Ինժեներության և դիզայնի վաղ շփումը կարող է երեխաների մոտ առաջացնել ցմահ հետաքրքրություն STEM ոլորտների նկատմամբ և զարգացնել նրանց քննադատական ​​մտածողությունը, խնդիրների լուծումը և ստեղծագործական ունակությունները: Այնուամենայնիվ, զվարճալի և տարիքին համապատասխան գործողություններ գտնելը, որոնք սովորեցնում են ինժեներական նախագծման գործընթացը, կարող է դժվար լինել: Այս հոդվածը պարունակում է 21 գրավիչ և ինտերակտիվ ինժեներական նախագծման գործընթացի վարժություններ, որոնց համար մանկավարժները կարող են հաճույք ստանալ իրենց երեխաների հետ: Այս գործողությունները նպատակ ունեն օգնելու երիտասարդներին գտնել գործնական ճանապարհ՝ կրեատիվ կերպով դիզայներական լուծումներ տալու ամենօրյա խնդիրներին:

1. The Process Explained

Սա հիանալի վարժություն է երիտասարդների համար, քանի որ այն տալիս է նրանց տեսողական և ինտերակտիվ ուսուցման փորձ, որը կարող է առաջացնել նրանց հետաքրքրությունը ճարտարագիտության նկատմամբ և խթանել նրանց ստեղծագործությունը: Այս տեսանյութը մանրամասնում է նախագծման գործընթացի քայլերը, ինչպես նաև ինժեներական այլ գաղափարներ, որոնք դիտարկելի են աշխարհում:

2. Կատարեք Marshmallow Challenge-ը

Քանի որ այն նպաստում է համագործակցությանը, խնդիրների լուծմանը և ստեղծագործական մտածողությանը, մարշմալոու մարտահրավերը հիանալի ինժեներական նախագծման գործընթաց է: Նրանց խնդիրն ուղղակի մարշմալոուներից և սպագետտիից երկնաքեր կառուցելն է: Հաղթում է ամենաբարձր երկնաքերը:

3. Գրանցեք երեխաներին ինժեներական ճամբարում

Երեխաներին ինժեներական ճամբարում գրանցելը հիանալի մոտեցում է նրանց թեմային ծանոթացնելու համար: Ուսանողները կարելի է բաժանելինժեներական թիմեր, որտեղ նրանք կսովորեն տարբեր ինժեներական մասնագիտությունների և ինժեներական նախագծման գործընթացի մասին և կաշխատեն խմբային նախագծերի վրա՝ միաժամանակ կատարելագործելով իրենց քննադատական ​​մտածողությունը և խնդիրներ լուծելու կարողությունները:

4. Նախագծել և կառուցել թղթե ինքնաթիռի արձակիչ

Այս գործողությունը թույլ է տալիս սովորողներին ուսումնասիրել աերոդինամիկայի, մեխանիկայի և ֆիզիկայի հիմունքները: Ուսանողները կարող են փորձարկել իրենց նախատիպերը և փորձարկել տարբեր նյութեր, ինչպիսիք են PVC խողովակները, ստվարաթուղթը, ռետինե ժապավենները և աղբյուրները: Օգտագործելով տարբեր ձևավորումներ և գործարկման ռազմավարություններ՝ նրանք կարող են որոշել, թե որոնք են թռչում ամենահեռավոր և արագ:

5. Ստեղծեք տնական լավա լամպ՝ օգտագործելով կենցաղային իրեր

Այս ինժեներական դիզայնի գործունեությունը երիտասարդներին սովորեցնում է հեղուկի բնութագրերի և խտության մասին: Ուսանողները կարող են օգտագործել հեղուկների խառնուրդ, օրինակ՝ ջուր, թափանցիկ սոդա կամ յուղեր, տարբեր գույների և իրերի կողքին՝ գեղեցիկ լավայի լամպեր ստեղծելու համար՝ միաժամանակ սովորելով դրանց հիմքում ընկած գիտությունը:

6: Կառուցեք պարզ մեքենա՝ օգտագործելով Lego Bricks

Լեգո աղյուսներից հիմնական մեքենայի կառուցումը հիանալի ինժեներական նախագծման գործընթաց է ստեղծագործական, խնդիրների լուծման և քննադատական ​​մտածողության խրախուսման համար: Երիտասարդները կարող են օգտագործել իրենց երևակայությունը՝ նախագծելու և կառուցելու տարբեր մեքենաներ, ինչպիսիք են ճախարակները, լծակները կամ փոխանցման համակարգերը:

