Die Bridge Designer Software

Übersicht

Der Bridge Designer ist ein kostenloses Softwarepaket für den Unterricht, das Schülern der Mittel- und Oberstufe eine realistische Einführung in das Ingenieurwesen durch den Entwurf einer Autobahnbrücke aus Stahl bietet.

Der Bridge Designer hat das Aussehen und die Bedienung eines standardmäßigen CAD-Pakets (Computer-Aided Design), ist aber viel einfacher zu bedienen. Die Software führt den Benutzer durch die Prozesse von:

• Grafisches Erstellen eines Strukturmodells;
• Definieren der Material- und mechanischen Eigenschaften jedes Bauteils in der Struktur;
• Ausführen eines simulierten Belastungstests der Struktur, um festzustellen, ob sie stark genug ist, um eine standardmäßige, durch Vorschriften festgelegte Straßenbelastung zu tragen;
• Anzeigen einer 3D-Animation des Belastungstests mit farblich gekennzeichneten Elementen, um Zug (blau) und Druck (rot) anzuzeigen;
• grafische Modifizierung des Entwurfs, um unzureichend entworfene Elemente zu verstärken; und
• Minimierung der Kosten des Entwurfs durch Anpassung der Elementeigenschaften oder Modifizierung der Geometrie der Struktur.

Die integrierten Simulations-, Animations- und Echtzeit-Kostenberechnungsfunktionen des Bridge Designers verbessern den Lernerfolg, indem sie bei Bedarf Feedback geben. Mit einem einzigen Mausklick kann der Benutzer feststellen, ob der Entwurf erfolgreich ist (d. h., ob er den Belastungstest besteht) und ob er optimal ist (d. h., ob seine Kosten so niedrig wie möglich sind). Die Erstellung eines erfolgreichen Entwurfs ist einfach, die Erstellung eines optimalen Entwurfs ist jedoch recht anspruchsvoll. So bietet die Software ein Konstruktionserlebnis, das schon für Kinder ab der vierten Klasse möglich ist, aber auch für technisch versierte Schüler und Studenten geeignet ist.

Steve Ressler entwickelte die erste Ausgabe des Bridge Designers als Teil eines größeren Projekts zur Schaffung eines landesweiten internetbasierten Konstruktionswettbewerbs für Schüler der Mittel- und Oberstufe. Da diese erste Ausgabe in der Programmiersprache Visual Basic geschrieben war, konnte sie nur auf Windows-Computern ausgeführt werden. Im Jahr 2011 schrieb Steves Bruder Gene Ressler (ehemaliger Leiter der Abteilung für Elektrotechnik und Informatik in West Point) das Paket jedoch in Java um, sodass es sowohl auf Windows- als auch auf Mac-Computern ausgeführt werden konnte. Gene hat den Bridge Designer auch als Open-Source-Projekt auf SourceForge eingerichtet.

Download

Sie können den Bridge Designer 2016 von der Bridge Designer Website herunterladen.

Testimonials

Ich wollte Ihnen nur mitteilen, was für ein großartiges, lehrreiches und benutzerfreundliches Programm dies für Schüler der Mittelstufe ist. Alle fünfzig Sechstklässler waren in der Lage, innerhalb von zwanzig Minuten Einzelarbeit eine funktionierende Brücke zu entwerfen. Diese Sitzung hat viele dazu motiviert, das Programm zu Hause herunterzuladen und in ihrer eigenen Zeit weiterzuarbeiten und an Wettbewerben teilzunehmen. Die sofortige Rückmeldung, die der Wettbewerb über den individuellen Stand gibt, ist fantastisch. Der Brückenbau hat auch in vielen anderen Klassenstufen der Schule Anklang gefunden. Die Schülerinnen und Schüler entscheiden sich dafür, in der Pause zu bleiben, um zu entwerfen, und auch die Mathematikabteilung hat das Programm in ihren Unterricht integriert. Ich wollte Ihnen den Erfolg des Programms an unserer Schule und die Begeisterung, die es ausgelöst hat, vermitteln. Ich weiß nicht, ob wir Gewinner hervorbringen werden (!), aber es gibt sicherlich viele weitere eifrige Ingenieure in unserer Schule!

