Σεισμογράφος Lego από το 4ο Γυμνάσιο Βόλου

Φαντάζομαι

Τι θέλουμε να πετύχουμε με το συγκεκριμένο project? 

Ποιοι είναι οι διδακτικοί στόχοι:

ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ 

Α) Γνώσεις 

● να περιγράφουν με απλά λόγια το φαινόμενο του σεισμού 

● να κατανοούν και να περιγράφουν τη λειτουργία των βασικών μερών ενός σεισμογράφου 

● να κατανοούν τη χρησιμότητα ενός σεισμογράφου 

Β) Ικανότητες 

● να εμπλακούν σε διαδικασίες επίλυσης προβλημάτων 

● να κατασκευάσουν ένα ρομποτικό σεισμογράφο με το Kit ρομποτικής Lego Mindstorms EV3, που να προσομοιώνει τη λειτουργία ενός πραγματικού σεισμογράφου 

● να εφαρμόσουν τις βασικές προγραμματιστικές αρχές για τη λειτουργία του ρομποτικού σεισμογράφου ● να πειραματιστούν με τη λειτουργία ενός σεισμογράφου σε διαφορετικές κάθε φορά, συνθήκες

Γ) Στάσεις 

● Να εργάζονται ομαδοσυνεργατικά για την ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων 

● Να ενδυναμώσουν το αίσθημα συλλογικής ευθύνης , ως μέλη μιας ομάδας, μέσα από τις δραστηριότητες που καλούνται να περατώσουν. ● Να αποκτήσουν θετική στάση απέναντι στην επιστήμη

Δημιουργώ

Η ομάδα των παιδιών προσομοίασε με την κεντρική μονάδα του Lego Ev3 Mindstorms και έναν αισθητήρα απόστασης (ultrasonic) σε περιβάλλον πειράματος την γραφική απεικόνιση ενός σεισμού, εν συνεχεία το κατέβασμα του αρχείου μετρήσεων σε αρχείο που διαβάζεται με το πρόγραμμα Ms Excel και τα κατάλληλα γραφήματα. Με το νομογράφημα και έχοντας πειραματικές μετρήσεις δύο μεταβλητών μπορούμε να υπολογίσουμε τις υπόλοιπες και να έχουμε τη διάρκεια, το μέγεθος, το πλάτος αλλά και την απόσταση από το επίκεντρο. Βέβαια, είναι ένας απλός τρόπος μέτρησης και καταγραφής ενός σεισμού αλλά και μία πρώτη προσπάθεια των παιδιών να κατανοήσουν και να καταγράψουν την σεισμική δραστηριότητα

Παρακάτω φαίνεται μία αναπαράσταση του σεισμογράφου:

Πείραμα

Το πείραμα αποτελείται από τα παρακάτω μέρη:

1. παίρνουμε δεδομένα για 60’’, χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα ultrasonic για μέτρηση σε cm/s

2. Περνάμε τα δεδομένα σε ένα φύλλο excel και στην συνέχεια περώντας τις τιμές σε νομογράφημα μπορούμε να έχουμε την ένταση της σεισμικής δραστηριότητας αλλά και την απόσταση από το σημείο που βρισκόμαστε. Δεν μπορούμε να έχουμε την ακριβή γεωγραφική θέση του επίκεντρου παρά μόνο χιλιομετρικά. Για να έχουμε την ακριβή θέση θα χρειαστούμε και άλλους δύο τουλάχιστον σταθμούς ώστε χαράζοντας τους απολλώνειους κύκλους στο σημείο που τέμνονται θ έχουμε και την ακριβή θέση του σεισμού.

3. Ο κατακόρυφος άξονας περιέχει δεδομένα απόστασης από τον αισθητήρα που στο πείραμά μας έχουμε ορίσει να μετράει πάνω από 5cm/sec. Στο οριζόντιο άξονα είναι ο χρόνος σε sec. Παρακολουθούμε λοιπόν την ταλάντωση του σεισμού όταν παίρνει τις μέγιστες τιμές του και στην συνέχεια πως «σβήνει» σύμφωνα με το γράφημα. Παραθέτουμε ακόμη ένα σεισμογράφημα, προχωρόντας ένα βήμα παραπέρα. Δημιουργήσαμε μία στατιστική ανάλυση όπως φαίνεται και στην εικόνα και επίσης κάναμε γραμμική παλινδρόμησηγια να βρούμε την εξίσω που απεικονίζει την καμπύλη και πως συσχετίζονται.

Μοιράζομαι

Οι μαθητές συνέλεξαν πληροφορίες και ενημερώθηκαν για το πώς δημιουργούνται οι σεισμοί, πως μετριέται η ένταση τους , τον τρόπο με τον οποίο καταγράφονται και τα μέτρα προστασίας που θα πρέπει κάθε φορά να τηρούνται από τους πολίτες. 

Αναζήτησαν πληροφορίες για τεχνικά θέματα που αφορούσαν την κατασκευή και τη λειτουργία του σεισμογράφου.

Τα παιδιά προσπάθησαν να βρουν ένα τρόπο για να μετρήσουν τους σεισμούς. Η ιδέα τους βασίζεται στην αλλαγή της απόστασης ενός αισθητήρα σε σταθερό σημείο και της μετατόπισης επιφάνειας όταν γίνεται σεισμός. Η αλλαγή αυτή μετατρέπεται σε κυματομορφή με κατάλληλο λογισμικό και εν συνεχεία γίνεται επεξεργασία μέσω νομογραφήματος. Επίσης τα παιδιά ενημερώθηκαν για τα μέτρα προφύλαξης και δημιουργήσαμε μία ομάδα που πάει σε σχολεία σε συνεργασία με την Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση για ενημέρωση των παιδιών και επίδειξη του σεισμογράφου που κατασκεύασαν.