การเปิดรับวิศวกรรมและการออกแบบตั้งแต่เนิ่นๆ สามารถสร้างความสนใจตลอดชีวิตในด้าน STEM ให้กับเด็กๆ และพัฒนาการคิดเชิงวิพากษ์ การแก้ปัญหา และความคิดสร้างสรรค์ กระนั้น การหากิจกรรมที่สนุกสนานและเหมาะสมกับวัยที่สอนกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมอาจเป็นเรื่องยาก บทความนี้ประกอบด้วยแบบฝึกหัดกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมที่น่าสนใจและโต้ตอบได้ 21 รายการเพื่อให้นักการศึกษาได้สนุกกับเด็กๆ กิจกรรมเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยให้เยาวชนค้นพบวิธีปฏิบัติจริงในการแก้ปัญหาการออกแบบอย่างสร้างสรรค์สำหรับปัญหาในชีวิตประจำวัน

1. อธิบายกระบวนการ

นี่คือแบบฝึกหัดที่ยอดเยี่ยมสำหรับเยาวชน เนื่องจากจะทำให้พวกเขาได้รับประสบการณ์การเรียนรู้ด้วยภาพและการโต้ตอบที่อาจกระตุ้นความสนใจด้านวิศวกรรมและกระตุ้นความคิดสร้างสรรค์ของพวกเขา วิดีโอนี้แสดงรายละเอียดขั้นตอนในกระบวนการออกแบบ ตลอดจนแนวคิดทางวิศวกรรมอื่นๆ ที่สังเกตได้ในโลก

2. ทำ Marshmallow Challenge

เพราะมันส่งเสริมความร่วมมือ การแก้ปัญหา และความคิดสร้างสรรค์ การแข่งขัน Marshmallow จึงเป็นแบบฝึกหัดกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยม ความท้าทายของพวกเขาคือการสร้างตึกระฟ้าจากมาร์ชเมลโลว์และสปาเก็ตตี้ ตึกระฟ้าที่สูงที่สุดจะเป็นผู้ชนะ

3. ลงทะเบียนเด็กในค่ายวิศวกรรม

การลงทะเบียนเด็กในค่ายวิศวกรรมเป็นวิธีการที่ดีในการแนะนำให้พวกเขารู้จักกับหัวข้อนี้ นักเรียนสามารถแบ่งออกเป็นทีมวิศวกรที่พวกเขาจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิชาชีพด้านวิศวกรรมต่างๆ และกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม และทำงานในโครงการกลุ่มในขณะที่ฝึกฝนความสามารถในการคิดเชิงวิพากษ์และการแก้ปัญหา

4. ออกแบบและสร้างเครื่องยิงเครื่องบินกระดาษ

กิจกรรมนี้ช่วยให้ผู้เรียนตรวจสอบหลักอากาศพลศาสตร์ กลไก และฟิสิกส์พื้นฐาน นักเรียนอาจทดสอบต้นแบบและทดลองกับวัสดุต่างๆ เช่น ท่อพีวีซี กระดาษแข็ง ยางรัดผม และสปริง ด้วยการใช้การออกแบบและกลยุทธ์การยิงที่หลากหลาย พวกเขาสามารถระบุได้ว่าลำใดบินได้ไกลที่สุดและเร็วที่สุด

5. สร้างตะเกียงลาวาทำเองโดยใช้สิ่งของในครัวเรือน

กิจกรรมการออกแบบทางวิศวกรรมนี้สอนเด็กๆ เกี่ยวกับคุณลักษณะและความหนาแน่นของของเหลว นักเรียนสามารถใช้ส่วนผสมของของเหลว เช่น น้ำ โซดาใส หรือน้ำมัน ร่วมกับสีและสิ่งของต่างๆ เพื่อสร้างตะเกียงลาวาที่สวยงาม พร้อมเรียนรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลัง

6. สร้างเครื่องจักรอย่างง่ายโดยใช้ตัวต่อเลโก้

การสร้างเครื่องจักรพื้นฐานจากตัวต่อเลโก้คือแบบฝึกหัดกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยมสำหรับส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์ การแก้ปัญหา และการคิดเชิงวิพากษ์ เยาวชนสามารถใช้จินตนาการในการออกแบบและสร้างเครื่องจักรต่างๆ เช่น รอก คันโยก หรือระบบเกียร์

