Guia didàctica ENGINYCAT - AulaVídeo

AAuullaa VVííddeeoo

Guia didàctica Març 2010

2

Fitxa tècnica activitat

Descripció: ENGINYCAT! AulaVídeo és un recurs adreçat al professorat de Tecnologia del centres de secundària per apropar a l’alumnat en el món de les enginyeries, i alhora despertar el seu interès per l’enginyeria, la tecnologia i la ciència.

Aquesta activitat és un recurs de suport a la tasca docent del professorat de Tecnologia, i per tant la podeu utilitzar de la forma que més s’adeqüi a les necessitats del centre i de cada grup.

Durada de l’activitat : Cada activitat té una durada mínima de 60 minuts, tot i que el format recomanat són 90 o 120 minuts.

Objectiu: Mostrar als alumnes exemples de les diferents enginyeries per donar-les a conèixer i que reflexionin sobre l’ús de l’enginyeria en el nostre dia a dia.

Valors treballats: Innovació, creativitat, comunicació, treball en equip, tecnologies de la informació.

Estructura de l’activitat:

- 2 primers minuts són per a fer una explicació de l’activitat.

- 55 minuts per al desenvolupament dels debats. Per introduir els debats, l’alumnat visionarà un vídeo on es presentarà un àmbit de l’enginyeria que conclourà en una pregunta on s’hauran de posicionar en funció de si creuen que és certa o falsa. Un cop finalitzat el debat, en funció del consens que arribi el grup, es visionarà la resposta. L’activitat inclou quatre àmbits de l’enginyeria.

- 2 minuts de síntesi

Material: DVD amb els vídeos de les situacions i guia didàctica per dur a terme l’activitat. Fitxa per l’alumnat, que trobareu al final d’aquesta guia per si voleu utilitzar-la.

Requisits: Aula amb ordinador o reproductor de DVD, projector o televisió, i altaveus. Comproveu prèviament que el DVD funciona correctament amb l’aparell reproductor en què teniu previst fer l’activitat.

Dinamitzador de l’activitat: Professorat de tecnologia del centre.

Extensió de l’activitat: A partir d’aquest material i l’experiència inicial, encoratgem al professorat a continuar treballant utilitzant aquest mateix tipus de recurs, cercant nous vídeos d’altres àmbits. La dinàmica d’aquesta activitat es sosté en dos factors claus:

- Els vídeos inicials busquen motivar i connectar amb l’alumnat, per tal de captar el seu interès de participar en l’activitat des del primer minut.

- L’aprenentatge a través del debat permet que l’alumnat s’aturi a reflexionar i observar el món que els envolta. Alhora descobriran que en les pròpies argumentacions i en les dels companys hi ha la clau de volta de l’aprenentatge.

3

Desenvolupament activitat

PRESENTACIÓ ACTIVITAT

A la classe d’avui realitzarem l’activitat ENGINYCAT! AulaVídeo. Aquesta activitat és la primera de les 3 activitats que farem aquí al centre en el marc del programa ENGINYCAT!

El programa ENGINYCAT! té per objectiu atraure joves com vosaltres als estudis universitaris i cicles formatius en els àmbits de les ciències experimentals i les enginyeries mitjançant una proposta oberta, enriquidora i participativa.

L’ENGINYCAT! és un programa multidisciplinari d’impuls de les vocacions científiques i tècniques que t’ofereix un conjunt de propostes innovadores per apropar-te a l’enginyeria, la ciència i la tecnologia. Poden participar-hi joves des dels 8 anys fins a persones que comencen la seva experiència professional en empreses relacionades amb els àmbits de les enginyeries, de la ciència i de la tecnologia.

Els alumnes de 2n i 3r d’ESO del centre teniu l’oportunitat de participar al conjunt d’activitats ENGINYCAT! Aula, perquè pugueu desenvolupar algunes de les experiències que els enginyers i enginyeres fan habitualment. La primera és ENGINYCAT! AulaVídeo. A casa, al carrer, a l’ institut, a la feina, ... estem envoltats d’enginyeria, tecnologia i ciència. Heu pensat mai quantes coses de les que fem servir en el nostre dia a dia han estat desenvolupades per enginyers i enginyeres? Avui veurem un conjunt de fragments de vídeos per reflexionar sobre diferents conceptes d’enginyeria que hi apareixen i descobrir-hi els enginys que hi ha amagats. La segona és ENGINYCAT! AulaRobòtica, que realitzarem la setmana vinent. Haureu de resoldre la missió Cos Humà amb l’ajuda de robots. Per aconseguir-ho, haureu de construir el robot més eficient per a cada tasca, programar-lo amb l’ordinador i posar-lo en marxa en la taula d’operacions. Finalment el repte continuarà a facebook a través d’ENGINYCAT! AulaFacebook. Us trobareu noves situacions relacionades amb l’enginyeria i la tecnologia. Caldrà posar-vos a la pell d’un professional de l’enginyeria i donar una resposta a cada una de les situacions que se us plantejaran. Heu d’aportar les millors solucions als problemes plantejats. Els reptes més ben resolts seran premiats a la Festa de l’Enginy, podreu guanyar un i-pod o una Wii.

Preparats, comencem ENGINYCAT! AulaVídeo.

3,2,1 ACCIÓ! (Ara ja podeu posar el DVD)

4

ENGINYERIES DE L’ÀMBIT DE LES TECNOLOGIES DE LA INFORMACIÓ I LES COMUNICACIONS

Dissenyen, implanten o avaluen entorns informàtics i les noves tecnologies en les empreses. Dissenyen, analitzen, fabriquen i mantenen els sistemes de telecomunicacions i els sistemes electrònics en un gran ventall d’entorns de treball.

Acció Indicacions professorat

Projecció vídeo Reproducció del vídeo fins que aparegui per pantalla la pregunta associada. Visualitzareu dos anuncis publicitaris de telefonia mòbil.

Posicionament alumnat

Els enginyers en telecomunicacions ja han dissenyat telèfons mòbils perquè puguem pagar des d'un diari fins a un restaurant a través d’ells?

VERITAT o FALS

Els que creieu que és VERITAT aixequeu-vos i situeu-vos a la meva dreta.

Els que creieu que és FALS aixequeu-vos i situeu-vos a la meva esquerra.

Formalització de la pregunta i distribució segons opció escollida, evidenciant clarament els 2 grups.

Si utilitzeu la fitxa dels alumnes, abans de fer-los moure, demaneu-los que marquin la seva opció i escriguin el per què de la seva elecció.

Debat

1.- Els que creieu que és VERITAT doneu un argument a favor de poder fer qualsevol pagament a través del mòbil?

2.- Els que creieu que és FALS doneu un argument en contra de poder fer qualsevol pagament a través del mòbil?

Intenteu consensuar una resposta comuna amb tots els vostres companys de classe.

Preguntes per ajudar al debat:

A. Coneixeu algú que pugui fer pagaments a través del seu mòbil?

B. Hi ha botigues en el vostre barri o ciutat que disposi d’un

Cal que els alumnes es posicionin clarament en una de les dues opcions: veritat o fals. Al llarg del debat han d’argumentar el perquè de la seva posició i rebatre els arguments dels altres.

Durant el debat hem d’aconseguir que els alumnes consensuïn una resposta final. Si durant el debat hi ha algun alumne que vol canviar la seva decisió inicial, podem demanar-li que ho expliciti movent-se.

La tasca del professorat és conduir i enriquir el debat. Cal ajudar als alumnes a extreure tots els arguments posant sobre la taula idees, suggeriments i preguntes que els encaminin a trobar per ells mateixos la solució. Per extreure el màxim de profit del debat, recomanem no donar, en cap cas, la resposta directament.

Idees per moderar el debat:

- Les persones hem de disposar de terminals mòbils amb la tecnologia necessària per fer aquest tipus de pagament, actualment hi ha molts pocs models en el mercat que ho portin incorporat.

- Les botigues i establiments han de disposar de

5

sistema per pagar per mòbil?

C. Creieu que és segur el sistema de pagament per mòbil?

sistemes que permetin fer el cobrament a través dels mòbils, actualment no és un sistema que puguem trobar de forma generalitzada en els comerços.

