Δοκιμή πρωτότυπων

Ερωτήσεις προς διερεύνηση

• Πώς οι μηχανικοί παίρνουν μια ιδέα και τη μετατρέπουν σε προϊόν;

Προετοιμασία ( Prepare )

• Βεβαιωθείτε ότι τα SPIKE Prime είναι φορτισμένα, ειδικά αν η σύνδεση γίνεται μέσω Bluetooth.

Συμμετοχή ( Engage )

(Ομαδική συζήτηση, 5 λεπτά)

Ενεργοποιήστε τους μαθητές να σκεφτούν σχετικά με τη διαδικασία της μηχανικής σχεδίασης.

Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν μια διαδικασία που ονομάζεται διαδικασία σχεδιαστικής μηχανικής όταν προσπαθούν να βρουν μια λύση σε ένα πρόβλημα. Παρουσιάστε στους μαθητές τη διαδικασία σχεδιαστικής μηχανικής. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το δικό σας μοντέλο που προτιμάτε ή αυτό που παρέχεται παρακάτω:

• Ορίστε ένα πρόβλημα
• Έρευνα για το πρόβλημα
• Καταιγισμός ιδεών για πιθανές λύσεις
• Επιλογή της πιο υποσχόμενης λύσης
• Κατασκευή πρωτοτύπου
• Δοκιμή και αξιολόγηση του πρωτοτύπου
• Επικοινωνήστε
• Επανασχεδιασμός

Ανακινήστε μια συζήτηση με τους μαθητές σχετικά με το πώς οι μηχανικοί χρησιμοποιούν αυτή τη διαδικασία για να σχεδιάσουν λύσεις σε προβλήματα. Σκεφτείτε να μοιραστείτε παραδείγματα.

Ανακάλυψη ( Explore )

(Μικρές ομάδες, 20 λεπτά)

Οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν τη διαδικασία της μηχανικής σχεδίασης για να κατασκευάσουν μια γέφυρα.

• Παρουσιάστε στους μαθητές ένα πρόβλημα προς επίλυση. Εξηγήστε στους μαθητές ότι έχουν προσληφθεί για να κατασκευάσουν ένα μοντέλο μιας γέφυρας. Το οδόστρωμα του μοντέλου, που είναι η μεγάλη κίτρινη τεχνική πλάκα, πρέπει να ανυψωθεί πάνω από το τραπέζι κατά 3 ίντσες.
• Ζητήστε από τους μαθητές να καταγράψουν στα τετράδιά τους τα βήματα της μηχανικής διαδικασίας σχεδιασμού καθώς τα ολοκληρώνουν. 
• Ολοκληρώστε μαζί το βήμα 1, ορίζοντας το πρόβλημα. Οι μαθητές θα πρέπει να προσδιορίσουν ότι πρέπει να κατασκευάσουν μια γέφυρα που να έχει το οδόστρωμα 3 ίντσες πάνω από το τραπέζι. 
• Προσδιορίστε άλλες ανάγκες – όπως τι πρέπει να κάνει η γέφυρα – να μεταφέρει βάρος, να μην μετακινείται από πλευρά σε πλευρά κ.ο.κ.
• Αφήστε χρόνο στους μαθητές για να ολοκληρώσουν το βήμα 2, να ερευνήσουν το πρόβλημα, ανάλογα με τις ανάγκες.

Οι μαθητές θα πρέπει να καταγράφουν όλες τις ιδέες καθώς προχωρούν στο επόμενο βήμα, στον καταιγισμό ιδεών για πιθανές λύσεις. Δώστε στους μαθητές αυτούς τους περιορισμούς για την πρόκληση:

• Οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν μόνο τα ακόλουθα στοιχεία από το σετ τους:
• Μεγάλες κίτρινες τεχνικές πλάκες
• Τεχνικά δοκάρια
• Συνδετήρες ή άξονες
• Οι μαθητές δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν πλαίσια.
• Το οδόστρωμα πρέπει να χωράει 2 μπουκάλια νερού που δεν έχουν ανοιχτεί.
• Ζητήστε από τους μαθητές να επιλέξουν την καλύτερη επιλογή και να κατασκευάσουν το πρωτότυπό τους.
• Ζητήστε από τους μαθητές να επαληθεύσουν ότι το πρωτότυπο μοντέλο τους δεν μετακινείται από πλευρά σε πλευρά και μπορεί να συγκρατήσει κάποιο βάρος. Ξεκινήστε με 2 κλειστά πλαστικά μπουκάλια νερού.
• Ζητήστε από τους μαθητές να φωτογραφίσουν το πρώτο πρωτότυπο της γέφυρας τους.

Εξηγήστε το ( Explain )

(Ολόκληρη η ομάδα, 5 λεπτά)

Ζητήστε από τους μαθητές να μοιραστούν το μοντέλο τους και να εξηγήσουν πώς κατέληξαν στον τελικό σχεδιασμό τους.

