Patlama!

Tasarım Yarışması

Sınıfınızdaki diğer öğrenci takımlarına kıyasla bir model roketatar inşa etme ve en yüksek ve en düzgün şekilde yükselebilecek bir roket tasarlama ve inşa etme zorluğuna sahip bir mühendis ekibinin parçasısınız.

Kriterler 

• En yüksek ve en düz olanı yükseltmek için tasarlandı

Kısıtlamalar

• Yalnızca sağlanan kit malzemelerini kullanın

1. Sınıfı 2-4 kişilik takımlara ayırın.
2. Blast Off çalışma sayfasını ve eskiz yapmak için birkaç kağıt parçasını dağıtın. 
3. Öğrencilere NASA Başlangıç ​​Kılavuzunu gösterin (www.grc.nasa.gov/www/k-12/rocket/) ve çevrimiçi roket simülatörüne göz atın. Öğrencilere bir roketin nasıl uçabileceğini düşündüklerini ve mühendislerin yeni veya yeniden tasarlanmış bir roket tasarımı geliştirirken roketin yükünü, hava durumunu ve şeklini ve ağırlığını nasıl göz önünde bulundurmaları gerektiğini sormayı düşünün.
4. Mühendislik Tasarım Sürecini, Tasarım Zorluğunu, Kriterleri, Kısıtlamaları ve Kit Malzemelerini gözden geçirin. 
5. Öğrencilere beyin fırtınasına başlamalarını ve tamamlandığında roketlerinin nasıl görüneceğine dair ayrıntılı bir şema çizmelerini söyleyin. Ayrıca roketatarlarını inşa etmek için birlikte nasıl çalışacaklarını da tartışacaklar. Roketlerinin ne kadar yükseğe gideceğine inandıklarını tahmin etmeliler. Roketlerinin daha yükseğe ve daha düz gitmesini sağlamak için tasarımlarında neler yapabileceklerini düşünmelidirler. 
6. Her takıma kitlerini sağlayın.
7. Öğrencilerin verilen kiti kullanarak bir roket ve roketatar yapmaları gerektiğini açıklayın. 
8. İnşa etmeleri gereken süreyi duyurun (1 saat önerilir). 
9. Zamanında kalmanızı sağlamak için bir zamanlayıcı veya çevrimiçi bir kronometre (geri sayım özelliği) kullanın. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Öğrencilere, görevde kalmaları için düzenli "zaman kontrolleri" verin. Mücadele ediyorlarsa, onları daha hızlı çözüme götürecek sorular sorun. 
10. Takımlar roketatarlarını inşa eder. 
11. Roket fırlatma setindeki fırlatma talimatlarını uygulayarak roketleri test edin.
12. Takımlar, kendilerinin ve diğer takımın roketlerinin uçuş düzenlerini gözlemlemeli ve belgelemelidir.
13. Sınıf olarak, öğrenci yansıtma sorularını tartışın.
14. Konuyla ilgili daha fazla içerik için "Daha Derin Kazma" bölümüne bakın.

Uzatma Etkinliği

Daha büyük veya daha ileri düzey öğrencilerin bu dersin bir parçası olarak ivmeyi ölçmek ve g-force tartışmalarını dahil etmek için bir altimetre kullanmasını sağlayın.

Genç Öğrenciler

Daha genç öğrenciler için TryEngineering.org, "Su Roketi Fırlatma" adlı bir su basıncı roketi dersi sunmaktadır. 

Öğrenci Yansıması (mühendislik defteri)

1. Roketinizin ulaşacağını tahmin ettiğiniz yükseklik, gerçek tahmini yükseklikle karşılaştırıldığında nasıldı? 
2. Ulaştığınız boyda farklılıklara ne sebep olmuş olabilir? 
3. Roketiniz düz bir şekilde mi fırlatıldı? Değilse, neden rotanın dışına çıktığını düşünüyorsunuz? 
4. Bu etkinliğin bir ekip olarak yapılmasının daha faydalı olduğunu mu düşünüyorsunuz yoksa üzerinde yalnız çalışmayı mı tercih ederdiniz? Neden? 
5. Model roketinizi hiç ayarladınız mı? Nasıl? Bunun sonuçlarınıza yardımcı veya engel olduğunu düşünüyor musunuz?
6. Ağırlıksız bir atmosferde fırlatılsaydı roketin nasıl farklı davranacağını düşünüyorsunuz?
7. Mühendislerin gerçek bir roketi fırlatırken hangi güvenlik önlemlerini dikkate aldığını düşünüyorsunuz? Cevabınızın bir parçası olarak çoğu fırlatma sitesinin yerini düşünün.
8. Mühendisler kargonun yanı sıra insanları da taşıyacak bir roket tasarlarken, roketin yapısal tasarımı, işlevselliği ve yapısı açısından nasıl değişeceğini düşünüyorsunuz? Özellikler?
9. Önümüzdeki on yıl içinde roket tasarımlarının büyük ölçüde değişeceğini düşünüyor musunuz? Nasıl?
10. Mühendisler, yakıtın boşluğu / ağırlığı ile kargonun ağırlığı arasında hangi ödünleşmeleri yapmalıdır?

