Schnelle und kostengünstige Design-Herausforderungen

 Schnelle und kostengünstige Design-Herausforderungen

Leslie Miller

Design Challenges stellen die Schüler in der Regel vor ein Problem, das sie mit begrenzten Materialien lösen müssen. Eine gute Design Challenge bietet viele mögliche Lösungen, fördert kreatives Denken und Teamarbeit und vermittelt wertvolle Inhalte auf ansprechende und praktische Art und Weise. Einige Challenges erfordern teure Materialien und viele Tage oder Wochen, um sie zu bewältigen. Wenn Sie ein begrenztes Budget und nur ein oder zwei Tage Unterricht habenWenn Sie keine Zeit haben, können Sie die Schülerinnen und Schüler mit Designaufgaben wie den folgenden dazu bringen, kreativ zu sein, zu kooperieren und zu denken.

1. die Alka-Seltzer Rakete zum Mars Herausforderung

Problem: Deine Rakete muss vom Boden aus in einen Eimer auf dem Dach der Schule starten.

Materialien: Alka-Seltzer-Tabletten, Filmdosen (ich habe 30 Dosen bei Amazon für 9 $ gekauft), Behälter für Wasser, einen großen Eimer, ein Dach oder einen hohen Platz wie die Spitze eines Spielplatzes.

Alka-Seltzer und Wasser erzeugen Kohlendioxidblasen, und wenn sie zusammen in einer alten Filmdose versiegelt werden, entsteht eine "Rakete", die hoch in die Luft schießt.

Ich gebe den Schülern das Ziel eines orangefarbenen Eimers (der den Planeten Mars darstellt), der auf dem Dach unserer Schule platziert ist, um sie zu ermutigen, mit ihren Raketen eine maximale Höhe und Genauigkeit zu erreichen. Jede Gruppe erhält sechs Alka-Seltzer-Tabletten, einen Filmkanister und einen Behälter mit Wasser. Sie werden ermutigt, verschiedene Mengen an Wasser und Alka-Seltzer auszuprobieren, bis sie die maximale Höhe erreichen.

Die Schüler füllen etwas Wasser in den Kanister, geben etwas Alka-Seltzer hinein, verschließen schnell den Deckel, stellen ihn dann ab und treten zurück. Nach etwa 10 Sekunden fliegt der Kanister durch den Druck in die Luft, und die Schüler schätzen die Höhe anhand von Markierungen an der Seite unseres Gebäudes. Sie zeichnen die Daten auf und nehmen Änderungen vor, bis ihnen das Alka-Seltzer ausgeht oder sie ihren Kanister in den Eimer stellen.Sie lernen schnell, dass zu viel Wasser die Rakete beschwert und weniger Platz für den Druckaufbau schafft.

Mit einer halben Alka-Seltzer-Tablette und einer winzigen Menge Wasser lassen sich 7 bis 8 Meter Höhe erzielen. Die Schüler lernen auch, wie schwierig es ist, eine Rakete genau zu landen, und wie man Hypothesen anpasst und die Leistung schrittweise verbessert.

2. die Kool-Aid-Herausforderung

Problem: Dein Team muss eine neue und köstliche Geschmacksrichtung von Kool-Aid kreieren, die deine Klassenkameraden begeistert.

Siehe auch: Projektbasiertes Lernen in der Vorschule

Materialien: Verschiedene Kool-Aid-Geschmackspulver, Messzylinder oder Flüssigkeitsmessbehälter, Pappbecher, Wasser.

Ich hole die Erlaubnis der Eltern ein und prüfe die Allergien der Schüler, bevor ich mit einer Aktivität beginne, bei der es um Essen oder Trinken geht. Zuerst mische ich fünf oder sechs verschiedene Geschmacksrichtungen von Kool-Aid in 2-Liter-Behältern. Normalerweise wähle ich eine Vielzahl von Geschmacksrichtungen, darunter auch ein oder zwei ungewöhnliche wie Zitrone-Limette und Erdbeer-Kiwi. Die Teams haben die Aufgabe, einen Liter ihrer neuen Kreation herzustellen, indem sie mehrere Geschmacksrichtungen kombinieren.

