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4. Guía de uso para el aula

1. Aspectos metodológicos

El marco pedagógico utilizado para desarrollar este recurso es similar al definido en el #ProyectoREADUAAndalucia apoyándose en los principios DUA para su diseño y, aunque podría suponer una contribución a dicho proyecto, este recurso se enmarca en el proyecto Las Mujeres que Contaban Estrellas que plantea dotar de recursos de calidad al alumnado (y a cualquier persona en general) interesado en cuestiones relacionadas con la astronomía.

Estructura de la secuencia de un REA según el marco pedagógico del proyecto

Dado el cambio de paradigma que supone el #ProyectoREADUAAndalucia se invita a todos los usuarios de este recurso a interesarse por él de cara a reutilizar y adaptar los materiales recopilados en él. Así pues el marco pedagógico del #ProyectoREADUAAndalucia puedes consultarlos a través del siguiente enlace.

Entre los aspectos metodológicos que destacan particularmente en este REA están:

  • Aprender haciendo (Learning by doing): aprendizaje mediante la construcción de artefactos digitales (Construccionismo).
  • Aprendizaje Basado en Retos (ABR): se plantean retos al estudiante que tiene que solucionar obteniendo un producto final.
  • Tutoría entre iguales: agrupación de alumnos heterogéneos que trabajan de forma coordinada para resolver una tarea.
  • Aprendizaje cooperativo.

2. Procesos cognitivos en las actividades multiniveladas

En este recurso se ha diseñado diferentes actividades multiniveladas pensadas para que el alumnado las desarrolle en grupos heterogéneos o en gran grupo. Los procesos cognitivos en los que se apoyan son los siguientes:

Contenido 2.B: Conociendo un exoplaneta

Título de la actividad grupal: 3. ¿Podrías explicar con tus propias palabras?
Opción Título de las actividades individuales Proceso cognitivo
A Curvas de tránsito ¿Verdadero o falso? Recordar (reproducir)
B Un tránsito exoplanetario de bolsillo Crear

Contenido 3.C: Trackers y sistemas exoplanetarios

Título de la actividad grupal: 3. Diseñando un tracker
Opción Título de las actividades individuales Proceso cognitivo
A Un tracker en orden Recordar (reproducir)
B Un tracker de los cráteres lunares Crear

Contenido 4: IoT y Seguridad

Título de la actividad grupal: 2. ¿Pero es seguro, no?
Opción Título de las actividades individuales Proceso cognitivo
A Ordena Recordar (reproducir)
B Diseña Aplicar

3. Guía de uso

Para poder usar este REA se necesitan algunos recursos materiales. Se recomienda disponer al menos de un ordenador con conexión a internet por cada dos estudiantes. Además es necesario disponer, también para cada pareja, de al menos una placa Arduino (con cable USB para su conexión al ordenador). La programación de la placa se hará con el entorno de Arduino Web Editor.

Algunas recomendaciones más específicas:

Antes de comenzar

El REA se debe presentar como un reto que debe superar el estudiante para conseguir diseñar y realizar un sistema IoT que permita la representación en pantalla de algunas propiedades de los exoplanetas recientemente descubiertos utilizando la comunicación Dispositivo-Nube.

Investigación

El REA contiene contenidos para que el alumnado investigue sobre los últimos avances relacionados con el descubrimiento de exoplanetas y en este sentido tiene diferentes tareas diseñadas para que reflexione sobre la importancia que tiene esta investigación y cómo extraer información relevante a partir de los datos recopilados mediante observaciones realizadas por instrumentos terrestres o en órbita.

Agrupamientos

A lo largo del REA se plantean tareas con diferentes tipos de agrupamiento:

  • Individual: se utiliza fundamentalmente en actividades evaluativas o de comprobación.
  • Pareja: se utiliza en actividades en las que sea necesaria la colaboración como herramienta de multinivelado.
  • Grupo: se utiliza en actividades de reflexión.
  • Grupo clase: se utiliza en actividades de reflexión.

Las tareas que requieren el uso del ordenador pueden ser realizadas en pareja compartiendo un mismo dispositivo en caso de ser necesario o en caso de que lo estime el docente como medida de apoyo a estudiantes con dificultades.

Para hacer los agrupamientos se recomienda el trabajo por pares mentor-pupilo o la tutoría entre iguales, consiste en que dos compañeros o compañeras de la misma clase y edad, trabajen de forma cooperativa. Para ello, sería necesario cumplir las siguientes indicaciones:

  • Un estudiante hace el papel de tutor o tutora y el otro de alumno o alumna.
  • El proceso que debe ser siempre guiado y supervisado por el docente.
  • Para asegurar su eficacia es importante que el tutor o tutora responda a las demandas de ayuda del compañero o compañera.
  • La ayuda que se proporcione deben ser siempre en forma de explicaciones y no soluciones.
  • Es fundamental seleccionar de forma adecuada a las parejas y dar una pequeña formación al tutor o tutora para que atienda siempre las demandas de ayuda de su compañero de manera constructiva.

