика некои разлики во висината што ја постигнавте? 
3. Дали вашата ракета лансираше директно нагоре? Ако не, зошто мислите дека излета од курсот? 
4. Дали мислите дека оваа активност беше повеќе наградува да се направи како тим, или би сакале да работите сами на тоа? Зошто? 
5. Дали воопшто ја прилагодивте вашата моделна ракета? Како? Дали мислите дека ова ви помогна или ги попречи вашите резултати?
6. Што мислите, како ракетата би се однесувала поинаку ако се лансирала во бестежинска атмосфера?
7. Кои безбедносни мерки мислите дека ги сметаат инженерите при лансирање вистинска ракета? Разгледајте ја локацијата на повеќето страници за лансирање како дел од вашиот одговор.
8. Кога инженерите дизајнираат ракета што ќе носи и луѓе освен товар, како мислите дека ракетата ќе се промени во однос на структурниот дизајн, функционалност и карактеристики?
9. Дали мислите дека дизајнирањето ракети ќе промени многу во следните десет години? Како?
10. Какви размени треба да направат инженерите при разгледување на просторот / тежината на горивото наспроти тежината на товарот?

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.

• Ограничувања: Ограничувања со материјалот, времето, големината на тимот итн.
• Критериуми: Услови кои дизајнот мора да ги задоволува како неговата вкупна големина итн.
• Инженери: Пронаоѓачи и решавачи на проблеми на светот. Дваесет и пет главни специјалитети се признати во инженерството (види инфографик).
• Процес на инженерско дизајнирање: Процесните инженери користат за да решаваат проблеми. 
• Инженерски навики на умот (EHM): Шест уникатни начини на кои размислуваат инженерите.
• Итерација: Тестот и редизајнот е една итерација. Повторете (повеќе повторувања).
• Оптоварување: Количина на стока што ја носи возило, авион или вселенско летало.
• Прототип: Работен модел на решението што треба да се тестира.
• Ракета: Летечка направа, обликувана како цевка, која се движи од топли гасови што се ослободуваат од моторите во задниот дел.

Интернет конекции

Времеплов на историјата на ракетите
Водич за ракети за почетници на НАСА  
Лет на човековиот вселената „Вирџин галактик“
Сончева сонда на Паркер на НАСА

Препорачано четиво

Направете: Ракети: Наука за ракети од земја до земја (ISBN: 978-1457182921)
Прирачник за моделирање ракети (ISBN: 978-0471472421)
„Сликовна историја на ракетите“ (https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/rockets-guide-20-history.pdf)

Активност за пишување 

Напишете есеј или пасус што опишува пример на ракети може да се искористи за да му се помогне на општеството во мирни времиња.

Усогласување со рамки на наставните програми

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

• Стандарди за образование на науки во САД (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Научни стандарди на следната генерација на САД (http://www.nextgenscience.org/) 
• Стандарди за меѓународна технолошка асоцијација за технолошка писменост (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Национален совет на наставници по математика на САД, принципи и стандарди за училишна математика (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Заеднички основни државни стандарди на САД 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 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 

СОДРИНА СТАНДАРД Б: физички науки 

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

• Хемиски реакции 
• 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 

СТАНДАРД СОДРИНА Г: Историја и природа на науката

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

• Науката како човечки потфат 
• Природа на научното знаење 
• Историски перспективи 

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

Материјата и нејзините интеракции

Студентите кои демонстрираат разбирање можат:

• MS-PS1-6. Преземете проект за дизајн за конструирање, тестирање и модифицирање на уред што или ослободува или апсорбира топлинска енергија преку хемиски процеси.

Инженерски дизајн 

Студентите кои демонстрираат разбирање можат:

• MS-ETS1-1. Дефинирајте ги критериумите и ограничувањата на дизајнерскиот проблем со доволна прецизност за да се обезбеди успешно решение, земајќи ги предвид релевантните научни принципи и потенцијалните влијанија врз луѓето и природната средина што можат да ги ограничат можните решенија.
• MS-ETS1-2. Оценете конкурентни решенија за дизајн користејќи систематски процес за да утврдите колку добро ги исполнуваат критериумите и ограничувањата на проблемот.

Стандарди за наука на следната генерација - одделение 9-12 (14-18 возраст)

• HS-ETS1-4. Користете компјутерска симулација за моделирање на влијанието на предложените решенија за комплексен реален проблем со бројни критериуми и ограничувања на интеракциите во и помеѓу системите релевантни за проблемот.

Стандарди за технолошка писменост - сите векови

Природата на технологијата

• Стандард 1: Студентите ќе развијат разбирање за карактеристиките и обемот на технологијата.

Технологија и општество

• Стандард 6: Студентите ќе развијат разбирање за улогата на општеството во развојот и употребата на технологијата.
• Стандард 7: Студентите ќе развијат разбирање за влијанието на технологијата врз историјата.

дизајн

• Стандард 8: Студентите ќе развијат разбирање за атрибутите на дизајнот.
• 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 11: Студентите ќе развијат способности за примена на процесот на дизајнирање.

• Студентите и наставникот одговорен треба внимателно да ги прочитаат и следат упатствата на производителот на ракетите.
• Наставниците кои никогаш не надгледувале лансирање ракета можеби ќе сакаат да се здружат со наставник кој има за нивно прво лансирање.
• Бидете сигурни да ги следите безбедносните политики на вашето училиште.
• Лансирањето, се разбира, може да се изврши само надвор од вратата.
• Студентите и другите кои не се активно вклучени во лансирањето на ракетата треба да бидат добро вратени. 250 стапки е безбедна фигура.
• Сите членови на тимот за лансирање треба да носат заштитни штитови за очи.
• Илустрираните ракети од типот се палат електрично со пар жици долги околу 20 стапки. Тимот за стартување треба да застане зад автомобил или друга заштитна бариера. Тие дури може да седат и во автомобилот ако е потребно.
• Имајте на ум дека алтернативни на комплетите за лансирање ракети би биле да користите нога пумпа и да лансирате ракета за воздух (користејќи празно шише со сода или друг контејнер за ракетата).