7. สร้างทางวิ่งหินอ่อนโดยใช้ท่อกระดาษแข็งและวัสดุอื่นๆ

ครูสามารถให้นักเรียนทำโครงงานนี้เป็นความท้าทายในการออกแบบชั้นเรียนเพื่อส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์ การแก้ปัญหา และความร่วมมือ เด็กๆ สามารถลองผสมผสานความลาดชันและอุปสรรคต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อสร้างทางวิ่งหินอ่อนที่ไม่เหมือนใคร

8. Popsicle stick Catapult

กิจกรรมนี้ส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์ การใช้ไม้ไอติม ยางรัดผม เทป กาว และวัตถุที่จะยิง นักเรียนสามารถลองออกแบบต่างๆ และสร้างหนังสติ๊กที่ใช้งานได้ในขณะที่เรียนรู้เกี่ยวกับกลศาสตร์และพื้นฐานทางฟิสิกส์

9. สร้างรถพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กโดยใช้มอเตอร์ขนาดเล็กและแผงโซลาร์เซลล์

กิจกรรมนี้จะสอนเด็กๆ เกี่ยวกับพลังงานที่ยั่งยืน กลไก และพื้นฐานทางฟิสิกส์ นักเรียนสามารถผสมผสานวัสดุอย่างสร้างสรรค์ เช่น ล้อยาง แผ่นพีวีซี เทป สายไฟ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง และแท่งโลหะเพื่อสร้างรถยนต์ขนาดเล็กที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์

10. สร้างเครื่องดนตรีทำเองโดยใช้วัสดุรีไซเคิล

กิจกรรมนี้จะสอนเด็กๆ เกี่ยวกับคลื่นเสียงและเสียง ด้วยวัสดุต่างๆ เช่น กระดาษแข็งพับได้ แถบโลหะ และสาย เด็กๆ สามารถสร้างเครื่องดนตรีที่ไม่เหมือนใครและใช้งานได้จริง พร้อมเรียนรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลัง

11. สร้างรถพลังงานลม

กิจกรรมแสนสนุกนี้ทำให้เด็กๆ ได้สัมผัสกับพลังงานหมุนเวียน นักเรียนสามารถใช้วัสดุง่ายๆ เช่น ฝาขวด กระดานไม้แบน กระดาษแข็งพับได้ และแท่งไม้เล็กๆเพื่อสร้างรถยนต์พลังงานลมที่ใช้งานได้จริงพร้อมกับเรียนรู้เกี่ยวกับพลังงานลม

12. สร้างระบบกรองน้ำโดยใช้ขวดพลาสติกและทราย

การสร้างระบบกรองน้ำจากขวดพลาสติกและทรายเป็นแบบฝึกหัดที่ยอดเยี่ยมสำหรับการสอนเยาวชนเกี่ยวกับการกรองน้ำและแนวคิดในการทำน้ำให้บริสุทธิ์ นักเรียนอาจใช้ขวดพลาสติกใส ทราย กรวด ถ่านกัมมันต์ เทป และสำลีเพื่อสร้างระบบกรองอย่างง่ายในขณะที่เรียนรู้เกี่ยวกับความต้องการน้ำสะอาด

13. ออกแบบและสร้างเขาวงกตโดยใช้กระดาษแข็งและวัสดุอื่นๆ

โครงการเขาวงกตนี้ส่งเสริมการแก้ปัญหาและการคิดเชิงวิพากษ์ เด็กๆ อาจวาดลวดลายเขาวงกตที่ไม่ซ้ำใครบนกระดาษ จากนั้นใช้กระดาษแข็งสร้างสิ่งกีดขวางและความท้าทายเพื่อสร้างเขาวงกตที่ใช้งานได้ตามการออกแบบ

14. สร้างวงจรไฟฟ้าอย่างง่ายโดยใช้แบตเตอรี่และสายไฟ

เด็ก ๆ สามารถเรียนรู้เกี่ยวกับพื้นฐานของไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์โดยการสร้างวงจรไฟฟ้าพื้นฐานโดยใช้แบตเตอรี่และสายไฟ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบทางวิศวกรรมที่น่าสนใจ การออกกำลังกายกระบวนการ สามารถทดสอบแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานในระดับต่างๆ ได้ในขณะที่ทดสอบ

