Тема: Технологическая, трудовая и производственная дисциплина

План урока

Перейти к поиску

Подготовка Убедитесь, что у каждого ученика есть дневник. Подготовьте практический материал для каждой группы из 2-4 учеников. Покажите источники, на которые ученики могут ссылаться на протяжении всего урока. (Необязательно) Распечатайте один пакет практических заданий  на группу из 4 учеников.
Совет Головы вверх! Пожалуйста, сделайте копию любых документов, которыми вы готовы поделиться с учениками. Для экономии бумаги печатайте две страницы на одной с обеих сторон.
Словарь ...

Повестка дня

• 1. Разминка (10 мин)
  2. Мои технологичные друзья Обзор
  3. Активность (30 мин)
  4. __________________
  5. __________________
  6. Подведение итогов (5 мин)
  7. Деятельность по распространению знаний

Резюме
ДИАПАЗОН ОЦЕНОК
1-2 место

РАЗМЕР ГРУППЫ
2-4 ученика

АКТИВНОЕ ВРЕМЯ
45 минут

ОБЩЕЕ ВРЕМЯ
45 минут

ОБЛАСТЬ НАУКИ
Материаловедение

КЛЮЧЕВЫЕ ПОНЯТИЯ
Материаловедение, свойства материалов

ОБЗОР

 Этот урок демонстрирует важность производственной дисциплины  в массовом производстве. Учащиеся работают в группах, проектируя, конструируя, тестируя и модернизируя сборочную линию, чтобы произвести продукт как можно быстрее и эффективнее, чтобы он соответствовал критериям контроля качества.

Фонламайфото-bigstock.com

• Соберите проект вручную, соответствующий критериям контроля качества.
• Разработайте процесс сборочной линии для максимально быстрой и эффективной сборки продукта, соответствующего критериям контроля качества.
• Протестируйте и перепроектируйте процесс сборочной линии.
• Сравните разницу между сборкой продукта поштучно и на сборочной линии.

Цели

Ученики будут:

• Иметь базовое представление о том что такое ...
• Знать о том, где применяются эти материалы
• Узнайте, что тонколистная сталь, может ...
• Узнайте о важности дисциплины и командной работы.

Ожидаемые результаты учащихся

После этого урока учащиеся смогут:

• Определить виды тонколистной стали и проволоки
• Объяснить происходит изготовление этих материалов
• Описать, свойства этих материалов

Уроки

В конце этого урока проводится очень простая практическая демонстрация принципа работы ..., который можно собрать в классе. 

Проведите исследование, чтобы определить ...

Объясните с доказательствами, что ...

Этот урок фокусируется на следующих аспектах трехмерного обучения:

Научная и инженерная практика	Ключевые дисциплинарные идеи	Сквозные концепции
Планирование и проведение расследований. Планируйте и проводите совместное расследование, чтобы получить данные, которые послужат основой для доказательства, чтобы ответить на вопрос. Участие в аргументации, основанной на доказательствах. Постройте аргумент с доказательствами в поддержку утверждения.	Структура и свойства материи. Существуют различные виды материи, и многие из них могут быть как твердыми, так и жидкими, в зависимости от температуры. Материя может быть описана и классифицирована по ее наблюдаемым свойствам.	Узоры. Можно наблюдать закономерности в мире природы и преобразованном человеком.

Материалы и подготовка

Упражнение 1 Строительные материалы (для каждого учащегося) Необходимые материалы 2 коричневых бумажных пакета 5 листов переработанной бумаги размером 8 x 11 дюймов. 1 полный набор цветных фломастеров или мелков (обязательно синий, зеленый, красный, оранжевый, фиолетовый) 1 черный маркер 2 чашки разного размера или другие предметы, которые можно обвести, чтобы сделать круги (например, компас) 1 линейка  Необходимые материалы для учителя Рабочий лист «Собери кирпичик одного цвета» или напиши критерии кирпича на общей доске. Образец цветного кирпича Секундомер, телефон или другой таймер Занятие 2 Строительные материалы (для каждой команды) Необходимые материалы для команды 30 коричневых бумажных пакетов (по 30 на команду) Пачка переработанной бумаги 8 x 11 дюймов 1 полный набор фломастеров или мелков (обязательно синий, зеленый, красный, оранжевый, фиолетовый) 1 черный маркер 2-4 комплекта из 2 чашек разного размера или других предметов или предметов, которые можно обвести, чтобы сделать круги (например, циркуль) 4 линейки 1 секундомер Необходимые материалы для учителя Секундомер, телефон или другой таймер Занятие 2 Строительные материалы (для каждой команды) Секундомер, телефон или другой таймер

 

 

 

Тестовые материалы и процесс

Материалы Секундомер, телефон или другой таймер Процесс:  Действие 1 Запустите обратный отсчет таймера, когда вы поручите учащимся начать сборку своего кубика. Запишите имя и время, когда каждый учащийся собирает кубик. Процесс: Действие 2 Установите таймер обратного отсчета на 10 минут. Запишите, сколько кирпичей собрала каждая команда.

