Isang Tanong ng Balanse

Mga Materyal na Bumuo (Para sa bawat koponan)

Mga Kinakailangan na Materyales

• Mga kahoy na dowel
• Mga plastik na mangkok o tasa ng papel
• kawad
• Magbasak
• Pisi
• Apat na mga banga ng canning o maliit na walang laman na mga kahon 

Mga Kagamitan sa Pagsubok

• iskala
• Mga kahon ng marmol, paperclips, o iba pang mga item na pare-pareho sa laki at hugis

kagamitan

• iskala
• Mga kahon ng marmol, paperclips, o iba pang mga item na pare-pareho sa laki at hugis

paraan

Kailangan mong magpasya kung ano ang timbang / bilang ng layunin para sa bawat koponan, batay sa item (marmol, paperclip) na iyong pipiliin at ang lakas ng ginamit na mga tasa ng papel o iba pang mga materyales.

Sinubukan ng mga koponan ang kanilang mga disenyo sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng kanilang system at "packaging" na apat na mga produkto. Panoorin ang proseso ng pagpapakete, at timbangin din ang lahat ng mga garapon upang matiyak na malapit sila sa timbang ng layunin o bilang. Magkakaroon ng ilang mga pagkakaiba, ngunit ang pagkakaiba ay dapat na hindi hihigit sa isa o dalawang marmol, sa pag-aakalang ang bigat ay pareho para sa bawat isa.

Disenyo Hamon

Ikaw ay isang pangkat ng mga inhinyero ng pagmamanupaktura na nabigyan ng hamon ng pagdidisenyo at pagkatapos ay pagbuo ng isang sistema ng pagmamanupaktura upang maihatid ang isang pare-pareho na timbang o bilang ng mga marmol o iba pang mga item sa isang serye ng apat na kahon o garapon.

Pamantayan ng

• Dapat maghatid ng isang pare-parehong timbang o bilang ng mga marmol sa isang serye ng apat na kahon ng mga garapon

hadlang

• Gumamit lamang ng mga ibinigay na materyal.

1. Hatiin ang klase sa mga koponan ng 2-3.
2. Ipamahagi ang worksheet ng Isang Tanong ng Balanse, pati na rin ang ilang mga sheet ng papel para sa mga disenyo ng sketch.
3. Talakayin ang mga paksa sa Seksyon ng Mga Konsepto sa Background.
4. Suriin ang Proseso ng Disenyo ng Engineering, Hamon sa Disenyo, Pamantayan, Paghihigpit at Materyales.
5. Ibigay ang bawat koponan sa kanilang mga materyales.
6. Ipaliwanag na ang mga mag-aaral ay dapat na magdisenyo at bumuo ng isang sistema upang "gumawa" ng apat na mga pakete (kahon o garapon) ng isang produkto (marmol, paperclips, atbp.) Na pantay ang timbang o bilang. Ang ideya ay ang kanilang system ay bubuo ng pare-parehong mga end package. Maaaring nais ng mga mag-aaral na bumuo ng mga rampa o conveyor sinturon, mga mekanismo ng tipping, o iba pang mga pamamaraan upang maihatid ang kendi sa pangwakas na pakete.

   Kailangan mong magpasya kung ano ang timbang / bilang ng layunin para sa bawat koponan, batay sa item (marmol, paperclip) na iyong pipiliin at ang lakas ng ginamit na mga tasa ng papel o iba pang mga materyales.

   Dapat nilang tantyahin ang pagkakaiba-iba ng bilang na inaasahan nilang magreresulta sa pagitan ng apat na garapon / kahon gamit ang kanilang sistema ng pagmamanupaktura. Ano ang pinapayagan o inaasahang pagkakaiba sa timbang o bilang sa pagitan ng apat na mga pakete?

7. Ipahayag ang dami ng oras na mayroon sila upang mag-disenyo at magtayo (inirerekumenda na 1 oras).
8. Gumamit ng isang timer o isang on-line na stopwatch (count down na tampok) upang matiyak na mananatili ka sa oras. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Bigyan ang mga mag-aaral ng regular na "mga pagsusuri sa oras" upang manatili sila sa gawain. Kung nahihirapan sila, magtanong ng mga katanungan na magdadala sa kanila sa isang solusyon nang mas mabilis.
9. Ang mga mag-aaral ay nakakatugon at nagkakaroon ng isang plano para sa kanilang sistema ng pagmamanupaktura. Sumasang-ayon sila sa mga materyal na kakailanganin nila, isulat / iguhit ang kanilang plano, at iharap ang kanilang plano sa klase. Ang mga koponan ay maaaring makipagkalakalan ng walang limitasyong mga materyales sa iba pang mga koponan upang mabuo ang kanilang perpektong listahan ng mga bahagi.
10. Ang mga pangkat ay nagtatayo ng kanilang mga disenyo.
11. Kailangan mong magpasya kung ano ang timbang / bilang ng layunin para sa bawat koponan, batay sa item (marmol, paperclip) na iyong pipiliin at ang lakas ng ginamit na mga tasa ng papel o iba pang mga materyales. Sinubukan ng mga koponan ang kanilang mga disenyo sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng kanilang system at "packaging" na apat na mga produkto. Panoorin ang proseso ng pagpapakete, at timbangin din ang lahat ng mga garapon upang matiyak na malapit sila sa timbang ng layunin o bilang. Magkakaroon ng ilang mga pagkakaiba, ngunit ang pagkakaiba ay dapat na hindi hihigit sa isa o dalawang marmol, sa pag-aakalang ang bigat ay pareho para sa bawat isa.
12. Bilang isang klase, talakayin ang mga katanungan sa pagmuni-muni ng mag-aaral.
13. Para sa higit pang nilalaman sa paksa, tingnan ang seksyong "Digging Deeper".

Pagninilay ng Mag-aaral (notebook para sa engineering)

1. Nagtagumpay ka ba sa paglikha ng isang sistema ng pagmamanupaktura? Kung hindi, bakit ito nabigo?
2. Kailangan mo bang gumawa ng mga pagbabago mula sa iyong nakasulat na disenyo noong talagang itinatayo mo ang system? Kung gayon, anong bahagi ng system ang nangangailangan ng pinakamaraming pagbabago sa yugto ng konstruksyon?
3. Sa palagay mo ba ang mga nagtatrabaho na inhinyero ay kailangang iakma ang kanilang orihinal na mga plano sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura? Bakit kaya sila?
4. Paano nagkakaiba ang aktwal na timbang o bilang sa pagitan ng apat na "mga pakete"? Paano nagawang ihambing ang resulta na ito sa iyong pagtatantya sa pre-production?
5. Anong bahagi ng prosesong ito ang pinaka nagustuhan mo? Bakit?
6. Anong ideya na nakita mong ipinatupad sa gawain ng isa pang koponan ang iyong nahanap na pinaka-imbento? Bakit?
7. Nalaman mo bang maraming mga disenyo sa iyong silid-aralan na nakamit ang layunin ng proyekto? Ano ang sasabihin nito sa iyo tungkol sa mga plano sa engineering?
8. Natagpuan mo ba na ang pagtatrabaho bilang isang koponan ay ginawang mas matagumpay ang proyektong ito? Kung hindi, bakit hindi? Kung gayon, ipaliwanag.
9. Sa isang tunay na kapaligiran sa pagmamanupaktura, sa palagay mo ba ang disenyo ng "pakete" - ang kahon, garapon, o bag - ay binuo bago, pagkatapos, o sa parehong oras na binuo ang produkto? Ano ang magiging kahulugan sa iyo? Bakit?

