Produzione e utilizzo di droni navali

	Costruzioni e motori
	Piano di lezione n. 1

INFORMAZIONI SULLA LEZIONE
Argomento	Teoria della costruzione di una barca
Durata	45 minuti
Obiettivi della lezione	Comprendere gli aspetti teorici della costruzione di una barca. -  Gli studenti riconoscono i materiali e gli strumenti utilizzati Gli studenti imparano i vantaggi e i limiti dei tubi in PVC.  Gli studenti si esercitano nel lavoro di squadra e nella costruzione creativa
La grande idea alla base dell'argomento	Comprensione generale del progetto. Spiegazione di un obiettivo. La prima fase della costruzione di una barca. Materiali, strumenti, metodi di lavoro. Ad esempio, resistenza all'acqua, pezzi aggiuntivi, materiali, lunghezza e larghezza. L'obiettivo è farsi un'idea del risultato finale del progetto.
Risultati della lezione	Lo studente conosce i principi, gli strumenti, i materiali e i metodi di lavoro alla base della costruzione di una barca. Comprende il contenuto del progetto che sta per essere realizzato.
Competenze	Metodi di lavoro, materiali, strumenti.
Metodi	Domande guidate e discussione Dimostrazione dei materiali Attività di costruzione in piccolo gruppo con il PVC Riflessione e feedback tra pari
Valutazione	Partecipazione attiva alla discussione Lavoro di gruppo pratico Riflessione verbale o scritta
Collegamento con altri moduli	La prima lezione del blocco di costruzione del prototipo. Il modulo di fisica può essere svolto prima o dopo.
Rilevanza per il curriculum	Tecnologia, ingegneria, fisica
Coinvolgimento delle parti interessate	Nessuno

ATTREZZATURE E MATERIALI NECESSARI Per 1 squadra di 4-5 studenti

Oggetto Quantità Osservazioni Alcuni oggetti in legno e metallo da confrontare 5 Tutti gli esempi che riuscite a trovare Alcuni esempi di tubi in PVC, di diversi diametri, angoli, alcuni per ogni gruppo da provare 5 Da 6 a 10 pezzi di esempio per ogni gruppo Elenco consigliato di strumenti: seghetto, sega a mano, metro, pennarello, grasso e cacciavite. Alcuni 1 per la classe, altri 1 per il gruppo. Gli oggetti possono essere per tutti i gruppi o alcuni separati, ad esempio cacciavite, metro, pennarello.

ATTIVITÀ PASSO-PASSO
Introduzione (2 min)	L'insegnante spiega l'obiettivo del progetto: costruire una barca robot per prelevare campioni d'acqua.
Attivazione delle conoscenze pregresse (5 min)	Chiedete agli studenti: - Quali materiali usereste per costruire una piccola barca? - Cosa rende una barca buona? - Quali materiali non sono adatti all'uso in acqua?
Teoria: Pro e contro del PVC (10 min)	Vantaggi: leggero, forte, resistente alla corrosione, economico, impermeabile. Svantaggi: Sensibilità ai raggi UV, scarsa resistenza al calore.
Dimostrazione del materiale (5 min)	Ogni gruppo riceve dei campioni di PVC da testare e confrontare. Gli studenti valutano quale sembra il migliore per il telaio della barca e perché.
Attività di mini-costruzione (15 min)	Le squadre costruiscono un telaio rettangolare in PVC. Utilizzare connettori di base. Facoltativo: incollare e tagliare se possibile.
Riflessione e riepilogo (5 min)	Discussione: - Cosa ha funzionato bene? - Quali sfide sono emerse? - Come si potrebbe migliorare il progetto? - Il PVC è un buon materiale per il telaio di una barca?
Valutazione	Discussione e feedback
Presentazione e materiali	Presentazione della Lezione 1, foglio di lavoro degli studenti Allegato 1 - Foglio di lavoro per gli studenti (vedi sotto) Allegato 2 - Materiale di preparazione alla Lezione 1 (vedi sotto)

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Allegato 1 - Foglio di lavoro per gli studenti

Comprendere il PVC - Materiali e design

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PARTE 1: Tabella di confronto dei materiali

Materiale	Leggero?	Impermeabile?	Facile da tagliare?	Resistente ai raggi UV?	Costo
PVC
in legno
Metallo

Istruzioni: Contrassegnate le caselle con✅ Sì, ⚠️ Medio o❌ No, e poi segnate il costo con punti verdi/rossi.

