4) A Máquina de Artes - Aprender

Ao Nível de Conhecimento: Constatar e Reconhecer o uso de engrenagens em objetos ao seu redor;

Ao Nível de Solução de Problemas: Debater a utilização e importância de engrenagens como tecnologia do dia a dia;

Ao Nível de Aplicação: Montar e Operar um protótipo de Máquina de Artes;

Competências da Base Nacional Curricular Comum (BNCC) Utilizadas

Esse projeto pode ser conectado com um Plano de Aula de Artes sobre “A Arte Mandala”. Clique-aqui para visualizá-lo.

Contexto

Tempo sugerido: 15 minutos

Orientações: Inicie a aula falando que hoje irá apresentar algo muito especial. Comece explicando que antigamente, reis e rainhas (que tinham condições) encomendavam de artesãos relógios diferentes (comente de forma bem humorada que tudo dos reis era diferente, não é mesmo? – Os castelos, casas, carruagens, e etc – Por que os relógios seriam iguais?), e hoje vamos conhecer um bem diferente, um relógio em formato de Pavão de Ouro!

Apresente o vídeo acima para os alunos, se não for possível, apresente essa imagem impressa (clique-aqui). Pergunte aos alunos se eles já haviam visto tal relógio em formato de pavão, e o que eles pensaram sobre o vídeo. Após breve conversa, comente que esse “relógio” foi encomendado pela Imperatriz Catarina da Rússia, e é um dos maiores relógios autômatos (automático) do mundo. Ele consiste nas figuras de um pavão, um galo e uma coruja que entram em movimento a cada hora.

Discuta com a turma:

Alguém já tinha pensado que um pavão pode ser um relógio?
Como seria ter um Relógio do Pavão em nossa casa? Ia ocupar muito espaço? (Para descontrair)
Neste momento, faça uma ponte para o desafio e assunto principal:
E porque o pavão se movimenta a cada hora? Como? (Buscamos a resposta aqui “Engrenagens” – que aparecem por alguns segundos no vídeo)

Para saber mais sobre engrenagens e relógios:

Os relógios mecânicos são constituídos de engrenagens que transportam essa energia e são elementos que servem para controlar a passagem do tempo.

Além disso, as engrenagens também se conectam com os ponteiros. Por isso é necessário um trem de engrenagens: para multiplicar a velocidade de giro e fazer que elas girem em velocidades diferentes — algumas, com uma velocidade bem específica. O número de dentes das rodas e seus pinhões são cuidadosamente calculados para que permitam o giro dos ponteiros na velocidade correta. A rodagem básica é composta pela roda de centro, bem como pela terceira e quarta rodas. A roda de centro possui um eixo que atravessa para o lado do mostrador para que possa se conectar com o ponteiro dos minutos por meio de uma peça chamada chaussée, encaixada no eixo da roda de centro. Essa roda também tem a função de carregar uma outra engrenagem, chamada roda dos minutos, que, reduzindo a velocidade, impulsiona a roda das horas, onde vai encaixado o ponteiro das horas. Como a roda de centro se conecta diretamente com o ponteiro dos minutos, ela precisa dar uma volta completa a cada 60 minutos.

Desafio

Tempo sugerido: 25 minutos

Orientações: Peça a uma criança para ler a questão disparadora, e pergunte se eles sabem o que são engrenagens. Defina engrenagens como objetos circulares que transmitem movimento um para o outro, nessa parte, pode utilizar das engrenagens do próprio kit maker para ilustrar o “movimento” que elas fazem.

Lembre que as engrenagens estão em todos os lugares, exemplifique perguntando aos alunos se cada objeto na imagem acima tem ou não engrenagens. A resposta é que sim em todos eles (“Carro” na caixa de marchas, transmissão e direção), (“Ventilador”, para transmitir movimento do motor às pás), (“Ar Condicionado”, para “sugar” o ar usam-se pás com engrenagens para movimentação), (“Relógio”, ilustre com essa imagem para os alunos).

Após isso, convide as crianças a se dividirem em 5 grupos, cada um terá que descrever (em uma folha A4) ao menos 4 objetos em cada um dos ambientes abaixo que tenham engrenagens. Determine um tempo de até 15 minutos para realização de tal tarefa (as crianças costumam apreciar esses desafios com tempo marcado).

Grupo 1) Casa

Exemplos que podem ser dados para grupos em dificuldades: Relógio, Ventilador, Computador (Cooler), Geladeira (Motor), Air Fryer (Motor Ventilador), Ar Condicionado (Motor), Tocadores de Discos ou Vinil (Motor).

Grupo 2) Escola

Relógio, Ventilador, Computador (Cooler), Ar Condicionado, Projetor (Cooler), Catracas (Motor).

Grupo 3) Rua

Carros (Sistemas de transmissão, caixa de marchas, limpador de párabrisa), Motos (Motor), Bicicletas (Sistema de Transmissão), Caminhão (Sistemas de transmissão, caixa de marchas, limpador de párabrisa) e outros veículos.

Grupo 4) Parque de Diversões

Carrossel (Sistema de Transmissão), Barco Viking (Motor de aceleração abaixo do barco), Montanha Russa (Engrenagens para subidas e motores para tal fim), Chapéu Mexicano (Sistema de Transmissão).

Grupo 5) Fábrica

Linhas de montagem (Sistema de Transmissão), Robôs de montagem (Sistema de Transmissão), Veículos de Condução Interna (Motor), Ventiladores Industriais(Motor), Geladeiras (Motor), Catracas (Sistema de transmissão).