Θέστε στους μαθητές ερωτήσεις όπως: “Τι είναι αυτό το μοντέλο;”:

• Τι είδους γέφυρα θα μπορούσατε να κατασκευάσετε με βάση τα υλικά που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε;
• Γιατί είναι σημαντικός ο σχεδιασμός πριν από την κατασκευή;
• Τι συνέβη καθώς χτίζατε; Χρειάστηκε να αλλάξετε κάτι από το σχέδιο;
• Γιατί σας ζητήθηκε να επαληθεύσετε ότι το μοντέλο θα άντεχε το βάρος των μπουκαλιών νερού;
• Ποιο βήμα ολοκληρώνατε όταν προσθέσατε τα μπουκάλια νερού;
• Συζητήστε με τους μαθητές ότι ολοκλήρωναν τη φάση δοκιμής και επανάληψης του σχεδιασμού τους όταν πρόσθεταν τα μπουκάλια νερού. Οι μαθητές μπορεί να αναφέρουν ότι η γέφυρά τους δεν άντεξε το βάρος των μπουκαλιών νερού.

Συζητήστε τι μαθαίνουν όταν συμβαίνει αυτό και τι μπορούν να κάνουν οι μαθητές στη συνέχεια. Οι μαθητές θα πρέπει να αναγνωρίσουν ότι οι δοκιμές καθορίζουν αν ένας σχεδιασμός λειτουργεί όπως προβλέπεται ή όχι. Επιτρέπει στον σχεδιαστή να διερευνήσει τι πρέπει να αλλάξει ή να διορθωθεί.

Παροτρύνετε τους μαθητές να σκεφτούν πώς μπορούν να βελτιώσουν τον σχεδιασμό με επαναλήψεις ή μικρές αλλαγές με βάση τις δοκιμές και στη συνέχεια να επαναλάβουν τις δοκιμές για να εντοπίσουν τις πρόσθετες επαναλήψεις που απαιτούνται.

Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως:

• Γιατί είναι σημαντική η δοκιμή του μοντέλου;
• Τι μπορούμε να μάθουμε από τη δοκιμή του μοντέλου μας;
• Ποιο είναι το επόμενο βήμα που πρέπει να κάνουμε μετά τη δοκιμή του μοντέλου και τη μάθηση από αυτή τη δοκιμή;
• Πότε ξέρετε ότι η φάση της δοκιμής και της επανάληψης έχει ολοκληρωθεί;
• Είδατε ιδέες από άλλες ομάδες που θα θέλατε να ενσωματώσετε στο δικό σας σχέδιο;

Εξελίξτε το ( Elaborate )

(Μικρές ομάδες, 10 λεπτά)

Δώστε τη δυνατότητα περαιτέρω επανάληψης του σχεδιασμού με βάση την προσθήκη νέων υλικών.

Εξηγήστε στους μαθητές ότι ένα νέο σχέδιο υλικών έχει κατασκευαστεί και είναι διαθέσιμο για χρήση – το πλαίσιο και οποιαδήποτε άλλα κομμάτια του σετ. Πείτε στους μαθητές ότι μπορούν να χρησιμοποιήσουν πλαίσια, αλλά δεν είναι υποχρεωμένοι να το κάνουν. Επιπλέον, ο πελάτης έχει ζητήσει το πρωτότυπο να αντέχει 10 κιλά.

Πείτε στους μαθητές να πειραματιστούν με την προσθήκη της νέας τεχνολογίας στο σχέδιό τους. Παροτρύνετε τους μαθητές να σκεφτούν αν πρέπει να ξεκινήσουν ολόκληρη τη διαδικασία από την αρχή ή να ξεκινήσουν από τη μέση. Συζητήστε τη διαδικασία που πρέπει να ακολουθήσουν ως ομάδα.

Αφήστε χρόνο στους μαθητές να επανασχεδιάσουν τη γέφυρα τους με τα νέα κομμάτια. Υπενθυμίστε στους μαθητές να δοκιμάσουν και να επαναλάβουν τον σχεδιασμό τους για να διασφαλίσουν ότι ανταποκρίνεται στην προσδοκία να συγκρατεί 10 κιλά.

Αξιολόγηση  ( Evaluate )

(Ομαδική άσκηση, 5 λεπτά)

Παρατήρηση από τον εκπαιδευτικό:

Συζητήστε το πρόγραμμα με τους μαθητές. Κάντε στους μαθητές ερωτήσεις όπως:

• Πόσο καλά λειτούργησε το πρώτο σας πρωτότυπο;
• Γιατί ήταν τόσο σημαντική η δοκιμή του σχεδίου σας;
• Πώς ένας μηχανικός μεταβαίνει από την ιδέα στο πρωτότυπο;

Αυτοαξιολόγηση:

Βάλτε τους μαθητές να απαντήσουν στα ακόλουθα στο ημερολόγιό τους:

• Τι μάθατε σήμερα για τη μηχανική του σχεδιασμού και τη σημασία της δοκιμής;
• Ποια χαρακτηριστικά ενός καλού συμπαίκτη επέδειξα σήμερα;
• Ζητήστε από τους μαθητές να βαθμολογήσουν τον εαυτό τους σε κλίμακα 1-3, σχετικά με τη διαχείριση του χρόνου τους σήμερα.
• Ζητήστε από τους μαθητές να βαθμολογήσουν τον εαυτό τους σε κλίμακα 1-3, σχετικά με τη διαχείριση των υλικών (εξαρτημάτων) που έκαναν σήμερα.

Πηγή:https://education.lego.com/en-us/lessons/spike-python-u6-testing-for-bugs/spike-python-u6l1-testing-prototypes