سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
در کارهای علمی و مخصوصا انجام پروژه های دانش آموزی بیان نظرات و صحبت های دانشمندان که متناسب با بحث کلاس و یا موضوع پروژه است در علاقه مند کردن دانش آموزان و ایجاد هیجان و انگیزه برای ادامه ی کار بسیار بسیار موثر است....
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

مقاومت سازه های ماکارونی در مقابل زلزله

 

اهداف جلسه شامل اهداف رفتاری و آموزشی: در این جلسه قرار است با آزمایش مدل هایی که در آنها تغییراتی ایجاد کردیم و سعی کردیم بهینه شان کنیم تعدادی از عوامل موثر بر مقاومت مدل ها و نوع تاثیر آنها را شناسایی کنیم.

زمان عملیاتی:  2 ساعت

 

وسایل لازم:

  •  آب میوه گیری.
  •  مدل های بهینه شده یا تغییر کرده.
  •  جدول ثبت نتیجه ی آزمایش .
  •  جدول تکمیل شده ی عوامل موثر بر مقاومت مدل ها.
  •  کورنومتر.
     

روند کار:

همان طور که در اهداف این جلسه مطرح شد و با توجه به بحثی که در پایان جلسه ی قبل به عنوان تکلیف به دانش آموزان محول کردیم برنامه ی این جلسه تا حدود زیادی مشخص می شود.

برای شروع کلاس از دانش آموزان بخواهید که فرم هایی را که در جلسات قبل در رابطه با عوامل موثر بر مقاومت مدل ها پر کردند را آماده کنند و توضیح دهند که هر مورد چرا به نظرشان مهم و موثر بوده.(حدود 40 تا 50 دقیقه)

مثلا ممکن است بچه ها فکر کرده باشند که اگر ارتفاع مدل ها کم تر شود مقاومت آنها بیشتر می شود و این تفکر از تجربه ها یی که احتمالا همه از دوران کودکی و بازی و ساختمان سازی با مهره های چوبی و پلاستیکی داشتیم آمده باشد.در آن زمان معمولا وقتی قرار بود ساختمانمان از حدی بلند تر شود حفظ تعادل آن برایمان خیلی سخت می شد.این نوع تحلیل دانش اموزان که با توجه به تجربه و مشاهده است بسیار ارزشمند است و خوب است که در کلاس به طور کلی و حتی خارج از یک مورد خاص بر اهمیت توجه به تجربه ها تاکید کنید.این تاکید توجه بچه ها را به تجربه کردن چیزهای هیجان انگیز طبیعت و نهایتا کشف قوانین جالب جلب می کند.(البته احتمالا قرار نیست که در همه ی بخش های زندگی به تجربه گرا بودن عادت کنیم و این دیدگاه در انجام پروژه ها به سراغ ما می آید و در بقیه ی زمینه ها از تجربیات بزرگتر ها استفاده میکنیم.انشاءلله !! J)

و یا ممکن است دانش آموزی فکر کرده باشد که اگر مساحت قاعده ی مدل بیشتر شود مقاومت هم بیشتر میشود و تحلیلی که دارد مثلا چیزی شبیه این است : "فکر کردم که وقتی نیرو به مدل وارد شود احتمالا با توجه به مساحت قاعده در کل مدل تقسیم میشود و اگر مساحت زیاد شود فشاری که در نهایت به مدل وارد میشود کمتر است."

چنین دانش آموزی سعی کرده از این قانون فیزیک استفاده کند که P=F/A . در واقع از اول به سراغ محاسبه و تحلیل نظری مساله رفته و این دیدگاه هم بسیار ارزشمند است و خوب است روی اهمیت تحلیل نظری هم تا حدی تاکید شود.

بعد از این که پیرامون دلایل دانش آموزان و اهمیت تجربه و مشاهده و همچنین تحلیل نظری مسائل بحث شد خوب است که بگوییم تجربه و محاسبه در کنار هم بسیار قدرتمند میشود و مثلا در دو مثالی که در بالا مطرح شد از آمیختن تجربه و محاسبه ممکن است به این نتیجه برسیم که بهترین حالت وقتی پیش می آید که نسبت ارتفاع به مساحت قاعده عدد خاصی شود.(از این قبیل عدد ها هم که در فیزیک و ریاضی کم نیست ! J )

به طور جزئی تر می توان تغییرات را به سه دسته تقسیم کرد :

