Concorso ordinario 2024 CdC A042 - Mastropietro Daria

BIELLA - MANOVELLA CINEMATISMO

lezione SIMULATA Disciplina:Meccanica, macchine ed energia

Destinatari Lezione Classe QUINTA ITIS Meccanica, Meccatronica ed Energia Articolazione: Meccanica e Meccatronica Durata lezione 90 minuti

Candidato: Daria Mastropietro

Concorso ordinario per titoli ed esami, Decreto ministeriale 26 ottobre 2023, n. 205 Procedura concorsuale A042.

contenuti

Obiettivi e Prerequisiti

Materiali e Comunicazione

Lezione

Compiti

Competenze

Strumenti e Metodologie didattiche

Alunni con PDP e PEI

Valutazione

Struttura della Lezione

OBIETTIVI E PREREQUISITI

OBIETTIVI

PREREQUISITI

• Conoscenza di base della cinematica.
• Competenze matematiche in trigonometria e calcolo differenziale.
• Familiarità con il disegno tecnico e l’uso del CAD per la modellazione meccanica.
• Conoscenza base dei principi dei motori a combustione interna

• Comprendere il funzionamento del meccanismo biella-manovella.
• Analizzare come il meccanismo trasforma il moto rettilineo alternato in moto rotatorio (e viceversa).
• Applicare le equazioni cinematiche per determinare la posizione, velocità e accelerazione del pistone.
• Riconoscere le applicazioni pratiche del meccanismo in diverse industrie e macchinari.
• Sviluppare competenze nel problem solving applicato alla progettazione meccanica

Esempio test prerequisiti

STRUMENTI E METODOLOGIE

METODOLOGIE DIDATTICHE

STRUMENTI

Per supportare questa lezione, sono necessari alcuni strumenti e risorse. Tra questi: - LIM o computer con accesso a Internet e proiettore - software di CAD (come AutoCAD o Tinkercad) - Modelli fisici o virtuali del meccanismo biella-manovella. - Software per simulazioni cinematiche (es. SolidWorks)

• Lezione Frontale Interattiva: durante questa fase vengono poste domande per stimolare la riflessione e il coinvolgimento degli studenti.
• Apprendimento Esperienziale: coinvolgimento attivo in cui viene incoraggiato il lavoro di gruppo per favorire il confronto e la collaborazione
• Debate: discussione aperta per rivedere i concetti appresi e ricevere feedback immediato.

STRUTTURA DELLA LEZIONE

Presentare gli obiettivi della lezione e il contesto in cui si inserisce. -Uso di video didattici per stimolare l'interesse e fornire una base visiva. Discussione guidata per esplorare le conoscenze pregresse degli studenti.

Introduzione (10')

Presentazione Teorica (20')

Approfondire i concetti teorici. -Lezione frontale con supporto di slide PowerPoint. Uso di esempi reali per collegare la teoria alla pratica. Discussione interattiva per chiarire i concetti.

Attività Pratica (50')

Applicare i concetti teorici in un contesto pratico. -Lavoro di gruppo con analisi di progetti e esercizi pratici. Utilizzo di software e strumenti.

Collegamenti e Debate (10')

Consolidare le conoscenze acquisite e ricevere feedback. Integrare la lezione con altre discipline e sviluppare competenze trasversali come il pensiero critico. -Discussione aperta e brainstorming. Utilizzo di quiz interattivi (es. Kahoot) per verificare la comprensione.

lezione

01. introduzione

- Che cos'è l'analisi cinematica- Che cos'è la sintesi cinematica - Vi vengono in mente esempi di oggetti di uso comune in cui si impiegano meccanismi per eseguire e convertire movimenti?

Visione breve video: mostra una sequenza di animazioni relative a meccanismi per la trasformazione del moto Spunti per una discussione interattiva:

• Trasformazione del Moto: Come si trasforma un moto rettilineo alternato in moto rotatorio?

Video Youtube

lezione

02. presentaz. teorica

Su supporto di slide vengono presentati i seguenti contenuti

• Descrizione del cinematismo

• Equazioni cinematiche

• Diagrammi e analisi del moto

• Esempio di calcolo

Principali Applicazioni Pratiche: motori a combustione interna, compressori e pompe.

