Plantar con precisión

Construír materiais (para cada equipo)

Materiais requiridos (negociación / táboa de posibilidades)

• Vasos de papel e plástico
• Cuncas de papel e plástico
• Latas ou botellas baleiras
• Pallas
• Toallas de papel
• Cintas de goma
• Clips de papel,
• Botellas de refrescos
• cola
• Corda
• Folla de aluminio
• Envoltura de plástico
• Tubos metálicos flexibles
• Mangueira ou tubos

Proba de materiais

• Sementes de cabaza ou xirasol (calidade alimentaria, comestibles)
• Bata ou toalla de algodón (serve de solo)

Obras

• Sementes de cabaza ou xirasol (calidade alimentaria, comestibles)
• Bata ou toalla de algodón (serve de solo)

Proceso

Deite unha toalla ou bateador de algodón sobre a superficie da mesa. Coloque unha regra, cinta métrica ou regra de papel impreso ao longo do bordo do material. Os equipos proban os seus sistemas de plantación demostrando como distribúe a semente cada 15 cm a unha distancia de 60 cm.

Deseño Challenge

Formas parte dun equipo de enxeñeiros dado o reto de desenvolver un sistema que poida deixar caer unha semente de cabaza ou xirasol cada 15 cm a unha distancia de 60 cm.

Criterios

• Debe caer 1 semente cada 15 cm a unha distancia de 60 cm.

Restriccións

• As mans non poden tocar a semente mentres cae.
• Use só os materiais proporcionados.
• Os equipos poden negociar materiais ilimitados.

1. Break clase en equipos de 3-4.
2. Reparte a folla de traballo Plantación con precisión, así como algunhas follas de papel para esbozar deseños.
3. Debate sobre os temas na sección Conceptos de fondo. Para introducir a lección, considere preguntar aos alumnos como se sementan as sementes nos campos de millo. Pídalles que pensen nos equipos e sistemas necesarios para manexar de xeito eficiente a plantación de sementes.
4. Revise o proceso de deseño de enxeñaría, o desafío de deseño, os criterios, as restricións e os materiais.
5. Proporcionar a cada equipo os seus materiais.
6. Explique que os estudantes deben deseñar e construír un sistema que poida deixar caer unha semente de cabaza ou xirasol cada 15 cm a unha distancia de 60 cm.
7. Anuncia o tempo que teñen para deseñar e construír (recoméndase 1 hora).
8. Use un temporizador ou un cronómetro en liña (función de conta atrás) para asegurarse de manter o tempo. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Dálles aos estudantes "controis de tempo" regulares para que poidan seguir a tarefa. Se están loitando, faga preguntas que os leven a unha solución máis rápido.
9. Os estudantes reúnense e desenvolven un plan para o seu sistema de plantación. Acordan os materiais que necesitarán, escriben / debuxan o seu plan e presentan o seu plan á clase. Os equipos poden intercambiar materiais ilimitados con outros equipos para desenvolver a súa lista de pezas ideais.
10. Os equipos constrúen os seus deseños.
11. Deite unha toalla ou bateador de algodón sobre a superficie da mesa. Coloque unha regra, cinta métrica ou regra de papel impreso ao longo do bordo do material. Os equipos proban os seus sistemas de plantación demostrando como distribúe a semente cada 15 cm a unha distancia de 60 cm.
12. Como clase, debate sobre as preguntas de reflexión do alumno.
13. Para obter máis contido sobre o tema, consulte a sección "Máis profundo".

Método alternativo

Os estudantes poderían plantar sementes reais (berro do xardín, por exemplo), ben nun xardín escolar ao aire libre ou en batea de algodón (o berro do xardín crece ben en calquera lugar) para que os estudantes poidan observar o crecemento das sementes. Isto podería debater sobre o uso da terra, a eficiencia na colocación de sementes, sobre a plantación ou outros temas relacionados co uso da terra.

Idea de extensión

Esixir aos estudantes que incorporen un sensor ou un ordenador no seu deseño.

Reflexión do estudante (caderno de enxeñaría)

1. Que semellanza tiña o teu deseño orixinal co sementeiro que construíu o teu equipo?
2. Se atopaches que necesitabas facer cambios durante a fase de construción, describe por que o teu equipo decidiu facer revisións.
3. Que sistema de sementeira feito por outro equipo resultou ser o máis preciso? Que pasa co seu deseño que o fixo máis preciso?
4. Cres que esta actividade foi máis gratificante facela en equipo ou terías preferido traballar só nela? Por que?
5. Se puidese empregar un material adicional (cinta, cola, un ordenador, sensores - como exemplos) que escollería e por que?
6. Como terías que axustar a túa sementeira se estiveses a plantar millo? Que tal as orquídeas?
7. Como impactaron os avances en equipos na "Revolución Verde?"