- Falta unificar el sistema de pagament per mòbil. Actualment existeixen diferents plataformes per fer aquest tipus de pagament, i per tant ens podríem trobar que el sistema del nostre mòbil i el comerç no fossin compatibles. També hi ha tensions per acabar de definir el model de pagament entre les entitats bancàries i les operadores de mòbils.

- Hi ha una percepció àmplia dels usuaris que la transmissió de les dades del pagament per mòbil no és segura. Això no és cert, el pagament es fa a través de les pròpies xarxes de telefonia mòbil (GSM i UMTS) i les targetes SIM disposen de sistemes d’encriptació segures. A més a més l’usuari disposa d’un número d’identificació de pagament (NIP) com el de les targetes de crèdit.

Visualització resposta

Quina és la resposta final de tot el grup? VERITAT o FALS

Anem-ho a veure!

En funció de la resposta de consens aconseguida durant el debat escolliu l’opció en el DVD i visualitzareu un vídeo publicitari de telefonia mòbil on es mostra l’evolució dels sistemes de pagament fins arribar a fer-ho per mòbil.

Algunes dades i informacions sobre el pagament a través dels mòbils, per poder contextualitzar la resposta després d’haver visualitzat el vídeo:

- Existeixen actualment 4 sistemes de pagament per mòbil:

Mitjançant SMS. El cobrament es fa a través de missatges que es sumen a la factura de telèfon de l’usuari

Cobrament directe al compte bancari. Vinculació directe de la línea telefònica i el compte corrent de l’usuari.

Mitjançant WAP (Wire-less Aplication Protocol). Pagament mitjançant pàgines webs o aplicacions que els usuaris es descarreguen als seus terminals.

Mitjançant NFC (Near Field Connection). Els usuaris apropen el terminal a un lector semblant al dels codis de barres dels supermercats, i es cobra l’import directament del compte corrent.

- Aquest últim sistema, el NFC, és el més senzill, segur i efectiu per l’usuari. Tot sembla indicar que si es posen d’acord operadores de telefonia i entitats bancàries, aquest sigui el sistema que s’acabarà imposant.

- El pagament per mòbil mitjançant NFC comença estar

6

implementat a Àsia (Japó, Corea del Sud i Xina), Estats Units i Europa. Es preveu que el 2014 hi haurà 300 milions d’usuaris (5% dels terminals mòbils).

- A Espanya de moment s’estan realitzant proves pilot del sistema NFC, n’és un exemple el Mobile Shopping. Sitges 2010, on 1.500 persones i 500 comerços participen en aquesta iniciativa durant 6 mesos al llarg de 2010.

7

ENGINYERIES DE L’ÀMBIT CIVIL

Treballen en la concepció, projecció, gestió, execució i control d’obres d’enginyeria i construcció civil (transport, infraestructures, serveis i hidrologia), instal·lacions urbanes. Dirigeixen i executen els aspectes geològics i geotècnics dels terrenys per l’execució d’obres, i també preveuen i analitzen els seus comportaments. Dirigeixen tècnicament les explotacions mineres i el projectes de restauració d’espais afectats per aquest tipus d’explotacions. Realitzen aixecaments topogràfics, mesures i controls geomètrics i treballen en cartografia i diferents sistemes d’informació geogràfica i de posicionament. Ordenen, dirigeixen i controlen l’execució d’obres d’edificació.


Projecció vídeo Reproducció del vídeo fins que aparegui per pantalla la pregunta associada. Visualitzareu dos vídeos on es mostren enfonsaments, enderrocs i demolicions d’edificis i infraestructures.

Exposició de la pregunta

Els enginyers civils ja han construït edificis de 200 pisos i més de 800 metres (tres vegades més alts que la Torre Eiffel)?

VERITAT o FALS

Els que creieu que és VERITAT aixequeu-vos i situeu-vos a la meva dreta.

Els que creieu que és FALS aixequeu-vos i situeu-vos a la meva esquerra.



Debat

1.- Els que creieu que és VERITAT doneu un argument a favor de poder construir edificis de 200 pisos i més de 800 metres?

2.- Els que creieu que és FALS doneu un argument en contra de poder construir edificis de 200 pisos i més de 800 metres?


