SmartCart Giant case 3D model

Как использовать 3Д печать с пользой для наглядности учебного процесса?

Футурологи говорят, что совсем скоро для починки автомобиля например, запчасти не будут высылать с завода, а их по запрошенной модели будут распечатывать на 3Д принтере в мастерской по чертежам, полученным из базы данных завода, разработавшего и испытавшего деталь. Во многих школах сейчас появилась возможность использовать 3D принтер.
Как бы предвосхищая обещания футурологов PASCO SCIENTIFIC предлагает расширить функционал производимых изделий с помощью 3Д печати. Например, для умной тележки (smart cart) существует возможность напечатать некоторые дополнительные части.

В разделе «сделай сам» https://www.pasco.com/diy/ вы найдете файлы чертежей 3D моделей в формате Solid works (.SLDPRT). По статистике скачивания популярностью пользуется демонстационный корпус Smart Cart.

Напомним Smart Cart — это умная вагонетка, которая благодаря встроенным датчикам, которые измеряют скорость, ускорение, положение используется для демонстрации законов Ньютона и изучения кинематики и динамики, передавая снятые данные по беспроводной сети Bluetooth®.

Для демонстрации на столе учителя есть возможность по скаченным чертежам изготовить на 3Д принтере кожух, который визуально увеличивает её в несколько раза. Кожух просто надевается поверху, при этом возможность демонстрации эксперементов на металлическом рельсе также остается.

Для удобства печати на маленьких принтерах корпус разделен на 3 детали, которые после распечатывания соединяются (склеиваются).

 

Интересные недоразумения

Американский математик Джордж Данциг, будучи аспирантом университета, однажды опоздал на урок и принял написанные на доске уравнения за домашнее задание. Оно показалось ему сложнее обычного, но через несколько дней он смог его выполнить. Оказалось, что он решил две «нерешаемые» проблемы в статистике, над которыми бились многие учёные.

В качестве названия для Google был взят математический термин, – число равное единице со 100 нулями. Потом выяснилось, что оно пишется по-другому – «googol». Несмотря на это, было решено оставить название «Google».

Почти все прогрессивное человечество (кроме США) не использует обозначения AM (ante meridiem — до полудня) и PM (post meridiem — после полудня), так как возникает большая путаница (быстро ответьте на вопрос: что раньше — 1 AM или 12 AM?).

Инженерная этика

Не последним делом в воспитании будущих инженеров является воспитание уверенности. Учащийся должен уметь аргументированно отстаивать свою точку зрения, а даже в случае ее непринятия другими. Поясните, что многие инженерные профессиональные сообщества пользуются системой моральных принципов, которые применяются на практике в инженерном деле.
Общие принципы кодексов инженерной этики во многом похожи. 

Как пример приводим принципы Американского общества гражданских инженеров от 2006 года [Источник https://www.nspe.org/resources/ethics/code-ethics]:

  1. Инженеры должны ставить на первое место безопасность, здоровье и благополучие граждан и должны стремиться соблюдать принципы устойчивого развития при выполнении их профессиональных обязанностей.
  2. Инженеры должны оказывать услуги только в сфере своей компетенции.
  3. Инженеры должны делать публичные заявления только в объективной и правдивой манере.
  4. Инженеры должны действовать в профессиональных вопросах для каждого работодателя или клиента как надежные агенты или доверенные лица, и должны избегать конфликтов интересов.
  5. Инженеры должны построить свою профессиональную репутацию на достоинствах своих услуг и не должны недобросовестно конкурировать с другими.
  6. Инженеры должны действовать таким образом, чтобы поддерживать и повышать честь, честность и достоинство профессии инженера и должны действовать с не толерантностью ко взяточничеству, мошенничеству и коррупции.
  7. Инженеры должны продолжать своё профессиональное развитие на протяжении всей карьеры, и должны предоставлять возможности для профессионального развития инженеров, находящихся под их руководством.

Как пример задайте реферат на тему: Участие Галилео Галилея в защите «коперниканства».

Разберите с классом что это значило тогда. Напомните, что лишь в 1992 году папа римский Иоанн Павел II произнёс речь, в которой признал Галилея блестящим физиком и выразил сожаление, что выносившие учёному приговор теологи слишком буквально придерживались текста Священного писания. До этого времени Ватикан никогда публично не признавал, что Земля вращается вокруг Солнца.

Ответственность обратная сторона уверенности. Например, во времена Александра II к инженерам, построившим мост, предъявлялось требование наблюдать за прохождением первого поезда по мосту из-под него. Что означало, неотвратимость наказания в случае разрушения моста.

