Activiteit nummer 4
Naam van de activiteit
Een Rube Goldberg-machine bouwen met behulp van gerecyclede materialen
Introductie van het onderwerp
In de jaren twintig begon de Amerikaanse cartoonist Rube Goldberg met het tekenen van zijn serie ‘Inventions of Professor Lucifer Gorgonzola Butts’. De strips waren altijd hetzelfde. Lucifer, die nog nooit in de strips te zien was, experimenteerde met extreem ingewikkelde machines die heel eenvoudige taken uitvoerden: een servet gebruiken, de planten water geven of sinaasappelsap maken. Goldberg stierf in 1970, maar zijn nalatenschap gaat voort. ‘Rube Goldberg machines’ zijn een genre op YouTube en TikTok en zijn in veel films en tv-series verschenen. Deze machines hebben zelfs een eigen Guinness Wereldrecord.
Dit gezegd hebbende, kunnen leraren met dit lesplan een op activiteiten gebaseerde les ontwerpen die alle vijf elementen van het ontwerpproces omvat. Als probleemoplossende oefening hebben de leerlingen de taak een Rube Goldberg-machine te ontwerpen die een kaars kan doven. De machine moet uit minimaal drie afzonderlijke componenten bestaan en voorzien zijn van een ventilator . Bovendien moet de machine worden gebouwd met gerecyclede materialen. Eenmaal klaar en getest, moet de blazer opnieuw worden gebruikt en als tuinwerveling worden gebruikt.
Voorbeeld van een Rube Goldberg-machine:
Bron
https://www.youtube.com/watch?v=k6nhID36eA4
leerdoelen
- De leerlingen zullen de STEAM-concepten en het technische ontwerpproces begrijpen en deze transversaal in de praktijk toepassen.
- Leerlingen leren over het technische ontwerpproces en hoe ze dit kunnen toepassen bij het ontwerpen en bouwen van een functionele Rube Goldberg-machine.
- Leerlingen zullen hun creativiteit en kritische denkvaardigheden gebruiken om innovatieve oplossingen te bedenken voor deze upcycling-uitdaging.
Materialen
Voor de constructie van de Rube Goldberg-machine kunnen leerlingen elk soort gerecycled materiaal gebruiken, maar er moet prioriteit worden gegeven aan materialen die afkomstig zijn van schoolafval. Door bijvoorbeeld blikjes (drankblikjes), bekers (yoghurtbekers) en containers (doosjes voor babydoekjes) te gebruiken, bespaart u veel geld op lesmateriaal en leert u goede milieugewoonten.
Meer voorbeelden -
- Geüpcyclede materialen: onder meer kartonnen dozen, plastic flessen, oud speelgoed (knikkers of ballen).
- Knutselmaterialen en briefpapier: lijm, tape, schaar, meetgereedschap (onder andere liniaal, gradenboog)
Groepering en/of interactie
Duur: 2-3 lesperioden (afhankelijk van de complexiteit van het project)
Interactie: Teams (3 - 4 personen per groep)
Hoe kan ik - Beschrijving Executie
Leerlingen ontwerpen en bouwen een Rube Goldberg-machine met behulp van upcycled materiaal. (De STEAM-aanpak en het technisch ontwerpproces zijn transversaal in dit lesplan opgenomen).
STEAM-concepten:
- Wetenschap: zwaartekracht, beweging, energie, kracht.
- Technologie: gereedschappen en materialen gebruiken om een machine te bouwen.
- Engineering: het technische ontwerpproces toepassen om een functionele machine te creëren.
- Kunst: de machine zo ontwerpen dat deze visueel aantrekkelijk is.
- Wiskunde: afstanden, hoeken en andere variabelen meten en berekenen.
Engineeringontwerpproces > Het engineeringontwerpproces bestaat uit een reeks stappen die ingenieurs volgen om een oplossing voor een probleem te vinden (zie Module 4 voor meer informatie over dit onderwerp).
Dag 1
Invoering:
- Introduceer het concept van Rube Goldberg-machines en laat voorbeelden zien van verschillende machines in actie (je kunt deze video gebruiken https://youtu.be/k6nhID36eA4).
