Mga Materyal na Bumuo (Para sa bawat koponan)

Mga Kinakailangan na Materyales (Talaan ng Mga Posibilidad)

Ipagpalagay na isang 15 "x 15" na silid, payagan ang tungkol sa 20 talampakan ng tubo bawat koponan

• Ang tuwalya ng papel, pambalot na papel at toilet paper roll (o igulong ang manipis na mga sheet ng karton) - Ang mga tubo ay dapat na sapat na malaki upang mapaunlakan ang isang golf ball at ping pong ball.
  • Upang mabawasan ang isyu ng mga bola na natigil sa mga tubo, isaalang-alang ang pagputol sa mga tubo sa kalahati upang magsilbing "bukas" na tubo. 
• Pag-iimpake o duct tape para sa mga koneksyon
• Ang tubing ng PVC, kung pinapayagan ang badyet

Opsyonal na Materyales

• Kung pagbibigay sa mga mag-aaral ng hamon sa kapaligiran. Gumamit ng mga item upang kumatawan sa mga lugar na protektado ng kapaligiran (mga plastik / pinalamanan na hayop, papel sa konstruksyon para sa tubig, mga bato, o iba pang mga panganib)

Mga Kagamitan sa Pagsubok

• Golf ball (o katulad na laki ng bola na goma)
• Ping pong bola

Disenyo Hamon

Ikaw ay isang pangkat ng mga inhinyero na binigyan ng hamon ng pagbuo ng isang pipeline system upang magdala ng isang golf ball at isang ping pong ball mula sa isang gilid ng iyong silid-aralan patungo sa iba pa. Kakailanganin mong isama ang apat na mga anggulo sa iyong disenyo, isa sa mga ito ay isang tamang anggulo (90 degree). Ang pagkakaiba sa taas mula sa isang dulo ng iyong tubo hanggang sa iba pa ay maaaring hindi hihigit sa 18 pulgada. Maaaring makilala ng iyong guro ang mga lugar na pinoprotektahan ng kapaligiran, tubig, o iba pang mga panganib sa iyong silid-aralan na isasaalang-alang mo sa iyong plano.

Pamantayan ng 

• Isama ang 4 na tamang mga anggulo sa disenyo
  • Ang isa ay dapat na isang tamang anggulo (90 degree)
• Ang pagkakaiba sa taas mula sa isang dulo hanggang sa isa ay maaaring hindi hihigit sa 18 pulgada

hadlang

• Gumamit lamang ng mga ibinigay na materyal

1. Hatiin ang klase sa mga koponan ng 2-4.
2. Ipamahagi ang worksheet ng Pipeline Challenge, 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. Turuan ang mga mag-aaral na magsimulang mag-brainstorming at mag-sketch ng kanilang mga disenyo. Bago sila magsimula, hilingin sa kanila na isaalang-alang ang mga tampok sa silid-aralan tulad ng mga pintuan, mesa, mesa, basurahan o iba pang mga hadlang. 
6. Ibigay ang bawat koponan sa kanilang mga materyales.
7. Ipaliwanag na ang mga mag-aaral ay dapat na magdisenyo at bumuo ng isang pipeline upang magdala ng golf ball at isang ping pong ball sa buong silid aralan. Dapat nilang isama ang apat na mga anggulo sa kanilang disenyo, ang isa ay dapat na isang tamang anggulo (90 degree). Dapat mayroong pagkakaiba sa taas na hindi hihigit sa 18 pulgada mula sa simula hanggang sa dulo ng pipeline. Kung nagsasama ka ng hamon sa kapaligiran, tiyaking kilalanin ang mga lugar na protektado ng kapaligiran sa silid-aralan.
8. Ipahayag ang dami ng oras na mayroon sila upang mag-disenyo at magtayo (inirerekumenda na 1 oras).
9. 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. 
10. Ang mga mag-aaral ay nakakatugon at nagkakaroon ng isang plano para sa kanilang pipeline. Sumasang-ayon sila sa mga materyal na kakailanganin nila, isulat / iguhit ang kanilang plano, at ipapakita sa klase ang kanilang plano. 
11. Ang mga pangkat ay nagtatayo ng kanilang mga disenyo. 
12. Subukan ang mga disenyo ng pipeline sa pamamagitan ng unang pagliligid ng golf ball at pagkatapos, ang ping pong ball. 
13. Dapat idokumento ng mga mag-aaral kung gaano kalayo ang kanilang bola na pinagsama sa pamamagitan ng tubo bago huminto. 
14. Bilang isang klase, talakayin ang mga katanungan sa pagmuni-muni ng mag-aaral.
15. Para sa higit pang nilalaman sa paksa, tingnan ang seksyong "Digging Deeper".

