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Resultados do projeto

Activities


Atividade número 4

 

Nome da atividade

Construir uma máquina de Rube Goldberg a partir de materiais reciclados

 

Introdução do tema

Na década de 1920, o cartoonista americano Rube Goldberg começou a desenhar a sua série "Invenções do Professor Lúcifer Gorgonzola Butts". As bandas desenhadas eram sempre as mesmas. Lúcifer, que nunca era visto nos quadradinhos, fazia experiências com máquinas complicadas que realizavam tarefas muito simples: usar um guardanapo, regar plantas ou fazer sumo de laranja. Goldberg morreu em 1970, mas o seu legado mantém-se. As "máquinas de Rube Goldberg" são um género no YouTube e no TikTok e apareceram em muitos filmes e séries de televisão. Estas máquinas têm até o seu próprio recorde mundial no Guinness. 

Dito isto, com esta atividade, os professores podem conceber uma aula baseada em atividades que incorpore os cinco elementos do processo de conceção. Como exercício de resolução de problemas, os alunos são incumbidos de conceber uma máquina de Rube Goldberg capaz de apagar uma vela. A máquina deve ser constituída por, pelo menos, três componentes separados e incluir um "soprador" (moinho de vento de papel). Para além disso, a máquina deve ser construída com materiais reciclados. Depois de concluída e testada, a ventoinha deve ser utilizada como decoração de jardim.

 

Exemplo de uma máquina de Rube Goldberg:  

Fonte

https://www.youtube.com/watch?v=k6nhID36eA4

 

Objetivos de aprendizagem

  • Os alunos compreenderão os conceitos STEAM e o processo de conceção de engenharia e aplicá-los-ão de forma transcultural através da prática.
  • Os alunos aprenderão sobre o processo de conceção de engenharia e como aplicá-lo para conceber e construir uma máquina Rube Goldberg funcional.
  • Os alunos utilizarão a sua criatividade e pensamento crítico para encontrar soluções inovadoras para este desafio de reciclagem.

 

Materiais

Para a construção da máquina de Rube Goldberg, os alunos podem utilizar qualquer tipo de material reciclado, mas deve ser dada prioridade aos materiais provenientes dos resíduos escolares. Por exemplo, a utilização de latas (latas de bebidas), copos (copos de iogurte) e embalagens (caixas de toalhetes para bebés) permite poupar muito dinheiro em materiais para a sala de aula e ensina bons hábitos ambientais.

 

Mais exemplos:

  • Materiais reciclados: caixas de cartão, garrafas de plástico, brinquedos antigos (berlindes ou bolas), entre outros.
  • Materiais de trabalhos manuais e de papelaria: cola, fita-cola, tesoura, instrumentos de medição (régua, transferidor, etc.).

 

Agrupamento e/ou interação

Duração: 2-3 períodos lectivos (em função da complexidade do projeto)

Interação: Equipas (3 a 4 pessoas por grupo)

 

Como - Descrição Execução

Os alunos projetam e constroem uma máquina de Rube Goldberg utilizando materiais reciclados (a abordagem STEAM e o processo de conceção de engenharia são incorporados de forma transversal neste plano de aula).

 

Conceitos STEAM:

  • Ciências: gravidade, movimento, energia, força.
  • Tecnologia: utilizar ferramentas e materiais para construir uma máquina.
  • Engenharia: aplicar o processo de projeto de engenharia para criar uma máquina funcional.
  • Arte: conceber a máquina de forma a ser visualmente atrativa.
  • Matemática: medir e calcular distâncias, ângulos e outras variáveis.



Processo de projeto de engenharia (ou técnico) > O PDI é uma série de passos que os engenheiros seguem para encontrar uma solução para um problema (ver Módulo 4 para mais informações sobre este tópico).

 

Dia 1

Introdução:

  1. Introduzir o conceito de máquinas de Rube Goldberg e mostrar exemplos de diferentes máquinas em ação (pode utilizar este vídeo https://youtu.be/k6nhID36eA4). 

