Esercizi: Le fasi del progetto tecnologico

La tecnologia esiste per risolvere bisogni. Indica il bisogno che risolve ciascun oggetto: (a) un ombrello; (b) un appendiabiti; (c) una borraccia riutilizzabile; (d) un ponte pedonale. Poi indica due bisogni della tua aula che potrebbero essere risolti con un oggetto semplice.

Queste sono le fasi del progetto tecnologico, ma in disordine: (a) costruire, (b) individuare il bisogno, (c) progettare con schizzi, (d) valutare e migliorare, (e) cercare informazioni, (f) pianificare il lavoro. Mettile nell'ordine corretto e spiega con una frase che cosa si fa in ciascuna.

La figura mostra il ciclo del progetto tecnologico: le fasi si concatenano ad anello perché l'ultima può riportarci alle prime, ma una fase è coperta da un punto interrogativo, come mostrato nello schema.

Quale fase è coperta? Spiega perché il ciclo è un anello e non una linea che finisce: che cosa può succedere quando si verifica se ciò che è stato costruito funziona?

Associa ogni fase all'attività che le corrisponde: (a) progettare, (b) pianificare, (c) valutare, (d) cercare informazioni. Attività: 1. fare schizzi e disegni con le misure; 2. provare se l'oggetto funziona e annotare i miglioramenti; 3. guardare come risolvono lo stesso problema oggetti simili; 4. fare l'elenco dei materiali, degli attrezzi e dei passaggi da seguire.

Vero o falso? Giustifica ogni risposta: (a) è una buona idea cominciare a costruire prima di avere un qualsiasi progetto; (b) la valutazione può obbligarci a tornare alla fase di progettazione; (c) cercare informazioni prima di progettare dà idee ed evita errori; (d) un progetto finisce sempre non appena l'oggetto è costruito.

Che cos'è uno schizzo? Spiega quale differenza c'è tra uno schizzo veloce a mano libera e un disegno con le misure, e a che cosa serve ciascuno durante la fase di progettazione.

In laboratorio i progetti si fanno in squadra. Indica tre vantaggi del lavorare in squadra (dividersi i compiti, avere più idee, aiutarsi negli errori) e una difficoltà che può comparire, spiegando come la risolveresti.

«I cappotti della classe finiscono sempre per terra o sulle sedie.» Individua il bisogno che c'è dietro questa frase, formula il problema con una domanda («Come potremmo...?») e proponi un oggetto semplice che lo risolva.

La tua squadra costruirà una scatola di legno per conservare i cavi dell'aula. Descrivi che cosa fareste in ciascuna delle sei fasi del progetto, dall'individuare il bisogno al valutare il risultato, con una o due frasi per fase.

Spiega la differenza tra uno schizzo e un disegno quotato usando l'esempio di un appendiabiti: che cosa apporta ciascuno, quale faresti per primo e che cosa potrebbe succedere se costruissi il pezzo basandoti solo sullo schizzo.

Il vostro ponte di stuzzicadenti crolla quando gli mettete il primo peso durante la prova. In quale fase del progetto siete? Spiega quali due strade potete prendere (migliorare i collegamenti, cambiare il progetto) e perché fallire la prova non significa che il progetto sia fallito.

La figura mostra la pianificazione di quattro settimane di una squadra che costruisce un appendiabiti, come mostrato nello schema.

Leggi il cronoprogramma e rispondi: quali compiti si svolgono nella settimana 2? Quale compito deve essere terminato prima di comprare i materiali? Se la costruzione richiedesse due settimane invece di una, che cosa accadrebbe al resto del piano?

Prima di progettare un appendiabiti per gli zaini dell'aula bisogna cercare informazioni. Fai un elenco di quattro cose che converrebbe scoprire (quanti zaini ci sono, quanto pesano pieni, quanto spazio libero c'è sulla parete, come sono gli appendiabiti in commercio) e spiega che cosa decide ciascun dato nel progetto finale.

