Geometría y Pensamiento Computacional: Scratch y Sphero mini

imagen de una mano
  • Nivel:
    • Primaria
  • Temática:
    • Programación
    • Robótica

El docente

Datos del profesor: Pablo Dúo Terrón

Centro escolar: CEIP Príncipe Felipe

Localidad y provincia: Ceuta (Ceuta)

Web del centro: ceipprincipefelipe.educalab.es

Contacto en redes sociales: @esparaTIC (Twitter) y www.educaciontic.es

Inicializando: Ficha Técnica

 

Nivel:
Infantil      Primaria        Secundaria      Bachillerato    F.P
Curso/s: 6.º de Educación Primaria
Materia/s: Matemáticas
Conocimientos previos:

 

  • Conocer y manejar los conceptos básicos de programación.
  • Diseñar actividades motivadoras de pensamiento computacional que supongan generar un reto entre el alumnado
Conocimientos previos del alumnado:

 

El alumnado debe tener conocimientos previos en el ámbito curricular y de pensamiento computacional:

  • Conocer los tipos de figuras geométricas según el número de lados.
  • Diferenciar los diferentes tipos de ángulos.
  • Poseer destrezas básicas en el manejo de bloques de programación.
Parte del currículum que cubre:

 

  1. Competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología:
  • Descripción de posiciones y movimientos.
  • La representación elemental del espacio, escalas y gráficas sencillas.
  • Formas espaciales: elementos, relaciones y clasificación.
  • Cuerpos geométricos: elementos, relaciones y clasificación.
  • Direcciones expresadas en ángulos, distancias, velocidades y tiempo.
  • Uso del pensamiento computacional para resolver problemas.
  1. Competencia lingüística:
  • Diálogo y discusión en solución de problemas.
  1. Competencia digital:
  • Programación de robots en circuitos.
  1. Competencia en aprender a aprender.

Comprobación de posibles errores y planteamiento de soluciones alternativas.

Nº de sesiones: 

 

4 sesiones de 45 minutos y una sesión de evaluación

Momento del curso:

 

Comienzo del 2.º trimestre, curso escolar 20/21.

Inicializando: Caja de Herramientas

En la imagen se ven los recursos que se necesitan: recursos digitales (flubaroo, google form, App Schartc y Sphero Edu, Jamboard), robot sphero Mini, tablet, Libreta, pizarra interactiva y cintas de colores
Caja de Herramientas. Elaboración: Pablo Dúo

Ejecución: Bloques de Actividades

Introducción

La experiencia de aprendizaje que mostramos, está enmarcada dentro de una unidad didáctica del área de matemáticas y dirigida a un 6.º de Primaria, en ella, incorporamos el pensamiento computacional en el proceso de enseñanza-aprendizaje, insertando los bloques de programación de Scratch y la app Sphero EDU, con su robot Sphero mini, en los contenidos referentes a las formas geométricas, los ángulos y el perímetro utilizando una metodología STEAM.

Las herramientas y dispositivos electrónicos “nos proporcionan múltiples formas de representar situaciones problemáticas que les permite a los estudiantes desarrollar estrategias de resolución de problemas y mejor comprensión de los conceptos matemáticos que están trabajando” (Pichardo y Puentes, 2012, p.129), en concreto utilizaremos la metodología STEAM, ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemáticas, por sus siglas en inglés que “está marcando una nueva era en la aplicación de procesos de enseñanza y aprendizaje innovadores y motivadores” (Hinojo y otros, 2020, p.1).

Antes de desarrollar la experiencia, es conveniente resaltar que ha sido llevada a cabo en época de pandemia, cumpliendo con las medidas de prevención de distancia de seguridad de 1, 5 metros por persona, uso de mascarilla y lavado de manos. Aconsejando realizar estas actividades en pequeños grupos, proponiendo retos y problemas, intercambiando opiniones, etc. atendiendo a diferentes ritmos de aprendizaje en el aula cuando la situación sanitaria lo permita.

Los objetivos de aprendizaje (Ver imagen 3) que se pretenden conseguir en esta experiencia son:

Los objetivos son: programar robots que dibujen en un plano figuras geométricas, manejar bloques de programación básicos, calcular ángulos, direcciones, pasos, tiempos y velocidades e identificar los pasos de programación como equivalencia al concepto de perímetro
Objetivos de la tarea

Sesión 1. El lápiz digital

Fase 1: ¿Qué sabemos?

