Desenhar e fazer um saco
para doces mais perfeito
Formação dada pela TryEngineering - www.tryengineering.org
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Objetivo da aula
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.
Sumário da aula
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.
Grupos etários
8-18
Objetivos
 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.
Resultados previstos para o aluno
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
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Atividades da aula
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.
Recursos/Materiais
 Documentos de recurso para o educador (em anexo).
 Folhas de trabalho para os alunos (em anexo).
 Folhas de recurso para os alunos (em anexo).
Alinhamento com quadros curriculares
Consultar a folha relativa ao quadro curricular em anexo.
Ligações à Internet
 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)
Leituras recomendadas
 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)
Atividade de redação opcional
 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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Referências
Pam Newberry, Project Lead the Way (www.pltw.org)
Doug Gorham, IEEE (www.ieee.org/organizations/eab/precollege/tispt)
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Desenhar e fazer
um saco para doces mais perfeito
Para os educadores:
Alinhamento com enquadramentos curriculares
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.
 Desenvolver e avaliar deduções e previsões baseadas em dados.
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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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Para os educadores:
Recursos para os educadores
‹
Materiais
•
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•
•
•
•
•
•
•
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 de
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.
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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Desenhar e fazer
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Recurso para os alunos:
História e inventores de sacos de papel
‹
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 redesenhar os componentes mecânicos de todo o tipo de
objeto, desde papagaios a escorregas. Quando cresceu, foi
trabalhar para a Columbia Paper Bag Company de Springfield, MA. Naquela época, os
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.
Por fim, descobriu um desenho que, em sua opinião, funcionaria.
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
roubar o seu desenho e 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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um saco para doces mais perfeito
Recurso para os alunos:
Desafio para os alunos
‹
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.
11. Apresentem as descobertas do grupo ao resto da turma.
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um saco para doces mais perfeito
Enunciado dos alunos:
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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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um saco para doces mais perfeito
Enunciado dos alunos:
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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:
Peso real que o saco consegue suportar:
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um saco para doces mais perfeito
Enunciado dos alunos:
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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?
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