Krijime Clipper

Ndërtoni materiale

Materialet e kërkuara

• Fletët e dërrasave me shkumë
• shirit ngjites
• ngjitës
• toothpicks
• Prerës kutish

Komponentët e modelit

• Dërrasë prerëse e poshtme
• Pllaka e sipërme e prerësit
• Levë dore për të përdorur gërshërët
• Një pjesë e një lapsi për të shërbyer si bosht
• Pykë e dërrasës me shkumë për fundin ku dërrasat e prerësit bashkohen (prerë paraprakisht nga mësuesi)
• Mbështetja e dyfishtë e trashë për levën e dorës
• 8 tehe prerëse (paraqesin skajet prerëse të prerësve të vërtetë)
• 10 kruese dhëmbësh për të formuar skajet e boshtit të lapsit

Paraprakisht, mësuesi duhet të presë dërrasën me shkumë sipas diagramit të mëposhtëm, duke u siguruar nxënësve forma të prera paraprakisht. Më pas nxënësit montojnë pjesë të vogla në pjesë të mëdha të pajisura me ngjitës. Lëreni ngjitësin të thahet. Ditën tjetër ose periudhën e klasës, studentët duhet të montojnë modelin e prerësit me shirit në skajin e skajit të dërrasës së poshtme dhe të sipërme të prerësit. Rrëshqitni kruese dhëmbësh nëpër vrima në laps ose ngjitini ato në laps.

Materiale

• Modelet e prerësve të thonjve

Proces

• Nxënësit testojnë modelet e tyre të prerësit të thonjve duke i përdorur ato për të simuluar prerjen e thonjve

Sfida dizajn

Ju jeni një ekip inxhinierësh duke pasur parasysh sfidën e ndërtimit të një modeli funksional të një grupi gërshërësh thonjsh duke përdorur materialet e ofruara. Pasi të keni përfunduar modelin tuaj, provoni modelin tuaj për të simuluar prerjen e thonjve tuaj.

Më pas, do të keni sfidën e hartimit të një plani duke përdorur makina të thjeshta për të lëvizur një libër telefoni nga njëra anë e klasës në tjetrën pa e prekur librin. Ju duhet të përdorni të paktën një makinë të thjeshtë në zgjidhjen tuaj ... por mund të përdorni sa të doni.

kriteret

• Ndiqni udhëzimet e përshkruara në Fletën e punës së nxënësit për të ndërtuar modelin

kufizimet

• Përdorni vetëm materialet e ofruara

1. Plasin klasën në ekipe me 2.
2. Jepni fletën e punës Clipper Creations.
3. Diskutoni temat në seksionin e koncepteve të sfondit. Theksoni llojet e makinerive të thjeshta, duke i kushtuar vëmendje "levës". Udhëzoni studentët të përdorin Fletën e Punës së Studentit si një udhëzues për montimin e modeleve të thonjve të tyre.
4. Rishikoni Procesin e Projektimit Inxhinierik, Sfidën e Projektimit, Kriteret, Kufizimet dhe Materialet.
5. Siguroni secilën skuadër me materialet e tyre.
6. Shpjegoni se studentët duhet të ndërtojnë një model pune të një grupi thonjsh prerëse.
7. Shpalleni sasinë e kohës që duhet të ndërtojnë (rekomandohet 1 orë).
8. Përdorni një kohëmatës ose një kronometër on-line (karakteristikë numërimi mbrapsht) për t'u siguruar që të mbani në kohë. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Jepuni studentëve “kontrolle të rregullta kohore” në mënyrë që ata të qëndrojnë në detyrë. Nëse ata janë duke luftuar, bëni pyetje që do t'i çojnë ata drejt një zgjidhjeje më shpejt.
9. Nxënësit takohen dhe ndërtojnë modelet e tyre duke përdorur udhëzimet dhe diagramet e paraqitura në Fletën e punës së nxënësit
10. Ekipet ndërtojnë modelet e tyre.
11. Ekipet testojnë modelet e tyre duke simuluar se si prerësi i thonjve do të presë thonjtë e tyre.
12. Pas përfundimit të ndërtimit të modelit, udhëzoni ekipet e studentëve të hartojnë një plan duke përdorur makina të thjeshta për të lëvizur një libër telefoni nga njëra anë e klasës në tjetrën pa e prekur librin. Ata duhet të përdorin të paktën një makinë të thjeshtë në zgjidhjen e tyre…por mund të përdorin shumë sipas dëshirës. Ata duhet të skicojnë planin e tyre.
13. Si klasë, diskutoni rreth pyetjeve të reflektimit të studentit.
14. Për më shumë përmbajtje në temë, shihni seksionin "Gërmimi më i thellë".

Reflektimi i studentit (fletore inxhinierike)

1. Cila ishte pjesa më efektive e dizajnit tuaj - pjesa që funksionoi siç ishte planifikuar?
2. Cila ishte pjesa më pak efektive e dizajnit tuaj - pjesa që shkaktoi më shumë probleme ose nuk funksionoi siç kishit planifikuar?
3. Nëse do të mund të ribënit planin tuaj origjinal, çfarë do të ndryshonit?
4. A mendoni se inxhinierët duhet të projektojnë dhe ridizajnojnë dhe ridizajnojnë në mënyrë që të dalin me produktin ose procesin më të mirë? Jepni një shembull të një produkti ose procesi që ka ndryshuar me kalimin e kohës (si p.sh. telefonat ose aeroplanët).

Mësimi mund të bëhet në më pak se 1 periudhë klase për studentët më të vjetër. Sidoqoftë, për të ndihmuar studentët të ndjehen të nxituar dhe për të siguruar suksesin e studentit (veçanërisht për studentët më të vegjël), ndani mësimin në dy periudha duke u dhënë studentëve më shumë kohë për të menduar, për të provuar idetë dhe për të finalizuar modelin e tyre. Kryeni testimin dhe përmbledhjen në periudhën tjetër të orës.

Burimi i mësuesit

Në mënyrë tipike, makinat synojnë të zvogëlojnë sasinë e forcës që kërkohet për të lëvizur një objekt. Por në këtë proces, distanca rritet. Një rampë e karrigeve me rrota është një shembull lehtësisht i vizualizuar i kësaj marrëdhënieje. Ndërsa sasia e përpjekjes dhe fuqisë zvogëlohet (forca), distanca aktuale rritet ndjeshëm. Prandaj, sasia e punës aktuale është e njëjtë. Ndërsa aplikimi tipik i makinerive është të zvogëlojë përpjekjen ose forcën, ka aplikime të rëndësishme të makinerive ku kjo nuk është përparësi - domethënë forca nuk zvogëlohet, ose në të vërtetë ka një ulje të avantazhit - domethënë, forca rritet. Shembulli më i mirë i një makine që nuk ofron asnjë avantazh është një rrotull e thjeshtë ose e vetme. Një rrotull e vetme ndryshon vetëm drejtimin e forcës së përpjekjes. Një tërheqje perde është një shembull.

Prerëset e thonjve janë një shembull i levave. Forca e ushtruar në dorezën e prerësit i ngjesh tehet e prerësit në mënyrë që tehet të prekin dhe shkurtojnë gozhdën. Në një gërshërë gozhdë, pika mbështetëse është nyja kryesore midis dy pjesëve të prerësit.

Hyrje në makinat e thjeshta

Makinat e thjeshta janë "të thjeshta" sepse shumica kanë vetëm një pjesë lëvizëse. Kur bashkoni makineritë e thjeshta, ju merrni një makinë komplekse, si një kositës bari, një makinë, madje edhe një makinë prerëse elektrike për hundë! Mos harroni, një makinë është çdo pajisje që e bën punën më të lehtë. Në shkencë, "punë" do të thotë të lëvizësh diçka. Është e rëndësishme të dini se kur përdorni një makinë të thjeshtë, në fakt po bëni të njëjtën sasi pune – thjesht duket më e lehtë. Një makinë e thjeshtë zvogëlon sasinë e përpjekjes së nevojshme për të lëvizur diçka, por ju përfundoni duke e lëvizur atë në një distancë më të madhe për të kryer të njëjtën sasi pune. Pra, mbani mend, ka një shkëmbim energjie kur përdorni makina të thjeshta.

Në mënyrë tipike, makinat synojnë të zvogëlojnë sasinë e forcës që kërkohet për të lëvizur një objekt. Por në këtë proces, distanca rritet. Një rampë e karrigeve me rrota është një shembull lehtësisht i vizualizuar i kësaj marrëdhënieje. Ndërsa sasia e përpjekjes dhe fuqisë zvogëlohet (forca), distanca aktuale rritet ndjeshëm. Prandaj, sasia e punës aktuale është e njëjtë. Ndërsa aplikimi tipik i makinerive është të zvogëlojë përpjekjen ose forcën, ka aplikime të rëndësishme të makinerive ku kjo nuk është përparësi - domethënë forca nuk zvogëlohet, ose në të vërtetë ka një ulje të avantazhit - domethënë, forca rritet. Shembulli më i mirë i një makine që nuk ofron asnjë avantazh është një rrotull e thjeshtë ose e vetme. Një rrotull e vetme ndryshon vetëm drejtimin e forcës së përpjekjes. Një tërheqje perde është një shembull.

