I papërshkueshëm nga uji që është çatia!
Mësimi përqendrohet në mënyrën se si inxhinierët e strukturës kanë përmirësuar modelet e ndërtesave - posaçërisht mbulimet - gjatë viteve për të përmirësuar cilësinë e shtëpive dhe jetës. Ekipet e studentëve punojnë së bashku duke përdorur materiale të thjeshta për të hartuar një çati që do të mbajë të thatë përmbajtjen e një shtëpie plastike gjatë një prove uji.
- Mësoni rreth inxhinierisë strukturore.
- Mësoni rreth inxhinierisë së materialeve.
- Mësoni se si inxhinieria mund të ndihmojë në zgjidhjen e sfidave të shoqërisë.
- Mësoni në lidhje me punën në grup dhe zgjidhjen e problemeve.
Nivelet e moshës: 8-18
Materiale Ndërtimi (Për secilin ekip)
Materialet e kërkuara
- Enë plastike për magazinim ose insert i mbjellësit (të paktën 10 x 25 cm)
Materiale Opsionale (Tregtimi / Tabela e Mundësive)
- Gjethe, bar, topa pambuku, peshqirë letre, fije, kapëse letre, karton, shirit, gazetë, kunja druri, degë, predha, arra, pastrues tubash, pëlhurë pa ujë, dylli, vaj.
- Copë letre ose mbështjellëse plastike (jo më e madhe se 4 cm katrore)
Testimi i materialeve
- Kosh i madh ose lavaman
- 1 litër ujë për ekip
- Kupa matëse
Materiale
- Kosh i madh ose lavaman
- 1 litër ujë për ekip
- Kupa matëse
Proces
Vendosni secilin prej projekteve një nga një brenda një koshi (provoni jashtë, nëse e lejon moti). Hidhni 1 litër ujë në çati. Prisni 10 minuta, pastaj hiqni çatinë dhe përdorni një filxhan matës për të matur sasinë e ujit (nëse ka) që rrjedh në shtëpinë plastike. Përdorni procesin e vlerësimit vijues.
Rezultatin
Përdorni renditjet më poshtë për të vlerësuar secilën çati bazuar në sasinë e ujit që rrjedh në shtëpinë plastike:
Pa ujë = 5 pikë
¾ litër ujë = 4 pikë
½ litër ujë = 3 pikë
¾ litër ujë = 2 pikë
1 litër ujë = 1 pikë
Sfida dizajn
Ju jeni një ekip inxhinierësh duke pasur parasysh sfidën e krijimit të një çatie të papërshkueshme nga uji për një shtëpi të vogël plastike. Ju mund të përdorni çdo material të siguruar për ju dhe do të duhet të krijoni një kornizë dhe mbulesë që do të parandalojë hyrjen e ujit në brendësi. Ju mund të prisni një stuhi shiu që përmban një litër ujë!
kriteret
- Duhet të ndërtojë një kornizë dhe mbulesë që mund t'i rezistojë një "stuhie shiu" të përbërë nga 1 litër ujë
kufizimet
- Përdorni vetëm materialet e ofruara
- Ekipet mund të tregtojnë materiale të pakufizuara
- Pushoni klasën në ekipe nga 2-3.
- Dorëzoni i papërshkueshëm nga uji atë çati! fletë pune, si dhe disa fletë letre për skicimin e projekteve.
- Diskutoni temat në Seksionin e Koncepteve të Historisë.
- Rishikoni Procesin e Projektimit Inxhinierik, Sfidën e Projektimit, Kriteret, Kufizimet dhe Materialet.
- Udhëzoni studentët të fillojnë të bëjnë stuhi mendimesh dhe të skicojnë dizajnet e tyre. Përpara se studentët të fillojnë stuhinë e mendimeve, kërkojuni atyre të marrin parasysh (përdorni seksionin Konceptet e Sfondit si burim):
- Format dhe materialet e ndryshme të përdorura në çatitë që ata shohin në komunitetin tuaj.
- Si duhet të ndryshojnë format e çatisë për t'iu përshtatur klimave të ndryshme, për shembull, një çati e sheshtë nuk është një zgjedhje e mirë për një zonë që mori shumë dëborë pasi pesha e borës ka më shumë të ngjarë të shembë strukturën e çatisë.