Ang aralin ay maaaring gawin sa kasing liit ng 1 panahon ng klase para sa mga matatandang mag-aaral. Gayunpaman, upang matulungan ang mga mag-aaral mula sa pakiramdam na nagmamadali at upang matiyak ang tagumpay ng mag-aaral (lalo na para sa mga mas batang mag-aaral), hatiin ang aralin sa dalawang panahon na nagbibigay sa mga mag-aaral ng mas maraming oras upang mag-utak, subukan ang mga ideya at tapusin ang kanilang disenyo. Isagawa ang pagsubok at debrief sa susunod na panahon ng klase.

Mga Application sa Kaliskis
Ang mga Kaliskis ay Maraming Gumagamit

Ginagamit ang mga antas sa maraming mga application - lampas sa pagtukoy ng personal na timbang. Ang mga ito ay isang mahalagang bahagi ng maraming mga system, dahil ang bigat ng mga produkto o bahagi ay nakakaapekto sa mga gastos ng mga produkto o serbisyo. Halimbawa, ang mga sistema ng postal sa buong mundo ay ibinabatay ang halaga ng paghahatid sa bigat ng sulat o pakete na hinahatid. Ang mga groser at merkado ng prutas ay gumagamit ng kaliskis upang matukoy kung ano ang sisingilin para sa mga prutas, gulay, mani, butil, at pampalasa. Sa mga halimbawang ito, ang bigat ay maaaring malayo sa isang paraan o sa iba pa nang hindi nagiging sanhi ng anumang paghihirap. Maaari kang makakuha ng isang sobrang nut o dalawa, o magtapos sa isang kurot ng mas kaunting pampalasa nang walang mga implikasyon.

Engineering Manufacturing

Para sa mga inhinyero sa pagmamanupaktura, partikular ang mga nasa industriya ng parmasyutiko, kritikal para sa mga timbang o produkto o sangkap na tumpak na masusukat bago ang pagbalot. Dapat siguraduhin ng mga gumagawa ng droga na eksakto ang dosis - ang malapit ay hindi sapat! Ang kaligtasan ay isang nangungunang pagsasaalang-alang sa pagmamanupaktura!

Ang mga inhinyero sa pagmamanupaktura ay kasangkot sa proseso ng pagmamanupaktura mula sa pagpaplano hanggang sa pagbabalot ng tapos na produkto. Gumagana ang mga ito sa mga tool tulad ng mga robot, programmable at mga numerong tagakontrol, at mga sistema ng paningin upang maiayos ang pagpupulong, pag-iimpake, at mga pasilidad sa pagpapadala. Sinusuri nila ang daloy at ang proseso ng pagmamanupaktura, naghahanap ng mga paraan upang streamline ang produksyon, mapabuti ang turnaround, at mabawasan ang mga gastos. Isa sa mga hakbang na pinagtutuunan nila ng pansin ay ang timbang. Minsan gumagamit sila ng mga camera upang mabilang ang bilang ng mga produkto na papunta sa isang pakete, tulad ng bilang ng mga cookies sa isang kahon, ngunit madalas na ginagamit nila ang mga kaliskis upang matiyak na ang ipinangakong dami ng kendi, cereal, o kahit na mga kuko ay naihatid. kahon. Maraming mga website na nagpapakita ng mga gumaganang sistema ng pagmamanupaktura - bisitahin ang ilan sa mga ito upang makita kung paano gumagana ang iba't ibang mga system! Halimbawa Jelly Belly jellybeans ay ibinuhos sa isang hopper sa panahon ng kanilang proseso ng pagmamanupaktura. Pinakain sila ng hopper sa isang scale system na tumitimbang at nagtatapon ng tumpak na halaga ng mga jelly beans sa iba't ibang uri ng packaging kasama na ang mga bag, kahon, at garapon.

Inirerekumendang Reading

• Paggawa ng Engineering at Teknolohiya (ISBN: 0131489658)
• Kaliskis at balanse (ISBN: 0747802270)

Gawain sa Pagsulat

Sumulat ng isang sanaysay o isang talata tungkol sa mga implikasyon ng mga proseso ng awtomatiko sa lipunan.

