Obiettivi
Il progetto di laboratorio proposto offre agli studenti un'opportunità unica per apprendere e applicare competenze pratiche nel campo della prototipazione e dell'automazione. Questo approccio educativo, che unisce teoria e pratica, è essenziale per sviluppare capacità critiche e creative che saranno utili nel futuro scolastico e professionale degli studenti.
I docenti, in qualità di facilitatori e mentori, avranno l'opportunità di osservare e guidare questo processo, raccogliendo informazioni preziose per valutare l'efficacia di metodologie didattiche innovative.
L'approccio didattico proposto consentirà ai partecipanti di acquisire diverse competenze chiave.
Problem-solving e pensiero critico: le studentesse e gli studenti dovranno affrontare sfide reali durante la progettazione e la costruzione dei loro meccanismi, incoraggiando un attento riflessione e analisi critica delle soluzioni proposte.
Competenze tecniche: dalla modellazione e simulazione alla stampa 3D e programmazione, i partecipanti svilupperanno competenze pratiche in tecnologie moderne che saranno utili nel mercato del lavoro.
Collaborazione: lavorare in gruppi misti stimolerà la cooperazione, l'empatia e il rispetto verso diversi livelli di abilità e conoscenze.
Creatività e innovazione: i laboratori permetteranno agli iscritti di esprimere la loro creatività, esplorando idee e soluzioni innovative.
La realizzazione di un laboratorio di prototipazione e automazione rappresenta un passo fondamentale per l'educazione moderna, preparando gli studenti non solo per le sfide tecniche del futuro, ma anche per un mondo in cui la creatività, la collaborazione e la capacità di adattamento sono essenziali. Attraverso questo progetto, gli studenti non apprenderanno semplicemente competenze tecniche, ma anche il valore del lavoro di squadra e dell’approccio pratico al learning by doing.
Destinatari
Seconde e terze dell'Istituto Tecnico e del Liceo delle Scienze Applicate dell'ISIS "A. Malignani" di Udine.
Strategie e metodologie
Il progetto si basa su un approccio laboratoriale, dove gli studenti saranno coinvolti in attività pratiche che stimoleranno il loro interesse e la loro curiosità. Le sessioni di lavoro si svolgeranno in gruppi, incoraggiando la collaborazione e lo scambio di idee. I docenti guideranno gli studenti attraverso attività pratiche, fornendo supporto e feedback, ma lasciando anche spazio per l’esplorazione autonoma.
Il gruppo di progetto dei facilitatori è composto dai seguenti docenti dell’ISIS “A. Malignani” Federico Busato – Meccanica, STEM (federico.busato@malignani.ud.it), Michelina Giavedoni – Matematica, STEM (michelina.giavedoni@malignani.ud.it), Elio Ingrosso-Elettronica, Sistemi Automatici, STEM (elio.ingrosso@malignani.ud.it), Edoardo Christopher Trentin -Logistica, Costruzioni Aeronautiche, STEM (edoardochristopher.trentin@malignani.ud.it) .
Contesto, obiettivi, strategie e metodologie e quant’altro sono contenuti nel charter di progetto condiviso nelle risorse. Si tratta del documento di pianificazione iniziale che è già in aggiornamento e revisione sulla base delle osservazioni e delle opportunità emerse nel percorso.
Tempo richiesto
Durata complessiva: 30 ore
Discipline
Fasi
Formazione dei Gruppi
Si è lasciato che gli studenti si organizzassero in gruppi di tre. Fatto questo si è fatta una competizione per la costruzione di una torre di spaghetti con la punta di marshmallow.
Pr(e)totipazione del Meccanismo Biella Manovella
Modellazione, Stampa 3D e taglio-laser del quadrante di un orologio e di un incastro a "coda di rondine"
Modellazione e stampa 3D delle lancette e delle ruote dentate dei secondi, minuti e ore dell'orologio.
Azionamento del motore di azionamento delle lancette con Arduino.
Assemblaggio orologio e verifica funzionamento.
Traguardi formativi
Conoscenze
-Meccanismi biella manovella, glifo oscillante, quadrilatero articolato
-CAD parametrico
-Formati CAD di intersambio: STP, STL, DXF
-Basi di simulazione geometrica con Geogebra
-Basi di programmazione C con Arduinio
-Motori Stepper
-Trasmissioni meccaniche: cinghia, ingranaggi
-Tipi di viti
-Tipi di colla
-Nomi delle macchine, degli utensili e delle lavorazioni
Abilità
-Ricercare, ideare e disegnare i meccanismi assegnati sulla carta mediante disegni a mano libera in scala 1:1
-Realizzare, con lavorazioni manuali, i meccanismi proposti dagli insegnanti mediante materiali semplici e poveri: carta, cartone, compensato, MDF, PVC semi-espanso, viti
-Simulare un meccanismo tipo glifo oscillante 3D in Geogebra
-Modellare in 3D semplici parti meccaniche con FreeCad.
-Slicing e stampa 3D essere dei modelli 3D elaborati con il CAD
-Taglio laser in sicurezza partendo dai modelli 3D e averli correttamente trasformati in 2D esportandoli in DXF
-Assemblare le varie parti con accoppiamenti avvitati e incollaggi
-utilizzare un piccolo motore passo passo
-realizzare il programma di gestione dell’automazione con Arduino
-presentare il lavoro fatto tramite un video documentario
-documentare il proprio lavoro
-analizzare criticamente i propri comportamenti e quelli dei compagni anche di età diversa.
-sperimentare l'efficacia del lavoro con il metodo PDCA rispetto a quello libero
Competenze Digitali
Competenze di Cittadinanza
Competenze Chiave Europee
Strumenti e materiali
Kit didattico
Materiali per il disegno artistico e visuale: pennarelli, forbici, colla, biglietti colorati, cartelloni.
Materiali per il disegno manuale: matite, righe, compasso, cerchiografo.
Forbici, tavolette di legno, chiodi, martelli, taglierini, squadre, seghetti manuali, seghetti alternativi, traforo manuale o elettrico, Avvitatore, punte per acciaio e maschi per filettare, colla a caldo, colla a contatto, colla a contatto per PVC, colla vinilica, biadesivo, nastro carta, nastro telato, nastro poliestere trasparente, stagnatore e stagno
Materiali di recupero: lana, stoffe, nastri, carta, cartone, PVC semi-espanso, compensato, viteria di recupero, elettrodomestici da smontare
Strumenti di misura: flessometro, calibro, righello, "spannometro" e "occhiometro" :-)
Kit Arduino con motori passo-passo e driver TB6600, Alimentatori 12V o batterie.
Stampante 3D e slicer tipo Cura. Filo di stampa tipo PLA.
Macchina per il taglio Laser CNC e software di nesting RD8 Works.
Software di disegno 2D, INVENTOR.
Modalità di valutazione
Valutazioni formative frutto di osservazioni da parte dei docenti:
o Contributo al lavoro di gruppo
o Qualità dei prodotti finali
o Qualità della presentazione personale
Gli studenti valuteranno il progetto e i loro mentori con un questionario di gradimento basato sulla qualità dell’apprendimento percepito, sull’organizzazione, sulla disponibilità e sul divertimento.
