Systeemi-ideoita kolmasluokkalaisille

Helppoja tiedeideoita kolmasluokkalaisille kotoa löytyvistä materiaaleista!

Leah Lefler

Rakenna laavalamppu

Hiilidioksidilla toimiva laavalamppu on edullista ja turvallista toimintaa kolmasluokkalaisille. Astiaan lisätään öljyä ja vettä sekä elintarvikeväriä. Ruokaväri ei liukene öljykerrokseen, mutta liukenee vesikerrokseen. Kun Alka-Seltzer-tabletti lisätään, tabletin synnyttämät hiilidioksidikuplat kuljettavat värillisiä vesipisaroita öljykerrokseen. Kun kuplat pääsevät pintaan, värillinen vesipisara vapautuu ja vajoaa takaisin pullon pohjalle.

Materiaalit:

  • Alka-Seltzer-tabletit
  • Vesipullo
  • Kasviöljy
  • Kasviöljy
  • Ruokaväriaine

Ohjeet:

  1. Poista etiketit vesipullosta.
  2. Tyhjennä ½ vesipullosta. Kaada pulloon kasviöljyä.
  3. Lisää muutama tippa elintarvikeväriä ja anna elintarvikevärin pudota vesikerrokseen ja hajaantua.
  4. Kun olet valmis aktivoimaan laavalampun, lisää Alka-Seltzer-tabletti. Seuraa ”laavalampun” toimintaa!

Tiheys, liukoisuus ja kemialliset reaktiot tulevat tutuiksi tämän aktiviteetin avulla.

Laavalamput toiminnassa

Sateenkaaren väriset tiheyskerrokset

Visuaalisesti mielenkiintoinen lähestymistapa tiheyden tutkimiseen, tämä aktiviteetti käyttää sokeriliuoksen eri konsentraatioita luodakseen sateenkaarivärin yhdestä ainoasta lasista.

Materiaalit:

  • Sokeri
  • Sokerilusikka
  • Lusikka
  • Elintarvikeväriaine
  • Vesi
  • Mikroaaltouuni
  • 6 kirkasta lasisäiliötä
  • Ruohotuspuikot

OHjeita:

  1. Mittaa ensimmäiseen lasiin 1 ruokalusikallinen vettä. Mittaa toiseen lasiin 2 ruokalusikallista sokeria. Mittaa kolmanteen lasiin 3 ruokalusikallista sokeria, neljänteen lasiin 4 ruokalusikallista sokeria ja viidenteen lasiin 5 ruokalusikallista sokeria.
  2. Lämmitä vesi mikroaaltouunilla, kunnes se on hyvin lämmintä. Veden lämmittäminen auttaa sokeria liukenemaan.
  3. Kaada 3 ruokalusikallista lämmintä vettä jokaiseen lasiin. Sekoita, kunnes sokeri on liuennut.
  4. Kaada puolet viidennen lasin sisällöstä tyhjään lasiin.
  5. Käyttämällä lusikan takaosaa nesteen virtauksen häiritsemiseksi kaada hyvin varovasti puolet neljännen lasin sisällöstä vaiheen 4 kerroksen päälle.
  6. Käyttämällä lusikan takaosaa nesteen virtauksen häiritsemiseksi kaada hyvin varovasti puolet kolmannen lasin sisällöstä vaiheesta 5 peräisin olevan kerroksen päälle.
  7. Käyttämällä lusikan takaosaa nesteen virtauksen häiritsemiseksi kaada hyvin varovasti puolet toisen lasin sisällöstä vaiheesta 6 peräisin olevan kerroksen päälle.
  8. Käyttämällä lusikan takaosaa nesteen virtauksen häiritsemiseksi kaada hyvin varovasti puolet ensimmäisen lasin sisällöstä vaiheen 7 kerroksen päälle.
  9. Tarkkaile tiheyskerrosten erottumista ja lasiin syntyvää kaunista ”sateenkaarta”!

Sateenkaaren tiheyskerrokset

Luo lasiin sateenkaari tiheyden avulla!

