Παιχνίδι Σταθερού Χεριού

Transcript

1 ΚΛΙΜΑΚΙΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΗΜΟΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ στο Σχεδιασμό και Τεχνολογία Τάξη Ε Παιχνίδι Σταθερού Χεριού Εισαγωγή: Αφόρμηση Πρόβλημα - Περιγραφή Στόχοι Πορεία ραστηριότητες Ιδέες Λύσεις Επέκταση Φύλλα εργασίας Παράρτημα Συγγραφή: Σωτήρης Καρμιώτης

2 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΦΟΡΜΗΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Τα παιδιά αρέσκονται να ασχολούνται με παιχνίδια τα οποία τους επιβραβεύουν όταν επιτύχουν το στόχο τους. Τέτοια παιχνίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για διαγωνισμό μεταξύ παιδιών. Την ίδια στιγμή παρόμοια λειτουργία με αυτή έχουν παιχνίδια τα οποία ειδοποιούν όταν έχει ο παίκτης κάνει λάθος. Συνήθως τέτοια παιχνίδια χρησιμοποιούν ηλεκτρικά κυκλώματα με διακόπτες που κλείνουν το κύκλωμα όταν διαπραχθεί λάθος από τον παίκτη. Παράλληλα όμως τέτοια παιχνίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ανάμεσα σε άλλα, για αύξηση των γνώσεων του παίκτη (φωτεινός παντογνώστης) και για βελτίωση των δεξιοτήτων του (παιχνίδι σταθερού χεριού). Η κατασκευή τέτοιων παιχνιδιών από τους μαθητές είναι απλή και διασκεδαστική και παρέχει στους μαθητές γνώσεις που αφορούν τα ηλεκτρικά κυκλώματα. Με την κατασκευή τέτοιου παιχνιδιού ενθαρρύνεται η δημιουργικότητα των μαθητών και ενισχύεται η διαφορετικότητα τους. ΠΡΟΒΛΗΜΑ Το πανεπιστήμιο της Βομβητούπολης αναζητά τρόπο με τον οποίο θα επιλέγει τους φοιτητές της Ιατρικής που θα ειδικευτούν στην χειρουργική. Επικοινώνησε με το σχολείο και προκήρυξε στη συνέχεια διαγωνισμό για την κατασκευή συσκευής (παιχνιδιού) σταθερού χεριού με το οποίο θα ελέγχει πόσο σταθερό είναι το χέρι αυτού που παίζει το παιχνίδι. Από το σχολείο θα επιλεγούν οι δύο καλύτερες συσκευές. Αν κάποιοι μαθητές δε θέλουν να λάβουν μέρος στο διαγωνισμό του πανεπιστημίου θα φτιάξουν το παιχνίδι είτε για προσωπική τους χρήση είτε για χρήση από κάποιο άλλο παιδί. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Το παιχνίδι αυτό βασίζεται σε ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα και στην ιδιότητα κάποιων υλικών να αφήνουν το ρεύμα να περνά διαμέσου τους (αγωγοί) ή να μην το αφήνουν (μονωτές). Κατασκευάζεται το κύκλωμα χωρίς διακόπτη και το αφήνουμε ανοικτό ενώνοντας στην μια άκρη το λυγισμένο σύρμα και στην άλλη τον ακροδέκτη. Ο σκοπός του παιχνιδιού είναι να περάσει ο ακροδέκτης κατά μήκος του σύρματος χωρίς να ανάψει η λάμπα, εφόσον επαφή του ακροδέκτη με το λυγισμένο σύρμα σημαίνει ότι το κύκλωμα θα κλείσει και θα ανάψει η λάμπα. Ελέγχεται έτσι η σταθερότητα του χεριού αυτού που το χρησιμοποιεί.

3 2 ΣΤΟΧΟΙ Να αναφέρουν τους λόγους που οδηγούν τον άνθρωπο στην τεχνολογική δημιουργία. Να συνδυάζουν άχρηστα υλικά ώστε να δίνουν χρήσιμη κατασκευή. Να μετρούν, να σημαδεύουν και να μορφοποιούν άχρηστα υλικά. Να μορφοποιούν χάλκινο σύρμα σε ποικίλα σχήματα ανάλογα με το επίπεδο δυσκολίας που θέλουν να έχει το παιχνίδι τους. Να χρησιμοποιούν με ασφάλεια απογυμνωτή καλωδίου, κατσαβίδι και πιστολάκι γόμας. Να συνδυάζουν αποτελεσματικά ξύλο με άλλα υλικά. Να σχεδιάζουν και να κατασκευάζουν πλαίσια δύο διαστάσεων. Να επενδύουν ξύλινα πλαίσια σκελετούς με κόντρα πλακέ. Να κατανοήσουν τον τρόπο λειτουργίας του παιχνιδιού σταθερού χεριού. Να εφαρμόζουν διακόπτη πάνω στο κύκλωμα που θα φτιάξουν (αυτοσχέδιο ή έτοιμο) Να συναρμολογούν σύνθετο κύκλωμα σε σειρά. Να χρησιμοποιούν συνδετήρες συρμάτων σωστά (αν προνοείται από την κατασκευή τους.