- Cili është efekti hidrofobik? - Siguroni secilën skuadër me materialet e tyre.
- Shpjegoni që studentët duhet të projektojnë një strukturë çati për të mbrojtur një shtëpi plastike dhe përmbajtjen e saj nga një stuhi shiu e simuluar. Kulmi duhet të jetë në gjendje të përballojë një "stuhi shiu" prej 1 litër ujë. Çdo ekip duhet të identifikojë "shtëpinë" e tyre me një emër ose numër.
- Shpalleni sasinë e kohës që duhet të hartojnë dhe ndërtojnë (rekomandohet 1 orë).
- 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.
- Studentët takohen dhe zhvillojnë një plan për strukturën e tyre. Ata bien dakord për materialet që do t'ju duhen, shkruajnë / vizatojnë planin e tyre dhe paraqesin planin e tyre para klasës. Ekipet mund të shkëmbejnë materiale të pakufizuara me ekipe të tjera për të zhvilluar listën e tyre ideale të pjesëve.
- Ekipet ndërtojnë modelet e tyre.
- Testoni planet e çatisë duke përdorur 1 litër ujë brenda një koshi ose vaske.
- Ekipet duhet të llogarisin rezultatin e tyre bazuar në sa ujë ka rrjedhur në shtëpinë plastike.
- Si klasë, diskutoni rreth pyetjeve të reflektimit të studentit.
- Për më shumë përmbajtje në temë, shihni seksionin "Gërmimi më i thellë".
Reflektimi i studentit (fletore inxhinierike)
- Si mendoni, cili aspekt i dizajnit të paketës që kishte rezultatin më të mirë të përgjithshëm të çojë në suksesin e saj?
- Cili ishte aspekti më i mirë i dizajnit tuaj? Përshkruani një pjesë të dizajnit tuaj që mendoni se ka funksionuar më së miri.
- Nëse do të kishit një shans për ta bërë përsëri këtë projekt, çfarë do të kishte bërë ekipi juaj ndryshe?
- Si mendoni se çatia juaj do të kishte mbajtur deri në 10 litra ujë? Po rreth 100 litra ujë?
- Nëse do të mund të kishit zgjedhur disa materiale ndërtimi të cilat nuk ju ishin vënë në dispozicion, çfarë do të kishit zgjedhur? Pse
- Nëse projekti juaj i kulmit do të ishte përdorur në një ndërtesë të vërtetë, a mendoni se do të kërkonte mirëmbajtje të shpeshtë? Pse
- A mendoni se projekti juaj i kulmit mund të konsiderohet "jeshil"? Pse ose pse jo?
- A mendoni se ky projekt ka punuar më mirë sepse keni qenë pjesë e një ekipi, apo mendoni se mund të keni bërë një punë më të mirë duke punuar vetëm?
- A mendoni se inxhinierët punojnë vetëm, ose në një ekip kur ata janë duke zhvilluar materiale, procese ose produkte të reja?
Modifikimi i kohës
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.
Materialet e mbulimit
Detyra kryesore e një kulmi është të mbajë ujin jashtë një strukture. Këto struktura mund të shkojnë nga diçka aq e thjeshtë sa një shtëpi zogjsh ose kuti postare deri në një stadium sportiv. Sigurisht, kulmet gjithashtu mbrojnë nga era, të ftohtit dhe nxehtësia, dhe gjithashtu mbajnë jashtë kafshët dhe dëmtuesit e padëshiruar. Hapa (ose këndi) i një çatie është zakonisht proporcionale me sasinë e reshjeve që parashikon ndërtesa. Shtëpitë ku ka reshje të pakta shiu mund të kenë çati të sheshta sesa zonat ku parashikohen nivele të mëdha shiu ose reshje dëbore. Në këto zona, mbizotërojnë çatitë me pjerrësi të pjerrëta dhe sisteme efikase të ullukut.
Histori
Me përfshirjen e inxhinierëve, shumë prej risive dhe ndryshimeve në mbulim kanë ndodhur në 200 vitet e fundit, por natyrisht çatitë kanë qenë të rëndësishme për shoqërinë për shumë më gjatë. Grekët dhe Romakët besohej se ishin të parët që eksperimentuan me stile të ndryshme mbulimi. Romakët futën pllaka dhe pllaka qysh në 100 para Krishtit. Kulmet me kashtë të bëra me bar të endura u prezantuan rreth vitit 735 pas Krishtit dhe janë përdorur gjerësisht në shumë pjesë të botës. Thatch është mbulim i bërë nga kërcell bimësh në shtresa të mbivendosura. Në pjesën më të madhe të Evropës dhe Mbretërisë së Bashkuar, kashtë ishte materiali i preferuar për mbulim në fshat - dhe gjithashtu në disa fshatra - deri në fund të viteve 1800. Zonat prej druri dhe pllakat prej balte u bënë më të njohura dhe u përhapën në prodhimin masiv të materialeve për mbulim. Pllakat e betonit janë një zhvillim më i ri. Tani, një larmi materialesh të inxhinieruara përdoren për të përmirësuar rezistencën ndaj ujit dhe gjithashtu për të rritur jetëgjatësinë e një çati. Kulmet me kashtë, për shembull, mund të kërkojnë mirëmbajtje të shpeshtë, ndërsa disa materiale më të fundit mund të zgjasin deri në tridhjetë vjet pa mirëmbajtje. Por performanca nuk është atributi i vetëm që vlerësohet në një çati. Kulmet e Thatch dikur dukeshin në rrezik për të vdekur dhe konsideroheshin një simbol i varfërisë, por një ringjallje e kruarit është në proces ndërsa njerëzit kërkojnë nga këto modele për sharmin e tyre, pavarësisht nga mirëmbajtja e lartë.
Materialet e mbulimit
Materialet e përdorura në një çati mund të përcaktohen nga një sërë faktorësh duke përfshirë ligjet lokale, disponueshmërinë e materialit, klimën, koston dhe frekuencën e mirëmbajtjes së kërkuar. Materialet mund të jenë pothuajse për çdo gjë, nga kashtë gruri, bar deti, gjethe banane, qelq të laminuar, fletë alumini, pllakë, pllakë qeramike, panele kedri, fletë plastike ose gome, asfalt dhe herpes asbesti, çeliku e galvanizuar dhe fletë prej tekstil me fije qelqi, e deri në parapërgatitje betoni. Materialet e krijuara rishtas, dhe përparimet në panelet diellore dhe çatitë e diellit gjithashtu kanë pasur një ndikim në atë se si duken kulmet dhe si performojnë ato me kalimin e kohës.
Çfarë është Nanoteknologjia?
Imagjinoni të jeni në gjendje të vëzhgoni lëvizjen e një qelizë të kuqe të gjakut ndërsa lëviz nëpër venën tuaj. Si do të ishte të vëzhgonim atomet e natriumit dhe klorit ndërsa ato afrohen mjaftueshëm për të transferuar në të vërtetë elektronet dhe për të formuar një kristal kripe ose për të vëzhguar dridhjet e molekulave ndërsa temperatura rritet në një enë me ujë? Për shkak të mjeteve ose 'qëllimeve' që janë zhvilluar dhe përmirësuar gjatë dekadave të fundit, ne mund të vëzhgojmë situata si shumë nga shembujt në fillim të këtij paragrafi. Kjo aftësi për të vëzhguar, matur dhe madje manipuluar materiale në shkallë molekulare ose atomike quhet nanoteknologji ose nanoshkencë. Nëse kemi një "diçka" nano kemi një të miliardtën e asaj diçka. Shkencëtarët dhe inxhinierët aplikojnë prefiksin nano në shumë "diçka" përfshirë metra (gjatësi), sekonda (kohë), litra (vëllim) dhe gram (masë) për të përfaqësuar atë që kuptohet se është një sasi shumë e vogël. Më shpesh nano zbatohet në shkallën e gjatësisë dhe ne matim dhe flasim për nanometrat (nm). Atomet individuale janë më të vegjël se 1 nm në diametër, me të duhen rreth 10 atome hidrogjeni me radhë për të krijuar një vijë me gjatësi 1 nm. Atomet e tjerë janë më të mëdhenj se hidrogjeni por gjithsesi kanë diametër më të vogël se një nanometër. Një virus tipik është me diametër rreth 100 nm dhe një bakter është rreth 1000 nm kokë për bisht. Mjetet që na kanë lejuar të vëzhgojmë botën e padukshme më parë të nanoskallës janë Mikroskopi i Forcës Atomike dhe Mikroskopi Elektronik Skanues.
