تحديات تصميم سريعة وغير مكلفة

 تحديات تصميم سريعة وغير مكلفة

Leslie Miller

عادةً ما تقدم تحديات التصميم للطلاب مشكلة في حلها باستخدام مواد محدودة. يحتوي تحدي التصميم الجيد على العديد من الحلول الممكنة ، ويشجع التفكير الإبداعي والعمل الجماعي ، ويعلم المحتوى القيم بطريقة تفاعلية وعملية. تتطلب بعض التحديات مواد باهظة الثمن وتستغرق عدة أيام أو أسابيع لإكمالها. عندما تكون لديك ميزانية محدودة ويوم أو يومين فقط من وقت الفصل الدراسي ، فإن تحديات التصميم مثل التحديات التالية يمكن أن تجعل الطلاب يبدعون ويتعاونون ويفكرون.

1. Alka-Seltzer Rocket to Mars Challenge

المشكلة: يجب أن ينطلق صاروخك من الأرض إلى دلو على سطح المدرسة.

المواد: أقراص Alka-Seltzer ، علب الأفلام (اشتريت 30 علبة في Amazon مقابل 9 دولارات) ، حاويات للمياه ، دلو كبير ، سقف أو مرتفع ضعها مثل الجزء العلوي من الملعب.

أنظر أيضا: 4 استراتيجيات مثبتة لتعليم التعاطف

يخلق Alka-Seltzer والماء فقاعات من ثاني أكسيد الكربون ، وعندما يتم إغلاقهما معًا داخل علبة فيلم قديمة ، فإنهما يخلقان "صاروخًا" ينبثق عالياً في الهواء.

أنظر أيضا: زيادة أيام الخدمة مع التطوير المهني بقيادة المعلم

أعطي الطلاب هدف دلو برتقالي (يمثل كوكب المريخ) يوضع على سطح مدرستنا لتشجيع أقصى ارتفاع ودقة مع صواريخهم. تحصل كل مجموعة على ستة أقراص Alka-Seltzer وعلبة غشاء ووعاء ماء. يتم تشجيعهم على تجربة كميات مختلفة من الماء و Alka-Seltzer حتى يصلوا إلى الحد الأقصىالارتفاع.

يضع الطلاب بعض الماء في العلبة ، ويسقطون في بعض Alka-Seltzer ، ثم يغلقون الجزء العلوي بسرعة ، ثم يضعونه لأسفل ويتراجعون. بعد حوالي 10 ثوانٍ ، يتسبب الضغط في تحليق العلبة في الهواء ، ويقدر الطلاب الارتفاع باستخدام علامات على جانب المبنى كمرجع. يقومون بتسجيل البيانات وإجراء التغييرات حتى نفاد Alka-Seltzer أو يضعون العلبة في الدلو. يتعلمون بسرعة أن الكثير من الماء يثقل كاهل الصاروخ ويخلق مساحة أقل للضغط.

فقط نصف قرص Alka-Seltzer وكمية صغيرة من الماء تسمح بارتفاع 7 أو 8 أمتار. يتعرف الطلاب أيضًا على تحديات هبوط الصاروخ بدقة ، وكيفية تعديل الفرضيات وتحسين الأداء تدريجيًا.

2. تحدي Kool-Aid

المشكلة: يجب على فريقك إنشاء نكهة جديدة ولذيذة من Kool-Aid تبهر زملائك في الفصل.

المواد: مجموعة متنوعة من مساحيق نكهة Kool-Aid ، أو أسطوانات متدرجة أو حاويات قياس السوائل ، أو أكواب ورقية ، أو ماء.

أحصل على إذن الوالدين وأتحقق من حساسية الطلاب قبل البدء في أي نشاط يتضمن الطعام أو يشرب. أولاً ، أقوم بخلط خمس أو ست نكهات مختلفة من Kool-Aid في عبوات سعة 2 لتر. عادةً ما أختار مجموعة متنوعة من النكهات ، بما في ذلك واحدة أو اثنتين من النكهات غير العادية مثل الليمون والليمون والفراولة والكيوي. يتم تحدي الفرق لصنع لتر واحد من الجديدعن طريق الجمع بين النكهات المتعددة.

