Stem eğitimi-Mühendislik uygulamaları

Etkinlik-1: Dayanıklı Bacak

Malzeme Listesi

Tüm Grup İçin

• 
  MTS Posteri
  
• 
  Protez Kaynakça Tablosu
  
• 
  1 rulo Selo bant
  

4’lü Gruplar için:

• 1 makas

• 1 rulo bağcık

• 1 rulo koli bandı

• 1 cetvel

• 1 şerit metre (mezura)

• 2 plastik alışveriş poşeti

• 2 adet keçe

• 5 mukavva boru, 22,5 cmx3,75 cm

• 5 paket lastiği

Protez Köpek Bacağı Tasarımı Hayal Et Planla

Modeller, bizim o nesne veya kavramı daha iyi anlamamızı sağlar.

Amaç: Köpek bacağı model protezini yapmak.



Ölçütler:

Model protez bacağınız mutlaka;

• 
  Kilonu desteklemeli
  
• 
  Gerçek bacağına dizinden bağlanmalı
  
• 
  Kullandığında yerinden oynamamalı
  
• 
  Rahat kullanılabilir olmalı
  

Tasarımın nasıl olacak? Aşağıya çizin.

Köpekler,  tüm ayağı üzerinde yürüyen ve ağırlığını topuğuna veren hayvanların aksine parmaklarının üzerinde yürürler.

Protez Bacağı Test Etme Test Et

Ayağını dikkatli bir şekilde protez bacağın üzerine yerleştirin ve bağlamak için kullandığın malzemelerle bacağını sabitleştirin. Dengeni kaybetmemek için bir arkadaşından tutunarak veya bir eşyaya tutunarak destek alın. Aşağıdaki test etme yöntemlerini inceleyin.

İşlem: Kilonuzu protez bacağın üzerine verin.



Protez Referans Tablosu

Kriterler	Çözümler
Protez vücudun uzvu gibi işlemeli
Protezi kullanımı rahat/konforlu olmalı
Protez sağlam ve uzun süre dayanıklı olmalı
Protez kolaylıkla giydirilip/takıp çıkarılmalı

Yaratıcılık Etkinlik-1

Bir köpek örnek olayı üzerinden protez bir bacak tasarladık. Bir köpek değil de bir leylek için protez bir bacak tasarlasaydık;

• 
  Ölçütlerin ne olurdu?
  
• 
  Malzemelerinde ne değişirdi? Hangi malzemeleri kullanırdın? Neden?
  
• 
  Tasarımında neleri değiştirirdin? Neden?
  

Düşünün, Çizin, Aksiyon planınızı oluşturun ve tasarlayın.

Yaratıcılık Etkinlik-2

Örnek olayda yer alan köpeğimizin bir tane bacağı olmadığı için tasarımımızı doğrudan protez bacak üzerinden yürüttük. Bu köpeğimizin “iki bacağının’’ olmadığını düşündüğünüzde tasarımını nasıl yeniden düzenlerdin?

• 
  Ölçütlerin ne olurdu?
  
• 
  Malzemelerinde ne değişirdi? Hangi malzemeleri kullanırdın? Neden?
  
• 
  Tasarımında neleri değiştirirdin? Neden?
  

Düşünün, Çizin, Aksiyon planınızı oluşturun ve tasarlayın.

Ek 1.1

Etkinlik 2: Protez Gaga

Ön-Bilgiler (MEB, 2017):

F.4.8.1.1. Günlük hayattan bir problemi tanımlar.

F.4.8.1.2. Problem için muhtemel çözümler üretir ve bunları karşılaştırarak kriterler kapsamında uygun olanı seçer.

F.4.8.1.3. Ürünü tasarlar ve sunar.

F.5.6.1.1. Biyoçeşitliliğin doğal yaşam için önemini sorgular.

F.5.6.1.2. Biyoçeşitliliği tehdit eden faktörleri, araştırma verilerine dayalı olarak tartışır.

F.5.6.2.1. İnsan ve çevre arasındaki etkileşimin önemini ifade eder.
Kazanımlar (MEB, 2017):

F.8.2.4.1. Canlıların yaşadıkları çevreye uyumlarını gözlem yaparak açıklar.

F.8.8.1.1. Günlük hayattan bir problemi tanımlar.

F.8.8.1.2. Problem için muhtemel çözümler üretir ve bunları karşılaştırarak kriterler kapsamında uygun olanı seçer.

F.8.8.1.3. Ürünü tasarlar ve sunar.

