Goldbergové stroje pozná určite každý z nás. Jednoduché stroje provokujúce k uvažovaniu nad spôsobom ich fungovania.
A práve tento prvok sme sa snažili využiť pri návrhu zábavných aktivít, ktoré nakoniec nechtiac deti veľa naučia.

Čo teda spúšťa nasledovný Rube Goldbergov stroj?

A čo sa udeje na jeho konci?

Stiahni si publikáciu: Od domina ku Goldbergovi - online

Publikácia predstavuje pracovný zošit pre žiakov tretieho a štvrtého ročníka základnej školy a je určený pre neformálne technické vzdelávanie. Materiál bol vytvorený ako podnet pre realizáciu netradičného a zábavného záujmového krúžku, prostredníctvom realizácie ktorého je možné podporiť rozvoj technického myslenia detí. Pracovný zošit aplikuje princípy STEM vzdelávania a vedie žiaka v štyroch krokoch od zvedavosti k skúmaniu, následne k napodobňovaniu už existujúcich strojov až k vlastnej inovatívnej tvorbe. Aj napriek tomu, že ide o materiál pre neformálne vzdelávanie, viaceré aktivity je možné funkčne využiť aj vo formálnom prírodovednom (prírodoveda) a technickom (pracovné vyučovanie) vzdelávaní v treťom a štvrtom ročníku ZŠ.

Cieľom pracovného zošitu je viesť žiakov tak, aby sa naučili nielen spontánne pokusom a omylom konštruovať rôzne zložité Rube Goldbergove stroje, ale aby dokázali navrhnúť premyslené riešenie a popri zábavnom konštruovaní spoznali aj princíp fungovania vybraných jednoduchých strojov. Preto nie sú deti hneď vedené k tvorbe zložitých Rube Goldbergových strojov, naopak, začínajú od jednoduchého domina, spoznávajú princípy jeho fungovania, postupne rad domino kociek obohacujú o nové prvky, napodobňujú to, čo funguje a až potom skúšajú navrhovať vlastné stroje. Nakoniec je však vždy možné všetko zjednodušiť a len sa na tvorbe strojov zabávať pokusom a omylom. Aj o tom je neformálne vzdelávanie.

Precíznejším prístupom podľa metodiky vieme dosiahnuť popri rozvoji konštrukčných zručností aj rozvoj technického myslenia a pocit vlastnej kompetentnosti zdolať konštrukčné výzvy. Postup práce s deťmi má v tomto prípade 4 kroky, ku ktorým sú v pracovnom zošite spracované štyri na seba nadväzujúce súbory aktivít. Pomocou opisu zámeru uvedených štyroch krokov objasníme metodiku na pozadí vytvoreného pracovného zošitu.

Vzhľadom na to, že v súčasnosti sa realizujú dokonca aj medzinárodné súťaže v konštruovaní Rube Goldbergových strojov, nie je náročné na internete vyhľadať veľa zaujímavých, inšpiratívnych a aj vtipných riešení. Keďže na konštrukciu strojov používajú autori zvyčajne dostupné pomôcky z domácností, domácej dielne, či odpadu po vzhliadnutí sa deti zvyčajne cítia kompetentné podobné stroje, či ich časti skonštruovať.

V prvej fáze sa preto deti budú oboznamovať s Rube Goldbergovými strojmi prostredníctvom zaujímavých, atraktívnych videí. Pre inšpiráciu odporúčame pozrieť napríklad nasledovné:

Ako si originálne obrátiť stranu v novinách: https://www.youtube.com/watch?v=GOMIBdM6N7Q

Ako originálne podať soľ prísediacemu: https://www.youtube.com/watch?v=nORRgU8sGdE

Ako sa vynájsť pri snahe zamaskovať počítačovú katastrofu: https://www.youtube.com/watch?v=2NxBiseje8Q

Podobnosť týchto strojov s dominom je nápadná. Aby sme pozornosť detí udržali dlhšie, navrhneme im najskôr skúmať samotné domino, skúšať rôzne výzvy a postupne k dominu pridávať ďalšie a ďalšie prvky. Deťom tak postupne zadávame rôzne úlohy, napríklad, ak sa im podarí postaviť dostatočne dlhý rad domino kociek a úspešne ich spustiť tak, aby spadli až po poslednú, provokujeme deti otázkami:

• Ako najďalej môžu byť od seba kocky, aby domino fungovalo?



• Ako najbližšie môžu byť?



• Dokáže aj menšia kocka zhodiť väčšiu?



• Ako je to so stavaním kociek do kopca, či z kopca?

Deti postupne zisťujú pravidla stavby domina, cítia sa istejšie, kompetentnejšie. A to je čas, v ktorom je dobré sa začať približovať k Rube Goldbergovým strojom. Najskôr napríklad špekulovaním, ako čo najoriginálnejšie spustiť domino, či ako ho vtipne ukončiť. Deti sú inšpirované nápadmi, ale skúšajú navrhovať aj vlastné riešenia.