Presentazione

lezione

03. attività pratica

ESPERIENZE PROPOSTE

ulteriori progetti

Si propone di lavorare a gruppi sulle seguenti attività

Ulteriori progetti, anche interdisciplinari, possono riguardare:

• calcolo delle reazioni vincolari per il dimensionamento dei cuscinetti dell'albero
• Foglio di lavorazione per la realizzazione di una biella
• CNC e CAM per realizzazione biella

• Simulazione CAD: Modellazione del sistema biella-manovella con software CAD e visualizzazione del movimento.
• Esercizio Numerico: Calcolo della velocità del pistone per dati angoli di manovella.
• Esperimento Virtuale: Uso di un simulatore per visualizzare in tempo reale le variazioni cinematiche (velocità e accelerazione)

lezione

04. COLLEGAMENTI E DEBATE

Brainstorming e dibattito aperto. Gli argomenti da proporre potrebbero riguardare:

• come eseguire il controllo di un sistema automatico che si basa su questo cinematismo?
• Materiali da utilizzare. Quali proprietà devono avere questi materiali?

Viene stimolata la discussione interdisciplinare e proposti i collegamenti alle seguenti discipline:

• Matematica: Trigonometria e calcolo differenziale per risolvere le equazioni cinematiche.
• Educazione Civica: Impatto ambientale dei motori a combustione interna e progressi verso la sostenibilità (ad esempio, l’ibridazione dei motori).

Quiz KAHOOT

competenze

Durante le lezioni STEM gli studenti acquisiscono una vasta gamma di competenze tecniche, scientifiche e trasversali. Queste competenze sono essenziali per la loro formazione professionale e personale, e includono anche le competenze chiave europee.

alunni conpdp o pei

inclusione

MATERIALI

Si ipotizza la presenza di alunni con Disturbi specifici dell'Apprendimento e con Bisogni Educativi Speciali non certificati, per i quali sono stati redatti i PDP secondo quanto previsto dalla Legge 170/2010 e dalle Linee Guida del MIUR. Si ipotizza inoltre la presenza di un alunno con disabilità certificata per cui è stato redatto un PEI con "obiettivi minimi" secondo quanto previsto dalla L. 104/92 e dal D.P.R. 24/2/94

ATTIVITA'

VALUTAZIONE

MATERIALi E COMUNICAZIONE

MATERIALE DIDATTICO

COMUNICAZIONE

Strumenti di condivisione delle informazioni e delle comunicazioni

Materiali didattici a disposizione degli studenti

Vai a Materiali

Vai a Comunicazione

COMPITI

• Progetto CAD: Creare un modello 3D del meccanismo e simulare il movimento

• Esercizi Numerici: Calcolo di velocità e accelerazioni del pistone in vari scenari
• Ricerca Applicata: Breve relazione sull’evoluzione storica del sistema biella-manovella e sulle sue applicazioni moderne, con focus sulle tecnologie sostenibili.

• Presentazione sull'analisi di un cinematismo: assegnata a ciascuno studente un tipo specifico di geometria, eseguire l'analisi cinematica e preparare una breve presentazione per la classe.
• Quiz Online Interattivo: su piattaforme come Google Forms o Kahoot, domande a scelta multipla, vero/falso e domande aperte sui concetti di tolleranze, da completarlo a casa.

valutazione

Comprensione Teorica Precisione nei Calcoli Capacità di Applicazione Chiarezza e Accuratezza Capacità di Analisi

rubrica di valutazione

valutazione formativa

• Domande Interattive
• Quiz Brevi
• Osservazione Diretta

valutazione sommativa

Correzioni Commentate Sessioni di Revisione

feedback

• Test a Risposta Chiusa
• Esercizi di Calcolo
• Progetto o Compito Pratico

Per gli studenti con BES può essere adattata in base a quanto previsto dal PDP o dal PEI, fornendo tempi extra, compiti semplificati o strumenti di supporto aggiuntivi.

valutazione personalizzata

RIFERIMENTI E BIBLIOGRAFIA

• Caligaris Luigi; Fava Stefano; Tomasello Carlo (2020). Manuale di Meccanica. Milano: Hoepli.
• Cipriano Pidatella; Giampietro Ferrari Aggradi; Delia Pidatella. Corso di meccanica, macchine ed energia. Bologna: Zanichelli.
• Giuseppe Anzalone Paolo Bassignana. Meccanica, Macchine ed Energia. Milano: Hoepli.
• Edgardo Pensi. Fondamenti di tecnica automobilistica. Milano: Hoepli.

COMPETENZE TECNICHE E PROFESSIONALI

Analisi e Progettazione: Capacità di analizzare e progettare un meccanismo biella-manovella, comprendendo il funzionamento e l'efficienza del sistema. Cinematiche: Capacità di applicare equazioni cinematiche per calcolare posizione, velocità e accelerazione dei componenti del meccanismo. Problem Solving Tecnico: Risoluzione di problemi tecnici legati alla progettazione e alla funzionalità del sistema biella-manovella, con particolare attenzione alle sollecitazioni meccaniche. Conoscenza dei Materiali: Comprensione della scelta dei materiali adeguati per i componenti del meccanismo (biella, manovella, pistone), considerando resistenza, peso e proprietà meccaniche.

