Gumball интерактив машин
Энэ хичээл нь бохь бөмбөгийн машинуудын түүх, боломжит ба кинетик энерги дээр төвлөрдөг. Оюутнууд багаар ажиллаж эхлээд бохь бөмбөг, дараа нь интерактив гумболын машин бүтээдэг.
- Боломжит ба кинетик энергийг судлаарай.
- Гамболын интерактив машин зохион бүтээх.
- Дизайн сорилтыг шийдвэрлэхийн тулд инженерийн дизайны процессыг хэрэгжүүлнэ.
Насны түвшин: 10-18
Барилгын материал (баг бүрт)
2 ба 3 -р үйл ажиллагааны аль алинд шаардлагатай материалууд (Боломжийн хүснэгт)
- Картон хайрцаг
- 2 литр хуванцар сав
- Цаасан аяга
- Попсикул мод
- Дугуйнууд
- Шорлогчид
- Шавар
- Хоолой цэвэрлэгч
- хайч
- Резинэн хамтлагууд
- String
- Цаасан хавчаар
- Холбогч хавчаар
- Картын нөөц ба/эсвэл файлын хавтас
- Картонон хэсэг (хэд хэдэн хайрцгийг янз бүрийн хэмжээтэй хэсэг болгон хайчилж ав)
- Соронзон хальсны далдлах
- 6 'Хоолой (хоолойн тусгаарлагчийг уртааш нь хагасаар нь огтолно) - нэг багт 1
- Xacto хутга (Багш нарт зориулсан)
Туршилтын материал
- Бөмбөлөг (эсвэл танай сургууль бохь хэрэглэхийг зөвшөөрдөггүй бол гантиг нь бохь юм)
- Цаасан аяга
- Хаягдал цаасны сагс (бага ангийн сурагчдад зориулсан)
Материал
- Бөмбөлөг (эсвэл танай сургууль бохь хэрэглэхийг зөвшөөрдөггүй бол гантиг нь бохь юм)
- Цаасан аяга
- Хаягдал цаасны сагс (бага насны хүүхдүүдэд зориулсан)
үйл явц
Үйлдэл 2 - Баг бүр слайдныхаа загварыг туршиж үзээд гантигаа слайдныхаа дээд талд тавиад аяганд өнхрүүлээрэй. Оюутнууд аягыг хаана байрлуулахаа өөрөө шийдэх боломжтой. Гантиг зам дээр үлдсэн эсэх, аяга руу унасан эсэхийг оюутнууд баримтжуулах ёстой.
Үйлдэл 3 - Баг бүр gumball машиныхаа загварыг туршиж үздэг. Оюутнууд интерактив элемент ба давталт хэрхэн ажилладагийг харуулах ёстой. Оюутнууд бохь бөмбөгийг эхлэх цэгээс аяга руу явахад хэр хугацаа шаардагдахыг баримтжуулах ёстой.
Бага ангийн сурагчдын хувьд бохь авахын тулд аяганы оронд цаасны сагсыг ашиглаарай.
Үйл ажиллагаа 2 - Gumball Slide: Design Challenge
Та бол бохь бөмбөгийг аль болох хурдан аялах, аяга руу буух зориулалттай слайд зохион бүтээх, бүтээх ажлыг хариуцсан инженерүүдийн баг юм. Бөмбөг нь зам дээр үлдэж, аяганд буух ёстой. Слайд нь өөрөө зогсох чадвартай байх ёстой (өөрийгөө дэмжих).
Шалгуур
- Gumball "зам дээр" байх ёстой.
- Gumball нь аяганд буух ёстой. (Аягыг хаана байрлуулах нь багийнхнаас хамаарна)
- Слайд нь өөрөө өөрийгөө дэмжих ёстой (бие даан зогсох).
Хязгаарлалт
- Та бохь бөмбөгийг түлхэж болохгүй.
- Зөвхөн өгсөн материалыг ашигла.
- Багууд хязгааргүй материалын худалдаа хийх боломжтой.
Үйл ажиллагаа 3 - Gumball Machine: Design Challenge
Та бол үйлчлүүлэгчдийг тоглоомын дэлгүүр рүү татах интерактив бохь бөмбөг хийх машиныг зохион бүтээх, бүтээх ажлыг хариуцсан инженерүүдийн баг юм. Машин нь нэг интерактив элементтэй, хамгийн багадаа нэг давталттай байх ёстой. Машин нь бие даан (өөрийгөө дэмжих), аль болох бүтээлч байх чадвартай байх ёстой.
Шалгуур
- Бөмбөгийг зам дээр байлга.
- Нэг интерактив элементтэй байх.
- Хамгийн багадаа 1 гогцоотой байх.
- Өөрийгөө дэмжих (бие даан зогсох), аль болох бүтээлч байх.
Хязгаарлалт
- Зөвхөн өгсөн материалыг ашигла.
- Багууд хязгааргүй материалын худалдаа хийх боломжтой.
- Ангийг 3-4 хүнтэй баг болгон хуваа.
- Gumball машины интерактив ажлын хуудас, дизайны ноорог хийх хэдэн хуудас цаасыг тараана уу.
- Үндсэн ойлголтын хэсэгт байгаа сэдвүүдийг ярилц.
- Үйл ажиллагаа 1: Гамболын машины түүхийг уншиж, дизайны гол сорилтыг хэлэлцэх. Суралцагчдаас өмнө нь ямар төрлийн автомат машин харж байсан, сургуульдаа эсвэл хот/хотод ямар төрлийн автомат машинтай болохыг хүсч байгааг асуу.
- Үйлдэл 2: Gumball слайд - Бөмбөгний гулсуур хийхдээ таталцал, энергийг судлах болно гэдгийг оюутнуудад тайлбарла.
- Үйлдэл 3: Gumball Machine - Интерактив эсвэл харилцан үйлчлэл гэж юу болохыг ярилцах цаг гаргаарай. Үүнийг тодорхойлохыг оюутнуудаас хүсээд дараа нь хэдэн жишээ хэлэхийг хүс.
- Харилцаа холбоо гэдэг нь хоёр ба түүнээс дээш объект бие биендээ нөлөөлж байгаатай холбоотой үйл ажиллагааны хэлбэр юм.
- Интерактив- бие биетэйгээ хамтран ажиллах.
- Жишээ: Видео тоглоом- хэрэглэгч ба тоглоомын харилцан үйлчлэл. Тоглоом урагшлахын тулд хэрэглэгч оролцохыг шаарддаг тул энэ нь интерактив юм.
- Оюутнуудад бохь бөмбөгний машин хэрхэн интерактив байх талаар бодохын тулд доорх зургуудыг үзүүлж болно: (Зургийг оруулна уу)
- Үйл ажиллагаа бүрийн инженерчлэлийн дизайны үйл явц, дизайны сорилт, шалгуур, хязгаарлалт, материалыг хянаж үзээрэй.
- Баг бүрийг өөрсдийн материалаар хангах.
- Оюутнууд 3 үйл ажиллагааг гүйцэтгэх ёстой гэдгийг тайлбарла.
- Үйл ажиллагаа 1: Бөмбөг боох машины түүхийг мэдэж аваарай.
- Үйл ажиллагаа 2: Бөмбөгний слайд зохион бүтээх.
- Үйл ажиллагаа 3: Интерактив бохь бөмбөгийн машин зохион бүтээх.
- Дизайн хийх, барих хугацаагаа зарлаарай.
- Үйл ажиллагаа 1: Gumball машины түүх (1/2 цаг).
- Үйл ажиллагаа 2: Gumball Slide (1 цаг).
- Үйлдэл 3: Gumball интерактив машин (1-2 цаг).
- Цагийг тогтмол байлгахын тулд таймер эсвэл онлайн секундомер ашиглана уу. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Оюутнуудад даалгавраа үргэлжлүүлэн биелүүлэхийн тулд тэдэнд "цагийн шалгалт" өгч байгаарай. Хэрэв тэд тэмцэж байгаа бол илүү хурдан шийдэлд хүргэх асуултуудыг асуугаарай.