Инженеры должны ставить на первое место безопасность, так гласит первый принцип. Всесторонность рассмотрения рисков залог безопасности, причем не только человека. В 2006 году Макдоналдс изменил форму стаканчиков для мороженого McFlurry под давлением активистов по защите ежей. Дело в том, что ежи, слизывая остатки мороженого в выброшенных стаканчиках, иногда засовывали голову внутрь, а обратно высунуть не могли и умирали от голода. Для разрешения этой задачи понадобилось уменьшить отверстие в крышке стаканчика, чтобы ежи больше не смогли попасться в западню.

Инженеры, проектировавшие эту детскую площадку для Бруклина, сосредоточились на ее футуристическом дизайне и совсем забыли продумать о свойствах используемых материалов. Большинство конструкций были выполнены из стали, которая нагревалась до 50 градусов в летние месяцы, что делало опасным их использование.

Схожая история приключилась с Концертным залом имени Уолта Диснея в Лос-Анджелесе. Его наружные стены были обшиты стальными панелями. Однако уже в 2005 году строителям пришлось несколько изменить фасад здания, так как металл стал мощным отражателем солнечных лучей и все жители близлежащих домой страдали от непомерно высокой температуры.

Ограничения толкают к изобретению

Не редко про историю изобретения можно услышать, что лень – двигатель прогресса. Так первая в истории веб-камера была создана в 1991 году в компьютерной лаборатории Кембриджского университета с единственной целью увидеть осталось ли кофе в кофеварке, находящейся на другом конце здания, чтобы не зря идти к ней. Но не меньшим стимулятором является и преодоление ограничений. Приводим несколько примеров по материалам сайта http://factopedia.ru.

Автоматическая телефонная станция (АТС) была изобретена директором похоронного бюро в Канзас-Сити Алмоном Строуджером. По рассказу самого изобретателя, однажды он заметил, что количество телефонных звонков в его компанию резко сократилось. Выяснилось, что местная телефонистка переводила звонки в компанию своего мужа — конкурента Строуджера. Это подтолкнуло его к мысли, что телефонисток нужно заменить автоматикой. В конце 19 века Строуджер сумел запатентовать и наладить массовый выпуск АТС.

Известно, если поросят у свиньи много, один-два непре­менно погибнут. Не хватит на всех ни пищи, ни внимания. Для спасения поросят-не­удачников канадская фирма «Фарматик» создала спе­циальный робот. Он не только греет и поит поросят по часам молоком, но еще и… хрюкает. Причем по-разному, когда сзывает своих питомцев на кормежку и когда кормит их. Производственные испыта­ния таких роботов-свинома­ток прошли очень успешно. Робот позволяет сэкономить за счет спасения слабеньких поросят десятки тысяч долларов.

Клейкие желтые бумажки появились в результате того, что закладки в книге псалмов, все время выпадали. История начиналась с неудачного эксперимента по усилению стойкости клея. В 1968 году сотрудник исследовательской лаборатории компании 3M пытался улучшить качество клейкой ленты (скотча). Он получил плотный клей, который не впитывался в склеиваемые поверхности и был совершенно бесполезен для производства скотча. Исследователь не знал, каким образом можно использовать новый сорт клея. Четыре года спустя, его коллега, который в свободное время пел в церковном хоре, был раздражен тем, что закладки в книге псалмов, все время выпадали. Тогда же он вспомнил о клее, который мог бы закреплять бумажные закладки, не повреждая страниц книги. В 1980 году Post-it Notes были впервые выпущены в продажу.

Французский врач Рене Лаэннеком (1781–1826) изобрел стетоскоп, когда почувствовал, что прижимать ухо к груди пациенток со слишком большим размером бюста неудобно.

А теперь немного об инженерном подходе. А вы знали?

В состав пластмассы для деталей конструктора LEGO входит сульфат бария. 

[Фото источник: pikabu.ru]

Эта соль не растворяется в воде, что делает её нетоксичной для организма, и хороша видна на рентгеновских снимках. Таким образом, если ребёнок проглотит деталь, её будет легко найти по этим снимкам.

Телефония как принцип передачи информации голосом на большие расстояния была известна еще до новой эры. У персидского царя Кира (VI век до н. э.) состояло для этой цели на службе 30 000 человек, именуемых «царскими ушами». Располагаясь на вершинах холмов и сторожевых башен в пределах слышимости друг друга, они передавали сообщения, предназначенные царю, и его приказания. Греческий историк Диодор Сицилийский (I век до н. э.) свидетельствует, что за день известия по такому телефону передавались на расстояние тридцатидневного перехода.

Часы идут по часовой стрелке — слева направо — потому что именно в этом направлении движется тень солнечных часов.

Однажды швейцарского инженера Жоржа де Мистраля озарило во время рутинной операции — когда он вынимал репей из шерсти своей собаки. После этого он 13 лет работал над идеей застежки-липучки.

Метроном, задающий ритм качанием, был изобретен специально для глухого Бетховена.

Приводите примеры для вдохновения учащихся.

Как быстро составить план урока с новым учебным оборудованием?

Учителя боятся начать использовать новое оборудование по нескольким причинам:

1. Необходимо изучить новое оборудование.
2. Необходимо потратить много времени на создание плана уроков, учебных материалов.
3. Как поместить все задуманное во время урока
4. Необходимо исправить план урока, на основании на реакции учеников.

Pasco Scientific заботится о учителях. К вашему вниманию цифровая библиотека с сотнями экспериментов. Удобный поиск: по предмету и уровню класса или по конкретным продуктам PASCO. Загрузите редактируемые студенческие лаборатории, заметки учителя с инструкциями по установке, файлы конфигурации программного обеспечения SPARKvue или Capstone и многое другое. Проверьте это бесплатно здесь Pasco Digital-library  .

Как быстро составить план урока с новым учебным оборудованием? Самый простой способ — проверить электронную библиотеку. Возможно, он уже подготовлен. Используйте его как шаблон. Переведите его на другой язык, если это необходимо.

Нажмите на изображение, он также откроет цифровую библиотеку на новой вкладке.

Планирование урока STEM по модели 5E

«Скажи мне и я забуду. Научи меня и я запомню. Вовлеки меня и я выучу».

Бенджамин Франклин

В педагогике конструктивизм появился благодаря психологу Жану Пиаже (Jean Piaget). Он сказал: «Знание не передаётся, оно создаётся».
Если перенести его подход познания вместе с идеями конструктивизма в определение обучения, то получим, что обучение – это активный процесс формирования знания, смысл которого формируется из индивидуального полученного опыта в реалистичных условиях путем выбора из разных вариантов. Таким образом, проверка знаний происходит по ходу приобретения опыта, а не обособлена как отдельная часть учебного процесса. Мозг человека оставляет у себя в памяти дискретное значение, выбранное из разных точек зрения, верность которого подкреплена дополнительными связями пережитых событий. Поэтому построенные уроков на принципах конструктивизма зачастую называют живым обучением.

Для того чтобы упростить процесс проектирования учебных материалов согласно теории конструктивизма была предложена учебная модель 5E (The 5E Instructional Model). Согласно этой модели, урок разбивается на 5 фаз, каждая из которых имеет свою цель, которую на английском языке можно представить, словом, начинающимся с буквы E:

  1. Engage – Вовлеки. На этом этапе необходимо создать связи между прошлым и настоящим опытом. Целью этой фазы является объяснить учащимся смысл приобретения знаний. При подготовке материала ответьте на вопрос: «Для чего это надо?» Где пригодятся приобретенные знания принципа изучаемого процесса.
  2. Explore – Исследуй. Самые точные вопрос для этой фазы: что измерить и как измерить?
  3. Explain – Объясни. Проговаривание терминов, растолкование принятых определений. Намного легче объяснить, что спираль лампы накаливания испускает фотоны и фононы, которые переносят тепло, тому кто знает, что лампочка светит и греет. Не мало важным на этом этапе является инструктаж по порядку выполнения и технике безопасности. Чем мощнее лампа накаливания, тем больше тепла она выделяет. Что нужно сделать чтобы не обжечься?
  4. Elaborate – Дай попробовать самому. По сути, это и ест получение опыта через практику и сотрудничество с другими учащимися. Поэтому, чтобы запомнить понятие фононы легче потрогать теплю лампочку.
  5. Evaluate – Самооценка усвоения материала. «Что вы поняли?» — если сами могут объяснить другому – значит поняли.
http://cognitiveperformancegroup.com/2014/10/08/5e-instructional-design-model-inspired-constructivist-theory/

Главная идея конструктивизма заключается в том, что учащиеся строят знания для себя, а мы, как преподаватели им помогаем. Поэтому при разработке учебного материала центр сосредоточения внимания переноситься с предмета изучения на обучаемого, так как уровень усвоения учебного материала зависит от знания, созданного самим учеником или классом учащихся.

Надо отметить, что подход STEM по модели 5E активно использует в своих учебных разработках PASCO SCIENTIFIC.
Например в электронных учебниках:

  1. Essential Chemistry — Основы химия. Подробнее здесь.
  2. Essential Physics – Основы физика
  3. Essential Physics STEM Modules — Основные модули STEM

Теперь вы знаете, что означает урок построен по модели 5E (Lessons follow the 5E design). Читайте на эту же тему статью «Что учесть при подборе учебных средств к уроку STEM».

Privacy Policy Settings