SO projekt Broer Periode: Uge 15 2014 Klasse: 1.Science Talent og 1.3 i uge 15 Fag: Fysik-B, Matematik-A, Teknologi-B Teknologihistorie og Kom-It C 1
Indledning Broer forbinder landsdele. Broer forbinder landsdele med øer. Broer går over vandløb og broer indgår i mange sammenhænge, når man bygger motorveje. Broer skaber nye muligheder for samkvem, både set fra den enkelte borger og set fra samfundets side. Et brobyggeri vil starte med en politisk og økonomisk debat, hvor fordele og ulemper bliver diskuteret, og det kan så ende med en beslutning om en igangsættelse af projektet. Der er imidlertid lang vej endnu. Tænk blot på de store brobyggerier, som er blevet gennemført i Danmark gennem de senere år. Først startede byggeriet med Storebæltsforbindelsen og dernæst broen mellem Danmark og Sverige over Øresund. Når et brobyggeri starter skal brotypen bestemmes og broens geometri skal fastlægges. Her kommer landskabsarkitekterne på banen og kommer med forslag til, hvordan en bro kan udformes, således at broen og det omgivende landskab udgør en harmonisk helhed. Herefter tager ingeniører og teknikere over og bestemmer udformningen af broens enkelte elementer, således at de kan modstå de påvirkninger, som hersker i det aktuelle tilfælde. Faglige mål I projektet arbejdes både med fag-faglige og overfaglige mål. Fag-faglige mål: Matematik A: Introduktion til vektorer. Eleven skal kunne anvende vektorer i planen til løsning af problemer indenfor matematik og de tekniske og naturvidenskabelige fag. Parablen. Trigonometri. Kunne opstille, løse og tolke geometriske problemer. Kunne analysere konkrete teoretiske og praktiske problemstillinger primært inden for teknik. Eleven skal kunne anvende CAS-værktøjer og matematikprogrammer til beregninger og dokumentation. Fysik B: I fysik arbejdes der med kraftoverføring i gitter konstruktioner Naturvidenskabelige arbejdsmetoder og modelbegreb. Planlægning og gennemførelse af eksperimenter. Kræfter ved forskellige konstruktioner i 2 dimensioner. 2
Teknologi-B: Anvende naturvidenskabelig viden i en teknologisk sammenhæng Arbejde sammen med andre i gruppearbejde. Kende til udvalgte materialer, deres egenskaber, og egnethed til brokonstruktion. (Fysik) Udarbejdelse af modeller og konstruktion Evaluering Teknologihistorie C: Redegøre for afgørende forskelle på teknologi og teknologiopfattelser i forskellige perioder og kulturer analysere og forstå væsentlige årsager til udviklingen af nogle konkrete teknologier foretage sammenligninger af forskellige kulturers og landes udformninger af og anvendelser af teknologi, herunder vurdere fordele og ulemper ved en given teknologi Kommunikation-It C: At skulle arbejde med den optimale sammenhæng mellem lyd og billeder, både i mængde og form. At lyden skal understøtte den viste præsentation. Overfaglige mål: Læringsteori og lærerprocesser Under læringsteori er der udvalgt emnet notatteknik og bearbejdning af stof. Der arbejdes med vigtigheden af at tage noter og udformning af noter vha. mindmap og begrebskort. Mindmap Notatteknik Begrebskort Bruges i teknologihistorie Matematik Fysik Arbejdsformer: Gruppearbejde med givet problemstilling Arbejdet med notatteknik introduceres ved tavleundervisning og senere individuelt- og gruppearbejde. Den praktiske del, med konstruktion af broer og udformning af billedserien foregår i grupper. Videnskabelige metoder: Herunder arbejder vi med nogle tankegange for forståelse af nogle grundlæggende forskelle i arbejdsmetoder og erkendelse af naturvidenskaben. Her ses også en kobling mellem metoder og teknologien set i en samfundsrelevant anvendelse. Formidlingsteori: En billedserie fx Podcast eller Photostory skal benyttes som præsentationsform. Billedserien skal selvfølgelig have et fagligt indhold og layout, der dokumenterer jeres arbejde. I skal derfor sørge for at få taget billeder og/eller filmet gennem hele forløbet. Viden fra kom-it inddrages. Desuden inddrages fysiske modeller til at visualisere de matematiske og fysiske principper. I billedserien skal det tydeligt fremgå hvilken brokonstruktion I har valgt, og der skal være klip fra jeres bygning af træbroen. Kravene til billedserien ses på side 4 / 5. 3
