ஊடாடும் கும்பல் இயந்திரம்

பொருட்களை உருவாக்குங்கள் (ஒவ்வொரு அணிக்கும்)

செயல்பாடு 2 & 3 (தேவையான அட்டவணை) இரண்டிற்கும் தேவையான பொருட்கள்

• அட்டை பெட்டிகள்  
• 2 லிட்டர் பிளாஸ்டிக் பாட்டில்கள்  
• காகித கோப்பைகள்  
• பாப்சிகல் குச்சிகள்  
• டோவல்ஸ் 
• வளைவுகள்  
• களிமண்  
• குழாய் சுத்தம் செய்பவர்கள்  
• கத்தரிக்கோல்  
• ரப்பர் பட்டைகள் 
• சரம்  
• தாள் இனைப்பீ  
• பைண்டர் கிளிப்புகள்  
• அட்டை பங்கு மற்றும்/அல்லது கோப்பு கோப்புறைகள்  
• அட்டை துண்டுகள் (சில பெட்டிகளை வெவ்வேறு அளவு துண்டுகளாக வெட்டவும்)  
• மூடுநாடா  
• 6 'குழாய் (குழாய் இன்சுலேட்டர் அரை நீளமாக வெட்டப்பட்டது) - ஒரு அணிக்கு 1  
• சாக்டோ கத்தி (ஆசிரியருக்கு)   

சோதனை பொருட்கள்

• கம்பால்ஸ் (அல்லது உங்கள் பள்ளி கம் அனுமதிக்கவில்லை என்றால் பம்புகளை குறிக்கும்)
• காகித கோப்பைகள்
• கழிவுத்தாள் கூடை (இளைய மாணவர்களுக்கு)