4 3 ΠΟΡΕΙΑ - ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΜΕΣΑ ΜΑΘΗΜΑ 1ο (1Χ80) ΕΝΟΤΗΤΕΣ Α.Π ΣΧ.Τ: Ενέργεια, γνωριμία με υλικά, άνθρωπος και τεχνολογία. ίδονται στα παιδιά τα υλικά που αναφέρονται δίπλα και βάζουμε διαγωνισμό το άναμμα της λάμπας. Στη συνέχεια ζητείται από τα παιδιά να βάλουν στη θέση της λάμπας το βομβητή και να τον κάνουν να λειτουργήσει. Τα παιδιά σχεδιάζουν τα δύο κυκλώματα στο φύλλο εργασίας τους. ύο από τις ομάδες θα μεταφέρουν τα σχέδια των κυκλωμάτων στον πίνακα. Η μια θα σχεδιάσει το κύκλωμα με τη λάμπα, η άλλη το κύκλωμα με βομβητή και θα ακολουθήσει συζήτηση. Εισάγεται μετά η διεθνής ορολογία και σχεδιάζουν το κύκλωμα ξανά στον προβλεπόμενο χώρο στο φύλλο εργασίας. Παρουσιάζεται έτοιμο παιχνίδι σταθερού χεριού και συζητείται με τα παιδιά ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί. Μετά τη συζήτηση δίδονται τα υλικά και ρωτώ ποια από αυτά αφήνουν το ρεύμα να περνά διαμέσου τους. Ρωτούμε ποιο είναι το πιο πρακτικό για χρήση στο παιχνίδι που θα φτιάξουν (τέλλι περίφραξης) Ανακοινώνεται στα παιδιά ότι σήμερα θα φτιάξουν το κύκλωμα του παιχνιδιού σταθερού χεριού. Εξηγώ τα τεχνικά σημεία. Επιδεικνύεται στα παιδιά ένα νέο εργαλείο απογυμνωτής συρμάτων και πώς χρησιμοποιούνται οι συνδετήρες συρμάτων (connectors), πώς ενώνονται τα σύρματα πάνω στις λάμπες και πως ενώνεται η μπαταριοθήκη στο κύκλωμα. ίδονται στα παιδιά τα υλικά και τους ζητείται να φτιάξουν το κύκλωμα του παιχνιδιού. 1 λάμπα, 1 βάση λάμπας, 2 κροκοδειλάκια, μπαταριοθήκη, 2 μπαταρίες βομβητής Φύλλο εργασίας 1 Έτοιμο παιχνίδι σταθερού χεριού Άξονας μεταλλικός, σύρμα, ασημόχαρτο, σπίρτο, τέλλι περίφραξης Λάμπες, μπαταριοθήκες, βομβητές, σύρμα, διακόπτες, συνδετήρες συρμάτων ΜΑΘΗΜΑ 2ο (1Χ80 ) Υπενθυμίζονται στα παιδιά αυτά που έμαθαν το προηγούμενο μάθημα. Ελέγχονται τα κυκλώματα που έφτιαξαν τα παιδιά. Τα παιδιά παίρνουν το φύλλο σχεδιασμού και σχεδιάζουν το παιχνίδι τους. Συζητούνται τα στάδια κατασκευής του παιχνιδιού και αναγράφεται στον πίνακα η σειρά Φύλλο εργασίας 2 (φύλλο σχεδιασμού)

