Öğretmen öğrencilere http://www.gzt.com/video-galeri/eglence/bacagi-olmayan-cocuk-ve-kopegin-hikayesi-2123598 adresinden ‘’bacağı olmayan asosyal ve mutsuz bir çocuğa, annesinin bacağı olmayan bir köpek hediye ettiği’’ videoyu izletir. Videonun sonunda çocuğun da köpeğin de mutlu olduğunu görürler fakat onları daha mutlu kılmak ve özgürce dışarda dolaşabilir hale getirmek için öğrencilere ne yapılması gerektiğini sorar. Öğretmen sınıfı 4 gruba ayırır ve gruplardan 8 dakika içinde fikir üretmek ve beş dakika içinde ise fikirlerini değerlendirmek için beyin fırtınası yapmalarını ister.
Beyin fırtınasındaki iyi fikirleri vurgulayan öğretmen, bu köpek ve çocuk için protez bir bacak yapmanın iyi bir fikir olacağı üzerinde durur.
Öğrenciler Mühendislik Çalışma kitabındaki (s.15) “Üç bacaklı köpek” isimli karikatür gösterilir (Ek 1.1). Karikatürün yani hikâyenin devamında ne olabileceği tartışılır.
Öğretmen hikayenin devamında “Ponçik” adı verilen köpek için onu daha sağlıklı hale getirecek ve ona yürüme yeteneği kazandıracak protez bir bacak yapılmasına karar verildiğini, bu sebeple bir grup biyomekanik mühendisin ona gerçek bir bacak kadar etkili kullanılabilecek bir bacak tasarladığını anlatır. Mühendisler protez bacağı yaparken onun vücudunu taşıyacak ve uzun süre dayanıklı olacak malzemeleri seçmeye çalışır. Protez yapımında rahat olması ve kolay bağlanabilmesi için yumuşak dolgu maddesi ve kayış kullandıklarını açıklar. Tasarım başarılı olur ve bu durum Ponçik’in ruh haline çok olumlu etki eder. Ponçik daha bir mutlu Ponçik olur. Mühendisler orijinal tasarımlarını geliştirmeye devam eder ve tasarımın Ponçik’in hareketliliğini ve enerjisini karşılayacak hale gelmesi için geliştirmeye çalışırlar.
Tüm olay konuşulduktan sonra öğrencilerin bu olay üzerinde düşünmesi istenir.
Öğretmen öğrencilere “Metinde anlatılan problem nedir?” sorusunu yöneltir. Ardından bu problemin bir gerçek hayat problemi olup olmadığı sorulur ve öğrencilerden cevap beklenir. Daha sonra öğrencilere mühendislerin tasarım süreci boyunca modeller kullandıklarını, canlıları temsil ederken model kullanmanın avantajları ve dezavantajları olduğu söylenir.
Öğrencilere olay ile ilgili şu sorular yöneltilebilir:
-
Biyomekanik mühendisler ne iş yapar?
-
Ponçik’in protez bacağını tasarlayan mühendisler tasarımlarında hangi kriterleri göz önünde bulundurmuşlardır?
-
Ponçik’in protez bacağı tasarlanırken her bir kriterin nasıl başarıya ulaştığına ilişkin referans tablosuna ne gibi notlar aldınız?
Öğretmen metinde bahsedilen tasarım sürecini anlayıp anlamadıklarını teyit etmek için metinde sözü geçen ölçütler ve sınırlılıklar olup olmadığını sorar, varsa belirtmelerini ister. Ardından 1-2 dk. içerisinde tüm öğrencilerin yaptıkları işaretlemeleri paylaşmaları istenir.
Daha sonra, öğretmen bugünkü dersin amacını öğrencilere şu şekilde anlatmaya başlar:
Arkadaşlar bugün Ponçik’e yapıldığı gibi birer mühendis olarak siz de benzer bir protez bacak tasarlayacaksınız. Bunu başarabilmek için Mühendislik Tasarım Sürecini (MTS) kavramamız (MTS basamakları anlatılabilir bu aşamada), işbirliği halinde çalışmamız, yaratıcılığımızı kullanmamız ve tasarlamak istediğimiz model üzerinde iyice düşünmemiz gerekiyor. Modeller bizim o nesne veya kavramı daha iyi anlamamızı sağlar.