Sa i madh është i vogël?
Mund të jetë e vështirë të imagjinohet se sa gjëra të vogla janë në nanoskallë. Ushtrimi i mëposhtëm mund t'ju ndihmojë të imagjinoni se sa i vogël mund të jetë i vogël! Merrni parasysh një top bowling, një top bilardo, një top tenisi, një top golfi, një mermer dhe një bizele. Mendoni për madhësinë relative të këtyre artikujve.
Mikroskop elektronik skanues
Mikroskopi elektronik skanues është një lloj i veçantë i mikroskopit elektronik që krijon imazhe të një sipërfaqeje të mostrës duke e skanuar atë me një rreze me energji të lartë të elektroneve në një model skanimi raster. Në një skanim raster, një imazh pritet në një sekuencë shiritash (zakonisht horizontale) të njohura si "linjat e skanimit". Elektronet bashkëveprojnë me atomet që përbëjnë kampionin dhe prodhojnë sinjale që ofrojnë të dhëna rreth formës, përbërjes së sipërfaqes, madje edhe nëse ajo mund të përçojë elektricitet. Shumë imazhe të marra me mikroskopë elektronikë skanues ndoshta janë parë në www.dartmouth.edu/~emlab/gallery
Çfarë është Efekti Hidrofobik?
Hidrofobike vjen nga fjala hidro (ujë) dhe fobos (frikë). Mund të demonstrohet duke u përpjekur të përzieni vaj dhe ujë. Dhe, gjithashtu është e dukshme nëse shikoni disa gjethe dhe petale lulesh që largojnë ujin me pika pas një stuhie shiu. Për gjethet, spërkatësi i ujit ndonjëherë mund të jetë një shtresë dylli mbi gjethe, ose mund të jetë ekzistenca e projeksioneve të imëta të flokëve nga sipërfaqja e fletës që shkakton një tampon ajri midis qimeve - ajri e mban ujin larg.
Sipërfaqet superhidrofobe
Sipërfaqet superhidrofobe, siç janë gjethet e bimës së lotusit, kanë sipërfaqe shumë hidrofobe, ose shumë të vështira për tu lagur. Këndet e kontaktit të një pike uji kalojnë 150 ° dhe këndi i rrotullimit është më pak se 10 °. Ky është referuar si efekti Lotus.
Aplikime pëlhurash?
Shkencëtarët dhe inxhinierët të cilët ishin të vetëdijshëm për efektin hidrofobik vendosën të aplikojnë nanoteknologji në sipërfaqet e pëlhurave për t'i bërë ato gjithashtu të papërshkueshme nga uji! Karakteristika e papërshkueshme nga uji shpesh ndihmon gjithashtu në mbrojtjen e pëlhurave nga njollosja, sepse lëngu nuk mund të zhytet lehtë në fijet e rrobave. Një shembull i mirë është puna e bërë nga një kompani e quajtur Nano-Tex. Kompania shton "mustaqe" nano në fijet e pambukut në të njëjtën mënyrë që disa gjethe kanë pak "qime" në sipërfaqen e tyre. Krijimi i efektit për pëlhurën është pak i ndërlikuar - një fibër pambuku është formuar si një cilindër i rrumbullakët dhe Nano-Tex shton "mustaqe" të vogla nano rreth e qark cilindrit kështu që ka një sipërfaqe të paqartë. Pëlhura nuk duket ndryshe ose ndihet ndryshe, por largon lëngjet. Dhe, për shkak se lëngjet nuk zhyten në pëlhurë, procesi gjithashtu ndihmon që pëlhura të rezistojë edhe ndaj njollosjes. Nano-Tex përdor nanoteknologjinë për të: 1) dizajnuar molekula me atribute specifike të performancës; 2) inxhinieria e molekulave për tu mbledhur në sipërfaqen e fibrave tekstile me saktësi ekstreme dhe 3) sigurimi që ato të bashkohen përgjithmonë me fibrat përmes teknologjisë së lidhjes së patentuar. Nëse molekulat nuk do të ishin të bashkuara përgjithmonë, pëlhura mund të humbasë aftësinë e saj për të larguar ujin pas disa larjesh të makinës. Mbi 80 fabrika tekstili në të gjithë botën po përdorin trajtime Nano-Tex në produktet e shitura nga më shumë se 100 marka të veshjeve dhe të brendshme tregtare. Ky është vetëm një shembull i një industrie që aplikon nanoteknologji për të zgjidhur problemet.
