Роль проекта лабораторных исследований
Ключевой этап в технологическом, инженерном и научном образовании
Введение
Лабораторные исследования играют ключевую роль в обучении, помогая учащимся перейти от теорий к практике, проверить гипотезы и оценить результаты. рассмотреть такие исследования на этапах работы над проектом.
1. Лабораторное исследование ДО проекта
Цель
Подготовка теоретической и практической базы для успешной реализации проекта.
Основные задачи
-
✅ Изучение свойств материалов и процессов
Пример: укрепление прочности различных пород дерева перед созданием деревянных игрушек. -
✅ Проверка гипотезы
Пример: эксперименты с фотоэлементами при разработке солнечной батареи (определение автономного КПД). -
✅ Определение ограничений и рисков
Пример: испытание бумажного моста на стойке — сколько выдерживает один лист? -
✅ Формирование навыков работы с оборудованием
Пример: обучение пайке перед созданием электронных схем.
Польза
-
Ученики не принимают вслепую — решения основаны на одних данных.
-
Снижается риск ошибок в основном проекте.
-
Развивается критическое мышление — анализ данных перед принятием решений.
2. Лабораторное исследование ПОСЛЕ проекта.
Цель
Оценить эффективность реализации проекта, выявить недочеты, надежность или опровергнуть ожидания.
Основные задачи
-
✅ Тестирование работоспособности
Пример: замер мощности ветрогенератора при различных скоростях ветра. -
✅ Сравнение с теоретическими расчётами
Пример: проверка соответствия обоснованным расчетным данным бумажного моста. -
✅ Поиск путей улучшения
Пример: анализ причин медленного движения робота (трение в машинах). -
✅ Демонстрация научного метода
Формирование навыка делать на основе экспериментов — важнейший навык инженера и учёного.
Польза
-
Ученики лидерно-следственные успехи связей и провалы проектов.
-
Формируется культура итеративного улучшения : «прототип → тест → доработка».
-
Закрепляется понимание, что теория и практика должны совпасть .
Пример: Проект «Солнечный автомобиль»
| Этап | Лабораторное исследование | Цель |
|---|---|---|
| До | Измерение КПД различных солнечных панелей | Выбрать вариант для моделей |
| После | Тестирование скорости автомобиля при разном освещении | Проверка достижения расчётных показателей |
Интеграция лабораторных исследований в научный процесс
-
Перед проектом — организация мини-экспериментов (например, сборка электрической цепи на уроке физики).
-
После защиты проекта — проведение анализа результатов и обсуждение возможностей улучшения на основе данных тестов.
-
Вести дневник исследователя , где фиксировать гипотезы, процессы испытаний и сделанные выводы.
Итог
Лабораторные исследования до и после реализации абстрактных идей осознанной сферы , учат детей анализировать и обосновывать проект , а не просто угадывать.
ДОПОЛНИТЕЛЬНО
Образец лабораторной работы
Тема: «Исследование прочности бумажных конструкций»
Подготовка к проекту «Большинство из бумаги»
Цель:
Определить, какая форма бумажной конструкции (плоский лист, гармошка, трубка) выдерживает большую нагрузку.
Оборудование:
-
Листы бумаги формата А4 (3 шт.)
-
Линейка, ножницы, скотч
-
Монеты (за нагрузку)
-
Книги (в качестве опоры)
Ход работы:
-
Изготовить версии:
-
Образец 1: плоский лист бумаги.
-
Образец 2: гармошка с шагом 1 см.
-
Образец 3: скрученная трубка диаметром примерно 1 см.
-
-
Установите роды на опоры — две книги на расстоянии 15 см друг от друга.
-
Следовательно, каждый образец монеты наносится на его ущерб.
-
Зафиксировать максимальное количество монет, выдерживаемых каждым образцом.
Таблица данных:
| Образец | Количество монет до разрушения | Наблюдения |
|---|---|---|
| Плоский | 3 | Сразу прогибается |
| Гармошка | 10 | Твёрдый, но деформируется |
| Трубка | 15+ | Жёсткая, не ломается |
Вывод:
Самая прочная форма — трубка . Именно ее мы будем использовать при строительстве бумажного моста.
Образец лабораторной работы (ПОСЛЕ проекта)
Тема: «Испытание бумажного моста»
Цель:
Посмотреть, соответствует ли реальная грузоподъёмность моста расчетным ожиданиям.
Оборудование:
-
Готовый бумажный мост (собранный из трубок)
-
Линейка, весы
-
Грузы (учебники, гирьки)
Ход работы:
-
Измерить длину и массу моста.
-
Установить мост на опоры с пролётом 20 см.
-
силу нагрузить мост грузами на 100 г до разрушения.
-
Сравнить полученный результат с прогнозной характеристикой лабораторной работы «до».
Таблица данных:
| Этап | Данные |
|---|---|
| Расчётная нагрузка | 500 г (по данным ЛР с трубками) |
| Реальная нагрузка | 450 г |
| Место разрушения | Соединение трубок |
Вывод:
Большинство выдержали меньше , чем ожидали. Причина — слабое крепление трубок . Для повышения прочности следует добавить рёбра жёсткости.
Как использовать эти фрагменты в уроке?
До проекта:
-
Обсудить физику изгиба и почему разные формы имеют разную прочность.
-
Показать, как данные лабораторного исследования влияют на выбор конструкции моста.
После проекта:
-
Организовать «инженерный разбор»: проанализировать причины разрушения моста.
-
Предложить ученикам внести улучшения и провести повторные испытания.
Важно: В ходе лабораторных работ учащихся получить один и тот же бланк отчета , чтобы проследить связь между этапами исследования.
Комментариев нет:
Отправить комментарий