Pagninilay ng Mag-aaral (notebook para sa engineering)

1. Anong mga hamon ang naharap mo sa pagpapatupad ng iyong pipeline?
2. Natagpuan mo ba na kailangan mo upang muling mabuo ang iyong orihinal na plano nang sinimulan mong itayo ang totoong pipeline sa silid-aralan? Kung gayon, paano nagbago ang iyong pipeline?
3. Natagpuan mo ba ang iyong pipeline na mas epektibo gamit ang ping pong ball o golf ball? Bakit sa palagay mo ito totoo?
4.  Aling pipeline na binuo ng isa pang koponan ng "engineering" na sa palagay mo ay pinakamahusay na gumana? Bakit?
5.  Kung ang iyong disenyo ay na-scale hanggang sa isang tunay na pipeline, sa palagay mo kakailanganin mo ang mga pump upang mapanatili ang mga materyal na dumadaloy sa iyong system? Bakit o bakit hindi? At, kung gayon, kung ilang mga bomba ang idaragdag mo, at saan mo ilalagay ang mga ito?
6. Sa palagay mo ba gagana ang iyong disenyo ng pipeline kung ginamit mo ito upang magdala ng tubig? Balahibo? Mantikilya Bakit o bakit hindi?
7. Nalaman mo bang maraming paraan upang malutas ang hamong ito? Kung gayon, ano ang sasabihin sa iyo tungkol sa mga disenyo ng engineering ng totoong mga pipeline?
8. Sa palagay mo ay makakalikha ka ng isang matagumpay na pipeline nang madali kung hindi ka nagtatrabaho sa isang koponan? Ano ang mga pakinabang ng pagtutulungan kumpara sa pagtatrabaho nang mag-isa?
9. Paano sa palagay mo natukoy ng mga inhinyero sa Baku-Tbilisi-Ceyhan Pipeline na kailangan nila ng walong mga bomba upang patakbuhin ang haba ng proyekto?
10. Paano sa palagay mo tinangka ng mga inhinyero na nagtatrabaho sa Alaskan Pipeline na iwasan ang negatibong epekto sa kapaligiran sa Alaska? Nagtagumpay ba sila?

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 Limitasyon: Mga limitasyon sa materyal, oras, laki ng koponan, atbp.
• Mga Pamantayan: Mga kundisyon na dapat matugunan ng disenyo tulad ng kabuuang sukat nito, atbp.
• Mga Inhinyero: Mga Imbentor at tagalutas ng problema ng mundo. Dalawampu't limang pangunahing specialty ang kinikilala sa engineering (tingnan ang infographic).
• Proseso ng Disenyo ng Inhinyero: Ginagamit ng mga inhinyero ng proseso upang malutas ang mga problema. 
• Engineering Habits of Mind (EHM): Anim na natatanging paraan na iniisip ng mga inhinyero.
• Mga Tubong Pneumatic: Magdala ng mga solidong kapsula gamit ang naka-compress na hangin.
• Pag-ulit: Ang pagsubok at muling pagdidisenyo ay isang pag-ulit. Ulitin (maraming pag-ulit).
• Pipeline: Pipe na nagdadala ng mga produkto.
• Prototype: Isang gumaganang modelo ng solusyon na susuriin.

Mga Koneksyon sa Internet

• Pag-aaral ng PBS: Pagbuo ng Alaska Oil Pipeline

Inirerekumendang Reading

• Mga Pipeline ng Langis at Gas sa Wika na Hindi Teknikal (ISBN: 159370058X)
• Piping at Pipeline Engineering: Disenyo, Konstruksyon, Pagpapanatili, Integridad, at Pag-aayos (ISBN: 0824709640)

Gawain sa Pagsulat 

Sumulat ng isang sanaysay o isang talata na naglalarawan kung paano dapat isaalang-alang ang epekto sa kapaligiran kapag bumubuo ng isang bagong sistema ng pipeline. Magbigay ng mga halimbawa ng isang pipeline sa iyong bansa na mayroong mga implikasyon sa kapaligiran.