- Оюутнууд уулзаж, 2 -р үйл ажиллагааны төлөвлөгөөг боловсруулж байна.
- Багууд gumball слайд хийдэг.
- Баг бүр гантигаа слайдныхаа дээд талд байрлуулж, аяганд өнхрүүлэх замаар слайд загвараа туршиж үздэг. Оюутнууд аягыг хаана байрлуулахаа өөрөө шийдэх боломжтой. Гантиг зам дээр үлдсэн эсэх, аяга руу унасан эсэхийг оюутнууд баримтжуулах ёстой.
- Дараах асуултуудыг ашиглан ангийн хэлэлцүүлгийг хий.
- Бөмбөгийг гулсуураар доош хөдөлгөж эхлэхэд юу нөлөөлдөг вэ? (Хүндийн хүч)
- Бөмбөгийг гаргахаасаа өмнө ямар энергитэй вэ? (Боломжит эрчим хүч)
- Бөмбөгийг гаргасны дараа ямар энергитэй вэ? (Кинетик энерги)
- Хамгийн их боломжит энергийг хаанаас олох вэ? Яагаад? (Слайдын дээд хэсэг, энэ нь слайд дээрх хамгийн өндөр цэг, PE = mgh)
- Хамгийн их кинетик энергийг хаанаас олох вэ? Яагаад? (Слайдын доод хэсэг, учир нь бохь бөмбөг тэнд хамгийн хурдан хөдөлдөг тул KE = 1/2 мв2)
- Бөмбөгөр ажил хийж байна уу? Яагаад? (Тийм ээ, энэ нь хүчээр ажилладаг бөгөөд гулсуураас доош зайг хөдөлгөдөг, W = fd)
- Та бохь бөмбөгөө гулсуур дээрээс хэрхэн хурдан гаргах вэ? (Слайдын налуу эсвэл уртыг эсвэл хоёуланг нь нэмэгдүүлэх.)
- Бөмбөгийг дотор нь оруулахын тулд та аягаа хаана тавих вэ? (Энэ нь баг бүрийн хувьд өөр өөр байх болно.)
- Бөмбөгчин яагаад үргэлжлүүлэхийг хүсч байна вэ? (Momentum)
- Бөмбөгийг хэрхэн удаашруулах вэ? (Үрэлтийг танилцуулах)
- Оюутнууд 3 -р үйл ажиллагааны төлөвлөгөө боловсруулж, тэдний интерактив бохьны машин.
- Багууд интерактив gumball машинаа бүтээдэг.
- Баг бүр gumball машиныхаа загварыг туршиж үздэг. Оюутнууд интерактив элемент ба давталт хэрхэн ажилладагийг харуулах ёстой. Оюутнууд бохь бөмбөгийг эхлэх цэгээс аяга руу явахад хэр их хугацаа шаардагдахыг баримтжуулах ёстой. Бага ангийн сурагчдын хувьд бохь авахын тулд аяганы оронд цаасны сагсыг ашиглаарай.
- Ангийн хувьд оюутнуудын эргэцүүлэх асуултуудыг ярилц.
- Сэдвийн талаар илүү их мэдээлэл авахыг хүсвэл "Гүн ухах" хэсгийг үзнэ үү.
Оюутны тусгал (инженерийн дэвтэр)
- Юу нь сайн болсон бэ?
- Юу нь сайн болоогүй юм бэ?
- Таны интерактив гамболын машины хамгийн дуртай элемент юу вэ?
- Хэрэв танд дахин дизайн хийх цаг байсан бол та ямар өөрчлөлт хийх байсан бэ?
Цагийн өөрчлөлт
Хичээлийг ахлах ангийн сурагчдад 1 ангиас бага хугацаанд хийж болно. Гэсэн хэдий ч оюутнуудад яаран сандрахаас зайлсхийж, оюутны амжилтыг баталгаажуулахын тулд (ялангуяа бага ангийн сурагчдын хувьд) хичээлийг хоёр үе болгон хувааж, оюутнуудад тархиа дуудаж, санаагаа туршиж, загвараа боловсруулж дуусгахад илүү их цаг өгөх болно. Дараагийн хичээлийн хугацаанд шалгалт хийж, дүгнэлт хийнэ.