Prerëset e thonjve janë një shembull i levave. Forca e ushtruar në dorezën e prerësit i ngjesh tehet e prerësit në mënyrë që tehet të prekin dhe shkurtojnë gozhdën. Në një gërshërë gozhdë, pika mbështetëse është nyja kryesore midis dy pjesëve të prerësit.

Llojet e makinerive te thjeshta

Ekzistojnë katër lloje të makinave të thjeshta të cilat formojnë bazën për të gjitha makineritë mekanike:

levë

Provoni të nxirrni nga toka një bar të keq vërtet kokëfortë. Duke përdorur vetëm duart tuaja të zhveshura, mund të jetë e vështirë apo edhe e dhimbshme. Megjithatë, me një mjet, si një lopatë dore, ju duhet ta fitoni betejën. Çdo mjet që nxjerr diçka të lirë është një levë. Një levë është një krah që "rrotullohet" (ose kthehet) kundër një "pjesë mbështetëse" (ose pikë). Mendoni për skajin e kthetrave të një çekiçi që përdorni për të hequr thonjtë. Është një levë. Është një krah i lakuar që mbështetet në një pikë në një sipërfaqe. Ndërsa rrotulloni krahun e lakuar, ai e heq gozhdën nga sipërfaqja. Dhe kjo është punë e vështirë! Ekzistojnë tre lloje leva:

• Leva e klasit të parë - Kur pika mbështetëse shtrihet midis krahut të forcës dhe krahut të levës, leva përshkruhet si një levë e klasit të parë. Në fakt shumë prej nesh janë të njohur me këtë lloj levash. Është shembulli klasik i rrëshqitjes - ose një prerëse thonjsh.
• Leva e klasit të dytë - Në levën e klasit të dytë, krahu i ngarkesës qëndron midis pikës mbështetëse dhe krahut të forcës. Një shembull i mirë i këtij lloji të levës është karroca.
• Leva e Klasës së Tretë - Në këtë klasë levash, krahu i forcës qëndron midis pikës mbështetëse dhe krahut të ngarkesës. Për shkak të kësaj rregullimi, kërkohet një forcë relativisht e madhe për të lëvizur ngarkesën. Kjo kompensohet nga fakti që është e mundur të prodhohet lëvizja e ngarkesës në një distancë të gjatë me një lëvizje relativisht të vogël të krahut të forcës. Mendoni për një shufër peshkimi!

Avion i prirur

Një aeroplan është një sipërfaqe e sheshtë. Për shembull, një tabelë e lëmuar është një aeroplan. Tani, nëse aeroplani është shtrirë në tokë, nuk ka të ngjarë t'ju ndihmojë të bëni punë. Sidoqoftë, kur ai avion është i pjerrët ose i pjerrët, ai mund t'ju ndihmojë të lëvizni objekte në distanca. Dhe, kjo është punë! Një avion i zakonshëm i prirur është një devijim. Ngritja e një kutie të rëndë në një bankë ngarkimi është shumë më e lehtë nëse rrëshqisni kutinë në një devijim - një makinë e thjeshtë.

pykë

• Në vend që të përdorni anën e lëmuar të rrafshit të pjerrët, mund të përdorni edhe skajet e theksuara për të bërë punë të llojeve të tjera. Për shembull, mund të përdorni skajin për t'i larguar gjërat veç e veç. Pastaj, rrafshi i prirur është një pykë. Pra, një pykë është në të vërtetë një lloj rrafshi i prirur. Axeblade është një pykë. Mendoni për buzën e tehut. Theshtë buza e një sipërfaqe të lëmuar të pjerrët. Kjo është një pykë!

Vidhos

• Tani, merrni një aeroplan të pjerrët dhe mbështilleni atë rreth një cilindri. Buza e saj e mprehtë bëhet një mjet tjetër i thjeshtë: vidhosja. Vendos një vidë metalike pranë një rampe dhe është disi e vështirë të shohësh ngjashmëritë, por vidhosja është në fakt vetëm një lloj tjetër plani i pjerrët. Si ju ndihmon vidha të bëni punën? Çdo rrotullim i një vidhe metalike ju ndihmon të lëvizni një copë metali nëpër një hapësirë ​​prej druri.

