Projetos de dispensadores

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1 Projetos de dispensadores Fornecido pelo TryEngineering - Foco da lição A lição enfoca como os engenheiros têm de projetar objetos para atender às necessidades dos usuários, enquanto também levam em conta as limitações dos materiais e implicações de custo. Resumo da lição A atividade Projetos de dispensadores explora como os engenheiros trabalham em equipe para resolver problemas. Os estudantes aprendem como materiais, custos e necessidades do usuário devem ser ponderados quando se projeta um produto e também como o mesmo produto pode ser reprojetado ao longo do tempo, à medida que mudam os materiais, custos ou necessidades. Os estudantes trabalham em equipes para avaliar projetos atuais e desenvolver um novo projeto para um dispensador de fita de mão, que pode ser facilmente operado por uma pessoa que tenha força limitada e a capacidade de usar apenas uma das mãos. Os estudantes desenvolvem desenhos, constroem seus projetos de dispensador usando materiais do dia-a-dia e avaliam as estratégias empregadas por outras equipes de estudantes. Faixa etária Precauções de segurança Esta lição pode envolver o uso de tesoura ou estilete. O professor deve ter cuidado quando trabalhar com estudantes mais novos. Alguns professores podem considerar usar um pedaço de plástico triangular pontudo para cortar a fita, em vez de usar um estilete ou tira de metal serrilhado. Objetivos Aprender como as necessidades do usuário, materiais, custos e processos de manufatura afetam o projeto de itens do dia-a-dia. Aprender sobre o processo de reengenharia de produto. Aprender sobre patentes e questões éticas. Aprender como equipes de engenharia tratam a solução de problemas. Aprender sobre trabalho em equipe e como trabalhar em grupo. Resultados esperados para os alunos Como resultado desta atividade, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Projeto e engenharia de produtos. Solução de problemas. Trabalho em equipe. Projetos de dispensadores Página 1 de 10

2 Atividades da lição Os estudantes aprendem como materiais, custos e necessidades do usuário devem ser ponderados quando se projeta um produto. Eles trabalham em equipes para avaliar projetos atuais e desenvolver um novo projeto para um dispensador de fita de mão, que pode ser facilmente operado por uma pessoa que tenha força limitada e a capacidade de usar apenas uma das mãos. Os estudantes constroem seus projetos de dispensador e avaliam as estratégias empregadas por outras equipes de estudantes. Recursos/Materiais Documentos de recursos do professor (anexos). Folhas de trabalho do aluno (anexas). Folhas de recursos do aluno (anexas). Alinhamento a grades curriculares Consulte a folha de alinhamento curricular anexa. Recursos na internet TryEngineering (). A invenção do dispensador de fita adesiva ( Gold Violin ( Active Forever ( empresas que adaptam itens para uso por idosos e pessoas com mobilidade limitada. Escritório de Marcas e Patentes dos EUA para Crianças ( Padrões da ITEA para a Educação Tecnológica: conteúdo para o estudo de tecnologia ( Compêndio McREL de Padrões e Marcas de Referência ( Uma compilação dos padrões atuais do currículo K-12 (ensino fundamental e médio) dos EUA, em formatos pesquisável e navegável. Padrões Educacionais de Ciência dos EUA ( Leituras recomendadas The Design of Everyday Things by, de Donald A. Norman (ISBN: ). Atividade escrita opcional Escrever um ensaio ou parágrafo descrevendo as necessidades que os engenheiros atenderam quando projetaram e reprojetaram o abridor de latas - um item do diaa-dia com muitas variações de custo, estrutura, função e projeto. Considerar questões éticas e de patentes no trabalho. Projetos de dispensadores Página 2 de 10

3 Projetos de dispensadores Para professores: Alinhamento a grades curriculares Nota: Todos os planos de aula deste conjunto são alinhados ao National Science Education Standards dos EUA, produzidos pelo National Research Council e endossados pela National Science Teachers Association, e, se aplicável, ao Standards for Technological Literacy da International Technology Education Association e ao Principles and Standards for School Mathematics do National Council of Teachers of Mathematics. Padrões Educacionais de Ciências dos EUA, 5ª a 8ª séries (idades de 10 a 14 anos) CONTEÚDO PADRÃO A: ciência como investigação Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: Compreensão sobre a investigação científica. CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia Como resultado das atividades da 5ª a 8ª série, os estudantes devem desenvolver: Habilidades de projeto tecnológico. Compreensão de ciência e tecnologia. CONTEÚDO PADRÃO F: ciência em perspectivas pessoais e sociais Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Saúde pessoal. Riscos e benefícios. Ciência e tecnologia na sociedade. CONTEÚDO PADRÃO G: história e natureza da ciência Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: História da ciência. Padrões Educacionais de Ciências dos EUA, 9ª a 12ª séries (idades de 14 a 18 anos) CONTEÚDO PADRÃO A: ciência como investigação Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: Compreensão sobre a investigação científica. CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: Habilidades de projeto tecnológico. Compreensão de ciência e tecnologia. CONTEÚDO PADRÃO F: ciência em perspectivas pessoais e sociais Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Ciência e tecnologia em desafios locais, nacionais e globais. CONTEÚDO PADRÃO G: história e natureza da ciência Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Perspectivas históricas. Projetos de dispensadores Página 3 de 10