- Kriteret: Kushtet që dizajni duhet të plotësojë si madhësia e tij e përgjithshme, etj.
- Inxhinierët: Shpikësit dhe zgjidhësit e problemeve të botës. Njëzet e pesë specialitete kryesore njihen në inxhinieri (shih infografike).
- Procesi i projektimit inxhinierik: Inxhinierët e procesit përdorin për të zgjidhur problemet.
- Zakonet inxhinierike të mendjes (EHM): Gjashtë mënyra unike që mendojnë inxhinierët.
- Efekti hidrofobik: Mund të demonstrohet duke u përpjekur të përzieni vajin dhe ujin së bashku.
- Përsëritja: Testi dhe ridizajnimi është një përsëritje. Përsëriteni (përsëritje të shumëfishta).
- Nanoteknologjia: Aftësia për të vëzhguar, matur dhe madje manipuluar materiale në shkallë molekulare ose atomike.
- Prototipi: Një model pune i zgjidhjes që do të testohet.
- Mikroskopi elektronik skanues: Një lloj i veçantë mikroskopi elektronik që krijon imazhe të sipërfaqes së mostrës duke e skanuar atë me një rreze elektronesh me energji të lartë në një model skanimi raster.
- I papërshkueshëm nga uji: Rezistencë ndaj ujit
Lidhjet në Internet
Leximi Recommended
- Nanoteknologji për Dummies (ISBN: 978-0470891919)
- Nanoteknologjia: Kuptimi i Sistemeve të Vogla (ISBN: 978-1138072688)
- Udhëzues inteligjent: Çati: Hap pas hapi (ISBN: 978-1580114806)
- Materiale për Arkitektët dhe Ndërtuesit (ISBN: 978-0815363385)
- Knack Treehouses: Një udhëzues hap pas hapi për hartimin dhe ndërtimin e një strukture të sigurt dhe të shëndoshë (ISBN: 978-1599217833)
Aktiviteti i të shkruarit
Shkruani një ese ose një paragraf rreth asaj se si teknologjia ka përmirësuar besueshmërinë dhe qëndrueshmërinë e kulmeve në dhjetë vitet e fundit. Ose, shkruani një ese për teknikat e mbulimit të gjelbër dhe ndikimin e tyre në mjedis.
Përafrimi me kornizat e kurrikulave
Shënim: Planet e mësimit në këtë seri janë në përputhje me një ose më shumë nga grupet e mëposhtme të standardeve:
- Standardet e Arsimit Shkencor të SHBA (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
- Standardet Shkencore të Gjeneratës Tjetër të SHBA (http://www.nextgenscience.org/)
- Standardet e Shoqatës Ndërkombëtare të Edukimit Teknologjik për Shkrim-leximin Teknologjik (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
- Këshilli Kombëtar i SHBA i Mësuesve të Matematikës 'Parimet dhe Standardet për Matematikën e Shkollës (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
- Standardet e Shtetit Thelbësor të Shteteve të Bashkuara për Matematikën (http://www.corestandards.org/Math)
- Shoqata e mësuesve të shkencave kompjuterike K-12 Standardet e shkencave kompjuterike (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)
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 PTR PTRMBAJTJEN B: Shkenca Fizike
Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë një kuptim të
- Karakteristikat e objekteve dhe materialeve
STANDARDI I PTRMBAJTJES D: Shkenca e Tokës dhe Hapësirës
Si rezultat i aktiviteteve të tyre, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë një kuptim të
- Karakteristikat e materialeve të tokës
STANDARDI I PTRMBAJTJES E: Shkencë dhe teknologji
Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillohen
- Aftësitë e dizajnit teknologjik
- Kuptimi për shkencën dhe teknologjinë
- Aftësitë për të bërë dallimin midis objekteve natyrore dhe objekteve të bëra nga njerëzit
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 PTR PTRMBAJTJEN B: Shkenca Fizike
Si rezultat i aktiviteteve të tyre, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë një kuptim të
- Karakteristikat dhe ndryshimet e vetive në materie
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
Standardet Kombëtare të Arsimit Shkencor Klasat 5-8 (moshat 10-14)
STANDARDI I PTRMBAJTJES F: Shkenca në perspektivat personale dhe sociale
Si rezultat i aktiviteteve, të gjithë studentët duhet të zhvillojnë të kuptuarit e
- Popullatat, burimet dhe mjediset
- Rreziqet dhe përfitimet
- Shkenca dhe teknologjia në shoqëri
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
- Shkenca si një përpjekje njerëzore
- Natyra e njohurive shkencore
- Perspektivat historike
Gradat 2-5 të Standardeve Shkencore të Gjeneratës Tjetër (Moshat 7-11)
Materia dhe bashkëveprimet e saj
Studentët që demonstrojnë mirëkuptim mund të:
- 2-PS1-2. Analizoni të dhënat e marra nga testimi i materialeve të ndryshme për të përcaktuar se cilat materiale kanë vetitë që janë më të përshtatshme për një qëllim të caktuar.
Toka dhe veprimtaria njerëzore
Studentët që demonstrojnë mirëkuptim mund të:
- 3-ESS3-1. Bëni një pretendim në lidhje me meritat e një zgjidhjeje projektimi që zvogëlon ndikimet e një rreziku të lidhur me motin.
Dizajn Inxhinierik
Studentët që demonstrojnë mirëkuptim mund të:
- 3-5-ETS1-1. Përcaktoni një problem të thjeshtë të dizajnit që pasqyron një nevojë ose një dëshirë që përfshin kritere të specifikuara për suksesin dhe kufizimet në materiale, kohë ose kosto.
- 3-5-ETS1-2. Gjeneroni dhe krahasoni zgjidhje të shumta të mundshme për një problem bazuar në atë se sa mirë secili ka të ngjarë të përmbushë kriteret dhe kufizimet e problemit.
- 3-5-ETS1-3. Planifikoni dhe kryeni teste të drejta në të cilat kontrollohen variablat dhe pikat e dështimit konsiderohen për të identifikuar aspektet e një modeli ose prototipi që mund të përmirësohen.
Gradat 6-8 të Standardeve Shkencore të Gjeneratës Tjetër (Moshat 11-14)
Dizajn Inxhinierik
Studentët që demonstrojnë mirëkuptim mund të:
- MS-ETS1-2 Vlerësoni zgjidhjet konkurruese të dizajnit duke përdorur një proces sistematik për të përcaktuar se sa mirë i përmbushin kriteret dhe kufizimet e problemit.
- MS-ETS1-3. Analizoni të dhënat nga testet për të përcaktuar ngjashmëritë dhe ndryshimet midis disa zgjidhjeve të dizajnit për të identifikuar karakteristikat më të mira të secilës që mund të kombinohen në një zgjidhje të re për të përmbushur më mirë kriteret e suksesit.
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.
- Standardi 2: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të koncepteve thelbësore të teknologjisë.
Teknologjia dhe Shoqëria
- Standardi 4: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të efekteve kulturore, sociale, ekonomike dhe politike të teknologjisë.
- Standardi 5: Studentët do të zhvillojnë një kuptim të efekteve të teknologjisë në mjedis.
- 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 11: Studentët do të zhvillojnë aftësitë për të zbatuar procesin e hartimit.
Bota e Projektuar
- Standardi 20: Studentët do të zhvillojnë një kuptim dhe të jenë në gjendje të zgjedhin dhe përdorin teknologjitë e ndërtimit.
Inxhinieri industriale
Inxhinieri kompjuterikeSfida e hidroizolimit
Ju jeni pjesë e një ekipi inxhinierësh të cilëve ju është dhënë sfida për të zhvilluar një proces të ri për hidroizolimin e veshjeve. Ju janë pajisur me disa copa pambuku së bashku me shumë materiale të mundshme që mund të vendosni të përdorni për teknikën tuaj të hidroizolimit. Për qëllimet e sfidës suaj, "i papërshkueshëm nga uji" do të thotë që uji nuk duhet të absorbohet nga pëlhura, por do të zbardhet në pëlhurë. Mund të provoni dy ose tre zgjidhje të ndryshme dhe të shihni se cila funksionon më mirë!
