Integrazione STEM/STEAM: Collegare le Schede Didattiche alle Attività Pratiche di Ingegneria e Arte

SFIDA DI PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA: Costruire un ponte che regge 100 monete

FASE 1: CHIEDI (Identifica il problema)
Qual è la sfida? ________________________________
Quali vincoli abbiamo? (materiali, tempo, dimensioni)
_________________________________________________

FASE 2: IMMAGINA (Brainstorming soluzioni)
Disegna 3 diversi progetti di ponte:
[Riquadro disegno 1]    [Riquadro disegno 2]    [Riquadro disegno 3]

Quale progetto sceglierai? _____ Perché? ___________
_________________________________________________

FASE 3: PIANIFICA (Progetto dettagliato)
Disegna il tuo progetto finale con etichette:
[Grande riquadro per disegno]

Materiali necessari:
☐ _____________  ☐ _____________  ☐ _____________

Capacità di carico prevista: _____ monete

FASE 4: CREA (Costruiscilo!)
[Completare dopo la costruzione]
Note sul processo di costruzione: ___________________________
Difficoltà incontrate: _______________________________

FASE 5: MIGLIORA (Testa e Riprogetta)
Capacità di carico effettiva: _____ monete
Ha raggiunto l'obiettivo (100 monete)? ☐ Sì ☐ No

Se lo costruissi di nuovo, cambierei: _________________
_________________________________________________

Cosa ho imparato: ____________________________________

Costruzione Torre: Raccolta Dati

PREVISIONE PRE-COSTRUZIONE:
Prevedo che la mia torre sarà alta ____ cm.

FASE DI COSTRUZIONE:
Quanti bastoncini hai usato? ____
Che forma ha la base? (cerchio, quadrato, triangolo) ____

MISURAZIONE:
Altezza effettiva: ____ cm
Differenza dalla previsione: ____ cm (più alta o più bassa?)

ANALISI DATI:
Misura le torri di 5 compagni:

Nome Studente | Altezza Torre (cm) | Forma Base
-------------|-------------------|------------
1.           |                   |
2.           |                   |
3.           |                   |
4.           |                   |
5.           |                   |

RAPPRESENTAZIONE GRAFICA:
Crea un grafico a barre che mostra le altezze delle torri:
[Modello grafico con assi etichettati]

DOMANDE MATEMATICHE:
1. Qual è stata la torre più alta? ____ cm
2. Qual è stata la torre più bassa? ____ cm
3. Qual è la differenza? ____ cm
4. Qual è l'altezza media? ____ cm (somma tutte altezze ÷ 5)
5. Quale forma di base è stata la più comune? ____________

ANALISI:
La forma della base influenza l'altezza della torre? (Supporta con dati)
_________________________________________________

Esperimento Aeroplani di Carta

DOMANDA: Quale design di aeroplano vola più lontano?

IPOTESI:
Penso che il design _____________ volerà più lontano perché
_________________________________________________

MATERIALI:
☐ 3 fogli di carta (stessa dimensione)
☐ Metro a nastro
☐ Spazio aperto

PROCEDURA:
1. Piega 3 diversi design di aeroplano
2. Lancia ogni aeroplano 3 volte
3. Misura distanza percorsa (cm)
4. Registra dati nella tabella

RACCOLTA DATI:

Design A (Dardo standard):
Prova 1: ____ cm  |  Prova 2: ____ cm  |  Prova 3: ____ cm
Media: ____ cm

Design B (Ali larghe):
Prova 1: ____ cm  |  Prova 2: ____ cm  |  Prova 3: ____ cm
Media: ____ cm

Design C (Stretto):
Prova 1: ____ cm  |  Prova 2: ____ cm  |  Prova 3: ____ cm
Media: ____ cm

RISULTATI:
Vincitore: Design ____ (distanza media: ____ cm)

CONCLUSIONE:
La tua ipotesi era corretta? ☐ Sì ☐ No
Perché pensi che questo design abbia volato più lontano?
_________________________________________________

RAGIONAMENTO SCIENTIFICO:
Quali forze hanno influenzato l'aeroplano? (gravità, resistenza dell'aria)
_________________________________________________

Come potresti migliorare il design vincente?
_________________________________________________

Sfida Algoritmo: Dare Indicazioni per Trovare il Tesoro

OBIETTIVO: Scrivi istruzioni passo dopo passo per guidare qualcuno
da INIZIO a TESORO sulla griglia sotto.

[Griglia 5×5 con INIZIO in basso a sinistra, TESORO in alto a destra,
ostacoli segnati]

PIANIFICAZIONE:
Quanti passi pensi ti serviranno? ____

SCRIVI IL TUO ALGORITMO:
Usa solo questi comandi:
- AVANTI (muovi 1 casella avanti)
- GIRA DESTRA (gira 90° a destra)
- GIRA SINISTRA (gira 90° a sinistra)

Passo 1: ___________
Passo 2: ___________
Passo 3: ___________
Passo 4: ___________
...

TESTA IL TUO CODICE:
Scambia il foglio con un compagno. Fai seguire al compagno le TUE istruzioni.
Ha raggiunto il tesoro? ☐ Sì ☐ No

DEBUGGING:
Se non ha funzionato, cosa è andato storto? ____________________
Come puoi correggerlo? _________________________________

ALGORITMO REVISIONATO (se necessario):
Passo 1: ___________
...

