Herkesin bildiği üzere okullarımızda bilimi sevdirmek üzere Tübitak tarafından finanse ve destek gören Tübitak 4006 etkinlikleri yapılmaktadır. Bu doğrultuda çok fazla örnek proje bulunurken bu yazımızda sizlerin kullanabileceği örneklerden bahsedeceğiz. Bu örnekler sadece fikir vermek amaçlı olup herhangi bir telif hakkına tabi değildir.
3D YAZICI İLE İNOVASYON
ÖZET
Projemizde öncelikle okulda kurulacak olan matematik atölyesinde 3 boyutlu tasarım eğitimi verilecektir.
Bu eğitimlerin tamamlanmasına mukabil tersine mühendislik eğitimlerini de alan öğrencilerimiz öncelikle birtakım tasarımlar yapacak ve düşünsel öğelerin somutlaştırılması kapsamında ürünler ortaya koyacaklardır. Ayrıca var olan çalışmalara tersine mühendislik uygulaması ile yeni boyutlar kazandırmaya çalışacaklardır.
Tasarlanan tüm bu ürünler 3d yazıcıdan çıktı alınarak somutlaştırılacak ve ar-ge incelemesine alınacaktır. Varsa eksikler ve hatalar düzeltilerek ürünlerin ikmali sağlanacaktır.
Ayrıca bu çalışmalara entegre edilecek olan arduino (elektronik devre kartları) eğitimleri de yine matematik atölyesinde verildikten sonra kodlamalarla birlikte mini robot üretimi de yapılacaktır.
Böylece tüketen değil, üreten bir nesil yetiştirilmesi için önemli adımlar atılmış olacaktır.
AMAÇ
Bu projemizde amacımız çağımızın ve endüstri 4.0 devriminin en önemli argümanlarından olan 3 boyutlu yazıcı ile bir takım ürünler ortaya koymak ve bu ürünlerin gelişimini sağlayacak bir alt yapı oluşturmaktır.
Bununla birlikte öğrencilere 3 boyutlu tasarım eğitimi de verilerek öğrencilerin kendi materyal ve ürünlerini sağlamak var olan ürünleri geliştirmeyi de amaçlamaktayız.
Buradan elde edilecek ürünlere arduıno kodlama kitleri de entegre ederek mini robot tasarımları oluşturmayı da planlamaktayız.
Bu sayede katılımcılar ve öğrenciler teknolojinin bu nimetinden hem istifade etmiş olacaklar hem de bu teknolojiyi gerek öğrenim hayatlarının gerekse sosyal yaşamlarının bir parçası olarak kullanmaya devam edeceklerdir.
Bu projemizin fuar sonrası da yaygın bir şekilde kullanılması da planlanmaktadır.
YÖNTEM
Projemizde aslında çok yönlü kazanımlar söz konusudur. Bunlardan ilki, öğrencilerin 3 boyutlu tasarım eğitimleridir. Bu eğitimler öğretmenlerimiz tarafından verilecektir. Bu eğitime binaen tersine mühendislik eğitimi de verilecektir. Çünkü yenilikçi gelişimin vazgeçilmez bir parçası olan tersine mühendislik olmazsa olmazdır.
İkinci bir kazanım; endüstri 4.0 devriminin önemli parçalarından biri olan 3d yazıcı kullanımı ve slıcer (katmanlama) eğitimi alan öğrencilerimiz 3d yazıcı bakım ve tamirini de öğreneceklerdir.
Üçüncü kazanımımız ise fiyatı yüksek olan bir takım materyalleri çok daha ucuza mal edebilmektir. Örneğin yapılması planlanan “topolojik düğümler”in ortalama satış fiyatı 35-40 tl iken bunların 3d yazıcı ile yapılması maliyeti 5-6 tl civarındadır.
Ayrıca ortaöğretim matematik fizik gibi derslerin müfredatında kullanılabilecek materyallerin imalatı da planlanmaktadır.
Bir diğer kazanımımız ise şudur (ki bizce en önemlisi de bu):
Eli olmayan insanlara 3 boyutlu yazıcı ile robotik el yapmayı planlıyoruz. Gerek doğuştan eli olmayan (amniyotik band sendromu), gerekse sonradan elini kaybetmiş kişilere ulaşarak gerekli izinler dahilinde “robotik el” yapılması planlanmaktadır. Bu robotik ellerin maliyeti yaklaşık 50 tl civarındadır (bu maliyet okulumuz tarafından karşılanacaktır). Halbuki hareket yeteneği olmayan medikaller tarafından satılan protez ellerin maliyeti 3000 tl civarındadır.
Şu halde;
Bir insanın hayatına dokunan bir genç öğrencinin ileriye dönük ne gibi hedef ve motivasyon ile dolduğunu,
Çok daha işlevsel bir ele, işlevsiz bir el yerine; üstelik maliyetsiz şekilde ulaşmış bir insanın gençlere, geleceğe, devletine ve milletine olan inancının zirve yaptığını,
Bu projeyle yaşayarak görmüş olacağız.
PİSAGOR’UN ADALET KUPASI
ÖZET
Dünyaca ünlü Sisamlı Pisagor, Yunan filozof ve matematikçidir. Ünlü Matematikçinin buluşu olan bu ilginç bardağın çok önemli ve anlamlı bir özelliği bulunmaktadır.
Pisagor’un 2 bin 500 yıl önce icat ettiği Adalet Kupası (Dikea Kupa) ters Çan biçimindedir ve ilginç bir özelliği vardır. Kupanın altında bir delik vardır ancak sınırları aşmadığınız sürece kupa içindeki dökülmez. Kupanın içinde bir sınır vardır ve bu sınırdan fazla doldurursanız içindekiler alttaki delikten tamamen akar. Adalet Kupasının bu ilginç özelliği adeta şu mesajı verir:
“Aza kanaat getirmeyen çoğu bulamaz.”
Bir diğer çıkarılacak ders de şu olabilir:
“İnsan bazen yaşamın sundukları ile yetinmeyi bilmelidir, zira daha fazlasını arzularken elindekiler de kayıp gidebilir…”
Pisagor tarafından tasarlanan bir diğer adı “Aç gözlülük Kupası” olan bu projemizin katılımcılara güzel bir mesaj sunacağı kanaatindeyiz.
AMAÇ
Milattan önce 4. ve 5. Yüzyıllarda yaşamış olan ve bilimsel buluşlarıyla adını günümüze kadar taşımayı başarmış olan bu ünlü matematikçinin ortaya koyduğu bu ilginç kupanın yapısını araştırmak ve incelemek için başlattığımız bu projemizin amaçlarını şöyle sıralayabiliriz:
* Matematik dersine yönelik farkındalık oluşturmak ve olumlu tutum geliştirmek
* Fizik ile Matematik arasında inkar edilemez bağlar bulunduğunu katılımcılara ve öğrencilere göstermek.
* Suyun sahip olduğu kohezyon kuvvetinin varlığını deney yoluyla ortaya koymak.
* Konuya ilişkin olaylar arasında sebep sonuç ilişkisini kurarak analitik düşünmeyi sağlamak
* Öğrencilerin sorumluluk bilincini kazanmalarına yardımcı olmak
* Adalet kupasını hem 3D yazıcı ile hem de günlük yaşamda kolayca elde edebileceğimiz malzemelerle yapılabileceğini göstermek
YÖNTEM
Öncelikle öğrencilerle birlikte STEM atölyesinde konuyla ilgili araştırma yapılacaktır. İlgili öğeler ile birlikte hem 3 boyutlu tasarım yapılacak hem de günlük yaşam malzemeleri ile yapılabilecek kupa ile ilgili bilgi toplanacaktır.
Daha sonra elde edilmiş olan 3 boyutlu tasarımın çıktısı 3 boyutlu yazıcıdan alınacaktır. Gerekli inceleme ve testlerden sonra kupanın (gerekli görülmesi halinde geliştirilmesine) kullanım şekline dair öğrencilerle bir karara varılacaktır.
Ayrıca günlük yaşam malzemeleri ile yapılması planlanan Adalet Kupası’nın yapımı için ön hazırlık ve malzeme temini sağlanacaktır. Eğer malzemelerin maddi tutarı fuar bütçesinde bir ağırlık yaratmayacaksa bunlar bazı katılımcılara ve öğrencilere hediye edilecektir.
Fuar esnasında projemizin sunumunda özellikle bilimsel yönüne dikkat çekilecek, sebep sonuç ilişkisinin katılımcılar tarafından ortaya konmasına özen gösterilecektir.
Öğrencilerin ve katılımcıların hem fizik hem de matematik derslerine olumlu tutum geliştirmeleri için de azami hassasiyet gösterilecektir.
Ayrıca 3 boyutlu yazıcının bu alanda da kullanılmasının avantajları göz önüne serilecektir. Çünkü hazır satılan Pisagor Kupası piyasada en az 40-45 TL iken 3 boyutlu yazıcı ile yapımının maliyeti yaklaşık 6-7 TL civarı olması beklenmektedir.
Bu projede Pisagor suyun kohezyon kuvvetini kullanarak insanlığa “kanaatkarlığı” ve “aç gözlü olmamayı” öğütlemenin farklı bir yolunu bulmuştur. Biz de buna benzer şekilde öğrencilerimizle bilimsel bir gerçeği farklı bir sunumla bir “değerler eğitimi”ne dönüştürmeye çalışacağız. . .
AKLINDA BİR SAYI TUT
ÖZET
Çocuk yaşlarda oynadığımız basit matematik oyunlarından biri olan aklında tuttuğun sayıyı tahmin etme (bulma) olayını geliştirerek yeni bir oyun oluşturduk. Her ne kadar bilinen oyunun algoritması çözülebilir seviyede olsa da bu yeni oyunun “şifreleri” kolayca çözülebilecek gibi durmuyor. Bunun nedeni ise eski Çin medeniyetinde kullanılan bir tür hesap cetvelinden esinlenerek elde edilmiş olmasıdır.
Bu projede katılımcılara (öğrencilere) akıllarında bir sayı tutmaları istenir. Akabinde katılımcıya (öğrenciye) üzerinde bir takım sayılar bulunan tablolar (duruma göre 6, 7 veya 8 tablo olabilir) gösterilerek tuttuğu sayının hangi tablolarda olduğu sorulur. Verilen cevaba göre tuttuğu sayı tahmin edilerek cevaplanır.
İlk etapta bu tahmin edilebilir bir durum gibi görünse de tutulan sayının 1 – 120 aralığında ya da 1 -250 aralığında olduğu düşünüldüğünde bu hiç de kolay olmayacaktır.
AMAÇ
“Matematik evrenin yaradılış dilidir” der ünlü filozof ve bilim adamı Galileo. Buna katılmakla birlikte, gerek ülkemizin gerekse dünyanın bir çok ülkesinde bu dil ya konuşulmuyor ya da konuşulsa da anlaşılmıyor. Belki de konuşulan şey ilgi çekici değildir. Peki bu “evren dili” ilgi çekici hale nasıl getirilebilir? Bu soruya cevap verebilme amacıyla oluşturmaya çalıştığımız projelerimizden biri de “Aklında bir sayı tut” projesidir. Bu projenin yapılmasının amaçlarını şöyle sıralayabiliriz:
* Katılımcıların (öğrencilerin) matematiğe olan ilgisini artırmak
* Matematiğin en önemli amacı olan evrensel denge amacının sonuçlarından birini ortaya koyma
* Eski Çin medeniyetinde kullanılan argümanları günümüz matematiğine entegre etme
* Sayıları renklerle ilişkilendirmeye çalışarak yeni bir yöntem geliştirme
* Üslü sayıların farklı bir yönüne dikkat çekmek
YÖNTEM
Prof. Dr. Ali DÖNMEZ’in “Matematiğin Öyküsü ve Serüveni” ansiklopedisinin 5. Cildi olan “Çin, Japon ve Maya Matematiği” kitabının 134 – 161 sayfalarında bahsi geçen eski Çin uygarlığının ürünlerin ağırlıklarının ölçülmesinde kullandığı ve ikinin kuvvetlerine göre ayarlanmış olan bir tür hesap cetvelinden yola çıkarak oluşturduğumuz bu projemizin temelinde yatan olay şöyledir:
Eski Çin uygarlığında, kral vezirinden şöyle bir talepte bulunur: 1000 tane altını 10 tane keseye öyle bir şekilde dağıt ki senden hangi sayıda altın istersem isteyeyim keselerin ağzını açmaksızın bana o sayıda altın ver. Vezir bunu başarır. Altınları keselere 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 489 şeklinde dağıtır. Son kese hariç diğer sayıların hepsi 2’nin kuvvetleridir. Son kese ise 1000’e tamamlamak için kalan sayıdır. Bu sayılar daha sonra Çin’de bir tür hesap cetveli olarak kullanılmaya başlanmıştır.
Bu olay aslında matematiğin bir estetik yönüne daha dikkat çekmektedir; “En az sayıda argüman kullanılarak en fazla verim nasıl elde edilir?” sorusuna da verilmiş bir cevaptır.
Biz de bu argümanları bir oyuna çevirmek istedik. Oyunu şöyle kurguladık:
Öncelikle kaç tablo ile çalışacağımızı belirliyoruz. Örneğin eğer 7 tablo ile çalışacaksak 2’nin sıfırıncı kuvvetinden başlayarak 6. kuvvetine kadar olan sayıları tabloların ilk kutucuklarına yazıyoruz. Daha sonra bunların ikili toplamlarını, üçlü toplamlarını ve bu şekilde tüm kombinasyonlarını kullanarak tüm toplamlarını teker teker oluşturup tabloların diğer kutucuklarına yazıyoruz. Böylece oyunumuz oynanmaya hazır oluyor.
Katılımcılara (öğrencilere) akıllarından bir sayı tutmalarını söylüyoruz. Tuttuğu sayılar hangi tablolarda var ise o tablonun ilk sayılarını zihinden topluyoruz. Ve sonuç kesinlikle bir tahmin değil MATEMATİK.
Bu oyunu renkli kartonlara çizerek oyunu geliştirmeyi hedefliyoruz. Böylece her renge aslında bir sayı tahsis etmiş oluyoruz. Katılımcı tuttuğu sayının var olduğu renkleri söylediği zaman da aklındaki sayıyı tahmin edebiliyoruz. Oyunu uygulayan kişinin mental aritmetiğinin gelişeceğini de tahmin ediyoruz.
ARDUINO İLE KODLAMA
ÖZET
Günümüzde gerek eğitim alanında olsun gerek bilişim alanında olsun vazgeçilmez argümanlardan biri de hiç şüphe yok ki elektronik kart tasarımıdır. Dünyanın bir çok gelişmiş ülkesinde, arduino ile kodlama eğitimi “standart bir eğitim paketi” halini almıştır. Nitekim bunun en belirgin kanıtları PISA, TIMMS, Kangaroo Mathematics gibi uluslar arası sınavlarda kodlama sorularına yer verilmesidir. Ayrıca ülkemizin en büyük eğitim portalı olan EBA’da da bu eğitimlere büyük önem verilmektedir. Bizler de bu doğrultuda arduino ve kodlamayı birleştirerek bir proje hazırlayacağız.
Bu projemizde öğrencilerimize öncelikle EBA destekli olarak kodlama eğitimleri vermeyi planlamaktayız. Bir diğer projemiz olan “STEM Atölyesi”nde verilmesi planlanan bu eğitimlerin akabinde öğrencilere “DNS Arduino Eğitim Kiti” ile gerekli eğitimler verilecektir.
Daha sonra öğrencilerin kendi tasarladıkları projeler, bir diğer projemiz olan “3D yazıcı” ile desteklenecektir.
AMAÇ
Bu projemizde kapsam; tamamen öğrencilerin ortaya koyacakları, sınırları hayal güçleri ile belirlenebilecek kadar geniş olsa da genel bir çerçeve çizerek amaçlarımızı şöyle sıralayabiliriz:
* Çağımızın en önemli eğitimlerinden biri olan kodlama eğitimini yaygınlaştırmak
* Bilgilerini ürüne dönüştürebilen bir nesil yetiştirebilmek
* Soyut bilgileri somut bilgilerle sentezleyebilen öğrenme ortamları oluşturmak
* Elektronik devre kartlarının kullanımına binaen robotik çalışmalar yapmak
* Diğer bir projemiz olan “3D Yazıcı İle İnovasyon” ile birlikte farklı STEM çalışmaları yapmak
* Öğrencilerin okula olan ilgisini ve kendilerine olan özgüvenlerini artırmak
* Öğrencilerin okulda gördükleri matematiksel fonksiyonların farklı uygulama alanlarını ortaya çıkarmak
* 5E eğitim modeli baz alınarak öğrencilerin, bilgiye her seviyeden nasıl ulaşacaklarını yaparak yaşayarak öğrenmelerini sağlamak
YÖNTEM
Dünyanın bir çok ülkesinden STEM (Science, Tecnology, Engineering, Mathematics) çalışmaları oldukça yaygınlaşmıştır. Öyle ki ana okulundan üniversiteye kadar her kademede öğrencinin rahatlıkla adapte olabildiği STEM yaklaşımı Amerika Birleşik Devletleri başta olmak üzere bir çok Avrupa ülkesinde kendisine yer edinmiştir, vazgeçilmez olmuştur. Ülkemizde de son yıllarda yaygınlaşan bu yaklaşımın en önemli ayaklarından biri de hiç kuşku yok ki elektronik kart tasarım olayıdır. Tam olarak kart tasarımı demek yanlış olabilir; var olan bir anakart üzerine bağlanan bir takım sensörler, motorlar (servo, step, DC ya da RC olabilir) ve bunların birleştirici ana unsuru olan kodlama ile birlikte ürünler ortaya konulmaya çalışılacaktır.
Bu projemizde öncelikle öğrencilere kodlama eğitimleri verilecektir. Bu eğitimler aşamalı olarak;
– Kodlamanın ilk adımı olan algoritma mantığı verilecektir.
– Dünyanın en büyük eğitim portalı olan EBA’daki kodlama yapılarından da yararlanarak aşamalı kodlama örnekleri oluşturulacaktır.
– www.codecombat.com ya da www.code.org gibi sitelerden de destek alınarak daha farklı kodlama eğitimleri verilecektir.
Bu eğitimleri takiben öğrencilere Arduino kartı tanıtılacaktır.
– Sensörlerin bağlanması ve veri alınması ile ilgili çalışmalar yapılacaktır.
– Motorların bağlanması ve motorların istenilen ve en verimli haliyle kullanımına dair bilgiler verilecektir.
İşte bu iki unsur (kodlama ve Arduino) birleştirilerek yeni ürünler ortaya konmaya başlanacaktır. Bu noktadan sonra ortaya konulan ürünlerin çeşitliliği tamamen öğrencilerin kendi fikir ve hayal güçlerinin sınırları ile belirlenecektir.
ARŞİMET BURGUSU
ÖZET
Yüzyıllardır bilim insanoğlunun bir takım problemlerine çözüm arayarak gelişmiştir. Milattan önce 3. yüzyılda yaşamış olan Archimedes (Arşimet) bir çok önemli buluşa imza atmıştır. Bu buluşlardan biri olan “Arşimet Burgusu” suyun daha yükseklere taşınması problemine çözüm getirmiştir. Yaşadığı zaman dilimi baz alındığında bu gerçekten çok büyük bir icattır. Biz de Arşimet’in bu buluşunu araştırma ve geliştirme amacıyla bu projeyi oluşturmayı düşünüyoruz.
Arşimet’in vidası, suyu yükseltmek için kullanılan bir tip pompadır. Silindirin içine iyice sıkıştırılmış vida şeklindedir. Üst kısmında vidayı döndürmeye yarayan bir kol bulunur ve suyun içindeki alt kısımdan çevrilen kolun bulunduğu üst kısma su taşır. Kol makine, el ya da rüzgâr gülü tarafından döndürülebilir.
AMAÇ
Bu proje 23 asır önce ortaya konulan, döneminin en önemli bilimsel buluşlarından biri olan bu burguyu mercek altına alarak dönemin koşulları çerçevesinde değerlendirmeyi amaçlamaktayız. Yine günümüz teknolojisi içerisinde kullanım ve geliştirme unsurları bakımından da incelenip değerlendirilecektir.
Amaçlarımızı genel olarak şöyle sıralayabiliriz:
* Okul müfredatı içerisinde yer alan Fizik dersine ait kazanımların somut bir örneğini incelemiş olacağız
* Katılımcılara ve öğrencilere en ilkel su pompasının çalışma prensibini göstermiş olacağız.
* Birkaç farklı düzenek hazırlayarak (taşıyıcı kolun uzunluğunun artırılması gibi) hangisinin daha az güç harcayarak daha fazla su taşınabileceğinin katılımcılar tarafından deneyerek kendileri tarafından gözlemlenmesi
* Katılımcıların ve öğrencilerin fizik dersine olan ilgilerinin artırılması
YÖNTEM
Bilim dünyası için dikkat çekici olan bu projeyi ortaya çıkarmak için izleyeceğimiz adımları, kullanacağımız yöntem ve teknikleri şöyle sıralayabiliriz.
* Öncelikle Arşimet tarafından ortaya konulan çizimler öğrenciler ve danışman öğretmenleri tarafından incelenecek. Dönemin koşulları göz önüne alınarak rapor hazırlanacaktır.
* 15 cm çapında, 170 cm uzunluğunda sert plastik bir su borusunun etrafına 4 cm çapında esnek bir boru ya da hortum, spiral şeklinde sarılır. Sert yapıdaki su borusunun üst ucuna bir çevirme kolu; alt ucuna ise yere sabitlenmiş bir dönebilen mekanizma konulur. Çevirme kolu çevrildiğinde yerde bulunan su, hortumun ağız kısmından alınır ve yer çekiminin de etkisiyle alt tarafta birikir. Kol çevrildikçe spiral borunun topolojik yapısı sayesinde yukarı kadar taşınmış olur. Su değirmeni olarak da kullanılabilen bu icat, hidrodinamik burgu sistemi olarak da kullanılabilmektedir.
* İkinci aşamada bu projenin farklı alternatif çizimleri yapılacak ve fiziksel olarak gereksinimler karşılanacaktır. Örneğin hangi çapta taşıyıcı boru kullanılacağı ya da çevirme kolunun uzunluğu gibi…
* Sonraki aşamada ortaya konulan burgular çeşitli eğimlere sahip yüksekliklere su taşıma kapasiteleri incelenecek, bulgular rapor haline getirilecektir.
* Son aşamada ise öğrencilerin bu burguya ne gibi etkilerinin olabileceği, bu projenin nasıl geliştirilebileceği üzerinde çeşitli çalışmalar yapılması planlanmaktadır. Bu yapılması planlanan değişim ve gelişimler için bir diğer projemiz olan “3D Yazıcı ile inovasyon” projemizden destek almayı düşünüyoruz.
ARTIRILMIŞ GERÇEKLİK
ÖZET
Artırılmış gerçeklik, gerçek dünyadaki fiziksel ortamı, bilgisayar aracılığıyla oluşturulan duyusal girdilerle canlı, dinamik ve gerçek zamanlı olarak hissedip yaşamamızı sağlayan ve ileride hayatımızın büyük bir bölümünde yer alacağını düşündüğümüz heyecan verici bir kavramdır.
Artırılmış gerçeklik (AR) ses, video, grafik veya GPS verileri gibi bilgisayar tarafından üretilip duyusal girdi ile artırılıp canlandırılan elemanların fiziksel, gerçek dünya ortamıyla birleştirilmesiyle oluşturulan yeni bir algı ortamının canlı doğrudan ya da dolaylı bir görünümüdür. Artırılmış gerçeklikle insan duyusuna hitap edecek ve hislerini hareket geçirecek girdiler bilgisayar tarafından modifiye edilip zenginleştirilir ve ortaya çıkan yeni gerçeklik kullanıcının algısına sunulur. Zenginleştirme gerçek zamanlı gerçekleşir ve çevredeki öğeler ile etkileşim içindedir. Artırılmış Gerçeklik ile kullanıcı gerçeklik ortamını oluşturan bilgiler ve diğer öğelerle etkileşime girebilir. Bulunulan çevreyle ilgili yapay bilgi ve öğeler gerçek dünyayla bağdaşabilir.
AMAÇ
Özellikle son birkaç yıldır dünyada hızla gelişen ve endüstri, müzeler, lojistik, oyun, turizm, dekor ve eğitim alanında yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanan bu teknolojik devrimi biz de proje olarak kullanmak istedik. Özellikle eğitim alanında kullanılmasının çok büyük olumlu sonuçları ortaya çıkmaktadır. Bizim bu projemizde artırılmış gerçeklik uygulamalarını kullanma amaçlarımızı şöyle sıralayabiliriz:
* Öğrencinin yaratıcılık ve hayal gücünü gelişmesine yardımcı olur; Arttırılmış Gerçeklik öğrencinin gerçek dünyaya olan algısını ve gerçek dünya ile etkileşimini artırarak öğrenme, eğlence veya eğitici eğlence (edutainment) için uygulanabilir.
* Sanal eğiticinin kullanıldığı AG uygulamalarında öğrenci kendi hızına göre kişiselleştirilmiş eğitim alabilir
* Çeşitli öğrenme stillerine uygun özgün bir öğrenme ortamı yaratılabilir
*AG ortam uygulamaları doğru bilgi ve çıkarımların elde edilebilmesi için öğrenme çevresine yenilikler getirerek bu bilgilerin ve çıkarımların daha iyi anlaşılmasını, irdelenmesini ve farkına varılmasını sağlar
YÖNTEM
Öncelikle artırılmış gerçeklik uygulamalarına yönelik bir literatür taraması yapılacaktır. Artırılmış gerçekliğin özellikle eğitim alanındaki ortaya konmuş olan uygulamaları hakkında gerekli araştırmalar ve çalışmalar yapılacaktır. Bilimsel makaleler incelenecek ve varsa bulgular hakkında öğrenci ve öğretmenlerle değerlendirmeler yapılacaktır. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, özellikle eğitime yüksek oranda olumlu katkı sunduğu belirlenen artırılmış gerçeklik çalışmaları bu projede yer alacaktır. Ticari amaç taşıyan uygulamalardan uzak durulacaktır.
Sonraki aşamada mümkün olduğunca en çok etkileşim alan artırılmış gerçeklik uygulamaları tespit edilerek gerekli materyaller öğrenciler tarafından hazırlanacaktır. Bu materyallerin çeşitliliği konusunda hassas davranılacaktır.
Gerekli çıktılar alındıktan ve malzeme temini yapıldıktan sonra elde edilebilecek kazanımlar hakkında hedefler belirlenecektir. Bu hedefler doğrultusunda artırılmış gerçeklik uygulamaları test edilecektir.
Bilim fuarı alanında görevli öğrenciler, katılımcılara proje hakkında bilgilendirme yapacaklar ve akabinde bu uygulamayı kullanmaları için yardımcı olacaklardır. Bu uygulamalardan sonra geri dönütler hakkında rapor hazırlanacaktır.
Proje ekibini oluşturan öğretmen ve öğrencilerin kararları da göz önünde bulundurularak yapılan çalışmalar okulumuzda kurmayı planladığımız ve bu fuar için de bir proje durumunda olan “STEM Atölyesi”nde sergilenmeye devam edilecek ve böylece elde edilen kazanımların daha uzun soluklu ve daha geniş yelpazede etkilerinin sürmesi sağlanmış olacaktır.
Bu projemizde kesinlikle cep telefonu ya da tablet satın alınmayacaktır. Projede görevli öğretmen ya da öğretmenler tarafından tablet bilgisayarlar geçici olarak temin edilecektir.
DA VİNCİ KÖPRÜSÜ
ÖZET
Diğer bir adıyla “Kendini Destekleyen Köprü”
Dünyaya gelmiş en şaşırtıcı zekaya sahip mühendislerden Leonardo da Vinci tarafından geliştirilmiş; sadece uzun tahtalar ve ahşap çubuklar kullanarak, çekiç ve çiviye ihtiyaç duymadan inşa edebileceğiniz bir köprü örneğidir.
Çalışma mantığı kullanılan malzemelerin birbirine kaymadan kenetlenebilmesinde yatmaktadır. Birbirine yaslanan parçalar asla kaymıyor böylece çökme meydana gelmiyor.
Parçaların kaymamasının nedeni, sistemin üzerine binen ağırlığı tam olarak ahşap çubuklara ortalı olarak aktarmasıdır. Köprüye paralel olarak yerleştirilen her tahta, dayandıkları ahşap çubukları birbirine doğru bastırıyor. Bu da köprüye çıkan ağırlık arttıkça köprü parçalarının birbirine kenetlenmesini sağlıyor.
Eğer malzeme kalitesinin maksimum seviyede olduğunu varsayarsak: Bu köprüye ne kadar büyük ağırlıkla çıkarsanız kendisini oluşturan parçalara o kadar sıkı tutunur.
AMAÇ
* On beşinci yüz yılda yaşamış dünyaca ünlü ressam ve mühendis Leonardo Da Vinci’nin çalışmalarından birini tanımak
* Çivi ya da başka bir kenetleyici kullanmaksızın bir köprünün nasıl inşa edileceğini görmek
* Yerçekimi kuvvetini ve taşınan cismin kütlesini kullanarak nasıl daha sağlam bir yapı elde edilebileceğini öğrencilere (katılımcılara) göstermek
* Fizik dersinde öğrenilen konuların pekiştirilmesini sağlamak
* Matematiksel hesaplama yöntemlerini de kullanarak bir ürün ortaya koymak
* Köprünün yapım şeklinin neden parabolik olduğunun sebepleriyle ortaya konulması
* Farklı büyüklükteki Da Vinci köprülerinin yük taşıma ve dayanıklılık kapasitelerinin öğrenciler (katılımcılar) tarafından keşfedilmesi.
* Farklı maddelerden imal edilmesi planlanan köprülerin de yük taşıma ve dayanıklılıklarını test edilmesi
* 15. Yüzyılda tasarlanan bu mühendislik çalışmasının ne gibi yeniliklerle geliştirilebileceği üzerinde çalışılması
YÖNTEM
Ressamlığı ile dünyada ün salmış olan ancak zamanının çok ötesinde bir mühendislik dehası olan Leonardo Da Vinci’nin aynı zamanda Fizik ve Matematik alanlarını da ilgilendiren “Kendini destekleyen köprü” yapısının incelenmesi, ortaya konması, yenilikler eklenmesi öğrencilerin (katılımcıların) bilime ve mühendisliğe bakış açısını olumlu yönde etkileyeceği yadsınamaz bir gerçektir.
* Proje ortaya konmadan evvel öğrencilere (katılımcılara) “Mümkün olan en az çivi (ya da bağlantı) kullanarak ve en dayanıklı köprüyü nasıl inşa ederiz?” sorusunun yöneltilmelidir. Bu sorunsal aslında hem mühendislik vurgusunu hem de maliyet vurgusunu ön plana çıkarmaktadır.
* İkinci aşamada bu köprünün fiziksel ve matematiksel alt yapısı ortaya konulup gerekli bilimsel dayanaklarla desteklenir. Ayrıca köprünün dayanıklılığı ve yük kapasitesi test edilir. Köprünün uzunluğunun maksimum ve minimum uzunlukları hakkında tartışma ve deney yöntemleri kullanılarak bilgi ve bulgular elde edilmeye çalışılır.
* Köprünün başka malzemelerle de inşa edilip edilemeyeceği üzerinde çalışmalar yapılır. Mümkün olan seçenekler değerlendirilir ve ne gibi bulgular elde edildiği raporlanır. Örneğin farklı ahşap türleri ile denenebilir. Veyahut betonarme ya da plastik türevi bir malzeme ile köprü inşa edilmeye çalışılabilir.
* Bir sonraki aşamada köprüye ne gibi yenilikler kazandırılabileceği üzerine hipotezler ve fikirler irdelenir. Uygulanabilirliği test edilerek elde edilen sonuçlar raporlaştırılır.
* Diğer bir proje olan arduino projesiyle etkileşim içinde olunarak, bir mini robot tarafından Da Vinci Köprüsü’nün inşası için gerekli algoritma oluşturulur. Eğer bu mümkün kılınabilir ise robota ait kodlar ve kullanılan argümanlar raporlaştırılır.
* Son olarak elde edilen tüm kazanımlar rapor haline getirilir.
FİLDİŞİ MACUNU
AMAÇ
Çok renkli ve görsel bir şölen şeklinde bir kimyasal reaksiyon nasıl gerçekleştirilebilir, tepkime süresini hızlandıran katalizörün rolü nedir sorularına cevap bulabileceğimiz bir deney aktivitesi ile dikkat çekebilmek amaçlanmıştır. Normal şartlarda tamamlanması saatler sürebilecek bir deneyin katalizör yardımıyla en kısa sürede ve renkli bir şekilde gözlemlenebilmesi ve ilgi çekici bir hal alması hedeflenmiştir. Hem ekzotermik (ısı veren) bir reaksiyona güzel bir örnek olması amacıyla bazen roket yakıtı olarak da kullanılan hidrojen peroksitin su ve oksijene ayrışması deneyi tercih edilmiştir. Böylece kimyasal bozunma ile bir kimyasal bileşiğin elementler veya daha basit bileşiklere ayrışabileceği anlaşılabilecektir. Hidrojen peroksitteki oksijen ve suyu daha hızlı serbest bırakabilmek amacıyla katalizör olarak potasyum iyodür kullanılması planlanmaktadır. Bulaşık deterjanı ise köpük yüzünden oksijen üretimini daha belirgin hale getirir. Isı enerjisini serbest bırakan bu reaksiyon ile kimyasal bir olaya tanık olunacaktır.
ÖZET
Hidrojen peroksit %50’lik ile sıvı deterjan ile karışarak reaksiyona girmesi sonucunda çıkan oksijen gazı köpüklü olarak çıkmaktadır. Normal şartlar altında bu reaksiyonun tamamlanması saatler sürmektedir. Ancak reaksiyona potasyum iyodür katalizörü eklendiğinde işlem birkaç saniyede gerçekleşmektedir. Reaksiyonun gerçekleşmesi sonucunda da çok renkli ve görselliği bol bir deney aktivitesi ortaya çıkmaktadır. Bu deney açık bir alanda gerçekleştirilecektir.
Bu deneyde hidrojen peroksitin kimyasal ayrışımı gözlemlenmektedir. Kimyasal bozunma, bir kimyasal bileşiğin elementler veya daha basit bileşiklere ayrılmasıdır. Hidrojen peroksitin su ve oksijene ayrıştığı bu olayda, potasyum iyodür kimyasal tepkime süresini hızlandıran bir katalizör görevi görür. Böylece hidrojen peroksit daha hızlı bozunur. Bulaşık deterjanı köpük yüzünden oksijen üretimini daha belirgin hale getirir.
YÖNTEM
Kimyasal bozunma ile bir kimyasal bileşik elementlerine veya daha basit bileşiklere ayrışabilir. Katalizör yardımıyla normalde çok uzun sürebilecek bir tepkime en kısa sürede gerçekleşir. Isı enerjisini serbest bırakan böyle bir tepkime için; koruyucu gözlük, dereceli silindir, erlenmayer, muayene eldiveni, plastik spatül, sıvı bulaşık deterjanı, hidrojen peroksit (%50’lik), potasyum iyodür, gıda boyası (kırmızı, mavi, yeşil, sarı veya turuncu), saf suya ihtiyacımız vardır.
Önce güvenlik amacıyla koruyucu gözlük, eldivenler ve önlüğümüzü giymiş olmamış gerekiyor.
Dereceli silindir içine 50 ml hidrojen peroksit (%50) eklenir. Ardından üzerine 10 ml sıvı deterjan eklenir. Hidrojen peroksit – sıvı deterjan karışımının içerisine istediğimiz renkten bir miktar gıda boyası eklenir ve dereceli silindirdeki karışımı çalkalayarak eşit olarak karışması sağlanır.
Erlenmayer içerisine 10 gr potasyum iyodür ve 10 ml saf su karıştırılarak çözeltinin çözünmesi sağlanır. Potasyum iyodür tuzdur ve suda kolaylıkla çözünmektedir.
Hazırlamış olduğumuz hidrojen peroksit çözeltisi üzerine erlenmayer içerisindeki potasyum iyodür çözeltisi hızlıca dökülür ve oradan hızla uzaklaşılır. Oluşacak reaksiyon sonucunda oksijen gazı açığa çıkacak ve neticesinde köpürme olacaktır
Bu deney ile hidrojen peroksitin kimyasal ayrışımı gözlemlenir. Bu durumda hidrojen peroksit su ve oksijene ayrışır. Potasyum iyodür eklemek işlemi hızlandırır. Böylece hidrojen peroksit normalden daha hızlı bozunur. Bunun sonucunda oksijen ve su daha hızlı serbest kalır. Bulaşık deterjanı köpük yüzünden oksijen üretimini daha belirgin hale getirir. Bu reaksiyon ekzotermik (ısı veren) bir kimyasal olaydır.
GAUSS DAĞILIMI
ÖZET
18. ve 19. yüzyıllarda yaşamış olan ünlü Alman Matematikçi Carl Frederic Gauss Matematik dünyasına çok büyük katkılarda bulunmuştur. Dünyanın en zeki matematikçileri arasında gösterilen Gauss’un ortaya koyduğu, istatistikten ekonomiye kadar bir çok alanda kullanılabilme özelliğine sahip olan bu dağılımı bir projeye dönüştürmeye karar verdik.
Özellikle günümüzde olasılık ve istatistiğin temellerini oluşturan bu eğri, hipotez testlerinde hata paylarının hesaplanmasında ve dolayısıyla herhangi bir hesaplamanın doğruluk derecesinin de ortaya konmasında çok önemli veriler sağlamaktadır.
Öğrencilerin bolca sorduğu “Matematik günlük hayatımızda ne işimize yarayacak?” sorusuna bir cevap verebilmek amacıyla bu projeyi kullanabileceğimizi düşünüyoruz. Bu projemiz ayrıca bilim fuarına görsel bir güzellik de katacaktır.
AMAÇ
Günlük yaşamdaki karşılıklarını göremedikleri matematiğe karşı olumsuz yargılar geliştirmeye başlayan öğrencilerin ön yargılarını kırma hedefi başta olmak üzere bu projeyi yapma amaçlarımızı şöyle sıralayabiliriz:
* Lise müfredatında yer alan ve tamamı teorik bilgilerden oluşan “olasılık” konusunda somut bir materyal kullanarak öğrencilerin bu konuya olan ilgilerini artırmak. Ayrıca yaparak – yaşayarak öğrenmeden gelen kalıcı bilgiler elde etmek.