Pagkahanay sa Mga Framework ng Kurikulum

tandaan: Ang mga plano sa aralin sa seryeng ito ay nakahanay sa isa o higit pa sa mga sumusunod na hanay ng mga pamantayan:

• S. Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Agham (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• S. Susunod na Mga Pamantayan sa Agham na Henerasyon (http://www.nextgenscience.org/)
• Mga Pamantayan sa International Technology Education Association para sa Teknikal na Pagbasa (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. Pambansang Konseho ng Mga Guro ng Mga Prinsipyo at Pamantayan ng Matematika para sa Matematika sa Paaralan (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. Karaniwang Mga Pamantayang Pangunahing Estado para sa Matematika (http://www.corestandards.org/Math)
• Mga Pamantayan sa Agham ng Guro sa Computer K-12 Mga Pamantayan sa Agham ng Computer (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Pambansang Agham Baitang 5-8 (edad 10 - 14)

NILALAMAN PAMANTAYAN A: Agham bilang Pagtatanong

Bilang resulta ng mga aktibidad, lahat ng mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kinakailangang kakayahan upang magawa ang pang-agham na pagtatanong
• Mga pag-unawa tungkol sa pang-agham na pagtatanong

NILALAMAN PAMANTAYAN B: Agham Pisikal

Bilang isang resulta ng kanilang mga gawain, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo ng isang pag-unawa sa

• Mga galaw at puwersa

NILALAMAN STANDARD E: Agham at Teknolohiya

Bilang isang resulta ng mga aktibidad sa mga marka 5-8, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kakayahan ng disenyo ng teknolohikal
• Mga pag-unawa tungkol sa agham at teknolohiya

NILALAMAN PAMANTAYAN F: Agham sa Personal at Pananaw ng Panlipunan

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Agham at teknolohiya sa lipunan 

Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Pambansang Agham Baitang 9-12 (edad 14-18)

NILALAMAN PAMANTAYAN A: Agham bilang Pagtatanong

Bilang resulta ng mga aktibidad, lahat ng mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kinakailangang kakayahan upang magawa ang pang-agham na pagtatanong
• Mga pag-unawa tungkol sa pang-agham na pagtatanong

NILALAMAN PAMANTAYAN B: Agham Pisikal

Bilang isang resulta ng kanilang mga gawain, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na magkaroon ng pag-unawa sa

• Mga galaw at puwersa

NILALAMAN STANDARD E: Agham at Teknolohiya

Bilang resulta ng mga aktibidad, lahat ng mag-aaral ay dapat na bumuo

• Mga kakayahan ng disenyo ng teknolohikal
• Mga pag-unawa tungkol sa agham at teknolohiya

NILALAMAN PAMANTAYAN F: Agham sa Personal at Pananaw ng Panlipunan

Bilang isang resulta ng mga aktibidad, ang lahat ng mga mag-aaral ay dapat magkaroon ng pag-unawa sa

• Agham at teknolohiya sa mga hamon sa lokal, pambansa, at pandaigdigan 

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 3-5 (Ages 8-11)

Disenyo sa Engineering

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• 3-5-ETS1-1. Tukuyin ang isang simpleng problema sa disenyo na sumasalamin sa isang pangangailangan o nais na may kasamang tinukoy na pamantayan para sa tagumpay at mga hadlang sa mga materyales, oras, o gastos.
• 3-5-ETS1-2. Bumuo at ihambing ang maraming mga posibleng solusyon sa isang problema batay sa kung gaano kahusay na maabot ng bawat isa ang mga pamantayan at hadlang ng problema.
• 3-5-ETS1-3. Magplano at magsagawa ng patas na mga pagsubok kung saan kinokontrol ang mga variable at ang mga puntos ng kabiguan ay isinasaalang-alang upang makilala ang mga aspeto ng isang modelo o prototype na maaaring mapabuti. 

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 6-8 (Ages 11-14)

Disenyo sa Engineering

Ang mga mag-aaral na nagpapakita ng pag-unawa ay maaaring:

• MS-ETS1-2 Nasusuri ang nakikipagkumpitensya na mga solusyon sa disenyo gamit ang isang sistematikong proseso upang matukoy kung gaano nila natutugunan ang mga pamantayan at hadlang ng problema.

Mga Prinsipyo at Pamantayan para sa Matematika sa Paaralan (edad 6 - 18)

Pamantayan ng Bilang at Operasyon

• Maunawaan ang mga numero, mga paraan ng kumakatawan sa mga numero, mga ugnayan sa mga numero, at mga system ng numero
• Kalkulahin ang pagkalkula at gumawa ng makatuwirang mga pagtatantya

Pamantayan sa Pagsukat

• Maunawaan ang masusukat na mga katangian ng mga bagay at mga yunit, system, at proseso ng pagsukat
• Maglapat ng naaangkop na mga diskarte, tool, at formula upang matukoy ang mga sukat

Pagkatawan

• Lumikha at gumamit ng mga representasyon upang ayusin, maitala, at maipaabot ang mga ideyang matematika
• Gumamit ng mga representasyon upang i-modelo at bigyang kahulugan ang mga phenomena ng pisikal, panlipunan, at matematika

Mga Karaniwang Core na Pamantayan sa Estado para sa Matematika sa Paaralan: Nilalaman (edad 7-10)

Pagsukat at Data

• Malutas ang mga problemang kinasasangkutan ng pagsukat at pagtatantiya.
• Matematika.Kontento.3.MD.A.2Sukatin at tantyahin ang mga likidong dami at masa ng mga bagay na gumagamit ng karaniwang mga yunit ng gramo (g), kilo (kg), at litro (l) .1 Magdagdag, ibawas, paramihin, o hatiin upang malutas ang isang mga hakbang na problema sa salita na may kinalaman sa mga masa o dami na ay ibinibigay sa parehong mga yunit, hal, sa pamamagitan ng paggamit ng mga guhit (tulad ng isang beaker na may sukat ng pagsukat) upang kumatawan sa problema.2

 Mga Pamantayan para sa Teknikal na Pagbasa at Pagsulat - Lahat ng Edad

Ang Kalikasan ng Teknolohiya

• Pamantayan 1: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga katangian at saklaw ng teknolohiya.
• Pamantayan 2: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa pangunahing mga konsepto ng teknolohiya.
• Pamantayan 3: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga ugnayan sa mga teknolohiya at mga koneksyon sa pagitan ng teknolohiya at iba pang larangan ng pag-aaral.

Disenyo

• Pamantayan 9: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa disenyo ng engineering.
• Pamantayan 10: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa papel na ginagampanan ng pag-troubleshoot, pagsasaliksik at pag-unlad, pag-imbento at pagbabago, at pag-eksperimento sa paglutas ng problema.

Mga Kakayahan para sa isang Teknikal na Mundo

• Pamantayan 12: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng mga kakayahan upang magamit at mapanatili ang mga teknolohikal na produkto at system.
• Pamantayan 13: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng mga kakayahan upang masuri ang epekto ng mga produkto at system.

Ang Dinisenyo na Daigdig

Pamantayan 19: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa at magagawang pumili at gumamit ng mga teknolohiya sa pagmamanupaktura.

Ikaw ay isang pangkat ng mga inhinyero ng pagmamanupaktura na nabigyan ng hamon ng pagdidisenyo at pagkatapos ay pagbuo ng isang sistema ng pagmamanupaktura upang maihatid ang isang pare-pareho na timbang o bilang ng mga marmol o iba pang mga item sa isang serye ng apat na kahon o garapon.

