Η πρώιμη επαφή με τη μηχανική και το σχεδιασμό μπορεί να δημιουργήσει στα παιδιά ένα δια βίου ενδιαφέρον για τους τομείς STEM και να αναπτύξει την κριτική τους σκέψη, την επίλυση προβλημάτων και τη δημιουργικότητά τους. Ωστόσο, η εύρεση διασκεδαστικών και κατάλληλων για την ηλικία δραστηριοτήτων που διδάσκουν τη διαδικασία σχεδιασμού της μηχανικής μπορεί να είναι δύσκολη. Αυτό το άρθρο περιέχει 21 ελκυστικές και διαδραστικές ασκήσεις για τη διαδικασία σχεδιασμού της μηχανικής, τις οποίες οι εκπαιδευτικοί μπορούν να απολαύσουν μεΟι δραστηριότητες αυτές έχουν ως στόχο να βοηθήσουν τους νέους να βρουν έναν πρακτικό τρόπο για να δώσουν δημιουργικά σχεδιαστικές λύσεις σε καθημερινά προβλήματα.

1. Η διαδικασία εξηγείται

Πρόκειται για μια εξαιρετική άσκηση για τους νέους, καθώς τους προσφέρει μια οπτική και διαδραστική μαθησιακή εμπειρία που μπορεί να κεντρίσει το ενδιαφέρον τους για τη μηχανική και να διεγείρει τη δημιουργικότητά τους. Αυτό το βίντεο περιγράφει λεπτομερώς τα βήματα της διαδικασίας σχεδιασμού, καθώς και άλλες ιδέες μηχανικής που παρατηρούνται στον κόσμο.

2. Κάντε το Marshmallow Challenge

Επειδή προάγει τη συνεργασία, την επίλυση προβλημάτων και τη δημιουργική σκέψη, η πρόκληση marshmallow είναι μια εξαιρετική άσκηση σχεδιαστικής διαδικασίας μηχανικής. Η πρόκλησή τους είναι απλά να χτίσουν έναν ουρανοξύστη από marshmallows και μακαρόνια. Ο ψηλότερος ουρανοξύστης κερδίζει.

3. Γράψτε τα παιδιά σε κατασκήνωση μηχανικών

Η εγγραφή των παιδιών σε μια κατασκήνωση μηχανικών είναι μια εξαιρετική προσέγγιση για την εισαγωγή τους στο αντικείμενο. Οι μαθητές μπορούν να χωριστούν σε ομάδες μηχανικών, όπου θα μάθουν για διάφορα επαγγέλματα μηχανικών και τη διαδικασία σχεδιασμού μηχανικών και θα εργαστούν σε ομαδικές εργασίες, ενώ παράλληλα θα βελτιώσουν την κριτική τους σκέψη και τις ικανότητες επίλυσης προβλημάτων.

4. Σχεδιάστε και κατασκευάστε έναν εκτοξευτή χάρτινων αεροπλάνων

Αυτή η δραστηριότητα επιτρέπει στους μαθητές να διερευνήσουν την αεροδυναμική, τη μηχανική και τις βασικές αρχές της φυσικής. Οι μαθητές μπορούν να δοκιμάσουν τα πρωτότυπά τους και να πειραματιστούν με διαφορετικά υλικά, όπως σωλήνες PVC, χαρτόνι, λαστιχάκια και ελατήρια. Χρησιμοποιώντας διάφορα σχέδια και στρατηγικές εκτόξευσης, μπορούν να καθορίσουν ποια πετάει πιο μακριά και πιο γρήγορα.

5. Δημιουργήστε μια αυτοσχέδια λάμπα λάβας χρησιμοποιώντας οικιακά αντικείμενα

Αυτή η δραστηριότητα μηχανολογικού σχεδιασμού διδάσκει στους νέους τα χαρακτηριστικά και την πυκνότητα των υγρών. Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα μείγμα υγρών, όπως νερό, καθαρή σόδα ή έλαια, μαζί με διαφορετικά χρώματα και αντικείμενα για να δημιουργήσουν όμορφες λάμπες λάβας, μαθαίνοντας παράλληλα για την επιστήμη πίσω από αυτές.

6. Κατασκευάστε μια απλή μηχανή χρησιμοποιώντας τουβλάκια Lego

Η κατασκευή μιας βασικής μηχανής από τουβλάκια Lego είναι μια εξαιρετική άσκηση διαδικασίας σχεδιασμού μηχανικής για την ενθάρρυνση της δημιουργικότητας, της επίλυσης προβλημάτων και της κριτικής σκέψης. Οι νέοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη φαντασία τους για να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν διάφορες μηχανές, όπως τροχαλίες, μοχλούς ή συστήματα γραναζιών.

