Строительство мостов из бальзового дерева часто используется как образовательная технология . Он может сопровождаться более крупным проектом, включающим различные области обучения.
Обычно классы, которые включают мост из бальзового дерева, охватывают предметные области физики , инженерии , статического равновесия или строительных работ, хотя это можно делать независимо от любого из этих предметов. Строительство моста из бальзового дерева может быть выполнено после завершения раздела или раздела, посвященного связанной теме, или процесс проектирования и строительства может быть использован, чтобы помочь учащимся лучше понять желаемую предметную область.
Требования
Хотя существует большое разнообразие проектов мостов из бальзового дерева, студенты в целом пытаются построить мост, который сможет выдержать самый большой вес, прежде чем он сломается. Часто применяются и другие ограничения, но они сильно различаются от конкурса к конкурсу. Требования к образцам включают:
- ограничивая максимальную массу от моста
- требующий минимального пролета
- требующая минимальной высоты проезжей части
- ограничение физических размеров моста
- ограничение размеров отдельных кусков пробкового дерева
- ограничение количества клея или пробкового дерева, которое можно использовать
- требуется проезжая часть, позволяющая проезжать транспортное средство определенного размера
- ограничение пути размещения деталей на мосту (например, отсутствие параллельных соединяемых деталей)
Тестирование
Мосты обычно испытывают, прикладывая к мосту направленную вниз силу. Как и где применяется сила, варьируется от одного соревнования к другому. Существует два распространенных метода приложения испытательного усилия к мосту:
- Подвесив контейнер (например, мусорный бак ) на мосту и загружая в него известный вес, пока мост не сломается. Тестер также может медленно добавлять воду или песок в контейнер до тех пор, пока мост не сломается, а затем взвешивать контейнер, обеспечивая более точный способ определения разрывающей силы.
- Используя механическое или пневматическое испытательное устройство, которое давит на мост с возрастающей силой, пока мост не сломается. Если такое испытательное устройство используется, оно часто оснащено методом автоматического сбора данных о силе, например датчиком давления или тензодатчиком, подключенным к компьютеру. Этот подход более точен при измерении мостов, вторичная структура которых оказывается прочнее первичной. Этот метод также менее опасен для моста, структура которого обычно остается нетронутой, поскольку нагрузка автоматически снимается при разрыве.
Из этих двух метод подвесного контейнера дает гораздо больший драматический эффект. Испытание с помощью пневматического пресса или плунжера часто занимает считанные секунды. Испытание исключительно прочных мостов может занять до тридцати минут, поскольку к подвесному контейнеру добавляется груз (часто используется комбинация стальных грузов и песка). [1]
Подсчет очков и выставление оценок
Подсчет очков
Есть два основных способа подсчета очков в соревнованиях по мосту из бальзового дерева. Один из способов - просто измерить, какой вес может выдержать каждый мост. Второй способ - структурная эффективность, часто выражаемая как отношение прочности к весу. Весовой метод наиболее эффективен, когда все участники строят из определенного набора материалов и, как ожидается, будут использовать все доступные материалы. Метод соотношения прочности к весу лучше, когда от участников ожидается, что они будут использовать свои материалы с максимальной эффективностью.
Конкурсная оценка
Конкурсная оценка позволяет сравнить, насколько хорошо каждый мост работает с мостами, построенными другими участниками, для определения оценки. Мосту с наивысшей оценкой присваивается максимальная числовая оценка (скажем, 100%), тогда как мосту с самой низкой оценкой, который все еще соответствует всем основным спецификациям, присваивается минимальная оценка (скажем, 70%). [2]
Этот метод гарантирует, что некоторые баллы будут высокими, даже если общее качество мостов низкое. И наоборот, это также гарантирует, что некоторые баллы будут низкими даже в ситуациях, когда все мосты высокого качества.
Оценка на основе стандартов
Оценка на основе стандартов устанавливает определенные стандарты, которым необходимо соответствовать, чтобы получить определенную оценку. Примером оценки на основе стандартов может быть утверждение, что все мосты, выдерживающие 50 кг, получают полную оценку; мосты весом 25 кг получают половину балла, а мосты массой менее 10 кг не получают баллов.
Этот метод позволяет каждому мосту потенциально получить полный кредит, если соблюдены стандарты. В ситуациях, когда конкуренция слабая, этот метод может привести к тому, что многие конкуренты не получат кредит.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Физика Бало Строительство моста конкурс
- ^ "Соревнование по мосту из балсы в средней школе Каньона" . Архивировано из оригинала на 2008-05-18 . Проверено 14 мая 2008 .
- Баррон, Б.Дж., Шварц, Д.Л., Вай, штат Нью-Джерси, Мур, А., Петрозино, А., Зеч, Л. и др. (1998). Делать с пониманием: уроки исследований проблемного и проектного обучения. Журнал обучающих наук, 7, 271–311.
- Додс, РФ (1997). Практическое исследование эффективности проблемного обучения в содействии приобретению и сохранению знаний. Журнал для образования одаренных, 20 (4), 423–437.
- Шнайдер, Р.М., Крайчик, Дж., Маркс, Р., и Солоуэй, Э. (2002). Успеваемость учащихся в проектных классах естествознания по национальному показателю научных достижений. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 39 (5), 410–422.
Внешние ссылки
- BalsaBridge.com Фотографии, записи, советы с конкурса, проводимого ежегодно с 1980 года в региональной средней школе Нотр-Дам в Ванкувере, Британская Колумбия.