Leah Lefler

Robottikädet

Ymmärrys siitä, miten jänteet toimivat sormien liikkeiden ohjaamiseksi, ja robotiikan käytöstä proteesien luomisessa auttaa oppilaita pohtimaan luonnontieteiden käyttämisen todellisia hyötyjä ihmiskunnan hyväksi. Vaikka tässä projektissa ei luoda todellista robottia (siinä ei ole motorisoituja osia), jousien ja olkien käyttö luo erittäin nokkelan ”robottikäden”, joka todella pystyy tarttumaan kevyisiin materiaaleihin. Käytä rypistettyjä paperipyyhkeitä ja pyydä luokkaa suorittamaan relekilpailu, jossa robottikädet nostavat paperia ja laittavat sen koriin.

Materiaalit:

  • 5 muovista juomapilliä
  • Sakset
  • Johto
  • Teippi
  • Kartonkipahvi tai pahvi

Ohjeet:

  1. Viiltele pienet syvennykset ½ tuuman etäisyydelle jokaisen juomapillin päästä. Älä leikkaa pillin läpi kokonaan. Tämän vaiheen voi suorittaa aikuinen ennen toimintaa.
  2. Leikkaa pienet kolot 1″ ensimmäisen kolosarjan alapuolelle. Nämä viillot luovat robottikäden ”rystyset”. Tämän vaiheen voi suorittaa aikuinen ennen toimintaa.
  3. Teippaa juomapillien alaosat pahviin tai kartonkiin, jotta saadaan muodostettua ja kiinnitettyä pillien sormet.
  4. Pujota lanka tai naru jokaisen ”sormen” läpi ja teippaa naru pillien yläosaan.
  5. Vetämällä naruja voit liikuttaa robottikäden sormia!

Robottikäden tekeminen oljista ja narusta

Yksinkertaisella yhdistelmällä oljista ja narusta lapsi voi luoda ”robottikäden”.

Leah Lefler

Vetämällä kutakin narua lapsi voi liikuttaa tiettyä ”sormea”.”

Leah Lefler

Marmorilabyrintti

Marmorilabyrintin luominen marmorikuulille auttaa lapsia kehittämään tilasuhteita, suunnittelutaitoja ja ongelmanratkaisutaitoja suunnitteluhaasteiden avulla. Liimapisteet toimivat paremmin kuin teippi, sillä liimapisteiden ansiosta oljet asettuvat tasaisesti kartongille ilman teipin reunojen häiritsevää vaikutusta. Jos käytät teippiä, varmista, että teippi on kiinnitetty kokonaan laatikon kanteen, jotta se ei pysäytä marmorin kulkua!

Materiaalit:

  • Kenkälaatikon kansi tai arkistolaatikon kansi
  • Juomapillit
  • Paperia
  • Teippiä tai liimapisteitä
  • Sakset
  • Marmorikuulat

Ohjeita:

  1. Varaa jokaiselle lapselle sakset, laatikon kansi, juomapillit ja teippi (tai liimapisteet).
  2. OHJAA lapsia luomaan sokkelo olkien avulla.
  3. Kannusta lapsia käyttämään luovuuttaan tunneleiden, ramppien ja muiden ominaisuuksien lisäämiseksi.

Laita lapset vaihtamaan marmorilabyrinttejä ja yrittämään ratkaista naapurinsa labyrintit!

Luo labyrintti marmorikuulille

Suunnittele ja luo sokkelo marmorikuulille!

Leah Lefler

Paperihelikopterit

Bernoullin nostovoimaperiaatteen ymmärtäminen onnistuu paperilentokoneita ja paperihelikoptereita luomalla. Ennen tämän oppitunnin aloittamista anna jokaiselle lapselle pitkä paperiliuska. Kysy lapsilta, uskovatko he, että paperi nousee ylös vai alas, kun puhallat paperin yläreunan poikki, ja pyydä heitä kirjoittamaan arvauksensa ylös. Pyydä lapsia puhaltamaan paperin yläreunan poikki pitäen samalla toista päätä juuri alahuulen alapuolella. Vertaa heidän havaintojaan heidän alkuperäiseen arvaukseensa – useimmat lapset luulevat, että paperi ”puhalletaan alaspäin”, ja ovat melko yllättyneitä, kun paperiliuska nousee ilmaan!

Keskustelkaa tämän harjoituksen avulla nosteesta ja siitä, miten lentokoneen siivet ja helikopterin roottorit käyttävät tätä periaatetta lennon aikaansaamiseksi. Ilma liikkuu siiven yläpuolella nopeammin kuin siiven alapuolella, ja tämä synnyttää nostetta.

Materiaalit:

  • Paperin suorakulmio, 2″ x 3″
  • Sakset
  • Paperiliitin

Ohjeet:

  1. Muodostetaan helikopterin varsi leikkaamalla ½” vaakasuoraan kumpaankin sivuun noin 1 ½ tuuman etäisyydelle yläreunasta. Taita sivut sisään muodostaaksesi pitkän varren.
  2. Jäljelle jäävän muodon leveä sivu muodostaa siivet. Leikkaa pystysuoraan alaspäin varren yläreunaan asti.
  3. Taita toinen sivu alaspäin muodostaaksesi ensimmäisen roottorin. Taita toinen sivu vastakkaiseen suuntaan muodostaaksesi toisen roottorin.
  4. Taita varren alaosa hieman ylöspäin ja kiinnitä siihen paperiliitin.
  5. Pudota helikopterisi alustalta ja katso, miten se pyörii!
  6. Kokeile eri roottorikokoja nähdäksesi, miten ne vaikuttavat helikopterin pyörimiseen.

Tee paperihelikopteri

Sakset, paperi ja paperiliitin luovat pyörivän helikopterin!

Leah Lefler

Lempiharrastukset STEM:n parissa

Kysymykset & Vastaukset

Kysymys:

Vastaus: Onko marmorilabyrintti tiedettä, teknologiaa vai matematiikkaa? Marmorilabyrintti-toiminta on oppitunti tilatietoisuudesta ja suunnittelusta (matemaattiset taidot) sekä liikkeen lakien tarkkailusta toiminnassa (fysiikka). Pillit on mitattava oikean pituuden ja leveyden määrittämiseksi juoksun rakentamista varten, mikä on ylimääräinen matematiikan taito. Fysiikan ja matematiikan taitojen yhdistämisen lisäksi marmorilabyrintti opettaa lapsia ratkaisemaan ongelmia luovasti ja käyttämään kriittisen ajattelun taitoja.

Kysymys: Pidetäänkö robottikäden tutkimista ja rakentamista matemaattisena, tieteellisenä tai teknologisena toimintana?

Vastaus: Luokittelisin robottikäden insinööritieteelliseksi/teknologiseksi toiminnaksi, vaikka kaikkia kolmea kategoriaa voitaisiin soveltaa riippuen siitä, miten oppituntisuunnitelma on rakennettu. Jos oppilaiden pitää mitata pillit tiettyyn pituuteen, matematiikka voidaan helposti sisällyttää oppituntisuunnitelmaan. Käden mekaniikan biologiaa (luihin kiinnittyneet jänteet) voitaisiin myös opettaa käyttämällä oljiin kiinnitettyjä jänteitä havainnollistamaan, miten jänteet ovat vuorovaikutuksessa lihasten ja luiden kanssa. Tietenkin voitaisiin käyttää myös biolääketieteellisen tekniikan ja proteesien käytön hienoa oppituntia.

Kysymys: Mitä sateenkaaren tiheyskerrokset tekevät?

Vastaus: Tiheyden ymmärtäminen voi olla monille lapsille vaikea käsite. Luomalla useita saman tilavuuden liuoksia, joissa kussakin kerroksessa on erilainen tiheys, lapset voivat seurata, kuinka tiheämmät kerrokset istuvat lasin pohjalle ja vähemmän tiheät kerrokset pysyvät erillään. Käytännönläheinen ja visuaalinen lähestymistapa auttaa lapsia ymmärtämään abstrakteja käsitteitä.

kamdar 20. marraskuuta 2019:

can u share a few activities of STEM happening in class

Leah Lefler (author) from Western New York 08. huhtikuuta 2018:

Me todella nautimme STEM-projektien tekemisestä, Frist! Järjestän kesällä myös Maker Camp -leirin, jossa tutkimme paljon erilaisia tiede- ja insinööritieteellisiä ideoita lapsille!

Frist on April 08, 2018:

that are cool