COMPETENZE CHIAVE

Risoluzione di Problemi Complessi: Capacità di affrontare problemi complessi e trovare soluzioni efficaci applicando conoscenze multidisciplinari. Imparare ad Imparare: Abilità di acquisire nuove competenze e conoscenze in modo autonomo, adattandosi a nuove tecnologie e metodi di lavoro. Iniziativa e Imprenditorialità: Capacità di prendere iniziative, proporre idee innovative e affrontare nuove sfide con spirito imprenditoriale

Quale parametro deve essere considerato per calcolare la posizione del pistone in un ciclo completo del biella-manovella? A) Solo la lunghezza della biella B) Solo la lunghezza della manovella C) La lunghezza della biella e il raggio della manovella D) La velocità di rotazione dell'albero a gomiti Quale tra questi componenti non fa parte di un meccanismo biella-manovella? A) Pistone B) Camma C) Biella D) Manovella Quale parametro deve essere considerato per calcolare la posizione del pistone in un ciclo completo del biella-manovella? A) Solo la lunghezza della biella B) Solo la lunghezza della manovella C) La lunghezza della biella e il raggio della manovella D) La velocità di rotazione dell'albero a gomiti In un cinematismo biella-manovella, quale componente è collegato direttamente al pistone? A) La manovella B) Il volano C) La biella D) L'albero a gomiti

STRUMENTI

materiali didattici forniti alla classe in formati accessibili, come schede di sintesi visive o mappe concettuali. Condivisione del materiale necessario

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OPPURE INQUADRA IL CODICE QR CON LA FOTOCAMERA E VAI AL LINK

• Libro di Testo
• Link al Test dei Prerequisiti
• Link video Youtube
• Slide della presentazione teorica
• Link al quiz di Kahoot
• Schemi e mappe riassuntive autoprodotte
• Relazioni delle attività di laboratorio
• Link e materiali di approfondimento

IINDIVIDUALIZZAZIONE E PERSONALIZZAZIONE

Misure compensative, dispensative e/o integrative. Individualizzata o personalizzata, es. considerazione dei progressi o attuazione modalità alternative (verif. orale)

Google Classroom, Microsoft Teams o altre piattaforme per l'educazione:

• repository dei materiali didattici e organizzazione in cartelle;
• assegnazione compiti, test e quiz;
• documenti condivisi per lavori di gruppo;
• stream e chat per avvisi o altre comunicazioni.

Registro Elettronico:

• comunicazioni individuali o di gruppo;
• attività programmate;
• scadenze compiti e consegne;
• materiale didattico;
• ricevimento docente.

COMPETENZE DIGITALI

Utilizzo di Software CAD: Abilità nell’utilizzo di software CAD per modellare e simulare il meccanismo biella-manovella. Simulazione e Analisi: Capacità di usare strumenti digitali per simulare e analizzare il comportamento del meccanismo, identificando punti critici e ottimizzando le prestazioni. Ricerca e Gestione delle Informazioni: Uso efficace di risorse digitali per la ricerca di informazioni tecniche e scientifiche relative al progetto.

COMPETENZE TRASVERSALI

Lavoro di Gruppo: Collaborazione efficace con i compagni per la risoluzione di problemi, discussioni e progetti di gruppo. Comunicazione: Capacità di presentare e spiegare le soluzioni progettuali e i risultati delle analisi tecniche in modo chiaro e preciso. Pensiero Critico: Valutazione critica delle soluzioni progettuali e capacità di apportare miglioramenti in base a feedback e nuove informazioni.

COMPETENZE DI CITTADINANZA E SOSTENIBILITà

Consapevolezza Ambientale: Riconoscere l'importanza dell'efficienza energetica e della riduzione delle emissioni nei sistemi meccanici, con un focus sui motori a combustione interna e sulle alternative sostenibili. Etica e Responsabilità Sociale: Comprendere l'impatto delle scelte tecniche e progettuali sull'ambiente e sulla società, promuovendo pratiche responsabili e sostenibili. Cittadinanza Attiva: Sviluppo di un atteggiamento proattivo verso la partecipazione civica, riconoscendo il ruolo della progettazione meccanica nella promozione della sostenibilità e del benessere sociale.

SUPPORTO

SE previsto assistente/docente di sostegno per supporto individuale (PEI) oppure "peer to peer". Misure compensative, dispensative e/o integrative