4 Para professores: Alinhamento a grades curriculares (continuação) Padrões para a Educação Tecnológica - todas as idades A natureza da tecnologia Padrão 3: Os estudantes desenvolverão uma compreensão dos relacionamentos entre tecnologias e as conexões entre tecnologia e outros campos de estudo. Tecnologia e sociedade Padrão 6: Os estudantes desenvolverão uma compreensão do papel da sociedade no desenvolvimento e uso da tecnologia. Projeto Padrão 8: Os estudantes desenvolverão uma compreensão dos atributos de projeto. Padrão 9: Os estudantes desenvolverão uma compreensão do projeto de engenharia. Padrão 10: Os estudantes desenvolverão uma compreensão do papel da busca de erros, pesquisa e desenvolvimento, invenção e inovação e experimentação na solução de problemas. Habilidades para um mundo tecnológico Padrão 11: Os estudantes desenvolverão habilidades para aplicar o processo de projeto. Padrão 13: Os estudantes desenvolverão habilidades para avaliar o impacto de produtos e sistemas. Projetos de dispensadores Página 4 de 10

5 Projetos de dispensadores Para professores: Recursos do professor Propósito da lição Explorar a solução de problemas de engenharia trabalhando em equipes para determinar um plano para reprojetar o dispensador de fita adesiva de mão, de forma a atender as necessidades de uma pessoa com força limitada e a capacidade de usar apenas uma das mãos. Isso imita os desafios de engenharia do mundo real de reprojetar e fabricar itens quando os materiais, custos, necessidades do usuário ou processos de manufatura mudam. Objetivos da lição Aprender como as necessidades do usuário, materiais, custos e processos de manufatura afetam o projeto de itens do dia-a-dia. Aprender sobre o processo de reengenharia de produto. Aprender sobre patentes e questões éticas. Aprender sobre solução de problemas. Aprender sobre trabalho em equipe e como trabalhar em grupo. Materiais Folhas de recursos e folha de trabalho do aluno. Um conjunto de materiais para cada grupo de estudantes: o o Exemplo de dispensador de fita de mão. Rolo de fita adesiva, papelão (folhas, rolos centrais de rolos de papel-toalha ou papel higiênico usados), tesoura, tiras de corte de rolo de papel-alumínio ou plástico, pedaços de plástico triangulares, clipes de papel, barbante, arame, cola, palitos de sorvete. Procedimento 1. Mostre aos estudantes as diversas folhas de referência do aluno. Elas podem ser lidas em sala ou fornecidas como material de leitura como lição de casa para a noite anterior à aula. 2. Considere pedir aos alunos que acessem os sites Gold Violin ( e/ou Active Forever ( e explorem produtos que os engenheiros adaptaram para idosos e pessoas com mobilidade limitada. 3. Também considere discutir questões éticas e de patentes que os engenheiros devem considerar quando reprojetam o produto de outra pessoa. Peça que os alunos visitem o Escritório de Marcas e Patentes dos EUA para Crianças ( para explorar patentes. 4. Divida os alunos em grupos de 2 a 3 estudantes, fornecendo um conjunto de materiais por grupo. 5. Mostre diversos exemplos de diferentes projetos de dispensadores de fita e peça que os grupos determinem que necessidades foram atendidas pelos diversos projetos. Os estudantes preencherão a folha de trabalho do aluno para essa seção (observe que existem dispensadores de fita em miniatura, de mão, de mesa, descartáveis, que permitem o uso de refil, baratos e caros). Projetos de dispensadores Página 5 de 10

6 6. Em seguida, peça para que as equipes de alunos reprojetem o dispensador, de forma que ele possa ser usado por uma pessoa que tenha força limitada e a capacidade de usar apenas uma das mãos. Incentive os estudantes a serem criativos em seus projetos, de forma que o novo dispensador seja completamente diferente daqueles atualmente fabricados. Peça que eles considerem como o novo projeto seria fabricado, questões éticas e de patentes, custos de manufatura e quais materiais seriam usados na produção final. Os estudantes devem preencher a folha de trabalho, construir um modelo operacional de seu projeto e então apresentar seu projeto à turma. 7. Cada grupo de alunos avaliará os projetos desenvolvidos pelas outras equipes e preencherá uma folha de trabalho de avaliação/reflexão. Tempo necessário De duas a três sessões de 45 minutos. Projetos de dispensadores Página 6 de 10

