Készen áll, hogy továbblépjen?
Források
Letölthető források
Tárgyi erőforrás
Tárgyi erőforrások: Tábla és filctoll, papír és ceruza, teljes készlet az építéshez (osztályonként 1-2 készlet), amely a következőket tartalmazza:
● Állvány kb. 1 m magas
● Csatlakozó rudak
● Mikro-amméter elektromos vezetékek kimenetével
● Vízálló 1,5 voltos motor
● Műanyag rúd a motortengely és a turbinák összekötéséhez (K'Nex játékalkatrészek is használhatók)
● Egy vödör víz
● Akváriumszivattyú vagy más típusú, kis teljesítményű (12 vagy 24 watt) merülőszivattyú.
● Egy cső a szivattyú és az állvány összekötéséhez (kb. 1 m)
● Ajánlott! Helyezze a vödröt egy ilyen pancsolómedencébe, hogy a padló és a diákok ne ázzanak el.
● Rongyok és felmosórongy
● Elektromos aljzat/hosszabbító kábelek
● A turbina alapjai, amelyek a motor tengelyén lévő műanyag rúdhoz csatlakoztathatóak (K'Nex játékalkatrészek használhatók).
● A pengék építéséhez szükséges anyagok:
- spatula
- Műanyagtartályok (palackok, csomagolások)
- Csomagolások teteje és fedele (használt)
- Anyagok a csatlakozáshoz:
- Ragasztópisztoly
- Szigetelőszalag
- Gumiszalagok
Olló
Emberi erőforrás
A készítési tevékenységeket támogató további felnőttek, például szülők vagy a helyi készítőterek vagy műhelyek segítői.
Előkészítés
Kérjen segítséget egy helyi Makerspace vagy műhely szakemberétől; az ő segítségükkel készítse el az építőcsomagokat.
Célok, üzenetek és koncepciók
Konkrét célok
- Tapasztalatszerzés egy vízturbina építésében, hogy a lehető legnagyobb energiát termelje, miközben műszaki problémákat old meg.
- A szélturbinákról tanult tudományos elvek alkalmazása a vízturbinák építésére.
Konkrét üzenetek
- A vízturbina által termelt villamos energia mennyisége számos tényezőtől függ: a lapátok méretétől, a lapátok számától, a lapátok szögétől a víz áramlásához képest, valamint a turbina feletti vízesés magasságától.
- A vízből előállítható elektromos energia mennyisége nagyon alacsony más fosszilis energiaforrások hatékonyságához képest.
Fő kifejezések
- megújuló energia
- turbina
Gyakorlatok és készségek
MTMI gyakorlatok
- Magyarázatok konstruálása és megoldások tervezése
- Modellek fejlesztése és használata
- Matematikai és informatikai gondolkodás használata
- Kérdések feltevése és problémák meghatározása
- Vizsgálatok tervezése és végrehajtása
Szociális képességek
- Empátia
- A bizonytalanság kezelése
- A kudarc megtanulása a tanulás része
- Csapatmunka és együttműködés
Menedzsment képességek
- Tervezés
- Az erőforrások felhasználása
Tevékenység menete
1.
A tanulók a tevékenységet a vízenergia megismerésével és a lehetséges hátrányok megvitatásával kezdik. A magyarázatot lásd a 2. függelékben. Megpróbálnak majd kapcsolatot teremteni a víz és a szél között, hogy lássák, milyen ismereteket lehet átvenni a LU7-ből.
2.
Ezután csoportokban dolgoznak majd azon a kihíváson, hogy megépítsék azt a turbinát, amely a legtöbb áramot tudja termelni.
- Technikai magyarázat - mutassa be az anyagokat, tippeket az alkatrészek rögzítéséhez, mennyi idő áll rendelkezésükre a projekt befejezéséhez, és utasításokat arra vonatkozóan, hogyan dokumentálják a folyamatot/eredményeket (fotó, rajz a modellről stb.).
- A teljesítmény mérése az elektromos áram mikroamperjei alapján, ami (általában) megfelel a termelt elektromos energia mennyiségének.
- Írjon egy táblázatot a táblára, és töltse ki a tanulók eredményeit:
|
|
|
| |
Teszt 1 | XX mµ A | XX mµ A | XX mµ A | XX mµ A |
Teszt 2 | XX mµ A | XX mµ A | XX mµ A | XX mµ A |
− Mi befolyásolja a villamosenergia-termelést? A tanulóknak tesztelniük kell a korábban megismert tényezőket, és mérlegelniük kell, hogy vannak-e más olyan tényezők is, amelyekre nem gondoltak.
− Megjegyzés: néhány gyereket szorongás tölti el a verseny miatt - mindenképpen adjon pozitív visszajelzést a további kritériumokkal kapcsolatban, mint például a kreativitás, esztétikum, kitartás, fejlődés, eredetiség stb. tekintetében.
3.
Utasítások a prototípus megépítéséhez:
- Csoportokra osztva dolgozzanak.
- Tervezze meg a modellt, készítsen táblázatot az eredményekről.
- A modell felépítése.
- Tesztelés.
- Eredmények rögzítése.
- Következtetések levonása.
- A modell javítása / új modell készítése.
- Mindezek megismétlése, ha kell….
4.
A teszt során a kísérők segíthetnek a tanulóknak a vízesés és a turbina beállításában. A csoportok addig változtathatják a vízesés magasságát és állíthatják a szöget, amíg a legjobb eredményt nem kapják. A kísérő szerepe ebben a szakaszban az, hogy technikai segítséget nyújtson a tanulóknak, és hagyja, hogy önállóan jussanak el az eredményekhez és következtetésekhez.
5.
A tanulók kitöltik a táblázatot, és felírják a táblára a legjobb eredményüket (az elért legnagyobb áramerősség).
6.
Mutassa be az eredményeket, hogy melyik csoport volt a legsikeresebb. Minden csoportnak 1-2 perc áll rendelkezésére, hogy bemutassa a legsikeresebb modelljét, és konstruktív visszajelzést kapjon. Térjünk ki a különböző paraméterekre és azok hatásaira, kihívásokra, meglepetésekre, csalódásokra és arra, hogy mit lehetne javítani a következő alkalommal, visszajelzést kapva a diákoktól. Kérdések a megbeszéléshez:
- Van valami, amin még javítani szeretnél?
- Voltak gondjaid azzal, hogy a turbina áramot termeljen?
- A vízesés magassága befolyásolta a turbina forgását? Miért?
- Gondolod, hogy az összes vízenergiát elektromos energiává alakították át?
- Ha kihívással/problémával találkoztál - hogyan oldottad meg?
- A csapatmunkát illetően - valaki vezette a csoportot, vagy minden döntést közösen hoztatok?
- További információkért lásd a 2. függeléket.