7. Ստեղծեք մարմար վազք՝ օգտագործելով ստվարաթղթե խողովակներ և այլ նյութեր

Ուսուցիչներկարող են իրենց ուսանողներին տալ այս նախագիծը որպես դասարանի նախագծման մարտահրավեր՝ խթանելու ստեղծագործականությունը, խնդիրների լուծումը և համագործակցությունը: Երեխաները կարող են փորձել տարբեր թեքությունների և խոչընդոտների համակցություններ՝ յուրահատուկ մարմարե վազք կառուցելու համար:

8. Popsicle stick Catapult

Այս գործունեությունը խթանում է ստեղծագործությունը: Օգտագործելով ձողիկներ, ռետինե ժապավեններ, ժապավեններ, սոսինձ և արձակման առարկա՝ ուսանողները կարող են փորձել տարբեր ձևավորումներ և ստեղծել աշխատանքային քարաձիգ՝ սովորելով մեխանիկայի և ֆիզիկայի հիմունքներին:

9: Կառուցեք արևային էներգիայով աշխատող մինի մեքենա՝ օգտագործելով փոքր շարժիչ և արևային վահանակ

Այս վարժությունը երեխաներին կսովորեցնի կայուն էներգիայի, մեխանիկայի և ֆիզիկայի հիմունքների մասին: Ուսանողները կարող են ստեղծագործորեն միավորել նյութերը, ինչպիսիք են ռետինե անիվները, PVC տախտակը, ժապավենը, մետաղալարերը, DC շարժիչը և մետաղական ձողերը՝ ստեղծելով մինի արևային էներգիայով աշխատող ավտոմեքենա:

10: Ստեղծեք տնական երաժշտական ​​գործիք՝ օգտագործելով վերամշակված նյութեր

Այս վարժությունը երեխաներին կսովորեցնի ձայնային ալիքների և ակուստիկայի մասին: Ծալովի ստվարաթղթի, մետաղական ժապավենների և լարերի օգնությամբ երեխաները կարող են եզակի և գործնական երաժշտական ​​գործիքներ պատրաստել՝ միաժամանակ սովորելով դրանց հիմքում ընկած գիտությունը:

11: Կառուցեք քամուց աշխատող մեքենա

Այս զվարճալի գործունեությունը երեխաներին բացահայտում է վերականգնվող էներգիան: Ուսանողները կարող են օգտագործել պարզ նյութեր, ինչպիսիք են շշերի ծածկոցները, հարթ փայտե տախտակը, ծալովի ստվարաթղթի կտորը և փոքրիկ փայտե ձողիկներպատրաստել գործնական քամու շարժիչով ավտոմեքենա՝ քամու էներգիայի մասին սովորելիս:

12. Ստեղծեք ջրի զտման համակարգ՝ օգտագործելով պլաստիկ շիշ և ավազ

Պլաստիկ շշից և ավազից ջրի զտման համակարգ պատրաստելը հիանալի վարժություն է երիտասարդներին ջրի ֆիլտրման և մաքրման գաղափարների ուսուցման համար: Ուսանողները կարող են օգտագործել թափանցիկ պլաստմասե շիշ, ավազ, մանրախիճ, ակտիվացված փայտածուխ, ժապավեն և բամբակյա բուրդ՝ պարզ զտիչ համակարգը պատրաստելու համար՝ միաժամանակ իմանալով մաքուր ջրի անհրաժեշտության մասին:

13: Նախագծեք և կառուցեք լաբիրինթոս՝ օգտագործելով ստվարաթուղթ և այլ նյութեր

Այս լաբիրինթոս նախագիծը խրախուսում է խնդիրների լուծումը և քննադատական ​​մտածողությունը: Երեխաները կարող են նախ թղթի վրա նկարել լաբիրինթոսի յուրօրինակ ձևավորում, այնուհետև ստվարաթուղթ օգտագործել՝ խոչընդոտներ և մարտահրավերներ ստեղծելու համար՝ իրենց դիզայնի համաձայն գործող լաբիրինթոս ձևավորելու համար:

14. Կառուցեք պարզ էլեկտրական շղթա՝ օգտագործելով մարտկոց և լարեր

Երեխաները կարող են սովորել էլեկտրաէներգիայի և էլեկտրոնիկայի հիմունքների մասին՝ ստեղծելով հիմնական էլեկտրական շղթա՝ օգտագործելով մարտկոց և լարեր՝ որպես գրավիչ ինժեներական դիզայնի մաս։ գործընթացի վարժություն. Նրանք կարող են փորձարկել տարբեր լարման և դիմադրության մակարդակներ, մինչ նրանք գտնվում են դրա վրա:

15. Նախագծեք և կառուցեք մինի ջերմոց՝ օգտագործելով վերամշակված նյութեր

Այս վարժությունը խրախուսում է կայունությունը, հնարամտությունը և խնդիրների լուծումը: Երեխաները կարող են օգտագործել կպչուն ձողիկներ՝ կիրառմամբ շրջանակ ստեղծելու համարսոսինձ, և նրանք կարող են դրա վրա տեղադրել թափանցիկ պլաստմասե բաժակ՝ որպես ծածկ՝ բաժակի միջով օդափոխման անցքերը ծակելուց հետո: Երբ սա ավարտվի, նրանք կարող են սածիլը դնել մինի զամբյուղի մեջ և դիտել դրա աճը:

16. Ստեղծեք օդապարիկով աշխատող մեքենա՝ օգտագործելով ծղոտներ և օդապարիկ

Սա զվարճալի և հետաքրքիր վարժություն է, որը երիտասարդներին սովորեցնում է մեխանիկայի և ֆիզիկայի մասին: Այն բանից հետո, երբ երեխաները ստվարաթուղթ են կապում մի քանի պլաստիկ անիվների վրա՝ անիվի բազա ձևավորելու համար, փուչիկի մեջ մասամբ տեղադրված ծղոտը ռետինե ժապավենով ամուր ամրացվում է օդապարիկի վրա և կպչում անիվային բազայի վրա: Երբ երեխաները օդ են փչում օդապարիկի մեջ, օդի հոսանքն առաջացնում է անիվի բազայի առաջ մղում:

17. Պատրաստեք խորտիկի ճախարակի համակարգ

Խորտիկի ճախարակի համակարգ ստեղծելու վարժությունը երեխաներին սովորեցնում է ճախարակների և հիմնական մեքենաների աշխատանքի մասին: Օգտակար և ստեղծագործական խորտիկների ճախարակի համակարգ ստեղծելու համար երեխաները կմիավորեն պարան, ժապավեն, պլաստիկ բաժակներ և ստվարաթղթե տուփ:

18. Նախագծեք և կառուցեք թռչող սարք՝ օգտագործելով Balsa Wood and Tissue Paper

Երեխաները կարող են սկսել իրենց նախագծման գործընթացը թղթի վրա; կազմելով այն սլայդերի հիմնական սխեմաները, որոնք նրանք ցանկանում են կառուցել: Իրենց սխեմատիկ գծագրերի և հրահանգիչների օգնությամբ նրանք կարող են միացնել այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են բալզայի փայտը, ստիրոփրփուրը, ստվարաթուղթը, թուղթը և ժապավենը՝ եզակի սլայդերներ պատրաստելու համար:

19: Ստեղծեք պարզ շարժիչով նավակ՝ օգտագործելով փոքր շարժիչ և պտուտակ

Այս գործունեության ընթացքում երեխաները կարող են օգտագործել այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են DC շարժիչը, անջրանցիկ հերմետիկները, պտուտակը, որոշ մետաղալարեր, սոսինձ, մկրատ, պոլիստիրոլ և զոդող երկաթ՝ իրենց դիզայնի հիման վրա շարժիչավոր նավակ ստեղծելու համար: Դասավանդողները պետք է մատչելի լինեն բարդ գործիքների հետ աշխատելու համար:

20. Կառուցեք պարզ օդապարիկ՝ օգտագործելով օդապարիկ և CD

Այս վարժությունը սովորողներին սովորեցնում է օդի ճնշման և աերոդինամիկայի մասին: Փուչիկի, սոսինձի և կոմպակտ սկավառակի նման նյութերի օգնությամբ դաստիարակները կարող են օգնել երեխաներին նախագծել պարզ Hovercraft, մինչ նրանք սովորում են բարձրացնելու և հրելու մասին:

21: Նախագծեք և կառուցեք պարզ ռոբոտի ձեռք՝ օգտագործելով ծղոտներ և պարան

Այս նախագծային նախագիծը խրախուսում է ստեղծագործականությունը, խնդիրների լուծումը և քննադատական ​​մտածողությունը: Երեխաները կարող են թելեր անցկացնել ծղոտների միջով և ամրացնել ծղոտները ստվարաթղթե հիմքի վրա՝ համոզվելով, որ թելերը ամրացված են ծղոտի ներսում: Ավարտելուց հետո այս պարզ ռոբոտ ձեռքը կկարողանա փակվել կամ բացվել, երբ լարերը քաշվեն կամ ազատվեն: