Autor
José Antonio Monzón González
Breve descripción
Esta propuesta tiene como objetivo que el alumnado sea capaz de obtener muestras geológicas en un terreno volcánico, y posteriormente, clasificar sus propiedades. Para ello, se programará un robot teleoperado (Maqueen) que, con unas pinzas, obtendrá las muestras citadas además de aportar datos sobre la temperatura ambiental y de saber si el operador está en riesgo por calor.
Niveles y etapa
3º ciclo de Educación Primaria y 1º ciclo de la ESO.
Asignatura
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural; Educación Artística y Matemáticas.
Temporalización
10 sesiones
Área de trabajo
Pensamiento computacional, robótica educativa y placas programables.
Punto de partida
Antes de iniciar la propuesta educativa, se recomienda que los estudiantes estén familiarizados con la plataforma de programación por bloques visuales Scratch y con placas tipo Makey-Makey o Micro:Bit. Asi pues, lo ideal es que conozcan términos del lenguaje de programación como evento, bucle o introducción de datos.
Además, es aconsejable que el alumnado tenga conocimientos básicos de la interfaz de programación Makecode y el cargado programas muy sencillos en placas programables Micro:Bit.
El alumnado ha trabajado previamente las propiedades de las rocas y minerales. En la presente actividad demostraremos los saberes adquiridos sobre ellos, así como la creación de gráficas a partir de datos.
Objetivos
- Dar a conocer los posibles usos de la robótica en el ámbito científico.
- Desarrollar el pensamiento computacional a través de la robótica y los retos.
- Adquirir de manera lúdica las competencias y saberes del currículo.
Desarrollo de la propuesta
La presente propuesta está basada en el uso de la robótica educativa a través de un robot llamado Maqueen o similar. En este caso, Maqueen es un robot sencillo, pero con un gran potencial educativo que fomenta el pensamiento computacional. Posee dos motores situados en la parte superior trasera y un pivote cilíndrico en la parte inferior delantera incrustados en una placa electrónica. Además, posee varios actuadores y sensores integrados en la placa o que se pueden acoplar, tales como pinzas, palas, cámaras, etc. El cerebro de este robot es una placa programable denominada Micro:bit, que se introduce en una ranura o slot y se programa desde la plataforma Makecode.
Para que los estudiantes usen el robot, se puede optar por montarlo la primera vez con unas sencillas instrucciones, pero es aconsejable que se facilite al alumnado el robot ya montado, así, solamente deberán programar la placa Micro:Bit para que el robot ejecute las acciones que se le programen de forma autónoma o teleoperada. Una ventaja de trabajar con las placas programables es que, si no poseemos varios robots, se puede cargar en la placa la programación e intercambiar las placas para usar el robot por varios usuarios.
A continuación, se presenta una pequeña secuencia por sesiones para el desarrollo de la propuesta. Estas sesiones son orientativas.
Sesiones 1 y 2: Planteamiento del reto global para dividirlo en microrretos.
Una de las bases del pensamiento computacional es la abstracción y división de los problemas planteados en problemas más sencillos. Por este motivo, en la primera sesión dedicaremos un espacio a plantear el reto y analizar con el alumnado la división de este en microrretos. Esto lo haremos de manera guiada, para así obtener los siguientes microrretos: creación de un termómetro, cómo transmitir información desde el mando al robot y cómo crear la programación para que se mueva el robot.
El docente, comienza la clase con un vídeo sobre la erupción de La Palma. [Vídeo]
Después, comenta al alumnado que en el vídeo se pueden ver científicos utilizando tecnología para analizar, investigar y poder controlar la emergencia surgida con la erupción.
Posteriormente, se le plantea al alumnado el siguiente reto:
Chicos/as: ¿Creéis que seríais capaces de programar un robot que se maneje con un mando y que nos aporte información sobre la temperatura, además, de obtener rocas o minerales?
En el caso de que el alumnado no tenga conocimientos sobre cómo hacerlo, el docente va ofreciendo ideas o posibles soluciones según los conocimientos previos del alumnado hasta buscar varias respuestas. A continuación, se les presenta el robot seleccionado para la propuesta.
El docente comenta que al ser el reto un poco difícil se puede dividir en microrretos. Escribimos el reto en la pizarra y proponemos a los discentes subrayar con colores distintos el reto creando pequeños retos.
Creación de grupos y reparto del material
Se divide la clase en grupos heterogéneos de cuatro o cinco componentes y se reparten dos Micro:Bit por grupo. Se explica que con una crearemos el cerebro del robot y con la otra el mando que lo controle.
Para finalizar, se repasarán los componentes de la Micro:BitMicro:Bit y la interfaz de makecodeMakecode.
Si no se conoce esa información se aportan dos enlaces para iniciarse:
Creación de grupos y reparto del material
En esta sesión, y tras haber simplificado los retos, se orientará al alumnado a través de preguntas para la construcción de un termómetro a partir de la placa Micro:Bit.
El docente comenzará preguntando cuál es instrumento que nos permite obtener valores de temperatura. Tras obtener la respuesta le preguntará al alumnado si ese instrumento se considera un sensor (por lo tanto, en un aparato eléctrico nos aporta información) o un actuador.
También le pediremos que observe si la placa Micro:Bit posee ese sensor.
A continuación, el docente indicará a los estudiantes si creen que son capaces de crear un termómetro con la placa Micro:Bit. A partir de este punto, el aula de divide en grupos con una plantilla a rellenar.
Posteriormente, se pasará a abrir el programa Makecode. Es importante saber que este programa guarda las sesiones por dispositivo, por lo que es recomendable bajar los proyectos creados para posteriormente subirlos si por alguna causa se cambiara de dispositivo. Al abrir el programase cambiará el idioma pinchando en la rueda dentada que se encuentra en la parte superior derecha en el submenú lenguajes. Una vez revisada la interfaz, se analizarán los bloques de programación que nos interesan.
Preguntaremos al alumnado:
- ¿Para obtener la temperatura, que necesitamos un sensor o un actuador? ¿Si es un sensor, qué nos aporta datos o movimiento?
- ¿Cómo nos aporta datos? ¿Dónde crees que vas a encontrar el bloque que programa temperatura? ¿En entrada o básico?
- ¿Esta información durante cuánto tiempo crees que debe aportarla, siempre o cuando ocurra algo como tocar un botón?
- ¿Dónde crees que nos va a dar la información?
Tras tener claras las posibilidades, el alumnado pasará a programar y comprobar mediante el simulador. Si da tiempo, se pasará a la placa la programación creada. Las posibles soluciones (A y B) se muestran en la siguiente imagen.
Sesión 4: Transmisión de datos entre dos placas
En esta sesión enseñaremos al alumnado cómo trasmitir información entre dos placas. Para ello, deberemos explicar el concepto de condicionante y de variable.
Los condicionantes son bloques de programación que nos permiten establecer condiciones, por ejemplo: si toco el botón A, en la pantalla LED nos aparece el número 1; en cambio, si no lo tocamos aparece el número 0.
Veamos otro ejemplo: si me envían un mensaje con un valor numérico «1», entonces, en la pantalla LED aparecerá un «1»; sino, se muestra el número «0».
Una vez entendido este concepto, pasaremos al de variable. Las variables son como cajones o etiquetas que guardan información. Esta información se puede obtener por sensores, por operaciones o estableciendo un valor predeterminado. Existe un bloque específico en la programación que se llama variables.
Imagen 5. Bloque de variables. 
Imagen 6. Implementar valores a las variables.
Más tarde, aportaremos al alumnado una ficha tipo que les permitirá crear un sistema de envío de mensajes entre dos placas [Ficha link].Tras crear este sistema de mensajes se les anima a crear otros mensajes con cadena de texto.
Sesiones 5, 6 y 7: Creación de mando y pruebas
En las siguientes tres sesiones el docente propone a los discentes la creación de un mando que teleopere el robot. Para ello, previamente deben ir a extensiones y bajarse la extensión del robot.
Para ejecutar los movimientos del robot, desde el mando, debemos programar una placa a partir de sensores de movimiento, que funcionan gracias a un acelerómetro.
Cuando el sensor sienta un movimiento hacia delante, este envía un mensaje a la placa que está en el robot mediante un número. Cuando la otra placa reciba ese número, el robot debe avanzar hacia delante.
