Autores

Verónica Gayango Mena y Juan Enrique Agudo Garzón 

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Breve descripción 

CanSat es una iniciativa de la Agencia Espacial Europea que desafía a estudiantes de toda Europa a construir y lanzar un mini satélite del tamaño de una lata de refrescos. El reto es adaptar todos los subsistemas principales que se encuentran en un satélite, como la energía, los sensores y un sistema de comunicación, dentro de este espacio tan reducido.  

Este desafío está destinado para el alumnado de Educación Secundaria de los últimos cursos. Tiene unas reglas similares a las de cualquier misión espacial y un carácter competitivo. En esta propuesta hemos adaptado el formato para Educación Primaria con ayuda de las posibilidades que ofrecen las placas BBC micro:bit gracias a sus propios sensores y comunicaciones. A este formato se le ha denominado MiniCanSat y tiene como objetivo abrir la posibilidad de participación a toda la comunidad educativa sin la necesidad de cumplir todos los requisitos de la competición oficial, pero manteniendo sus objetivos principales. 

Durante la propuesta, el alumnado aprenderá a programar placas BBC micro:bit para que puedan hacer la función de radio y envíen y reciban los datos que va a ir recogiendo el CanSat durante el lanzamiento (luz, temperatura, velocidad…). Al mismo tiempo, diseñará y construirá los paracaídas, no sin antes realizar las pruebas de lanzamiento oportunas. 

Niveles y etapa

5º y 6º de Educación Primaria – ESO 

Áreas

• Matemáticas.
• Conocimiento del Medio Natural y Social. 
• Educación Artística.

Temporalización

Ocho sesiones, aunque pueden ampliarse dependiendo de las necesidades de nuestro alumnado.

Área de trabajo

• Pensamiento computacional.
• Lenguajes de programación.
• Placas programables.
• Diseño e impresión 3D.
• Competencias digitales.  

Punto de partida

Para llevar a cabo esta propuesta, es recomendable que el/la docente tenga conocimientos básicos sobre programación por bloques e impresión 3D. 

Objetivos

Objetivos generales:

• Utilizar el pensamiento computacional para organizar datos, descomponer en partes, reconocer patrones, generalizar e interpretar, modificar y crear algoritmos de forma guiada a través de la modelización y automatización en situaciones de la vida cotidiana. 
• Comunicar y representar, de forma individual y colectiva, conceptos, procedimientos y resultados matemáticos, usando la terminología matemática apropiada y distintos lenguajes (oral, escrito, gráfico, multimodal).
• Promover el aprendizaje STEAM: fomentar la curiosidad, la creatividad y el pensamiento crítico en el alumnado. 
• Potenciar la competencia emprendedora de nuestro alumnado a través del desarrollo de habilidades y actitudes que fomenten la resolución de problemas, la toma de decisiones y la empatía. 
• Desarrollar destrezas personales que ayuden a identificar y gestionar emociones al enfrentarse a retos, fomentando la confianza en las propias posibilidades, aceptando el error como parte del proceso de aprendizaje, adaptándose a las situaciones de incertidumbre, mejorando la perseverancia y disfrutando del aprendizaje. 
• Trabajar en equipo activa y respetuosamente, mostrando iniciativa, comunicándose de forma efectiva, valorando la diversidad, mostrando empatía y estableciendo relaciones saludables basadas en el respeto, la igualdad y la resolución pacífica de conflictos. 
• Colaborar en el reparto de tareas, asumiendo y respetando las responsabilidades individuales asignadas y empleando estrategias de trabajo en equipo sencillas dirigidas a la consecución de objetivos compartidos. 
• Emplear herramientas tecnológicas adecuadas en la investigación y resolución de problemas. 

Objetivos específicos:

• Conocer el proyecto «Desafío CanSat». 
• Simular el lanzamiento de un satélite. 
• Desarrollar las competencias técnicas necesarias para desarrollar un CanSat: diseño y planificación de proyectos, conceptos de programación (BBC micro:bit), diseño y construcción mecánica (diseño e impresión 3D), etc.

Desarrollo de la propuesta

La programación de un Mini CanSat con una placa BBC micro:bit es un proyecto educativo emocionante que combina conceptos de programación, electrónica y aeroespacial. 

La placa BBC micro:bit es un dispositivo de programación y desarrollo educativo diseñado para enseñar los conceptos básicos de la programación y la electrónica. La web MakeCode es un entorno de programación basado en bloques desarrollado por Microsoft que se utiliza para programar la placa BBC micro:bit. A través de ella, se arrastran y sueltan bloques de código que representan instrucciones en un entorno visual.  

