Včasné stretnutie s inžinierstvom a dizajnom môže v deťoch vyvolať celoživotný záujem o oblasti STEM a rozvíjať ich kritické myslenie, riešenie problémov a kreativitu. Nájsť zábavné a veku primerané aktivity, ktoré učia proces inžinierskeho navrhovania, však môže byť ťažké. Tento článok obsahuje 21 pútavých a interaktívnych cvičení na proces inžinierskeho navrhovania, ktoré môžu pedagógovia využívať sich deti. Tieto aktivity majú pomôcť mladým ľuďom nájsť praktický spôsob, ako kreatívne poskytnúť dizajnové riešenia každodenných problémov.

1. Vysvetlenie procesu

Je to vynikajúce cvičenie pre mladých ľudí, pretože im poskytuje vizuálne a interaktívne učenie, ktoré môže podnietiť ich záujem o inžinierstvo a stimulovať ich kreativitu. Toto video podrobne opisuje kroky v procese navrhovania, ako aj ďalšie inžinierske nápady, ktoré možno pozorovať vo svete.

2. Vykonajte Marshmallow Challenge

Pretože podporuje spoluprácu, riešenie problémov a tvorivé myslenie, je marshmallow výzva vynikajúcim cvičením v procese inžinierskeho navrhovania. Ich úlohou je jednoducho postaviť mrakodrap z marshmallow a špagiet. Vyhráva najvyšší mrakodrap.

3. Zapíšte deti do technického tábora

Prihlásenie detí do inžinierskeho tábora je skvelým prístupom k oboznámeniu sa s týmto predmetom. Žiaci môžu byť rozdelení do inžinierskych tímov, kde sa dozvedia o rôznych inžinierskych profesiách a procese inžinierskeho navrhovania a budú pracovať na skupinových projektoch, pričom si zdokonalia svoje kritické myslenie a schopnosť riešiť problémy.

4. Navrhnite a zostrojte odpaľovacie zariadenie papierového lietadla

Táto aktivita umožňuje žiakom skúmať aerodynamiku, mechaniku a základy fyziky. Žiaci môžu testovať svoje prototypy a experimentovať s rôznymi materiálmi, ako sú PVC rúrky, kartón, gumičky a pružiny. Pomocou rôznych konštrukcií a stratégií vypúšťania môžu určiť, ktoré z nich doletia najďalej a najrýchlejšie.

5. Vytvorenie domácej lávovej lampy pomocou predmetov z domácnosti

Táto inžinierska konštrukčná aktivita učí mladých ľudí o vlastnostiach kvapalín a ich hustote. Žiaci môžu použiť zmes kvapalín, ako je voda, číra sóda alebo oleje, spolu s rôznymi farbami a predmetmi, aby vytvorili krásne lávové lampy a zároveň sa dozvedeli o vede, ktorá sa za nimi skrýva.

6. Zostrojte jednoduchý stroj pomocou kociek Lego

Konštrukcia základného stroja z kociek Lego je výborným cvičením na podporu tvorivosti, riešenia problémov a kritického myslenia v procese inžinierskeho navrhovania. Mladí ľudia môžu využiť svoju predstavivosť a navrhnúť a postaviť rôzne stroje, ako sú kladky, páky alebo prevodové systémy.

7. Vytvorenie mramorovej dráhy pomocou kartónových rúrok a iných materiálov

Učitelia môžu tento projekt zadať svojim žiakom ako triednu konštrukčnú výzvu na podporu tvorivosti, riešenia problémov a spolupráce. Deti môžu vyskúšať kombinácie rôznych sklonov a prekážok a postaviť tak jedinečnú guľôčkovú dráhu.

8. Katapult z nanukových tyčiniek

Táto aktivita podporuje kreativitu. Pomocou paličiek od nanuka, gumičiek, pások, lepidla a predmetu na vystrelenie si žiaci môžu vyskúšať rôzne konštrukcie a vytvoriť funkčný katapult, pričom sa zároveň naučia základy mechaniky a fyziky.

9. Zostrojte si miniatúrne auto na solárny pohon pomocou malého motora a solárneho panela

Pri tejto aktivite sa deti naučia o udržateľnej energii, mechanike a základoch fyziky. Žiaci môžu tvorivo kombinovať materiály, ako sú gumené kolesá, PVC doska, páska, drôty, jednosmerný motor a kovové tyče, a vytvoriť tak miniatúrny automobil na solárny pohon.

10. Vytvorenie domáceho hudobného nástroja pomocou recyklovaných materiálov

Pri tejto aktivite sa deti naučia o zvukových vlnách a akustike. Pomocou materiálov, ako je skladací kartón, kovové pásiky a struny, si deti môžu vyrobiť jedinečné a praktické hudobné nástroje a zároveň sa dozvedieť o vedeckých poznatkoch.

