Matangkad na Hamon ng Tower

Mga Materyales (bawat pangkat)

• 1 Golf Ball o katulad na laki / bigat na bola

paraan

Subukan ang lakas ng bawat istraktura sa pamamagitan ng paglalagay ng bola sa tower sa isang punto na hindi hihigit sa 20% sa ibaba ng itaas na taas ng tower.

Great Towers ng The World

Burj Khalifa: Mahusay na Mga Tore ng Daigdig

Disenyo Hamon

Ikaw ay bahagi ng isang pangkat ng mga inhinyero na binigyan ng hamon ng pagbuo ng pinakamataas na tower na posible na susuporta sa bigat ng isang golf ball sa loob ng 2 minuto.

Pamantayan ng

• Dapat suportahan ng tower ang bigat ng golf ball sa loob ng 2-minuto.
• Ang bigat ng bola ng golf ay dapat suportado malapit sa tuktok ng tower, na may ilalim ng bola na hindi hihigit sa 20% sa ibaba ng itaas na taas ng tower.

hadlang

• Maaari lamang gumamit ng 50 straw, 50 pipe cleaners, at 25 paper clip para sa disenyo.
• Hindi magagamit ang tape upang ikonekta ang mga materyales.
• Magdisenyo ng isang solusyon sa ibinigay na oras.

1. Hatiin ang klase sa mga koponan ng 2-4.
2. Ipamahagi ang Matangkad Tower - Paglalapat ng Teknolohiya upang Malutas ang worksheet ng Mga problema, 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. Kung pinapayagan ang oras, suriin ang "Mga Mundo na Aplikasyon sa Mundo" bago isagawa ang hamon sa disenyo.
5. Bago bilhan ang mga mag-aaral na magsimulang mag-brainstorming at mag-sketch ng kanilang mga disenyo, hilingin sa kanila na isaalang-alang ang sumusunod:
   ● Ano ang iba't ibang mga paraan na maaari mong yumuko o baguhin ang hugis ng iyong mga materyales?
   ● Ano ang pinakamalakas na hugis?
   ● Paano mo mapalakas ang mga materyales upang mapalakas ang mga ito?
   ● Paano mo ikonekta ang iyong mga materyales nang walang tape?
6. Ibigay ang bawat koponan sa kanilang mga materyales.
7. Ipaliwanag na ang mga mag-aaral ay dapat na bumuo ng isang tower mula sa pang-araw-araw na mga item, at ang tower ay dapat suportahan ang bigat ng isang golf ball sa loob ng 2-minuto. Ang bigat ng bola ng golf ay dapat suportado malapit sa tuktok ng tower, na may ilalim ng bola na hindi hihigit sa 20% sa ibaba ng itaas na taas ng tower.
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 tore. Sumasang-ayon sila sa mga materyal na kakailanganin nila, isulat / iguhit ang kanilang plano, at ipapakita sa klase ang kanilang plano. 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.
11. Ang mga pangkat ay nagtatayo ng kanilang mga disenyo.
12. Subukan ang mga disenyo ng tower sa pamamagitan ng paglalagay ng isang golf ball malapit sa tuktok ng tower, na may ilalim ng bola na hindi hihigit sa 20% sa ibaba ng itaas na taas ng tower.
13. Dapat idokumento ng mga koponan ang taas ng kanilang tower at kung ilang materyales ang ginamit nila upang maitayo ang kanilang tower.
14. Bilang isang klase, talakayin ang mga katanungan sa pagmuni-muni ng mag-aaral.
15. Para sa higit pang nilalaman sa paksa, tingnan ang mga seksyong "Tunay na Mga Aplikasyon sa Mundo" at "Mga Paghuhukay ng Malalim".