Motivované a inšpirované deti sa posúvajú do druhej fázy, ktorej cieľom je rozvoj pocitu kompetentnosti vo vlastné schopnosti v konštruovaní strojov. Keďže Rube Goldbergove stroje sú typické tým, že ide o komplikovanú sústavu na seba nadväzujúcich reakcií, pri snahe rozvinúť pocit vlastnej kompetentnosti je dôležité rozložiť úlohu na primerane malé čiastky. Prvým krokom preto bude skúmanie rôznych nákresov strojov a opis toho, aká akcia vyvolala akú reakciu. Následne budú deti vedené k identifikácii jednoduchých strojov, ktoré sú v návrhu použité, napríklad ako je to v nasledujúcom obrázku:

Ak jednoduché stroje nebudú mať ešte dostatočne osvojené, prakticky sa s nimi oboznámia, napríklad aj pomocou bádateľských aktivít. Napríklad preskúmajú, ako sa správajú dva rôzne ťažké poháre na rovnoramennej váhe, aby mohli premyslene váhu použiť v návrhoch ich vlastných strojov. Dôležité je aplikovať bádanie a skúmanie, lebo len týmto spôsobom vieme zabezpečiť, aby deti skutočne skúmaný princíp pochopili. Ak sa len naučia relevantné princípy naspamäť, nevedia ich spontánne využiť v technických riešeniach. Ak ale sami preskúmajú princíp fungovania vybraných jednoduchých strojov, vedia ich aj aplikovať vo vlastných riešeniach. Ako sa teda nahne váha na uvedených obrázkoch? Je potrebné si všimnúť kde je pohár postavený a tiež to, či je plný plastelíny alebo je plastelínou naplnený len do polovice.

Tým, že deti budú prechádzať rôzne nákresy, budú si všímať rôzne nápady na prepojenie viacerých prvkov a zároveň si budú upevňovať vedomosti o jednotlivých jednoduchých strojoch. Budú ich vedieť pomenovať, opísať, ako sa energia z prvého impulzu na spustenie stroja prenáša na ďalšie a ďalšie jeho časti a ako sa nakoniec prejaví. Skúmanie nákresov rôznych Rube Goldbergových strojov a snaha ich opísať núti deti k premýšľaniu nad tým, čo sa deje. Pravidelnými úvahami si navyknú premýšľať v súvislostiach a je väčšia pravdepodobnosť, že budú vedieť navrhnúť rôzne netradičné technické riešenia.

Predchádzajúca fáza plynulo prejde do tretej fázy, v ktorej budú mať deti snahu napodobňovať vybrané prvky už vytvorených strojov. Sekvencie, ktoré budú napodobňovať môžu vybrať z videí, ktoré ich zaujali, ale v rámci pracovné zošitú sú v úlohách uvedené krátke sekvencie strojov, ktoré sa pokúsia napodobniť. Pôjde o jednoduché prvky, aby deti získali zručnosť v ich napodobňovaní.

Cieľom je opäť snaha viesť deti tak, aby samé seba vnímali ako schopné nielen zostrojiť, ale aj upraviť, či navrhnúť vlastný stroj, k čomu budú vedené v nasledovnej fáze. Výhodou tejto fázy je, že deti na videu, či sústave obrázkov vidia, že stroj skutočne funguje a ak sa im nepodarí zostrojiť ho na prvý krát, tak sa o to pokúšajú viackrát, lebo vedia, že je možné ho funkčne zostrojiť.

Ak už sa deti oboznámia s tým, ako fungujú jednotlivé často používané súčasti strojov, keď už si vyskúšali, čo to obnáša napodobniť niečo, čo videli, že funguje, môžu pristúpiť k vlastným návrhom strojov. Je to zložitejšia fáza, lebo pri návrhoch nikdy vopred nevieme, či sa dá stroj skonštruovať tak, aby skutočne fungoval v zmysle návrhu. Ak ale deti veria svojim schopnostiam, majú za sebou úspešne zvládnuté napodobeniny už existujúcich strojov, vydržia pri konštrukcii stroja dlhšie, lebo vedia, že nastaviť stroj tak, aby skutočne fungoval podľa predstáv vyžaduje pomerne veľa času. Tak ako pri podobných technických výzvach, aj tu je dieťa motivované a inštruované samotnou úlohou, lebo pri určitom zásahu vidí, či zásah viedol k očakávanému výsledku alebo nie a spontánne podľa toho reaguje.

Samotné výzvy sú vytvorené tak, aby sa konštrukčné tímy snažili vymyslieť čo najoriginálnejší spôsob, ako uskutočniť jednoduchý úkon komplikovaným spôsobom. Napríklad môže ísť o vhodenie kocky cukru do šálky s kávou.

Najskôr deti vedieme k jednoduchým návrhom, keďže stavba stroja vyžaduje aj pri menšom počte úkonov pomerne veľa času, najmä v odhade veľkostí, hmotností, vzdialeností predmetov, ktoré spúšťajú ďalší krok v stroji. Aj napriek jednoduchému prevedeniu však deti môžu prekvapiť zaujímavými princípmi realizácie požadovaného úkonu. Deťom ponúkame rôzne výzvy, v ktorých je ich úlohou vždy navrhnúť čo najkomplikovanejší spôsob s použitím Rube Goldbergovho princípu.
Napríklad, cieľom je:

• zapnúť stolovú lampu
• hodiť plastovú fľašu do koša
• poliať kvet v črepníku
• prasknúť balón
• naplniť pohár vodou alebo pieskom
• zavrieť dvere
• vytlačiť zubnú pastu na kefku
• vypnúť zvoniaci budík
• chytiť muchu (umelú)
• spojiť dva papiere
• zapáliť alebo zhasnúť sviečku
• vyvesiť (vytiahnuť) zástavu