SP-114
SPIKE Prime
30-45 min
Item 1
Iniciante
Protótipos de teste
Observe que esta lição é baseada no código Python usado no aplicativo LEGO ® Education SPIKE ™ Legacy.
Explore o processo de projeto de engenharia
Aula criada por:
LEGO® Education
Suporte ao Professor
Preparar
Preparar
• Certifique-se de que os hubs SPIKE Prime estejam carregados, especialmente se estiverem conectados por Bluetooth.
Material do Aluno
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Envolver
( Discussão em grupo, 5 minutos )
Envolva os alunos a pensar sobre o processo de engenharia de projeto.
Os engenheiros usam um processo chamado processo de engenharia de projeto quando estão tentando encontrar uma solução para um problema. Apresente aos alunos o processo de engenharia de projeto. Você pode usar seu próprio modelo preferido ou o fornecido abaixo:
• Defina um problema
• Pesquise o problema
• Faça um brainstorming de possíveis soluções
• Selecione a solução mais promissora
• Construa um protótipo
• Teste e avalie o protótipo
• Comunique
• Redesenhe
Inicie uma discussão com os alunos sobre como os engenheiros usam esse processo para projetar soluções para problemas. Considere compartilhar exemplos.
Perguntas para investigar
Como os engenheiros pegam uma ideia e a transformam em um produto?
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Explorar
( Pequenos Grupos, 20 minutos )
Os alunos usarão o processo de engenharia de projeto para construir uma ponte.
Apresentar aos alunos um problema para resolver. Explique aos alunos que eles foram contratados para construir um modelo de ponte. O leito do modelo, que é a grande placa técnica amarela, precisa se elevar acima da mesa em 3 polegadas.
Peça aos alunos que registrem as etapas do processo de engenharia de projeto em seus cadernos à medida que as concluem. Juntos, concluam a etapa 1 definindo o problema. Os alunos devem identificar que precisam construir uma ponte que tenha o leito da estrada a 3 polegadas da mesa. Identifique outras necessidades – como o que uma ponte deve fazer – carregar peso, não se mover de um lado para o outro e assim por diante.
Dê tempo aos alunos para concluir a etapa 2, para pesquisar o problema, conforme necessário.
Os alunos devem registrar todas as ideias à medida que avançam para a próxima etapa, fazendo um brainstorming de possíveis soluções. Forneça aos alunos as seguintes restrições para o desafio:
• Os alunos só podem usar os seguintes elementos de seu conjunto:
- Placas técnicas amarelas grandes
- Vigas técnicas
- Conectores ou eixos
• Os alunos não podem usar estruturas.
• O leito da estrada deve conter 2 garrafas de água fechadas.
Peça aos alunos que selecionem sua melhor opção e construam seu protótipo.
Peça aos alunos que verifiquem se seu modelo original não se move de um lado para o outro e pode suportar algum peso. Comece com 2 garrafas plásticas de água fechadas.
Peça aos alunos que tirem uma foto de seu primeiro protótipo de ponte.
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Explicar
( Grupo inteiro, 5 minutos )
Peça aos alunos que compartilhem seu modelo e expliquem como chegaram ao design final.
Faça perguntas aos alunos como:
• Que tipo de ponte você poderia construir considerando os materiais que pode usar?
• Por que é importante planejar antes de construir?
• O que aconteceu enquanto você construía? Você teve que mudar alguma coisa no design?
• Por que você foi solicitado a verificar se o modelo suportaria o peso das garrafas de água?
• Que etapa você estava concluindo quando adicionou as garrafas de água?
Discuta com os alunos que eles estavam concluindo a fase de teste e iteração de seu design quando estavam adicionando as garrafas de água. Os alunos podem indicar que sua ponte não suportou o peso das garrafas de água.
Discuta o que é aprendido quando isso acontece e o que os alunos podem fazer a seguir. Os alunos devem reconhecer que os testes determinam se um projeto funciona como pretendido ou não. Ele permite que o designer investigue o que precisa mudar ou consertar.
Peça aos alunos que pensem em como melhorar o design iterando ou fazendo pequenas alterações com base no teste e, em seguida, testando novamente para identificar as iterações adicionais necessárias.
Faça perguntas aos alunos como:
• Por que testar o modelo é importante?
• O que podemos aprender ao testar nosso modelo?
• Qual é o próximo passo a ser seguido depois de testar o modelo e aprender com esse teste?
• Quando você sabe que a fase de teste e iteração está concluída?
• Você viu ideias de outras equipes que gostaria de incorporar em seu próprio design?
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Elaborar
( Pequenos Grupos, 10 minutos )
Permitir mais iteração do projeto com base na adição de novos materiais.
Explique aos alunos que um novo design de material foi fabricado e está disponível para uso – a moldura e quaisquer outras peças do conjunto. Diga aos alunos que eles podem usar molduras, mas não são obrigados a fazê-lo. Além disso, o cliente pediu que o protótipo suportasse 10 libras.
Peça aos alunos que experimentem adicionar a nova tecnologia ao design. Peça aos alunos que considerem se devem começar todo o processo novamente ou apenas começar no meio. Discuta o processo a seguir como um grupo.
Dê aos alunos tempo para redesenhar sua ponte com as novas peças. Lembre os alunos de testar e iterar em seu projeto para garantir que ele atenda à expectativa de suportar 10 libras.
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Avaliar
( Exercício em grupo, 5 minutos )
Observação do Professor:
Discuta o programa com os alunos. Faça perguntas aos alunos como:
• Quão bem seu primeiro protótipo funcionou?
• Por que testar seu design foi tão importante?
• Como um engenheiro passa da ideia ao protótipo?
Autoavaliação:
Peça aos alunos que respondam o seguinte em seus diários:
• O que você aprendeu hoje sobre engenharia de projeto e a importância dos testes?
• Que características de um bom companheiro de equipe eu demonstrei hoje?
• Peça aos alunos para avaliarem a si mesmos em uma escala de 1 a 3, em sua gestão de tempo hoje.
• Peça ao aluno para avaliar a si mesmo em uma escala de 1 a 3, em seu gerenciamento de materiais (peças) hoje.
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Dicas para o professor
Diferenciar