* Öğrencilerin derse olan tutum ve davranışlarını, ilgi ve alakalarını, motivasyonlarını artırmak
* Matematik dünyasının en büyük dehaları arasında yer alan C. F. Gauss tarafından geliştirilen ve şeklinden ötürü “çan eğrisi” olarak da bilinen eğrinin istatistikte “hipotez testleri” başta olmak üzere bir çok alanda kullanıldığını göstermek
* Öğrencilerin buna benzer yapıları keşfederek günlük yaşamdaki karşılıklarını bulabilmeleri için yol göstermek
YÖNTEM
Bu projenin uygulaması şöyle olacaktır:
Bir pinpon topu mekanizma içine bırakıldığı hizaya göre tam ortada ve kendi çapı kadar aşağıda duran bir mile (çivi ya da vida olacak) çarpınca %50 olasılık ile sağa ve aynı olasılıkla sola düşecektir. Hem sağda hem solda yine bir pinpon topu çapı kadar aşağıda bir mile çarparak yine %50 olasılıkla sağa ya da sola düşecektir. Bu sistem olası her bölge için uygulanarak üçgensel bir yapı oluşturulacaktır. Bu üçgensel yapı eşkenar üçgen şeklinde olup kenar uzunluğu projeyi yapacak olan öğrenciler tarafından belirlenecektir.
Bu yapının en sonunda topların birikeceği dikey hazneler olacaktır. Yine bu haznelerin uzunluğu projeyi koordine edecek olan öğrenciler tarafından belirlenecektir. Tabi bu haznelerin uzunluğu nispetince de pinpon sayısı farklılık arz edecektir.
Projenin uygulanması
Pleksi ya da ahşap bir zemin üzerine yapılacak olan, yukarıda anlattığımız şekildeki sistem kurulacaktır. Katılımcı ya da öğrenciye yeterli sayıda pinpon topu verilerek bu mekanizmaya atması durumunda en çok topun nerede birikeceğini tahmin etmesi istenecektir. Daha sonra bu topları mekanizmaya atarak topların haznelere dolmaları gözlemlenecektir.
Haznelere dolan topların en uç noktalarını yumuşak bir çizimle birleştirdiğimizde elde edeceğimiz eğri “çan eğrisi” ya da diğer bir isimle “Gauss eğrisi” olacaktır. Daha sonra bu çan eğrisinin bilim dünyasında nerelerde ve nasıl kullanıldığı, görevli öğrenciler tarafından katılımcı ve öğrencilere anlatılacaktır.
GERİ DÖNÜŞÜM SENFONİSİ
PROJENİN AMACI
Geri dönüşüm, yeniden değerlendirilebilme olanağı olan atıkların çeşitli işlemlerden geçerek üretim sürecine yeniden dahil olmasıdır. Bu şekilde doğal kaynakların korunmasını ve enerji tasarrufunu sağlar. Atık miktarını azaltarak çöp depolama işlemlerini kolaylaştırır. Hava ve çevrenin kirlenmesini önler. Yararlı atıkların boşa gitmesini önler. Ekonomiye katkı sağlar. Bunlardan en önemlisi ise çöp sorunudur. İlk insandan bu yana çöp sorunu var. Günümüze geldikçe bu sorun çığ gibi büyümüş ve içinden çıkılamaz bir hal almıştır. Greenpeace verileri, dünya genelinde son 50 yılda plastik kullanımının 20 kat arttığını ve bu sayının önümüzdeki yıllarda iki misline çıkacağının tahmin edildiğini söylüyor, bunun yanı sıra Türkiye’de geri dönüşüm konusunda vatandaşların yeterli bilince sahip olmadığını dile getiriyor. Bu proje ile hem geri dönüşümün önemine dikkat çekmek hem de geri dönüştürülebilir malzemelerle müzik yapmak istedik.
PROJENİN ÖZETİ
Geri dönüşümün amacı; kaynakların tükenmesini önlemek ve atık çöp miktarını azaltmaktır. Bu maddeler geri dönüştürülerek tekrar kullanılabilir hale gelir bu da ülke ekonomisinde önemli bir rol oynar. Aynı zamanda ülkelerdeki katı atıkların depolanması ve taşınması gibi sorunları da engeller. Geri dönüşüm yapılırken önce değerlendirilebilir atıklar, oluştukları yerde çöplerden ayırılarak biriktirilir. Daha sonra sınıflandırılır. Atıklar, fiziksel ve kimyasal değişimler geçirerek yeni bir malzeme olarak ekonomiye geri döner. Geri dönüştürülebilir maddeleri tam olarak şöyle sıralayabiliriz; kimyasal atıklar, cam, kağıt, alüminyum, plastik, piller, motor yağı, akümülatörler, beton, organik atıklar, elektronik atıklar, demir, tekstil, ahşap, metal. Projemizde geri dönüşüm malzemeleri kullanarak yaptığımız enstrümanlar yer alacak. Böylelikle gerekli önemi görmeyen bir konuyu gün yüzüne çıkarmış olacağız. Yaptığımız enstrümanlar ile bir dinleti sergileyerek her öğrencinin aklında ve kalbinde unutulmaz bir anı bırakacağız.
PROJENİN YÖNTEMİ
Bu projede geri dönüştürülebilen malzemeler ile çeşitli müzik aletleri üretip ortaya bir eser koymak istedik. Öğrencilerin geri dönüşüme olan bakışaçılarını geliştirmek ve önemini anlamalarını sağlamak için yapılacak olan bu müzik aletleri ile bir kaç dakika sürecek bir dinleti ortaya çıkaracağız. Projede kullanacağımız geri dönüşüm malzemelerini öğrencilerin çok daha kolay bir şekilde ulaşabilecekleri atıklardan seçeceğiz. Bu malzemelerin üzerinde çok fazla değişiklikler yapmadan onları birer müzik aletine çevireceğiz.
Geri dönüşüm konusunun önemini müziğin evrenselliği ile herkese ulaştırmak istiyoruz. Bizim atık diye değerlendirdiğimiz malzemelerin aslında tekrar tekrar işimize yarayabileceğini göstermek istiyoruz.
Geri dönüşüm malzemeleri ile yapacağımız müzik aletlerinin çoğu vurmalı çalgılar kategorisine ait olacak. Böylelikle geri dönüşüm konusuna dikkat çekerken öğrencilerin ritim duygusunu da harekete geçireceğiz.
Vurmalı çalgılar grubunda kullanacağımız geri dönüşüm malzemeleri; damacana, tahta parçaları, çeşitli plastik malzemeler(kova, kutu, saklama kabı, pipet vb.), plastik şişeler ve metal tencere.
Vurmalı çalgılar grubunun renk sazlarından olan Shaker’ı ise çeşitli pilleri plastik şişelerin içerisine yerleştirerek kullanacağız. Yine aynı şekilde plastil poşet, aliminyum folyo ve kağıt kullanarak da ses yelpazemizi genişleteceğiz.
Üflemeli çalgı grubunda kullanacağımız geri dönüşüm malzemesi ise cam şişe olacak.
Geri dönüşüm malzemeleriyle oluşturduğumuz orkestrada hem sözlü hem de enstrümantal eserler sergileyeceğiz. Yapacağımız bu proje ile geri dönüşümün önemini bir kez daha hatırlamış olacağız.
HANOİ KULELERİ
ÖZET
Hanoi kulesi oyunu, 1883 yılında Fransız matematikçi Edouard Lucas tarafından ortaya atılmıştır. Oyun ortaya çıkışı Hint inanışlarına dayanmaktadır.
Hint inanışına göre, Benares şehrinde dünyanın merkezi olduğuna inanılan tapınağın kubbesinin altında yaşayan Brahma, evini yaratırken 3 elmas kuleye (direğe) büyükten küçüğe doğru sıraladığı 64 altın diski geçirmiştir. Bu durumu gören rahipler ise, 64 altın diski gece gündüz hiç durmadan başka bir direğe geçirmeye çalışmışlar (büyük disk, daha küçük bir diski üzerine yerleşemiyor) ancak bir türlü başarılı olamamışlardır. Bu nedenle rahipler, dünyanın sonunun geleceğine ve kıyametin kopacağına inanmışlardır.
Yan yana üç ince sütun vardır. Sütunların birincisine aşağıdan yukarıya doğru çapları giderek artan diskler yerleştirilmektedir. Oyunun amacı tüm diskleri ilk durumdaki sütundan başka bir sütuna aktarmaktır. Diskleri geçirirken iki kurala uyulmalıdır:
a) her adımda bir disk alınabilir.
b) bir disk kendinden küçük çaplı bir diskin üstüne yerleştirilemez.
AMAÇ
Hanoi kuleleri matematik öğretiminde eğitsel bir oyun olarak başta Belçika, Norveç, Finlandiya gibi ülkeler olmak üzere eğitimde ileri seviyelerde bulunan birçok ülkenin öğretim programlarında topolojik düğümlerle birlikte yer almaktadır. Bunun aslında birden çok sebebi vardır;
* Öğrencilere problem çözme becerilerinin kazandırılması.
* Öğrencilerin somutlaştırılmış problemler üzerinde çalışmalarını sağlayarak, soyut kavramlara farklı yaklaşımlar kazanmalarının sağlanması.
* Dersleri günlük aktivitelerle birleştirerek bilimin günlük yaşam içerisinde daha fazla yer edinmesi ve bunun yaygınlaştırılması.
Bizler de bu amaçlara ek olarak;
* Matematikte “Üslü sayılar” konusuna entegre edilerek bilimin gerçek yaşam durumlarına yansımalarını ortaya koymak. Bu durum öğrencilerin derse olan ilgi ve motivasyonunu artıracaktır.
* Müfredat kapsamında ortaöğretimin çeşitli düzeylerinde işlenen üslü sayıların aslında ne kadar büyük ya da ne kadar küçük sayıları ifade ettiğinin daha iyi anlaşılmasını sağlamak
YÖNTEM
Öncelikle öğrencilerle danışman öğretmenleri projenin görsel sunumu hakkında bir takım çalışmalar yapacaklardır. Bu çalışmaların şu sıraya göre yapılması öngörülmektedir:
* Oyunu anlatan kısa bir özet ve görsel (afiş ya da el ilanı olabilir) hazırlanması
* Hanoi kulelerinin bir takım farklı malzemelerle oluşturulması. Örneğin 19 mm dekota kesim ya da 3D yazıcı ile farklı renklerde disklere sahip olan daha küçük boyutlu bir hanoi kulesinin yapımı… Belki straforla daha büyük bir maket hazırlanabilir.
*Öğrencilerle birlikte hanoi kulelerindeki disklerin taşınması için yapılması gereken hamle sayısının üslü sayılarla olan ilişkisinin belirlenmesi.
* Sonraki aşamada ise disklerin taşınması için farklı stratejiler geliştirilmesi. Bunun yapılmasının gerekliliğini şöyle anlatalım: ilk 5 diske kadar olan kısım strateji olmadan da yapılabilir belki ama daha sonrasında hamle sayısı üstel fonksiyon şeklinde arttığından çok daha karmaşık bir hal alacaktır. Dolayısıyla bir strateji belirlenmesi zorunluluktur.
* Fuar alanındaki duruma göre, öğrenciler katılımcılar arasında “En Hızlı Hanoi Kulesi Taşıma Yarışması” da yapılabilir.
* Diyadin ilçe sınırları içerisinde bir kardeş köy okulu belirlenerek yapılan hanoi kulelerinin bir kısmı bu okula hibe edilecek ve öğrencilerimiz tarafından kardeş öğrencilere hanoi kuleleri hakkında bilgilendirme ve strateji geliştirme yöntemleri aktarılacaktır.
* Daha sonra elde edilen verilen ve bulgular katılımcılar ve öğrenciler ile paylaşılacaktır.
Ayrıca elde edilen bilgi ve bulgular rapor haline getirilecektir.
MAXWELL TEKERLEĞİ
ÖZET
Maxwell tekerleği deneyi potansiyel enerji ile lineer kinetik enerji ve dönme kinetik enerjisi arasındaki dönüşümleri incelemek için gerçekleştirilir. Fiziksel olguları çevre ile etkileşimlerine göre; izole ve izole-olmayan sistemler olarak sınıflayabiliriz. İzole-olmayan sistemlerde, sistem içerisine ve dışarısına enerji transferi olmaktadır, fakat izole sistemlerde böyle bir enerji transferi gerçekleşmez. Bundan dolayı izole sistemlerde toplam enerji korunmaktadır.
Enerji farklı formda bulunabilir (örneğin; mekanik, ısı, nükleer, kimyasal, ışıma, elektrik, vb…) ve bu formlar birbirlerine dönüşebilir. Örneğin, buhar makinaları ısı enerjisini mekanik enerjiye, atom reaktörleri nükleer enerjiyi mekanik enerjiye oradan da elektrik enerjisine, dinamolar ve hidroelektrik santraller ise mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir.
İşte bu enerji dönüşümlerini analiz etmek maksadıyla bu projeyi yapmak istiyoruz.
AMAÇ
Öğrencilerin en kalıcı öğrenme biçimi olan yaparak – yaşayarak öğrenmesine en uygun yöntem deney yöntemidir. Bu deneysel projemizdeki amaçlarımızı şöyle sıralayabiliriz:
* Farklı formlardaki enerjilerin birbirine dönüşümünü incelemek, analiz etmek.
* Elde edilen bilgileri değerlendirerek yeni enerji dönüşümleri oluşturabilme potansiyelini elde etmek
* Fizik dersine yönelik farkındalık oluşturmak ve fiziğe karşı olumlu tutum ve davranışlar kazandırmak
*Enerji ve enerji dönüşümleri konusunda kalıcı öğrenmeler sağlamak
* Öğrencilerin, bilgiyi araştırmaya ve sorgulamaya bağlı olarak bulabilmelerine imkan sağlamak.
* Öğrencilerde sorumluluk duygusunun gelişmesini sağlamak.
* Konuya ait formüllerin sunuş yoluyla değil buluş yoluyla keşfedilmesini sağlamak. Böylece elde edilen bilginin kalıcılığı çok daha yüksek olacaktır.
YÖNTEM
Bu sistem, enerji dönüşümlerini gösterme amacı ile tasarlanmıştır.
Üstten iki ip ile asılmış bir disten oluşmaktadır.
Disk, yanındaki uzantıları sayesinde yukarı doğru sarılır.
Yukarıdan serbest bırakılan disk, yukarıda durağan halde sahip olduğu potansiyel enerjiyi dönme enerjisine çevirerek en alt noktaya gelir.
Dönme hareketi yukarı doğru kendini tekrarlar ve en üst noktada tekrar potansiyel enerjiye çevrilir
Deney düzeneğinde, merkezinden bir mil geçirilmiş katı bir disk kullanılır. Mil, her iki ucunda bulunan iplerle asılı durumdadır. İplerin mile sarılması ile disk belirli bir yüksekliğe çıkartılır ve serbest bırakılır. İlk hızı olmadan serbest bırakılan disk kendi ekseni etrafında dönerek aşağı doğru düşer. Mile sarılı ip tamamen açıldıktan sonra (denge konumu) diskin dönmesi sayesinde ters yönde tekrar mil üzerine sarılmaya başlar ve disk bu sefer yukarı doğru hareket eder. Sürtünme ihmal edilecek olursa toplam enerjinin korunumu ilkesi sebebiyle bu 2 disk dönerek ilk konumuna yükselecek ve bu hareketini periyodik olarak sonsuza ya da bir müdahale olana kadar sürdürecektir. Bu sistemi detaylı bir şekilde inceleyecek olursak: Diskin en yüksek pozisyonda (milin tamamen sarılı) bulunduğu durumu x=h, denge konumunu (ipin tamamen açık) ise x=0 olarak alalım. Disk x=h konumunda bulunurken (t=0) sistemin toplam enerjisi; 𝐸 = 𝑚𝑔𝑥 = 𝑚𝑔ℎ olur. Burada m disk ve milin toplam kütlesidir.
MONTY HALL PROBLEMİ
ÖZET
Bir yarışma programında olduğunuzu ve üç kapıdan birini seçme hakkınız olduğunu varsayalım. Kapılardan birinin ardında bir araba, diğerlerinin ardında ise keçiler var. Kapılardan birini, diyelim ki 1’inciyi seçiyorsunuz ve kapıların ardında ne olduğunu bilen sunucu, diğer kapılardan birini, diyelim ki ardında keçi olan 3’üncüyü açıyor. Daha sonra size soruyor: “2. kapıyı seçmek ister misiniz?” Seçiminizi değiştirmek sizin yararınıza mıdır?
Monty Hall problemi, Amerikan TV yarışma programı Let’s Make a Deal’a dayanan bir olasılık bulmacasıdır. Problem adını, yarışmanın sunucusu Monty Hall’dan alır. İçinde bir paradoksu da barındırması nedeniyle Monty Hall paradoksu olarak da anılan problemin sonucu saçma görünmekle birlikte, ispatlanabilir ve doğrudur.
Yarışmacı geriye kalan iki kapıdan hangisinin kazanan olduğundan emin olamadığı için, çoğu kişi bu kapıların eşit olasılığa sahip olduğunu ve seçimi değiştirmenin hiçbir şeyi değiştirmeyeceğini sanır. Aslında, problemin klasik açıklamasına göre yarışmacı seçimini değiştirmelidir. Zira böylece arabayı bulma olasılığını 1/3’ten 2/3’e çıkarır; yani ikiye katlar.
AMAÇ
Bu projedeki amaçlarımızı şöyle sıralayabiliriz:
* Olasılık konusunun öğrenciler tarafından daha iyi kavranmasını sağlamak
* Olasılık ve istatistik konularına ilişkin deneysel ve güncel yaşam içerisinden bir olayla karşılaşan bireylerin mantıksal ve matematiksel yaklaşımlarının sağlanması
* Gerek olasılık konusu olsun gerekse matematik dersi olsun, öğrencilerin derse ve konuya ilişkin ön yargılarını kırmak ve olumlu tutum ve davranışlar geliştirmesini sağlamak
* Öğrencilerin “Matematik günlük yaşantımızda ne işimize yarayacak?” sorusuna bir nebze de olsa cevap verebilmek
* Görevli öğrencilere sorumluluk bilinci ile birlikte araştıran, sorgulayan, öğrenen ve üreten bir birey olma düşüncesini kazandırmak
* Öğrencilerin ve katılımcıların, bu projede olduğu gibi hayatın içinde doğal olarak bulunan bilgileri algılamaları, çekip çıkarabilmeleri için zihinlerine ışık tutabilmekmek.
YÖNTEM
Monty Hall problemi, yaygın biçimlerinden biriyle, daha eski bir problem olan Üç Mahkum Problemine matematiksel olarak eşittir ve bunların ikisi birden daha da eski olan Bertrand’ın kutusu paradoksuyla benzerlikler gösterir. Bunlar ve olasılığın eşit olmayan şekilde dağıtımıyla ilgili diğer problemlerin doğru şekilde çözümünün zor olduğu yönünde bir inanış vardır ve bu durum problemlerin nasıl algılandığını ele alan psikolojik çalışmaların yapılmasına yol açmıştır. Monty Hall probleminin tamamıyla açık çözümüyle buna ilişkin açıklamalar, benzetme ve resmi matematiksel kanıtlar ortaya konulduğunda bile, çoğu kişi doğru yanıta şüpheyle bakmaktadır.
Yarışmacı kapılardan birini seçtiğinde, seçilen kapının ardında araba olma olasılığı 1/3’tür ve araba 2/3 olasılıkla diğer kapılardan birinin ardındadır. Sunucunun ardında keçi olan bir kapıyı açması, yarışmacıya seçtiği kapının ardında ne olduğuyla ilgili yeni bir bilgi vermez. O kapının ardında araba olma olasılığı hâlâ 1/3’tür. Sunucunun verdiği yeni bilgi, açılan kapının ardında araba olma olasılığının 0/3 olduğudur. Dolayısıyla araba 2/3 olasılıkla hâlâ açılmayan kapının ardındadır. Kapı seçimi değiştirilirse arabayı kazanma olasılığı 2/3’tür, bu nedenle yarışmacı seçimini değiştirmelidir.
