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系统1:简单机器

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系统1:简单机器©2012 Clipart.com.

目的

探索系统的各个部分,培养学生对系统各部分之间相互作用的理解。参与与系统相关的故障排除和设计。


上下文

本课是有关系统的两部分系列中的第一部分。学生应该理解一个系统如何能够发挥作用取决于零件的数量和类型以及它们是如何组装的。研究表明,学生倾向于检查系统内物体的独立性质,而不是看到物体之间的交互作用。学生需要开始理解一个系统实际上是各部分的相互作用。他们需要摆脱“系统的属性属于单个部件”的概念。(科学素养基准,355 - 356页。)

小学生倾向于相信系统必须做某事,以便成为一个系统或者一个失去其本身的系统的系统仍然是相同的系统。此外,学生倾向于通过注意单独对象的质量来解释现象,而不是通过在系统的部件之间的相互作用来解释现象。孩子们不欣赏,零件汇集在一起​​,使整个具有零件没有的属性。对于孩子来说,惠士就像他们的零件。(科学素养基准,355 - 356页。)

在系统1:简单的机器,学生仔细看看各种简单的硬件设备。学生通过实践和互联网探索观察设备元素之间的交互。开发系统的概念有助于建立一个框架,了解与几乎所有其他基准主题相关的想法。

系统2:系统,向上,向上,远离!旨在让学生探索变化的部分或数量将如何影响一个系统的属性。


提前计划

预习本课中使用的在线活动,并收集所需的材料(在网站上列出):


动机

在开始动机之前,分发设备故障学生表。学生将使用表格的顶部进行此活动。

参观探索达芬奇该网站由波士顿科学博物馆为科学学习网络设计,供您的学生使用。为学生提供草图工具解剖学并要求他们完成课堂活动。

在这个活动中,学生们分成小组,面对一个小硬件设备比如打蛋器、开罐器、螺丝、汽车千斤顶,大蒜出版社,冰淇淋勺沙拉钳,胡桃夹子,猴子扳手,手钻,大力钳,机制从一个音乐盒,上发条的玩具,卷笔刀,或订书机。小组的每个成员都要负责绘制和标记他们认为是设备的基本部分。学生可以使用小工具分类学生表格上提供的盒子来完成。


发展

识别系统的各个部分
让学生说出他们认为设备中最重要的部分。让学生回答关于学生纸上每个部分的问题:

  • 这部分帮助设备做什么?
  • 这部分可以自己做什么?
  • 与其他部件相结合时,这部分可以做些什么?

让学生分享他们的发现。询问问题:设备的重要部分是什么?是否存在许多组的设备常见的零件?创建列出这些零件的图表,使用学生使用的任何术语。


使用系统的组成学生eSheet,学生现在应该访问(或查看打印输出)探索Leonardo的发明家的工具箱:机器的元素了解有关简单机器的更多信息。它们应务必在其集团设备上找到零件。

回顾先前活动的草图,提出如下问题:

  • 哪些简单的机器是您的设备的一部分?
  • 它们的作用是什么?

要扩展这项活动,学生应该访问小玩意解剖学,在波士顿科学博物馆,对几种手动工具的元素进行测验。鼓励他们思考每个部分如何移动并使其他部件随着工具的工作而移动。


常见的元素
现在,再次使用学生eSheet,学生应该愿意事情怎么样网站。一旦到了那里,学生应该进行关键字搜索,寻找具有与他们之前勾画的设备相似元素的设备。学生们是否已经确定了一个这样的设备,并回答这些问题系统的组成学生表:

  • 整个系统的功能是什么?
  • 系统的主要部分是什么?
  • 这些部分的功能是什么?
  • 它们是否在两个设备中执行相同的功能?
  • 如果去掉其中一个元素,这个装置还能正常工作吗?哪个元素可以被删除?
  • 可以组织相同的基本元素是否有不同的方式来执行不同的功能?
  • 有可能通过添加另一个元素来增强这个装置吗?

留出学生在小组中分享他们的想法。


设计系统
让学生在团队中工作,以使用他们所识别的部分或全部部分来设计自己的系统。学生应决定系统的功能将是什么,然后绘制设备的基本要素。(访问是创新!例如历史和现代设计挑战的例子。)

学生应该展示各种各样的材料,包括:Tinker Toys®,Legos®,轮子,销,泡沫板,塑料容器或废料,杂项垃圾,玩具碎片,铝箔,重纸板,胶水,胶带,绳子,和橡皮筋。


评估

当学生完成他们的设计时,将每个集团的每个成员都完成了一个日记帐分录,他们将其工作,素描和标记最终设计中的零件。学生还应该写出任何出现的问题或任何改进,如果他们可以访问无限材料,他们会做出任何改进。让学生将他们完成的设计呈现给班级。


延期

遵循本课程的下一个系统系列:系统2:系统,向上,向上,远离!


为学生提供一个可以拆卸的破损的硬件设备。让学生通过探索各种类似的设备,在课堂上,家中或在家里事情怎么样网站。


让学生尝试在没有适当指导的情况下组装一个简单的工具箱,以强调零件正确排列的重要性。学生应该生成他们自己的清晰有序的步骤列表,以进行正确的组装。


访问莱昂纳多的神秘机械参观达芬奇的8幅设计草图。让学生根据每台机器的组成部分猜测其功能。这些机器和现代的机器有多相似?他们能识别机器的部件吗?


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课程细节

成绩 主题 2061项目的基准

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