Pagninilay ng Mag-aaral (notebook para sa engineering)

1. Ilarawan ang hugis o pagtatayo ng tore na pinakamataas at nanalo ng hamon? Paano naiiba ang tore na ito sa iyo, kung ang iyong hindi nanalo?
2. Kung nagkaroon ka ng pagkakataong gawin muli ang proyektong ito, ano ang kakaibang nagawa ng iyong koponan?
3. Sa palagay mo ba ang aktibidad na ito ay mas kapaki-pakinabang na gawin bilang isang koponan, o mas gugustuhin mong magtrabaho nang mag-isa dito? Bakit?
4. Kung maaari kang gumamit ng isang karagdagang materyal (tape, pandikit, mga stick ng kahoy, palara - bilang mga halimbawa) alin ang pipiliin mo at bakit?
5. Sa palagay mo ba sa sandaling ang isang gusali ay dinisenyo at naaprubahan para sa pagtatayo na maraming mga aspeto ang nabago sa panahon ng proseso ng pagbuo? Bakit o bakit hindi?
6. Gaano katagal sa iyong palagay bago magtayo ng isang gusali na lampas sa
   taas ng Burj Khalifa? Sa tingin mo saan ito itatayo? 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.

• Engineers: Mga imbentor at mga solusyter ng problema sa mundo. Dalawampu't limang pangunahing mga specialty ang kinikilala sa engineering (tingnan ang infographic).
• Mga Kagawian sa Pag-iisip sa Engineering (EHM): Anim na natatanging paraan ng pag-iisip ng mga inhinyero.
• Proseso ng Disenyo ng Engineering (EDP): Ginagamit ng mga inhinyero ng proseso upang malutas ang mga problema.
• Pamantayan ng: Mga kundisyon na dapat masiyahan ang disenyo tulad ng pangkalahatang sukat nito, atbp.
• hadlang: Mga limitasyon sa materyal, oras, laki ng koponan, atbp.
• Tularan: Isang gumaganang modelo ng solusyon upang masubukan.
• Pag-ulit: Ang pagsubok at muling pagdidisenyo ay isang pag-ulit. Ulitin (maraming pag-ulit).
• timbang: Ang lakas na ipinataw sa bagay ayon sa gravity. (Mga Yunit: lbs / Newton).
• Bahagdan: Bahagi ng isang buong ipinahayag sa daan-daang (½ = 50%).

Mga Koneksyon sa Internet

• Burj Khalifa Great Towers
• Disenyo at Konstruksyon ng Tower
• CN Tower

Inirerekumendang Reading

• Gaano Tangkad Ang Taas ?: Paghahambing ng Mga Gusali (ISBN: 978-1432939557)
• Pinatibay na Konkretong Disenyo ng Matangkad na Gusali (ISBN: 978-1439804803)
• Teknolohiya ng Konstruksiyon Para sa Matangkad na Gusali (ISBN: 978-9812818614)

Gawain sa Pagsulat

Sumulat ng isang sanaysay o isang talata tungkol sa kung paano humantong ang pagsulong ng engineering sa paputok na paglago ng mga patayong gusali sa pagsisimula ng ika-20 siglo.

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 na 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
• Pag-unawa tungkol sa 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

• Mga katangian ng mga bagay at materyales

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

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 katangian at pagbabago sa mga populasyon
• 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 pag-unawa tungkol sa pang-agham na pagtatanong

NILALAMAN PAMANTAYAN B: Agham Pisikal

Bilang isang resulta ng kanilang mga aktibidad, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na magkaroon ng pag-unawa sa  Mga paggalaw at pwersa

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 na bumuo 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 aktibidad, lahat ng mga mag-aaral ay dapat na bumuo ng pag-unawa sa Mga Paggalaw at pwersa

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

• Kalusugan ng personal at pamayanan
• Populasyon paglago
• Kalidad sa kapaligiran
• Agham at teknolohiya sa mga hamon sa lokal, pambansa, at pandaigdigan

Susunod na Mga Pamantayan sa Agham ng Henerasyon Baitang 2-5 (Ages 7-11)

Mahalaga at mga Pakikipag-ugnay nito

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

• 2-PS1-2. Pag-aralan ang data na nakuha mula sa pagsubok ng iba't ibang mga materyales upang matukoy kung aling mga materyales ang may mga katangian na pinakaangkop para sa isang nilalayon na layunin.

Paggalaw at Katatagan: Mga puwersa at Pakikipag-ugnayan

• 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 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-ETS1-1. Tukuyin ang mga pamantayan at hadlang ng isang problema sa disenyo na may sapat na katumpakan upang matiyak ang isang matagumpay na solusyon, isinasaalang-alang ang mga kaugnay na prinsipyong pang-agham at mga potensyal na epekto sa mga tao at likas na kapaligiran na maaaring limitahan ang mga posibleng solusyon.