Detección de conocimientos previos relacionados con la geometría, repaso breve de las figuras geométricas según el número de lados, concepto de vértice, tipos de ángulos y dirección de ángulos en un eje de coordenadas.

Datos geométricos del cuadrado, triángulo, pentágono, hexágono. Se muestra la suma de los ángulos externos, que dan un valor de 360º
Datos geométricos. Elaboración Pablo Dúo

Fase 2: Experimentamos dibujos con Scratch

Cada alumna y alumno con su tablet y con el programa Scratch, crea un nuevo programa, donde representará con ayuda del docente la figura de un cuadrado. En primer lugar, abrimos el bloque “Lápiz” y explicamos que funciona de la misma forma que cuando nosotros escribimos en la realidad, es decir, para dibujar, debemos asignar el bloque “Bajar lápiz” y movernos por el escenario, cuando queramos desplazarnos sin pintar por el escenario, debemos asignar el bloque “Subir lápiz”.

Bloque de scratch dónde se ve cómo se dibuja con el bloque lápiz de Scratch
Bloque lápiz con Scratch. https://scratch.mit.edu

Dejamos un breve tiempo para que cada alumna y alumno experimente cómo funciona el bloque “lápiz” y que prueben con las funciones fijar color, cambiar tamaño, etc. les recomendamos que siempre añadan el bloque de “borrar todo” al empezar un programa, para que no quede nada dibujado del programa anterior.

Fase 3. Construimos un cuadrilátero

Una vez que el alumnado se ha familiarizado con el bloque Lápiz, pasamos a explicar cómo realizar un cuadrado y posteriormente, a un trabajo basado en resolución de problemas. Como observamos en la Imagen 6 existen dos métodos para realizar un cuadrado, la forma larga y la corta.

  • Método largo: En primer lugar, incorporar el bloque de “al hacer clic en bandera verde”, apuntar hacia arriba (dirección 0º), mover X pasos, apuntar 90 hacia la derecha (dirección 90º), mover x pasos, apuntar hacia abajo (dirección 180º), mover X pasos, apuntar hacia la izquierda (dirección -90ª) y mover X pasos.

Fijándonos en el método largo, apreciamos que se repite una secuencia 4 veces y solo cambia la dirección de los grados en la que se apunta, que es de 90º más que la secuencia anterior, de esta forma explicamos al alumnado el método corto.

  • Método corto: Empezamos igual que antes, incorporando el bloque de “al hacer clic en bandera verde”, apuntar hacia arriba (dirección 0º), pero esta vez incorporamos el bloque de repetir 4 veces.

Dejamos un breve tiempo para que el alumnado practique y experimente.

Ejemplos de métodos largo y corto para dibujar un cuadrado con Scratch
Método largo y corto. Elaboración de Pablo Dúo con Scratch.

Fase 4. Resolución de problemas

Tras comprobar todos cómo hacer un cuadrado, lanzamos varios problemas para su trabajo individual:

  • ¿Cómo hacer un rectángulo?
  • ¿Cómo hacer un triángulo?
  • ¿Cómo hacer un hexágono?
  • ¿Cómo hacer una circunferencia?

Tendremos la posibilidad de que lo hagan por ambos métodos y, en el caso de que el tiempo se acabe, realizar la tarea en casa para practicar con varios polígonos.

Sesión 2: Programamos robots.

Fase 1. Presentación de la App Sphero EDU y el robot Sphero Mini

En la segunda sesión, damos paso a una nueva app de programación por bloques, Sphero EDU, de interfaz muy parecida a Scratch y que, mediante Bluetooth, podemos esta vez, visualizar si el robot Sphero Mini realiza las órdenes que se han insertado.

Para ello, el alumnado deberá tener descargada en su tablet la aplicación y presentamos su interfaz donde podremos acceder a través de su correo corporativo y pertenecer a la comunidad creada por el docente.

Nos dirigimos a la sección de Actividades y explicamos un ejemplo como el día anterior de cómo hacer un cuadrado con bloques de programación, aunque en esta ocasión, nos encontramos con un bloque de movimientos que permite insertar el tiempo que debe rodar el robot y la velocidad

Bloque programación de Sphero de movimiento de 90º a una velocidad de 60 durante 1 segundo.
Bloque de movimiento. Fuente APP Sphero EDU

 

Fase 2.

