Desenhar e fazer um saco para doces mais perfeito

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D e s e n h a r e f a z e r u m s a c o

p a r a d o c e s m a i s p e r f e i t o

Formação dada pela TryEngineering -

www.tryengineering.org

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O b j e t i v o d a a u l a

Demonstrar como as diferenças do modelo do produto podem afetar o sucesso de um produto final – neste caso, um saco para guardar doces. Os alunos trabalham aos pares para avaliarem, desenharem e elaborarem um saco para doces mais perfeito.

S u m á r i o d a a u l a

O módulo “Desenhar e fazer um saco para doces mais perfeito” incentiva os alunos a trabalharem aos pares para desenharem, elaborarem e testarem um saco para doces. Os alunos farão uma previsão quanto ao volume e à resistência do respectivo modelo original, elaborarão um esquema do modelo, criarão um modelo do saco de doces e depois testarão o saco que criarem com peso. Após o teste, os alunos passarão a redesenhar o saco no intuito de o melhorarem, repetindo o teste em seguida. Os alunos aos pares fazem previsões, comparam resultados e debatem os resultados.

G r u p o s e t á r i o s

8-18

O b j e t i v o s

Aprender como o desenho tem impacto sobre o desempenho do produto.

Desenhar um saco de doces mais perfeito recorrendo à ciência, à matemática e a conceitos e aplicações de engenharia.

Conceber um saco de doces mais perfeito recorrendo à ciência, à matemática e a conceitos de design e aplicações de engenharia.

Recorrer ao método de projeto de engenharia visando à resolução do problema.

Aplicar a utilização da recolha de dados e análise para ajudar a resolver o problema.

R e s u l t a d o s p r e v i s t o s p a r a o a l u n o

Em resultado deste módulo, os alunos deverão desenvolver conhecimentos de:

Método de projeto de engenharia.

Trabalho em equipe no processo de desenho.

Realização e teste de previsões.

Desafios ao desenho do produto.

Desenhar e fazer um saco de doces mais perfeito Página 1 de 11 Desenvolvido pelo IEEE integrado no programa TryEngineering

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A t i v i d a d e s d a a u l a

As equipes de alunos desenharão um saco de doces e farão uma previsão quanto ao volume e à resistência do produto que conceberem. Em seguida, os alunos passam a criar um modelo do produto concebido, a redesenhá-lo, a criar um saco melhorado, a testar novamente utilizando pesos, a debater as descobertas e a partilhar os resultados.

R e c u r s o s / M a t e r i a i s

Documentos de recurso para o educador (em anexo).

Folhas de trabalho para os alunos (em anexo).

Folhas de recurso para os alunos (em anexo).

A l i n h a m e n t o c o m q u a d r o s c u r r i c u l a r e s

Consultar a folha relativa ao quadro curricular em anexo.

L i g a ç õ e s à I n t e r n e t

TryEngineering (www.tryengineering.org)

IEEE Virtual Museum (Museu virtual da IEEE) (www.ieee-virtual-museum.org)

Normas ITEA para instrução tecnológica: Conteúdo do estudo de tecnologia (www.iteawww.org/TAA/Publications/STL/STLMainPage.htm)

McREL Compendium of Standards and Benchmarks (www.mcrel.org/standards-benchmarks)

Uma compilação de normas de conteúdos para o currículo K-12 nos formatos pesquisável e procurável.

National Council of Teachers of Mathematics Principals and Standards for School Mathematics (www.nctm.org/standards)

National Science Education Standards (www.nsta.org/standards)

Project Lead the Way (www.pltw.org)

The History of Paper Bags (www.eurosac.org/uk/history.htm)

L e i t u r a s r e c o m e n d a d a s

Margaret Knight: Girl Inventor, de Marlene Targ Brill (Millbrook Press, ISBN: 0761317562)

Packaging Prototypes: Design Fundamentals, de Edward Denison e Richard Cawthray (Rotovision, ISBN: 2880463890)

50 Trade Secrets of Great Design: Packaging, de Stafford Cliff (Rockport Publishers, ISBN: 1564968723)

A t i v i d a d e d e r e d a ç ã o o p c i o n a l

Elaborar uma redação (ou parágrafo) onde se explique como as embalagens de leite de cartão foram concebidas para serem suficientemente resistentes e para manterem o respectivo conteúdo líquido.

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R e f e r ê n c i a s

Pam Newberry, Project Lead the Way (www.pltw.org)

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P a r a o s e d u c a d o r e s :

A l i n h a m e n t o c o m e n q u a d r a m e n t o s c u r r i c u l a r e s

Nota: Todos os Planos Curriculares desta série estão em conformidade com as U.S. National Science Education Standards (normas de educação para a ciência nacional dos EUA) (elaboradas pelo National Research Council e subscritas pela National Science Teachers Association) e, se aplicável, com as Standards for Technological Literacy (normas para a instrução tecnológica) da International Technology Education Association e os Principles and Standards for School

Mathematics (princípios e normas para a matemática lecionada em escolas) do National Council of Teachers of Mathematics.