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:  

• Mga Pamantayan sa Edukasyon sa Agham ng Estados Unidos (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Mga Susunod na Pamantayan sa Agham ng Henerasyon ng Estados Unidos (http://www.nextgenscience.org/) 
• Mga Pamantayan sa International Technology Education Association para sa Teknikal na Pagbasa (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Pambansang Konseho ng Pambansang Mga Guro ng Matematika ng Estados Unidos at Pamantayan para sa Matematika sa Paaralan (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Mga Pamantayan sa Karaniwang Core ng Estado ng Estados Unidos 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 Mga Gradong K-4 (edad 4 - 9)

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 

NILALAMAN PAMANTAYAN B: Agham Pisikal

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

• Posisyon at paggalaw ng mga bagay 

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 
• Pag-unawa tungkol sa agham at teknolohiya 
• Mga kakayahang makilala sa pagitan ng mga likas na bagay at bagay na ginawa ng mga tao 

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

• Mga pagbabago sa mga kapaligiran 
• Agham at teknolohiya sa mga lokal na hamon 

NILALAMAN PAMANTAYAN G: Kasaysayan at Kalikasan ng Agham

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

• Agham bilang isang pagsisikap ng tao 

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 

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 
• Paglipat ng enerhiya 

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 

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

• Mga populasyon, mapagkukunan, at kapaligiran 
• Mga panganib at benepisyo 
• Agham at teknolohiya sa lipunan 

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

NILALAMAN PAMANTAYAN G: Kasaysayan at Kalikasan ng Agham

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

• Kasaysayan ng agham 

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 

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

• Mga likas na yaman 
• Kalidad sa kapaligiran 
• Mga peligro na likas sa katawan at sapilitan ng tao 
• Agham at teknolohiya sa mga hamon sa lokal, pambansa, at pandaigdigan 

NILALAMAN PAMANTAYAN G: Kasaysayan at Kalikasan ng Agham

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

• Makasaysayang pananaw 

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

Paggalaw at Katatagan: Mga puwersa at Pakikipag-ugnayan

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

• 3-PS2-1. Magplano at magsagawa ng isang pagsisiyasat upang magbigay ng katibayan ng mga epekto ng balanseng at hindi timbang na pwersa sa paggalaw ng isang bagay. 

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 / nais na may kasamang tinukoy na pamantayan para sa tagumpay at mga hadlang sa mga materyales, oras, 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)

Daigdig at Aktibidad ng Tao

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

• MS-ESS3-3. Maglapat ng mga prinsipyong pang-agham upang mag-disenyo ng isang pamamaraan para sa pagsubaybay at pagliit ng epekto ng tao sa kapaligiran.

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.

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 9-12 (Ages 14-18)

Daigdig at Aktibidad ng Tao

• HS-ESS3-4. Suriin o pinuhin ang isang teknolohikal na solusyon na nagbabawas ng mga epekto ng mga aktibidad ng tao sa natural na mga sistema.

Mga Ecosystem: Pakikipag-ugnayan, Enerhiya, at Dinamika

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

• HS-LS2-7. Magdisenyo, suriin, at pinuhin ang isang solusyon para sa pagbawas ng mga epekto ng mga aktibidad ng tao sa kapaligiran at biodiversity.

Disenyo sa Engineering 

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

• HS-ETS1-2. Idisenyo ang isang solusyon sa isang komplikadong problema sa totoong mundo sa pamamagitan ng paghiwalay nito sa mas maliit, mas madaling mapamamahalaang mga problema na maaaring malutas sa pamamagitan ng engineering.

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

Ang Kalikasan 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.

Teknolohiya at Lipunan

• Pamantayan 4: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga epekto sa kultura, panlipunan, pang-ekonomiya, at pampulitika ng teknolohiya.
• Pamantayan 5: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa mga epekto ng teknolohiya sa kapaligiran.

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 13: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng mga kakayahan upang masuri ang epekto ng mga produkto at system.

Ang Dinisenyo na Daigdig

• Pamantayan 18: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa at magagawang pumili at gumamit ng mga teknolohiya sa transportasyon.
• Pamantayan 20: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa at magagawang pumili at gumamit ng mga teknolohiya sa konstruksyon.

• Arabe