 |
8. «Защита от наводнений» (6 часов)
|
|
|
|
Исследование.
Вступительный ролик
На протяжении веков люди создавали устройства, чтобы защитить населенные районы от наводнений: В течение года по всему миру выпадают различные виды осадков. 
Иногда воды настолько много, что реки и ручьи выходят из берегов. Эрозия является природным явлением и часто наблюдается в районах, где выпадает много осадков.
Паводковые шлюзы — это устройства, которые направляют воду вниз по течению в каналах и реках. Пока количество выпавших осадков остаётся в пределах нормы, паводковые шлюзы открыты, чтобы поддерживать низкий уровень воды в водных хранилищах. 
Если осадков выпадает много, паводковые шлюзы закрываются, чтобы удержать дополнительную воду в пределах водохранилища.
Идею паводковых шлюзов можно сравнить с процессом заполнения ванны:
Открытие шлюзов позволит большему количеству воды спускаться вниз по течению, как из крана в ванну, а затем в слив. Закрытие паводковых шлюзов полностью остановит воду, и та будет разливаться в стороны и поднимать уровень, словно заполнять ванну.
Вопросы для обсуждения
Опишите уровни осадков для каждого сезона в вашем районе, используя столбчатую диаграмму.
Использовать описательные выражения, такие как «сезон сильных дождей», «сезон слабых дождей» и «наводнение». Диаграмма должна показать высокие, низкие или средние уровни осадков.
Как осадки влияют на уровень воды в реке?
Осадки — это не единственный фактор, влияющий на уровень воды в реках, однако обычно справедливы следующие утверждения:
большое количество осадков поднимает уровень воды;
малое количество осадков понижает уровень воды.
Перечислить способы предотвращения наводнений.
|
|
|
Есть много способов предотвратить наводнение: плотины, дамбы, траншеи, лесовосстановление и т. д.
Представьте себе устройство, которое может предотвратить наводнение.
Ответ на этот вопрос будет направлять обучающихся в процессе проектирования.
Создание.
Построение паводкового шлюза.
В этом проекте используется модуль — коническая шестерня. Коническая шестерня может изменять ось вращения, что позволяет паводковому шлюзу открываться и закрываться.
Программирование модели для открытия и закрытия паводкового шлюза. Эта программа будет показывать изображение осадков и вращать двигатель в одном направлении в течение 2 секунд. Затем будет показано изображение солнца, и двигатель будет вращаться в течение 2 секунд в другом направлении.
Автоматизировать паводковый шлюз.
Используя эту модель, обучающиеся должны иметь возможность добавить в неё датчики, чтобы паводковый шлюз реагировал на внешние условия. Они должны рассмотреть хотя бы один из следующих вариантов:
· Добавьте рукоятку с датчиком наклона для управления шлюзом.
· Рукоятка с датчиком наклона позволит оператору открывать и закрывать дверь.
Добавить датчик перемещения для обнаружения повышения уровня воды.
Датчик перемещения позволит открывать и закрывать шлюз в соответствии с уровнем воды. Используйте свои руки или кубики LEGO, чтобы имитировать различные уровни воды.
Добавить вход датчика звука для активации аварийного протокола. Аварийный протокол может быть использован для воспроизведения звука, световой сигнализации, отправки текстового сообщения или закрытия паводковых шлюзов.
Дополнительное исследование для старших или более подготовленных учащихся.
· Нарисовать карту размещения шлюзов, включая районы рек и сухопутные области:
· попросить обучающихся создать карту или изображение реки с другими элементами, такими как горы, долины, города и т. д.;
|
|
|
· попросить их описать, где можно использовать паводковые шлюзы;
· попросить их проиллюстрировать, откуда и куда движется вода.
Предложение для совместной работы
Паводковый шлюз также можно использовать в сценарии судоходного канала. Объединить обучающихся в пары, чтобы они могли показать, что может произойти при транспортировке лодки.
Запрограммировать два шлюза для управления потоком воды на участке реки. Попросить учащихся описать и запрограммировать последовательность работы этих шлюзов.
Обмен результатами.
Попросить обучающихся документировать свой проект несколькими способами:
· Попросить обучающихся сфотографировать каждую версию, которую они создают. Попросить их объяснить, что является лучшим решением, и предоставить доказательства для обоснования этой точки зрения.
· Попросить обучающихся сравнить эти изображения с реальными изображениями.
· Попросить обучающихся записать видео, описывающее их проекты.
В этом конкретном проекте предложить обучающимся продемонстрировать, как работает их шлюз при использовании датчика.
|
|
|