Ders, daha büyük öğrenciler için 1 ders dönemi kadar kısa bir sürede yapılabilir. Bununla birlikte, öğrencilerin acele hissetmelerine yardımcı olmak ve öğrenci başarısını sağlamak için (özellikle daha genç öğrenciler için) dersi iki döneme ayırın, öğrencilere beyin fırtınası yapmaları, fikirleri test etmeleri ve tasarımlarını tamamlamaları için daha fazla zaman verin. Bir sonraki sınıf döneminde testi ve sorgulamayı gerçekleştirin.

• Kısıtlamalar: Malzeme, zaman, ekibin büyüklüğü vb. ile ilgili sınırlamalar.
• Kriterler: Tasarımın genel boyutu vb. gibi karşılaması gereken koşullar.
• Mühendisler: Dünyanın mucitleri ve problem çözücüleri. Mühendislikte yirmi beş ana uzmanlık tanınır (infografiğe bakın).
• Mühendislik Tasarım Süreci: Süreç mühendisleri sorunları çözmek için kullanır. 
• Mühendislik Zihni Alışkanlıkları (EHM): Mühendislerin düşündüğü altı benzersiz yol.
• Yineleme: Test ve yeniden tasarım bir yinelemedir. Tekrarla (birden çok yineleme).
• Payload: Bir araç, uçak veya uzay aracı tarafından taşınan mal miktarı.
• Prototip: Test edilecek çözümün çalışan bir modeli.
• Roket: Arkasındaki motorlardan çıkan sıcak gazlar tarafından tahrik edilen, tüp şeklinde uçan bir cihaz.

İnternet Bağlantıları

Roket Tarihinin Zaman Çizelgesi
NASA Yeni Başlayanlar İçin Roket Rehberi  
Virgin Galactic İnsan Uzay Uçuşu
NASA Parker Güneş Probu

Önerilen Kaynaklar

Yap: Roketler: Yeryüzüne Düşen Roket Bilimi (ISBN: 978-1457182921)
Model Roketçilik El Kitabı (ISBN: 978-0471472421)
"Roketlerin Resimli Tarihi" (https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/rockets-guide-20-history.pdf)

Yazma aktivitesi 

Huzurlu zamanlarda topluma yardımcı olmak için kullanılabilecek bir roket örneğini açıklayan bir makale veya paragraf yazın.

Müfredat Çerçevelerine Uyum

Not: Bu serideki ders planları, aşağıdaki standartlardan bir veya daha fazlasıyla uyumludur:  

• ABD Bilim Eğitimi Standartları (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• ABD Yeni Nesil Bilim Standartları (http://www.nextgenscience.org/) 
• Uluslararası Teknoloji Eğitimi Derneği'nin Teknolojik Okuryazarlık Standartları (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• ABD Ulusal Matematik Öğretmenleri Konseyi'nin Okul Matematiği İlkeleri ve Standartları (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Matematik için ABD Ortak Çekirdek Eyalet Standartları (http://www.corestandards.org/Math)
• Bilgisayar Bilimleri Öğretmenleri Derneği K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Ulusal Bilim Eğitimi Standartları 9-12. Sınıflar (14-18 yaş)

İÇERİK STANDART A: Araştırma Olarak Bilim

Aktiviteler sonucunda tüm öğrenciler gelişmelidir

• Bilimsel araştırma yapmak için gerekli yetenekler 

İÇERİK STANDART B: Fiziksel Bilimler 

Faaliyetlerinin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler,

• Kimyasal reaksiyonlar 
• Hareketler ve kuvvetler 

İÇERİK STANDART E: Bilim ve Teknoloji

Aktiviteler sonucunda tüm öğrenciler gelişmelidir

• Teknolojik tasarım yetenekleri 
• Bilim ve teknoloji ile ilgili anlayışlar 

İÇERİK STANDART F: Kişisel ve Sosyal Perspektiflerde Bilim

Aktivitelerin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler,

• Yerel, ulusal ve küresel zorluklarda bilim ve teknoloji 

İÇERİK STANDART G: Bilimin Tarihi ve Doğası

Aktivitelerin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler,

• Bir insan çabası olarak bilim 
• Bilimsel bilginin doğası 
• Tarihsel bakış açıları 