يقيسون كل نكهة باستخدام أسطوانات مدرجة حتى يصل مجموع طهوها إلى 1000 مل. يقوم الطلاب بإنشاء أسماء لنكهاتهم وعلامات للإعلان عنها. يقوم كل طالب بتجربة النكهات الجديدة الأخرى باستخدام كوب ورقي ، ثم يقوم بترتيبها.

نقوم بجمع الأصوات ونعلن الفائز في مسابقة Kool-Aid للنكهة الجديدة. يتعلم الطلاب عن الحجم المتري ويستخدمون الإبداع والتعاون للتوصل إلى أفضل الحلول للمشكلة.

3. تحدي الفرن الشمسي

المشكلة: يجب على فريقك إنشاء فرن يعمل بالطاقة الشمسية لتسخين أعشاب من الفصيلة الخبازية.

المواد: صناديق من الورق المقوى ، ورق ألومنيوم ، غلاف بلاستيكي ، أكياس زيبلوك ، ورق مقوى أسود ، أعشاب من الفصيلة الخبازية ، موازين الحرارة.

نقوم بهذا النشاط بعد دراسة خصائص الضوء. أحيانًا أقدم مجموعة متنوعة من الصناديق الكرتونية ، أو في بعض السنوات أطلب من مطعم البيتزا المحلي التبرع بدفعة من علب البيتزا.

يرسم الطلاب أولاً تصميماتهم بشكل فردي ، ثم يقررون تصميمًا جماعيًا. تعكس العديد من المجموعات الضوء في فرنها باستخدام رقائق الألومنيوم ، وتقوم بتبطين الجزء السفلي بورق أسود لامتصاص الضوء وتحويله إلى حرارة. ) لحبس الحرارة داخل الفرن باستخدام تأثير الاحتباس الحراري. نضع الأفران بالخارج في الصباح باستخدام ميزان حرارةفي كل صندوق ومارشميلو واحد لكل عضو في المجموعة. نتحقق من درجات الحرارة ونأكل أعشاب من الفصيلة الخبازية قرب نهاية اليوم الدراسي لزيادة وقت التدفئة. من الواضح أن اليوم المشرق والحار يعمل بشكل أفضل.

يتعلم الطلاب كيف يمكن لمفاهيم مثل الانعكاس والانكسار والامتصاص أن تعمل معًا لتوليد الحرارة.

4. تحدي برج القش

المشكلة: قم بإنشاء أطول برج باستخدام القش وشريط التقنيع فقط في 45 دقيقة.

المواد: 40 قشة لكل مجموعة ، 3 أقدام من شريط التغطية لكل مجموعة.

تمامًا كما هو الحال مع الأفران الشمسية ، أطلب من الطلاب إنشاء تصميمات فردية (نستخدم تطبيق Procreate على أجهزة iPad) ثم نتفق على تصميم المجموعة. يمكن للطلاب لصق القش على الأرض ولكن لا يجوز لهم لصق أي أشياء أخرى في الغرفة. غالبًا ما تبدأ التصميمات الأكثر نجاحًا بقاعدة متينة ، مثل المنشور الثلاثي أو المستطيل ، ثم تتراكم في أشكال أصغر تدريجيًا كلما ارتفع البرج.

في كثير من الأحيان ، تبدأ المجموعة في البناء سريعًا وستبدأ انطلق للأمام ، فقط لتفقد الاستقرار وترى برجهم يتدلى أو يسقط مع بلوغ الحد الزمني.

يتعلم الطلاب المهارات الهندسية والهندسية ، ويكيفون تصميماتهم مع تغير الظروف ، ويفكرون بشكل إبداعي في ثلاثة أبعاد في هذا التحدي.

Leslie Miller

ليزلي ميلر معلمة من ذوي الخبرة تتمتع بخبرة تزيد عن 15 عامًا في التدريس المهني في مجال التعليم. حصلت على درجة الماجستير في التربية ودرّست في المدارس الابتدائية والمتوسطة. ليزلي مدافعة عن استخدام الممارسات القائمة على الأدلة في التعليم وتتمتع بالبحث عن طرق تدريس جديدة وتنفيذها. وهي تعتقد أن كل طفل يستحق تعليمًا جيدًا ومتحمسة لإيجاد طرق فعالة لمساعدة الطلاب على النجاح. في أوقات فراغها ، تستمتع ليزلي بالمشي ، والقراءة ، وقضاء الوقت مع أسرتها وحيواناتها الأليفة.