A. Poden els fonaments aguantar un edifici tan alt?

B. Poden resistir un terratrèmol edificis tant alts?





- Els materials amb què es construeixen els edificis han d'aportar estabilitat, flexibilitat i lleugeresa per tal que

8

C. Es pot fer arribar l’aigua al pis 200?

D. Com es pot regular la temperatura d’aquests edificis?

els fonaments puguin suportar tot el pes de l'edifici. Els fonaments dels edificis poden arribar fins a 50m de profunditat.

- Els edificis han de disposar de sistemes hermètics que eliminin els ponts tèrmics perquè els canvis de temperatura exterior no penetrin a l’interior dels edificis.

- L’estructura i els materials amb els quals estant construïts aquests edificis han de poder contrarestar qualsevol fenomen meteorològic – vents, tempestes – i moviment del sòl. Normalment tots aquests edificis tenen una base àmplia i es van fent més estrets a mesura que guanyen altura.

- Els edificis molt alts necessiten alguns pisos mecànics per situar-hi la maquinària que regeix els sistemes de l’edifici, situats a diferents altures.

Visualització de la resposta


Anem-ho a veure!

En funció de la resposta de consens aconseguida durant el debat escolliu l’opció en el DVD i visualitzareu un vídeo de l’edifici de Burj Dubai, actualment el més alt del món.

Algunes dades i informacions sobre aquest edifici, per poder contextualitzar la resposta després d’haver visualitzat el vídeo:

- El Burj Dubai té 818 m d’altura, és el primer edifici del món que supera els 700 m. Les 162 plantes habitables arriben fins els 624 m, l‘última planta- la 186 - és a 768m, a partir d’aquí només resta l’antena.

- Aquest edifici consta d’un nucli i 3 seccions laterals que sobresurten. Aquestes ales o seccions tenen altures diferents fet que provoca que l’edifici es vagi fent cada vegada més estret. Aquestes ales estan situades en forma de cargol en direcció a l’esquerra per contrarestar els forts vents i pluges de sorra del desert.

- L’edifici té 6 pisos mecànics situats a diferents altures que es distingeixen perquè sobresurten de la resta.

- La façana de l’edifici està folrada completament per panells de vidre reflexiu amb seccions d’alumini i acer.

- L’edifici està fet de formigó reforçat fins els 586 m, a partir d’aquí els pisos són d’acer. Els fonaments són de 1,5m de diàmetre i 50 m de profunditat.

9

Gràfic del Burj Dubai i els edificis més alts del món, en vermell els que estant en construcció.

10

ENGINYERIES DE L’ÀMBIT DE L’AERONÀUTICA I NÀUTICA

Dissenyen, construeixen, realitzen el manteniment i l’operativitat de qualsevol tipus de vehicle nàutic o aeroespacial, i de les infraestructures, serveis i instal·lacions portuàries i aeroportuàries.


Projecció vídeo Reproducció del vídeo fins que aparegui per pantalla la pregunta associada. Visualitzareu un vídeo publicitari sobre els diferents sons durant un trajecte de vol i un on es reprodueix el tràfic aeri durant 24h.


Els enginyers aeronàutics ja han dissenyat avions capaços d'anar de Nova York a Sidney en 3 hores?

VERITABLE o FALS

Distribució dels alumnes segons opció escollida, evidenciant clarament els 2 grups segons l’opció escollida.



Debat

1.- Els que creieu que és VERITAT doneu un argument a favor de poder dissenyar avions capaços d'anar de Nova York a Sidney amb 3 hores?

2.- Els que creieu que és FALS doneu un argument en contra de poder dissenyar avions capaços d'anar de Nova York a Sidney amb 3 hores?


A. Els models d’avions actuals podrien fer trajectes tan ràpids?

B. Les persones podem aguantar el soroll d’un avió que voli molt ràpid?

C. Com poden fer trajectes tant llargs sense escales tècniques per recarregar combustible?





- Per poder desenvolupar avions que puguin fer trajectes molt ràpids, cal en primer lloc dissenyar i produir materials molt lleugers i molt menys sorollosos que els actuals.

- Els avions que aconsegueixen trencar la barrera del so, produeixen una reverberació del so molt gran que és molt molest per a les persones que habiten les zones per on passen aquests avions. És per això que

11

de moment s’estan dissenyant vols per fer trajectes transoceànics.