11. Zostrojte auto poháňané vetrom

Táto zábavná aktivita oboznamuje deti s obnoviteľnou energiou. Žiaci si môžu pomocou jednoduchých materiálov, ako sú obaly na fľaše, plochá drevená doska, skladací kus kartónu a malé drevené paličky, vyrobiť praktický automobil poháňaný vetrom a zároveň sa naučiť o veternej energii.

12. Vytvorenie systému filtrácie vody pomocou plastovej fľaše a piesku

Výroba vodného filtračného systému z plastovej fľaše a piesku je skvelým cvičením na výučbu mladých ľudí o konceptoch filtrácie a čistenia vody. Žiaci môžu použiť priehľadnú plastovú fľašu, piesok, štrk, aktívne uhlie, lepiacu pásku a vatu na výrobu jednoduchého filtračného systému a zároveň sa naučiť o potrebe čistej vody.

13. Navrhnite a postavte bludisko z kartónu a iných materiálov

Tento projekt bludiska podporuje riešenie problémov a kritické myslenie. Deti si môžu najprv nakresliť jedinečný návrh bludiska na papier a potom pomocou kartónu postaviť prekážky a výzvy tak, aby vytvorili funkčné bludisko podľa svojho návrhu.

14. Zostavte jednoduchý elektrický obvod pomocou batérie a drôtov

Deti sa môžu naučiť základy elektriny a elektroniky vytvorením základného elektrického obvodu pomocou batérie a drôtov v rámci pútavého cvičenia inžinierskeho konštrukčného procesu. Môžu si pri tom vyskúšať rôzne úrovne napätia a odporu.

15. Navrhnite a postavte miniskleník z recyklovaných materiálov

Toto cvičenie podporuje udržateľnosť, vynaliezavosť a riešenie problémov. Deti môžu pomocou paličiek od nanukov vytvoriť rám s použitím lepidla a po prepichnutí vetracích otvorov cez pohár naň môžu umiestniť priehľadný plastový pohár ako kryt. Po dokončení môžu do vnútra umiestniť sadeničku v minikrúžku a sledovať, ako rastie.

16. Vytvorenie auta poháňaného balónom pomocou slamiek a balóna

Toto je zábavné a vzrušujúce cvičenie, ktoré učí mladých ľudí o mechanike a fyzike. Po tom, čo deti pripevnia kartón k plastovým kolieskam, aby vytvorili základ pre kolesá, slamka vložená čiastočne do balóna sa pevne pripevní k balónu pomocou gumičky a prilepí sa k základni pre kolesá. Keď deti fúkajú vzduch do balóna, príval vzduchu spôsobí pohyb základne pre kolesá.

17. Vyrobte si kladkový systém na občerstvenie

Cvičenie na vytvorenie kladkového systému na občerstvenie vzdeláva deti o fungovaní kladiek a základných strojov. Na vytvorenie užitočného a kreatívneho kladkového systému na občerstvenie budú deti kombinovať špagát, pásku, plastové poháre a kartónovú škatuľu.

18. Navrhnite a zostrojte klzák z balzového dreva a papierového plátna

Deti môžu začať svoj proces navrhovania na papieri; nakresliť základné schémy klzáku, ktorý chcú postaviť. Na základe svojich schematických nákresov a s pomocou inštruktorov môžu spájať materiály, ako je balzové drevo, polystyrén, kartón, papier a lepiaca páska, a vytvoriť tak jedinečné klzáky.

19. Vytvorenie jednoduchého motorového člna pomocou malého motora a vrtule

Pri tejto aktivite môžu deti použiť materiály, ako je jednosmerný motor, vodotesné tmely, vrtuľa, niekoľko drôtov, lepidlo, nožnice, polystyrén a spájkovačka, aby vytvorili motorový čln podľa svojich návrhov. Bude potrebné, aby boli k dispozícii lektori, ktorí pomôžu pri manipulácii so zložitými nástrojmi.

20. Zostavte jednoduché vznášadlo pomocou balóna a CD

Táto aktivita učí žiakov o tlaku vzduchu a aerodynamike. Pomocou materiálov, ako je balón, lepidlo a kompaktný disk, môžu lektori pomôcť deťom navrhnúť jednoduché vznášadlo a zároveň sa naučiť o vznášaní a tlačení.

21. Navrhnite a zostrojte jednoduchú robotickú ruku pomocou slamiek a reťaze

Tento konštrukčný projekt podporuje tvorivosť, riešenie problémov a kritické myslenie. deti môžu prevliecť slamky strunami a pripevniť slamky k lepenkovej základni po tom, ako sa uistia, že sú struny zošité vo vnútri slamky. Po dokončení bude táto jednoduchá robotická ruka schopná zatvárať alebo otvárať sa, keď sa struny zatiahnu alebo uvoľnia.