Algunas de las características y capacidades que se pueden programar en una placa BBC micro:bit utilizando MakeCode son: 

1. Visualización en pantalla: se puede mostrar texto, números, imágenes y animaciones en la matriz de luces LED de la placa BBC micro:bit.
2. Sensores: la placa BBC micro:bit tiene sensores incorporados, como acelerómetros y brújulas, que pueden utilizarse en los programas.
3. Entradas y salidas: se pueden conectar componentes externos a la placa BBC micro:bit, como sensores y actuadores, para que interactúen entre ellos. 
4. Conexión inalámbrica: las placas BBC micro:bit tienen capacidad de radio y pueden comunicarse entre sí, lo que permite crear proyectos colaborativos y juegos multijugador. 
5. Sonido: se puede programar la placa BBC micro:bit para generar sonidos y música. 

En esta propuesta, el alumnado programará las placas BBC micro:bit para ejecutar la función de radio de forma que envíe y reciba los datos recogidos por el CanSat durante el lanzamiento (luz, temperatura, velocidad…). Al mismo tiempo, diseñará y construirá los paracaídas, no sin antes realizar las pruebas de lanzamiento oportunas. 

SESIÓN 1. Presentamos el proyecto CanSat y formamos nuestros equipos.

Objetivos:

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• Conocer qué es el «Desafío CanSat». 
• Formar los equipos. 

Organización:

• Gran grupo. 
• Equipos de 3 o 4 alumnos/as. 

Materiales:

• Panel o pizarra digital para visitar la página de eseroSpain y visualizar los vídeos sobre el proyecto. 

Secuenciación didáctica:

1. Introducir la aventura «Desafío CanSat» a través de la visualización del vídeo de eseroSpain. 
2. Explicar en qué consiste la adaptación del proyecto a «Mini-CanSat» (utilizando placas BBC micro:bit). 
3. Formar los equipos (3 o 4 alumnos/as). El alumnado elegirá un nombre y un logo para el equipo. 

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SESIÓN 2 y 3. Diseño y prueba del paracaídas.

Objetivos:

• Diseñar un patrón y posteriormente, dibujar y cortar los paracaídas. 
• Montar los paracaídas.
• Probar los paracaídas. 

Organización:

• Equipos de 3 o 4 alumnos/as. 

Materiales:

• Bolsas de basura para hacer el patrón del paracaídas. 
• Regla, compás, lápiz, goma, bolígrafos, rotulador permanente, tijeras… 
• Mochilas o talegas reutilizables, tela de paraguas, tela de cortina de baño… 
• Ficha del diseño de paracaídas. 
• Botella de agua 50 cl. 

Secuenciación didáctica:

1. Entregar a cada grupo una copia de la guía descriptiva del diseño del paracaídas y explicar su contenido. 
2. Explicar diseño de paracaídas octogonal. 
3. Creación del paracaídas con bolsa o tela. 
4. Pruebas de apertura del paracaídas y cálculo de la velocidad de descenso. 

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Vídeo 1. Diseño de paracaídas.

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Vídeo 2. Prueba paracaídas.

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SESIÓN 4. Estructura del CanSat.

Objetivos:

• Construir la estructura de CanSaT. 
• Montar todos los componentes. 
• Acoplar el paracaídas.

Organización:

• Equipos de 3 o 4 alumnos/as. 

Materiales:

• Placas BBC micro:bit. 
• Impresora 3D o churro de natación.
• Portátiles o tabletas en los que poder conectar un ratón (facilita el arrastre de los bloques en la programación). 
• Panel o pizarra digital para mostrar la programación de las placas BBC micro:bit al alumnado.

Secuenciación didáctica:

1. Explicación de la estructura del CanSat y dimensiones. 
2. Elección del material.
3. Construcción y montaje del CanSat completo.

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Vídeo 3. Impresión 3D Mini CanSat.

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SESIÓN 5. Sensores.

Objetivos:

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• Explicar al alumnado en qué consiste la programación de las placas. 
• Conocer los diferentes sensores de la BBC micro:bit. 
• Programar eventos y sensores en nuestra BBC micro:bit. 
• Elegir los sensores a utilizar en la misión. 

Organización:

• Equipos de 3 o 4 alumnos/as. 

Materiales:

• Placas BBC micro:bit. 
• Portátiles o tabletas en los que poder conectar un ratón (facilita el arrastre de los bloques en la programación). 
• Panel o pizarra digital para mostrar la programación de las placas BBC micro:bit al alumnado.

Secuenciación didáctica:

1. Programar los diferentes sensores con la BBC micro:bit. 
2. Analizar los resultados obtenidos en diferentes condiciones. 
3. Decidir qué sensores se van a utilizar en la misión. 

* Proyecto de ejemplo con Microbit.

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SESIÓN 6. Comunicaciones.

