2. การออกแบบและการสร้างขั้นสูง

2.3 การสร้างสะพานและหุ่นยนต์ง่าย ๆ

การสร้างสะพานและหุ่นยนต์ง่าย ๆ เป็นกิจกรรมที่ช่วยให้นักเรียนได้เรียนรู้หลักการพื้นฐานของวิศวกรรมศาสตร์และการออกแบบผ่านการลงมือทำจริง การสร้างสะพานและหุ่นยนต์ไม่เพียงแต่ช่วยพัฒนาทักษะการแก้ไขปัญหาและการคิดเชิงวิเคราะห์เท่านั้น แต่ยังเสริมสร้างความเข้าใจในเรื่องของโครงสร้าง กลไก และการควบคุมระบบอีกด้วย

การสร้างสะพาน (Building Bridges)

การสร้างสะพาน เป็นกิจกรรมที่ทำให้นักเรียนได้เรียนรู้เกี่ยวกับหลักการของโครงสร้างและการรับน้ำหนัก สะพานเป็นโครงสร้างที่มีหน้าที่ในการเชื่อมต่อพื้นที่สองฝั่งเข้าด้วยกันและต้องมีความมั่นคงพอที่จะรับน้ำหนักได้โดยไม่พังทลาย การสร้างสะพานช่วยให้นักเรียนเข้าใจถึงความสำคัญของการออกแบบโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพและมั่นคง

ขั้นตอนในการสร้างสะพาน:

1. การเลือกวัสดุ (Material Selection):

   • นักเรียนจะได้เรียนรู้การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการสร้างสะพาน เช่น ไม้ไอศกรีม กระดาษแข็ง หรือหลอดดูดน้ำ วัสดุเหล่านี้สามารถใช้ในการสร้างสะพานจำลองที่แข็งแรงและทนทาน
   • กิจกรรม: การทดลองใช้วัสดุต่าง ๆ ในการสร้างสะพานและเปรียบเทียบความแข็งแรงของสะพานที่สร้างจากวัสดุแต่ละชนิด

2. การออกแบบโครงสร้าง (Structural Design):

   • นักเรียนจะได้เรียนรู้วิธีการออกแบบโครงสร้างสะพานที่สามารถรับน้ำหนักได้ดี โดยคำนึงถึงการกระจายน้ำหนักและความสมดุลของโครงสร้าง การออกแบบสะพานอาจรวมถึงการวาดภาพสเก็ตช์หรือการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ
   • กิจกรรม: การออกแบบสะพานที่สามารถรับน้ำหนักได้มากที่สุดโดยใช้วัสดุจำกัด เช่น การใช้โปรแกรม CAD ในการออกแบบสะพาน

3. การประกอบและสร้างสะพาน (Assembly and Construction):

   • นักเรียนจะได้ลงมือประกอบสะพานตามแบบที่ออกแบบไว้ โดยใช้วัสดุที่เลือกไว้และทดสอบความมั่นคงของสะพาน การสร้างสะพานจะช่วยให้นักเรียนเข้าใจถึงกระบวนการประกอบโครงสร้างและการแก้ไขปัญหาที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการสร้าง
   • กิจกรรม: การประกอบสะพานจากวัสดุที่เลือกและการทดสอบความแข็งแรงโดยการวางน้ำหนักบนสะพาน

4. การทดสอบและการปรับปรุง (Testing and Refinement):

   • หลังจากสร้างสะพานเสร็จ นักเรียนจะทำการทดสอบสะพานเพื่อดูว่ามันสามารถรับน้ำหนักได้มากน้อยแค่ไหน และต้องทำการปรับปรุงโครงสร้างในกรณีที่พบข้อบกพร่อง การทดสอบนี้ช่วยให้นักเรียนได้เรียนรู้จากข้อผิดพลาดและปรับปรุงการออกแบบของตนเอง
   • กิจกรรม: การทดสอบความแข็งแรงของสะพานโดยการเพิ่มน้ำหนักจนกว่าสะพานจะพัง และการวิเคราะห์ว่าจุดใดของสะพานที่ต้องปรับปรุง