CONCETTO DI INFORMATICA:
Questa attività insegna la SEQUENZA: I passi devono essere
nell'ordine corretto, o il programma fallisce.

Sfida Design Prodotto: Creare un portapenne

REQUISITI FUNZIONALI (Ingegneria):
☐ Deve contenere almeno 10 penne
☐ Deve stare in piedi sulla scrivania
☐ Deve essere stabile (non ribaltarsi)

REQUISITI ESTETICI (Arte):
☐ Deve avere colore (non semplice)
☐ Deve includere un motivo o design
☐ Deve essere visivamente piacevole

MATERIALI DISPONIBILI:
Carta, cartone, nastro adesivo, colla, pennarelli, forbici

BOZZA PROGETTO:
[Riquadro per vista funzionale]
Etichetta caratteristiche importanti (come sta in piedi? come stanno le penne?)

DESIGN ARTISTICO:
[Riquadro per vista estetica]
Quali colori userai? _______
Quale motivo/design? __________

COSTRUISCI E VALUTA:

Test funzionale:
☐ Contiene 10 penne? (Sì/No)
☐ Sta in piedi? (Sì/No)
☐ Stabile? (Sì/No)

Valutazione estetica:
☐ Colorato? (Sì/No)
☐ Ha motivo/design? (Sì/No)
☐ Visivamente piacevole? (Sì/No - chiedi a 3 compagni di votare)

RIFLESSIONE:
Cosa è stato più difficile: farlo funzionare o renderlo bello? Perché?
_________________________________________________

Come hai bilanciato funzione e arte?
_________________________________________________

Scheda Didattica: Pianificazione Urbana

Quali edifici servono a una città? (brainstorming):
☐ Case          ☐ Negozi        ☐ Scuole
☐ Ospedale      ☐ Caserma pompieri  ☐ Parco
☐ Altro: _______

La nostra città avrà:
- ___ case
- ___ negozi
- ___ edifici pubblici

Bozza mappa città:
[Griglia per pianificare layout]

Calcoli matematici:
Se ogni edificio è 10 cm × 10 cm, quanto spazio serve?
Area totale: _____ cm²

Scheda Didattica: Registro Costruzione

Edificio che sto creando: __________
Materiali: ___________________
Altezza: ____ cm  |  Larghezza: ____ cm

Caratteristiche design (arte):
- Colori usati: ___________
- Decorazioni: ___________

Sfide ingegneristiche:
- Problema affrontato: ___________
- Come l'ho risolto: ___________

Scheda Didattica: Presentazione Città

Nome della nostra città: __________

Caratteristiche speciali:
1. ___________________
2. ___________________
3. ___________________

Collegamento scientifico:
Come abbiamo reso stabili le strutture? ______________
Quali forze abbiamo considerato? (gravità, distribuzione peso)
_________________________________________________

IDENTIFICA IL PROBLEMA:
Situazione attuale: La nostra scuola usa 500 bottiglie di plastica/settimana
Impatto ambientale: _________________________

BRAINSTORMING SOLUZIONI:
Idea 1: _____________________
Idea 2: _____________________
Idea 3: _____________________

SCEGLI LA SOLUZIONE MIGLIORE:
Faremo: ____________________
Perché: ____________________

PROGETTA LA SOLUZIONE:
Disegna il tuo piano:
[Riquadro per disegno]

Materiali necessari: ___________
Stima costo: €__________

TESTA E VALUTA:
Dopo 1 settimana, quante bottiglie di plastica usate? ____
La nostra soluzione ha funzionato? ☐ Sì ☐ No ☐ Parzialmente

Analisi dati:
Prima: 500 bottiglie/settimana
Dopo: ___ bottiglie/settimana
Riduzione: ___ bottiglie (___%)

MIGLIORA:
Cosa cambieresti per migliorare i risultati?
_________________________________________________

INGEGNERIA (Progetto e Costruzione):
4 = Progetto soddisfa tutti requisiti, soluzione creativa
3 = Progetto soddisfa maggior parte requisiti
2 = Progetto soddisfa alcuni requisiti
1 = Progetto non soddisfa requisiti

PENSIERO SCIENTIFICO (Test e Dati):
4 = Ipotesi chiara, dati accurati, analisi approfondita
3 = Ipotesi e dati presenti, qualche analisi
2 = Ipotesi o dati presenti, analisi limitata
1 = Mancano ipotesi, dati o analisi

MATEMATICA (Misurazioni e Calcoli):
4 = Misurazioni accurate, calcoli corretti
3 = Generalmente accurato, errori minori
2 = Alcuni problemi di accuratezza
1 = Errori significativi misurazione/calcolo

ARTE/CREATIVITÀ (Solo STEAM):
4 = Molto creativo, esteticamente piacevole
3 = Qualche creatività, aspetto accettabile
2 = Creatività limitata
1 = Nessun elemento creativo

DOCUMENTAZIONE (Schede Didattiche):
4 = Completa, dettagliata, comunicazione chiara
3 = Principalmente completa, dettagli adeguati
2 = Incompleta, dettagli limitati
1 = Manca documentazione significativa

TOTALE: ___/20 punti (o ___/16 senza Arte)