7 Projetos de dispensadores Recurso do aluno Detalhes de dispensadores de fita adesiva Um assunto pegajoso Você já pensou sobre a engenharia envolvida no desenvolvimento de fitas adesivas transparentes e dos dispensadores que você usa para cortá-las em tiras úteis? O que é fita adesiva transparente? A fita adesiva transparente, como a fita Scotch, é transparente e baseada em celulose. A fita adesiva é uma fita de fixação coberta por adesivo, usada para grudar objetos temporariamente ou, em alguns casos, de forma permanente. A fita adesiva que gruda exclusivamente pela aplicação de pressão (isto é, sem ativação por água, solvente ou calor) é conhecida como fita sensível à pressão. A fita adesiva foi inventada em1926 por Richard Drew, da 3M. A fita original era uma fita de mascaramento revestida de papel. As fitas transparentes e outras fitas derivaram dessa invenção. Da mesma forma que xerox tornou-se uma palavra que designa fotocópias em geral, fita Scotch (nos EUA e outros países, como a Argentina), Sellotape (na Grã-Bretanha), Tixo (na Áustria) e Tesa (na Alemanha) foram marcas que se transformaram praticamente em nomes genéricos, usados para designar fitas adesivas em geral. Mas como nós podemos cortá-la? Foram desenvolvidos muitos sistemas para cortar fitas transparentes em tiras menores e mais úteis. Já existiram centenas de modelos de dispensadores ao longo da história da fita adesiva! Alguns são mais eficientes do que outros em determinadas situações. Projetos de dispensadores Página 7 de 10

8 Projetos de dispensadores Folha de trabalho do aluno: Você é o engenheiro! Vocês são uma equipe de engenheiros que tem de atacar o desafio de reprojetar o dispensador de fita adesiva de mão, de forma que ele possa ser usado por uma pessoa que tenha força limitada e a capacidade de usar apenas uma das mãos. Passos da atividade 1. Revisem as diversas folhas de referência do aluno. 2. Sua equipe recebeu exemplos de diferentes projetos de dispensadores de fita adesiva. Analisem-nos e determinem que decisões os engenheiros tomaram (custo, durabilidade, projeto, necessidades do usuário) ao desenvolver esses modelos do produto. Respondam às perguntas abaixo: Escolham dois projetos de dispensador, comparem-nos e, em seguida, respondam às perguntas abaixo: a. Que projeto vocês acham que foi o mais barato de fabricar? Por que vocês acham que ele custa menos para fazer? (Considerem materiais, tamanho e outros fatores.) b. Quais são as necessidades atendidas pelo dispensador mais caro? O que vocês pensam que os engenheiros acharam que os usuários em perspectiva achariam mais importante? (Considerem estética, durabilidade e outros fatores.) Projetos de dispensadores Página 8 de 10

9 Folha de trabalho do aluno: Você é o engenheiro! (continuação) 3. Em seguida, sua equipe de engenheiros deve desenvolver um novo projeto de dispensador, que possa ser usado por uma pessoa que tenha força limitada e a capacidade de usar apenas uma das mãos. Pensem sobre as necessidades do usuário e como seu projeto pode ser uma melhoria em relação àqueles existentes atualmente. Considerem a estética e a ética de realizar apenas pequenos ajustes em um desenho/projeto patenteado por outra pessoa. 4. Desenhem um esboço de seu projeto em uma página separada e, em seguida, construam um modelo operacional do mesmo e apresentem-no à turma. 5. Mesmo que o modelo operacional de sua equipe tenha sido construído de materiais simples encontrados em sala de aula, de que materiais seu dispensador final seria feito? 6. Como isso afetaria o processo de manufatura? 7. Por que preço vocês venderiam este dispensador? Vocês poderiam fabricá-lo por este preço? 8. Se um produto for reprojetado, quais são os direitos que o detentor da patente do produto original tem? Ele deve ser recompensado se o seu novo projeto vender bem? 9. Avaliem/reflitam sobre seu projeto e aqueles desenvolvidos pelas outras equipes de engenharia de sua turma, usando a folha de trabalho anexa. Projetos de dispensadores Página 9 de 10

10 Projetos de dispensadores Folha de trabalho do aluno: avaliação/reflexão Use esta folha de trabalho para avaliar os diferentes projetos desenvolvidos pelas equipes de engenharia de sua turma. 1. Que desafios vocês encontraram para construir seu modelo operacional? 2. Vocês precisaram retrabalhar seu plano quando estavam na fase de construir o modelo? Se sim, como seu projeto mudou? 3. Qual dos projetos criados por outras equipes você acha que foi o que funcionou melhor? Por quê? 4. Com base no que viu outras equipes desenvolverem, você acha que poderia criar agora um projeto ainda melhor? Que características de outros projetos você incorporaria no modelo de sua equipe? Por quê? 5. Você acha que existem muitas maneiras de resolver este desafio? Se sim, o que isso lhe diz a respeito do projeto dos produtos do dia-a-dia criados na vida real? 6. Você acha que teria sido capaz de criar seu novo projeto se não tivesse trabalhado como parte de uma equipe? Quais são as vantagens do trabalho em equipe em relação a trabalhar sozinho? Projetos de dispensadores Página 10 de 10