7. Δημιουργήστε μια διαδρομή με μάρμαρα χρησιμοποιώντας σωλήνες από χαρτόνι και άλλα υλικά

Οι δάσκαλοι μπορούν να δώσουν στους μαθητές τους αυτό το έργο ως πρόκληση σχεδιασμού για την τάξη, ώστε να προωθήσουν τη δημιουργικότητα, την επίλυση προβλημάτων και τη συνεργασία. Τα παιδιά μπορούν να δοκιμάσουν συνδυασμούς διαφορετικών κλίσεων και εμποδίων για να κατασκευάσουν ένα μοναδικό τρενάκι με μάρμαρα.

8. Καταπέλτης με ξυλάκι παγωτού

Αυτή η δραστηριότητα ενθαρρύνει τη δημιουργικότητα. Χρησιμοποιώντας ξυλαράκια παγωτού, λαστιχάκια, ταινίες, κόλλα και ένα αντικείμενο για εκτόξευση, οι μαθητές μπορούν να δοκιμάσουν διάφορα σχέδια και να δημιουργήσουν έναν λειτουργικό καταπέλτη, ενώ παράλληλα μαθαίνουν για τη μηχανική και τις βασικές αρχές της φυσικής.

9. Κατασκευάστε ένα μίνι ηλιακό αυτοκίνητο χρησιμοποιώντας έναν μικρό κινητήρα και ένα ηλιακό πάνελ

Αυτή η δραστηριότητα θα διδάξει στα παιδιά τη βιώσιμη ενέργεια, τη μηχανική και τις βασικές αρχές της φυσικής. Οι μαθητές μπορούν να συνδυάσουν δημιουργικά υλικά όπως ελαστικούς τροχούς, χαρτόνι PVC, ταινία, καλώδια, κινητήρα συνεχούς ρεύματος και μεταλλικές ράβδους για να δημιουργήσουν ένα μίνι αυτοκίνητο με ηλιακή ενέργεια.

10. Δημιουργήστε ένα αυτοσχέδιο μουσικό όργανο χρησιμοποιώντας ανακυκλωμένα υλικά

Αυτή η δραστηριότητα θα διδάξει στα παιδιά τα ηχητικά κύματα και την ακουστική. Με υλικά όπως πτυσσόμενο χαρτόνι, μεταλλικές λωρίδες και χορδές, τα παιδιά μπορούν να φτιάξουν μοναδικά και πρακτικά μουσικά όργανα, μαθαίνοντας παράλληλα για την επιστήμη που κρύβεται πίσω από αυτά.

11. Κατασκευάστε ένα αιολικό αυτοκίνητο

Αυτή η διασκεδαστική δραστηριότητα εκθέτει τα παιδιά στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν απλά υλικά όπως καπάκια μπουκαλιών, μια επίπεδη ξύλινη σανίδα, ένα πτυσσόμενο κομμάτι χαρτόνι και μικροσκοπικά ξύλινα ραβδιά για να φτιάξουν ένα πρακτικό αιολικό αυτοκίνητο, μαθαίνοντας παράλληλα για την αιολική ενέργεια.

12. Δημιουργήστε ένα σύστημα φιλτραρίσματος νερού χρησιμοποιώντας ένα πλαστικό μπουκάλι και άμμο

Η κατασκευή ενός συστήματος φίλτρου νερού από ένα πλαστικό μπουκάλι και άμμο είναι μια εξαιρετική άσκηση για τη διδασκαλία των νέων σχετικά με τις έννοιες του φιλτραρίσματος και του καθαρισμού του νερού. Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα διαφανές πλαστικό μπουκάλι, άμμο, χαλίκι, ενεργό άνθρακα, ταινία και βαμβάκι για να κατασκευάσουν το απλό σύστημα φίλτρου, μαθαίνοντας παράλληλα για την ανάγκη για καθαρό νερό.

13. Σχεδιάστε και κατασκευάστε έναν λαβύρινθο χρησιμοποιώντας χαρτόνι και άλλα υλικά

Αυτό το σχέδιο λαβύρινθου ενθαρρύνει την επίλυση προβλημάτων και την κριτική σκέψη. Τα παιδιά μπορούν πρώτα να σχεδιάσουν ένα μοναδικό σχέδιο λαβύρινθου σε χαρτί και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν χαρτόνι για να τοποθετήσουν εμπόδια και προκλήσεις ώστε να σχηματίσουν έναν λειτουργικό λαβύρινθο σύμφωνα με το σχέδιό τους.

14. Κατασκευάστε ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα χρησιμοποιώντας μια μπαταρία και καλώδια

Τα παιδιά μπορούν να μάθουν για τις βασικές αρχές του ηλεκτρισμού και της ηλεκτρονικής δημιουργώντας ένα βασικό ηλεκτρικό κύκλωμα χρησιμοποιώντας μια μπαταρία και καλώδια στο πλαίσιο μιας συναρπαστικής άσκησης διαδικασίας σχεδιασμού μηχανικής. Μπορούν να δοκιμάσουν διαφορετικά επίπεδα τάσης και αντίστασης ενώ το κάνουν.

15. Σχεδιάστε και κατασκευάστε ένα μίνι θερμοκήπιο χρησιμοποιώντας ανακυκλωμένα υλικά

Αυτή η άσκηση ενθαρρύνει τη βιωσιμότητα, την εφευρετικότητα και την επίλυση προβλημάτων. Τα παιδιά μπορούν να χρησιμοποιήσουν ξυλάκια παγωτού για να δημιουργήσουν ένα πλαίσιο με την εφαρμογή κόλλας και μπορούν να τοποθετήσουν ένα διαφανές πλαστικό κύπελλο ως κάλυμμα, αφού τρυπήσουν τρύπες εξαερισμού μέσα στο κύπελλο. Όταν ολοκληρωθεί αυτό, μπορούν να τοποθετήσουν ένα σπορόφυτο σε μια μίνι γλάστρα στο εσωτερικό του και να το παρακολουθήσουν να μεγαλώνει.

16. Δημιουργήστε ένα αυτοκίνητο που κινείται με μπαλόνι χρησιμοποιώντας καλαμάκια και ένα μπαλόνι

Αυτή είναι μια διασκεδαστική και συναρπαστική άσκηση που διδάσκει στους νέους τη μηχανική και τη φυσική. Αφού τα παιδιά συνδέσουν χαρτόνι σε πλαστικούς τροχούς για να σχηματίσουν ένα τροχοπέδιλο, ένα καλαμάκι που εισάγεται εν μέρει μέσα σε ένα μπαλόνι στερεώνεται σφιχτά στο μπαλόνι με ένα λαστιχάκι και κολλάει στο τροχοπέδιλο. Όταν τα παιδιά φυσάνε αέρα στο μπαλόνι, η ορμή του αέρα προκαλεί την προώθηση του τροχοπέδιλου.

17. Κατασκευάστε ένα σύστημα τροχαλίας σνακ

Η άσκηση της δημιουργίας ενός συστήματος τροχαλίας για σνακ εκπαιδεύει τα παιδιά σχετικά με τη λειτουργία των τροχαλιών και των βασικών μηχανών. Για να κατασκευάσουν ένα χρήσιμο και δημιουργικό σύστημα τροχαλίας για σνακ, τα παιδιά θα συνδυάσουν σπάγκο, ταινία, πλαστικά ποτήρια και ένα κουτί από χαρτόνι.

18. Σχεδιάστε και κατασκευάστε ένα ανεμόπτερο χρησιμοποιώντας ξύλο balsa και χαρτί υγείας

Τα παιδιά μπορούν να ξεκινήσουν τη διαδικασία σχεδιασμού τους στο χαρτί, σχεδιάζοντας τα βασικά σχέδια του ανεμοπλάνου που θέλουν να κατασκευάσουν. Με βάση τα σχέδια και τη βοήθεια των εκπαιδευτών τους, μπορούν να συνδυάσουν υλικά όπως ξύλο balsa, φελιζόλ, χαρτόνι, χαρτί και ταινία, για να κατασκευάσουν μοναδικά ανεμοπλάνα.

19. Δημιουργήστε ένα απλό μηχανοκίνητο σκάφος χρησιμοποιώντας έναν μικρό κινητήρα και μια προπέλα

Σε αυτή τη δραστηριότητα, τα παιδιά μπορούν να χρησιμοποιήσουν υλικά όπως έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος, αδιάβροχα στεγανωτικά, μια προπέλα, μερικά καλώδια, κόλλα, ψαλίδι, φελιζόλ και κολλητήρι για να δημιουργήσουν ένα μηχανοκίνητο σκάφος με βάση τα σχέδιά τους. Οι δάσκαλοι θα πρέπει να είναι άμεσα διαθέσιμοι για να βοηθήσουν στο χειρισμό πολύπλοκων εργαλείων.

20. Κατασκευάστε ένα απλό αιωρόπλοιο χρησιμοποιώντας ένα μπαλόνι και ένα CD

Αυτή η δραστηριότητα διδάσκει στους μαθητές για την πίεση του αέρα και την αεροδυναμική. Με υλικά όπως ένα μπαλόνι, κόλλα και ένα compact disc, οι δάσκαλοι μπορούν να βοηθήσουν τα παιδιά να σχεδιάσουν ένα απλό αεροπλανάκι Hovercraft, ενώ μαθαίνουν για την άνωση και την ώθηση.

21. Σχεδιάστε και κατασκευάστε ένα απλό ρομποτικό χέρι χρησιμοποιώντας καλαμάκια και μια χορδή

Αυτό το σχεδιαστικό έργο ενθαρρύνει τη δημιουργικότητα, την επίλυση προβλημάτων και την κριτική σκέψη. τα παιδιά μπορούν να περάσουν χορδές μέσα από καλαμάκια και να συνδέσουν τα καλαμάκια σε μια βάση από χαρτόνι, αφού πρώτα εξασφαλίσουν ότι οι χορδές είναι συρραμμένες μέσα στο καλαμάκι. Μόλις ολοκληρωθεί, αυτό το απλό ρομποτικό χέρι θα μπορεί να κλείνει ή να ανοίγει όταν τραβιέται ή αφήνεται η χορδή.