Yeni Nesil Bilim Standartları - 6-8. Sınıflar (11-14 Yaş)

Madde ve Etkileşimleri

Anladıklarını gösteren öğrenciler şunları yapabilir:

• MS-PS1-6. Kimyasal işlemlerle termal enerjiyi serbest bırakan veya emen bir cihaz oluşturmak, test etmek ve değiştirmek için bir tasarım projesi üstlenin.

Mühendislik tasarımı 

Anladıklarını gösteren öğrenciler şunları yapabilir:

• MS-ETS1-1. Başarılı bir çözüm sağlamak için bir tasarım probleminin kriterlerini ve kısıtlamalarını, ilgili bilimsel ilkeleri ve olası çözümleri sınırlayabilecek insanlar ve doğal çevre üzerindeki potansiyel etkileri dikkate alarak yeterli hassasiyetle tanımlayın.
• MS-ETS1-2. Sorunun kriterlerini ve kısıtlamalarını ne kadar iyi karşıladıklarını belirlemek için sistematik bir süreç kullanarak rakip tasarım çözümlerini değerlendirin.

Yeni Nesil Bilim Standartları - 9-12. Sınıflar (14-18 Yaş)

• HS-ETS1-4. Önerilen çözümlerin karmaşık bir gerçek dünya problemine etkisini, problemle ilgili sistemler içindeki ve sistemler arasındaki etkileşimler üzerindeki çok sayıda kriter ve kısıtlama ile modellemek için bir bilgisayar simülasyonu kullanın.

Teknolojik Okuryazarlık Standartları - Tüm Yaşlar

Teknolojinin Doğası

• Standart 1: Öğrenciler teknolojinin özellikleri ve kapsamı hakkında bir anlayış geliştireceklerdir.

Teknoloji ve Toplum

• Standart 6: Öğrenciler, teknolojinin geliştirilmesi ve kullanımında toplumun rolüne ilişkin bir anlayış geliştireceklerdir.
• Standart 7: Öğrenciler teknolojinin tarih üzerindeki etkisine dair bir anlayış geliştirecekler.

Dizayn

• Standart 8: Öğrenciler tasarımın niteliklerine ilişkin bir anlayış geliştireceklerdir.
• Standart 9: Öğrenciler bir mühendislik tasarımı anlayışı geliştireceklerdir.
• Standart 10: Öğrenciler sorun giderme, araştırma ve geliştirme, icat ve yenilik ve problem çözmede deney yapmanın rolüne ilişkin bir anlayış geliştireceklerdir.

Teknolojik Bir Dünya İçin Yetenekler

Standart 11: Öğrenciler tasarım sürecini uygulama becerilerini geliştireceklerdir.

• Öğrenciler ve sorumlu öğretmen, roket üreticisinin talimatlarını DİKKATLİCE okumalı ve uygulamalıdır.
• Bir roket fırlatmasını asla denetlemeyen öğretmenler, ilk fırlatma için olan bir öğretmenle takım kurmak isteyebilir.
• Okulunuzun güvenlik politikalarına uyduğunuzdan emin olun.
• Elbette, fırlatma sadece dış mekanda yapılabilir.
• Roketin fırlatılmasına aktif olarak katılmayan öğrenciler ve diğerleri geride tutulmalıdır. 250 ft güvenli bir rakamdır.
• Fırlatma ekibinin tüm üyeleri koruyucu göz siperleri takmalıdır.
• Gösterilen tipteki roketler, yaklaşık 20 ft uzunluğunda bir çift tel ile elektriksel olarak ateşlenir. Fırlatma ekibi bir otomobilin veya başka bir koruyucu bariyerin arkasında durmalıdır. Gerekirse arabanın içine bile oturabilirler.
• Roket fırlatma kitlerinin alternatifinin bir ayak pompası kullanmak ve bir hava roketi fırlatmak olacağını unutmayın (boş bir soda şişesi veya roket için başka bir kap kullanarak).