- Хурдатгал: Тухайн объектын хурдаа өөрчлөх хурд. Хэрэв объект хурд эсвэл чиглэлээ өөрчилж байвал хурдасч байна. Хэрэв объект хурдаа өөрчилж байвал хурдасч байна (хоёулаа удаашруулж байна).
- Хязгаарлалт: Материал, цаг хугацаа, багийн хэмжээ гэх мэт хязгаарлалт.
- Шалгуур: Дизайн нь ерөнхий хэмжээ гэх мэтийг хангах ёстой нөхцөлүүд.
- Эрчим хүч: Ажил хийх чадвар. Хөдөлгөөнийг бий болгохын тулд хүч (түлхэх эсвэл татах) ашиглах үед та ажил хийдэг.
- Инженерүүд: Дэлхийн зохион бүтээгчид, асуудал шийдэгчид. Инженерийн чиглэлээр хорин таван үндсэн мэргэжлийг хүлээн зөвшөөрдөг (инфографикийг үзнэ үү).
- Инженерийн дизайны үйл явц: Процессын инженерүүд асуудлыг шийдвэрлэхэд ашигладаг.
- Оюун санааны инженерчлэлийн зуршил (EHM): Инженерүүдийн сэтгэдэг зургаан өвөрмөц арга.
- Хүч: Объект өөр объекттой харилцан үйлчлүүлсний үр дүнд объектыг түлхэх эсвэл татах.
- Үрэлт: Биеийн хөдөлгөөнийг эсэргүүцэх хүч.
- Таталцлын хүч: объектууд дэлхийн төв рүү унах хандлагатай байдаг таталцлын хүч.
- Харилцан нөлөөлөл: Хоёр ба түүнээс дээш объектууд бие биендээ нөлөөлж байгаа үйлдлүүдийн нэг төрөл.
- Интерактив: бие биетэйгээ жүжиглэх.
- Кинетик энерги: Хөдөлгөөний энерги. Бүх хөдөлж буй биетүүд кинетик энергитэй байдаг. Кинетик энергийн хэмжээ нь объектын масс ба хурдаас хамаарна. Кинетик энергийн томьёо нь KE=1/2mv2. [м = объектын масс, v = объектын хурд]
- Давталт: Туршилт ба дахин дизайн нь нэг давталт юм. Дахин давтах (олон давталт).
- Масс: Бие дэх бодисын хэмжээ.
- Хөдөлгөөн: Биеийн байрлалын тодорхой ажиглагчийн хэмжилтийн хүрээнд цаг хугацааны хувьд өөрчлөлт.
- Боломжит энерги: Байрлалын энерги. Боломжит энергийн хэмжээ нь объектын масс ба өндрөөс хамаарна. Боломжит энергийн томъёо нь PE=mgh байна. [м = объектын масс, g = таталцлын хурдатгал (9.8 м/с2 ), h = объектын өндөр]
- Прототип: Турших шийдлийн ажлын загвар.
- Хурд: объект хэр хурдан хөдөлж байна.
- Хурд: Тухайн объектын байрлалаа өөрчлөх хурд. Момент: Хөдөлгөөн дэх масс. Импульсийн хэмжээ нь эд зүйлс хэр их хөдөлж, хэр хурдан хөдөлж байгаагаас хамаарна.
- Жин: Бие дэх дэлхийн таталцлын хүч.
- Ажиллах: Объектыг зайнаас хөдөлгөхийн тулд түүнд хүчээр нөлөөлнө. Ажлын томъёо нь W = fd байна. [f= объектод үйлчлэх хүч, d = объектын шилжилт хөдөлгөөн].
Зөвлөмж болгож буй унш
- Худалдах машинууд: Америкийн нийгмийн түүх (ISBN: 978-0786413690) Худалдах машинууд (ISBN: 978-0981960012)
Бичих үйл ажиллагаа
- Оюутнуудыг бохь боох машиныхаа "амьдралын нэг өдөр" -ийн тухай богино түүх бичихийг хүс. Бөмбөгний машин хэнтэй уулздаг вэ, юу болдог вэ? Gumball машин нь үүнээс бохь авсан хүүхдүүдийн амьдралыг хэрхэн өөрчилдөг вэ?
- Оюутнууд тоглоомын дэлгүүрт илүү олон үйлчлүүлэгч татахын тулд зар үүсгэж болно. Тэд зар сурталчилгаанд бохь бөмбөгийн интерактив машин оруулах ёстой. Хүүхдүүд яагаад энэ тоглоомын дэлгүүрт ирэх ёстой гэж? Гамболын интерактив машин яагаад заавал очиж үзэх ёстой вэ?
Сургалтын хөтөлбөрийн хүрээтэй нийцүүлэх
Тайлбар: Энэ цувралын хичээлийн төлөвлөгөө нь дараахь стандартуудын нэг буюу хэд хэдэн багцад нийцсэн болно.
- АНУ -ын Шинжлэх ухааны боловсролын стандарт (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
- АНУ -ын шинэ үеийн шинжлэх ухааны стандартууд (http://www.nextgenscience.org/)
- Олон улсын технологийн боловсролын холбооны технологийн бичиг үсгийн стандарт (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
- АНУ -ын математикийн багш нарын үндэсний зөвлөл сургуулийн математикийн зарчим, стандарт (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
- АНУ -ын Математикийн нэгдсэн үндсэн улсын стандарт (http://www.corestandards.org/Math)
- Компьютерийн шинжлэх ухааны багш нарын холбоо K-12 Компьютерийн шинжлэх ухааны стандарт (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)
Шинжлэх ухааны боловсролын үндэсний стандартууд K-4 анги (4-9 нас)
АГУУЛГА СТАНДАРТ А: Шинжлэх ухаан бол лавлагаа
Үйл ажиллагааны үр дүнд бүх сурагчид хөгжих ёстой
- Шинжлэх ухааны судалгаа хийхэд шаардлагатай чадварууд
- Шинжлэх ухааны судалгааны талаархи ойлголт
АГУУЛГА СТАНДАРТ Б: Физик шинжлэх ухаан
Үйл ажиллагааны үр дүнд бүх оюутнууд энэ талаархи ойлголтыг хөгжүүлэх ёстой
- Гэрэл, дулаан, цахилгаан, соронзон
АГУУЛГА СТАНДАРТ Е: Шинжлэх ухаан, технологи
Үйл ажиллагааны үр дүнд бүх сурагчид хөгжих ёстой
- Шинжлэх ухаан, технологийн талаархи ойлголт
Шинжлэх ухааны боловсролын үндэсний стандартууд 5-8-р анги (10-14 нас)
АГУУЛГА СТАНДАРТ А: Шинжлэх ухаан бол лавлагаа
Үйл ажиллагааны үр дүнд бүх сурагчид хөгжих ёстой
- Шинжлэх ухааны судалгаа хийхэд шаардлагатай чадварууд
- Шинжлэх ухааны судалгааны талаархи ойлголт
АГУУЛГА СТАНДАРТ Б: Физик шинжлэх ухаан
Тэдний үйл ажиллагааны үр дүнд бүх оюутнууд энэ талаархи ойлголтыг хөгжүүлэх ёстой
- Бодисын шинж чанар ба шинж чанарын өөрчлөлт
- Эрчим хүчний дамжуулалт
АГУУЛГА СТАНДАРТ Е: Шинжлэх ухаан, технологи
Үйл ажиллагааны үр дүнд бүх сурагчид хөгжих ёстой
- Шинжлэх ухаан, технологийн талаархи ойлголт
Дараагийн үеийн шинжлэх ухааны стандарт 3-5-р анги (8-11 нас)
Материал ба түүний харилцан үйлчлэл
Ойлгож буй оюутнууд дараахь зүйлийг хийж чадна.
