Mashine ya Gumball inayoingiliana

Vifaa vya Kuunda (Kwa kila timu)

Nyenzo zinazohitajika kwa shughuli zote mbili na 2 (Jedwali la Uwezekano)

• Sanduku za kadibodi  
• 2 chupa za plastiki za lita  
• karatasi vikombe  
• Popsicle vijiti  
• Dowels 
• Skewers  
• Clay  
• Safi ya bomba  
• Mikasi  
• Bendi za Mpira 
• Kamba  
• Karatasi za video  
• Sehemu za Binder  
• Hifadhi ya kadi na / au folda za faili  
• Vipande vya kadibodi (kata masanduku kadhaa vipande vipande vya saizi tofauti)  
• Masking mkanda  
• 6 'Tubing (insulator ya bomba iliyokatwa kwa nusu urefu) - 1 kwa kila timu  
• Kisu cha Xacto (Kwa Mwalimu)   

Vifaa vya Upimaji

• Gumballs (au marumaru kuwakilisha gumballs ikiwa shule yako hairuhusu fizi)
• karatasi vikombe
• Kikapu cha karatasi (kwa wanafunzi wadogo)

1. Vunja darasa kuwa timu za 3-4.
2. Toa karatasi ya maingiliano ya Mashine ya Gumball, na vile vile karatasi zingine za michoro ya kuchora.
3. Jadili mada kwenye Sehemu ya Dhana za Asili.
   • Shughuli 1: Soma historia nyuma ya mashine za gumball na ujadili kama kiongozi katika changamoto kuu ya muundo. Waulize wanafunzi ni aina gani ya mashine za kuuza ambazo wameona hapo awali na ni aina gani ya mashine za kuuza ambazo wangependa kuwa nazo shuleni au katika mji / jiji lao.
   • Shughuli 2: Gumball slide - Waeleze wanafunzi kwamba watakuwa wakichunguza mvuto na nguvu wakati wa kutengeneza gumball slide.
   • Shughuli 3: Gumball Machine - Chukua muda kujadili maana ya maingiliano au mwingiliano. Waulize wanafunzi wafafanue kisha watoe mifano.
     • Kuingiliana- ni aina ya kitendo ambacho hufanyika kwani vitu viwili au zaidi vina athari kwa kila mmoja.
     • Kuingiliana- kutenda kwa kila mmoja.
       • Mfano: Michezo ya Video- mwingiliano kati ya mtumiaji na mchezo. Ni maingiliano kwa sababu inahitaji mtumiaji kushiriki kwa mchezo ili kusonga mbele.
     • Ili kuwafanya wanafunzi wafikirie juu ya jinsi mashine yao ya gumball itakavyokuwa ikiingiliana unaweza kuonyesha picha hapa chini: (Leta picha ndani)
4. Pitia Mchakato wa Ubunifu wa Uhandisi, Changamoto ya Kubuni, Vigezo, Vizuizi na Vifaa kwa kila Shughuli.
5. Wapatie kila timu vifaa vyao.
6. Eleza kwamba wanafunzi lazima wakamilishe shughuli 3.
   • Shughuli 1: Jifunze historia ya mashine ya gumball.
   • Shughuli 2: Buni na ujenge slaidi ya gumball.
   • Shughuli 3: Kubuni na kujenga mashine ya gumball inayoingiliana.
7. Tangaza muda ambao wanapaswa kubuni na kujenga:
   • Shughuli 1: Historia ya Mashine ya Gumball (saa 1/2).
   • Shughuli 2: Gumball Slide (saa 1).
   • Shughuli 3: Mashine ya Gumball inayoingiliana (masaa 1-2).
8. Tumia kipima muda au saa ya mkondoni (hesabu ya chini) ili kuhakikisha unakaa kwa wakati. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Wape wanafunzi "ukaguzi wa wakati" wa kawaida ili wabaki kazini. Ikiwa wanajitahidi, uliza maswali ambayo yatawaongoza kwenye suluhisho haraka.
