Антисеизмични решения: конструиране и тестване
Цели по предметно знание:
Учениците:
- прилагат знанията си за моделиране и оценка на устойчивостта на конструкции;
- интерпретират експериментални резултати и правят изводи;
Необходими материали
- Картон, дървени клечки, сламки;
- Лепило, тиксо;
- Ластици;
- Пластилин;
- Тежести (монети, гайки);
- Подложка за вибрационна платформа (дъска, тава);
- Мобилен телефон с приложение за вибрации;
- Линийка и рулетка;
- Листове за скици и записки;
- Маркер и флипчарт;
- Работен лист “Земетръсна устойчивост”;
- Работен лист “Антисеизмични инженерни решения”.
Учениците преглеждат предходните си скици и обсъждат кои инженерни решения ще приложат в реалния модел.
Инструкции
“Прегледайте скиците си от предишния урок. Обсъдете в екипа:
- кои елементи ще запазите;
- какви материали ще използвате;
- как ще направите основата стабилна.
Вземете общо решение за конструкцията.”
Обобщение
"Планирането ни помага да използваме знанията си по физика целенасочено, за да можем да изградим желания от нас краен продукт.“
Важно
- Подсещайте учениците да обмислят различни аспекти, като: гъвкавост, стабилност, амплитуда, център на тежестта;
- Насърчавайте учениците да вземат научно обосновани решения.
Учениците изработват макети на устойчиви сгради, използвайки избрани материали и конструктивни решения.
Инструкции
“Започнете създаването на вашия модел:
- Направете стабилна основа.
- Изградете конструкцията.
- Добавете поне едно гъвкаво или укрепващо решение (ластик, диагонална подпора и др.).
- Поставете тежест отгоре, за да симулирате маса на сградата.”
Обобщение
"Чрез тази дейност превърнахме теорията в практика и се убедихме как материалите и формата влияят върху устойчивостта на моделите.“
Важно
- Следете за спазване на правилата за безопасност при работа с лепила и режещи инструменти;
- Задавайте насочващи въпроси от типа: "Какво ще стане, ако сградата е твърде висока?“или "Какво стабилизира конструкцията?“.
Учениците тестват устойчивостта на своите сгради с помощта на вибрационна платформа. Симулират ефекта на P-, S- и повърхностните сеизмияни вълни и отчитат влиянието им върху цялостта на модела.
Инструкции
“Поставете изработеният модел върху платформата. Включете вибрацията на телефона за 10–15 секунди и го поставете върху платформата. Наблюдавайте дали моделът се клати, деформира ли се, пада ли тежестта. Запишете резултатите. Симулирайте движението на P-, S- и повърхностните сеизмични вълни, като ръчно разклатите платформата по съответния начин. Постепенно увеличавайте силата на трептенето. За всяка от вълните отбелязвайте какво е влиянието й върху модела.”
Обобщение
"Експериментът ни показа, че малки конструктивни промени могат значително да увеличат устойчивостта на сградите.”
Важно
- Подгответе по една подходяща плоскост за вибрационна платформа на всяка от групите.
- Тествайте поетапно – слаба → по-силна вибрация.
- Поддържайте ред и безопасност. Насърчавайте наблюдението, не съревнованието.
Учениците формулират възможни подобрения на моделите и осмислят връзката между физичните принципи и инженерните решения.
Инструкции
“На база направените тестове и наблюдения помислете как можете да направите вашите сгради по-устойчиви.”
Обобщение
“Науката ни дава инструменти да предвиждаме, тестваме и подобряваме решенията си – така работят инженерите в реалния свят.”
Важно
- Поставете фокуса върху наученото, не върху сградата-"победител“;
- Подчертайте значимостта на интегрирането на корекции и насърчете учениците да подобрят моделите си в извънучебно време.