Evalueringsteori og evalueringsværktøj Billedserien evalueres på klassen. En opponentgruppe sørger for skriftlig evaluering. Selvevaluering. Besvarelse af udvalgte spørgsmål der skal få den enkelte elev til at reflektere over sit eget arbejde og udbytte af undervisning. Beskrivelse af forløb Som nævnt i præsentationen er der mange problemer, der skal tages stilling til og løses, før en bro står færdig og er klar til benyttelse. I matematik og fysik får I de naturvidenskabelige redskaber der danner grundlag for konstruktion af broer. For broen gælder, at der skal konstrueres den stærkest mulige bro ud fra en given mængde materiale. Brokonstruktionen skal indeholde konstruktioner, der overfører kræfterne over kørefladen. I skal desuden sætte jer ind i broers holdbarhed i forhold til materialer og overflader. Desuden skal I gennem et historisk eksempel forstå de kontekstuelle kræfter bag design af broer i USA og Frankrig. De enkelte lærere vil præcisere indholdet i de enkelte fag. Formålet med dette projekt er således at forsøge at koble en bred vifte af jeres fag sammen, i et og samme projekt, således I kan opleve fagene i en helhed og at der er berøringsflader på tværs. Litteratur Fagene: 1.3: Teknisk matematik Kap 9 og 10 1.S: Mat B1 Kap 5 og Mat B2 Kap 1. Orbit B Teknologi - Teknologihistorie-C: Eda Kranakis, Constructing a bridge, Science of Technology, Second Ed. SO: Gyldendals Studiehåndbog, s 20-21, 29-30, 32 Projektkrav Grupper Gruppestørrelse : Max 4 personer Klasse 1.S: 6 grupper Klasse 1.3: 6 grupper Arbejdsform Der arbejdes både med almindelig tavleundervisning og gruppearbejde. Aflevering produktkrav I skal udarbejde en billedserie dokumentation, fx i form af en Photostory eller Podcast. Udformningen skal være i henhold til kravene fra bilag 3. 4
Kravet til indhold i billedserien: Formelle oplysninger gruppemedlemmernes fulde navn, projektets titel, år osv. Der skal fra fysik være rede gjort for kraftberegninger. Inddrag matematik opgaven. Mindmap fra forelæsningen i teknologihistorie (valgfrit medtages hvis det giver en rød tråd) Begrebskortene udfærdiget i fysik (valgfrit - medtages hvis det giver en rød tråd) Begrebskort eller mindmap i forbindelse med en brainstorm til brokonstruktionen Dokumentation for modelforsøg: bromodel - fx billede af den færdige bro Teknologianalyse: viden om konstruktion af broen Konstruktionstegninger til træbroen Billeder af endelig produkt træbroen Billeder taget under etableringen af træbroen Matematik opgaven afleveres på Lectio senest 3. dag i forløbet som en matematik opgave. Fysik opgaven afleveres på Lectio senest 3. dag i forløbet som en fysik opgave. Evaluering Evalueringen af fag-fagligheden foregår via den fælles billedserie. Der bliver gruppeevaluering af billedserien med udfyldning af et evalueringsskema, der afleveres et eksemplar til lærerne. Dette er de overfaglige mål der skal evalueres: 1. Læringsteori 2. Arbejdsformer 3. Videnskabelig metode 4. Formidlingsteori 5. Informationssøgning Portfolio Upload følgende dokumenter til SO mapper på Lectio: Dokument med link til Mercantube hvor man kan se gruppens billedserie Refleksionsark af de overfaglige mål - selvevaluering Evalueringsskemaet fra opponent grupper samt fra lærer Matematik opgave Fysik opgave Mindmap fra teknologihistorie 5