Faza e Planifikimit
Takohuni si një ekip dhe diskutoni për problemin që duhet të zgjidhni. Përdorni kutinë më poshtë për të përshkruar zgjidhjen tuaj dhe renditni materialet që mendoni se do t'ju duhen për të përmbushur sfidën. Shpjegoni pse mendoni se zgjidhja juaj do ta zgjidhë problemin!
|
Pëlhurë A Plani dhe hipoteza juaj:
Materialet e nevojshme:
|
|
Pëlhurë B Plani dhe hipoteza juaj:
Materialet e nevojshme:
|
|
Pëlhurë C Plani dhe hipoteza juaj:
Materialet e nevojshme:
|
Faza e Prodhimit
Ekzekutoni secilin nga planet tuaja (sigurohuni që të shënoni secilën copë pëlhure, në mënyrë që të dini se çfarë procesi keni aplikuar në të).
Faza e Hetimit
Nëse keni qasje në mikroskop, ekzaminoni secilën nga pjesët tuaja të rrobave dhe në kutinë më poshtë përshkruani ato që shihni, duke shënuar si ato që shihni, ashtu edhe si ndryshojnë ato nga mostrat e tjera të rrobave. Do të keni një shans për të ekzaminuar një mostër pëlhure që është ndryshuar edhe në nivelin nano! Konsideroni nëse sipërfaqet e rrobave duken të lëmuara, me gunga, konvekse, konkave, apo kanë karakteristika të tjera.
| Vëzhgimet sipërfaqësore | |||
| Pëlhurë A | Pëlhurë B | Pëlhurë C | Pëlhurë Nano |
|
|
Faza e Testimit
Mbi një legen ose lavaman hidhni ujë mbi pëlhurën tuaj dhe shikoni nëse rruaza lart ose është zhytur. Nëse mësuesi juaj është dakord, ju mund të dëshironi të përdorni një ujë ose lëng me ngjyrë për të parë më lehtë nëse uji absorbohet fare. Shënoni vëzhgimet tuaja më poshtë.
| Vëzhgimet e Testit të Ujit | |||
| Pëlhurë A | Pëlhurë B | Pëlhurë C | Pëlhurë Nano |
|
|
Faza e vlerësimit
Plotësoni pyetjet e mëposhtme si një grup:
1) A provoi ndonjë prej pëlhurave tuaja të jetë i papërshkueshëm nga uji? Nëse po, cila procedurë mendoni se ishte më e mira, dhe pse? Nëse jo, pse mendoni se procedurat tuaja nuk funksionuan?
2) Cila zgjidhje e një ekipi tjetër mendoni se ka funksionuar më mirë? Pse
3) Çfarë mendoni se do të ndodhte nëse lanit dhe thani pëlhurën tuaj? A do të ruajë hidroizolimin?
4) Cili ishte vëzhgimi më befasues gjatë krahasimit të mikroskopit (nëse keni përfunduar atë pjesë të aktivitetit)?
5) Si u krahasua pëlhura e trajtuar nano me pëlhurën tuaj më të suksesshme në provën e ujit?
6) Si u krahasua pëlhura e trajtuar nano me pëlhurën tuaj më të suksesshme nën mikroskop?
7) Nëse do të duhej ta bënit gjithçka përsëri, si do ta kishte trajtuar ekipi juaj ndryshe këtë sfidë? Pse
8) A mendoni se inxhinierët e materialeve duhet të përshtatin idetë e tyre origjinale gjatë testimit të produktit? Pse munden ata?
9) A e kuptuat që kishte shumë zgjidhje të ndryshme në klasën tuaj që përmbushnin qëllimin e projektit? Çfarë ju tregon kjo për mënyrën se si ekipet inxhinierike zgjidhin problemet në botën reale?
10) A mendoni se do të ishit në gjendje ta përfundonit më lehtë këtë projekt nëse do të ishit duke punuar vetëm? Shpjegoni
11) Cilat aplikime të tjera mund të mendoni se ku mund të ndryshohet një sipërfaqe në shkallën nano për të përmirësuar funksionin ose performancën? Një ide është veshja e xhamave në mënyrë që uji të rrjedhë më shpejt ... .. çfarë mund të mendoni?