Kazanımlar (Museum of Science):

1. Protezlerin vücudun bir parçası gibi çalışacak şekilde tasarlandığını öğrenir.

2. Mühendislerin protez tasarlarken Mühendislik Tasarım Sürecini kullandıklarını

fark eder.

3. Öğrenciler kendini mühendis yerine koyar.

Dersin İşlenişi

Öğretmenden Beklenen

Öğrenciden Beklenen

Giriş Ek 2.1’de yer alan kaya kartalıyla ilgili bilgi öğrencilere okutulur. Okuma parçasının sonunda “Siz ekip olarak kaya kartalının problemine nasıl çözüm üretirdiniz?” sorusu sorularak tartışma başlatılır. Öğrencilerden özellikle “protez gaga yapma” cevabının gelmesi için gerekirse rehberlik yapılır. Hangi meslek gruplarının birlikte çalışması gerektiği sorulur. Protez gaga yapmanın mühendisliğin hangi alanının konusu olduğu sorularak biyomekanik mühendisliği cevabını bulmaları sağlanır. Kuşlarda gaganın görevi ve gaga farklılıkları sorularak gaganın besinleri yakalamak, parçalamak ve taşımada önemi üzerinde durulur. Gaga şekillerinin neden farklı olduğu sorularak canlılarda biyoçeşitliliğin nasıl oluştuğu ve gaga şekillerine göre canlının yaşadığı yerin özellikleri ve beslenme çeşidinin belirlendiği cevabının gelmesi için flamingo, leylek ve güvercin örnekleri verilerek cevap alınmaya çalışılır. Resimleri öğrencilere gösterilir (Ek 2.2) “Mühendislerin protez gagayı yaparken nelere dikkat etmeleri gerekir? sorusu sorulur. Youtube dan Tukan (Toucan) Kuşunun Kurtuluş Hikâyesi - 3D Protez Gaga videosu gösterilir. https://www.youtube.com/watch?v=7NzfLFimQIo Hayal et Planla Öğrenciler 4’lü gruplara ayrılarak Protez Gaga Modeli Yapalım, Gaganız Tüyleri Düzeltiyor mu ve Gaganız Hangi Yemekleri Toplayabiliyor etkinliklerinden önce: Öğrencilere bugün biyomekanik mühendis gibi çalışacakları belirtilmelidir. Protezi nasıl yapacaklarını gösteren Ek 2.1’deki etkinliğe geçilir. Etkinliğe geçmeden önce protez gaganın kartalın tüylerini düzeltebilmesi, yiyecekleri toplayabilmesi ve yiyebilmesi gerektiği vurgulanır. Öğrencilerden çalışmalarını Mühendislik Tasarım Sürecine göre planlamaları istenir. Protez referans tablosunu doldurmaları istenir. Hangi malzemeleri kullandıkları ve hangi gaga şeklinin en iyi olacağına nasıl karar verdiklerini yazmaları istenir. 25 dakikaları olduğu hatırlatılır. Diğer grup arkadaşlarının yaptığı protez gagaları da denemeleri istenir. Etkinlikler gerçekleştirilir. Test Etme ve Paylaşma Çocuklara protez gaga modellerini ve Mühendislik Çalışma kitaplarını alıp test etmek için belirlediğiniz alana toplanmalarını söyleyin. Her gruba tasarımlarının planlarını ve bitirilmiş ürünlerini sunmaları için fırsat verin. Aşağıdaki soruları sorun: Tasarımınız hangi materyaller ile en iyi sonucu verdi? Eğer gaganın fındık kırmasını isteseydik tasarımınızın nelere ihtiyacı olurdu? *Tasarımınızı daha iyi nasıl geliştirirdiniz? *Mühendislik Tasarım Sürecinin hangi basamaklarını kullandınız? Her bir gruptan bir kişinin tasarımlarını denemesini ve sonuçlarını Mühendislik Çalışma kitabına yazmalarını isteyin. Her grup tasarımlarını denedikten sonra aşağıdaki soruları sorun: Tasarımı denerken ne öğrendin? Toplamış olduğun veriler tasarım ölçütlerini ne ölçüde sağladığını düşünüyorsun? Sonuçlarınız beklentilerinizi ne ölçüde ve nasıl karşılıyor? Daha fazla süreniz olsaydı tasarımınızı nasıl geliştirirdin? Bugün hangi Mühendislik Tasarım Sürecine ait basamakları kullandın? Bu basamaktaki işlev, konfor, dayanıklılık ve sabitlik/takıp-çıkartma testlerini nasıl uygulayacaklarını açıklayın. Öğrencileri tebrik ederek bu etkinlikte öğrendiklerini bir sonraki protez kuyruk etkinliğinde kullanacakları belirtilir.