1. வகுப்பை 3-4 அணிகளாக பிரிக்கவும்.
2. இன்டராக்டிவ் கும்பல் மெஷின் பணித்தாள், மற்றும் ஸ்கெச்சிங் டிசைன்களுக்கான சில காகிதத் தாள்களை வழங்கவும்.
3. பின்னணி கருத்துகள் பிரிவில் தலைப்புகளை விவாதிக்கவும்.
   • செயல்பாடு 1: கம்பல் இயந்திரங்களுக்குப் பின்னால் உள்ள வரலாற்றைப் படித்து, முக்கிய வடிவமைப்பு சவாலுக்கு ஒரு முன்னோடியாக விவாதிக்கவும். மாணவர்கள் எந்த வகையான விற்பனை இயந்திரங்களை முன்பு பார்த்தார்கள் மற்றும் பள்ளியில் அல்லது அவர்களின் நகரம்/நகரத்தில் எந்த வகையான விற்பனை இயந்திரங்களை வைத்திருக்க விரும்புகிறார்கள் என்று கேளுங்கள்.
   • செயல்பாடு 2: கும்பல் ஸ்லைடு - மாணவர்கள் தங்கள் கம்பல் ஸ்லைடை உருவாக்கும் போது ஈர்ப்பு மற்றும் ஆற்றலை ஆராய்வார்கள் என்று விளக்கவும்.
   • செயல்பாடு 3: கும்பல் இயந்திரம் - ஊடாடும் அல்லது தொடர்பு என்றால் என்ன என்பதைப் பற்றி விவாதிக்க நேரம் ஒதுக்குங்கள். அதை வரையறுக்க மாணவர்களிடம் கேளுங்கள், பின்னர் சில எடுத்துக்காட்டுகளை வழங்கவும்.
     • தொடர்பு- இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொருள்கள் ஒன்றுக்கொன்று தாக்கத்தை ஏற்படுத்துவதால் ஏற்படும் ஒரு வகையான செயல்.
     • ஊடாடும்- ஒருவருக்கொருவர் செயல்படும்.
       • உதாரணம்: வீடியோ கேம்ஸ்- பயனர் மற்றும் விளையாட்டுக்கு இடையேயான தொடர்பு. இது ஊடாடும் செயலாகும், ஏனெனில் விளையாட்டை முன்னோக்கி நகர்த்துவதற்கு பயனர் பங்கேற்க வேண்டும்.
     • மாணவர்கள் தங்கள் கம்பல் இயந்திரம் எவ்வாறு ஊடாடும் என்று சிந்திக்க நீங்கள் கீழே உள்ள புகைப்படங்களைக் காட்டலாம்: (படங்களை உள்ளே கொண்டு வாருங்கள்)
4. ஒவ்வொரு செயல்பாட்டிற்கும் பொறியியல் வடிவமைப்பு செயல்முறை, வடிவமைப்பு சவால், அளவுகோல், கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் பொருட்கள் ஆகியவற்றை மதிப்பாய்வு செய்யவும்.
5. ஒவ்வொரு அணிக்கும் அவர்களின் பொருட்களை வழங்கவும்.
6. மாணவர்கள் 3 செயல்பாடுகளை முடிக்க வேண்டும் என்பதை விளக்கவும்.
   • செயல்பாடு 1: கம்பல் இயந்திரத்தின் வரலாற்றைக் கற்றுக்கொள்ளுங்கள்.
   • செயல்பாடு 2: ஒரு கும்பல் ஸ்லைடை வடிவமைத்து உருவாக்கவும்.
   • செயல்பாடு 3: ஒரு ஊடாடும் கம்பல் இயந்திரத்தை வடிவமைத்து உருவாக்கவும்.
7. அவர்கள் வடிவமைத்து உருவாக்க வேண்டிய நேரத்தை அறிவிக்கவும்:
   • செயல்பாடு 1: கம்பால் இயந்திரத்தின் வரலாறு (1/2 மணி நேரம்).
   • செயல்பாடு 2: கும்பல் ஸ்லைடு (1 மணி நேரம்).
   • செயல்பாடு 3: ஊடாடும் கும்பல் இயந்திரம் (1-2 மணி நேரம்).
8. நீங்கள் சரியான நேரத்தில் இருப்பதை உறுதி செய்ய டைமர் அல்லது ஆன்-லைன் ஸ்டாப்வாட்சைப் பயன்படுத்தவும். (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). மாணவர்களுக்கு வழக்கமான "நேரச் சரிபார்ப்புகளை" கொடுங்கள், அதனால் அவர்கள் பணியில் இருப்பார்கள். அவர்கள் கஷ்டப்படுகிறார்கள் என்றால், விரைவாக ஒரு தீர்வுக்கு இட்டுச் செல்லும் கேள்விகளைக் கேளுங்கள்.
9. நடவடிக்கை 2 க்கான ஒரு திட்டத்தை மாணவர்கள் உருவாக்கி உருவாக்குகிறார்கள்: அவர்களின் கும்பல் ஸ்லைடு.
10. அணிகள் தங்கள் கம்பால் ஸ்லைடை உருவாக்குகின்றன.
11. ஒவ்வொரு அணியும் தங்கள் ஸ்லைடின் வடிவமைப்பை சோதித்து அதன் ஸ்லைடின் மேற்புறத்தில் பளிங்கு வைத்து அதை ஒரு கோப்பையாக உருட்ட அனுமதிக்கிறது. மாணவர்கள் கோப்பையை எங்கு வைக்க வேண்டும் என்பதை முடிவு செய்யலாம். பளிங்கு பாதையில் தங்கியிருந்ததா மற்றும் அது கோப்பையில் தரையிறக்கப்பட்டதா என்பதை மாணவர்கள் ஆவணப்படுத்த வேண்டும்.
12. பின்வரும் கேள்விகளைப் பயன்படுத்தி வகுப்பு விவாதத்தை நடத்துங்கள்:
    • கம்பால் ஸ்லைடில் இருந்து கீழே நகர ஆரம்பிப்பது எது? (ஈர்ப்பு)
    • நீங்கள் அதை வெளியிடுவதற்கு முன்பு கம்பலுக்கு என்ன ஆற்றல் இருக்கிறது? (சாத்தியமான ஆற்றல்)
    • நீங்கள் அதை வெளியிட்ட பிறகு கம்பலுக்கு என்ன ஆற்றல் இருக்கிறது? (இயக்க ஆற்றல்)
    • சாத்தியமான ஆற்றலின் மிகப்பெரிய அளவை நீங்கள் எங்கே காணலாம்? ஏன்? (ஸ்லைடின் மேல், ஸ்லைடில் மிக உயர்ந்த புள்ளி, PE = mgh)
    • இயக்க ஆற்றலின் மிகப்பெரிய அளவை நீங்கள் எங்கே காணலாம்? ஏன்? (ஸ்லைடின் அடிப்பகுதி, ஏனெனில் கம்பால் அங்கு வேகமாக நகரும், KE = 1/2mv2)
    • கம்பால் வேலை செய்கிறதா? ஏன்? (ஆமாம், அது அதன் மீது செயல்படும் சக்தியைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஸ்லைடில் இருந்து ஒரு தூரத்தை நகர்த்துகிறது, W = fd)
    • ஸ்லைடில் உங்கள் கம்பால் எப்படி வேகமாக செல்ல முடிந்தது? (ஸ்லைடின் சாய்வு அல்லது நீளம் அல்லது இரண்டையும் அதிகரிக்கவும்.)
    • கம்பால் அதில் இறங்க உங்கள் கோப்பையை எங்கே வைப்பீர்கள்? (ஒவ்வொரு அணிக்கும் இது வித்தியாசமாக இருக்கும்.)
    • கும்பல் ஏன் தொடர்ந்து செல்ல வேண்டும்? (உந்தம்)
    • நீங்கள் எப்படி கம்மலை மெதுவாக்க முடியும்? (உராய்வை அறிமுகப்படுத்துங்கள்)
13. நடவடிக்கை 3 க்கான ஒரு திட்டத்தை மாணவர்கள் உருவாக்கி உருவாக்குகிறார்கள்: அவர்களின் ஊடாடும் கும்பல் இயந்திரம்.
14. அணிகள் தங்கள் ஊடாடும் கம்பல் இயந்திரத்தை உருவாக்குகின்றன.
15. ஒவ்வொரு அணியும் தங்கள் கம்பல் இயந்திர வடிவமைப்பை தங்கள் இயந்திரத்திற்குள் ஒரு தொடக்க இடத்தில் வைத்து, அது ஒரு கோப்பையில் இறங்கும் வரை பாதையைப் பின்பற்ற அனுமதிப்பதன் மூலம் சோதிக்கிறது. ஊடாடும் உறுப்பு மற்றும் வளையம் (கள்) எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதை மாணவர்கள் நிரூபிக்க வேண்டும். கம்பால் தொடக்க புள்ளியிலிருந்து கோப்பைக்குச் செல்ல எவ்வளவு நேரம் ஆகும் என்பதை மாணவர்கள் ஆவணப்படுத்த வேண்டும். இளைய மாணவர்களுக்கு, கம்மல்களைப் பிடிக்க கப்ஸுக்குப் பதிலாக ஒரு கழிவுத்தாள் கூடையைப் பயன்படுத்தவும்.
16. ஒரு வகுப்பாக, மாணவர் பிரதிபலிப்பு கேள்விகளைப் பற்றி விவாதிக்கவும்.
17. தலைப்பில் மேலும் உள்ளடக்கத்திற்கு, "ஆழமாக தோண்டுவது" பகுதியைப் பார்க்கவும்.