5 ΕΝΟΤΗΤΕΣ Α.Π ΣΧ.Τ: Ενέργεια, δομές, γνωριμία με υλικά, Γραφική επικοινωνία. ΜΑΘΗΜΑ 3ο (1Χ80 ) ΕΝΟΤΗΤΕΣ Α.Π ΣΧ.Τ: Ενέργεια, δομές, γνωριμία με υλικά, Γραφική επικοινωνία. εργασίας. Τα παιδιά φτιάχνουν το πλαίσιο και εφαρμόζουν πάνω το κόντρα πλακέ. Τα παιδιά δίνουν στο χάλκινο σύρμα το σχήμα που έχουν σχεδιάσει. Τα παιδιά συνδέουν το χάλκινο σύρμα με το κύκλωμα. Τα παιδιά κατασκευάζουν τη θηλιά και τη συνδέουν στο κύκλωμα. Τα παιδιά ελέγχουν τη λειτουργικότητα του κυκλώματος και ακολούθως το στερεώνουν πάνω στο κόντρα πλακέ. Ο δάσκαλος λέει στους μαθητές να φέρουν υλικά για διακόσμηση της κατασκευής τους στο επόμενο μάθημα Λωρίδες ξύλου, χαρτόνι, γόμα, κόντρα πλακέ. Χάλκινο σύρμα, κόριφλουτ Πιστολάκι ζεστής γόμας. ΜΑΘΗΜΑ 4ο (1Χ80 ) ΕΝΟΤΗΤΕΣ Α.Π ΣΧ.Τ: Άνθρωπος και τεχνολογία, δομές, ενέργεια, μηχανισμοί Τα παιδιά διακοσμούν την κατασκευή τους. Γίνεται συζήτηση στην τάξη για τη όλη κατασκευή και επιλέγονται από τους μαθητές οι δύο καλύτερες σε εμφάνιση και λειτουργία. ίδεται το φύλλο αξιολόγησης της κατασκευής και ακολούθως το φύλλο για ανασκόπηση της ενότητας. Αυτοκόλλητα, νερομπογιές, Άχρηστα υλικά, έτοιμες φιγούρες

6 4 Ι ΕΕΣ ΚΑΙ ΛΥΣΕΙΣ 4.1 Κατασκευή Πλαισίου Η κατασκευή του πλαισίου είναι απαραίτητη εφόσον θα στηριχτεί πάνω το κόντρα πλακέ ή άλλο υλικό το οποίο θα είναι η βάση όλου του παιχνιδιού. Το μέγεθος του πλαισίου είναι άμεσα εξαρτημένο από το μέγεθος του κόντρα πλακέ ή οποιουδήποτε άλλου στερεού υλικού αποφασιστεί ότι θα αποτελέσει τη βάση για το παιχνίδι. Αφού διευκρινιστούν το μήκος και το πλάτος που θα έχει το πλαίσιο (προτείνεται να είναι ορθογώνιο) τα παιδιά κόβουν από τις λωρίδες ξύλου κομμάτια στα μεγέθη που επιθυμούν. Ακολούθως κολλούν μεταξύ τους τα ξύλα χρησιμοποιώντας γόμα PVA (άσπρη). Για να γίνει η ένωση των ξύλων σε ορθή γωνία καλύτερα να χρησιμοποιηθεί η κόκκινη πλαστική γωνιά (Lynx Jointer). Προσοχή πρέπει να δοθεί στην ποσότητα της γόμας ώστε να μην είναι περισσότερη από όση χρειάζεται ώστε να αποφευχθεί η καταστροφή της πλαστικής γωνιάς ή και του πάγκου.

7 Μέτρημα ξύλου Στερέωμα ξύλου στη μέγγενη Κόψιμο ξύλου

8 Κόψιμο τριγώνων για ένωση ξύλου

9 Κόλλημα ξύλων με χρήση γωνιάς

10 4.2 Κατασκευή κυκλώματος Για να κατασκευαστεί το κύκλωμα χρειάζονται τα πιο κάτω υλικά. μπαταριοθήκη, λάμπα με βάση ή βομβητής, διακόπτης (αυτοσχέδιος ή έτοιμος, συνδετήρες καλωδίων ( connectors), καλώδιο μαύρο ή κόκκινο. Η κατασκευή του κυκλώματος αυτού θα γίνει στο πρώτο μάθημα. Για να χρησιμοποιηθεί το κύκλωμα αυτό στο παιχνίδι πρέπει το καλώδιο να κοπεί σε κάποιο σημείο και η μια πλευρά του σύρματος να ενωθεί με το σύρμα και η άλλη με τον ακροδέκτη, όπως φαίνεται πιο κάτω. Η χρήση του διακόπτη δεν είναι αναγκαία και συνεπώς μπορεί να μην χρησιμοποιηθεί

11 4.3 Κατασκευή ακροδέκτη Ο ακροδέκτης κατασκευάζεται με σύρμα από χαλκό. Προσοχή πρέπει να δοθεί ώστε το σύρμα να μην έχει επικάλυψη κεριού (το κερί λειτουργεί ως μονωτικό υλικό με αποτέλεσμα να μη λειτουργεί η συσκευή μας). Για να μπορεί ο μαθητής να χειρίζεται τον ακροδέκτη καλό είναι να μπει κάποιο υλικό στο σημείο του ακροδέκτη που θα πιάνει ο μαθητής. Πιθαν υλικά είναι (όπως φαίνεται και στις φωτογραφίες) ο διαφανής πλαστικός σωλήνας, το καλαμάκι και το κορριφλουτ. διαφανής σωλήνας καλαμάκι κόρριφλουτ Μετά την τοποθέτηση λαβής πάνω στον ακροδέκτη πρέπει να ενωθεί με το κύκλωμα. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να ενωθεί ο ακροδέκτης. Ο ένας προϋποθέτει τη χρήση συνδετήρα συρμάτων (connector). Οι δύο τρόποι φαίνονται στις πιο κάτω φωτογραφίες.

12 Ένωση απευθείας (Το σημείο στο οποίο ενώνεται το σύρμα με τον ακροδέκτη πρέπει στη συνέχεια να καλυφθεί με μονωτικό υλικό (π.χ. χαρτότελλα)) Ένωση με χρήση συνδετήρα συρμάτων (connector) 4.4 Λύγισμα σύρματος Το λύγισμα του σύρματος γίνεται με το χέρι. Όσο περισσότερες φορές λυγιστεί τόσο αυξάνεται και η δυσκολία του παιχνιδιού. Το λυγισμένο σύρμα ενώνεται στο κύκλωμα με τον ίδιο τρόπο που ενώνεται ο ακροδέκτης.

13 4.3 Ολοκλήρωση κατασκευής Το κύκλωμα με το λυγισμένο σύρμα και τον ακροδέκτη πρέπει να εφαρμοστεί πάνω στο πλαίσιο με το κόντρα πλακέ. Στο χώρο που δημιουργεί το ξύλινο πλαίσιο κάτω από το κόντρα πλακέ μπορεί να τοποθετηθεί η μπαταριοθήκη. Είναι προτιμότερο να φαίνεται μόνο το λυγισμένο σύρμα, ο ακροδέκτης και ο διακόπτης εάν υπάρχει (φωτογραφία). Για να επιτευχθεί αυτό πρέπει να τρυπηθεί το κόντρα πλακέ ώστε να περνά το σύρμα. Οι φωτογραφία πιο κάτω δείχνει την τεχνική για τρύπημα του κόντρα πλακέ. Τα μέρη του παιχνιδιού στερεώνονται στο κόντρα πλακέ με χρήση ζεστής γόμας. Για να στερεωθεί το λυγισμένο σύρμα πάνω στο κόντρα πλακέ μπορεί

14 να χρησιμοποιηθούν δύο μικρά κομμάτια ξύλου τα οποίο θα τρυπηθούν στην μέση και θα στερεωθεί το ένα στην μια πλευρά του κόντρα πλακέ και το άλλο στην άλλη. 5 ΕΠΕΚΤΑΣΕΙΣ 5.1 ΑΛΛΕΣ Ι ΕΕΣ Μπορεί αντί ξύλινου πλαισίου και κόντρα πλακέ να χρησιμοποιηθούν κουτιά γάλακτος τα οποία αφού ξεπλυθούν, θα κολληθούν μεταξύ τους και θα χρησιμοποιηθούν σα βάση για το παιχνίδι.

15 6 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Φύλλο εργασίας 1 ιερεύνηση κυκλωμάτων Φύλλο εργασίας 2 Σχεδιασμός κατασκευής Φύλλο εργασίας 3 Αξιολόγηση κατασκευής Φύλλο εργασίας 4 Τιμοκατάλογος υλικών

16 Η Ομάδα μου: ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ! (φύλλο εργασίας 1) Σχεδιάζω εδώ τα κυκλώματα. Α. Κύκλωμα με λάμπα Β. Κύκλωμα με βομβητή Σχεδιάζω το κύκλωμα με τα διεθνή σύμβολα. Καλοί και κακοί αγωγοί Υλικό Καλός αγωγός Κακοί αγωγοί Ξυλάκι παγωτού άξονας μεταλλικός ασημόχαρτο καλαμάκι χάλκινη ταινία Χαρτότελλα σύρμα