- Leg uw leerlingen uit dat de sessie een reeks stappen omvat die ze moeten volgen (Technisch Ontwerpproces). Vertel ze ook dat de activiteit waaraan ze zullen deelnemen hun creativiteit op de proef zal stellen, aangezien ze zullen experimenteren met verschillende manieren om van gewone dingen een machine te maken die kaarsen kan blazen.
- Het ontwerpproces https://www.pbslearningmedia.org/resource/adptech12.sci.engin.design.idsprocess/the-design-process/
Procedure:
- Stappen 2 en 3 (uit het EDP) > Brainstorm/ontwerp - Leg de projectdoelstelling uit (zie Inleiding van het onderwerp) en bekijk het technische ontwerpproces.
- Leerhulp:
- Eenvoudige machines en de Rube Goldberg-uitdaging https://www.youtube.com/watch?v=nf094faga5w&list=RDCMUCpRCG3gGtWqieJe-LGmi93w&index=3
- Praktische activiteit - Ontwerp en bouw een Rube Goldberg https://www.teachengineering.org/activities/view/cub_simp_machines_lesson05_activity1
- Verdeel de leerlingen in kleine groepen en deel materialen uit. Leerlingen brainstormen over ideeën voor hun machines en beginnen met het ontwerpen van een blauwdruk of schets.
- De leerlingen gaan door met het ontwerpen van hun machine, waarbij ze STEAM-concepten integreren en de stappen van het technische ontwerpproces volgen.
- Moedig leerlingen aan om zoveel mogelijk geüpcycled materiaal te gebruiken. Monitor en help leerlingen terwijl ze aan hun ontwerpen werken. Leerlingen moeten tegen het einde van dag 1 een duidelijk plan en blauwdruk voor hun machine hebben.
Dag 2
- Stap 4 > Bouwen (testen en evalueren / opnieuw ontwerpen) - Leerlingen beginnen met het bouwen van hun machine, volgen hun blauwdruk en brengen indien nodig aanpassingen aan.
- Moedig leerlingen aan om samen te werken en effectief te communiceren binnen hun groep. Monitor en help leerlingen bij het bouwen van hun machine.
Dag 3
*Afhankelijk van de complexiteit kan er nog één dag aan de planning worden toegevoegd.
- De leerlingen voltooien het bouwen van hun machine. Groepen testen hun machine en voeren eventuele aanpassingen uit.
- Moedig leerlingen aan om de prestaties van hun machine te evalueren en na te denken over manieren om deze te verbeteren.
Dag 4
- Stap 5 > Oplossingen delen - De leerlingen presenteren hun machine aan de klas en leggen de STEAM-concepten uit die ze gebruikten (bijvoorbeeld zwaartekracht, beweging, gebruikte gereedschappen).
- Moedig leerlingen aan om creatief te zijn en artistieke elementen in hun presentaties op te nemen. Klasgenoten stellen vragen en geven feedback op de machine van elke groep.
Gebruik van het apparaat dat je hebt gemaakt - duurzaamheid van het artefact
Omdat dit machines zijn die niet bedoeld zijn om lang mee te gaan, omvat deze activiteit beoordelingsrichtlijnen voor leraren.
Leerlingen worden beoordeeld op hun vermogen om:
- Werk samen en communiceer effectief binnen hun groep.
- Pas STEAM-concepten en het technische ontwerpproces toe om een functionele Rube Goldberg-machine te ontwerpen en te bouwen.
- Gebruik upcycled materiaal creatief en effectief.
- Evalueer de prestaties van hun machine en voer de nodige aanpassingen uit.
- Presenteer hun machine en leg de STEAM-concepten en het technische ontwerpproces uit dat ze hebben gebruikt.
Extra activiteiten
NASA STEM-betrokkenheid: NASA biedt een breed scala aan STEM-activiteiten en -bronnen voor leerlingen van alle leeftijden. Er zijn technische ontwerpuitdagingen met betrekking tot ruimteverkenning te vinden.
https://www.nasa.gov/stem
Ontdek de uitgebreide bibliotheek van TeachingEnglish.org met K12-activiteiten, lessen en uitdagingen binnen hun STEM-curriculum: www.teachengineering.org/curriculum/browse?EngineeringCategory=Full%20design