Eğer bu durum ikna edici değilse ikinci aşamaya geçirilir: Bu aşamada kapı sayısı 5’e çıkarılır. 4 kapının ardında keçi, 1 kapının ardında araba vardır. Sunucu yarışmacıdan bir kapıyı seçmesini ister. Yarışmacı kapıyı seçtikten sonra sunucu diğer 4 kapıdan 3’ünü açtırır (tabi ki arkasında keçi olan 3 kapı). Geriye iki kapı kalır. Sunucu yarışmacıya kapısını değiştirmek isteyip istemediğini sorar. Siz olsanız değiştirir miydiniz?
Bu defa seçtiğiniz kapının ardında araba olma olasılığı %20’dir. Kaybetme olasılığınız ise %80’dir. Diğer kapıların açılması sizin kapının olasılığını ilgilendirmez ve değiştirmez. Dolayısıyla diğer kapıların açılması sadece diğer kapının olasılığını %80’e çıkarır. Böyle bir durumda seçtiğiniz kapıyı değiştirmek tabi ki daha matematiksel ve daha mantıklıdır.
Eğer bu durum da ikna edici olmaz ise kapı sayısı 10’a çıkarılır.
Projemizi sunarken bahsi geçen kapılar yerine kutular; keçiler yerine hayvan figürleri; araba yerine de oyuncak araba kullanılacaktır
OPTİK MASASI
ÖZET
Fiziğin ışıkla ilgili olayları inceleyen bölümüdür. Yine bu olaylarla ilgili olarak kullanılan araçlara da «optik araçlar» adı verilir. Işığın niteliği, özellikleri, ışıkla ilgili araçlar, görme meseleleri ve gözlük, dürbün yapımı, fiziğin bu koluna aittir. Optik, ışıkla ilgili olayları üç değişik modelde inceler. Buna göre optik üç kısma ayrılır: 1) Geometrik optik, 2) fizik optik (Dalga optiği), 3) Kuantum optiği.
Biz bu projemizde yalnızca geometrik optik kısmını inceleyeceğiz.
Fizik laboratuarına sahip olan hemen her okulda bulunan mercekleri kullanacağımız bu projemizde birkaç malzeme daha ekleyerek hem düşük maliyet hem de var olan malzemenin kullanılması sağlanmış olacaktır. Ayrıca öğrenciler optik konusunu yaparak yaşayarak öğreneceklerdir.
AMAÇ
Kara / beyaz tahtalarda teorik olarak anlatılan ya da etkileşimli tahtalarda simüle edilerek anlatılan optik konusunun öğrenciler tarafından daha iyi algılanması, kalıcı öğrenmelerin gerçekleşebilmesi için bilgilerin öğrenciler tarafından keşfedilmesi gerekmektedir. İşte bu sebep başta olmak üzere projemizin amaçlarını şöyle sıralayabiliriz:
* Genelde fizik dersine, özelde optik konusuna olan ilginin arttırılması.
* Optik konusunda kalıcı öğrenmelerin gerçekleşmesi.
* Öğrencilere sorumluluk bilincinin aşılanması (Projeyi sunan öğrenciler)
* Okulumuzda kurulması planlanan ve diğer bir projemiz olan STEM atölyesi için öğrencilerin ilgisini çekecek bir malzeme oluşturulması.
* İleride yapılabilecek daha kapsamlı bir optik projesine başlangıç oluşturmak.
* Optik konusunun kullanım alanlarına dair bilgiler verilerek daha fazla kullanım alanı oluşabilmesine zemin hazırlamak.
YÖNTEM
“Fizik dersinin en önemli yapı taşlarından biri olan optik konusunun daha verimli hale getirilmesi için ne yapabiliriz?” sorusuna bir cevap oluşturabilmek amacıyla yola çıktığımız bu projemizi şu aşamalarda yapmayı planlamaktayız:
* İlk aşamada fizik laboratuarında merceklerin bulunup bulunmadığı kontrol edilecektir. Eğer mercekler var ise ikinci aşamaya geçilecek, yok ise temini için diğer okullar ile irtibata geçilerek temin edilmeye çalışılacaktır. Eğer diğer okullardan temin edilemez ise satın alınacaktır. Başka bir okuldan alınması durumunda proje sonunda geri iade edilecektir.
* ikinci aşamada yapılması planlanan optik masasının boyutlarının ayarlanması yapılacaktır. Masanın boyutları, projeyi yürütecek ekip tarafından belirlenecektir.
* Üçüncü aşamada masaya entegre edilecek olan ve paralel ışıklar göndermesi planlanan ışık kaynaklarının sayısı ve aralarında bırakılacak mesafe belirlenecektir.
* Dördüncü aşamada ise kullanılacak merceklerin yapısı ve sayısı yine projeyi yürütecek ekip tarafından kazanımlar baz alınarak belirlenecektir.
* Beşinci ve son aşamada ise katılımcılara ve öğrencilere merceklerin özelliklerinden bahsederek uygulama yapmaları imkanı sağlanacaktır.
* Gerekli görülmesi halinde, öğrencilere ve katılımcılara mercekleri kullanarak, verilecek bir görevi yerine getirmeleri istenebilir. Böyle bir durumda optiğin günlük yaşamda nasıl bir kullanım amacının olduğuna dair fikir de elde edilecektir.
* Projenin uygulanacağı ortamın mümkün olduğunca az ışık alan bir yer olması gerekmektedir. Dolayısıyla bilim fuarının yapıldığı gün, fuar alanındaki ışık miktarı göz önünde bulundurularak, proje okul içinde kapalı bir ortama da alınabilir.
KİRİGAMİ
ÖZET
Kağıda keserek şekil verme sanatına Japoncada “Kirigami” denir. Japoncada (kiri) kesilmiş (kami) kağıt anlamına gelmektedir. Aslında birçok kültürde çeşitli kağıt kesme sanatları mevcut olmasına rağmen en çok bilineni Japon kültürünün ayrılmaz bir parçası olan Origami’nin temel formlarında katlanmış kağıdın makas ya da kesici kullanarak şekillendirilmesi olarak tanımlanan “Kirigami” dir.
2016 – 2017 Eğitim öğretim yılında yayınlanan Milli Eğitim Bakanlığı tarafından öğrencilere verilen 12. Sınıf Geometri kitabında “2 boyutlu yapılardan 3 boyutlu yapılara” yan başlığıyla verilen ve etkinlik olarak da sunulan bu sanatı bir projeye dönüştürmek istedik. Bu sanatın ayrıca 3 boyutlu ve analitik düşünme becerilerini de olumlu geliştirdiği, aynı zamanda psikomotor becerilere ciddi katkıları olduğu bilinmektedir (Florence Temko, “Kağıt Kesmenin Yaratıcı Sanatı” ABD, 1962).
AMAÇ
Japonya’da 17. Yüzyıldan beri, Amerika Birleşik Devletleri’nde ise 1960’tan beri okullarda öğrenci eğitimlerinde kullanılan bu sanatın ülkemizde de gerekli değeri göreceği kanaatindeyiz.
Milli Eğitim Bakanlığı’mızın 2023 vizyonunda yer alan sanat etkinliklerine daha fazla önem ve özen gösterilmesini de baz alarak bilimin ve sanatın birlikte yer aldığı böyle bir proje yapmak istedik. Başta öğrencilerin sanat ve estetik duygularını, yeteneklerini geliştirmek olmak üzere bu projeyi yapmaktaki amaçlarımızı şöyle sıralayabiliriz:
* Öğrencilerin 3 boyutlu yapılar elde edebilmelerini sağlamak
* Öğrencilerin kişisel gelişimin önemli bir parçası olan “hobi” edinmelerini sağlamak
* Öğrencilere geometrinin farklı bir yönünü sunarak bu derse olan ilgilerini artırmak
* İki boyutlu bir yapıdan (kağıt düzlemi) yola çıkarak üç boyutlu bir yapıya ulaşırken gerçekleşen formal değişimin özümsenmesini sağlamak.
YÖNTEM
Bu proje için öncelikle okulda kurmayı planladığımız STEM Atölyesinde proje ekibi oluşturulacaktır. Bu ekipte kişi sayısı sınırlaması olmayacaktır, ancak sunumu yapacak öğrenci sayısı sınırlı olacağı için bu seçimi fuar tarihine yakın bir zaman diliminde belirlemeyi planlamaktayız.
İkinci aşamada öğrencilere basit yapıdaki kirigami çalışmaları ile iki boyuttan üç boyuta dönüşümün mantıksal yapısı öğretilecektir. Ortaya konulacak olan tüm kirigami çalışmaları 160 gr’lık A3, A4 ve A5 kağıtları ile yapılacaktır. Çünkü diğer kağıt yapıları ya çok ince kaldığı için çabuk deforme olmakta ya da daha kalın kağıtlar istenilen forma girememektedir.
Sonraki aşamada ise farklı ülkelerde yapılan kirigami çalışmaları hakkında araştırma yapılacaktır. Örneğin Japonya’da yapılan çalışmalar ile Güney Kore’de yapılan çalışmalar arasında ne gibi benzerlikler ya da farklılıklar olduğu ve nedenleri hakkında araştırma yapılacaktır.
Bir sonraki aşamada ise eğitsel ya da sanatsal amaçlarla yapılmış kirigami çalışmaları olup olmadığı, varsa yapısal analizlerinin yapılması planlanmaktadır. Yapılan bu analizlerin sonuçları rapor haline getirilecektir.
Son aşamada ise öğrencilerin özgün kirigami çalışmaları yapmaları sağlanacaktır. Dünyanın farklı ülkelerinde farklı kirigami anlayışları olduğunu biliyoruz; biz de kendi kültür ve yöremize göre bir kirigami anlayışı oluşturmayı düşünüyoruz.
Ayrıca kirigami çalışmalarından oluşan “kirigami kitabı” oluşturmayı da planlamaktayız. Bu oluşturulan kitapların bir kısmını okul kütüphanesine, bir kısmını da başta İlçe Milli Eğitim Müdürlüğü olmak üzere farklı kurumlara göndermeyi düşünüyoruz.