9. Wanafunzi hukutana na kuandaa mpango wa Shughuli 2: gumball slide yao.
10. Timu huunda slaidi yao ya gumball.
11. Kila timu hujaribu muundo wao wa slaidi kwa kuweka marumaru juu ya slaidi yao na kuiacha iingie kwenye kikombe. Wanafunzi wanaweza kuamua ni wapi wangependa kuweka kikombe. Wanafunzi wanapaswa kuandika ikiwa marumaru ilikaa kwenye wimbo na ikiwa ilitua kwenye kikombe.
12. Fanya mjadala wa darasa ukitumia maswali yafuatayo:
    • Ni nini hufanya gumball ianze kusonga chini ya slaidi? (Mvuto)
    • Je! Ni aina gani ya nishati ambayo gumball inao kabla ya kuitoa? (Uwezo wa nishati)
    • Je! Ni aina gani ya nishati ambayo gumball inao baada ya kuitoa? (Nishati ya Kinetic)
    • Utapata wapi nguvu kubwa zaidi? Kwa nini? (Juu ya slaidi, kwa sababu ndio mahali pa juu zaidi kwenye slaidi, PE = mgh)
    • Je! Utapata wapi nguvu kubwa ya kinetic? Kwa nini? (Chini ya slaidi, kwa sababu gumball itasonga haraka sana hapo, KE = 1 / 2mv2)
    • Je! Gumball inafanya kazi? Kwa nini? (Ndio, ina nguvu ya kuitenda na inasonga umbali chini ya slaidi, W = fd)
    • Je! Ulifanyaje gumball yako kwenda haraka chini ya slaidi? (Ongeza mteremko wa slaidi au urefu au vyote viwili.)
    • Utaweka wapi kikombe chako ili gumball itue ndani yake? (Hii itakuwa tofauti kwa kila timu.)
    • Kwa nini gumball inataka kuendelea? (Kasi)
    • Unawezaje kupunguza kasi ya gumball? (Anzisha msuguano)
13. Wanafunzi hukutana na kukuza mpango wa Shughuli 3: mashine yao ya maingiliano ya gumball.
14. Timu zinaunda mashine yao ya kuingiliana ya gumball.
15. Kila timu hujaribu muundo wa mashine ya gumball kwa kuweka gumball mahali pa kuanzia ndani ya mashine yao na kuiruhusu ifuate wimbo huo hadi itakapotua kwenye kikombe. Wanafunzi wanapaswa kuonyesha jinsi kipengee cha maingiliano na vitanzi vinavyofanya kazi. Wanafunzi wanapaswa kuandikisha muda gani inachukua gumball kutoka mahali pa kuanzia hadi kikombe. Kwa wanafunzi wadogo, tumia kikapu cha taka badala ya vikombe kukamata gumballs.
16. Kama darasa, jadili maswali ya tafakari ya mwanafunzi.
17. Kwa yaliyomo zaidi kwenye mada, angalia sehemu ya "Kuchimba Kina".

Tafakari ya Wanafunzi (daftari la uhandisi)

1. Nini kilienda vizuri?
2. Ni nini ambacho hakikuenda vizuri?
3. Je! Ni kipi kipenzi chako cha mashine yako ya maingiliano ya gumball?
4. Ikiwa ungekuwa na wakati wa kuunda upya tena, ungefanya mabadiliko gani?

Somo linaweza kufanywa kwa kipindi kidogo cha darasa 1 kwa wanafunzi wakubwa. Walakini, kusaidia wanafunzi kutoka kuhisi kukimbilia na kuhakikisha kufaulu kwa mwanafunzi (haswa kwa wanafunzi wadogo), gawanya somo katika vipindi viwili ukiwapa wanafunzi muda zaidi wa kujadiliana, kujaribu maoni na kumaliza muundo wao. Fanya upimaji na majadiliano katika kipindi kijacho cha darasa.

• Kuongeza kasi: Kiwango ambacho kitu hubadilisha kasi yake. Kitu kinaongeza kasi ikiwa kinabadilisha kasi au mwelekeo wake. Kitu kinaongeza kasi ikiwa kinabadilisha kasi yake (zote zinaongeza kasi ya kupunguza kasi). 
• Vikwazo: Mapungufu na nyenzo, wakati, ukubwa wa timu, nk.
• Vigezo: Masharti ambayo muundo lazima ukidhi kama saizi yake ya jumla, nk.
• Nishati: uwezo wa kufanya kazi. Unafanya kazi unapotumia nguvu (kusukuma au kuvuta) kusababisha mwendo.  
• Wahandisi: Wavumbuzi na watatuzi wa matatizo duniani. Utaalam mkubwa ishirini na tano unatambuliwa katika uhandisi (tazama infographic).
• Mchakato wa Ubunifu wa Uhandisi: Wahandisi wa mchakato hutumia kutatua shida. 
• Tabia za Akili za Uhandisi (EHM): Njia sita za kipekee ambazo wahandisi hufikiria.
• Lazimisha: Kusukuma au kuvuta kitu kutokana na mwingiliano wa kitu na kitu kingine.  
• Msuguano: Nguvu inayopinga mwendo wa kitu.
• Mvuto: Nguvu ya mvuto ambayo kwayo vitu huelekea kuanguka kuelekea katikati ya dunia.  
• Mwingiliano: Aina ya kitendo kinachotokea kama vitu viwili au zaidi vina athari kwa kila kimoja.  
• Maingiliano: Kuigiza na kila mmoja. 
• Nishati ya Kinetic: Nishati ya mwendo. Vitu vyote vinavyosonga vina nishati ya kinetic. Kiasi cha nishati ya kinetic inategemea wingi na kasi ya kitu. Fomula ya nishati ya kinetiki ni KE=1/2mv2 . [m = wingi wa kitu, v = kasi ya kitu]
• Kurudia: Jaribio na uundaji upya ni marudio moja. Rudia (marudio mengi).
• Misa: Kiasi cha maada katika mwili.  
• Mwendo: Mabadiliko katika nafasi ya chombo kuhusiana na wakati kama inavyopimwa na mwangalizi fulani katika fremu ya marejeleo. 
• Nishati Inayowezekana: Nishati ya nafasi. Kiasi cha nishati inayowezekana inategemea wingi na urefu wa kitu. Fomula ya nishati inayoweza kutokea ni PE=mgh. [m = wingi wa kitu, g = kuongeza kasi kutokana na mvuto (9.8 m/s2 ), h = urefu wa kitu]  
• Mfano: Mfano wa kufanya kazi wa suluhisho la kujaribiwa.
• Kasi: Jinsi kitu kinavyosonga kwa kasi.  
• Kasi: Kiwango ambacho kitu hubadilisha mkao wake. Kasi: Misa katika mwendo. Kiasi cha msukumo kinategemea ni vitu ngapi vinavyosonga na jinsi vitu vinavyosonga. 
• Uzito: Nguvu ya mvuto wa mvuto wa dunia kwenye mwili.  
• Kazi: Lazimisha kutenda kwenye kitu ili kukisogeza kwa umbali. Fomula ya kazi ni W = fd. [f= nguvu inayotumika kwa kitu, d = uhamishaji wa kitu].

Reading Ilipendekeza

• Mashine za Vending: Historia ya Jamii ya Amerika (ISBN: 978-0786413690) Mashine za Kutoa Viza (ISBN: 978-0981960012)

Shughuli ya Kuandika 

• Acha wanafunzi waandike hadithi fupi juu ya "siku katika maisha" ya mashine yao ya gumball. Mashine ya gumball hukutana na nani na nini kinatokea? Je! Mashine ya gumball inabadilishaje maisha ya watoto wanaopata gumball kutoka kwake?  
• Wanafunzi wanaweza pia kuunda tangazo la kuteka wateja zaidi kwenye duka la kuchezea. Wanapaswa kuwa na mashine ya maingiliano ya gumball kwenye tangazo. Kwa nini watoto wanapaswa kuja kwenye duka hili la kuchezea? Kwa nini mashine ya maingiliano ya gumball lazima itembelewe?

