Yleiskatsaus
Siltasuunnittelija on ilmainen opetusohjelmisto, joka on suunniteltu tarjoamaan yläasteen ja lukion oppilaille realistinen johdatus insinöörityöhön teräksisen valtatiesillan suunnittelun avulla.
Siltasuunnittelija on ulkoasultaan ja tuntumaltaan kuin alan standarditietokoneavusteinen CAD-paketti (Computer-Aided Design, tietokoneavusteinen suunnittelupaketti), mutta se on paljon helpompi käyttää. Ohjelmisto opastaa käyttäjää seuraavien prosessien läpi:
- luomalla graafisesti rakennemallin;
- määrittelemällä rakenteen jokaisen osan materiaalit ja mekaaniset ominaisuudet;
- suorittamalla rakenteen simuloidun kuormitustestin sen määrittämiseksi, onko se riittävän vahva kantamaan standardin mukaisen, säännöissä määritellyn valtatien kuormituksen;
- kuormituskokeen kolmiulotteisen animaation näyttäminen, jossa osat on värikoodattu osoittamaan vetoa (sininen) ja puristusta (punainen);
- suunnitelman graafinen muokkaaminen mahdollisten puutteellisesti suunniteltujen osien vahvistamiseksi; ja
- suunnitelman kustannusten minimoiminen säätämällä osien ominaisuuksia tai muuttamalla rakenteen geometriaa.
Siltasuunnittelijan integroidut simulointi-, animaatio- ja reaaliaikaiset kustannuslaskentaominaisuudet tehostavat oppimista antamalla palautetta tarpeen mukaan. Käyttäjä voi yhdellä painikkeen napsautuksella määrittää, onko suunnittelu onnistunut (eli läpäiseekö se kuormitustestin) ja onko se optimaalinen (eli ovatko sen kustannukset mahdollisimman alhaiset). Onnistuneen mallin luominen on yksinkertaista, mutta optimaalisen mallin luominen on melko haastavaa. Näin ollen ohjelmisto tarjoaa insinöörisuunnittelukokemuksen, jonka jo neljäsluokkalaiset lapset voivat toteuttaa, mutta joka soveltuu silti teknisesti taitaville lukiolaisille ja korkeakouluopiskelijoille.
Steve Ressler kehitti Bridge Designer -ohjelman ensimmäisen painoksen osana laajempaa hanketta, jonka tarkoituksena oli luoda valtakunnallinen internetpohjainen insinöörikilpailu yläasteen ja lukion oppilaille. Koska tämä ensimmäinen painos oli kirjoitettu Visual Basic -ohjelmointikielellä, sitä voitiin käyttää vain Windows-tietokoneissa. Vuonna 2011 Steven veli Gene Ressler (West Pointin sähkötekniikan ja tietotekniikan laitoksen entinen johtaja) kirjoitti paketin uudelleen Javalla, jotta sitä voitiin käyttää sekä Windows- että Mac-koneilla. Gene myös perusti Bridge Designer -ohjelman avoimen lähdekoodin projektiksi SourceForgeen.
Lataus
Voit ladata Bridge Designer 2016:n Bridge Designer -ohjelman Bridge Designer -verkkosivustolta.
Testimonials
Halusin vain välittää teille, miten hieno, opettavainen ja käyttäjäystävällinen ohjelma tämä on yläasteen oppilaille. Kaikki viisikymmentä kuudesluokkalaista pystyivät suunnittelemaan toimivan sillan itse kahdenkymmenen minuutin yksilöllisen työskentelyajan kuluessa. Tämä istunto motivoi monia lataamaan ohjelman kotiin ja jatkamaan työskentelyä ja kilpailemista omalla ajallaan. Kilpailun antama välitön palaute yksilöllisestä sijoituksesta on fantastinen. Siltojen rakentaminen on levinnyt monille muille luokka-asteille koko koulussa. Oppilaat ovat päättäneet jäädä välitunneille suunnittelemaan, ja myös matematiikan laitos on ottanut ohjelman osaksi oppituntejaan. Halusin kertoa teille ohjelman menestyksestä koulussamme ja sen aiheuttamasta innostuksesta. En tiedä, syntyykö meistä voittajia (!), mutta koulussamme on varmasti paljon innokkaampia insinöörejä!