15. ออกแบบและสร้างเรือนกระจกขนาดเล็กโดยใช้วัสดุรีไซเคิล

แบบฝึกหัดนี้ส่งเสริมความยั่งยืน ความคิดสร้างสรรค์ และการแก้ปัญหา เด็กๆ สามารถใช้ไม้ไอติมทำกรอบรูปได้ด้วยการใช้กาวและสามารถวางถ้วยพลาสติกใสไว้เป็นฝาปิดหลังจากเจาะรูระบายอากาศผ่านถ้วย เมื่อเสร็จแล้ว พวกเขาสามารถวางต้นกล้าลงในกระถางขนาดเล็กข้างในและเฝ้าดูมันเติบโต

16. สร้างรถที่ขับเคลื่อนด้วยบอลลูนโดยใช้หลอดและบอลลูน

นี่คือแบบฝึกหัดที่สนุกและน่าตื่นเต้นที่จะสอนเด็กๆ เกี่ยวกับกลศาสตร์และฟิสิกส์ หลังจากที่เด็กๆ ติดกระดาษแข็งเข้ากับล้อพลาสติกเพื่อสร้างฐานล้อแล้ว หลอดที่สอดเข้าไปในบอลลูนบางส่วนจะรัดแน่นกับบอลลูนด้วยยางรัดและติดเทปไว้กับฐานล้อ เมื่อเด็กๆ เป่าลมเข้าไปในลูกโป่ง ลมจะพุ่งและทำให้เกิดแรงขับของฐานล้อ

17. สร้างระบบรอกสแน็ค

แบบฝึกหัดการสร้างระบบสแน็คพูลเลย์ให้ความรู้แก่เด็กๆ เกี่ยวกับการทำงานของมู่เลย์และเครื่องจักรพื้นฐาน ในการสร้างระบบลูกรอกขนมที่มีประโยชน์และสร้างสรรค์ เด็กๆ จะผสมผสานเส้นใหญ่ เทป ถ้วยพลาสติก และกล่องกระดาษแข็งเข้าด้วยกัน

18. ออกแบบและสร้างเครื่องร่อนโดยใช้ไม้บัลซ่าและกระดาษทิชชู่

เด็กๆ สามารถเริ่มกระบวนการออกแบบบนกระดาษได้ วาดแผนผังพื้นฐานของเครื่องร่อนที่พวกเขาต้องการสร้าง จากการวาดแผนผังและความช่วยเหลือของผู้สอน พวกเขาสามารถจับคู่วัสดุต่างๆ เช่น ไม้บัลซา โฟม กระดาษแข็ง กระดาษ และเทป เพื่อสร้างเครื่องร่อนที่ไม่เหมือนใคร

19. สร้างเรือติดเครื่องยนต์อย่างง่ายโดยใช้มอเตอร์และใบพัดขนาดเล็ก

ในกิจกรรมนี้ เด็กๆ สามารถใช้วัสดุต่างๆ เช่น มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง สารเคลือบหลุมร่องฟันกันน้ำ ใบพัด สายไฟ กาว กรรไกร โฟม และหัวแร้ง เพื่อสร้างเรือติดเครื่องยนต์ตามการออกแบบของพวกเขา ผู้สอนจะต้องมีความพร้อมเพื่อช่วยจัดการกับเครื่องมือที่ซับซ้อน

20. สร้างเรือโฮเวอร์คราฟต์อย่างง่ายโดยใช้บอลลูนและซีดี

กิจกรรมนี้สอนผู้เรียนเกี่ยวกับความกดอากาศและอากาศพลศาสตร์ ด้วยวัสดุต่างๆ เช่น ลูกโป่ง กาว และซีดี ผู้สอนสามารถช่วยเด็กๆ ออกแบบ Hovercraft อย่างง่ายในขณะที่เรียนรู้เกี่ยวกับการยกและดัน

21. ออกแบบและสร้างมือหุ่นยนต์อย่างง่ายโดยใช้หลอดและเชือก

โครงการออกแบบนี้ส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์ การแก้ปัญหา และการคิดเชิงวิพากษ์ เด็ก ๆ สามารถร้อยเชือกผ่านหลอดและติดหลอดเข้ากับฐานกระดาษแข็ง หลังจากตรวจดูให้แน่ใจว่าได้เย็บลวดร้อยด้ายเข้าไปในหลอดแล้ว เมื่อเสร็จแล้ว มือหุ่นยนต์ที่เรียบง่ายนี้จะสามารถปิดหรือเปิดได้เมื่อสายถูกดึงหรือปล่อย