Una squadra di quattro persone deve costruire una scatola in tre sessioni di laboratorio. Proponi una suddivisione dei compiti per persona e per sessione, spiega perché conviene metterla per iscritto prima di cominciare e cosa fareste se qualcuno fosse assente il giorno della costruzione.

Dopo aver costruito l'oggetto bisogna valutarlo. Redigi una scheda di valutazione con quattro domande (svolge la sua funzione?, è stabile e sicuro?, potrebbe essere realizzato con meno materiale?, cosa miglioreresti?) e spiega che cosa apporta ciascuna domanda al progetto successivo.

«Pianificare è una perdita di tempo: io preferisco cominciare subito.» Rispondi a questa idea con due argomenti (materiali che mancano a metà del lavoro, errori che costano tempo e denaro) e un esempio tratto dal laboratorio.

Un compagno vuole realizzare un supporto per il cellulare per la sua scrivania da studio che permetta di posizionare il telefono sia in orizzontale (per guardare video) sia in verticale (per le videochiamate mentre si ricarica senza forzare il cavo), utilizzando un unico ritaglio di compensato di $15 \times 10\text{ cm}$.

1. a) Giustifica quali due dati tecnici fondamentali della fase di «Ricerca di informazioni» occorre misurare prima di tracciare qualsiasi taglio sul legno.
2. b) Progetta e descrivi una soluzione che rispetti i requisiti geometrici e funzionali impiegando quell'unico ritaglio.
3. c) Nella fase di «Valutazione», progetta una prova tecnica concreta per verificare che il supporto non si ribalti per instabilità del baricentro quando si preme con forza sulla parte superiore dello schermo.

Una squadra ha costruito un appendiabiti che si è ribaltato quando è stato appeso il primo zaino. Analizza in quale fase o in quali fasi pensi che abbiano sbagliato (hanno individuato male il bisogno?, hanno progettato senza considerare la stabilità?, lo hanno considerato finito senza provarlo?) e spiega come lo verificheresti parlando con loro.

Due squadre costruiscono lo stesso ponte di stuzzicadenti con lo stesso materiale: uno regge $5\ \text{kg}$ e l'altro si rompe con $1\ \text{kg}$. Spiega quali fasi del metodo giustificano meglio questa differenza e cosa faresti perché la squadra «più debole» migliori il suo ponte senza ricominciare da zero.

Al termine di un progetto in laboratorio, un alunno afferma: «La relazione tecnica è una perdita di tempo; se l'oggetto è già costruito e funziona, scrivere quello che abbiamo fatto non serve a niente». Confuta la sua posizione risolvendo queste questioni:

1. a) Immagina che tra due mesi un'altra classe prima voglia riprodurre il vostro progetto ma utilizzando plastica riciclata al posto del legno. Giustifica quali due sezioni della relazione dovranno consultare obbligatoriamente e che cosa accadrebbe se non fossero state scritte.
2. b) Durante la costruzione, un pezzo non si incastrava come nello schizzo iniziale e avete dovuto modificarne le misure in corso d'opera. Giustifica tecnicamente perché è indispensabile riportare quel cambiamento nella relazione invece di lasciare il disegno iniziale.

Durante le prove di resistenza di un ponte di stuzzicadenti e colla a caldo, si ottengono i seguenti risultati:

• Con un carico di $1,0\text{ kg}$, la struttura non scricchiola ma si osserva una flessione notevole nella trave inferiore.

• Al raggiungimento di $1,4\text{ kg}$, gli stuzzicadenti sono ancora integri (nessuno si è spezzato), ma si staccano tre giunzioni del reticolo centrale e il ponte crolla completamente (l'obiettivo fissato era $3,0\text{ kg}$).