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

Disenyo sa Engineering 

• 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 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.

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.
• Pamantayan 6: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa papel ng lipunan sa pag-unlad at paggamit ng teknolohiya.
• Pamantayan 7: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng pag-unawa sa impluwensya ng teknolohiya sa kasaysayan.

Disenyo

• Pamantayan 8: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng isang pag-unawa sa mga katangian ng 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 11: Ang mga mag-aaral ay bubuo ng mga kakayahan na mailapat ang proseso ng disenyo.

Ang Dinisenyo na Daigdig

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

Pagtutulungan at Pagpaplano ng Engineering

Ikaw ay bahagi ng isang pangkat ng mga inhinyero na binigyan ng hamon ng pagbuo ng pinakamataas na tower na maaari mong maitayo gamit lamang ang 50 straw, 50 pipe cleaners, at 25 paperclips.

Hindi mo kailangang gamitin ang lahat ng mga materyales, ngunit dapat suportahan ng iyong tower ang bigat ng bola ng golf sa loob ng dalawang minuto. Dapat suportahan ang bola ng golf malapit sa tuktok ng tower, na may ilalim ng bola na hindi hihigit sa 20% sa ibaba ng itaas na taas ng tower.

Phase ng Pagpaplano at Disenyo

Pag-isipan ang iba't ibang mga paraan na maaari mong yumuko o baguhin ang hugis ng mga dayami, tagapaglinis ng tubo, at mga clip ng papel. Maaari mong i-cut ang mga item na ito, ngunit hindi maaaring gumamit ng tape o iba pang mga materyales upang ikonekta silang magkasama. Sa kahon sa ibaba, iguhit ang iyong plano para sa tower.

Phase ng Konstruksiyon

Buuin ang iyong tower at subukan ito upang makita kung maaari nitong suportahan ang bola ng golf. Pagkatapos, sagutin ang mga katanungan sa ibaba:

1. Gaano kahalintulad ang iyong disenyo sa aktwal na tower na iyong itinayo?

2. Kung nalaman mong kailangan mong gumawa ng mga pagbabago sa yugto ng konstruksyon, ilarawan kung bakit nagpasya ang iyong koponan na gumawa ng mga pagbabago.

3. Ginamit mo ba ang lahat ng mga bahagi na ibinigay sa iyo? Ang alinman sa mga bahagi ay ginamit lamang upang madagdagan ang taas ng tower?

Paglalahad at Pagsukat

Ipakita ang iyong tower sa klase at sukatin ang iyong guro sa taas ng tower. Tandaan na ang golf ball ay dapat suportado malapit sa tuktok ng tower, na may ilalim ng bola na hindi hihigit sa 20% sa ibaba ng itaas na taas ng tower. Kung ang bola ay mas mababa ng 10% mula sa tuktok, ang iyong tore ay mawawalan ng bisa. Kumpletuhin ang kahon sa ibaba para sa iyong tower:

Paghusga

Kumpletuhin ang mga katanungan sa pagsusuri sa ibaba:

1. Ilarawan ang hugis o pagtatayo ng tore na pinakamataas at nanalo ng hamon? Paano naiiba ang tore na ito sa iyo, kung ang iyong hindi nanalo?

2. Kung nagkaroon ka ng pagkakataong gawin muli ang proyektong ito, ano ang kakaibang nagawa ng iyong koponan?

3. Sa palagay mo ba ang aktibidad na ito ay mas kapaki-pakinabang na gawin bilang isang koponan, o mas gugustuhin mong magtrabaho nang mag-isa dito? Bakit?

4. Kung maaari kang gumamit ng isang karagdagang materyal (tape, pandikit, mga stick ng kahoy, palara - bilang mga halimbawa) alin ang pipiliin mo at bakit?

5. Sa palagay mo ba sa sandaling ang isang gusali ay dinisenyo at naaprubahan para sa pagtatayo na maraming mga aspeto ang nabago sa panahon ng proseso ng pagbuo? Bakit o bakit hindi?

6. Gaano katagal sa iyong palagay bago magtayo ng isang gusali na lampas sa taas ng Burj Khalifa? Sa tingin mo saan ito itatayo? Bakit?

• Swahili