 

 

 

Задача инженерного проектирования

Вызов дизайна Вы — команда инженеров, помогающих местной компании по производству игрушек внедрить способы экономии времени при производстве «цветных кубиков». Каждый член вашей команды спроектирует и построит собственный кирпич как можно быстрее. Затем команда будет работать вместе, чтобы спроектировать сборочную линию для максимально быстрого и эффективного производства кирпичей. Критерии контроля качества Кирпич нужно сделать из 2-х коричневых мешков. Один мешок должен быть наполнен 4 кусочками слегка скомканной переработанной бумаги. Другой мешок покроет этот мешок. Самые большие стороны кирпича должны быть заполнены горохом (3 больших круга размером 1 дюйм и 3 средних круга размером 1/2 дюйма, разбросанных по сторонам). На одной стороне должно быть 3 синих и 3 зеленых круга. На другой стороне должно быть 3 красных и 3 оранжевых круга. Верх и низ кирпича должны иметь 4 вертикальные фиолетовые полосы шириной 1/2 дюйма с расстоянием между полосами 1/2 дюйма. На обеих сторонах кубика черным маркером должно быть написано «Цветные кубики». Буквы должны располагаться по центру сторон и иметь высоту 1 дюйм и длину 5 дюймов. Ограничения Используйте только предоставленные материалы.

 

 

 

 

Инструкции и процедуры деятельности

Процедура 1.     Первое задание выполняется индивидуально. Для второго задания разбейте класс на команды по 2-4 человека. 2.     Раздайте рабочие листы «Собери одноцветный кирпич» и «Конструктор сборочной линии», а также несколько листов бумаги для эскизов проектов. 3.     Обсудите темы в разделе «Основные понятия». 4.     Ознакомьтесь с процессом инженерного проектирования, задачами проектирования, критериями, ограничениями и материалами. Если позволяет время, ознакомьтесь с разделом «Применение в реальном мире» перед выполнением задачи проектирования. 5.     Прежде чем поручить учащимся начать мозговой штурм и набросать эскизы своих проектов, попросите их подумать о следующем: – Как сохранить контроль качества, сохраняя при этом эффективность – В каком порядке или последовательности должны выполняться ваши шаги, чтобы сделать кирпич? – Количество людей в вашей команде и количество задач, которые необходимо выполнить – Различия между индивидуальной сборкой продукта и конвейерной сборкой 6.     Предоставьте каждому учащемуся свои материалы для занятия 1. Затем предоставьте каждой команде свои материалы для занятия 2. 7.     Для задания 1: Объясните, что учащиеся должны построить кирпичик как можно быстрее, используя критерии контроля качества. Для Задания 2: Объясните, что команды должны построить сборочную линию из предметов повседневного обихода. Используя сборочную линию, учащиеся собирают как можно больше блоков в течение 10 минут, используя критерии контроля качества. 8.     Объявите, сколько времени у них есть на проектирование и сборку (рекомендуется 45 мин). 9.     Используйте таймер или онлайн-секундомер (функция обратного отсчета), чтобы следить за временем. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Дайте учащимся регулярные «проверки времени», чтобы они не отвлекались от задания. Если они борются, задавайте вопросы, которые быстрее приведут их к решению. 10.        Учащиеся встречаются и разрабатывают план своей сборочной линии. Они договариваются о материалах, которые им понадобятся, пишут/рисуют свой план и представляют его классу. Команды могут обмениваться неограниченным количеством материалов с другими командами, чтобы разработать свой идеальный список деталей. 11.        Команды строят свои проекты. 12.        Протестируйте конструкции сборочной линии, установив таймер обратного отсчета на 10 минут и записав, сколько кирпичей собирает каждая команда. 13.        Команды должны задокументировать количество собранных ими кубиков. 14.        Всем классом обсудите вопросы для размышления учащихся. 15.        Дополнительную информацию по этой теме см. в разделах «Реальные приложения» и «Углубление». Вариации Измените размер кирпича (используйте большие коричневые бумажные пакеты). Добавьте больше задач, таких как упаковка кирпичей в коробку для отправки. Вместо того, чтобы смотреть, сколько кирпичей делает каждая команда за 10 минут, скажите учащимся, что они должны сделать определенное количество кирпичей, и посмотрите, сколько времени это займет у каждой команды. Рефлексия (тетрадь инженерная) 1.     Сколько времени вам понадобилось, чтобы сделать 1 цветной кирпич? 2.     Какая задача была самой легкой и почему? 3.     Какая задача была самой сложной и почему? 4.     Есть ли более простой и/или более быстрый способ сделать кирпич? Если да, опишите Модификация времени Урок можно провести всего за 1 урок для старших школьников. Однако, чтобы помочь учащимся не торопиться и обеспечить их успех (особенно для младших школьников), разделите урок на два периода, чтобы дать учащимся больше времени для мозгового штурма, проверки идей и окончательной доработки своего проекта. Проведите тестирование и подведите итоги на следующем занятии.