Bloques de programación en Sphero mini para que recorra el cuadrado
Bloques de un cuadrado.
Elaboración Propia con Sphero EDU

Ponemos en marcha el robot Sphero Mini

Experimentamos cómo hacer rodar el robot sobre una superficie plana mediante los bloques de programación y trazando en su recorrido una figura geométrica. Ponemos el ejemplo de un cuadrado por bloques y visualiza

mos el movimiento del robot.

 

 

 

 

 

Fase 3. Resolución de problemas

A diferencia de Scratch, el alumnado deberá medir cuántos centímetros se desplaza el robot asignándole una velocidad determinada y un tiempo, para poder establecer la equivalencia entre el desplazamiento y las medidas reales de problemas que vamos a plantear.

DATO: A velocidad 60 durante 1 segundo, el robot se desplaza 40 cm en línea recta.

Partiendo de este dato, dibujamos en el suelo con cinta adhesiva un cuadrado de 160 centímetros de diámetro (40 cm cada lado) y cada alumno y alumna deberá averiguar qué tiempos y velocidad deberá programar para que la bola circule por encima del cuadrado dibujado en el suelo con cinta roja (Ver imagen 9). Dejamos un tiempo de resolución de problemas y discusión entre el alumnado cambiando la figura geométrica del suelo y sus medidas.

Imagen del robot sphero sobre un cuadrado rojo pintado en el suelo
Programación de un cuadrado. Fuente propia.

 Gracias a esta actividad, el alumnado podrá experimentar si los bloques de programación con sus tiempos, ángulos, medidas y velocidades son las correctas, analizando cuál puede ser el fallo en el caso de que exista, proporcionando una retroalimentación visual.

Sesión 3: Taller de experiencias

 Fase 1. Planteamos un problema

Dibujamos en la pizarra un circuito con unas medidas y proponemos al alumnado que en el papel expliquen qué bloques deberán utilizar para programar el robot, desde la línea de salida hasta la llegada y este no se salga del circuito. Dejamos los minutos necesarios para que discutan e interaccionen en voz alta y pregunten.

Dibujo del cuadrado en la pizarra con los datos necesarios para poder programar en robot Sphero mini
Circuito. Fuente propia

Mostramos algunas de las soluciones planteadas por los alumnos.

DIN A3 con los cálculos necesarios para la resolución del problema para un cuadrado
Solución al problema. Fuente propia

Fase 2. Taller de robótica

Es conveniente disponer de varios robots Sphero Mini y trabajar en grupo mediante problemas y retos, pero debido a la pandemia las actividades deben ser individuales y únicamente disponemos de un robot Sphero Mini. Por este motivo nos dirigimos al aula del futuro, donde disponemos de recursos de programación y establecemos rincones de robótica (Makey, Bee bot, Scratch, etc.) planteando problemas, de esta forma todo el alumnado se encuentra motivado trabajando, mientras un alumno o alumna va volcando sus cálculos en papel en la APP Sphero EDU y comprobamos si responde al problema planteado, realizar el circuito sin salirse.

Circuito marcado con cinta aislante roja en el suelo. Una alumna, con su tablet, comprueba que el robot sigue correctamente el circuito.
Circuito Sphero Mini. Fuente propia

Sesión 4: Evaluación de la experiencia

 Fase 1. Formulario de google

La evaluación la realizamos en la última o penúltima sesión dentro de la Unidad Didáctica, no necesariamente a continuación de la experiencia de las tres sesiones anteriores, puesto que se enmarcan dentro de una UD, donde se trabajan otros contenidos como operaciones complejas e incomplejas, figuras geométricas, el perímetro y el área. Realizaremos dos evaluaciones, una en papel con todos los contenidos de la UD y otra en Google Form, con los contenidos de esta experiencia, añadiendo dos preguntas referentes al contenido de cálculo del área, que se han trabajado durante la UD, pero con una metodología tradicional.

Centrándonos en la evaluación de estas sesiones utilizaremos un formulario de google que podéis visualizar y realizar a través del código QR ¿Te atreves?

