طراحی کن، بساز، آزمایش کن
مدرسه‌ی شما مسابقه‌ای گذاشته است: هر گروه باید ماشینی بسازد که بی‌برق و بی‌آتش، روی خطِ راست تا جای ممکن دور برود و نشکند. گروهِ شما یک بادکنک، چند نی، مقوا، چهار درِ بطری و نوارچسب دارد. از کجا شروع کنید؟
چرخه‌ی مهندسی
مهندس‌ها یک‌باره چیزی نمی‌سازند. کارشان چند گام دارد که پشتِ سرِ هم می‌آیند و دوباره از نو شروع می‌شوند:
- نیاز را روشن کنید. دقیقاً چه می‌خواهیم؟ این‌جا: ماشینی که دور برود، راست برود و محکم باشد.
- ایده بدهید. هر کس طرحِ خودش را روی کاغذ بکشد. هیچ ایده‌ای در این گام مسخره نیست.
- یکی را انتخاب کنید. طرح‌ها را با هم مقایسه کنید. گاهی بهترین طرح، ترکیبی از چند ایده است.
- بسازید. نمونه‌ی اول را با همان وسایلی که دارید درست کنید.
- آزمایش کنید. ماشین را چند بار راه بیندازید و مسافت را اندازه بگیرید.
- بهترش کنید. ببینید کجا مشکل داشت و یک چیز را عوض کنید. بعد دوباره بسازید و آزمایش کنید.
آزمایشِ منصفانه برای ماشین
وقتی نمونه‌ی دوم را می‌سازید، فقط یک چیز را عوض کنید؛ مثلاً فقط نیِ بلندتر برای بادکنک. اگر هم‌زمان چرخ‌ها و بادکنک و بدنه را عوض کنید، نمی‌فهمید کدام تغییر ماشین را بهتر کرد. همه‌ی آزمایش‌ها را روی یک سطح انجام دهید و بادکنک را هر بار به یک اندازه باد کنید. هر نمونه را سه بار راه بیندازید و میانگینِ مسافت‌ها را حساب کنید، چون هر بار کمی فرق می‌کند.
هیچ مهندسی بارِ اول کامل نمی‌سازد. ماشینی که کج رفت یا زود ایستاد شکست نیست؛ نشان می‌دهد چه چیزی را باید درست کنید. خودروهای واقعی هم همین‌طور ساخته شده‌اند: صدها نمونه، آزمایش و بهتر کردن.
در خانه امتحان کنید
- ماشینِ بادکنکیِ درسِ «چه چیزی ماشین را راه می‌اندازد؟» را بیاورید، یا یکی بسازید.
- آن را سه بار از یک خطِ شروع راه بیندازید، هر بار جای ایستادنش را با نوارچسب علامت بزنید و مسافت را بنویسید.
- فقط یک چیز را عوض کنید: نیِ بلندتر، چرخهای سبک‌تر یا محورِ صاف‌تر.
- دوباره سه بار آزمایش کنید. میانگینِ دو نمونه را با هم مقایسه کنید. تغییرِ شما کمک کرد؟
واژه‌های این درس
- نمونه - اولین ساخته از یک طرح، برای آزمایش کردن.
- آزمایش کردن - امتحانِ نمونه و اندازه گرفتنِ کارِ آن.
- بهتر کردن - عوض کردنِ طرح بر پایه‌ی نتیجه‌ی آزمایش.
ایده‌ی اصلی
مهندس‌ها در یک چرخه کار می‌کنند: نیاز، ایده‌ها، انتخاب، ساختن، آزمایش و بهتر کردن. هر بار فقط یک چیز را عوض می‌کنند تا بدانند کدام تغییر کمک کرد.