Phase ng Pananaliksik / Paghahanda

1. Suriin ang Student Reference Sheet. Kung maaari bisitahin ang ilan sa mga virtual manufacturing website.

Pagpaplano bilang isang Koponan

2. Ang iyong koponan ay binigyan ng ilang mga materyales ng iyong guro kasama ang mga kahoy na dowel, mga plastik na mangkok o tasa ng papel, kawad, tape, string, apat na mga canning canning o maliit na walang laman na mga kahon. Mayroon ka ring malaking dami ng isang "produkto" na maaaring mga marmol, paperclips, o iba pang mga item na napili ng iyong guro. Ang iyong trabaho ay ang disenyo ng isang sistema ng pagmamanupaktura na magtimbang ng isang itinakdang halaga ng produkto at ihahatid ito sa apat na garapon o kahon. Kailangan mong tiyakin na ang timbang o bilang ay nasa target, at ito ay pare-pareho sa pagitan ng apat na mga pakete.
3. Magsimula sa pamamagitan ng pagpupulong sa iyong koponan at pagsang-ayon sa isang disenyo ng system. Maging malikhain at tangkilikin ang proseso!
4. Tantyahin ang pagkakaiba-iba ng bilang na inaasahan mong magreresulta sa pagitan ng apat na garapon / kahon gamit ang iyong system ng pagmamanupaktura. Ano ang pinapayagan o inaasahang pagkakaiba sa timbang o bilang sa pagitan ng apat na mga pakete?
5. Isulat o iguhit ang iyong plano sa kahon sa ibaba (o sa isang magkakahiwalay na papel).

Phase ng Konstruksiyon

5. Buuin ang iyong sistema ng pagmamanupaktura.
6. Tingnan ang mga system na nilikha ng iba pang mga koponan sa klase.
7. Patakbuhin ang iyong system at "pakete" ng apat na mga produkto. Susubukan ng iyong guro ang bawat pakete para sa iyong koponan upang makita mo kung gaano kahusay gumana ang iyong system.
8. Suriin ang mga resulta ng iyong mga koponan, kumpletuhin ang worksheet ng pagsusuri, at ipakita ang iyong mga natuklasan sa klase.

Gamitin ang worksheet na ito upang suriin ang mga resulta ng iyong koponan sa Aralin na Bumuo ng Malaking Gulong:

1. Nagtagumpay ka ba sa paglikha ng isang sistema ng pagmamanupaktura? Kung hindi, bakit ito nabigo?

2. Kailangan mo bang gumawa ng mga pagbabago mula sa iyong nakasulat na disenyo noong talagang itinatayo mo ang system? Kung gayon, anong bahagi ng system ang nangangailangan ng pinakamaraming pagbabago sa yugto ng konstruksyon?

3. Sa palagay mo ba ang mga nagtatrabaho na inhinyero ay kailangang iakma ang kanilang orihinal na mga plano sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura? Bakit kaya sila?

4. Paano nagkakaiba ang aktwal na timbang o bilang sa pagitan ng apat na "mga pakete"? Paano inihambing ang resulta na ito sa iyong pagtantya sa preproduction?

5. Anong bahagi ng prosesong ito ang pinaka nagustuhan mo? Bakit?

6. Anong ideya na nakita mong ipinatupad sa gawain ng isa pang koponan ang iyong nahanap na pinaka-imbento? Bakit?

7. Nalaman mo bang maraming mga disenyo sa iyong silid-aralan na nakamit ang layunin ng proyekto? Ano ang sasabihin nito sa iyo tungkol sa mga plano sa engineering?

8. Natagpuan mo ba na ang pagtatrabaho bilang isang koponan ay ginawang mas matagumpay ang proyektong ito? Kung hindi, bakit hindi? Kung gayon, ipaliwanag.

9. Sa isang tunay na kapaligiran sa pagmamanupaktura, sa palagay mo ba ang disenyo ng "pakete" - ang kahon, garapon, o bag - ay binuo bago, pagkatapos, o sa parehong oras na binuo ang produkto? Ano ang magiging kahulugan sa iyo? Bakit?