Bilag 1 skemaer Skema for 1,S og 1.3 Fredag skal det forventes at undervisningen fortsætter indtil 15.00. I får fri når alle grupper er evalueret og alle er færdige med at uploade dokumenter til portefolie mapperne. Skema for 1.S uge 15: 8.00 9.30 10.00 11.30 Mandag 7/4 Tirsdag 8/4 Onsdag 9/4 Torsdag 10/4 Fredag 11/4 Opstart og Naturvidenskab / mindmap: Teknologihistorie G12 fælles G12 fælles KlBi BVAn KaKi KlBi AxAn AxAn Værksted på Håndværkervej: Byg en træbro. Se bilag 2. Hans Møller Andersen Byggetek Værksted på Håndværkervej: Byg en træbro og afprøvning MoHa Kom-It Lave billedserien færdig, speak osv. Prøvekør. Kom-It Lave billedserien færdig, speak osv. Prøvekør. 12.00 13.30 G06 KlBi AxAn Teknologi: Lav brainstorm på jeres bro brug begrebskort eller mindmap MicK Kom-it: Samle materiale sammen til billedserie 5 min præsentation af billedserien. (15 min respons fra opponent gruppe samt lærer / evaluering) 13.45 15.15 G06 KlBi AxAn Teknologi: Udarbejd konstruktionstegninger til træbro MicK Kom-It Hvordan laves en billedserie til præsentation Fælles opsamling: Kåring af klassens bedste produkt (træbro + billedserien). Udfylde evalueringsskema Upload dokumenter til Lectio (portfolien) Dette modul stopper først når alle grupper er evalueret og der er fundet en vinder! 6
Skema for 1.3 uge 15: 8.00 9.30 Mandag 7/4 Tirsdag 8/4 Onsdag 9/4 Torsdag 10/4 Fredag 11/4 Opstart og Naturvidenskab / Teknologi: Kom-It mindmap: Teknologihistorie NisC Udarbejd Lave billedserien færdig, G12 fælles G12 fælles konstruktionstegninger speak osv. Prøvekør. BVAn KaKi til træbro BeTA MoHa 10.00 11.30 NisC BerS BerS Kom-it: Samle materiale sammen til billedserie BeTA Kom-It Lave billedserien færdig, speak osv. Prøvekør. BeTA 12.00 13.30 13.45 15.15 NisC NisC BerS G06 BerS G06 Kom-it: Hvordan laves en billedserie til præsentation BeTA Teknologi: Lav brainstorm på jeres bro brug begrebskort eller mindmap MoHa Værksted på Håndværkervej: Byg en træbro. Se bilag 2. Hans Møller Andersen Byggetek Værksted på Håndværkervej: Byg en træbro og afprøvning BVAn 5 min præsentation af billedserien. (15 min respons fraopponent gruppe samt lærer/evaluering) BeTA Fælles opsamling: Kåring af klassens bedste produkt (træbro billedserie). Udfylde evalueringsskema Upload dokumenter til Lectio (portfolien) BeTA Dette modul stopper først når alle grupper er evalueret og der er fundet en vinder! 7
Bilag 2 Byg en bro i trælister og masonitplade: Fag: Materialer: Betingelser: Teknologi 1 masonitplade: 25*150 cm. Tykkelse: 3,2mm 8 stokke á 120 cm (10*20 mm) 5 meter ståltråd (kraftigt blomsterbindingssnor) 20, 25 eller 35 mm stifter efter behov Frit spænd 100 cm og 10 cm i hver ende til at ligge af. Minimum bredde af broen er 25 cm Broen skal kunne hvile på to kasser (den må altså ikke have støtteben). Den må altså heller ikke hæftes fast på kasserne Broen belastes med fliser på midten til brud. Vægten opgøres efterfølgende. Broen karakteriseres som brudt når ståltråd springer, eller en gitterdrager bøjer eller løsner sig. Hvis gitterkonstruktionen drejer sig til siden så er broen ligeledes brudt. Hvis kørefladen sprækker pga belastningen fra en snor er dette ligeledes et tegn på brud. Point: Gruppen får point for Den håndværksmæssige udførelse (3 p godt, 2 p ok, 1 acceptabel, 0 p ringe) Den flotteste brokonstruktion (3 p flot, 2 p ok, 1 p acceptabel, 0 p ringe) Den stærkeste bro (3 p højest vægt, 2 p næsthøjest vægt, 1 p tredjehøjest vægt, resten 0 p) Den bedste og mest fyldestgørende billedserie (3 p godt, 2 p ok, 1 p acceptabel, 0 p mangelfuld) Vinderen i klassen er den gruppe, der tilsammen scorer højest pointsum i ovennævnte kategorier. 8
Bilag 3 Udarbejdelse af billedserie Tilpasning til målgruppen Hensigtsmæssig typografi Billedkomposition og -sammenhæng Farvevalg og symbolik Visualisering af begreber (især naturvidenskabelige) Indtale speak, der understøtter billedsiden og formidler jeres arbejde. Varighed: max 5 min. Aflever et dokument med et link til en MP4 fil, som er uploadet på Mercantube. For at oploade til Mercantube skal der benyttes et login. Dette får I af jeres Kom-It lærer. Der er et login til hver klasse. 9
Bilag 4 Fysik opgave ligger i særskilt dokument. Bilag 5 Matematik opgave ligger i særskilt dokument. Bilag 6 Links til information, filmklip mv. af broer Se forskellige broer via google Link til Tacoma Bridge: 4:12 min. Link til Øresundsbroen: 3 minutter. Link til undervandsbro: (tekst) Youtube 3:12 min. Wikipedia Millenium Bridge youtube http://www.youtube.com/watch?v=gqk21572osu 10