- Els avions per fer aquests trajectes necessiten una quantitat important de combustible, però alhora han de ser molt lleugers perquè pugen a molta altura. L’eficiència energètica d’aquests avions és una de les àrees que s’està acabant de desenvolupar.

- Per tal d’evitar els efectes nocius pels habitants de les zones on passen i aprofitar la densitat molt més baixa de l’aire de l’atmosfera per ser més eficients energèticament i més ràpids.



Anem-ho a veure!

En funció de la resposta de consens aconseguida durant el debat escolliu l’opció en el DVD i visualitzareu un vídeo que simula un vol suborbital d’ un avió, on es pot veure la seva trajectòria com el seu enlairament i aterratge en llocs no habitats.

Algunes dades i informacions sobre els vols suborbitals, per poder contextualitzar la resposta després d’haver visualitzat el vídeo:

- Un vol suborbital és un vol on l’aeronau arriba a l’espai però la seva trajectòria entrecreua l’atmosfera abans de donar una volta completa a la terra. Els vols suborbitals realitzen una trajectòria parabòlica que arriba a 100 km per sobre el nivell del mar.

- La velocitat màxima que podran assolir aquests vols serà de 7 Km/s (25200 km/h).

- La fase d’enlairament durarà entre 3 i 5 minuts, i la fase intermèdia (en caiguda lliure) serà d’uns 25 minuts.

- La principal dificultat d’aquests vols són els problemes d’augment de temperatura en el moment de tornar a entrar a l’atmosfera. L’aeronau caldrà que estigui revestida hermèticament per panells que no modifiquin la temperatura interior. La tecnologia per fer-ho cal perfeccionar-la i és de moment molt cara.

- Els experts preveuen que el 2020 hi haurà vols comercials intercontinentals suborbitals.

12

ENGINYERIES DE L’ÀMBIT INDUSTRIAL

Desenvolupen i lideren projectes en tots els sectors industrials jugant un paper predominant l’estratègia, el projecte, les compres, les finances, la logística, la fabricació i la postvenda dels diferents productes i serveis en tots els àmbits de l’activitat industrial. Acció Indicacions professorat

Projecció vídeo Reproducció del vídeo fins que aparegui per pantalla la pregunta associada. Visualitzareu dos anuncis publicitaris de cotxes.


Els enginyers industrials ja han dissenyat vehicles no contaminats que utilitzen energies renovables i materials reciclables?

Distribució dels alumnes segons opció escollida, evidenciant clarament els 2 grups segons l’opció escollida.



Debat

1.- Els que creieu que és VERITAT doneu un argument a favor de poder dissenyar vehicles no contaminats que utilitzen energies renovables i materials reciclables?

2.- Els que creieu que és FALS doneu un argument en contra de poder dissenyar vehicles no contaminats que utilitzen energies renovables i materials reciclables?


A. On es poden recarregar els vehicles elèctrics i quan temps tarden a recarregar-se?

B. Com s’obté l’energia elèctrica per carregar aquests vehicles? És una energia neta?

C. Què se’n fan de les bateries d’aquests vehicles un cop ja no serveixen?





- Els vehicles elèctrics tenen un temps de recarrega del combustible molt més elevada que el sistema de combustibles fòssils actuals. Al mateix temps existeixen escassos punts on poder fer aquesta recarrega.

- La forma d’obtenció de l’energia elèctrica per carregar els vehicles. Per obtenir vehicles ecològics l’energia elèctrica ha de provenir d’energies renovables. Ara com ara, les energies renovables encara són minoritàries, i tampoc disposem de sistemes per aprofitar directament l’energia solar per

13

carregar els cotxes.

- Els vehicles elèctrics són molt més pesats que els vehicles actuals, al motor cal afegir-hi les piles. Això fa que l’energia necessària per moure els vehicles sigui més elevada que els vehicles convencionals.

- Aquests vehicles són més complexos, i per tant augmenta la dificultat de les reparacions i revisions.

- Quasi un 100% de les bateries recarregables són reciclables, això fa que les bateries velles no es converteixin en un problema.



Anem-ho a veure!

