Varhainen altistuminen insinööritieteille ja suunnittelulle voi synnyttää lapsissa elinikäisen kiinnostuksen STEM-alueita kohtaan ja kehittää heidän kriittistä ajatteluaan, ongelmanratkaisuaan ja luovuuttaan. Viihdyttävien ja ikäkaudelle sopivien aktiviteettien löytäminen insinööritieteiden suunnitteluprosessin opettamiseen voi kuitenkin olla hankalaa. Tässä artikkelissa on 21 kiehtovaa ja vuorovaikutteista insinööritieteiden suunnitteluprosessin harjoitusta, joita kasvattajat voivat tehdä yhdessä seuraavien kanssaNäiden toimintojen tarkoituksena on auttaa nuoria löytämään käytännönläheinen tapa löytää luovia suunnitteluratkaisuja jokapäiväisiin ongelmiin.

1. Prosessin selitys

Tämä on erinomainen harjoitus nuorille, sillä se tarjoaa heille visuaalisen ja vuorovaikutteisen oppimiskokemuksen, joka voi herättää heidän kiinnostuksensa tekniikkaa kohtaan ja stimuloida heidän luovuuttaan. Tässä videossa kerrotaan yksityiskohtaisesti suunnitteluprosessin vaiheista sekä muista tekniikan ideoista, jotka ovat havaittavissa maailmassa.

2. Tee vaahtokarkkihaaste

Koska vaahtokarkkihaaste edistää yhteistyötä, ongelmanratkaisua ja luovaa ajattelua, se on erinomainen insinöörityön suunnitteluprosessin harjoitus. Heidän tehtävänään on yksinkertaisesti rakentaa pilvenpiirtäjä vaahtokarkeista ja spagetista. Korkein pilvenpiirtäjä voittaa.

3. Ilmoita lapset tekniikan leirille

Oppilaat voidaan jakaa insinööritiimeihin, joissa he oppivat eri insinööriammateista ja insinöörisuunnitteluprosessista ja työskentelevät ryhmätöiden parissa hioen samalla kriittistä ajattelua ja ongelmanratkaisukykyä.

4. Suunnittele ja rakenna paperilentokoneen laukaisulaite.

Tämän aktiviteetin avulla oppilaat voivat tutkia aerodynamiikkaa, mekaniikkaa ja fysiikan perusteita. Oppilaat voivat testata prototyyppejään ja kokeilla eri materiaaleja, kuten PVC-putkia, pahvia, kuminauhoja ja jousia. Käyttämällä erilaisia malleja ja laukaisustrategioita he voivat määrittää, mitkä lentävät pisimmälle ja nopeimmin.

5. Luo kotitekoinen laavalamppu käyttämällä kotitaloustavaroita

Tässä suunnittelutehtävässä nuorille opetetaan nesteiden ominaisuuksia ja tiheyttä. Oppilaat voivat käyttää nesteiden, kuten veden, kirkkaan soodan tai öljyjen, sekoitusta sekä eri värejä ja esineitä luodakseen kauniita laavalamppuja ja oppiakseen samalla niiden taustalla olevasta tieteestä.

6. Yksinkertaisen koneen rakentaminen Lego-palikoilla

Peruskoneen rakentaminen Lego-palikoista on erinomainen insinöörisuunnitteluprosessin harjoitus, joka kannustaa luovuuteen, ongelmanratkaisuun ja kriittiseen ajatteluun. Nuoret voivat käyttää mielikuvitustaan suunnitellessaan ja rakentaessaan erilaisia koneita, kuten hihnapyöriä, vipuja tai vaihteistoja.

7. Luo marmorijuoksu käyttäen pahviputkia ja muita materiaaleja

Opettajat voivat antaa oppilailleen tämän projektin luokan suunnitteluhaasteeksi, jolla edistetään luovuutta, ongelmanratkaisua ja yhteistyötä. Lapset voivat kokeilla eri rinteiden ja esteiden yhdistelmiä rakentaakseen ainutlaatuisen marmoriradan.

8. Popsicle stick Katapultti

Tämä aktiviteetti kannustaa luovuuteen. Oppilaat voivat kokeilla erilaisia malleja ja luoda toimivan katapultin käyttämällä jäätelötikkuja, kuminauhoja, teippejä, liimaa ja laukaistavaa esinettä ja oppia samalla mekaniikan ja fysiikan perusteita.

9. Rakenna aurinkoenergialla toimiva miniauto käyttäen pientä moottoria ja aurinkopaneelia.

Tämä aktiviteetti opettaa lapsille kestävää energiaa, mekaniikkaa ja fysiikan perusteita. Oppilaat voivat yhdistellä luovasti materiaaleja, kuten kumipyöriä, PVC-levyä, teippiä, johtoja, tasavirtamoottoria ja metallitankoja, luodakseen aurinkoenergialla toimivan miniauton.

10. Luo kotitekoinen soitin kierrätysmateriaaleja käyttäen

Tämä aktiviteetti opettaa lapsille ääniaalloista ja akustiikasta. Taitettavan pahvin, metalliliuskojen ja jousien kaltaisten materiaalien avulla lapset voivat tehdä ainutlaatuisia ja käytännöllisiä soittimia ja oppia samalla niiden taustalla olevasta tieteestä.

