Verkefni 4
Nafn verkþáttar
Að byggja upp Rube Goldberg vél með upcycled efnum
Inngangur að efninu
Á 1920. áratugnum byrjaði bandaríski skopmyndateiknarinn Rube Goldberg að teikna röð sína "Uppfinningar prófessors Lucifer Gorgonzola Butts". Teiknimyndasögurnar voru alltaf þær sömu. Lúsífer, sem aldrei sást í teiknimyndasögunum, gerði tilraunir með mjög flóknar vélar sem framkvæmdu mjög einföld verkefni: að nota servíettu, vökva plönturnar eða búa til appelsínusafa. Goldberg lést árið 1970 og arfleifð hans heldur þó áfram. "Rube Goldberg vélar" eru tegund á YouTube og TikTok og hafa birst í mörgum kvikmyndum og sjónvarpsþáttum. Þessar vélar eiga meira að segja sitt eigið heimsmet Guinness.
Með þessari kennsluáætlun geta kennarar hannað verkefnatengda kennslustund sem felur í sér alla fimm þætti hönnunarferlisins. Sem æfing til að leysa vandamál hafa nemendur það verkefni að hanna Rube Goldberg vél sem getur slökkt á kerti. Vélin skal samanstanda af a.m.k. þremur aðskildum íhlutum og með blásara. Þar að auki ætti vélin að vera smíðuð úr endurunnu efni. Þegar lokið og prófað, blásari ætti að repurposed og nota sem garður whirl.
Dæmi um Rube Goldberg vél:
Uppruni
https://www.youtube.com/watch?v=k6nhID36eA4
Námsmarkmið
- Nemendur munu skilja STEAM hugtökin og verkfræðihönnunarferlið og beita þeim þvert í gegnum æfingu.
- Nemendur læra um verkfræðihönnunarferlið og hvernig á að beita því til að hanna og smíða hagnýta Rube Goldberg vél.
- Nemendur munu nota sköpunargáfu sína og gagnrýna hugsunarhæfileika til að koma með nýstárlegar lausnir á þessari upcycle áskorun.
Efni
Við smíði Rube Goldberg vélarinnar geta nemendur notað hvers kyns endurunnið efni, en efni sem koma frá skólaúrgangi ættu að hafa forgang. Til dæmis, með því að nota dósir (drykkjardósir), bolla (jógúrtbolla) og ílát (barnaþurrkukassar) sparar mikla peninga á efni í kennslustofunni og kennir góða umhverfisvenjur.
Fleiri dæmi -
- Upcycled efni: pappakassar, plastflöskur, gömul leikföng (marmari eða kúlur), meðal annarra.
- Föndurefni og ritföng: Lím, límband, skæri, mælitæki (reglustika, protractor, meðal annarra)
Flokkun og/eða samskipti
Lengd: 2-3 kennslutímabil (fer eftir því hversu flókið verkefnið er)
Samskipti: Teymi (3 - 4 manns í hóp)
Hvernig á að - Lýsing Framkvæmd
Nemendur hanna og smíða Rube Goldberg vél með uppunnum efnum. (STEAM nálgunin og verkfræðihönnunarferlið eru felld þvert inn í þessa kennsluáætlun).
STEAM Hugtök:
- Vísindi: þyngdarafl, hreyfing, orka, kraftur.
- Tækni: nota verkfæri og efni til að smíða vél.
- Verkfræði: beita verkfræðihönnunarferlinu til að búa til hagnýta vél.
- Listir: að hanna vélina til að vera sjónrænt aðlaðandi.
- Stærðfræði: mæla og reikna vegalengdir, horn og aðrar breytur.
Verkfræðihönnunarferli > Verkfræðihönnunarferlið er röð skrefa sem verkfræðingar fylgja til að finna lausn á vandamáli (sjá einingu 4 til að læra meira um þetta efni).
Dagur 1
Kynning:
- Kynntu hugmyndina um Rube Goldberg vélar og sýndu dæmi um mismunandi vélar í aðgerð (you can use this video https://youtu.be/k6nhID36eA4).