1. a) A partire da questi dati, interpreta quale sia stato il vero difetto: resistenza del materiale o rigidità e adesione nei nodi? Giustifica la tua deduzione.
2. b) Proponi due modifiche concrete di riprogettazione per raggiungere $3,0\text{ kg}$ senza aumentare il peso totale del ponte di più del $20\,\%$.
3. c) Progetta un protocollo di prova progressivo per valutare i miglioramenti senza distruggere la struttura al primo tentativo.

Per costruire un contenitore per classificare i pezzi del laboratorio, la tua squadra è indecisa tra due soluzioni tecniche:

• Proposta A: Legno compensato di $5\text{ mm}$, giunzioni con incastri e colla vinilica. Costo dei materiali: $3,20\text{ €}$. Richiede $90\text{ min}$ di lavoro con seghetto e carta vetrata.

• Proposta B: Cartone pressato riciclato di $3\text{ mm}$, giunzioni rinforzate con nastro di carta e angolari di cartone. Costo dei materiali: $0,80\text{ €}$. Richiede $40\text{ min}$ di lavoro con cutter e righello.

I vincoli del progetto sono: budget massimo di $2,00\text{ €}$ per squadra, tempo limite di 2 sessioni di laboratorio ($100\text{ min}$ in totale) e deve sostenere attrezzi pesanti senza deformarsi per tutto l'anno scolastico.

1. a) Costruisci una tabella con tre criteri tecnici di valutazione ponderati e assegna un punteggio alle due proposte in modo motivato.
2. b) Determina quale proposta deve essere scelta in base ai tuoi punteggi.
3. c) Proponi una modifica concreta per la proposta non scelta che le permetta di superare i suoi punti deboli senza violare i vincoli.

Nella fase di pianificazione di una scatola con coperchio per conservare componenti, disponi di un budget massimo e inderogabile di $14,00\text{ €}$. I materiali previsti e i loro prezzi unitari sono:

• Pannello di compensato ($60 \times 40\text{ cm}$): $5,20\text{ €}$

• Listello di pino ($1\text{ m}$): $2,10\text{ €}$ (servono 2 listelli)

• Cerniere metalliche: $1,30\text{ €}$ ciascuna (se ne prevedono 3)

• Chiusura a scrocco: $1,80\text{ €}$

• Viti per legno: $0,05\text{ €}$ l'una (servono 4 viti per cerniera e 4 per la chiusura)

• Adesivo di contatto: $1,50\text{ €}$

1. a) Elabora la tabella del preventivo dettagliata e calcola il costo totale previsto.
2. b) Verifica se il progetto è economicamente fattibile. Se supera il budget, proponi e giustifica due modifiche di progetto o di materiali che permettano di ridurre il costo sotto $14,00\text{ €}$ mantenendo il coperchio mobile e la funzionalità di chiusura.

Due gruppi di prima media realizzano un supporto per il laboratorio con profilati di plastica e viti:

• Gruppo A («allo sbaraglio»): comincia a tagliare e forare il materiale nella prima sessione senza disegni né elenco dei pezzi. Sprecano 3 profilati per errori di misura, impiegano 6 ore di laboratorio e il supporto finale risulta traballante.

• Gruppo B («metodo per progetti»): dedica due sessioni a misurare, realizzare schizzi quotati e redigere la scheda di lavorazione; costruiscono nella terza sessione. Consumano esattamente il materiale assegnato, impiegano 4 ore in totale e il supporto supera il controllo di qualità.

1. a) Analizza quali fasi specifiche del processo tecnologico ha ignorato il Gruppo A e quale conseguenza tecnica diretta ha avuto ciascuna omissione.
2. b) Se un'azienda fabbricasse 5.000 supporti con il metodo del Gruppo A, prevedi le conseguenze economiche e di sostenibilità ambientale rispetto al metodo del Gruppo B.
3. c) Un alunno del Gruppo A sostiene: «Noi siamo stati più pratici perché abbiamo lavorato con gli attrezzi dal primo minuto senza perdere tempo con le carte». Confuta tecnicamente la sua posizione con i dati di tempo e qualità del caso.