- 2-PS1-2. Янз бүрийн материалыг турших явцад олж авсан өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийж, аль материал нь зориулалтын дагуу хамгийн сайн тохирсон шинж чанартай болохыг тодорхойлох.
- 5-PS1-3. Материалыг шинж чанараас нь хамааруулан тодорхойлохын тулд ажиглалт, хэмжилт хийх
Технологийн бичиг үсгийн стандарт - Бүх насныхан
Зураг төсөл боловсруулах
- Стандарт 10: Оюутнууд асуудлыг шийдвэрлэхэд алдааг олж засварлах, судалгаа, хөгжүүлэлт, шинэ бүтээл, инноваци, туршилт хийх үүргийн талаарх ойлголтыг бий болгоно.
Тохиолдол
Орон нутгийн тоглоомын дэлгүүр нь илүү олон үйлчлүүлэгчдийг татах шаардлагатай байдаг тул тэд танай ангийнханд дэлгүүрийн төвд тусгай дэлгэц бүтээж, хүүхдүүдэд зугаатай байх болно.
Дизайн сорилт
Тоглоомын дэлгүүрт үйлчлүүлэгчдийг татах хөгжилтэй интерактив gumball машин зохион бүтээж бүтээгээрэй.
Шалгуур
Бүх загвар нь дараахь зүйлийг хийх ёстой.
- бохь бөмбөгийг зам дээр байлга,
- нэг интерактив элементтэй байх,
- хамгийн багадаа 1 давталттай байх,
- өөрийгөө тэтгэх (бие даан зогсох), ба
- аль болох бүтээлч байх.
Хязгаарлалт
- Та зөвхөн өгсөн материалыг ашиглах ёстой.
Багийн гишүүд:_____________________________________________
Gumball интерактив машины нэр: __________________________________________
Төлөвлөлтийн үе шат
Багаар уулзаж, шийдвэрлэх шаардлагатай асуудлаа ярилц. Дараа нь бохьны машиныхаа загварыг боловсруулж, тохиролцоорой. Та ямар материалыг ашиглахыг хүсч байгаагаа тодорхойлох хэрэгтэй. Доорх хайрцагт өөрийн загварыг зурж, ашиглахаар төлөвлөж буй хэсгүүдийнхээ тодорхойлолт, тоог заавал бичээрэй.
Gumball слайд хийх тархины шуурганы загварууд:
Хамгийн сайн загвараа сонгоод эндээс зураарай.
Барилгын үе шат
Бөмбөг хийх машинаа бүтээгээрэй. Барилга угсралтын явцад танд нэмэлт материал хэрэгтэй эсвэл дизайнаа өөрчлөх шаардлагатай болно гэж шийдэж болно. Энэ бол зүгээр - шинэ ноорог хийж, материалын жагсаалтаа өөрчил.
Туршилтын үе шат
Баг бүр бохьны машинаа туршиж үзэх болно. Хэрэв таны дизайн амжилттай болж чадаагүй бол танд таалагдах хүртэл дахин төлөвлөж, туршиж үзээрэй. Бусад багуудын туршилтыг ажиглаж, тэдний өөр өөр загвар хэрхэн ажиллаж байгааг ажиглахаа мартуузай.
Эцсийн загвараа зур
Үнэлгээний үе шат
Багийнхаа үр дүнг үнэлж, үнэлгээний хуудсыг бөглөж, олж мэдсэнээ ангийнханд танилцуулна уу.
Gumball машины интерактив хичээл дээр багийнхаа үр дүнг үнэлэхийн тулд энэ хуудсыг ашиглана уу.
- Юу нь сайн болсон бэ?
- Юу нь сайн болоогүй юм бэ?
- Таны интерактив гамболын машины хамгийн дуртай элемент юу вэ?
- Хэрэв танд дахин дизайн хийх цаг байсан бол та ямар өөрчлөлт хийх байсан бэ?