- Útskýrðu fyrir nemendum þínum að kennslustundin feli í sér röð skrefa sem þeir verða að fylgja (Verkfræðihönnunarferli). Segðu þeim líka að starfsemin sem þeir munu taka þátt í muni prófa sköpunargáfu þeirra þar sem þeir munu gera tilraunir með mismunandi leiðir til að breyta venjulegum hlutum í vél sem getur blásið á kerti.
- Hönnunarferlið https://www.pbslearningmedia.org/resource/adptech12.sci.engin.design.idsprocess/the-design-process/
Aðferð:
- Skref 2 & 3 (frá EDP) > Hugarflug/hönnun - Útskýrðu markmið verkefnisins (sjá Inngangur að efninu) og farðu yfir verkfræðihönnunarferlið.
- Aðstoð við kennslu:
- Einfaldar vélar og Rube Goldberg áskorunin https://www.youtube.com/watch?v=nf094faga5w&list=RDCMUCpRCG3gGtWqieJe-LGmi93w&index=3
- Handvirk virkni - Hannaðu og byggðu Rube Goldberg https://www.teachengineering.org/activities/view/cub_simp_machines_lesson05_activity1
- Skiptu nemendum í litla hópa og dreifðu efni. Nemendur hugleiða hugmyndir að vélum sínum og byrja að hanna teikningu eða skissu.
- Nemendur halda áfram að hanna vélina sína, fella STEAM hugtök og fylgja skrefum verkfræðihönnunarferlisins.
- Hvetja nemendur til að nota uppunnið efni eins mikið og mögulegt er. Fylgstu með og aðstoðaðu nemendur þegar þeir vinna að hönnun sinni. Nemendur ættu að hafa skýra áætlun og teikningu fyrir vélina sína í lok dags 1.
Dagur 2
- Skref 4 > smíða (Prófaðu og metið / endurhannaðu) - Nemendur byrja að smíða vélina sína, fylgja teikningum sínum og gera breytingar eftir þörfum.
- Hvetja nemendur til að vinna saman og eiga skilvirk samskipti innan hópsins síns. Fylgstu með og aðstoðaðu nemendur þegar þeir smíða vélina sína.
Dagur 3
*Það fer eftir flækjustiginu er hægt að bæta einum degi í viðbót við áætlunina.
- Nemendur klára að smíða vélina sína. Hópar prófa vélina sína og gera nauðsynlegar breytingar.
- Hvetja nemendur til að meta frammistöðu vélarinnar og íhuga leiðir til að bæta hana.
Dagur 4
- Skref 5 > Samnýtingarlausnir - Nemendur kynna vélina sína fyrir bekknum og útskýra STEAM hugtökin sem þeir notuðu (td þyngdarafl, hreyfing, verkfæri sem notuð eru).
- Hvetja nemendur til að vera skapandi og fella listræna þætti inn í kynningar sínar. Bekkjarfélagar spyrja spurninga og veita endurgjöf um vél hvers hóps.
Notkun tækisins sem þú bjóst til - Sjálfbærni gripsins
Þar sem þetta eru vélar sem ekki er ætlað að endast, felur þessi starfsemi í sér matsleiðbeiningar fyrir kennara.
Nemendur verða metnir eftir getu þeirra til að:
- Vinna saman og eiga skilvirk samskipti innan hópsins.
- Notaðu STEAM hugtök og verkfræðihönnunarferlið til að hanna og smíða hagnýta Rube Goldberg vél.
- Notaðu endurunnið efni á skapandi og áhrifaríkan hátt.
- Meta afköst vélarinnar og gera nauðsynlegar breytingar.
- Kynntu vélina sína og útskýrðu STEAM hugtökin og verkfræðihönnunarferlið sem þeir notuðu.
Aukastarfsemi
NASA STEM Engagement: NASA býður upp á breitt úrval af STEM starfsemi og úrræðum fyrir nemendur á öllum aldri. Verkfræðilegar hönnunaráskoranir sem tengjast geimkönnun má finna.
https://www.nasa.gov/stem
Skoðaðu umfangsmikið bókasafn TeachingEnglish.org með K12 athöfnum, kennslustundum og áskorunum innan STEM námskrár þeirra: www.teachengineering.org/curriculum/browse?EngineeringCategory=Full%20design
