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Os estudantes de engenharia da JMU trazem o Homem de Ferro para a sala de aula

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Quando Ryan Motta assistiu o primeiro filme de "Homem de Ferro" com seu pai, ele decidiu que queria construir algo como o terno de Tony Stark de Iron Man.

Como especialista em engenharia sênior da JMU, ele fez.

Para seu projeto sênior de Capstone, Motta e três outros alunos foram encarregados de criar uma máquina de biofísica interativa.Em resposta, eles projetaram e construíram um modelo de ferro de ferro de 7 pés de altura que o grupo usa para ensinar aulas de estudantes do ensino fundamental em ciência, tecnologia, engenharia e matemática, especificamente sobre sinais cerebrais e movimento muscular.

"Nosso objetivo era mostrar a eles o lado divertido do STEM e todos os elementos divertidos e criativos, para que eles se inspirassem em procurar esses extracurriculares", disse Motta.

A equipe tem quatro membros, todos os quais são cursos de engenharia sênior na JMU.Lauren Dargan atua como líder da equipe, Will Sullivan trabalha como gerente de projetos, Jenna Lindsey, lida com componentes de biologia e a Motta supervisiona os aspectos de aprendizado do caule.

Vários anos antes da formação da equipe de Capstone, Callie Miller e Nathan Wright, os conselheiros da faculdade do projeto, debateu o conceito inicial de um projeto que poderia ser usado em ambientes comunitários.Eles ganharam uma doação da National Science Foundation para financiar completamente o desenvolvimento de seu projeto e, quando a equipe de estudantes se reuniu, eles os encarregaram de diminuir o trabalho que queriam fazer.

"Nós escrevemos isso relativamente amplo", disse Wright."Dissemos: 'Temos essa ideia, essa grande ideia, e gostaríamos.'”

Os membros da equipe, juniores na época, foram selecionados em setembro de 2020 com base em seu interesse em trabalhar em uma máquina de biofísica que poderia ser usada para ensinar uma lição interativa e ser apresentada na Feira do Condado de Rockingham em agosto passado em agosto passado.

Lindsey disse que a equipe teve que “trabalhar para trás.”Eles começaram identificando a lição que queriam ensinar - como os sinais nervosos enviados pelo movimento muscular do controle cerebral - e depois debate os caracteres que eles poderiam transformar em um modelo físico para ensiná -lo.

JMU engineering students bring Iron Man into the classroom

A equipe enviou uma pesquisa que divulgou em todo o sistema escolar do condado de Rockingham para determinar qual personagem seria mais atraente para a quarta a sexta série.Embora outras possibilidades incluíssem o robô Baymax do filme "Big Hero 6" e a mão protética que Luke Skywalker esportes em "Star Wars", Motta disse que o Homem de Ferro venceu por um deslizamento de terra.

"Vimos que não era apenas uma demografia pesada que o queria", disse Motta.“Tivemos uma boa disseminação de gêneros, idades, que todos pareciam estar por trás de querer aprender sobre ele.”

Ao longo do primeiro ano, a equipe desenvolveu lições para ensinar com o modelo de Homem de Ferro.O Homem de Ferro serve como uma lição introdutória que exibe visualmente o sistema nervoso e ajuda os alunos a entender como os sinais cerebrais são comunicados por todo o corpo.O segundo exercício usa uma tela de placa para ilustrar como é que os sinais passem por uma membrana celular;O terceiro - que está parcialmente acabado e ainda está no desenvolvimento por enquanto - será um modelo protético elétrico de uma mão e antebraço que demonstra como os sinais enviados pelos músculos criam movimento.

Planos colocados em ação

No verão anterior ao último ano, os estudantes começaram a construir o Homem de Ferro.O modelo é uma ilustração pintada em uma folha de madeira compensada que é cortada para mostrar tubos transparentes onde "sinais cerebrais", representados por bolas de plástico, viajar pelo corpo.Sistemas de fios e motores controlam o movimento das bolas, que podem ser acionadas pressionando botões na frente.A namorada de Motta, Shea Burch, abriu imagens e combinou imagens que ela encontrou on -line para desenvolver os visuais que mostram metade do corpo do homem de ferro desenhado no traje vermelho e dourado do personagem e a outra metade como o sistema muscular do corpo.Quando a equipe usa o Homem de Ferro na sala de aula, as crianças podem pressionar os botões na frente do modelo, que levam as bolas a rolar a tubulação de plástico para as mãos ou pés do Homem de Ferro.

O modelo de Homem de Ferro era o principal entrega para o projeto da equipe, então eles precisavam concluí -lo quando a Feira do Condado de Rockingham começou em agosto.A equipe terminou durante o verão e montou um estande na feira, onde passou oito horas durante seis dias para mostrar aos alunos do ensino fundamental local sua apresentação.

"Foi muito divertido ver todos interagirem com o Homem de Ferro", disse Lindsey.“Você vê uma criança do outro lado da sala, e seus olhos se iluminam e eles tentam arrastar seus pais.”

Cerca de 2.000 crianças interagiram com o Homem de Ferro ao longo da feira, Motta estimou.A equipe distribuiu pesquisas para aprender o que funcionou e o que poderia ser melhorado.

“A lot of kids left … saying, ‘I learned something new, I really enjoyed this, I wish my school did this,'” Motta said.

Dargan disse que era significativo poder estar na feira com Lindsey como "modelos" para as meninas que compareceram.O objetivo da equipe é incentivar os alunos mais jovens a construir projetos semelhantes.Dar às crianças esse tipo de inspiração é "emocionante", disse Lindsey.

"STEM é difícil", disse Motta."Essas são coisas muito complexas que estamos construindo e projetando, e muita falha é.Mas é a mentalidade de ensinar essas crianças [que], se você estiver disposto a passar por esse sacrifício, sairá com coisas do outro lado que são muito mais gratificantes.”

A equipe também levou o Iron Man para uma sala de aula da quarta série na Mennonite Elementary School, onde usaram um exercício de bingo para ensinar aos alunos vocabulário científico, com termos como "bateria", "biologia" e "núcleo.”

Bethany Gibbs, professora da Mennonite Elementary, cuja turma da quarta série recebeu a equipe do Iron Man, disse que esse tipo de projeto STEM era útil para seus alunos, porque isso lhes permitiu interagir com os assuntos científicos que estavam aprendendo.

A equipe ainda tem mais um semestre para aperfeiçoar suas lições e modelos.Depois disso, o trabalho deles será passado para uma equipe de estudantes de engenharia júnior da JMU que usarão o modelo de Iron Man como inspiração para criar novas lições.

Por enquanto, Motta, Dargan, Sullivan e Lindsey estão ocupados enquanto se preparam para apresentar o Homem de Ferro em pelo menos mais uma sala de aula durante o semestre da primavera.Eles trabalham de 10 a 12 horas por semana para finalizar as lições e modelos.

Miller e Wright disseram que a equipe do Homem de Ferro está posicionada para realizar muito na primavera.

"Eles definiram a fasquia muito alta", disse Miller, "e minha esperança é que isso se traduza na equipe júnior ... acho que a orientação ponto a ponto será fundamental para estabelecer esse legado de produtos realmente de qualidade.”

Entre em contato com Maria Copeland em Copelamt@Dukes.JMU.Edu.Para mais informações sobre a cultura, as artes e o estilo de vida das comunidades JMU e Harrisonburg, siga a mesa de cultura no Instagram e Twitter @breeze_culture.