Se deben programar las dos placas de manera individual. Además, la placa que hará de mando debe darnos la temperatura. Así se podrá conocer si el operador del robot está en riesgo por calor. De esta manera, programaremos todos los movimientos. Si observamos que el nivel competencial del alumnado no es el suficiente le aportamos los siguientes enlaces:
Sesión 8: Obtención de gráficas de temperatura y de rocas o minerales
En el área de Educación Artística crearemos el espacio volcánico. Para ello, podemos utilizar papel continuo, cola sintética o un pegamento similar y gravilla. Se aconseja usar una caja grande para acotar el terreno.
Si no podemos obtener gravilla, se puede plantear dibujar en el papel la simulación del terreno. Esta actividad la podemos realizar en grupos según el material con el que podamos contar.
Sesión 9, 10 y 11: Creación del espacio volcánico, clasificación de las rocas o minerales obtenidos y evaluación.
En estas sesiones colocaremos los minerales o rocas en el espacio volcánico. Por grupos, el alumnado deberá capturar con el robot los materiales en un tiempo determinado. Se dividirá el tiempo global de cada grupo en pequeñas etapas temporales para que así puedan participar todos. Ejemplo: si damos cuatro minutos por grupo y son cuatro componentes, cada miembro tendrá un minuto para usar el robot.
Además, se deberá crear una gráfica por tiempos de la temperatura obtenida durante el uso de cada alumno. Para la creación de la gráfica se podrán usar materiales analógicos o digitales.
Tras obtener las rocas o minerales, los estudiantes deberán clasificarlas según sus propiedades. Para ello, se les proporcionará una ficha de recogida de información (brillo, color, dureza magnetismo, etc.) y un imán.
La última sesión, está enfocada en presentar los proyectos por grupos al resto de la clase. Para el docente es una magnífica oportunidad para evaluar utilizando las rúbricas del siguiente apartado.
EVALUACIÓN DE LA PROPUESTA:
Para evaluar la propuesta se propone una ficha de registro y una ficha de autoevaluación.
| HOJA DE COTEJO | ||
| El alumnado es capaz de… | SI | NO |
| Trabajar en grupo. | ||
| Simplificar los problemas en problemas más pequeños. | ||
| Seguir los pasos en la programación, creando algoritmos. | ||
| Cargar los datos en la placa. | ||
| Crear variables. | ||
| Crear condicionantes. | ||
| Realizar gráficas de temperatura. | ||
| Crear y rellenar una ficha sobre las propiedades de los minerales. |
| HOJA DE AUTOEVALUACIÓN | ||
| Soy es capaz de… | SI | NO |
| Trabajar en grupo. | ||
| Crear problemas más pequeños a partir de problemas más grandes. | ||
| Crear programación. | ||
| Subir los programas a la placa. | ||
| Entender el concepto de “variable” y sé crearlas. | ||
| Entender el concepto de “condicionantes” y sé crearlas. | ||
| Recoger datos y crear gráficas de temperatura. | ||
| Analizar las muestras de rocas y minerales según sus propiedades. |
RECURSOS MATERIALES:
Para este proyecto se necesitan: dos placas Micro:Bit por grupo, un robot Maqueen (no es necesario uno por grupo, aunque agiliza las actividades), pilas para las placas, un ordenador o tableta para programar, plantillas para el análisis de los minerales o rocas y un soporte audiovisual para presentar en el aula.
BENEFICIOS DE SU APLICACIÓN:
La principal ventaja de esta propuesta radica en la motivación extrínseca que proporciona el mismo. Además, permite gamificar y fomentar las metodologías activas entre el alumnado.
Por otra parte, la robótica nos da pie al trabajo grupal, a la introducción del pensamiento computacional de forma física y al pensamiento divergente; ya que permite mostrar que no existe una única solución a los retos o problemas planteados.
PROPUESTAS DE MEJORA:
Es importante trabajar en zonas despejadas cuando estemos con el robot para evitar pisarlo. Si trabajamos encima de mesas se deben colocar objetos en los bordes para evitar que se caiga. No olvides tener pilas de recambio a mano.
MATERIAL DE APOYO Y/O AMPLIACIÓN:
Si deseas conocer la conductividad de las rocas o materiales se puede presentar la siguiente ficha para que la Micro:Bit testee la conductividad.
El enlace a la ficha puede consultarlo en el siguiente LINK.