Objetivos:

• Enviar los datos de los sensores desde el Mini CanSat a la estación tierra. 
• Programar la comunicación entre los dos dispositivos.

Organización:

• Equipos de 3 o 4 alumnos/as. 

Materiales:

• Placas BBC micro:bit. 
• Portátiles o tabletas en los que poder conectar un ratón (facilita el arrastre de los bloques en la programación). 
• Panel o pizarra digital para mostrar la programación de las placas BBC micro:bit al alumnado.

Secuenciación didáctica:

1. Programamos la BBC micro:bit del MiniCansat para que envíe por radio la temperatura, luminosidad y aceleración. 
2. Programar.  
3. Comprobar que la comunicación funciona. 

* Ejemplo código MiniCanSat enviando datos de temperatura, luminosidad y aceleración.

* Ejemplo código estación tierra recibiendo datos.

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SESIÓN 7. Pruebas y misión (hipótesis).

Objetivos:

• Comprobar la distancia máxima de funcionamiento de las comunicaciones. 
• Comprobar la apertura del paracaídas con el MiniCanSat completo. 
• Establecer la hipótesis de la misión.

Organización:

• Equipos de 3 o 4 alumnos/as. 

Materiales:

• Placas BBC micro:bit. 
• MiniCanSat. 
• Portátiles o tabletas para comprobar la comunicación. 
• Cinta métrica.

Secuenciación didáctica:

1. Una vez conectados el MiniCanSat y la estación tierra, es conveniente alejarse un poco para comprobar el alcance máximo. 
2. Se comprueba desde cierta altura el funcionamiento del paracaídas con el Mini CanSat incorporado. 
3. Se establece una hipótesis sencilla, por ejemplo, comprobar que la aceleración en el descenso es de 1g.

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SESIÓN 8. Lanzamiento y análisis de los resultados.

Objetivos:

• Lanzar nuestro MiniCanSat con algún sistema: globo, dron, cohete de agua o un lugar elevado. 
• Recibir los datos de la misión. 
• Comprobar la hipótesis de la misión.

Organización:

• Equipos de 3 o 4 alumnos/as. 

Materiales:

• Placas BBC micro:bit. 
• MiniCanSat. 
• Portátiles o tabletas para comprobar la comunicación.

Secuenciación didáctica:

1. Lanzamiento del MiniCanSat, (desde un globo, con cohetes de agua o desde cierta altura). 
2. Almacenamiento los datos en la estación tierra para poder analizarlos con posterioridad. 
3. Comprobación de las hipótesis a través de los resultados obtenidos.

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Recursos materiales

Para implementar esta propuesta didáctica se han utilizado los siguientes materiales y recursos:  

• Placas BBC micro:bit v2 (dos placas por equipo). 
• Portátiles con ratón o tabletas. Un dispositivo por equipo.  
• Panel o pizarra digital. 
• Impresora 3D con PLA. 
• Material reutilizable para la elaboración de los paracaídas (mochila/talega, tela paraguas, tela cortina ducha, etc.).

Beneficios de su aplicación

Programar placas BBC micro:bit ofrece una serie de beneficios significativos para el alumnado, ya que les brinda la oportunidad de aprender programación de manera interactiva y práctica. Estos son algunos de los beneficios clave: 

• Aprendizaje práctico: la programación de BBC micro:bit implica la creación de proyectos físicos, lo que brinda a los/as estudiantes una experiencia práctica y tangible para comprender conceptos de programación. 
• Desarrollo de habilidades de programación: los/as estudiantes pueden aprender lenguajes de programación como Python o JavaScript, lo que les proporciona habilidades valiosas en un mundo cada vez más impulsado por la tecnología. 
• Fomento de la creatividad: los proyectos con BBC micro:bit permiten al alumnado usar su creatividad para diseñar soluciones a problemas y crear proyectos personales. 
• Resolución de problemas: la programación de BBC micro:bit promueve el pensamiento lógico y la resolución de problemas. Los/as estudiantes deben abordar desafíos y encontrar soluciones de manera sistemática. 
• Interconexión con el mundo real: los proyectos de BBC micro:bit pueden involucrar sensores y actuadores que se utilizan en la vida cotidiana, lo que permite a los/as estudiantes comprender cómo la programación puede tener un impacto en el mundo real. 
• Colaboración: este proyecto se realiza en equipos, lo que fomenta la colaboración y el trabajo en equipo; habilidades importantes en cualquier campo. 
• Motivación intrínseca: la programación de BBC micro:bit puede ser divertida y gratificante, lo que puede aumentar la motivación intrínseca de los/as estudiantes para aprender y experimentar con la programación. 
• Preparación para el futuro: a medida que la tecnología sigue desempeñando un papel fundamental en la sociedad, la programación de BBC micro:bit prepara al alumnado para un mundo cada vez más digital y les brinda una base sólida para futuras carreras en tecnología. 
• Accesibilidad: las placas BBC micro:bit son relativamente asequibles y fáciles de usar, lo que las hace accesibles para una amplia gama de estudiantes, independientemente de su nivel de experiencia previa en programación. 
• Diversidad de aplicaciones: los proyectos de BBC micro:bit son versátiles y pueden aplicarse en una variedad de campos, desde la ciencia y la ingeniería hasta el arte y la música, lo que permite a los/as estudiantes explorar sus intereses personales. 