~Elizabeth Lenox, Lehrerin, Holy Trinity School, Washington, D.C.

ist ein fantastisches technisches Simulationsprogramm, das es den Schülern ermöglicht, die Herausforderungen eines effizienten Strukturdesigns zu erleben. Sie haben etwas über die Wissenschaft der Kräfte und Lasten und die Bedeutung der Kosten gelernt, und ich habe die Software als ein unschätzbares Lehrmittel empfunden.

~James Savage, Technology Education Teacher, Angola, IN

Ihre Software für den Brückenbau ist allen kommerziellen Programmen so überlegen, dass sie zum Standardprogramm im gesamten Bezirk geworden ist. Danke, dass Sie es uns zur Verfügung gestellt haben.

~Barry Blutreich, Computerlehrer, Yonkers, NY

Das ist eine großartige Möglichkeit, diese jungen Kinder an die Konstruktion, den grundlegenden Brückenentwurf, die Technologie und die Forschung heranzuführen. Ich weiß es wirklich zu schätzen!

~Dr. Michael Edmondson, leitender Lehrer, Wissenschaftsabteilung, Northside High School

Wenn ich meine Klasse in den Computerraum bringe, arbeiten sie immer am Wettbewerb, sogar so sehr, dass sie auf ihre 5-minütige Pause zwischen den Stunden verzichten, wenn wir zwei Physikstunden hintereinander haben. Sie mögen das Programm wirklich.

~John Parnell, Physiklehrer

Ich danke Ihnen für die großartige Software, die Sie geschaffen haben, und die wunderbare Anwendung, die sie für meine Schüler und ihr Lernen bietet. Vielen Dank für die Zeit, die Sie sich genommen haben, und für das hervorragende Werkzeug, das Sie den Pädagogen zur Verfügung gestellt haben. Meine Schüler haben wirklich viel über das Ingenieurwesen gelernt und einige ziehen es sogar als Berufswahl in Betracht.

~Ben Curry, Physiklehrer, Yucca Valley, CA

Es hat sich für mich als eine enorme Ressource erwiesen, nicht nur beim Unterrichten von technischen Konzepten, sondern auch bei der Erzeugung von Begeisterung bei den Schülern.

~David Honea, Lehrer für Ingenieurwesen, W.G. Enloe Magnet High School

Die Software war ein fabelhafter Erfolg in unserem Mittelschulprogramm und ich plane, die Software auch bei unseren Oberschülern einzuführen. Denken Sie daran, dass all dies mit Kindern geschieht, die in einigen Fällen erhebliche Lernschwierigkeiten haben.

~Mark Trexler

Zuerst möchte ich sagen, was für eine großartige Sache das ist! Sie alle haben uns die Möglichkeit gegeben, einige der Lektionen aus dem Bereich der Tragwerksplanung auf realistische Weise anzuwenden. Ich habe ein paar Schüler, die wirklich darauf brennen, dies zu tun.

~Stephen Marionneaux, Lehrer für Technologieerziehung, Lexington, Kentucky

Meine Schüler benutzen das … Brückenprogramm seit 3 oder 4 Jahren. Sie lieben es. Es ist viel besser als zwei „kommerzielle“ Programme, die ich in der Vergangenheit gekauft und benutzt habe. Wann immer ich einen Workshop über Technologieerziehung gebe, verteile ich Informationen über das Bridge-Programm an andere Lehrer.

~Phil Monty, Lehrer für Technologieerziehung, Willington, CT

Ich schätze Ihren Wettbewerb, weil er hilft, die Kräfte zu sehen, die auf die einzelnen Elemente der Brücke wirken. Die Schüler sagen, die Software sei benutzerfreundlich und es mache ihnen viel Spaß, die Brücken zu entwerfen. Vielen Dank, dass Sie ihnen diese Möglichkeit bieten.

~Debbie Bradford, Highland High School, Gilbert, AZ

Dieser Wettbewerb und die Software sind eine großartige Möglichkeit, Schülern die Idee der technischen Kompromisse näher zu bringen. Es ist ein großartiges Werkzeug.

~Norman Burtness, Physiklehrer, West Hartford, CT