skip to main content

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:

           

  1. csoport
  1. csoport
  1. csoport
  1. csoport

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.