 

 

Процесс инженерного проектирования

Видео просмотр

 

 

Основные понятия

История сборочной линии Истоки сборочной линии можно проследить от средневековых шахтеров, которые использовали ковшовые элеваторы, до судостроителей четырнадцатого века, создававших движущиеся линии деталей. К 1900-м годам сборочная линия использовалась во многих отраслях промышленности (судостроение, консервная, мукомольная, мясоперерабатывающая и др.), но наиболее успешна в автомобильной промышленности. Генри Форд создал автомобиль Model T в 1908 году. Машина была простой, поэтому владельцы могли починить ее самостоятельно. Он также был прочным и дешевым. Вскоре Ford Motor Company начала получать так много заказов на Model T, что они не могли построить их достаточно быстро. Чтобы ускорить производство, Ford изменил способ сборки Model T. Вместо нескольких групп рабочих, каждая из которых собирала машину с нуля, рабочие оставались на одном месте и добавляли детали к машинам, когда те проезжали мимо них. Детали доставлялись работникам конвейерными лентами. Форду даже удалось рассчитать время доставки детали, чтобы она попадала к рабочему только тогда, когда в ней была необходимость. К 1913 году у Форда была полностью функционирующая сборочная линия. Форд использовал для своей сборочной линии подход, который сегодня мы называем производством точно в срок (JIT). Такой подход позволяет производителям приобретать и получать компоненты непосредственно перед тем, как они потребуются на сборочной линии. Как следствие, это освобождает производителей от затрат и бремени, связанного с размещением и управлением неиспользуемыми деталями. Основные элементы JIT были разработаны Toyota в 1950-х годах и уже к началу 1970-х годов хорошо зарекомендовали себя на многих японских заводах. JIT начали внедрять в США в 1980-х годах (одна из первых внедрила General Electric), и в настоящее время она широко принята и используется.

 

 

Запас слов

Сборочная линия Производственный процесс, при котором изделие собирается путем последовательного добавления деталей. Ограничения Ограничения по материалам, времени, размеру команды и т. д. Конвейерная лента Лента, перемещаемая роликами, которая используется для транспортировки предметов из одного места в другое. Критерии Условия, которым должен удовлетворять проект, например, его общий размер и т. д. Эффективность Способность не тратить материалы, энергию, усилия, деньги и время на производство продукта. Инженеры Изобретатели и решатели проблем мира. В инженерии признано 25 основных специальностей (см. инфографику). Процесс инженерного проектирования Инженеры- технологи используют для решения проблем. Инженерные привычки разума  Шесть уникальных способов мышления инженеров. Итерация Тестирование и редизайн — это одна итерация. Повтор (несколько итераций). Производство Использование людей, машин и инструментов для превращения сырья в готовую продукцию. Массовое производство Массовое производство продукции. Прототип Рабочая модель тестируемого решения. Контроль качества Процедура или набор процедур, предназначенных для обеспечения того, чтобы производимый продукт соответствовал определенному набору критериев качества.

 

Копать глубже

Интернет-соединения Сборочная линия  Рекомендуемое чтение Генри Форд  Письменная деятельность Напишите «пояснительное эссе», описывающее этапы конвейерного процесса.

 

 

Согласование учебной программы

Учащиеся, демонстрирующие понимание, могут: Определите простую задачу проектирования, отражающую потребность или желание, включающую определенные критерии успеха и ограничения по материалам, времени или стоимости. Создавайте и сравнивайте несколько возможных решений проблемы, исходя из того, насколько хорошо каждое из них соответствует критериям и ограничениям проблемы.   Учащиеся разовьют понимание влияния технологий на историю.  Учащиеся будут лучше понимать роль устранения неполадок, исследований и разработок, изобретений и инноваций, а также экспериментирования в решении проблем.