QR de evaluación con Google Form.
QR de evaluación con Google Form. Elaboración Pablo Dúo

Fase 2. Conclusión y rutinas de pensamiento.

Para finalizar esta sesión, concluimos con un Jamboard, que nos servirá para crear una rutina de pensamiento cooperativa llamada “Cara y cruz”, donde cada alumno y alumna desde su mesa y con su tablet, deberá generar una etiqueta y escribir el título “cara” y lo que más le ha gustado de estas sesiones y otro título llamado “cruz”, escribiendo lo que menos le ha gustado. De esta forma el docente y el grupo de forma cooperativa reflexionan y discuten, obteniéndose conclusiones sobre lo aprendido.

Rutina de pensamiento en Jamboard con varias etiquetas con caras y cruces de la experiencia
Rutinas de pensamiento con Jamboard. Fuente propia.

Ejecución: Evaluación

Tras la evaluación realizada con Google Form, utilizamos el complemento Flubaroo para extraer las estadísticas sobre los mejores contenidos afianzados por el alumnado y los que mayor dificultad han presentado (Ver imagen 14). Destacamos el 67,92 % de promedios de aciertos del grupo, donde siete preguntas tienen un porcentaje de acierto superior al 70%. por el contrario, la preguntas 9 y 10 referente al cálculo del área, que se trabajaron de forma tradicional dentro de la UD, son las que peores resultados estadísticos obtienen, con solo un 58,33% y 41,67% de aciertos respectivamente.

Análisis de resultados con Flubaroo
Análisis de resultados con Flubaroo. Elaboración propia.

 

Depuración

Analizando los resultados de la evaluación en papel, donde se evalúan todos los contenidos de la UD, el promedio de notas es de un 6,03, siendo 0,76 puntos inferior a la evaluación realizada con Google Form, donde se introducían ocho preguntas trabajadas con la metodología STEAM y dos con la metodología tradicional.

Extrayendo únicamente las ocho preguntas trabajadas con la metodología STEAM, los datos mejoran con un 72,4% de aciertos.

Tabla 1. Resultados evaluación. Elaboración propia.

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN PROMEDIO DE NOTAS
Tradicional en papel UD. 6,03
Google Form (8 preguntas STEAM y 2 Tradicional) 6,79
Google Form (8 preguntas STEAM) 7,24

Con esta experiencia (Ver tabla 1), comprobamos que las actividades que requieren de manipulación, experimentación, discusión e incluyen la metodología STEAM, provocan en el alumnado un aprendizaje significativo que se traduce en la mejora de resultados, a la vez que adquieren competencia digital.

QR del video resumen de la experiencia
QR del video resumen de la experiencia

Más Info

 

Cruz Pichardo, I. M., & Puentes Puente, Á. (2012). Innovación Educativa: Uso de las TIC en la enseñanza de la Matemática Básica. EDMETIC, 1(2), 127-144. https://doi.org/10.21071/edmetic.v1i2.2855

Hinojo-Lucena FJ., Dúo-Terrón P., Ramos Navas-Parejo M., Rodríguez-Jiménez C., Moreno-Guerrero AJ. (2020).  Scientific Performance and Mapping of the Term STEM in Education on the Web of Science. Sustainability. 12(6):2279. https://doi.org/10.3390/su12062279

Orden ECD/686/2014, de 23 de abril, por la que se establece el currículo de la Educación Primaria para el ámbito de gestión del Ministerio de Educación, Cultura y deporte y se regula su implantación, así como la evaluación y determinados aspectos organizativos de la etapa. núm. Boletín oficial del Estado, 106, de 1 de mayo de 2014, páginas 33827 a 34369. https://www.boe.es/boe/dias/2014/05/01/pdfs/BOE-A-2014-4626.pdf

Real Decreto 126/2014, de 28 de febrero, por el que se establece el currículo básico de la Educación Primaria. Boletín Oficial del Estado, núm. 52, de 1 de marzo de 2014, páginas 19349 a 19420. https://www.boe.es/buscar/pdf/2014/BOE-A-2014-2222-consolidado.pdf

Redecker, C. y Punie, Y. (2020). Marco Europeo para la Competencia Digital de los Educadores. Fundación Universia e Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y de Formación del Profesorado (INTEF). https://sede.educacion.gob.es/publiventa/d/24685/19/0