Sie messen jede Geschmacksrichtung mit Hilfe von Messzylindern ab, bis ihr Gebräu insgesamt 1.000 ml beträgt. Die Schüler entwerfen Namen für ihre Geschmacksrichtungen und Schilder, um sie zu bewerben. Jeder Schüler probiert die anderen neuen Geschmacksrichtungen mit Hilfe eines Pappbechers und ordnet sie dann ein.

Wir zählen die Stimmen aus und küren den Gewinner unseres Kool-Aid-Wettbewerbs für neue Geschmacksrichtungen. Die Schüler lernen etwas über das metrische Volumen und nutzen Kreativität und Zusammenarbeit, um ihre besten Lösungen für das Problem zu finden.

3. die Solarofen-Herausforderung

Problem: Ihr Team muss einen solarbetriebenen Ofen bauen, der einen Marshmallow wärmt.

Materialien: Pappkartons, Alufolie, Plastikfolie, Ziplock-Tüten, schwarzes Bastelpapier, Marshmallows, Thermometer.

Manchmal stelle ich eine Reihe von Pappkartons zur Verfügung, manchmal bitte ich die örtliche Pizzeria, einen Stapel Pizzakartons zu spenden, und manchmal mache ich das, nachdem wir uns mit den Eigenschaften des Lichts beschäftigt haben.

Viele Gruppen reflektieren das Licht mit Hilfe von Alufolie in ihren Ofen und legen den Boden mit schwarzem Papier aus, um das Licht zu absorbieren und in Wärme umzuwandeln.

Die besten Entwürfe verwenden in der Regel Plastikfolie (auch Laminiermaterial funktioniert gut), um die Wärme im Inneren des Ofens einzuschließen und den Treibhauseffekt zu nutzen. Wir stellen die Öfen morgens draußen auf, mit einem Thermometer in jeder Box und einem Marshmallow pro Gruppenmitglied. Wir überprüfen die Temperaturen und essen die Marshmallows gegen Ende des Schultages, um die Heizzeit zu maximieren. Natürlich ist eine helleund heißen Tag am besten funktioniert.

Die Schüler lernen, wie Konzepte wie Reflexion, Brechung und Absorption zusammenwirken können, um Wärme zu erzeugen.

4. die Stroh-Turm-Herausforderung

Problem: Baue den höchsten Turm nur mit Strohhalmen und Kreppband in 45 Minuten.

Materialien: 40 Strohhalme pro Gruppe, 3 Fuß Klebeband pro Gruppe.

Wie bei den Solaröfen bitte ich die Schülerinnen und Schüler, individuelle Entwürfe zu erstellen (wir verwenden die Procreate-App auf iPads) und sich dann auf einen Gruppenentwurf zu einigen. Die Schülerinnen und Schüler können Strohhalme auf den Boden kleben, aber nicht auf andere Objekte im Raum. Oft beginnen die erfolgreichsten Entwürfe mit einer stabilen Basis, wie einem dreieckigen oder rechteckigen Prisma, und bauen dann nach und nach kleinere Formen auf, während der Turm höher wird.

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Oftmals fängt eine Gruppe an, sich schnell in die Höhe zu schrauben, um dann bei Erreichen des Zeitlimits die Stabilität zu verlieren und zu sehen, wie ihr Turm umkippt oder umfällt.

Die Schüler lernen technische und geometrische Fähigkeiten, passen ihre Entwürfe an veränderte Bedingungen an und denken bei dieser Herausforderung kreativ in drei Dimensionen.

Leslie Miller

Leslie Miller ist eine erfahrene Pädagogin mit über 15 Jahren professioneller Unterrichtserfahrung im Bildungsbereich. Sie hat einen Master-Abschluss in Pädagogik und hat sowohl an der Grund- als auch an der Mittelschule unterrichtet. Leslie setzt sich für den Einsatz evidenzbasierter Praktiken in der Bildung ein und erforscht und implementiert gerne neue Lehrmethoden. Sie glaubt, dass jedes Kind eine qualitativ hochwertige Ausbildung verdient, und ist leidenschaftlich daran interessiert, wirksame Wege zu finden, um Schülern zum Erfolg zu verhelfen. In ihrer Freizeit wandert Leslie gerne, liest und verbringt Zeit mit ihrer Familie und ihren Haustieren.