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PARTE 2: Domande per la discussione di gruppo

• Quale materiale pensate sia il migliore per costruire una piccola barca telecomandata?
• Quali sono le caratteristiche più importanti per l'uso in acqua?
• Perché pensate che sia stato scelto il PVC per questo progetto?

Scrivete qui sotto 2-3 frasi per riassumere la vostra opinione.

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PARTE 3: Mini riflessione (dopo il compito di costruzione)

1. Cosa è stato facile costruire il telaio in PVC?
2. Cosa è stato difficile?
3. Cosa migliorereste nella prossima versione?

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Allegato 2 . Materiale per la preparazione della Lezione 1

 

Lista di controllo dell'insegnante per la valutazione

Criteri di valutazione	Eccellente (3)	Buono (2)	Necessita di supporto (1)
Ha partecipato attivamente al lavoro di gruppo
Ha compreso le proprietà chiave del PVC
Ha contribuito con idee alla discussione di gruppo
Ha costruito una struttura a telaio di base
Ha riflettuto su successi e sfide

Commenti
Note dell'insegnante sulla collaborazione, le domande poste o le strategie di risoluzione dei problemi osservate

Compito dello studente: Tabella di confronto dei materiali (foglio risposte), discussione se necessaria

 

 

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Informazioni per gli insegnanti

Introduzione

Oggi intraprendiamo un viaggio per costruire una barca radiocomandata utilizzando tubi in PVC. Questo progetto non solo ci introduce alle basi della progettazione e della costruzione di una barca, ma approfondisce anche le proprietà del PVC come materiale da costruzione versatile.

Obiettivi

• Comprendere le proprietà dei tubi in PVC

esplorare i motivi per cui il PVC è stato scelto per la costruzione del telaio della barca, comprese le sue caratteristiche di leggerezza, forza, resistenza alla corrosione e impermeabilità.

• Imparare i principi di base della progettazione delle imbarcazioni

acquisire conoscenze sui fondamenti della progettazione di un'imbarcazione, con particolare attenzione alla stabilità, alla galleggiabilità e alla manovrabilità.

• Promuovere il lavoro di squadra e la capacità di risoluzione dei problemi

attraverso l'esperienza pratica, migliorare le capacità di collaborazione e di risoluzione dei problemi, fondamentali nei progetti di ingegneria e design.

Materiale scelto - PVC

Il PVC, o cloruro di polivinile, è una plastica versatile utilizzata in un'ampia gamma di progetti di costruzione e ingegneria. Per la nostra barca radiocomandata, il PVC offre un eccellente equilibrio tra leggerezza, durata e facilità di manipolazione, rendendolo un materiale ideale sia per i principianti che per i costruttori esperti.

Vantaggi dei tubi in PVC

1. Leggerezza: La bassa densità del PVC rende la nostra barca facile da manovrare e da trasportare, aspetto fondamentale per i modelli radiocomandati.
2. Resistenza: Nonostante la sua leggerezza, il PVC è abbastanza robusto da resistere alle pressioni dell'acqua e alle sollecitazioni meccaniche del movimento.
3. Resistenza alla corrosione: A differenza dei metalli, il PVC non si corrode se esposto all'acqua, garantendo la longevità del telaio della nostra barca.
4. Impermeabile: Essendo intrinsecamente impermeabile, il PVC costituisce una base eccellente per qualsiasi veicolo acquatico.
5. Economico: Il PVC non solo è facilmente reperibile ma anche conveniente, rendendo questo progetto accessibile a tutti.

Considerazioni

Sebbene il PVC offra molti vantaggi, è importante considerare anche i suoi limiti, come la sensibilità ai raggi UV e la minore resistenza termica. Tuttavia, per la nostra applicazione e con una cura adeguata, i vantaggi del PVC superano di gran lunga questi problemi.

Selezione del tubo in PVC

La scelta del tipo corretto di tubo in PVC è fondamentale per il successo del nostro progetto di barca radiocomandata. La scelta giusta garantisce la durata, le prestazioni e la stabilità della barca in varie condizioni d'acqua.

Criteri di selezione fondamentali:

1. Diametro e spessore: Il diametro e lo spessore delle pareti dei tubi in PVC influiscono sulla galleggiabilità e sulla resistenza della barca. Un diametro maggiore garantisce una maggiore galleggiabilità, ma può aumentare il peso. Un equilibrio ottimale è essenziale.
2. Tipo di PVC: non tutto il PVC è uguale. Il PVC Schedule 40 è comunemente utilizzato per il suo equilibrio tra flessibilità, resistenza ed economicità.
3. Lunghezza: La lunghezza dei tubi in PVC determinerà le dimensioni della nostra barca. È importante scegliere una lunghezza che offra spazio sufficiente per i componenti, garantendo al contempo una facile manovrabilità.
4. Resistenza ai raggi UV: Sebbene il PVC sia generalmente sensibile ai raggi UV, sono disponibili tubi in PVC resistenti ai raggi UV, consigliati per applicazioni esterne come la nostra.

Consigli pratici

• Considerate l'ambiente in cui verrà utilizzata l'imbarcazione. L'acqua salata e l'acqua dolce hanno impatti diversi sui materiali.
• Pensate allo scopo dell'imbarcazione. Le imbarcazioni da competizione possono richiedere specifiche diverse rispetto ai modelli da diporto.
• La sicurezza prima di tutto! Assicurarsi che i bordi dei tubi in PVC tagliati siano levigati e lisci per evitare lesioni durante la costruzione.

Conclusione

La scelta dei tubi in PVC è una fase cruciale che influenza il design complessivo e la funzionalità della nostra barca radiocomandata. Comprendendo e applicando questi criteri di selezione, possiamo creare un'imbarcazione durevole, efficiente e sicura che soddisfi gli obiettivi del nostro progetto.

Limitazioni principali del PVC

Sensibilità ai raggi UV

• L'esposizione del PVC ai raggi ultravioletti (UV) può portare a una degradazione nel tempo, compromettendo l'integrità e l'aspetto del materiale. Si tratta di un aspetto cruciale da considerare, dato che le nostre imbarcazioni saranno spesso utilizzate all'aperto.
• Strategia di mitigazione: Utilizzare vernici o sigillanti resistenti ai raggi UV per proteggere il telaio in PVC della barca, prolungandone la durata e mantenendone l'estetica.

Sensibilità termica

• Il PVC può diventare più rigido e potenzialmente fragile alle basse temperature, mentre le alte temperature possono farlo ammorbidire o deformare. Questa sensibilità termica può influire sulle prestazioni e sulla durata dell'imbarcazione in condizioni climatiche diverse.
• Strategia di mitigazione: Sebbene l'ambiente operativo del nostro progetto sia principalmente l'acqua, dove le fluttuazioni di temperatura estreme sono meno comuni, è utile conservare l'imbarcazione in un ambiente a temperatura controllata quando non viene utilizzata.

Limiti principali del PVC

È essenziale conoscere i limiti del PVC, in particolare la sua sensibilità ai raggi UV e alle variazioni di temperatura. Implementando semplici strategie di mitigazione, possiamo prolungare in modo significativo la durata e le prestazioni delle nostre barche radiocomandate, assicurando che rimangano una fonte di apprendimento e divertimento per lungo tempo.

Dimostrazione delle proprietà del PVC

Per comprendere appieno il motivo per cui il PVC è stato scelto per il nostro progetto di barche radiocomandate, è fondamentale comprenderne le proprietà fisiche. In questa sezione verrà fornita una dimostrazione pratica dei tubi in PVC, evidenziando le loro caratteristiche principali e il modo in cui contribuiscono alla loro idoneità per le nostre esigenze di costruzione.

Dimostrazione del materiale

Mostrate vari campioni di tubi in PVC, evidenziando le differenze di spessore, diametro e flessibilità.