17 (Παράρτημα 2) Φύλλο Σχεδιασμού Κατασκευής Οι προδιαγραφές του παιχνιδιού μου Όνομα :... Τάξη... Το παιχνίδι σταθερού χεριού είναι για... Εμένα Κάποιο άλλο Ποιο;... Το παιχνίδι σταθερού χεριού θα είναι όπως... ένα πραγματικό παιχνίδι ένα παιχνίδι από ένα βιβλίο ή μια ταινία ένα παιχνίδι φαντασίας Το παιχνίδι σταθερού χεριού: χρησιμοποιεί ηλεκτρικό κύκλωμα για να εργαστεί έχει πάνω λάμπα έχει πάνω συσκευές που παράγουν ήχο Το παιχνίδι σταθερού χεριού θα μοιάζει όπως πιο κάτω :

18 Το πλαίσιο πάνω στο οποίο θα στερεώσω το κύκλωμα θα έχει μήκος... εκατοστά και πλάτος... εκατοστά. Για να φτιάξω το πλαίσιο θα χρειαστώ... εκατοστά λωρίδα ξύλου. Για να φτιάξω το πλαίσιο θα χρειαστώ τα πιο κάτω υλικά και εργαλεία. Πλαίσιο Υλικά Εργαλεία Για να φτιάξω το ηλεκτρικό κύκλωμα θα χρειαστώ τα πιο κάτω υλικά και εργαλεία. Ηλεκτρικό κύκλωμα Υλικά Εργαλεία Για να διακοσμλησω το παιχνίδι μου θα χρειαστώ τα πιο κάτω υλικά και εργαλεία Διακόσμηση Υλικά Εργαλεία

19 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 -- Αξιολόγηση κατασκευής Όνομα... Το παιχνίδι σταθερού χεριού ήταν για... Άρεσε ή δεν άρεσε το παιχνίδι; Ναι/όχι εξηγήστε γιατί.... Το παιχνίδι σταθερού χεριού σχεδιάστηκε να είναι όπως... ένα πραγματικό παιχνίδι ένα παιχνίδι από ένα βιβλίο ή μια ταινία ένα παιχνίδι όχημα φαντασίας Κατασκευάστηκε όπως σχεδιάστηκε; Ναι/όχι Εάν όχι, προσπαθήστε να εξηγήσετε γιατί... Λειτουργεί όπως σχεδιάστηκε να λειτουργεί; Ναι / όχι εάν όχι, προσπαθήστε να εξηγήσετε γιατί Το όχημα σας μοιάζει με το σκίτσο που κάνατε; Ναι/όχι Εάν όχι, προσπαθεί να εξηγήσει γιατί Αν σου δινόταν ευκαιρία να αλλάξεις κάτι σε όλη τη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής του παιχνιδιού σταθερού χεριού τι θα άλλαζες και γιατί;

20 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4 ΤΙΜΟΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ΤΙΜΟΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Α/Α ΥΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ 1. Λωρίδα Ξύλου 1Χ1Χ100εκ 0,15 2. Ξύλινος άξονας 4χιλ Χ 1000χιλ 0,30 3. Μεταλλικός άξονας 4χιλ Χ 1000χιλ 0,35 4. Ξύλινοι τροχοί 20χιλ 0,05 5. Ξύλινοι τροχοί 50χιλ 0,10 6. Χάρτινος τροχός 50χιλ 0,03 7. Τροχαλία 50χιλ ξύλινη 0,09 8. Τροχαλία 20χιλ ξύλινη 0,05 9. Χαρτονάκι τρίγωνο για σύνδεση ξύλου 0, Χαρτονάκι χρωματιστό Α4 0, Χαρτονάκι σκληρό άσπρο γκρίζο Α4 0, Χαρτόνι χρωματιστό Α2 0, Πλαστικό φύλλο (κορι φλουτ) 0, Αφρώδες πλαστικό 0, Μπαταριοθήκη 2 Χ ΑΑ 0, Συνδετήρας μπαταρίας 0, Σύρμα κόκκινο - μαύρο (το ένα μέτρο) 0, Σύρμα με δύο κροκοδειλάκια 0, ιακόπτης 0, Καλαμάκι πλαστικό 0, Θηλιά μεταλλική 0, Πλαστική τροχαλία 0, Μοτοράκι ηλεκτρικό 0, Βομβητής 3V 0, Ανθρώπινος κόπος (το λεπτό) φ0,01