National Science Education Standards, Graus K-4 (idades 4 - 9)

TEOR DA NORMA A: A ciência como objeto de pesquisa / investigação

Como resultado das atividades, todos os alunos deverão desenvolver

Capacidades necessárias para realizarem pesquisas científicas.

Uma compreensão relativamente à ciência como objeto de pesquisa / investigação.

TEOR DA NORMA B: Ciência física

Como resultado das atividades, os alunos deverão desenvolver conhecimentos de

Propriedades dos objetos e materiais.

National Science Education Standards Graus 5-8 (idades 10 - 14)

TEOR DA NORMA A: A ciência como objeto de pesquisa / investigação

Como resultado das atividades, todos os alunos deverão desenvolver

Capacidades necessárias para realizarem pesquisas científicas.

Uma compreensão relativamente à ciência como objeto de pesquisa / investigação.

TEOR DA NORMA B: Ciência física

Como resultado das atividades, os alunos deverão desenvolver conhecimentos de

Propriedades e alterações das propriedades da matéria.

Principals and Standards for School Mathematics (idades 6 - 18)

Normas relativas à análise de dados e probabilidades

-

Os programas de formação desde o pré-escolar até aos 12 anos devem permitir

a todos os alunos:

Formular perguntas que possam ser tratadas com dados e recolher, organizar e visualizar dados relevantes para a resposta.

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Standards for Technological Literacy - todas as idades

Desenho

Norma 8: Os alunos desenvolverão conhecimentos dos atributos do desenho.

Norma 9: Os alunos desenvolverão conhecimentos do projeto de engenharia.

Norma 10: Os alunos desenvolverão conhecimentos quanto ao papel da resolução de problemas, investigação e desenvolvimento, invenção e inovação e experimentação na resolução de problemas.

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P a r a o s e d u c a d o r e s :

R e c u r s o s p a r a o s e d u c a d o r e s

 Materiais

• Enunciado dos alunos. • Papel e lápis para

rascunhos. • Sacos normais. • Fita adesiva. • Corda. • Réguas. • Tesouras. • Lápis de cor.

• Balança (p. ex., balança de mola).

• Copos de medição.

• Livros, vários tamanhos de pequenas garrafas cheias de água, sacos de doces, blocos ou outros objetos para serem utilizados como pesos.

•

Artigos para verificar quanto ao volume, como por

exemplo, arroz ou doces.

 Tempo necessário

Duas aulas

 Procedimento

1.

Dividir os alunos em equipes de dois e entregar a cada um a respectiva folha de referência. (Nota: Esta folha pode ser entregue para leitura como trabalho de casa para

a noite anterior).

2.

Debater o fabrico de sacos de papel e dar vários exemplos d modelos de sacos a partilhar. Pedir aos alunos que

comparem os desenhos dos sacos e tentem adivinhar qual o que conseguiria suportar o maior volume e o maior peso.

e

3.

Entregar a cada aluno o respectivo enunciado e rever o projeto em conjunto com as equipes. As equipes irão:

• desenhar um saco de doces.

• criar um modelo do desenho do respectivo saco.

• fazer uma estimativa do volume e da capacidade de peso do saco. • testar o saco quanto ao volume e à capacidade de peso.

• obrigar o saco a arrebentar com excesso de peso. • redesenhar o respectivo saco com o objetivo de

suportar mais peso.

• construir um modelo de um desenho melhorado. • testar o segundo modelo.

• preencher o enunciado dos alunos.

• apresentar os respectivos resultados à turma e comparar/confrontar os resultados.

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R e c u r s o p a r a o s a l u n o s :

H i s t ó r i a e i n v e n t o r e s d e s a c o s d e p a p e l

 História e inventores de sacos de papel

Ao longo dos anos, criou-se uma grande variedade de desenhos para sacos de doces. São feitos de uma enorme variedade de materiais (papel, plástico, cartão) e assumem as mais variadas formas. Atribui-se a uma inventora de York, ME, chamada Margaret Knight (1838-1914) a invenção de um processo de dobragem e colagem automática de papel visando à formação da base quadrada ou retangular dos sacos de papel. Quando criança, Margaret passava o tempo a desenhar, ou a re

objeto, desde papagaios a escorregas. Quando cresceu, foi trabalhar para a Columbia Paper Bag Company de Springfield,

sacos de papel eram dobrados e colados como os envelopes. Depois do trabalho, Margaret começou a desenhar uma máquina cujo objetivo era dobrar e colar automaticamente as bases quadradas e retangulares necessárias para os sacos de papel.

desenhar os componentes mecânicos de todo o tipo de

MA. Naquela época, os

or fim, descobriu um desenho que, em sua opinião, funcionaria.

e P

Desenhar perfeito Página 7 de 11

Desenvolvido pelo IEEE integrado no programa TryEngineering e fazer um saco de doces mais

Pediu a um maquinista de Boston que criasse um modelo em ferro do mecanismo para que pudesse solicitar uma patente de desenho. Inicialmente, o seu desenho foi ignorado, já que os trabalhadores da fábrica se interrogavam quanto "aos conhecimentos que poderia ter uma mulher no que diz respeito ao desenho de máquinas". Margaret Knight conseguiu a patente da sua máquina em 1870, mas antes teve de atravessar um processo judicial contra um homem chamado Charles Annan que tentara patentear a máquina em seu nome! Atualmente, Margaret Knight é frequentemente considerada a mãe dos sacos de compras. Graças à sua invenção, acabou por estabelecer uma parceria com um indivíduo de Newton, MA e criar uma empresa em Hartford, CT em 1870: a Eastern Paper Bag Company. Atualmente, a máquina de Margaret está exposta na Smithsonian Institution, em Washington, DC. Visite www.smithsonianlegacies.si.edu/objectdescription.cfm?ID=92 para ver uma fotografia da máquina. Para mais informações sobre a história dos sacos de papel, visite www.eurosac.org/uk/history.htm.

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R e c u r s o p a r a o s a l u n o s :

D e s a f i o p a r a o s a l u n o s

 Desafio para os alunos

Você e seu colega são empregados da loja Sweet-Tooth Candy. Recentemente, o seu patrão ficou sabendo que os clientes gostariam de ter um saco para doces que fosse atraente e mais prático do que os que a loja utiliza atualmente. O seu patrão pediu-lhes que desenhassem e criassem um novo saco de doces melhorado que fosse robusto, prático e atraente. Ele deseja um saco de doces com capacidade para suportar o máximo peso e que seja atraente, mas não especificou as dimensões mínimas nem o peso que o saco deve suportar.

Já aprenderam que o desenho e o método de concepção, bem como os materiais utilizados, serão determinantes para a resistência do saco. Será necessário fazer testes à resistência do saco de doces e terão de redesenhá-lo e testá-lo novamente conforme necessário. Poderão realizar medições para determinarem como melhorar a resistência do saco e para avaliarem o volume ou o peso que o saco suportará.

A tarefa

1.

Em equipe, debatam e cheguem a um acordo quanto ao desenho do saco de doces. (Nota: Se decidirem cortar o saco, não retirem mais de 5,8 cm (2”) da parte de cima do saco).

2. Façam um rascunho do desenho no enunciado em anexo. 3. Criem um protótipo do saco de doces com base no desenho. 4. Calculem o volume aproximado do saco.

5.

Façam uma estimativa do peso que o saco irá suportar. (Nota: Uma garrafa de 236.5 ml de água pesa aproximadamente 275 gramas ).

6. Testem a resistência do saco de doces segurando-o pelas asas e colocando peso no interior até rebentar.

7. Debatam e cheguem a um acordo com relação ao novo desenho para o saco. 8. Façam um rascunho do novo desenho no enunciado em anexo.

9. Reconstruam o saco protótipo com base no novo desenho que acordaram. 10. Testem a resistência do modelo de saco melhorado.

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E n u n c i a d o d o s a l u n o s :

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 Desenhos de sacos de doces

Na caixa abaixo desenhem o saco de doces que a sua equipe decidiu para o primeiro desenho. Incluam as dimensões, uma lista de materiais necessários para o construírem e uma estimativa do peso que irá suportar.

Materiais necessários: Volume previsto:

Estimativa do peso que o saco conseguirá suportar: Volume real:

Peso real que o saco consegue suportar:

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E n u n c i a d o d o s a l u n o s :

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 Desenhos de sacos de doces

Depois de testarem o desenho original e terem inserido peso suficiente para este rebentar, redesenhem o saco e insiram o novo desenho na caixa abaixo.

Quais as diferenças entre este modelo e o anterior?

Novo volume previsto:

Nova previsão do peso que o saco conseguirá suportar: Volume real:

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E n u n c i a d o d o s a l u n o s :

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 Resultados

Depois de conceberem o saco de doces e o testarem, respondam às perguntas seguintes. 1. Quando testaram o protótipo, qual era o volume aproximado do saco?

2. Que peso o saco suportou?

3. Foi necessário redesenhar o protótipo inicial?

Em caso afirmativo, por quê? O que foi que descobriram com base no novo desenho?

Se não tiveram de redesenhá-lo, porque acham que o protótipo resultou assim tão bom logo da primeira vez?

4. O que mais gostei do nosso modelo foi…

5. O que menos gostei do nosso modelo foi…

6. Com base na minha experiência, o que eu mudaria no meu modelo seria…

7. Que conceitos tecnológicos, científicos e matemáticos adotaram para criai o protótipo?

Desenhar e fazer um saco para doces mais perfeito