STEM ATÖLYESİ
ÖZET
STEM; Science (Fen), Technology (Teknoloji), Engineering (Mühendislik) ve Mathematics (Matematik) kelimelerinin baş harflerinin birleşiminden oluşuyor.
STEM öğrencinin fen ve matematik derslerinde öğrendiklerini günlük hayatta mühendislik ve teknoloji ile birleştirerek kullanması amacıyla oluşmuş bir yaklaşım. Bu yaklaşımda, ilk olarak problem belirleniyor (çocuğun belirlediği problem çok kapsamlı olmak zorunda değil), çözümleme sürecinde matematik ve fen derslerinde öğrendiği konuları hatırlayıp, teknoloji ve mühendislik ile ilgili yeteneklerini kullanarak uygulamaya çeviriyor ve çözüme ulaşıyor (bu süreçte yeni bilgilerde öğreniyor), böylece öğrenme de kalıcı hale geliyor.
Bu eğitim modelinin öğrenciye en büyük katkısı 21.yüzyıl becerilerini kazandırması. Yani öğrenci problem çözme, eleştirel düşünme, yaratıcılık, sorgulama gibi becerileri bu süreçte kazanmaya başlıyor.
STEM modeli her ne kadar öğrenci merkezli bir model olsa da, çocuğun problemi çözme aşamalarında öğretmenin bu süreci iyi takip etmesi ve öğrenciye doğru basamakları izlemesi konusunda yardım etmesi gerekiyor. Diğer önemli nokta ise, STEM modelinde disiplinler arası işbirliği.
İşte bu nedenlerle okulumuzda bir STEM Atölyesi kurmayı planlıyoruz.
AMAÇ
STEM eğitimi üretim odaklı olmasının yanı sıra eleştirel düşünme, yaratıcılık, yenilenme, problem çözme, Üretkenlik ve Sorumluluk gibi 21. Yüzyıl becerilerini de barındırmaktadır. Maddeler halinde belirtmek gerekirsek STEM eğitiminin kazandırdığı yetiler;
* Eğitim programının içeriğini canlandırıcı bir öğrenme ortamı sağlar.
* Öğrencilerin yeni buluşlar keşfetmesini, olaylar arasındaki ilişkiyi daha iyi anlamaları olanağını sağlar.
* Yeni ürün ortaya koyarak, ekosisteme katkı sağlar.
* İşbirliği ve bağımsız çalışma yoluyla öğrencilerin özgüven ve öz yeterliliğini geliştirir.
* Öğrencileri esneklik ve güven içinde düşünmeye teşvik eder.
* 21. yüzyıl becerilerini kazandırmaya olanak sağlar.
* Öğrencilerin karşılaştıkları sorunlara daha kısa ve çözümler üretmeyi sağlar.
* Öğrenme motivasyonunu artırır.
* Tasarım odaklı düşünme ve yenilikçi olmayı sağlar.
YÖNTEM
İlk olarak ABD’de ortaya çıkan ve üretimde düşüşe engel olabilmek için ortaya konulan STEM yaklaşımı ülkemizde de bir dönem FETEMM (Fen, Teknoloji, Mühendislik, Matematik) olarak ortaya çıkmıştır. Ancak gerek sanayi devrimi olsun gerekse iletişim ağlarının bu kadar gelişmemiş olmasından kaynaklı olsun yeterli rağbeti görememiştir.
Gerek sanayi 4.0 devrimi olsun gerekse teknoloji ve iletişimin bu denli hızlı gelişimi STEM ya da diğer adıyla FETEMM yaklaşımını tekrardan ülke gündemine getirmiştir.
Yukarıda saydığımız amaçlar doğrultusunda okulumuzda kullanılmayan boş bir odayı STEM Atölyesine dönüştürmeyi planlıyoruz. Hemen belirtmek isteriz ki “Neden FETEMM değil de STEM kelimesini kullanıyoruz?” sorusu akla gelebilir. Cevaben; çünkü ileriki dönemlerde bu atölyede yaptığımız çalışmaları da baz alarak Avrupa Birliği projelerine başvuru yaparken daha iyi sonuçlar alacağımız kanaati hasıl olduğu içindir.
Öncelikle bu atölyemizde duvarlar çeşitli bilimsel görsellerle ilgi çekici hale getirilecektir. Daha sonra gerek bilim fuarı kapsamında elde edilen 3D yazıcı, arduino, optik masası, Da Vinci köprüsü gibi materyallerle desteklenecektir.
Bu atölyemizde öğrencilere hem 3 boyutlu yazıcı kullanımı hem de 3 boyutlu tasarım eğitimleri verilecektir.
Ayrıca öğrencilerin kendi elektronik devrelerini tasarlayabilecekleri arduino eğitimleri de yine bu atölyemizde verilecektir. Arduino eğitimleri ve 3 boyutlu tasarım eğitimlerini takiben öğrencilerin kendi tasarlayacakları mini robotlar da yine bu atölyede öğretilecektir.
Yine bir diğer projemiz olan artırılmış gerçeklik uygulamalarının çalışmaları da bu atölyede yapılacaktır.
TOPOLOJİK DÜĞÜMLER
ÖZET
Topoloji, matematiğin ana dallarından biri. Yunanca’da yer, yüzey veya uzay anlamına gelen topos ve bilim anlamına gelen logos sözcüklerinden türetilmiştir. Topoloji biliminin kuruluş aşamalarında yani 19. yüzyılın ortalarında, bu sözcük yerine aynı dalı ifade eden Latince analysis situs (konumun analizi) deyimi kullanılıyordu.
Her problemin temel bir çözümü vardır, yeter ki işlemsel algoritma mantıklı örgülensin. Topolojik düğüm problemlerini çözerken dokunarak, eğlenerek, düşünerek, pratik ve zevkli çözümler üreteceksiniz. Topolojinin geometriden farkı, geometrik nesnelerin kaskatı durması ama topolojik nesnelerin eğilip bükülebilmesidir.
Bir topolojik düğümün çözümünde uyulması gereken kurallar:
1- Düğüm çözülürken bu topolojik nesnenin geometrisi istenilen şekilde değiştirilebilir.
2- Düğüm nesnenin topolojisi değiştirilmeden çözülmelidir. Örneğin iplerin koparılması, tahta bloğun kırılması, delik açılması, kesilmesi vb hacmi bölecek veya azaltacak hareketler yasaktır.
AMAÇ
Günümüzde problem çözme becerileri bundan 50 yıl önceki problem çözme becerilerine göre oldukça farklıdır. Hatta 15 yıl öncesine göre bile oldukça farklı becerilere ihtiyaç duyulduğunu belirtmek gerekir. Ancak bundan iki bin yıl öncesinde bile var olan bir temel özellik var ki bundan iki bin yıl sonra bile aynı gerekçelerle aranmaya devam edecektir: “Algoritma”
Başta algoritma mantığının oluşturulması amacı olmak üzere aşağıda sayacağımız amaçlar doğrultusunda topolojik düğümleri bir proje olarak sunmak istiyoruz:
* Öğrencilere problem çözme becerisi kazandırmak
* Öğrencilerin matematiğe ve algoritmaya daha olumlu yaklaşımlar sergilemesinin sağlanması
* Öğrencilere toplumsal bir mesaj olan “Problem çıkaran değil, problem çözen bireyler olmak” felsefesinin belletilmesi
* Katılımcıların ve öğrencilerin bilime olan ilgilerinin artırılması
YÖNTEM
Uluslar arası yapılan PISA, TIMMS gibi sınavlarda hep en ön sıralarda yer alan Finlandiya, Belçika, Norveç gibi ülkelerde anaokulu seviyesinden üniversite seviyesine kadar her kademede kullandıkları topolojik düğümler, öğrencilere ciddi anlamda problem çözme becerisi kazandırmaktadır. Bunun yanı sıra öğrencilere analitik düşünme becerileri de kazandıran bu “bilim oyuncakları”nın ülkemizde kullanımı oldukça zayıftır.
Öğrencilerin okul yaşamına ve bilime (özellikle matematiğe) ilgi duymasını sağlayacak olan bu materyallerin ülkemizde üretimi ise yok denecek kadar azdır. Çoğunlukla Belçika ve Çin’den ithal edilmektedir.
Bizim bu projemizde izleyeceğimiz yol şöyledir:
Öncelikle öğrencilere STEM atölyesinde bir takım problemlere karşı çözüm algoritması geliştirmeleri yönünde bilgiler ve eğitimler verilecektir.
Daha sonra topoloji bilimi ve topolojik düğümler hakkında bilgilendirmeler yapılacaktır.
Bilim fuarımızın bir diğer projesi olan “3D yazıcı ile inovasyon” ile topolojik düğümler basılarak öğrencilerden bunları çözmeye çalışmaları istenir. Eğer çözebilirse yöntemini anlatması istenir, varsa daha basit bir yol bulabilmesi için yardımcı olunur. Eğer çözemiyorsa bir takım topolojik ipuçları verilerek çözmesi için biraz daha süre verilir. Böylece öğrenci problemin kaynağını anlayana ve algoritmasını çözene kadar bu süreç devam ettirilir.
Sonraki aşamada ise öğrencinin kendi topolojik düğümünü oluşturması için tasarım aşamasına geçilir. Öğrencilere 3 boyutlu tasarım eğitimi verildikten sonra öğrenci kendi topolojik düğümünü oluşturarak 3 boyutlu yazıcıdan baskısını alır. Gerekli testleri yaptıktan sonra topolojik düğümler hazır hale gelir.
Ayrıca belirtmek gerekir ki; ithal edilen topolojik düğümlerin fiyatları ortalama 35 – 40 TL iken, 3 boyutlu yazıcı ile basılmasının maliyeti yaklaşık 5 -6 TL civarındadır.
Kaynak : http://www.gencstem.com/