Tasarlayacağımız bacak bir model olacaktır. Okulda veya günlük yaşamınızda karşılaştığınız bazı model örnekleri nelerdir?
Biyomekanik mühendisler, projelerinin modellerini gerçekte tasarımlarını test etmeye hazır hale gelmeden önce planlayıp düzenlemeye yardımcı olarak kullanırlar. Siz de şu anki tasarım görevinde bir köpeğin ağırlığını örnekleyebilmek için kendi vücut ağırlığını kullanacaksınız.
Bu tasarım görevi için neden bir model kullanıyoruz? Gerçek bir köpeğimiz olmadığı için bir köpek üzerinde deney yapamayız; gerçek bir köpeğimiz olsa bile, bu deney köpek için rahatsız edici olabilirdi. Bir model ile ihtiyaç duyduğumuz kadar deney yapabiliriz.
Öncelikle, “Kullanmamız gereken malzemeler hepinize yetecek kadar var.” der. Açıklamasına devam eder ve ekler “Bu malzemeleri öğretmen masasının üzerinde bulabilirsiniz. 4’lü gruplar halinde çalışacağız. Lütfen önce 4 grup oluşturalım. Şimdi her grup kendi malzemelerini masadan alsın ve sıralarına geri dönsün.”
Hayal Et Planla
Şimdi protez bacak tasarlayacaksınız. Az önce protez bacak için ölçüt ve sınırlılıklarından bahsetmiştik. Tasarlayacağını bacak;
-
Kilonuzu desteklemeli
-
Gerçek bacağınıza dizinizden bağlanmalı
-
Kullandığınızda yerinden oynamamalı
-
Rahat kullanılabilir olmalı
Bu ölçütler doğrultusunda oluşturduğunuz bacağı çizin.
Öğrencilere şu sorular yöneltilebilir:
-
Tüm ölçütler ve sınırlılıkları düşündünüz mü?
-
Tasarlayacağınız bacak için sizce en iyi hangi malzemelerin kullanılması gerekir?
Oluştur
Öğrencilere beş adete kadar mukavva kullanarak protez bacak tasarımına zemin hazırlamak için 30 dakikaları olduğu söylenir. Uygun materyaller gösterilir. Tasarım için onlara modellerini test edebilecekleri, tutunacakları sağlam eşyaların olduğu açık bir alan hazırlanır.
Öğrenciler çalışırken şu sorular yöneltilebilir:
-
Protezin farklı özellikleri tasarım ölçütleri ile uyumlu mu? Nasıl?
-
Tasarımızın hangi kısımlarının iyi çalıştığını düşünüyorsunuz? Neden?
-
Tasarımın en çok hangi kısmında zorlandın?
Tasarım için verilen zamanı ara ara belirterek kalan süreyi iletin.
Test Etme ve İletişim
Çocukların protez bacak modellerini ve Mühendislik çalışma kitaplarını alıp deney için belirlediğiniz alana toplanmalarını söyleyin.
Her gruba tasarımlarının planlarını ve bitirilmiş ürünlerini sunmaları için fırsat verin. Aşağıdaki soruları sorun:
-
Tasarımıza en iyi hangi materyaller uydu?
-
Tasarımızın bazı en önemli özellikleri nelerdir?
Her bir gruptan bir kişinin tasarımlarını denemesini ve sonuçlarını Mühendislik Çalışma kitabına (s.12) yazmalarını isteyin.
Her grup tasarımlarını denedikten sonra aşağıdaki soruları sorun:
-
Tasarımı denerken ne öğrendin?
-
Toplamış olduğun veriler tasarım kriterlerini ne ölçüde sağladığını düşünüyorsun?
-
Sonuçlarınız beklentilerinizi ne ölçüde ve nasıl karşılıyor?
-
Daha fazla süreniz olsaydı tasarımızı nasıl geliştirirdiniz?
-
Bugün hangi Mühendislik Tasarım Süreç basamaklarını kullandınız?
Bu basamaktaki işlev, konfor, dayanıklılık ve sabitlik/takıp çıkartma testlerini nasıl uygulayacaklarını açıklayın.