Uwezeshaji kwa Mfumo wa Kimuundo

Kumbuka: Mipango ya masomo katika safu hii imewekwa sawa na moja au zaidi ya viwango vifuatavyo vya viwango:  

• Viwango vya Elimu ya Sayansi ya Merika (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Viwango vya Sayansi ya Kizazi Kifuatacho (http://www.nextgenscience.org/) 
• Viwango vya Chama cha Elimu ya Teknolojia ya Kimataifa ya Usomaji wa Teknolojia (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Kanuni na Viwango vya Baraza la Kitaifa la Walimu la Hisabati la Amerika (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Viwango vya Kawaida vya Jimbo la Amerika la Hesabu (http://www.corestandards.org/Math)
• Chama cha Walimu wa Sayansi ya Kompyuta K-12 Viwango vya Sayansi ya Kompyuta (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Viwango vya Kitaifa vya Elimu ya Sayansi Madarasa K-4 (miaka 4 - 9)

KIWANGO CHA MAUDHUI A: Sayansi kama Uchunguzi

Kama matokeo ya shughuli, wanafunzi wote wanapaswa kukuza

• Uwezo muhimu wa kufanya uchunguzi wa kisayansi 
• Kuelewa juu ya uchunguzi wa kisayansi 

KIWANGO CHA MAUDHUI B: Sayansi ya Kimwili

Kama matokeo ya shughuli, wanafunzi wote wanapaswa kukuza uelewa wa

• Mwanga, joto, umeme, na sumaku 

KIWANGO CHA MAUDHA E: Sayansi na Teknolojia 

Kama matokeo ya shughuli, wanafunzi wote wanapaswa kukuza

• Kuelewa juu ya sayansi na teknolojia 

Viwango vya Kitaifa vya Elimu ya Sayansi Madarasa 5-8 (miaka 10 hadi 14)

KIWANGO CHA MAUDHUI A: Sayansi kama Uchunguzi

Kama matokeo ya shughuli, wanafunzi wote wanapaswa kukuza

• Uwezo muhimu wa kufanya uchunguzi wa kisayansi 
• Uelewa juu ya uchunguzi wa kisayansi 

KIWANGO CHA MAUDHUI B: Sayansi ya Kimwili

Kama matokeo ya shughuli zao, wanafunzi wote wanapaswa kukuza uelewa wa

• Mali na mabadiliko ya mali katika jambo 
• Uhamisho wa nishati 

KIWANGO CHA MAUDHA E: Sayansi na Teknolojia

Kama matokeo ya shughuli, wanafunzi wote wanapaswa kukuza

• Uelewa kuhusu sayansi na teknolojia 

Viwango Vifuatavyo vya Sayansi ya Kizazi Daraja la 3-5 (Miaka 8-11)

Jambo na Maingiliano yake 

Wanafunzi wanaoonyesha uelewa wanaweza:

• 2-PS1-2. Changanua data iliyopatikana kutoka kwa kujaribu vifaa anuwai ili kubaini ni vifaa vipi vina mali zinazofaa zaidi kwa kusudi lililokusudiwa.
• 5-PS1-3. Fanya uchunguzi na vipimo kutambua vifaa kulingana na mali zao

Viwango vya Usomi wa Teknolojia - Zama zote

Kubuni

• Kiwango cha 10: Wanafunzi wataendeleza uelewa wa jukumu la utatuzi, utafiti na maendeleo, uvumbuzi na uvumbuzi, na majaribio ya utatuzi wa shida.

• arabic
• Kichina
• Kifaransa
• german
• japanese
• portuguese
• russian
• spanish