11. Rakenna tuulivoimalla toimiva auto

Oppilaat voivat käyttää yksinkertaisia materiaaleja, kuten pullonkansia, litteää puulevyä, taitettavaa pahvinpalaa ja pieniä puutikkuja, tehdäkseen käytännöllisen tuulivoimalla toimivan auton ja oppiakseen samalla tuulienergiasta.

12. Luo veden suodatusjärjestelmä muovipullon ja hiekan avulla

Veden suodatusjärjestelmän tekeminen muovipullosta ja hiekasta on hyvä harjoitus, jonka avulla voidaan opettaa nuorille veden suodattamista ja puhdistamista koskevia käsitteitä. Oppilaat voivat käyttää kirkasta muovipulloa, hiekkaa, soraa, aktiivihiiltä, teippiä ja vanua yksinkertaisen suodatusjärjestelmän tekemiseen ja samalla oppia puhtaan veden tarpeesta.

13. Suunnittele ja rakenna sokkelo pahvia ja muita materiaaleja käyttäen.

Tämä sokkeloprojekti kannustaa ongelmanratkaisuun ja kriittiseen ajatteluun. Lapset voivat ensin piirtää ainutlaatuisen sokkelon paperille ja sitten asettaa pahvin avulla esteitä ja haasteita, jotta he saavat suunnitelmansa mukaisen toimivan sokkelon.

14. Rakenna yksinkertainen virtapiiri pariston ja johtojen avulla.

Lapset voivat oppia sähkön ja elektroniikan perusteita luomalla peruspiirin pariston ja johtojen avulla osana mielenkiintoista suunnitteluprosessiharjoitusta. He voivat samalla testata eri jännitteitä ja vastuksia.

15. Suunnittele ja rakenna minikasvihuone kierrätysmateriaaleista.

Tämä harjoitus kannustaa kestävyyteen, kekseliäisyyteen ja ongelmanratkaisuun. Lapset voivat käyttää jäätelötikkuja luodakseen kehyksen liiman avulla, ja he voivat asettaa sen päälle kirkkaan muovikupin kanneksi puhkaistuaan ensin ilmanvaihtoreiät kuppiin. Kun tämä on valmis, he voivat asettaa taimen miniruukkuun sisälle ja katsella sen kasvua.

16. Luo ilmapallokäyttöinen auto käyttämällä olkia ja ilmapalloa

Tämä on hauska ja jännittävä harjoitus, joka opettaa nuorille mekaniikkaa ja fysiikkaa. Kun lapset ovat kiinnittäneet kartonkia muovipyöriin pyöräkerroksen muodostamiseksi, osittain ilmapalloon työnnetty olki kiinnitetään ilmapalloon tiukasti kuminauhalla ja teipataan pyöräkerrokseen. Kun lapset puhaltavat ilmaa ilmapalloon, ilmavirta saa aikaan pyöräkerroksen liikkeen.

17. Tee välipalahihnapyöräjärjestelmä.

Välipalan hihnapyöräjärjestelmän luominen opettaa lapsille hihnapyörien ja peruskoneiden toimintaa. Hyödyllisen ja luovan välipalan hihnapyöräjärjestelmän rakentamiseksi lapset yhdistävät narua, teippiä, muovikuppeja ja pahvilaatikon.

18. Suunnittele ja rakenna purjelentokone balsapuuta ja kangaspaperia käyttäen.

Lapset voivat aloittaa suunnitteluprosessin paperilla; he voivat laatia peruskaaviot haluamastaan purjelentokoneesta. Kaavapiirrostensa perusteella ja ohjaajien avustuksella he voivat yhdistellä materiaaleja, kuten balsapuuta, styroksia, pahvia, paperia ja teippiä, ja tehdä ainutlaatuisia purjelentokoneita.

19. Yksinkertaisen moottoroidun veneen luominen pienen moottorin ja potkurin avulla

Tässä toiminnassa lapset voivat käyttää materiaaleja, kuten tasavirtamoottoria, vedenpitäviä tiivistysmassoja, potkuria, johtoja, liimaa, saksia, styroksia ja juotoskolvia, luodakseen moottoroidun veneen omien suunnitelmiensa pohjalta. Ohjaajien on oltava helposti saatavilla, jotta he voivat auttaa monimutkaisten työkalujen käsittelyssä.

20. Yksinkertaisen ilmatyynyaluksen rakentaminen ilmapallon ja CD-levyn avulla

Tässä toiminnassa opitaan oppijoille ilmanpaineesta ja aerodynamiikasta. Ilmapallon, liiman ja CD-levyn kaltaisten materiaalien avulla ohjaajat voivat auttaa lapsia suunnittelemaan yksinkertaisen ilmatyynyaluksen ja samalla oppia nosteesta ja työntövoimasta.

21. Suunnittele ja rakenna yksinkertainen robottikäsi olkien ja narun avulla.

Tämä suunnitteluprojekti kannustaa luovuuteen, ongelmanratkaisuun ja kriittiseen ajatteluun. lapset voivat pujottaa jouset olkien läpi ja kiinnittää oljet pahvialustaan sen jälkeen, kun ovat varmistaneet, että jouset on niitattu oljen sisään. Kun tämä yksinkertainen robottikäsi on valmis, se pystyy sulkeutumaan tai avautumaan, kun jousista vedetään tai ne vapautetaan.