Yansıt/Paylaş
Bu aşamada öğrencileri MTS posteri etrafında toplayın. Onlara şu soruları sorabilirsiniz:
-
Bugünkü aktivitede mühendislik tasarım sürecinin en çok hangi basamaklarını kullandınız?
-
Bir sonraki aktivitede en çok hangi adım size yardım edecek?
Başka mühendislerin hayvan protez araçlarını tasarlamak için neler yaptığını araştırdık, hayal ettik, planladık ve kendi tasarımlarımızı oluşturduk. Sonra tasarımlarımızı denedik ve sonuçlarımızı birbirimizle paylaştık.
Sizler bu etkinlikte birer biyomekanik mühendisler oldunuz ve Mühendislik Tasarım Sürecini kullandınız. Sizleri tebrik ederim. Mühendisler, sürekli olarak tasarımlarını farklı ölçütleri ve kısıtlamaları karşılayabilmek adına geliştirir, bu yüzden tasarımda her zaman yeniliklere ve iyileştirmelere yer vardır.
Bugün öğrendiklerinizi bir başka hayvan için protez tasarlayarak bir başka etkinlikte kullanacaksınız.
Bir sonraki basamakta öğrencilerin tasarımlarını tekrar test edip, geliştirme imkânları olacağını belirtin.
Seçmeli etkinlikler: Yaratıcılık Etkinliği-1 ve Yaratıcılık Etkinliği-2
Uygun ise öğrencilere Yaratıcılık Etkinliklerini uygula. Mühendislik Çalışma kitabı sayfa 14 ve sayfa 15’e yönlendir.
|
Öğrenciler dikkatle videoyu izler.
Öğrenciler, beyin fırtınası ile aktif katılım göstererek fikir üretirler.
Fikirler; ekonomik, zaman ve uygulanabilirlik ölçütlerine göre 5 puan üzerinden değerlendirilir ve en iyi 3 fikir seçilir.
5 puan: Ekonomik, uygulanabilir ve yeterli zaman
4 puan: Ekonomik ve uygulanabilir
3 puan: Uygulanabilir
2 puan: Ekonomik
1 puan: Yeterli zaman
0 puan: hiçbir ölçütü sağlamıyor
Öğrenciler karikatürü inceler ve karikatürün devamında neler olabileceği hakkında fikirlerini paylaşır.
Öğrenciler problemin bir gerçek hayat problemi olduğunu iyi kavramalıdır.
-
Biyomekanik mühendisler biyoloji ve makina mühendisliği ile ilgili bildikleri şeyleri sağlık ve güvenlik ile alakalı problemleri çözmek için kullanırlar.
-
Ponçik’in bacak modelini yapma, kullanılacak malzemeler, bacağın işlevsel olması, konforlu olması, dayanıklı olması ve sabitlendiği yerden çıkmaması
-
Protez bacak için malzemeleri etkin şekilde kullanma, farklı tasarımlar oluşturmak için denemeleri sürdürme, bacak modelini oluşturma
cevapları beklenmelidir.
Öğrenciler ölçüt ve sınırlılıklar tablosuna anladıkları doğrultusunda tik atarlar ve öğretmenleriyle paylaşırlar
Öğrenciler öğretmenin yönergelerini dikkatle dinlemelidir.
Öğrenciler, “Model uçaklar, model arabalar, mimari modeller, bilgisayar modelleri, anatomik modeller ve moleküler modelleri” gibi örnekleri verebilirler.
Gruplar düşünmek ve Mühendislik Çalışma kitabındaki (s.11) Hayat Et Planla aşamasında tasarımlarını çizmek için 10 dk. harcar.
Öğrenciler test etme aşamasına geçmeden önce verilen malzemeler ile tasarladıkları protez bacağı oluşturmaya çalışır.
Gruplar düşünmek ve Mühendislik Çalışma kitabındaki (s.12) Test Et aşamasında protez bacakları test etmek için 5 dk. harcar.
Mühendislik Çalışma kitabındaki (s.12) Referans Tablosu doldurulur.
Mühendislik Çalışma kitabındaki (s.13) Yansıt/Paylaş bölümündeki sorular doğrultusunda öğrenciler kendi çalışmaları ile diğer arkadaşlarının çalışmaları hakkında bilgi paylaşımında bulunur.
|