Rrota dhe boshti

Një rrotë është një disk rrethor i ngjitur në një shufër qendrore, të quajtur një bosht. Timoni i një makine është një rrotë dhe bosht. Seksioni mbi të cilin vendosim duart dhe aplikojmë forcë (përdredhje) quhet rrota, e cila rrotullon boshtin më të vogël. Kaçavida është një shembull tjetër i rrotës dhe boshtit. Lirimi i një vidhe të ngushtë me duar të zhveshura mund të jetë i pamundur. Doreza e trashë është rrota, dhe boshti metalik është boshti. Sa më e madhe të jetë doreza, aq më pak forcë nevojitet për të rrotulluar vidën.

makara

Në vend të një boshti, rrota mund të rrotullojë gjithashtu një litar ose kordon. Ky ndryshim i rrotës dhe boshtit është rrotulla. Në një rrotull, një kordon mbështillet rreth një rrote. Ndërsa rrota rrotullohet, kordoni lëviz në të dy drejtimet. Tani, lidhni një grep në kordon dhe mund të përdorni rrotullimin e timonit për të ngritur dhe ulur objektet. Në një shtizë flamuri, për shembull, një litar është ngjitur në një rrotull. Në litar, zakonisht ka dy grepa. Kordoni rrotullohet rreth rrotullës dhe ul grepat ku mund të lidhni flamurin. Më pas, rrotullojeni kordonin dhe flamuri ngrihet lart në shtyllë.

Leximi Recommended

• Bërja e mrekullive mekanike në dru (ISBN: 978-1626548862)
• Eksperimente shkencore me makina të thjeshta (eksperimente shkencore) nga Sally Nankivell-Aston, Dorothy Jackson (ISBN: 978-0531154458)

Aktiviteti i të shkruarit

Identifikoni shembuj të modeleve të tjera të prerësve të thonjve. Shkruani një ese (ose paragraf në varësi të moshës) se si ndryshojnë modelet dhe se si dizajnet e ndryshme mund të ndikojnë në funksionin e prerësit.

Përafrimi me kornizat e kurrikulave

Shënim: Të gjitha planet mësimore në këtë seri janë të lidhura me Standardet Kombëtare të Arsimit Shkencor të cilat janë prodhuar nga  Këshilli Kombëtar i Kërkimit dhe miratuar nga Shoqata Kombëtare e Mësuesve të Shkencës, dhe nëse është e zbatueshme, gjithashtu në Standardet e Shoqatës Ndërkombëtare të Arsimit të Teknologjisë për Shkrim-leximin Teknologjik ose Këshillin Kombëtar të Mësuesve të Parimeve dhe Standardeve të Matematikës për Matematikën Shkollore.

Standardet Kombëtare të Arsimit Shkencor Klasat K-4 (moshat 4 - 9) 

STANDARDI I PTRMBAJTJES A: Shkenca si pyetje

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillohen

• Aftësitë e nevojshme për të bërë kërkime shkencore
• Kuptimi në lidhje me kërkimin shkencor

STANDARDI I PTRMBAJTJES E: Shkencë dhe teknologji

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillohen

• Aftësitë e dizajnit teknologjik

STANDARDI I PTRMBAJTJES F: Shkenca në perspektivat personale dhe sociale

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë të kuptuarit e

• Shkenca dhe teknologjia në sfidat lokale

STANDARDI I PTRMBAJTJES G: Historia dhe natyra e shkencës

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë të kuptuarit e

• Shkenca si një përpjekje njerëzore

Standardet Kombëtare të Arsimit Shkencor Klasat 5-8 (moshat 10 - 14) 

STANDARDI I PTRMBAJTJES A: Shkenca si pyetje

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillohen

• Aftësitë e nevojshme për të bërë kërkime shkencore
• Kuptime rreth kërkimit shkencor

STANDARDI I PTRMBAJTJES E: Shkencë dhe teknologji

Si rezultat i aktiviteteve në klasat 5-8, të gjithë nxënësit duhet të zhvillohen

• Aftësitë e dizajnit teknologjik
• Kuptime rreth shkencës dhe teknologjisë

STANDARDI I PTRMBAJTJES F: Shkenca në perspektivat personale dhe sociale

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë të kuptuarit e

• Rreziqet dhe përfitimet
• Shkenca dhe teknologjia në shoqëri

STANDARDI I PTRMBAJTJES G: Historia dhe natyra e shkencës

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë të kuptuarit e

• Shkenca si një përpjekje njerëzore
• Historia e shkencës

Standardet Kombëtare të Arsimit Shkencor Klasat 9-12 (moshat 14-18)

STANDARDI I PTRMBAJTJES A: Shkenca si pyetje

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillohen

• Aftësitë e nevojshme për të bërë kërkime shkencore
• Kuptime rreth kërkimit shkencor

STANDARDI I PTRMBAJTJES E: Shkencë dhe teknologji

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillohen

• Aftësitë e dizajnit teknologjik
• Kuptime rreth shkencës dhe teknologjisë 

STANDARDI I PTRMBAJTJES F: Shkenca në perspektivat personale dhe sociale

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë të kuptuarit e

• Shëndeti personal dhe i komunitetit
• Shkenca dhe teknologjia në sfidat lokale, kombëtare dhe globale

STANDARDI I PTRMBAJTJES G: Historia dhe natyra e shkencës

Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë të kuptuarit e

• Natyra e njohurive shkencore
• Perspektivat historike

Standardet për shkrim-leximin teknologjik - të gjitha moshat

Natyra e Teknologjisë

• Standardi 1: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të karakteristikave dhe fushës së teknologjisë.

Teknologjia dhe Shoqëria

• Standardi 4: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të efekteve kulturore, sociale, ekonomike dhe politike të teknologjisë.
• Standardi 6: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të rolit të shoqërisë në zhvillimin dhe përdorimin e teknologjisë.
• Standardi 7: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të ndikimit të teknologjisë në histori.

Projektimi

• Standardi 8: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të atributeve të modelit.
• Standardi 9: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të dizajnit inxhinierik.
• Standardi 10: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të rolit të zgjidhjes së problemeve, kërkimit dhe zhvillimit, shpikjes dhe inovacionit dhe eksperimentimit në zgjidhjen e problemeve.

Aftësitë për një Botë Teknologjike

• Standardi 13: Studentët do të zhvillojnë aftësitë për të vlerësuar ndikimin e produkteve dhe sistemeve. 

Bota e Projektuar

Standardi 17: Studentët do të zhvillojnë një kuptim dhe të jenë në gjendje të zgjedhin dhe përdorin teknologjitë e informacionit dhe komunikimit.

Ndërtoni një model të një prerëse thonjve

Lista e materialeve

• dërrasë shkumë
• shirit skotik
• kruese dhëmbësh

Pjesë të modelit

• Dërrasë prerëse e poshtme
• Pllaka e sipërme e prerësit
• Levë dore për të përdorur gërshërët
• Një pjesë e një lapsi për të shërbyer si bosht
• Pykë e dërrasës me shkumë për fundin ku dërrasat e prerësit bashkohen (prerë paraprakisht nga mësuesi)
• Mbështetja e dyfishtë e trashë për levën e dorës
• 8 tehe prerëse (paraqesin skajet prerëse të prerësve të vërtetë)
• 10 kruese dhëmbësh për të formuar skajet e boshtit të lapsit

Udhëzime

Duke punuar në ekipe, shqyrtoni ilustrimin e mëposhtëm dhe montoni pjesë të vogla në pjesë të mëdha të pajisura me ngjitës. Lëreni ngjitësin të thahet. Më pas, montoni modelin e prerësit me shirit në skajin e skajit të dërrasave të poshtme dhe të sipërme të prerësit. Rrëshqitni kruese dhëmbësh nëpër vrima në laps ose ngjitini ato në laps. Provoni gërshërët tuaj!

Ju jeni inxhinieri! Punoni në një ekip dhe krijoni një plan duke përdorur makina të thjeshta për të lëvizur një libër telefoni nga njëra anë e klasës në tjetrën pa e prekur librin. Ju duhet të përdorni të paktën një makinë të thjeshtë në zgjidhjen tuaj ... por mund të përdorni shumë nëse dëshironi.

Hapi i parë:

Vizatoni makinën ose zgjidhjen e ekipit tuaj në kutinë më poshtë.

Hapi i dytë:

Provoni planin e ekipit tuaj dhe shikoni nëse funksionon!

Pyetje:

1. Cila ishte pjesa më efektive e dizajnit tuaj - pjesa që funksionoi siç ishte planifikuar?

2. Cila ishte pjesa më pak efektive e dizajnit tuaj - pjesa që shkaktoi më shumë probleme ose nuk funksionoi siç kishit planifikuar?

3. Nëse do të mund të ribënit planin tuaj origjinal, çfarë do të ndryshonit?

4. A mendoni se inxhinierët duhet të projektojnë dhe ridizajnojnë dhe ridizajnojnë në mënyrë që të dalin me produktin ose procesin më të mirë? Jepni një shembull të një produkti ose procesi që ka ndryshuar me kalimin e kohës (si p.sh. telefonat ose aeroplanët).