A lección pódese facer en tan só 1 período de clase para estudantes maiores. Non obstante, para evitar que os estudantes se sintan apresurados e para garantir o éxito dos estudantes (especialmente para os máis novos), divida a lección en dous períodos dándolle aos estudantes máis tempo para facer unha pluja de ideas, probar ideas e finalizar o seu deseño. Realice as probas e o resumo no seguinte período de clases.

Sementadoras e xardineiras   

Sembradora

Unha sementeira é un dispositivo de sementeira que coloca as sementes no chan con precisión e logo as cobre. Antes da introdución da sementeira, a práctica habitual era plantar sementes a man. Isto resultou moi malgastador, xa que a plantación era imprecisa mal distribuída, polo que había moito desperdicio de sementes e solo útil.

Nos métodos de plantación máis antigos preparábase un campo cun arado que cavaba filas ou surcos. O campo foi entón sementado botando as sementes sobre o campo, ás veces chamado "transmisión manual". Algunhas sementes pousaron no surco e protexéronse, que outras poderían quedar expostas ... ¡non moi eficientes! O uso dunha sementeira pode aumentar a relación entre o rendemento da colleita ata nove veces, colocando sementes exactamente onde son necesarias.

planta

Como un sembrador, un xardineiro é remolcado detrás dun tractor. Os xardineiros colocan a semente de xeito preciso ao longo de filas. As sementes distribúense a través de dispositivos chamados unidades de filas que están espaciadas ao longo da parte traseira da maceta (a da dereita ten a capacidade de facer 4 filas á vez. De momento, a máis grande do mundo ten unha capacidade de 48 filas: o John Deere DB120.

Os xardineiros máis vellos poden ter un colector de sementes para cada fila e un colector de fertilizantes para dúas ou máis filas. En cada colector de sementes instálanse placas con "dentes" para corresponder ao tamaño do tipo de semente que se vai sementar e á rapidez con que debe saír a semente. A cantidade de espazo entre cada "dente" sería o suficientemente grande como para permitir pasar unha semente á vez, pero non o suficientemente grande para dúas.

Historia e precisión da plantación 

historia

Os sumerios usaron sementadoras primitivas de tubo único ao redor do 1500 a.C. e as sembradoras a base de tubos foron inventadas polos chineses no século II a.C. Algúns cren que a sementeira introduciuse en Europa despois dos contactos con China. A ilustración á dereita mostra un sembrador chinés de dobre tubo, publicado por Song Yingxing na enciclopedia Tiangong Kaiwu de 2.

O primeiro sembrador europeo foi atribuído a Camillo Torello e patentado polo Senado veneciano en 1566. E, un sembrador foi descrito polo miúdo por Tadeo Cavalina de Bolonia en 1602.

En Inglaterra, o sembrador foi perfeccionado por Jethro Tull, do que se dixo que perfeccionou un sembrador de cabalos en 1701 que sementou economicamente as sementes en liñas ordenadas. Non obstante, as sementadoras non terían un uso xeneralizado en Europa ata mediados do século XIX.

Tecnoloxía avanzada

Co paso dos anos as sementas volvéronse máis avanzadas e sofisticadas. Por exemplo, moitas empresas e universidades que se centran na investigación sobre a agricultura agora recomendan o uso de sistemas de medición electrónicos para medir con precisión o espazamento das sementes.

Algúns usan un sistema chamado "PhotoGate" que usa un emisor de luz cun sensor onde as sementes caen dunha sementeira. Cando unha semente pasa a abertura, bloquea a luz dun ou máis dos sensores e envía un sinal a unha computadora indicando que caeu unha semente. O software rastrexa a colocación e o momento da colocación das sementes e pode informar con moita precisión do espazo entre sementes individuais.

• Limitacións: limitacións de material, tempo, tamaño do equipo, etc.
• Criterios: Condicións que debe cumprir o deseño como o seu tamaño global, etc.
• Enxeñeiros: inventores e solucionadores de problemas do mundo. En enxeñaría recoñécense vintecinco grandes especialidades (ver infografía).
• Proceso de deseño de enxeñería: os enxeñeiros de procesos usan para resolver problemas. 
• Engineering Habits of Mind (EHM): Seis formas únicas de pensar os enxeñeiros.
• Iteración: probar e redeseño é unha iteración. Repetir (múltiples iteracións).
• Plantador: remolcado detrás dun tractor, os plantadores depositan a semente de forma precisa ao longo das filas. As sementes distribúense a través de dispositivos chamados unidades de fila que están espazados ao longo da parte traseira da plantadora.
• Precisión: a calidade, a condición ou o feito de ser exactos e precisos.
• Prototipo: un modelo de traballo da solución que se vai probar.
• Sementeira: Un dispositivo de sementeira que coloca as sementes con precisión no chan e despois as cobre.

