Översikt
The Bridge Designer är ett kostnadsfritt utbildningsprogram som är utformat för att ge elever på mellanstadiet och högstadiet en realistisk introduktion till ingenjörsyrket genom att konstruera en vägbro i stål.
The Bridge Designer ser ut som ett CAD-paket (datorstödd konstruktion) av industristandard men är mycket enklare att använda. Programvaran vägleder användaren genom processerna för:
- Grafiskt skapa en strukturmodell;
- definiera material och mekaniska egenskaper för varje del i konstruktionen;
- genomföra ett simulerat belastningstest av konstruktionen för att avgöra om den är tillräckligt stark för att bära en standardiserad, kodspecificerad motorvägsbelastning;
- visar en 3D-animation av belastningsprovet, där elementen är färgkodade för att indikera dragning (blått) och kompression (rött),
- modifierar grafiskt konstruktionen för att förstärka eventuella otillräckligt konstruerade element, och
- minimerar kostnaden för konstruktionen, genom att justera elementens egenskaper eller modifiera konstruktionens geometri.
Bridge Designers integrerade funktioner för simulering, animation och kostnadsberäkning i realtid förbättrar inlärningen genom att ge feedback på begäran. Med ett enda knapptryck kan användaren avgöra om konstruktionen är lyckad (dvs. om den klarar belastningstestet) och om den är optimal (dvs. om dess kostnad är så låg som möjligt). Att skapa en lyckad konstruktion är enkelt, men att skapa en optimal konstruktion är ganska utmanande. Programvaran erbjuder därför en erfarenhet av ingenjörskonstruktion som är möjlig att uppnå för barn så unga som i fjärde klass, men som fortfarande är lämplig för tekniskt kunniga gymnasie- och högskolestudenter.
Steve Ressler utvecklade den första upplagan av Bridge Designer, som en del av ett större projekt för att skapa en rikstäckande internetbaserad ingenjörstävling för mellanstadie- och högstadieelever. Eftersom denna första utgåva var skriven i programmeringsspråket Visual Basic kunde den endast köras på Windows-datorer. Men 2011 skrev Steves bror Gene Ressler (tidigare chef för avdelningen för elektroteknik och datavetenskap vid West Point) om paketet i Java, så att det kunde köras på både Windows- och Mac-maskiner. Gene inrättade också Bridge Designer som ett projekt med öppen källkod på SourceForge.
Download
Du kan ladda ner Bridge Designer 2016 från Bridge Designers webbplats.
Testimonials
Jag ville bara förmedla till dig vilket fantastiskt, lärorikt och användarvänligt program det här är för mellanstadieelever. Alla femtio sjätteklassare kunde konstruera en fungerande bro på egen hand inom tjugo minuters individuell arbetstid. Denna session motiverade många att ladda ner programmet hemma och fortsätta att arbeta och tävla på sin egen tid. Den omedelbara återkoppling som tävlingen ger om den individuella ställningen är fantastisk. Brobyggandet har fått fotfäste på många andra årskurser i hela skolan. Eleverna väljer att stanna kvar på rasten för att konstruera, och matematikavdelningen har också integrerat programmet i sina lektioner. Jag ville förmedla till er programmets framgång på vår skola och den entusiasm som det har skapat. Jag vet inte om vi kommer att skapa några vinnare (!), men det finns säkert många fler ivriga ingenjörer på vår skola!
~Elizabeth Lenox, lärare, Holy Trinity School, Washington, D.C.
är ett fantastiskt simuleringsprogram för ingenjörskonst som gör det möjligt för eleverna att uppleva utmaningarna med effektiv strukturell design. De har lärt sig om vetenskapen om krafter och belastningar, betydelsen av kostnader som ett övervägande och jag har funnit att programvaran är ett ovärderligt undervisningsverktyg.
~James Savage, Technology Education Teacher, Angola, IN
Din programvara för brobyggande är så överlägsen alla kommersiella program att den har blivit standardprogram i hela distriktet. Tack för att du delar med dig av det.
~Barry Blutreich, datalärare, Yonkers, NY
Det här är ett utmärkt sätt att introducera dessa unga barn till konstruktion, grundläggande brokonstruktion, teknik och forskning. Jag uppskattar det verkligen!
~Dr. Michael Edmondson, huvudlärare, naturvetenskaplig avdelning, Northside High School
När jag tar med min klass till datorsalen jobbar de alltid med tävlingen, till och med till den grad att de avstår från sina fem minuters rast mellan lektionerna när vi har två fysiklektioner i rad. De gillar verkligen programmet.
~John Parnell, fysiklärare
Jag tackar er för det fantastiska program som ni har skapat och den underbara tillämpning som det ger mina elever och deras lärande. Tack för din tid och det utmärkta verktyg som du har tillhandahållit pedagoger. Mina elever har verkligen lärt sig mycket om teknik och vissa överväger till och med att välja en karriär.
~Ben Curry, fysiklärare, Yucca Valley, CA
Det har visat sig vara en enorm resurs för mig, inte bara när det gäller att lära ut tekniska begrepp, utan också när det gäller att skapa entusiasm hos eleverna.
~David Honea, ingenjörslärare, W.G. Enloe Magnet High School
Programmet har varit en fantastisk framgång i vårt mellanstadieprogram och jag planerar att introducera programmet för våra gymnasieelever. Tänk på att allt detta görs med barn som i vissa fall har betydande inlärningssvårigheter.
~Mark Trexler
Först vill jag säga att detta är en fantastisk sak! Ni har alla gett oss ett verkligt tillfälle att använda några av lärdomarna om strukturell utformning på ett realistiskt sätt. Jag har några elever som är riktigt peppade på att göra detta.
~Stephen Marionneaux, Technology Education Teacher, Lexington, Kentucky
Mina elever har använt … broprogrammet under de senaste tre eller fyra åren. De älskar det. Det är mycket bättre än två ”kommersiella” program som jag har köpt och använt tidigare. När jag håller en workshop om teknikutbildning delar jag alltid ut information om bridgeprogrammet till andra lärare.
~Phil Monty, lärare i teknikutbildning, Willington, CT
Jag uppskattar din tävling eftersom den hjälper till att se vilka krafter som verkar på de enskilda delarna av bron. Eleverna säger att programmet är användarvänligt och att de har mycket roligt när de utformar broarna. Tack för att ni erbjuder dem denna möjlighet.
~Debbie Bradford, Highland High School, Gilbert, AZ
Den här tävlingen och programvaran är ett utmärkt sätt att introducera eleverna till idén om tekniska avvägningar. Det är ett utmärkt verktyg.
~Norman Burtness, fysiklärare, West Hartford, CT