Explique aos alunos que a sessão envolve uma série de passos que eles devem seguir (Processo de Conceção de Engenharia - PDI). Diga-lhes também que a atividade em que vão participar irá testar a sua criatividade, uma vez que irão experimentar diferentes formas de transformar coisas comuns numa máquina capaz de soprar velas.

 

  • Auxílio pedagógico:
    1. O processo de design https://www.pbslearningmedia.org/resource/adptech12.sci.engin.design.idsprocess/the-design-process/

 

Procedimento:

Etapas 2 e 3 (do ME) > Brainstorming/Design - Explicar o objetivo do projeto (ver Introdução ao Tópico) e rever o processo de design de engenharia.

  1. Ajuda pedagógica:
    1. Máquinas simples e o desafio Rube Goldberg https://www.youtube.com/watch?v=nf094faga5w&list=RDCMUCpRCG3gGtWqieJe-LGmi93w&index=3
    2. Atividade prática - Conceber e construir um Rube Goldberg https://www.teachengineering.org/activities/view/cub_simp_machines_lesson05_activity1
    3. Divida os alunos em pequenos grupos e distribua os materiais. Os alunos apresentam ideias para as suas máquinas e começam a conceber um plano ou esboço.

 

  • Os alunos continuam a conceber a sua máquina, incorporando conceitos STEAM e seguindo as etapas do processo de conceção de engenharia. 
  • Incentivar os alunos a utilizar materiais reciclados, tanto quanto possível. Supervisiona e ajuda os alunos enquanto trabalham nos seus projectos. No final do primeiro dia, os alunos devem ter um plano e um projeto claros para a sua máquina.

 

Dia 2

  • Etapa 4 > Construir (testar e avaliar / reformular)- Os alunos começam a construir a sua máquina, seguindo o seu plano e fazendo os ajustes necessários.
  • Incentiva os alunos a trabalharem em colaboração e a comunicarem eficazmente dentro do seu grupo. Supervisiona e assiste os alunos na construção da sua máquina.

 

Día 3

*Em função da complexidade, pode ser acrescentado um dia suplementar ao planeamento.

  • Os alunos terminam a construção da sua máquina. Os grupos testam a sua máquina e fazem os ajustes necessários. 
  • Incentivar os alunos a avaliar o desempenho da sua máquina e a considerar formas de a melhorar.

 

Dia 4 

  • Passo 5 > Partilhar soluções - Os alunos apresentam a sua máquina à turma e explicam os conceitos STEAM que utilizaram (por exemplo, gravidade, movimento, ferramentas utilizadas).
  1. Incentive os alunos a serem criativos e a incorporarem elementos artísticos nas suas apresentações. Os colegas fazem perguntas e dão feedback sobre a máquina de cada grupo.

 

Utilização do artefacto criado pelo utilizador - sustentabilidade do artefacto

Uma vez que estas máquinas não foram concebidas para durar, esta atividade inclui orientações de avaliação para os professores.

Os alunos serão avaliados quanto à sua capacidade de:

  • Trabalhar em colaboração e comunicar eficazmente dentro do seu grupo.
  • Aplicar conceitos STEAM e o processo de conceção de engenharia para projetar e construir uma máquina Rube Goldberg funcional.
  • Utilizar materiais reciclados de forma criativa e eficaz.
  • Avaliar o desempenho da sua máquina e efetuar os ajustes necessários.
  • Apresentar a sua máquina e explicar os conceitos STEAM e o processo de conceção de engenharia que utilizaram.

 

Actividades suplementares

NASA STEM Engagement: A NASA oferece uma vasta gama de atividades e recursos STEM para estudantes de todas as idades. Podem ser encontrados desafios de conceção de engenharia relacionados com a exploração espacial.

https://www.nasa.gov/stem

 

Explore a extensa biblioteca do TeachingEnglish.org de atividades, lições e desafios para o ensino básico e secundário no âmbito do seu currículo STEM: www.teachengineering.org/curriculum/browse?EngineeringCategory=Full%20design

 



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