Conexións a Internet

• O sitio da semente

Lectura recomendada

• Equipos agrícolas do mundo romano (ISBN: 978-0521134231)
• Ferramentas e implementos agrícolas de fin de século (Dover Pictorial Archives) (ISBN: 978-0486421148)

Actividade escrita

Escribe un ensaio ou un parágrafo sobre como cambiou a agricultura de sementes durante o século pasado: identifica tres avances importantes que melloraron a economía da agricultura.

Aliñación aos marcos curriculares

Nota: Os plans de lección desta serie están aliñados a un ou máis dos seguintes conxuntos de estándares:  

• Normas de educación científica dos EUA (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Normas científicas de próxima xeración dos EUA (http://www.nextgenscience.org/) 
• Normas de alfabetización tecnolóxica da International Technology Education Association (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Principios e estándares para as matemáticas escolares do Consello Nacional dos Profesores de Matemáticas dos EUA (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Normas estatais comúns comúns dos Estados Unidos para matemáticas (http://www.corestandards.org/Math)
• Asociación de Profesores de Informática K-12 Normas de Informática (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Normas nacionais de educación científica Graos K-4 (idades 4-9)

ESTÁNDAR DE CONTIDO A: a ciencia como investigación

Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse

• Capacidades necesarias para facer investigación científica 
• Comprensión sobre a investigación científica 

ESTÁNDAR DE CONTIDO B: Ciencia Física

Como resultado das actividades, todos os estudantes deben comprender

• Propiedades de obxectos e materiais 
• Posición e movemento dos obxectos 

ESTÁNDAR DE CONTIDO E: Ciencia e Tecnoloxía 

Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse

• Capacidades de deseño tecnolóxico 
• Comprensión sobre ciencia e tecnoloxía 

ESTÁNDAR DE CONTIDO F: Ciencia en perspectivas persoais e sociais

Como resultado das actividades, todos os estudantes deben comprender

• Tipos de recursos 
• Ciencia e tecnoloxía nos retos locais 

ESTÁNDAR DE CONTIDO G: Historia e natureza da ciencia

Como resultado das actividades, todos os estudantes deben comprender

• A ciencia como un esforzo humano 

Normas nacionais de educación científica 5-8 anos (10-14 anos)

ESTÁNDAR DE CONTIDO A: a ciencia como investigación

Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse

• Capacidades necesarias para facer investigación científica 

ESTÁNDAR DE CONTIDO B: Ciencia Física

Como resultado das súas actividades, todos os estudantes deben comprender

• Mocións e forzas 

ESTÁNDAR DE CONTIDO E: Ciencia e Tecnoloxía

Como resultado das actividades dos 5-8 graos, todos os estudantes deberían desenvolverse

• Capacidades de deseño tecnolóxico 

ESTÁNDAR DE CONTIDO F: Ciencia en perspectivas persoais e sociais

Como resultado das actividades, todos os estudantes deben comprender

• Poboacións, recursos e ambientes 
• Riscos e beneficios 
• Ciencia e tecnoloxía na sociedade 

Normas nacionais de educación científica 5-8 anos (10-14 anos)

ESTÁNDAR DE CONTIDO G: Historia e natureza da ciencia

Como resultado das actividades, todos os estudantes deben comprender

• A ciencia como un esforzo humano 
• Historia da ciencia 

Normas nacionais de educación científica 9-12 anos (14-18 anos)

ESTÁNDAR DE CONTIDO A: a ciencia como investigación

Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse

• Capacidades necesarias para facer investigación científica 

ESTÁNDAR DE CONTIDO B: Ciencia Física 

Como resultado das súas actividades, todos os estudantes deben comprender

• Mocións e forzas 
• Interaccións de enerxía e materia 

ESTÁNDAR DE CONTIDO E: Ciencia e Tecnoloxía

Como resultado das actividades, todos os estudantes deberían desenvolverse

• Capacidades de deseño tecnolóxico 
• Comprensión sobre ciencia e tecnoloxía 

ESTÁNDAR DE CONTIDO F: Ciencia en perspectivas persoais e sociais

Como resultado das actividades, todos os estudantes deben comprender

• Calidade ambiental 
• Riscos naturais e humanos 
• Ciencia e tecnoloxía nos retos locais, nacionais e globais 

ESTÁNDAR DE CONTIDO G: Historia e natureza da ciencia

Como resultado das actividades, todos os estudantes deben comprender

• Perspectivas históricas 

Estándares científicos de próxima xeración de 3o a 5o (idades 8-11)

Deseño de enxeñaría 

Os estudantes que demostren comprensión poden:

• 3-5-ETS1-1.Define un problema de deseño sinxelo que reflicta unha necesidade ou un desexo que inclúa criterios específicos de éxito e restricións nos materiais / tempo / custo.
• 3-5-ETS1-2.Xerar e comparar múltiples / solucións a un problema en función do ben que cada un cumpra os criterios e as restricións do problema.
• 3-5-ETS1-3.Planifica e realiza probas xustas nas que se controlan as variables e se consideran os puntos de falla para identificar aspectos dun modelo ou prototipo mellorables.

