Wczesna ekspozycja na inżynierię i projektowanie może wzbudzić w dzieciach zainteresowanie obszarami STEM na całe życie i rozwinąć ich krytyczne myślenie, rozwiązywanie problemów i kreatywność. Jednak znalezienie zabawnych i dostosowanych do wieku ćwiczeń, które uczą procesu projektowania inżynieryjnego, może być trudne. Ten artykuł zawiera 21 angażujących i interaktywnych ćwiczeń z procesu projektowania inżynieryjnego, z których mogą korzystać nauczyciele.Działania te mają na celu pomóc młodym ludziom w znalezieniu praktycznego sposobu na kreatywne rozwiązywanie codziennych problemów.

1 Wyjaśnienie procesu

Jest to doskonałe ćwiczenie dla młodych ludzi, ponieważ zapewnia im wizualne i interaktywne doświadczenie edukacyjne, które może wzbudzić ich zainteresowanie inżynierią i pobudzić ich kreatywność. Ten film szczegółowo opisuje etapy procesu projektowania, a także inne pomysły inżynieryjne, które można zaobserwować na świecie.

2) Wyzwanie Marshmallow

Ze względu na promowanie współpracy, rozwiązywania problemów i kreatywnego myślenia, wyzwanie marshmallow jest doskonałym ćwiczeniem procesu projektowania inżynierskiego. Ich wyzwanie polega po prostu na zbudowaniu wieżowca z pianek marshmallows i spaghetti. Najwyższy wieżowiec wygrywa.

3. zapisz dzieci na obóz inżynieryjny

Zapisanie dzieci na obóz inżynieryjny to świetne podejście do wprowadzenia ich w temat. Uczniowie mogą zostać podzieleni na zespoły inżynieryjne, w których będą uczyć się o różnych zawodach inżynieryjnych i procesie projektowania inżynieryjnego oraz pracować nad projektami grupowymi, jednocześnie doskonaląc swoje umiejętności krytycznego myślenia i rozwiązywania problemów.

4 Zaprojektuj i zbuduj wyrzutnię papierowych samolotów

To ćwiczenie pozwala uczniom zbadać aerodynamikę, mechanikę i podstawy fizyki. Uczniowie mogą testować swoje prototypy i eksperymentować z różnymi materiałami, takimi jak rury PVC, karton, gumki i sprężyny. Korzystając z różnych projektów i strategii uruchamiania, mogą określić, które z nich latają najdalej i najszybciej.

5) Stwórz domową lampę lawową z przedmiotów gospodarstwa domowego

To inżynieryjne ćwiczenie projektowe uczy młodych ludzi o właściwościach płynów i ich gęstości. Uczniowie mogą wykorzystać mieszankę płynów, takich jak woda, soda oczyszczona lub oleje, wraz z różnymi kolorami i przedmiotami, aby stworzyć piękne lampy lawowe, jednocześnie ucząc się o nauce, która za nimi stoi.

6 Zbuduj prostą maszynę z klocków Lego

Zbudowanie podstawowej maszyny z klocków Lego jest doskonałym ćwiczeniem procesu projektowania inżynieryjnego, zachęcającym do kreatywności, rozwiązywania problemów i krytycznego myślenia. Młodzi ludzie mogą wykorzystać swoją wyobraźnię, aby zaprojektować i zbudować różne maszyny, takie jak koła pasowe, dźwignie lub systemy przekładni.

7) Stwórz marmurowy tor przeszkód przy użyciu tekturowych rurek i innych materiałów

Nauczyciele mogą dać uczniom ten projekt jako wyzwanie dla klasy, aby promować kreatywność, rozwiązywanie problemów i współpracę. Dzieci mogą wypróbować kombinacje różnych stoków i przeszkód, aby zbudować unikalny tor marmurowy.

8. katapulta z patyczków do lodów

To ćwiczenie zachęca do kreatywności. Używając patyczków do lodów, gumek, taśm, kleju i przedmiotu do wystrzelenia, uczniowie mogą wypróbować różne projekty i stworzyć działającą katapultę, ucząc się jednocześnie podstaw mechaniki i fizyki.

9) Zbuduj mini-samochód zasilany energią słoneczną za pomocą małego silnika i panelu słonecznego

To ćwiczenie nauczy dzieci o zrównoważonej energii, mechanice i podstawach fizyki. Uczniowie mogą kreatywnie łączyć materiały, takie jak gumowe koła, płyta PCV, taśma, przewody, silnik prądu stałego i metalowe pręty, aby stworzyć mini samochód zasilany energią słoneczną.

10. Stwórz domowy instrument muzyczny przy użyciu materiałów z recyklingu

To ćwiczenie nauczy dzieci o falach dźwiękowych i akustyce. Dzięki materiałom takim jak składany karton, metalowe paski i struny, dzieci mogą tworzyć unikalne i praktyczne instrumenty muzyczne, jednocześnie ucząc się o nauce, która za nimi stoi.

