Včasné seznámení s inženýrstvím a designem může v dětech vyvolat celoživotní zájem o oblasti STEM a rozvíjet jejich kritické myšlení, řešení problémů a kreativitu. Přesto může být obtížné najít zábavné a věku přiměřené aktivity, které učí proces inženýrského navrhování. Tento článek obsahuje 21 poutavých a interaktivních cvičení na proces inženýrského navrhování, které mohou pedagogové využít sjejich děti. Tyto aktivity mají mladým lidem pomoci najít praktický způsob, jak kreativně poskytnout designová řešení každodenních problémů.

1. Vysvětlení procesu

Jedná se o vynikající cvičení pro mladé lidi, protože jim poskytuje vizuální a interaktivní výuku, která může vzbudit jejich zájem o inženýrství a podnítit jejich kreativitu. Toto video podrobně popisuje kroky v procesu navrhování a také další inženýrské nápady, které lze pozorovat ve světě.

2. Udělejte Marshmallow Challenge

Protože podporuje spolupráci, řešení problémů a tvůrčí myšlení, je marshmallow challenge vynikajícím cvičením v procesu inženýrského navrhování. Jejich úkolem je jednoduše postavit mrakodrap z marshmallow a špaget. Vyhrává ten, kdo postaví nejvyšší mrakodrap.

3. Přihlaste děti na technický tábor

Přihlášení dětí na inženýrský tábor je skvělým přístupem k seznámení s tímto oborem. Žáci mohou být rozděleni do inženýrských týmů, kde se seznámí s různými inženýrskými profesemi a procesem navrhování, budou pracovat na skupinových projektech a zároveň si zdokonalí kritické myšlení a schopnost řešit problémy.

4. Navrhněte a sestrojte odpalovací zařízení papírových letadel

Tato aktivita umožňuje žákům zkoumat aerodynamiku, mechaniku a základy fyziky. Žáci mohou testovat své prototypy a experimentovat s různými materiály, jako jsou PVC trubky, lepenka, gumičky a pružiny. Pomocí různých konstrukcí a strategií vypouštění mohou určit, které z nich doletí nejdále a nejrychleji.

5. Vytvořte si domácí lávovou lampu z domácích potřeb

Tato inženýrská konstrukční aktivita učí mladé lidi o vlastnostech kapalin a jejich hustotě. Studenti mohou použít směs kapalin, jako je voda, čirá soda nebo oleje, spolu s různými barvami a předměty, aby vytvořili krásné lávové lampy a zároveň se dozvěděli o vědeckých základech.

6. Sestavení jednoduchého stroje z kostek Lego

Sestavení základního stroje z kostek Lego je vynikajícím cvičením v procesu inženýrského navrhování, které podporuje kreativitu, řešení problémů a kritické myšlení. Mladí lidé mohou využít svou představivost a navrhnout a postavit různé stroje, jako jsou kladky, páky nebo převodové systémy.

7. Vytvoření mramorové dráhy pomocí kartonových trubek a dalších materiálů

Učitelé mohou tento projekt zadat svým žákům jako třídní konstrukční úkol, který podpoří kreativitu, řešení problémů a spolupráci. Děti si mohou vyzkoušet kombinace různých sklonů a překážek a postavit tak jedinečnou kuličkovou dráhu.

8. Katapult z nanuků

Tato aktivita podporuje kreativitu. Pomocí dřívek od nanuků, gumiček, pásků, lepidla a předmětu k vystřelení si žáci mohou vyzkoušet různé konstrukce a vytvořit funkční katapult a zároveň se seznámit se základy mechaniky a fyziky.

9. Sestavení miniaturního auta na solární pohon pomocí malého motoru a solárního panelu

Při této aktivitě se děti seznámí s udržitelnou energií, mechanikou a základy fyziky. Žáci mohou kreativně kombinovat materiály, jako jsou gumová kola, PVC deska, páska, dráty, stejnosměrný motor a kovové tyče, a vytvořit tak miniaturní automobil poháněný solární energií.

10. Vytvoření domácího hudebního nástroje z recyklovaných materiálů

Při této aktivitě se děti seznámí se zvukovými vlnami a akustikou. S materiály, jako je skládací karton, kovové pásky a struny, si mohou vyrobit jedinečné a praktické hudební nástroje a zároveň se dozvědět něco o vědě, která za nimi stojí.

11. Postavte si auto poháněné větrem

Tato zábavná aktivita seznamuje děti s obnovitelnou energií. Žáci si mohou z jednoduchých materiálů, jako jsou víčka od lahví, plochá dřevěná deska, skládací kus kartonu a malé dřevěné tyčky, vyrobit praktický automobil poháněný větrem a zároveň se dozvědět něco o větrné energii.

12. Vytvoření systému filtrace vody pomocí plastové láhve a písku

Výroba vodního filtračního systému z plastové láhve a písku je skvělým cvičením pro výuku mladých lidí o pojmech filtrace a čištění vody. Žáci mohou použít průhlednou plastovou láhev, písek, štěrk, aktivní uhlí, lepicí pásku a vatu k výrobě jednoduchého filtračního systému a zároveň se dozvědět o potřebě čisté vody.

13. Navrhněte a postavte bludiště z kartonu a dalších materiálů

Tento projekt bludiště podporuje řešení problémů a kritické myšlení. Děti si mohou nejprve nakreslit jedinečný návrh bludiště na papír a poté pomocí kartonu rozmístit překážky a výzvy tak, aby vzniklo funkční bludiště podle jejich návrhu.

14. Sestavte jednoduchý elektrický obvod pomocí baterie a drátů

Děti se mohou seznámit se základy elektřiny a elektroniky tím, že vytvoří základní elektrický obvod pomocí baterie a drátů v rámci poutavého cvičení inženýrského projektování. Mohou si při tom vyzkoušet různé úrovně napětí a odporu.

15. Navrhněte a postavte mini skleník z recyklovaných materiálů

Toto cvičení podporuje udržitelnost, vynalézavost a řešení problémů. Děti mohou pomocí tyčinek od nanuků vytvořit rám s použitím lepidla a po propíchnutí větracích otvorů v kelímku na něj mohou umístit průhledný plastový kelímek jako kryt. Po dokončení mohou dovnitř umístit sazeničku v minikvětináči a sledovat, jak roste.

16. Vytvoření auta poháněného balónkem pomocí brček a balónku

Jedná se o zábavné a napínavé cvičení, při kterém se děti učí mechanice a fyzice. Poté, co děti připevní lepenku k plastovým kolečkům a vytvoří tak základ kola, je k balónku gumičkou pevně připevněno brčko vložené částečně do balónku a přilepené k základu kola. Když děti do balónku fouknou vzduch, způsobí jeho proudění pohon základu kola.

17. Vyrobte si systém svačinových kladek

Cvičení na vytvoření svačinového kladkového systému děti poučí o fungování kladek a základních strojů. Při sestavování užitečného a kreativního svačinového kladkového systému budou děti kombinovat provázek, lepicí pásku, plastové kelímky a kartonovou krabici.

18. Navrhněte a postavte kluzák z balsového dřeva a hedvábného papíru

Děti mohou začít svůj návrhový proces na papíře; nakreslí si základní schéma kluzáku, který chtějí postavit. Na základě svých schematických nákresů a s pomocí instruktorů mohou kombinovat materiály, jako je balsové dřevo, polystyren, karton, papír a lepicí páska, a vytvořit tak jedinečné kluzáky.

19. Vytvoření jednoduchého motorového člunu pomocí malého motoru a vrtule

Při této aktivitě mohou děti použít materiály, jako je stejnosměrný motor, vodotěsné tmely, lodní šroub, několik drátů, lepidlo, nůžky, polystyren a pájka, a vytvořit tak motorový člun podle svých návrhů. Lektoři budou muset být pohotově k dispozici, aby pomohli se složitými nástroji.

20. Sestavení jednoduchého vznášedla pomocí balónku a cédéčka

Tato aktivita učí žáky o tlaku vzduchu a aerodynamice. S materiály, jako je balónek, lepidlo a kompaktní disk, mohou lektoři pomáhat dětem navrhnout jednoduché vznášedlo a zároveň se učit o vztlaku a tlaku.

21. Navrhněte a sestrojte jednoduchou robotickou ruku pomocí brček a provázku

Tento konstrukční projekt podporuje kreativitu, řešení problémů a kritické myšlení. děti mohou provléknout provázky brčky a připevnit je k lepenkové základně poté, co se ujistí, že jsou provázky sešité uvnitř brčka. Po dokončení bude tato jednoduchá robotická ruka schopná se zavřít nebo otevřít, když se provázky zatáhnou nebo uvolní.