 

 

Рабочий лист

Сценарий Местная компания по производству игрушек обращается к командам инженеров с просьбой внедрить методы экономии времени, которые помогут им удовлетворить потребности в производстве их самого популярного продукта — «цветных кубиков». Эта игрушка для малышей сделана из переработанных коричневых пакетов и пользуется огромной популярностью. Они постоянно распродаются! Компании по производству игрушек нужно разместить заказ на миллион цветных кубиков всего за 3 дня! Соберите кирпич одного цвета Посмотрите, как быстро вы сможете собрать кубик одного цвета и при этом соответствовать критериям.    Критерии Кирпич должен быть составлен из 2 коричневых мешков. Кирпич должен быть заполнен 4 кусками переработанной бумаги (слегка скомканной и набитой в один пакет. Другой пакет покроет этот пакет и скомканную бумагу). Самые большие стороны кирпича должны быть заполнены в горошек. (3 больших круга диаметром 1 дюйм и 3 средних круга диаметром 0,5 дюйма, разбросанных по сторонам). На одной стороне должно быть 3 синих и 3 зеленых круга. На другой стороне должно быть 3 красных и 3 оранжевых круга. Верх и низ кирпича должны иметь 4 вертикальные фиолетовые полосы шириной 0,5 дюйма с интервалом 0,5 дюйма между каждой полосой. На обеих сторонах кирпича черным маркером должны быть написаны цветные кубики . Буквы должны располагаться по центру сторон и иметь высоту 1 дюйм и длину 5 дюймов.   Ограничение Используйте только предоставленные материалы.   Отражение 1) Сколько времени вам понадобилось, чтобы сделать 1 цветной кирпич?    2) Какая задача была самой легкой и почему?    3) Какая задача была самой сложной и почему?    4) Есть ли более простой и/или более быстрый способ сделать кирпич? Если да, опишите    Вызов дизайна Сценарий Местная компания по производству игрушек обращается к командам инженеров с просьбой внедрить методы экономии времени, которые помогут им удовлетворить потребности в производстве их самого популярного продукта — «цветных кубиков». Эта игрушка для малышей сделана из переработанных коричневых пакетов и пользуется огромной популярностью. Они постоянно распродаются! Компании по производству игрушек нужно разместить заказ на миллион цветных кубиков всего за 3 дня! Они заключат контракт с командой инженеров, которая сможет изготовить кирпичи быстрее всех, соблюдая при этом требования контроля качества.  Вызов дизайна Каждая команда (примерно 8-10 человек в команде) разработает процесс сборочной линии, который будет производить как можно больше «цветных кирпичей» за 10 минут и при этом соответствовать всем ограничениям контроля качества. Критерии Каждый кирпич должен состоять из 2 коричневых мешков. Каждый кирпич должен быть заполнен 4 кусками переработанной бумаги (смятой и набитой в один пакет. Другой пакет покроет этот пакет и скомканную бумагу). Самые большие стороны кирпича должны быть заполнены в горошек. (3 больших круга диаметром 1 дюйм и 3 средних круга диаметром 0,5 дюйма, разбросанных по сторонам). На одной стороне должно быть 3 синих и 3 зеленых круга. На другой стороне должно быть 3 красных и 3 оранжевых круга. Верх и низ кирпича должны иметь 4 вертикальные фиолетовые полосы шириной 0,5 дюйма с интервалом 0,5 дюйма между каждой полосой. На обеих сторонах кирпича черным маркером должны быть написаны цветные кубики . Буквы должны располагаться по центру сторон и иметь высоту 1 дюйм и длину 5 дюймов. Критерии Вы должны использовать только предоставленные материалы.  Этап планирования Соберитесь в команде и обсудите проблему, которую необходимо решить. Затем разработайте и согласуйте процесс решения задачи. Вам нужно будет определить, какие материалы вы хотите использовать. Нарисуйте свой дизайн ниже и обязательно укажите описание и количество деталей, которые вы планируете использовать.    Вызов дизайна Придумайте проекты для вашей сборочной линии:       Команда выбрала дизайн сборочной линии:        Этап строительства Постройте свою сборочную линию. Во время строительства вы можете решить, что вам нужны дополнительные материалы или что ваш дизайн должен измениться. Это нормально — просто сделайте новый эскиз и пересмотрите список материалов.   Этап тестирования Каждая команда тестирует свою сборочную линию. Если ваш дизайн и процесс не увенчались успехом, перепроектируйте и протестируйте снова. Продолжайте, пока не будете довольны своим решением. Обязательно посмотрите тесты других команд и посмотрите, как работали их разные разработки. Нарисуйте свой окончательный дизайн      Этап оценки Оцените результаты своих команд, заполните оценочный лист и представьте свои выводы классу. 1) Был ли заказ задач вашего конвейера успешным? Если нет, то почему?      2) Было ли у вас на конвейере достаточно людей, чтобы иметь специалистов по одной задаче? Если нет, то как изменился бы ваш сборочный конвейер, если бы у вас было больше людей?     3) Соответствовала ли ваша группа критериям контроля качества? Если нет, то почему?       4) Если бы у вас было больше времени или другие материалы, что бы вы добавили, изменили или сделали по-другому?      5) Было ли сложно работать быстро и при этом соответствовать критериям контроля качества? Что нужно для улучшения?     6) Работала ли ваша команда слаженно и эффективно?      7) Каковы преимущества конвейерного метода по сравнению с индивидуальной сборкой продукта?