Máquina de Rube Goldberg

Informações da Classe

• Séries: 6º ano ao 3º ano do ensino médio (os estudantes precisam ter 13 anos ou mais)

• Duração da aula: uma semana, dependendo da familiaridade dos estudantes com o Modo Criativo do Fortnite

• Ferramenta utilizada: Modo Criativo do Fortnite

• Classe/ambiente de aprendizagem: é recomendado ter um dispositivo compatível com Fortnite e conexão com a internet para cada aluno. Um laboratório de informática deve servir de ambiente ideal.

Contato do Autor

Autor, Organização/Função: Steve Isaacs, Bernards Township Schools, Professor

Twitter: @mr_isaacs

LinkedIn: steve-isaacs

Visão Geral da Aula

Quem não gosta de uma boa máquina de Rube Goldberg? Cheias de humor e sagacidade, e baseadas em máquinas simples, as invenções de Rube Goldberg são descritas como máquinas excessivamente complexas, compostas por diversas ações automatizadas para resolver um problema simples. Só consigo imaginar o quanto Rube teria ficado entusiasmado se o Fortnite Creative estivesse disponível em sua época. Nesta aula, os estudantes aprenderão sobre máquinas simples, engenharia e automação. Eles projetarão e construirão uma máquina de Rube Goldberg no Fortnite, usando o conjunto de ferramentas do Modo Criativo.

Espero que você não tenha medo de altura...

Os estudantes criarão uma máquina de Rube Goldberg usando o Modo Criativo do Fortnite. Durante o processo, eles devem:

• Aprender sobre máquinas simples.

• Aplicar o Modelo de Design Thinking para criar uma solução complexa para um problema simples.

• Demonstrar que compreendem os princípios da automatização, da física e da engenharia projetando e construindo suas próprias máquinas funcionais.

• Desenvolver e testar hipóteses enquanto participam do processo de design iterativo.

PERGUNTAS ESSENCIAIS/GRANDES IDEIAS

• Como o processo de pensamento criativo ajuda na solução criativa de problemas?

• De que maneira o desenvolvimento e o teste de hipóteses afetam o processo de criação?

• Como máquinas simples contribuem para a automação?

RESULTADO/OBJETIVOS DA APRENDIZAGEM

O aluno será capaz de:

• Identificar máquinas simples e seus propósitos.

• Desenvolver e testar uma hipótese.

• Criar uma máquina de Rube Goldberg composta por diversas máquinas simples que criam uma solução complexa para um problema simples.

• Criar um problema para desenvolver uma solução.

• Compreender alguns dos princípios básicos da física.

ATIVIDADES DE APRENDIZAGEM

Gancho

Mostre os vídeos a seguir (eles podem ser exibidos em momentos diferentes do projeto para mostrar aos alunos as possibilidades):

• Vídeo de aventura de Baller: uma máquina de Rube Goldberg Criada no Modo Criativo do Fortnite

• Armadilha para monstros de Audri

• This Too Shall Pass: videoclipe da banda "OK Go" com uma máquina de Rube Goldberg

• Ganhando um sorvete: Purdue Society of Professional Engineers Rube Goldberg — Equipe 2016

Instrução: Rube Goldberg, Máquinas Simples e o Processo de Criação

1. Rube Goldberg: um ícone cultural: leia e debata.

2. Máquinas simples: assista e depois analise os tipos de máquinas simples:

   • Alavanca

   • Roda e eixo

   • Plano inclinado

   • Cunha

   • Roldana

   • Parafuso

3. Os estudantes devem definir máquinas simples com as próprias palavras e citar exemplos de cada uma na vida cotidiana (planilha de exemplo anexada.)

4. Debata sobre o processo de criação na engenharia/processo de desenvolvimento iterativo: https://www.teachengineering.org/k12engineering/designprocess

exploração

Teste o Modo Criativo do Fortnite para ter uma ideia dos diferentes dispositivos como eles funcionam para automatizar funções no jogo.

• Crie um processo automatizado usando o Modo Criativo do Fortnite. Use as ferramentas de construção (estruturas pré-fabricadas, galerias, dispositivos e assim por diante).