آزمایش هایی که در آنها فقط جرم مواد استفاده شده تغییر کرده،مثلا گلوله هایی خمیری کوچک تر یا بزرگتر شده اند و یا در بکی از مدل هایی که ساخته ایم به جای اینکه برای هر ضلع از یک رشته ماکارونی استفاده کنیم از دو یا سه رشته استفاده کنیم.
آزمایش هایی که در آنها جرم مواد ثابت بوده ، مثلا فقط چند تا از زاویه ها بزرگتر یا کوچکتر شده اند و یا اینکه مثلا اگر طول یکی از اضلاع کم شده ، ضلع دیگری باشد که طول آن زیاد شده باشد و به این صورت جرم کل مواد ثابت بماند.
هم جرم مواد تغییر کرده و هم اندازه ی زاویه و یا طول ضلع و ... . در واقع مجموعه ای از تغییرات دو قسمت قبل. (البته تحلیل نتایج به دست آمده از آزمایش این مدل ها پیچیده تر از دو مرحله ی قبل است.مثالا اگر در مدلی هم مواد را زیاد کردیم و هم مساحت قاعده و آزمایش نشان داد که مدل مقاوم تر شده ، نتیجه گیری اینکه کدام یک از این دو عمل مقاومت را زیاد کرده سخت است ، ولی اگر در آزمایش های 2 دیده باشیم که مثلا افزایش مساحت قاعده ی مدل مورد نظر مقاومت آن را کم کرده در اینجا میتوانیم نتیجه بگیریم که عاملی که مقاومت را زیاد کرده افزایش مقدار مواد بوده )

در اینجا میتوانید آزمایش مدل ها به شیوه ی جلسه ی قبل را شروع کنید و زمان مقاومت هر مدل را در جدول مشابه جدول جلسه قبل ثبت کنید و از مقایسه ی زمان های این جدول و جدول جلسه ی قبل خواهیم فهمید که تغییرات ما مدل را بهینه کرده یا نه.هر چه قدر که دلمان بخواهد میتوانیم از این تغییرات ایجاد کنیم و نتیجه را با آزمایش تحلیل کنیم.حتی میتوانیم هزینه ی هر دسته از تغییرات را برای هر مدل تخمین بزنیم و در واقع از نسبت افزایش هزینه به افزایش زمان مقاومت برای اینکه بگوییم کدام حالت از نظر قیمت و زمان مقاومت برای ما با صرفه تر است.

با ثبت نتایج به دست آمده در جداول مناسب کار پروژه تمام است و ما توانسته ایم عوامل موثر بر مقاومت سازه های ماکارونی خود را شناسایی و تا حدی مدل ها را بهینه کنیم.

پیشنهاد : در کارهای علمی و مخصوصا انجام پروژه های دانش آموزی بیان نظرات و صحبت های دانشمندان که متناسب با بحث کلاس و یا موضوع پروژه است در علاقه مند کردن دانش آموزان و ایجاد هیجان و انگیزه برای ادامه ی کار بسیار بسیار موثر است.مثلا پیرامون بحث این جلسه میتوانید مطالب زیر را در کلاس مطرح کنید.گاهی اوقات تاثیر فهم چنین مطالبی در بالا رفتن فرهنگ علمی دانش آموزان موثر تر از انجام بسیاری از آزمایش ها و پروژه هاییست که ما خیلی وقتها هزینه های زیادی هم صرفشان می کنیم.

اینشتین معتقد بود که شناخت جهان طبیعت ممکن است،و این امر را یک معجزه و یک سر جاودانی میدانست. به عقیده ی او،این که ما میتوانیم به تجارب حسیمان با تفکر نظم بدهیم ما را به شگفتی وا میدارد و میتوان گفت که راز ابدی جهان، قابل درک بودن آن است...(از نامه به سولووین(Silovine) مارس 1952 )

اینشتین معتقد بود که طبیعت تحقق ساده ترین اندیشه های ریاضی قابل تصور است و با خلق مدل های ریاضی و تطبیق آنها با تجارب حسی ، سر انجام میتوانیم نمایشی درست از جهان طبیعت بدست آوریم.ساختارهای ریاضی وسیله ی مناسبی برای بیان مفاهیم و قوانین طبیعی اند و البته سازگاری با تجربه شرط لازم برای مفید بودن یک ساختار ریاضی ست...
 

 

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

تنظیم: یگانه داودی

 

بررسی مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله  - جلسه اول

بررسی مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله - جلسه دوم

بررسی مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله - جلسه سوم

بررسی مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله - جلسه  چهارم

بررسی مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله - جلسه پنجم

بررسی مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله - جلسه ششم

بررسی مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله - جلسه هفتم

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین