अध्यापनासाठी स्त्रोत
प्रस्तावना –
विद्यार्थ्यांना बल, घर्षण बल आणि हालचाल ह्या बद्दल प्रश्न विचारून त्यांच्या पूर्वज्ञानाची खात्री करून घ्या.
- तुम्ही मैदानावर चेंडू भिरकावला तर काय होईल? (उत्तर: थोडे अंतर तो घरंगळत जाईल आणि मग थांबेल.)
- थोडेसेच अंतर जाऊन मग चेंडू का थांबतो? (उत्तर: चेंडू आणि मैदान ह्यातील घर्षणामुळे)
- जर चेंडूच्या ऐवजी एक आयताकृती ठोकळा समान बल लावून भिरकावला तर काय होईल ? (उत्तर: आयताकृती ठोकळा चेंडूपेक्षा कमी अंतर काटेल.)
- ह्या फरकामागचे कारण काय? (उत्तर: चेंडूपेक्षा आयताकृती ठोकळ्याच्या बाबतीत घर्षण बल जास्त असते.)
- असे का होते ? (उत्तर: कारण वस्तू आणि मैदान ह्यामधील संपर्काचा भाग चेंडूसारख्या गोल वस्तूच्या बाबतीत जास्त असतो, त्यामुळे घर्षणाचे बल वाढते.)
घर्षण, त्याचे फायदे आणि तोटे आणि घर्षण बलावर कसे नियंत्रण ठेवता येते ह्याबद्दलचा खाली दिलेल्या लिंकवरचा व्हिडिओ दाखवून चर्चेचा समारोप करा.
https://www.youtube.com/watch?v=S06SijJfOUM
https://www.youtube.com/watch?v=Fd9a24c1iy4
ह्या व्हिडिओमध्ये पूर्वावश्यक ज्ञानाची उजळणी सुद्धा आहे.
वर्गाची 4 गटात विभागणी करा आणि प्रत्येक गटाला एक के-डब्ल्यू-एच-एल तक्ता द्या. घर्षण बल, घर्षण बल कसे वाढवायचे किंवा कमी करायचे आणि त्याचे फायदे तसेच तोटे ह्याबद्दल ‘के’,’डब्ल्यू’,’एच’ स्तंभांमध्ये लिहायला सांगा. प्रत्येक गटाचे के-डब्ल्यू-एच-एल तक्ते तपासा आणि प्रत्येक गटाबरोबर चर्चा करा.
विद्यार्थ्यांना ते दिलेल्या सामग्रीपासून त्यांचा स्वत:चा घर्षण मुक्त विभागाचे डिझाईन आणि असा विभाग तयार करणार आहेत, हे सांगा आणि घर्षणाचे बल अगदी कमीत कमी ठेवले तर काय होईल, हे शोधून काढण्यास सांगा.
1. आवश्यक स्टेशनरी प्रत्येक गटाला द्या.
2. विद्यार्थ्यांना वर दिलेल्या संकल्पनेप्रमाणे कल्पक आणि आकर्षक घर्षणमुक्त विभागाची कल्पना करण्यास आणि त्याप्रमाणे डिझाईन करण्यास सांगा.
ह्या संकल्पनेची इतर STEM विषयांबरोबर सांगड:
ह्या विषयाची अभियांत्रिकीशी सांगड - विमानाच्या डिझाईनपासून ते पर्वतारोहणाचे बूट तयार करताना होणारा घर्षणाचा त्रास अशा विविध स्थितींवर घर्षणाचा कसा परीणाम होतो, हे अभियंत्यांना समजले पाहिजे. बाह्य अवकाशात घर्षणाचा अभाव असल्यामुळे अंतराळवीरांना विशेष आव्हानांचा सामना करावा लागतो. उत्पादन अभियंते सुद्धा घर्षणाची ही संकल्पना टायरचे डिझाईन करताना टायरला खाचा पाडताना वापरतात.
अभियांत्रिकी डिझाईन/ STEM वर आधारीत प्रकल्प
प्रस्तावना
जरी विद्यार्थ्यांना अभियांत्रिकी ही संज्ञा माहिती असली तरी अभियांत्रिकी प्रक्रियेची त्यांना ओळख करून द्या. त्यांना खालील व्हिडीओ दाखवा.
https://www.youtube.com/watch?v=VUfqjSeeZng https://www.youtube.com/watch?v=zboKgt4XtOI
ह्या उपक्रमासाठी त्यांना त्यांच्या कृतीचे नियोजन ( प्लॅन ऑफ अॅक्शन) करण्यासाठी अभियांत्रिकी प्रक्रियेच्या व्हिडीओची मदत होईल. .
भाग – 1 – घर्षणमुक्त विभागाचे डिझाईन आणि रचना
विद्यार्थ्यांना अशी कल्पना करण्यास सांगा की ते अवकाश शास्त्रज्ञांचा एक गट आहेत आणि त्यांच्या प्रयोगशाळेत त्यांना एक घर्षणमुक्त विभाग तयार करायचा आहे. म्हणजे अवकाशात घर्षणमुक्त जागेत अंतराळवीरांना कोणत्या आव्हानांचा सामना करायला लागतो, ह्याची त्यांना कल्पना येऊ शकेल.पूर्णपणे घर्षण रहित विभाग तयार करणे व्यावहारिकदृष्ट्या अशक्य असले तरी, घर्षण अगदी कमीत कमी ठेवायचे आणि त्याचा परीणाम पाहायचा, अशी ही संकल्पना आहे.
1. मुलांना बसू द्या, त्यांचे गट तयार करा आणि दिलेल्या समस्येवर कसे काम करायचे ह्याबद्दल ब्रेन स्टॉर्मिंग करायला सांगा. तसेच त्यांच्या गटासाठी एक नाव निवडायला सांगा.
2. ह्या प्रक्रियेसाठी कोणत्या पायऱ्या आहेत, ह्याचे नियोजन त्यांना करायला सांगा. (हस्तपुस्तिका वापरा).
3. खोक्याचा कागद, स्टेपल्स आणि अॅल्युमिनियम फॉईल वापरून त्यांना एक वक्राकृती मार्ग बनवण्यास सांगा. नंतर दिलेला प्रयोग कोणकोणत्या वेगवेगळ्या प्रकारे करता येईल ह्याबद्दल एक छोटीशी चर्चा करा.
4. विविध सामग्री वापरून त्यांना हा मार्ग आणि गाड्या ह्यातील घर्षण कमी करण्याचा प्रयत्न करायला सांगा.
5. एक विद्यार्थी घर्षण कमी करणारा पदार्थ त्याच्या/तिच्या हातावर घेईल आणि त्याची निरीक्षणे दिलेल्या कागदावर लिहील- इतर विद्यार्थी त्याचे/तिचे निरीक्षण करतील.
6. प्रत्येक विद्यार्थ्याला वर्कबुक द्या. ज्यांना काही अडचण येते आहे, ते विद्यार्थी पुरवलेल्या हस्तपुस्तिकेचा आधार घेऊ शकतात.
भाग – 2 – विविध स्थितींमध्ये गाड्यांना लागलेला वेळ विद्यार्थी स्टॉप वॉच वापरून मोजतील
1. प्रकल्प वेळेवर पूर्ण होण्यासाठी गटातील सर्व सदस्यांमध्ये कामाचे समान विभाजन करण्यासाठी विद्यार्थ्यांना प्रोत्साहन द्या.
2. विद्यार्थ्यांना गटातील सदस्यांमध्ये विविध भूमिका वाटून घेण्यास सांगा. एक व्यक्ती स्टॉप वॉच वापरून मार्ग पूर्ण करण्यासाठी गाड्यांना लागलेला वेळ मोजण्यासाठी जबाबदार असेल.इतर व्यक्ती घर्षण कमी करणारे विविध पृष्ठभाग तयार करण्यासाठी जबाबदार असतील.
3. ज्या विद्यार्थ्यांना मदतीची गरज असेल ते, त्यांची हस्तपुस्तिका किंवा चित्रे संदर्भासाठी वापरू शकतात.
4. वेळ मोजण्यासाठी, घर्षण बल लावल्यानंतर लागणारा वेळ गटातील एक सदस्य मोजेल. गटातील इतर सदस्य त्याचे निरीक्षण करतील.
5. गाडीच्या मार्गाची चित्रे (फोटो किंवा रेखाटने) वर्कशीट मध्ये चिकटवणे आवश्यक आहे.
भाग – 3 – चाचणी आणि पुनर्अभियांत्रिकी
- 1 . विद्यार्थ्यांना ब्रेन स्टॉर्मिंग करू द्या आणि गाडीच्या मार्गावरचे घर्षण कसे वाढवायचे ह्याच्या कल्पना सुचवण्यास सांगा.
- 2 . उदा. चढ असलेल्या मार्गावर किंवा तेलकट मार्गावर गाडीचे नियंत्रण करण्यासाठी तुम्हाला गाडीचा वेग कमी करावा लागेल.
- भाग – 4 – निष्कर्षांचे सारांशीकरण आणि पोस्टरचे सादरीकरण
1. विद्यार्थ्यांना त्यांच्या निष्कर्षांचे संकलन करण्यास आणि घर्षणमुक्त विभागासाठी त्यांचे नियोजन पोस्टरचे रूपात सदर करण्यास सांगा.पोस्टरमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश असायला हवा.
a. गाडीसाठी तयार केलेला मार्ग.
b. विविध स्थितीत गाड्यांना लागलेला वेळ.
c. स्थितींची चित्रे (फोटो किंवा रेखाटने )
d. दिलेला विषय त्यांनी प्रकल्पात कसा समाविष्ट केला ह्याचे स्पष्टीकरण
2. विद्यार्थी त्यांच्या पोस्टरचे सादरीकरण करतील
3. शिक्षक प्रश्नोत्तरांची एक फेरी घेतील.
4. समारोप करण्यासाठी विद्यार्थ्यांना वर्कबुक मधील सारांशात्मक(समेटीव्ह) प्रश्न सोडवण्यास सांगा.
शेवटी विद्यार्थ्यांना संपूर्ण डिझाईन प्रक्रियेचा विचार करण्यास सांगा. तसेच के-डब्ल्यू-एच-एल तक्त्यातील एल स्तंभ भरण्यास सांगा.