Processo de Desenvolvimento Iterativo

1. Design: determine um problema simples para ser resolvido (como colocar uma bola em uma cesta):

   • Pode ser um problema sugerido pelo professor ou os estudantes podem apresentar seus próprios problemas simples para resolver.

   • Desenvolva um plano elaborado (complexo) para resolver este problema simples.

   • Desenvolva um roteiro visual (série de esboços) para debater o problema e sua solução.

2. Desenvolvimento: comece o desenvolvimento no Fortnite com base na criação/esboço sequencial inicial.

3. Teste/feedback dos colegas

4. Iteração: itere a criação inicial com base no feedback.

5. Teste/feedback dos colegas

6. Máquina de Rube Goldberg concluída: finalize o projeto com base no feedback final.

7. Crie um vídeo de passo a passo: opcional, caso não consiga exibir o projeto no Fortnite.

Atividade Final

Exposição ou apresentação em vídeo.

RECURSOS

Compilação de recursos de Rube Goldberg

Os downloads a seguir também estão disponíveis nesta lição:

• Um PDF desta aula

• Um material do estudante em PDF

Avaliações

Projeto Concluído

Máquina de Rube Goldberg Criada no Modo Criativo do Fortnite.

Material a ser entregue

Concluiu uma Ilha do Fortnite ou um vídeo de passo a passo da Máquina de Rube Goldberg.

Gabarito

Um gabarito disponível para download está disponível nesta aula.

Mapeamento de Padrões

Padrões ISTE

3 Construtor de Conhecimento

• Os alunos constroem conhecimento explorando ativamente questões e problemas do mundo real, desenvolvendo ideias e teorias, e buscando respostas e soluções.

4 Desenvolvimento Inovador

• 4a: os estudantes conhecem e usam um processo de desenvolvimento pensado na geração de ideias, teste de teorias, criação de ferramentas inovadoras e solução de problemas reais.

• 4c: os estudantes desenvolvem, testam e aperfeiçoam protótipos como parte de um processo de desenvolvimento cíclico.

• 4d: os estudantes demonstram saber lidar com a ambiguidade, a perseverança e a capacidade de trabalhar com problemas em aberto.

5 Pensamento Computacional

• 5c: os estudantes destrincham os problemas em partes, extraem informações importantes e desenvolvem modelos descritivos para entender sistemas complexos ou facilitar a resolução de problemas.

• 5d: os estudantes entendem como a automatização funciona e usam o pensamento algorítmico para desenvolver uma sequência de passos para criar e testar soluções automatizadas.

6 Comunicação Criativa

• 6c: os estudantes transmitem ideias complexas de forma clara e eficaz criando e usando vários objetos digitais, como visualizações, modelos e simulações.

Padrões da Ciência da Próxima Geração (NGSS em inglês)

Mobilidade e Estabilidade: Forças e Interações

• MS-PS2-1: aplicar a Terceira Lei de Newton para criar uma solução para um problema envolvendo o movimento de dois objetos em colisão. Energia

• HS-PS3-3: projetar, construir e aprimorar um dispositivo que funcione dentro de determinadas restrições para converter uma forma de energia em outra.

Design na Engenharia

• HS-ETS1-2: projetar uma solução para um problema complexo do mundo real dividindo-o em problemas menores e mais fáceis de gerir que podem ser solucionados por engenharia.

Conexões Interdisciplinares e do Século XXI

Esta aula abrange áreas relacionadas à engenharia, ciência e desenvolvimento em multiplataforma. Esta lição integra todas as áreas do modelo STEM/STEAM.

Conexões do século XXI

1. Pensamento crítico

2. Criatividade

3. Colaboração

4. Comunicação

5. Alfabetização tecnológica

6. Flexibilidade

7. Liderança

8. Iniciativa

9. Habilidades sociais

Modificações e Acomodações

Forneça aos estudantes a opção de usarem uma ferramenta diferente para a criação de uma Máquina de Rube Goldberg:

• Use uma ferramenta digital diferente para a criação de uma Máquina de Rube Goldberg

• Crie uma Máquina de Rube Goldberg física

• Forneça um controle adaptativo/controle de jogo, caso necessário.