工程基础 · 第 5 课,共 6 课 · 带教指南
为人和地球做工程
项目:净水器、防洪屏障或产品再设计
预计时间
50-60 分钟
准备步骤
- 尽量把三个工位都摆出来:过滤器(杯子、沙子、碎石、棉花、浑水)、防洪屏障(托盘、水、一间纸做的小房子)和产品再设计(纸板、胶带、一件日常用品)。
- 提前在水壶里搅入一点泥土或胡椒,做出浑浊的「脏水」,不要用任何不安全的东西。
- 旁边备好托盘、水桶或水槽,用来接水和处理溅洒。
材料准备
- 如果要用塑料瓶,就事先把它们剪成过滤器的外壳。
- 提前倒出等量的浑水,让每个小组都用同样的起始用水来测试。
安全提示
- 过滤后的水只能看:学生绝不可以尝或喝这节课里的任何水。要说出来,并在工位上贴出提示。
- 立刻擦干溅出的水以防滑倒,并让所有水远离电子设备。
学生应该学到什么
- 解释工程师是在为具体的用户和真实的问题做设计。
- 说出自己设计中的一个限制条件和一个取舍。
- 根据材料的表现来选材:它是吸水、挡水,还是能过滤水。
常见的失败点
- 还没说清用户和问题就开始动手。
- 过滤层铺得太松,浑水直接穿了过去。
- 防洪屏障边缘留有缝隙,水从那里溜了过去。
可以问学生的问题
- 「这是为谁做的?你在为他们解决什么问题?」
- 「你做了什么取舍?有东西变好的时候,什么变差了?」
- 「哪种材料效果最好?你觉得为什么是它?」
- 「真实用户还会在什么地方觉得难用?」
更简单的版本
给全班只指定一条路线,通常是净水器,并且直接把用户和问题告诉他们。
更难的版本
加上第二个目标,比如过滤器还要够快,或者屏障必须可以重复使用,这会逼出一个明确的取舍。
收拾建议
- 把用过的水倒进水槽或水桶,不要倒进垃圾桶;湿透的材料拧干后再扔。
- 把还能用的杯子、托盘和纸板擦干收好。