Öğrenciler problemin bir gerçek hayat problemi olduğunu iyi kavramalıdır. Öğrencilere cevapları için yeterli süre verilmeli ve cevaplarını Mühendislik Çalışma kitabına not almalıdır. Öğrencilerin soruları cevaplamak için aktif katılım göstermesi beklenir. Öğrencilerden protez gaga cevabının gelmesi beklenir. Mühendislerin birçok farklı meslek gruplarıyla (diş doktoru, biyolog, veteriner, mühendis) bir arada çalıştığı çıkarımının yapılması beklenir. Öğrencilerden gaga şekillerinin neden farklı olduğu sorusuna gaga şekillerinin kuşların yaşadığı yerin özellikleri ve beslenme çeşidine göre değiştiği cevabı gelmesi beklenir. Protez gagayı yaparken sağlam, kolay takılıp çıkarılabilen, kaya kartalının orijinal gagasının tüm yaptıklarını yapabilen (besin toplama, yakalama, tüylerini düzeltme gibi) özelliklere sahip olması gerektiği cevapları beklenir. Cevapların gelebilmesi için günlük hayattan örnekler verilir. Grup içinde başkan, teknisyen, yazman gibi görev dağılımı yapılır. Görev tanımları açıklanır. Etkinlik raporuna isimler ve görevlerin yazılması istenir. Örneğin, teknisyen kullanacakları malzemeleri masadan alınmasından, masanın temizliğinden, malzemelerden sorumludur. Başkan ise grubun zamanında istenilen şekilde tüm işlemlerin yapılmasından ve sunumdan sorumludur. Yazman ise etkinliklerin raporlaştırılmasından sorumludur. Her etkinlikte bu görevler değiştirilir. Protez referans tablosu doldurulur. Öğrencilerden, öğrencilerden MTS’nin basamaklarını kullanmaları, model oluşturmayı, ölçüm gözlem yapmaları, birbirlerini dinlemeleri, materyalleri paylaşmaları, zamanı dikkatli kullanmaları beklenir. Her bir grubun tasarımlarını 10 dakika içinde sunmaları ve soruları cevaplamaları beklenir. Oluşturdukları tasarımı test etmek için “Fındık kırmasını bekleseydik” sorusuna ucu küt olan sert bir gaga yapmaları gerektiği cevabı beklenir. Mühendislik tasarım süreç etkinliğini doldurmaları beklenir. (Eklenecek)

Ek 2.1 Kaya Kartal İçin Protez Gaga

Kaya Kartalı

Kaya kartalının gagası son derece iri ve güçlüdür. Uçuşta uzun ve gövdeye doğru daralan kanatlarıyla tanınır. Kuyruğu da diğer tüm kartal türlerinden daha uzundur. Erişkin dişi ve erkek bireyler arasında görünüş farkı yoktur. Sadece dişi bireyler diğer pek çok gündüz yırtıcısında olduğu gibi erkeklerden biraz daha iridir. Bacakları diğer Aquila türleri gibi bileğine kadar tüylerle kaplıdır. Türkiye’de oldukça geniş bir yayılış gösterir. Trakya, İç Anadolu ve Güneydoğu Anadolu’daki geniş bozkır ve ovalar dışında tüm bölgelerimizdeki dağlık alanlarda kaya kartalını görmek mümkündür.

Kaya kartalının gagası avını yakalamada en önemli organıdır. Çoğunlukla tavşan, sincap, tilki gibi memelileri avlar. Yılanlar ve kaplumbağada menüsünde yer almaktadır. Gaga aynı zamanda tüylerini temizlemek, düzleştirmek ve yuvasını yapmak için gereklidir.



Niğde’nin dağlarında yaşayan kaya kartallarından bir tanesi gagasının üstünü kaybetmiş bir şekilde ormanda bulunmuştur. Niğde Belediyesi Hayvan Rehabilitasyon Merkezine getirilmiştir. Rehabilitasyon merkezindeki veteriner hekim, mühendisler ve bilim adamları kaya kartalının hasar gören gagasının yerine protez bir gaga modeli tasarlamak ve yapmak için çalışmalara başlar.




A noktasından C noktasına bir çizgi çizin.

Aynı şekilde B noktasından C noktasına da bir çizgi çizin.

A ve B noktasını bardağın arkasından çevresini çerçeveleyecek şekilde birleştirin.