โครงงานวิทยาศาสตร์สำหรับหลักสูตรอุปสรรคหินอ่อน

โครงการหลักสูตรอุปสรรคหินอ่อนเป็นวิธีที่มีส่วนร่วมเพื่อช่วยให้นักเรียนพัฒนาความเข้าใจในแนวคิดเกี่ยวกับแรง การเคลื่อนไหว ความเฉื่อย แรงโน้มถ่วง และความสมดุล ตั้งแต่หลักสูตรง่ายๆ ที่ทำจากของใช้ในครัวเรือนไปจนถึงเครื่องจักรที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนเครื่องจักรกล โครงการหลักสูตรอุปสรรคหินอ่อนสามารถปรับให้เข้ากับนักเรียนระดับชั้นและความสามารถหลายระดับได้ รวมหลักสูตรอุปสรรคหินอ่อนในห้องเรียนฟิสิกส์ วิศวกรรมศาสตร์ หรือวิทยาศาสตร์แบบบูรณาการ

ลู่วิ่งหินอ่อนเหมาะสำหรับนักเรียนระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษาตอนต้น เพราะพวกเขาแนะนำแนวคิด เช่น แรงโน้มถ่วง ความเร็ว และความลาดเอียงโดยไม่มีความท้าทายในการออกแบบที่ซับซ้อน เป้าหมายของการวิ่งด้วยหินอ่อนคือการออกแบบและสร้างชุดท่อหรือรางเพื่อขนหินอ่อนจากจุดสูงไปยังจุดต่ำ ตลอดหลักสูตร นักเรียนจะต้องเพิ่มสิ่งกีดขวางที่เปลี่ยนทิศทางของหินอ่อนหรือส่งผลต่อความเร็วของหินอ่อนเพื่อให้หินอ่อนอยู่ในเส้นทาง วิธีหนึ่งในการเข้าสู่โครงการวิ่งด้วยหินอ่อนคือการจัดหาแผ่นไม้หรือกระดาษแข็งให้กับนักเรียนเพื่อยึดวัสดุ นักเรียนเก็บหลอดกระดาษ ไม้ชิ้นเล็กๆ ไม้ไอติม หรือสิ่งของอื่นๆ ที่พวกเขาเชื่อว่าจะเป็นไปได้ ช่วยพวกเขาออกแบบรางเพื่อนำหินอ่อนจากด้านบนของภูเขาไปด้านล่างอย่างสมเหตุสมผล ความเร็ว.

หลักสูตรหินอ่อนแบนได้รับการออกแบบให้ทำตัวเหมือนเขาวงกตแบบโต้ตอบ นักเรียนสามารถสร้างเขาวงกตหินอ่อนโดยใช้กรอบรูปไม้ที่เรียบง่าย นักเรียนกำหนดให้มุมหนึ่งเป็นจุดเริ่มต้น และอีกมุมหนึ่งเป็นจุดสิ้นสุด โดยที่นักเรียนเจาะกระดาษแข็งด้านหลังกรอบเพื่อสร้างรูเล็กๆ กาวสำหรับนักเรียนหรือที่กั้นลวดเย็บกระดาษ เช่น หลอด ไม้ไอติม หรือเดือยกับโครงเพื่อสร้างเขาวงกตสำหรับหินอ่อน นักเรียนยังสามารถทดลองกับสิ่งกีดขวางที่ท้าทายมากขึ้น เช่น ทางลาดเล็กๆ ให้หินอ่อนปีนขึ้นไป หรือการกระแทกความเร็วจากกองไม้จิ้มฟัน เมื่อเขาวงกตเสร็จแล้ว นักเรียนจะทดลองกับเขาวงกตของกันและกันและอภิปรายถึงวิธีที่สิ่งกีดขวางสร้างความท้าทายที่ยากเป็นพิเศษสำหรับหินอ่อน

นักเรียนที่มีอายุมากกว่าที่เข้าใจแนวคิดพื้นฐานของแรงและการเคลื่อนไหวพร้อมที่จะรวมระดับความซับซ้อนเพิ่มเติมเข้ากับหลักสูตรอุปสรรคหินอ่อน วิธีหนึ่งที่จะท้าทายนักเรียนที่เก่งขึ้นคือ แนะนำให้พวกเขาทดลองด้วยวิธีต่างๆ เพื่อสร้างแรงเสียดทานในเส้นทางที่เป็นอุปสรรค เพื่อทำให้หินอ่อนช้าลงโดยไม่หยุดเลย หลังจากที่นักเรียนสร้างหลักสูตรอิสระโดยใช้ท่อ ทางลาด และแผ่นกระดานแล้ว ขอให้พวกเขาจับเวลาหินอ่อนขณะนำทางในหลักสูตร กลุ่มท้าทายเพื่อแก้ไขหลักสูตรของตนเพื่อเพิ่มเวลา 10, 20 และ 30 วินาทีเพื่อนำทางหินอ่อน นักเรียนสามารถทดลองโดยเพิ่มพื้นผิวให้กับความลาดเอียงหรือกำหนดให้ลูกหินต้องผ่านวงล้อ

พัฒนาทักษะด้านวิศวกรรมของนักเรียนขั้นสูงด้วยโครงงานพินบอลลายหินอ่อน หลักสูตรหินอ่อนพินบอลมีความท้าทายมากกว่าในการออกแบบเพราะต้องการให้นักเรียนพัฒนากลไกสำหรับการเปิดตัวหินอ่อนผ่านหลักสูตร หลักสูตรสามารถสร้างบนแผ่นไม้อัดแบนที่ล้อมรอบด้วยกรอบไม้เพื่อบรรจุหินอ่อน ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดสำหรับกลไกการยิงคือคันโยกที่นักเรียนเปิดใช้งานโดยการกดปลายที่ยกขึ้น แต่การออกแบบขั้นสูงกว่านั้นรวมถึงตัวเลือกแบบสปริงโหลดด้วยแรงที่มากกว่าเล็กน้อย นักเรียนใส่กรวย ความลาดเอียง และอุปสรรคในการออกแบบ และผลัดกันสำรวจการออกแบบเพื่อดูว่าเครื่องใดช่วยให้ลูกหินเล่นได้นานที่สุด