En funció de la resposta de consens aconseguida durant el debat escolliu l’opció en el DVD i visualitzareu un vídeo d’un anunci d’un cotxe ecològic.

Algunes dades i informacions sobre els vehicles elèctrics, per poder contextualitzar la resposta després d’haver visualitzat el vídeo:

- La tipologia de les bateries determina l’autonomia i capacitat de càrrega. L’evolució del tipus de piles, permet augmentar la potència i el temps d’autonomia, i també alleugerir el pes, però en disminueix els cicles de vida. Aquesta és l’evolució:

Tipus de bateria Energia específica

Cicles de vida

Ni-Cad (Níquel - Cadmi) 50 Wh/kg 800 Ni-MH (Níquel - Hidrur metàl·lic) 63 Wh/kg 800

Ió de Liti 138 Wh/kg 550 LMP (Liti-metall-polimer) 110 Wh/kg 300

Les piles de ió de Liti són les que tenen més energia específica, però actualment s’utilitzen piles LMP degut a que el seu preu és molt més baix.

- L’autonomia dels vehicles que actualment hi ha el mercat és de 130 km. Es preveu que en els propers dos anys alguns models puguin arribar als 200 km.

- El 80% de la càrrega del vehicle s’aconsegueix en 2 hores i 30 minuts (8 hores pel 100%). La instal·lació consisteix en una caixa de connexió de subministrament elèctric de 200 volts estàndard amb un endoll de seguretat.

- A finals de l’any 2010 a Barcelona està previst qui hi hagi 200 punts de càrrega en els diferents pàrquings públics de la ciutat.

- Està estimat que l’any 2015 hi haurà a Catalunya uns 90.000 vehicles elèctrics (bicicletes, motos i cotxes)

14

que representarà un 2% de tot el parc automobilístic.

- Els vehicles elèctrics són energèticament més eficients, ja que el 80% de l’energia produïda s’utilitza per la propulsió de les rodes. (Cal tenir en compte que els vehicles de motors de combustió són d’un 20%)

TANCAMENT DE L’ACTIVITAT

Avui hem pogut descobrir alguns exemples concrets en què els professionals de l’enginyeria estant treballant actualment per tal de millorar el nostre dia a dia. En els propers anys la feina d’aquestes persones serà clau per al nostre desenvolupament. Per això ens falta persones inquietes, curioses, innovadores i creatives com vosaltres perquè sigui possible.

Des d’aquí us encoratgem a dues coses: Per una banda a mirar amb uns altres ulls les coses que ens envolten i descobrir-hi els enginys i les persones que les fan possibles, i per l’altre a plantejar-vos si vosaltres podeu ser un d’aquests enginyers o enginyeres que en el futur podeu aportar solucions als problemes pendents de resoldre.

Per ajudar-vos, encara ens queden dues activitats la propera setmana: ENGINYCAT! AulaRobòtica, i ENGINYCAT! AulaFacebook.

15

ENGINYCAT! AulaVídeo

VÍDEO 1 : ENGINYERIES DE L’ÀMBIT DE LES TECNOLOGIES DE LA INFORMACIÓ I LES COMUNICACIONS

Els enginyers en telecomunicacions ja han dissenyat telèfons mòbils perquè puguem pagar des d'un diari fins a un restaurant a través d’ells?

VERITAT FALS

Explica el per què de la teva elecció:

VÍDEO 2 : ENGINYERIES DE L’ÀMBIT CIVIL

Els enginyers civils ja han construït edificis de 200 pisos i més de 800 metres (tres vegades més alts que la Torre Eiffel)?

VERITAT FALS


VÍDEO 3: ENGINYERIES DE L’ÀMBIT DE L’AERONÀUTICA I NÀUTICA

Els enginyers aeronàutics ja han dissenyat avions capaços d'anar de Nova York a Sidney en 3 hores?

VERITAT FALS


VÍDEO 4: ENGINYERIES DE L’ÀMBIT INDUSTRIAL

Els enginyers industrials ja han dissenyat vehicles no contaminats que utilitzen energies renovables i materials reciclables?

VERITAT FALS


Guia didàctica ENGINYCAT - AulaVídeo

Documents

Transcript of Guia didàctica ENGINYCAT - AulaVídeo