~Elizabeth Lenox, opettaja, Holy Trinity School, Washington, D.C.
on fantastinen insinöörisimulaatio-ohjelma, jonka avulla oppilaat voivat kokea tehokkaan rakennesuunnittelun haasteet. He ovat oppineet voimien ja kuormien tieteestä, kustannusten tärkeydestä huomioon otettavana tekijänä, ja olen havainnut ohjelmiston olevan korvaamaton opetusväline.
~James Savage, teknologiakasvatuksen opettaja, Angola, IN
Sillanrakennusohjelmistosi on niin ylivertainen kaikkiin kaupallisiin ohjelmiin nähden, että siitä on tullut vakio-ohjelma koko piirissä. Kiitos, että jaat sen.
~Barry Blutreich, Computer Teacher, Yonkers, NY
Tämä on loistava tapa saada nämä nuoret lapset tutustumaan rakentamiseen, siltojen perussuunnitteluun, teknologiaan ja tutkimukseen. Arvostan sitä todella!
~Dr. Michael Edmondson, johtava opettaja, luonnontieteiden osasto, Northside High School
Kun vien luokkani tietokonehuoneeseen, he työskentelevät aina kilpailun parissa, jopa siinä määrin, että he luopuvat viiden minuutin tauosta oppituntien välissä, kun meillä on kaksi fysiikan oppituntia peräkkäin. He todella pitävät ohjelmasta.
~John Parnell, fysiikan opettaja
Kiitän teitä loistavasta ohjelmasta, jonka olette luoneet, ja siitä hienosta sovelluksesta, jonka se tarjoaa oppilailleni ja heidän oppimiselleen. Kiitos ajastasi ja erinomaisesta työkalusta, jonka olet tarjonnut opettajille. Oppilaani ovat todella oppineet paljon insinööritieteistä ja jotkut jopa harkitsevat sitä uravalinnaksi.
~Ben Curry, fysiikan opettaja, Yucca Valley, CA
Se on osoittautunut minulle valtavaksi apuvälineeksi paitsi insinööritieteiden käsitteiden opettamisessa myös innostuksen luomisessa oppilaissa.
~David Honea, tekniikan opettaja, W.G. Enloe Magnet High School
Ohjelmisto on ollut upea menestys yläkouluohjelmassamme, ja aion ottaa sen käyttöön yläkoululaisillemme. Muistakaa, että tämä kaikki tehdään lasten kanssa, joilla on joissakin tapauksissa merkittäviä oppimisvaikeuksia.
~Mark Trexler
Sallikaa minun ensin sanoa, miten hieno asia tämä on! Olette kaikki antaneet meille todellisen tilaisuuden käyttää joitakin rakennesuunnittelun oppitunteja realistisella tavalla. Minulla on joitakin oppilaita, jotka ovat todella innostuneita tekemään tämän.
~Stephen Marionneaux, teknologiaopetuksen opettaja, Lexington, Kentucky
Opiskelijani ovat käyttäneet … siltaohjelmaa viimeisten kolmen tai neljän vuoden ajan. He rakastavat sitä. Se on paljon parempi kuin kaksi ”kaupallista” ohjelmaa, joita olen ostanut ja käyttänyt aiemmin. Aina kun pidän teknologiakasvatuksen seminaarin, jaan muille opettajille tietoa siltaohjelmasta.
~Phil Monty, teknologiakasvatuksen opettaja, Willington, CT
Kiitän kilpailustanne, koska se auttaa näkemään voimat, jotka vaikuttavat sillan tiettyihin jäseniin. Oppilaiden mielestä ohjelmisto on käyttäjäystävällinen, ja heillä on hauskaa suunnitella siltoja. Kiitos, että tarjoatte heille tämän mahdollisuuden.
~Debbie Bradford, Highland High School, Gilbert, AZ
Kilpailu ja ohjelmisto ovat loistava tapa tutustuttaa oppilaat insinööritieteellisten kompromissien ideaan. Se on loistava työkalu.
~Norman Burtness, fysiikan opettaja, West Hartford, CT