Ao final, peça um aluno de cada grupo leia cada objeto que seu grupo colocou. Discuta com a turma a validade ou não de cada item colocado na lista de cada grupo.

Materiais Necessários: Lápis/caneta, folhas A4 (caso não seja utilizado do Material Didático).

Mão na Massa

Tempo sugerido: 50 a 100 minutos

Orientações:

Antes da aula, reveja o vídeo acima de montagem, e as instruções impressas também junto aos projetos. É importante ter todos os passos memorizados, e já se antecipar a possíveis dificuldades que os grupos terão ao decorrer da montagem.

Apresente aos alunos o projeto que será construído “A Máquina de Artes“. Diga que será a oportunidade de colocar a mão na massa, e construir nosso próprio protótipo da tecnologia. Lembre as crianças da importância de se aprender fazendo e construindo projetos.

Divida as crianças em grupos de 3 ou 4 alunos. Peça para que tirem todos os itens das caixinhas, e coloque sobre a mesa de trabalho. Aproveite este momento para estimular a curiosidade das crianças, passando peça por peça, e perguntando a eles se têm ideia o que cada uma é, e onde irá se encaixar no projeto. Após analisar todas as peças, peça para eles tentarem montar, da própria cabeça, como ficaria a máquina.

Você irá reparar que eles terão dificuldade, em sua maioria, para imaginar como seria a máquina, sem a instruções. Aproveite para comentar como é importante a gente sempre seguir instruções precisamente, e é assim que robôs e computadores “pensam”, eles seguem muito bem instruções. Neste momento oriente-os a abrirem o manual de instruções, e começarem a seguir o passo a passo até completarem.

Ao final, não deixe os alunos terminarem sem customizarem seus projetos. Peça para que levem canetinhas, lápis de cor e outros itens. Estimule eles a desmontarem, colorir/pintar o projeto, e remontá-lo.

Dicas: Evite passar o vídeo instrucional, ele é para uso do professor. A ideia é estimular os alunos, em grupo, acharem a solução de montagem sozinhos e com o passo a passo. No momento da montagem passe de mesa em mesa, tirando dúvidas. Abuse de feedbacks positivos a cada parte do projeto montado, para estimular os alunos. Caso tenha problemas de relacionamentos em algum grupo, oriente que cada um no grupo pode ter uma função específica (por exemplo: ler as instruções, pegar as peças, montar, parafusar, colorir..)

Ao final, corte pequenas folhas de papel (A4) para serem fixadas em cada Máquina, e estimule os alunos a desenharem padrões diferentes, e com cores diferentes, em cada papel.

Materiais Necessários: Chaves de fenda, lápis de cor, canetinhas, tintas e etc.

Sistematização

Tempo sugerido: 15 minutos

Orientações: Permita que compartilhem seus aprendizados e dificuldades em montarem o projeto em grupo. Mostre a imagem acima e diga que esse mecanismo está relacionado à máquina de artes que montaram. O desenho acima é de polias, que tem funcionamento semelhante às nossas engrenagens, e aqui tem o objetivo de ilustrar a transferência de movimento de uma engrenagem (ou polia) para outra.

Comente que por meio da combinação de engrenagens de diferentes características, é possível transmitir movimentos e ampliar ou reduzir forças. Nesse caso, é possível dispensar as correias ou polias, fazendo a transmissão diretamente pelo contato entre as engrenagens. Exemplifique (mostrando a imagem):

A) A engrenagem de aro maior começa a se movimentar, e movimenta a engrenagem de aro menor junto; Nós transferimos movimento da engrenagem maior para a menor; A engrenagem menor se movimenta mais rápido.
B) A engrenagem de aro menor começa a se movimentar, e movimenta a engrenagem de aro maior junto; Nós transferimos movimento da engrenagem menor para a maior; A engrenagem maior se movimenta menos rápido.

Pergunta se eles haviam reparado em tal relação quando montaram a Máquina de Artes. E o que acham sobre isso. Finalize a aula conceituando que as engrenagens também têm ampla aplicação na indústria mecânica. Basicamente, elas são discos dentados que podem ser feitos de diversos metais ou ligas resistentes (para serviços mais pesados, como máquinas, câmbios e motores) ou de plástico (para usos mais leves, como em relógios de parede, por exemplo).

Referências Bibliográficas:

ANTUNES, J., Nascimento, V. S., & Queiroz, Z. F. (2019). Metodologias ativas na educação: problemas, projetos e cooperação na realidade educativa. Informática na educação: Teoria & prática, 22(1), 111-127).

FIORAVANTI, Celina. Mandalas. Como Usar a Energia dos Desenhos Sagrados. São
Paulo: Cultrix, 2000.

JUNG, Carl G. Os arquétipos e o inconsciente coletivo . Petrópolis: Vozes, 2002.

OFICINA DA ALMA. Mandalas. Disponível em
http://www.oficinadaalma.com.br/mandalas/montamandala/index.htm.

MATTAR, J. Metodologias Ativas para a educação presencial blended e a
distância. São Paulo: Artesanato Educacional, 2017.

ZWICKER, M. R. G. A aprendizagem ativa e o cérebro: contribuições daneurociência para uma nova forma de educar. In: SANTOS, C. M. R. G.;

Websites:

https://www.infoescola.com/budismo/mandala/

https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/artes/mandala

http://museu2009.blogspot.com/2016/06/the-hermitage-museum-com-famoso-relogio.html