Evaluación de la propuesta

Al evaluar las competencias adquiridas al programar un Mini CanSat con una placa BBC micro:bit, es esencial considerar una variedad de aspectos, desde las habilidades técnicas hasta las interpersonales y conceptuales.  

• Habilidades de programación: evalúa la capacidad de los/as estudiantes para escribir, depurar y optimizar código para la placa BBC micro:bit (ten en cuenta la claridad, la eficiencia y la lógica del código). Aunque el alumnado ha copiado el modelo de programación que le ha facilitado el/la docente, hay que tener en cuenta y confirmar, mediante observación directa, que los códigos son los adecuados y la secuencia está correcta. 
• Conocimiento técnico: verifica si los/as estudiantes comprenden los principios del funcionamiento de la placa BBC micro:bit y otros componentes utilizados en el Mini CanSat, como sensores y transmisores. 
• Diseño e ingeniería: evalúa la capacidad de los/as estudiantes para diseñar y construir el Mini CanSat y el paracaídas, incluyendo la elección de materiales, la estructura, la disposición de componentes y la estabilidad del diseño.  
• Resolución de problemas: evalúa cómo los/as estudiantes abordan y resuelven los problemas técnicos y desafíos que surgen durante el proyecto, desde problemas de código hasta problemas de construcción. 
• Pensamiento crítico: evalúa la capacidad de los/as estudiantes para analizar críticamente el diseño y el rendimiento de su Mini CanSat, identificando áreas de mejora y formulando soluciones. 
• Comunicación y presentación: evalúa la habilidad de los/as estudiantes para comunicar sus ideas y resultados de manera efectiva, ya sea a través de informes escritos, presentaciones orales o demostraciones prácticas. 
• Trabajo en equipo: si los/as estudiantes trabajan en equipos, evalúa su capacidad para colaborar, asignar tareas y resolver conflictos de manera efectiva. 
• Gestión del tiempo: evalúa si los/as estudiantes han cumplido con los plazos establecidos y cómo han administrado su tiempo a lo largo del proyecto. 
• Seguridad: es esencial que los/as estudiantes hayan seguido las prácticas de seguridad en cada etapa del proyecto, especialmente en vuelos de prueba. 
• Habilidades de investigación: evalúa su capacidad para investigar y aplicar conocimientos técnicos, como normativas aeroespaciales para cumplir con los requisitos del proyecto. 
• Creatividad e innovación: evalúa si los estudiantes han desarrollado soluciones creativas y originales para desafíos técnicos. 
• Autoevaluación: fomenta que los/as estudiantes se autoevalúen y reflexionen sobre su propio aprendizaje y las áreas en las que han mejorado. 

* Ejemplo de rúbrica de evaluación.

La evaluación de estas habilidades puede llevarse a cabo a través de una combinación de informes escritos, presentaciones, evaluaciones prácticas, así como entrevistas. También es importante proporcionar retroalimentación formativa a lo largo del proyecto para que los/as estudiantes tengan la oportunidad de mejorar sus competencias durante el mismo. 

Propuestas de mejora

Mejorar la actividad de programación de un Mini CanSat con placas BBC micro:bit implica hacerla más educativa, interesante y efectiva para los/as estudiantes. Aquí planteamos algunas propuestas de mejora: 

• Programación progresiva: si nuestro alumnado no tiene conocimientos previos de programación por bloques, se puede dividir la programación en etapas. Es preferible comenzar con ejercicios simples para familiarizar a los/as estudiantes con las funciones básicas de la BBC micro:bit, y a medida que adquieren experiencia, avanzar a tareas más complejas. 
• Ampliación: se puede ampliar el proyecto incluyendo sesiones de creación del Mini CanSat con aplicaciones de diseño 3D o incluso fomentando un debate sobre la exploración espacial, la importancia de la recopilación de datos y la tecnología satelital en la actualidad. 
• Presentación final: Los/as estudiantes pueden mostrar sus CanSats y explicar cómo han programado sus dispositivos para cumplir con los objetivos de la misión. Esto les ayudará a comunicar sus conocimientos y habilidades. 

Material de apoyo y/o ampliación

• Cómo construir un cohete de agua. 
• Democratizando CANSAT.