Estándares científicos de próxima xeración de 6o a 8o (idades 11-14)

Deseño de enxeñaría 

Os estudantes que demostren comprensión poden:

• MS-ETS1-1 Defina os criterios e as restricións dun problema de deseño con suficiente precisión para garantir unha solución exitosa, tendo en conta os principios científicos relevantes e os impactos potenciais sobre as persoas e o medio natural que poden limitar as posibles solucións.
• MS-ETS1-2 Avalía solucións de deseño competitivas mediante un proceso sistemático para determinar o ben que cumpren os criterios e as restricións do problema.

Normas para a alfabetización tecnolóxica - Todas as idades

A natureza da tecnoloxía

• Estándar 3: os estudantes desenvolverán unha comprensión das relacións entre as tecnoloxías e as conexións entre a tecnoloxía e outros campos de estudo.

Tecnoloxía e Sociedade

• Estándar 4: os estudantes desenvolverán unha comprensión dos efectos culturais, sociais, económicos e políticos da tecnoloxía.
• Estándar 5: os estudantes desenvolverán unha comprensión dos efectos da tecnoloxía no ambiente.
• Norma 6: os estudantes desenvolverán unha comprensión do papel da sociedade no desenvolvemento e uso da tecnoloxía.
• Estándar 7: os estudantes desenvolverán unha comprensión da influencia da tecnoloxía na historia.

Proxecto

• Estándar 8: os estudantes desenvolverán unha comprensión dos atributos do deseño.
• Norma 9: os estudantes desenvolverán unha comprensión do deseño de enxeñaría.
• Norma 10: os estudantes desenvolverán unha comprensión do papel da resolución de problemas, investigación e desenvolvemento, invención e innovación e experimentación na resolución de problemas.

Habilidades para un mundo tecnolóxico

• Norma 11: os estudantes desenvolverán habilidades para aplicar o proceso de deseño.
• Norma 13: os estudantes desenvolverán habilidades para avaliar o impacto de produtos e sistemas.

O mundo deseñado

• Norma 15: os estudantes comprenderán e serán capaces de seleccionar e usar biotecnoloxías agrícolas e afíns.

Planificación e traballo en equipo de enxeñaría

Formas parte dun equipo de enxeñeiros ante o reto de desenvolver un sistema a partir de materiais cotiáns que poida deixar caer unha semente de cabaza ou xirasol cada 15 cm a unha distancia de 60 cm.

Ten unha gran variedade de materiais para empregar e pode alimentar o dispositivo de calquera xeito que desexe sempre que as mans non toquen a semente mentres cae.

Fase de investigación

Le o material que che proporcionou o teu profesor. Se tes acceso a internet, considera diferentes tipos de máquinas de sementar e determina un deseño que pensas que funcionará mellor no teu aula.

Fase de Planificación e Deseño

Debuxa un diagrama do deseño da sementeira na parte de atrás deste papel e no cadro seguinte fai unha lista de todas as partes que cres que necesitará o teu equipo para construílo.

Fase de presentación
Presente o seu plan e debuxo á clase e considere os plans doutros equipos. Pode que desexe axustar o seu propio deseño.

Constrúeo. Próbao.
A continuación, constrúe a súa sementeira e probalo. Podes compartir materiais de construción sen usar con outros equipos e intercambiar materiais tamén. Asegúrese de ver o que fan outros equipos e considere os aspectos dos diferentes deseños que poden mellorar o plan do seu equipo.

Reflexión

Completa as preguntas de reflexión a continuación:

1. Que semellanza tiña o teu deseño orixinal co sementeiro que construíu o teu equipo?

2. Se atopaches que necesitabas facer cambios durante a fase de construción, describe por que o teu equipo decidiu facer revisións.

3. Que sistema de sementeira feito por outro equipo resultou ser o máis preciso? Que pasa co seu deseño que o fixo máis preciso?

4. Cres que esta actividade foi máis gratificante facela en equipo ou terías preferido traballar só nela? Por que?

5. Se puidese empregar un material adicional (cinta, cola, un ordenador, sensores - como exemplos) que escollería e por que?

6. Como terías que axustar a túa sementeira se estiveses a plantar millo? Que tal as orquídeas?

7. Como impactaron os avances en equipos na "Revolución Verde?"

Tradución do plan de lección

[conmutador de idioma]