• Interazione fisica: Permettete ai partecipanti di maneggiare i tubi in PVC, piegandoli e picchiettandoli per sentirne la forza e la flessibilità.
• Confronto: Se possibile, confrontate il PVC con altri materiali (come il legno o il metallo) per contestualizzarne i vantaggi per la nostra applicazione specifica.

Dimostrazione del materiale

Questa dimostrazione pratica non solo rafforza le conoscenze teoriche condivise in precedenza, ma approfondisce anche la comprensione delle proprietà fisiche del PVC.

L'esperienza diretta di queste caratteristiche ci permette di capire perché il PVC è un materiale eccellente per la costruzione di barche radiocomandate durevoli ed efficienti.

Costruire un modello di telaio in PVC

Ora passiamo dalla teoria alla pratica. Questa parte della sessione è dedicata all'applicazione di quanto appreso costruendo un modello di telaio di base con tubi in PVC. Questa esperienza pratica è fondamentale per comprendere il processo di assemblaggio e l'applicazione pratica delle proprietà del PVC.

Costruzione di un modello di telaio in PVC

Obiettivi

• Applicare le conoscenze teoriche sui tubi in PVC in un contesto pratico.
• Sviluppare le abilità costruttive di base, tra cui la misurazione, il taglio e l'assemblaggio di tubi in PVC.
• Promuovere il lavoro di squadra e la risoluzione dei problemi, mentre i partecipanti lavorano insieme per costruire i loro modelli.

Guida passo dopo passo

1. Briefing sul progetto: rivedere le specifiche del progetto del telaio, sottolineando le dimensioni, i materiali necessari e la struttura complessiva.
2. Preparazione del materiale: misurare e tagliare i tubi in PVC alla lunghezza richiesta, assicurando la precisione per una perfetta aderenza.
3. Assemblaggio: collegare i tubi in PVC utilizzando connettori e colla (se necessario), seguendo il progetto per assemblare il telaio.
4. Controllo qualità: ispezionare il telaio assemblato per verificarne la stabilità e l'aderenza al progetto. Apportare le modifiche necessarie.

Suggerimenti pratici

• Assicurarsi che tutti i tagli siano diritti e puliti per un assemblaggio stabile.
• Applicare l'adesivo con parsimonia e lasciare un tempo di asciugatura adeguato per ottenere un legame forte.
• Collaborate e comunicate efficacemente all'interno del vostro team per ottimizzare il processo di costruzione.

Riflessione e discussione

Dopo essersi cimentati nell'attività pratica di costruzione di un telaio in PVC, è il momento di riflettere sulla nostra esperienza, discutere i risultati e rispondere a eventuali domande. Questo segmento ha lo scopo di consolidare l'apprendimento, condividere le intuizioni e prepararsi per i progetti futuri.

Punti di discussione

1. Valutazione del modello:  Valutare come i modelli costruiti soddisfano i criteri di progettazione discussi in precedenza. Considerare aspetti come la stabilità, la durata e l'aderenza alle specifiche del progetto originale.
2. Sfide incontrate: Condividere e discutere le sfide affrontate durante il processo di costruzione e come sono state superate. Questa discussione può evidenziare le strategie di risoluzione dei problemi e le aree di miglioramento.
3. Sviluppo delle competenze: Riflettere sulle competenze sviluppate attraverso questa attività, come il lavoro di squadra, la precisione nella costruzione e la risoluzione dei problemi. Discutete su come queste abilità possano essere applicate in progetti futuri o in altri contesti.
4. Feedback sui materiali: Raccogliere il feedback dei partecipanti sul lavoro con i tubi in PVC, compresi i loro pensieri sulla facilità d'uso, le prestazioni e l'idoneità del materiale per progetti simili.

Domande di riflessione

• 1. Quali sono i vantaggi dell'uso dei tubi in PVC per la costruzione della barca?
• 2. Quali sfide potreste incontrare quando lavorate con i tubi in PVC?
• 3. Come potete garantire la stabilità e la sicurezza della vostra barca?

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Progetto Erasmus+ KA2 Cooperation Partnerships Sailing Into Opportunities No. 2023-1-LT01-KA220-SCH-000161306 sailtunities.gaminu.eu

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