11) Zbuduj samochód napędzany wiatrem

To zabawne ćwiczenie zapoznaje dzieci z energią odnawialną. Uczniowie mogą użyć prostych materiałów, takich jak pokrywki butelek, płaska drewniana deska, składany kawałek kartonu i małe drewniane patyczki, aby stworzyć praktyczny samochód napędzany wiatrem, jednocześnie ucząc się o energii wiatrowej.

12) Stwórz system filtracji wody za pomocą plastikowej butelki i piasku

Wykonanie systemu filtrującego wodę z plastikowej butelki i piasku to świetne ćwiczenie do nauczania młodych ludzi o koncepcjach filtrowania i oczyszczania wody. Uczniowie mogą użyć przezroczystej plastikowej butelki, piasku, żwiru, węgla aktywnego, taśmy i waty, aby wykonać prosty system filtrujący, jednocześnie ucząc się o potrzebie czystej wody.

13. zaprojektowanie i zbudowanie labiryntu przy użyciu kartonu i innych materiałów

Ten projekt labiryntu zachęca do rozwiązywania problemów i krytycznego myślenia. Dzieci mogą najpierw narysować unikalny projekt labiryntu na papierze, a następnie użyć kartonu do ustawienia przeszkód i wyzwań, aby utworzyć działający labirynt zgodnie z ich projektem.

14. zbudowanie prostego obwodu elektrycznego z wykorzystaniem baterii i przewodów

Dzieci mogą zapoznać się z podstawami elektryczności i elektroniki, tworząc podstawowy obwód elektryczny przy użyciu baterii i przewodów w ramach wciągającego ćwiczenia procesu projektowania inżynieryjnego. Podczas pracy mogą testować różne poziomy napięcia i rezystancji.

15) Zaprojektuj i zbuduj mini szklarnię z materiałów pochodzących z recyklingu

To ćwiczenie zachęca do zrównoważonego rozwoju, pomysłowości i rozwiązywania problemów. Dzieci mogą użyć patyczków do lodów, aby stworzyć ramę za pomocą kleju, a następnie mogą umieścić na niej przezroczysty plastikowy kubek jako pokrywę po przebiciu otworów wentylacyjnych przez kubek. Po zakończeniu mogą umieścić sadzonkę w mini doniczce wewnątrz i obserwować, jak rośnie.

16) Stwórz samochód napędzany balonem za pomocą słomek i balonu

Jest to zabawne i ekscytujące ćwiczenie, które uczy dzieci mechaniki i fizyki. Po tym, jak dzieci przymocują karton do plastikowych kółek, aby utworzyć rozstaw osi, słomka włożona częściowo do balonu jest ciasno przymocowana do balonu za pomocą gumki i przyklejona taśmą do rozstawu osi. Kiedy dzieci wdmuchują powietrze do balonu, pęd powietrza powoduje napędzanie rozstawu osi.

17) Stwórz system kółek do przekąsek

Ćwiczenie polegające na stworzeniu systemu kół pasowych do przekąsek uczy dzieci działania kół pasowych i podstawowych maszyn. Aby zbudować przydatny i kreatywny system kół pasowych do przekąsek, dzieci połączą sznurek, taśmę, plastikowe kubki i kartonowe pudełko.

18) Zaprojektuj i zbuduj szybowiec z drewna balsa i bibuły

Dzieci mogą rozpocząć proces projektowania na papierze, rysując podstawowe schematy szybowca, który chcą zbudować. Na podstawie swoich schematycznych rysunków i pomocy instruktorów mogą łączyć materiały, takie jak drewno balsa, styropian, karton, papier i taśma, aby stworzyć unikalne szybowce.

19) Stworzenie prostej łodzi motorowej przy użyciu małego silnika i śruby napędowej

W tym ćwiczeniu dzieci mogą korzystać z materiałów takich jak silnik prądu stałego, wodoodporne uszczelniacze, śruba napędowa, kilka przewodów, klej, nożyczki, styropian i lutownica, aby stworzyć łódź z silnikiem na podstawie swoich projektów. Opiekunowie będą musieli być łatwo dostępni, aby pomóc w obsłudze skomplikowanych narzędzi.

20 Budowa prostego poduszkowca z balonu i płyty CD

To ćwiczenie uczy uczniów o ciśnieniu powietrza i aerodynamice. Korzystając z materiałów takich jak balon, klej i płyta kompaktowa, opiekunowie mogą pomóc dzieciom zaprojektować prosty poduszkowiec, ucząc się jednocześnie o podnoszeniu i pchaniu.

21) Zaprojektuj i zbuduj prostego robota-rękę przy użyciu słomek i sznurka

Ten projekt zachęca do kreatywności, rozwiązywania problemów i krytycznego myślenia. Dzieci mogą przewlec sznurki przez słomki i przymocować je do tekturowej podstawy, po upewnieniu się, że sznurki są zszyte wewnątrz słomki. Po zakończeniu, ta prosta ręka robota będzie w stanie zamknąć się lub otworzyć, gdy sznurki zostaną pociągnięte lub zwolnione.