மாணவர் பிரதிபலிப்பு (பொறியியல் நோட்புக்)

1. எது நன்றாக நடந்தது?
2. எது சரியாக நடக்கவில்லை?
3. உங்கள் ஊடாடும் கும்பல் இயந்திரத்தில் உங்களுக்கு பிடித்த உறுப்பு எது?
4. மீண்டும் மறுவடிவமைக்க உங்களுக்கு நேரம் இருந்தால், நீங்கள் என்ன மாற்றங்களைச் செய்வீர்கள்?

பழைய மாணவர்களுக்கு 1 வகுப்பு காலத்தில் பாடம் நடத்தலாம். இருப்பினும், மாணவர்கள் அவசரப்படுவதைத் தடுக்கவும், மாணவர்களின் வெற்றியை உறுதிப்படுத்தவும் (குறிப்பாக இளைய மாணவர்களுக்கு), பாடத்தை இரண்டு காலங்களாகப் பிரித்து மாணவர்களுக்கு மூளைச்சலவை செய்யவும், யோசனைகளைச் சோதிக்கவும் மற்றும் அவர்களின் வடிவமைப்பை இறுதி செய்யவும் அதிக நேரம் கொடுக்கிறது. அடுத்த வகுப்பு காலத்தில் சோதனை மற்றும் விளக்கத்தை நடத்துங்கள்.

• முடுக்கம்: ஒரு பொருள் அதன் வேகத்தை மாற்றும் விகிதம். ஒரு பொருள் அதன் வேகம் அல்லது திசையை மாற்றினால் அது வேகமடைகிறது. ஒரு பொருள் அதன் திசைவேகத்தை மாற்றினால் (இரண்டும் வேகத்தை குறைக்கிறது) வேகமடைகிறது. 
• கட்டுப்பாடுகள்: பொருள், நேரம், அணியின் அளவு போன்றவற்றுடன் வரம்புகள்.
• அளவுகோல்: வடிவமைப்பு அதன் ஒட்டுமொத்த அளவு போன்றவற்றைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டிய நிபந்தனைகள்.
• ஆற்றல்: வேலை செய்யும் திறன். இயக்கத்தை ஏற்படுத்த நீங்கள் ஒரு விசையை (தள்ளுதல் அல்லது இழுத்தல்) பயன்படுத்தும் போது நீங்கள் வேலை செய்கிறீர்கள்.  
• பொறியாளர்கள்: உலகின் கண்டுபிடிப்பாளர்கள் மற்றும் சிக்கலைத் தீர்ப்பவர்கள். பொறியியல் துறையில் இருபத்தைந்து முக்கிய சிறப்புகள் அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன (விளக்கப்படம் பார்க்கவும்).
• பொறியியல் வடிவமைப்பு செயல்முறை: செயல்முறை பொறியாளர்கள் சிக்கல்களைத் தீர்க்க பயன்படுத்துகின்றனர். 
• மனதின் பொறியியல் பழக்கங்கள் (EHM): பொறியாளர்கள் சிந்திக்கும் ஆறு தனித்துவமான வழிகள்.
• விசை: ஒரு பொருளின் மற்றொரு பொருளுடன் தொடர்பு கொள்வதன் விளைவாக ஒரு பொருளின் மீது தள்ளுதல் அல்லது இழுத்தல்.  
• உராய்வு: ஒரு பொருளின் இயக்கத்தை எதிர்க்கும் விசை.
• புவியீர்ப்பு: பூமியின் மையத்தை நோக்கி பொருள்கள் விழும் ஈர்ப்பு விசை.  
• இடைவினை: இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொருள்கள் ஒன்றின் மீது ஒரு தாக்கத்தை ஏற்படுத்துவதால் ஏற்படும் ஒரு வகையான செயல்.  
• ஊடாடுதல்: ஒருவருக்கொருவர் செயல்படுதல். 
• இயக்க ஆற்றல்: இயக்க ஆற்றல். அனைத்து நகரும் பொருட்களும் இயக்க ஆற்றல் கொண்டவை. இயக்க ஆற்றலின் அளவு ஒரு பொருளின் நிறை மற்றும் வேகத்தைப் பொறுத்தது. இயக்க ஆற்றலுக்கான சூத்திரம் KE=1/2mv2 ஆகும். [மீ = பொருளின் நிறை, v = பொருளின் வேகம்]
• மறு செய்கை: சோதனை & மறுவடிவமைப்பு என்பது ஒரு மறு செய்கை. மீண்டும் செய்யவும் (பல மறு செய்கைகள்).
• நிறை: ஒரு உடலில் உள்ள பொருளின் அளவு.  
• இயக்கம்: ஒரு குறிப்பிட்ட பார்வையாளரால் ஒரு குறிப்பு சட்டத்தில் அளவிடப்படும் நேரத்தை பொறுத்து உடலின் நிலையில் மாற்றம். 
• சாத்தியமான ஆற்றல்: நிலையின் ஆற்றல். சாத்தியமான ஆற்றலின் அளவு ஒரு பொருளின் நிறை மற்றும் உயரத்தைப் பொறுத்தது. சாத்தியமான ஆற்றலுக்கான சூத்திரம் PE=mgh ஆகும். [m = பொருளின் நிறை, g = புவியீர்ப்பு காரணமாக முடுக்கம் (9.8 m/s2), h = பொருளின் உயரம்]  
• முன்மாதிரி: சோதிக்கப்பட வேண்டிய தீர்வின் வேலை மாதிரி.
• வேகம்: ஒரு பொருள் எவ்வளவு வேகமாக நகரும்.  
• வேகம்: ஒரு பொருள் அதன் நிலையை மாற்றும் விகிதம். உந்தம்: இயக்கத்தில் நிறை. வேகத்தின் அளவு எவ்வளவு பொருள் நகரும் மற்றும் எவ்வளவு வேகமாக பொருள் நகரும் என்பதைப் பொறுத்தது. 
• எடை: உடலில் பூமியின் ஈர்ப்பு விசையின் சக்தி.  
• வேலை: ஒரு பொருளை தூரத்தின் குறுக்கே நகர்த்தும்படி கட்டாயப்படுத்தவும். வேலைக்கான சூத்திரம் W = fd. [f= பொருளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் விசை, d = பொருளின் இடப்பெயர்ச்சி].

பரிந்துரைக்கப்பட்ட வாசிப்பு

• விற்பனை இயந்திரங்கள்: ஒரு அமெரிக்க சமூக வரலாறு (ISBN: 978-0786413690) விற்பனை இயந்திரங்கள் (ISBN: 978-0981960012)

எழுதும் செயல்பாடு 

• மாணவர்கள் தங்கள் கம்பல் இயந்திரத்தின் "வாழ்க்கையில் ஒரு நாள்" பற்றி சிறுகதைகளை எழுதச் செய்யுங்கள். கம்பால் இயந்திரம் யாரைச் சந்திக்கிறது, என்ன நடக்கிறது? கம்பால் இயந்திரம் அதிலிருந்து ஒரு கம்மல் பெறும் குழந்தைகளின் வாழ்க்கையை எப்படி மாற்றுகிறது?  
• பொம்மைக் கடைக்குள் அதிக வாடிக்கையாளர்களை ஈர்க்க மாணவர்கள் ஒரு விளம்பரத்தையும் உருவாக்கலாம். அவர்கள் விளம்பரத்தில் ஊடாடும் கம்பால் இயந்திரத்தைக் காட்ட வேண்டும். குழந்தைகள் ஏன் இந்த பொம்மை கடைக்கு வர வேண்டும்? ஊடாடும் கம்பால் இயந்திரம் ஏன் பார்க்க வேண்டும்?

பாடத்திட்ட கட்டமைப்பிற்கான சீரமைப்பு

குறிப்பு: இந்த தொடரின் பாடம் திட்டங்கள் பின்வரும் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட தரநிலைகளுடன் சீரமைக்கப்பட்டுள்ளன:  

• அமெரிக்க அறிவியல் கல்வி தரநிலைகள் (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• அமெரிக்க அடுத்த தலைமுறை அறிவியல் தரநிலைகள் (http://www.nextgenscience.org/) 
• தொழில்நுட்ப கல்வியறிவுக்கான சர்வதேச தொழில்நுட்ப கல்வி சங்கத்தின் தரநிலைகள் (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• யுஎஸ் தேசிய கணித ஆசிரியர்களின் கணிதக் கோட்பாடுகள் மற்றும் பள்ளி கணிதத்திற்கான தரநிலைகள் (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• கணிதத்திற்கான யுஎஸ் காமன் கோர் மாநில தரநிலைகள் (http://www.corestandards.org/Math)
• கணினி அறிவியல் ஆசிரியர்கள் சங்கம் K-12 கணினி அறிவியல் தரநிலைகள் (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

தேசிய அறிவியல் கல்வி தரநிலைகள் கிரேடுகள் K-4 (வயது 4-9)

உள்ளடக்கத் தரநிலை A: விசாரணையாக அறிவியல்

செயல்பாடுகளின் விளைவாக, அனைத்து மாணவர்களும் வளர வேண்டும்

• அறிவியல் விசாரணை செய்ய தேவையான திறன்கள் 
• அறிவியல் விசாரணை பற்றிய புரிதல் 

உள்ளடக்க நிலை B: இயற்பியல் அறிவியல்

செயல்பாடுகளின் விளைவாக, அனைத்து மாணவர்களும் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்

• ஒளி, வெப்பம், மின்சாரம் மற்றும் காந்தம் 

உள்ளடக்க நிலை E: அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம் 

செயல்பாடுகளின் விளைவாக, அனைத்து மாணவர்களும் வளர வேண்டும்

• அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம் பற்றிய புரிதல் 

தேசிய அறிவியல் கல்வி தரநிலைகள் தரம் 5-8 (வயது 10-14)

உள்ளடக்கத் தரநிலை A: விசாரணையாக அறிவியல்

செயல்பாடுகளின் விளைவாக, அனைத்து மாணவர்களும் வளர வேண்டும்

• அறிவியல் விசாரணை செய்ய தேவையான திறன்கள் 
• அறிவியல் விசாரணை பற்றிய புரிதல் 

உள்ளடக்க நிலை B: இயற்பியல் அறிவியல்

அவர்களின் செயல்பாடுகளின் விளைவாக, அனைத்து மாணவர்களும் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்

• பொருளின் பண்புகள் மற்றும் பண்புகளின் மாற்றங்கள் 
• ஆற்றல் பரிமாற்றம் 

உள்ளடக்க நிலை E: அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம்

செயல்பாடுகளின் விளைவாக, அனைத்து மாணவர்களும் வளர வேண்டும்

• அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம் பற்றிய புரிதல் 

அடுத்த தலைமுறை அறிவியல் தரநிலைகள் 3-5 (வயது 8-11)

பொருள் மற்றும் அதன் தொடர்புகள் 

புரிதலை வெளிப்படுத்தும் மாணவர்கள்:

• 2-PS1-2. நோக்கம் கொண்ட நோக்கத்திற்காக மிகவும் பொருத்தமான பண்புகளைக் கொண்ட பொருள்களைத் தீர்மானிக்க வெவ்வேறு பொருட்களைச் சோதிப்பதன் மூலம் பெறப்பட்ட தரவை பகுப்பாய்வு செய்யவும்.
• 5-பிஎஸ்1-3. பொருட்களின் பண்புகளின் அடிப்படையில் அடையாளம் காண அவதானிப்புகள் மற்றும் அளவீடுகளைச் செய்யுங்கள்

தொழில்நுட்ப கல்வியறிவுக்கான தரநிலைகள் - அனைத்து வயதினரும்

வடிவமைப்பு

• தரநிலை 10: சரிசெய்தல், ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு, கண்டுபிடிப்பு மற்றும் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் சிக்கலைத் தீர்ப்பதில் பரிசோதனை ஆகியவற்றின் பங்கு பற்றிய புரிதலை மாணவர்கள் வளர்த்துக் கொள்வார்கள்.

• அரபு
• சீன
• பிரஞ்சு
• ஜெர்மன்
• ஜப்பனீஸ்
• போர்த்துகீசியம்
• ரஷியன்
• ஸ்பானிஷ்