De igual forma, se incluyen también ejercicios que deben resolver de forma individual. Fundamentalmente, aquellos con un carácter más evaluativo. En este caso, conviene que el docente facilite un seguimiento y apoyo a todo el alumnado y ocupe el rol de guía o ayuda.

Desarrollo de la Competencia digital

  • Explorar y conocer un entorno de programación online.
  • Crear, guardar y localizar archivos locales.
  • Crear secuencias de instrucciones aplicables a sistemas computacionales para solucionar un problema dado o ejecutar una tarea determinada.
  • Colaboración a través de tecnologías digitales.
  • Utilizar herramientas y tecnologías digitales para crear contenidos, procesos y productos innovadores.
  • Participación individual y colectiva en procesos cognitivos para entender y resolver problemas conceptuales y situaciones confusas en entornos digitales.
  • Identificar dónde debo mejorar o actualizar mis propias competencias digitales. Ser capaz de ayudar a otros en el desarrollo de sus competencias digitales. Buscar oportunidades para el autoaprendizaje y mantenerse al día de la evolución del mundo digital.
  • Derechos de autor y propiedad intelectual.
  • Crear y editar contenidos digitales.

Producto final

El producto final que se pide a los estudiantes es un tracker que muestre en pantalla diferentes características de los exoplanetas recientemente descubiertos y cuyos datos podrán consultar a través del catálogo de exoplanetas de la NASA invitándoles, dado el diseño de esa página, a la investigar y profundizar en este en los principios físicos en los que se basan las técnicas que permiten hacer estos hallazgos.

La tarea queda totalmente abierta a que el alumnado elija el sistema exoplanetario sobre el que desea realizarla mostrándosele como ejemplos códigos funcionales sobre los objetos del Sistema Solar y de los sistemas exoplanetarios Kepler-256 y Trappist-1. Además, siempre cabe la posibilidad de aumentar el alcance de la tarea proponiendo ampliarlo todo a de objetos como podrían ser los cráteres lunares o algunos de los iconos más famosos relacionados con la carrera espacial como pueden ser Valentina Tereshkova o Neil Armstrong.

El reto en sí queda totalmente abierto, dentro del contexto definido inicialmente, de manera que la solución depende de los estudiantes, quienes deben definir los escenarios que van a cubrir con su instalación y los elementos que utilizarán. De esta forma pueden desarrollar el reto con un menor o mayor grado de complejidad dependiendo de sus capacidades, motivación, estrategias de aprendizaje, recursos disponibles... Todo ello queda dentro de un marco de base con unas condiciones de partida que en ningún momento coartan el modo en que finalmente se haga el modelo físico y su programación.

Otros contextos o situaciones educativas

Este REA se puede usar en cualquier curso donde se vaya a impartir la introducción a la computación física, en general, y al IoT en particular. También es de utilidad para introducir contenidos relacionados con comunicación en red de área local de dispositivos.

Por otro lado, el docente puede optar por otros contextos paralelos como todos los vinculados con la Smart Home que ofrece un amplio abanico de posibilidades y de la que podemos encontrar un recurso específico en el #ProyectoREADUAAndalucia, aunque en ese caso usando una placa micro:Bit.

4. Temporalización del recurso

A continuación incluimos una estimación de la temporalización recomendada para cada fase de la secuencia didáctica que sigue este recurso.

Fase Título de la página ¿Para qué? Temporalización
1. Movilizar 1. El internet de las cosas Presentar el tema del REA de manera que el alumnado se sienta motivado y tenga interés en aprender. 1/2 hora
2. Activar 2. Exoplanetas (introducción) Activar las ideas previas necesarias para la realización de la tarea. 1/2 hora
3. Explorar 2. Exoplanetas (bloques A, B y C) Explorar los contenidos relacionados con la temática tratada mediante actividades que les vayan introduciendo en el contexto de aprendizaje previamente a su tratamiento formal. 3 horas
4. Estructurar 3. IoT & Universe (Sistema Solar). Reflexionar, deducir y completar lo descubierto en la fase de exploración. 4 horas
5. Aplicar y comprobar 3. IoT & Universe (Exoplanetas).
4. IoT & Seguridad.
Llevar a cabo el reto planteado demostrando la asimilación de los aprendizajes adquiridos. 6 horas
6. Concluir 5. Presenta tu trabajo.
6. ¿Cómo te ha ido?
Presentar y reflexionar sobre los aprendizajes adquiridos. 2 horas

5. Documentos para el alumnado

En este REA también se facilitan al alumnado algunos recursos y ejemplos de código propios para que le resulte más sencillo desarrollar su trabajo. A todos ellos se accede a través de botones en las páginas correspondientes del recurso aunque también se recopilan aquí.

Página del REA Enlace a código descargable y editable
Bloque 3.B: IoT & Sistema Solar Enlace al código de ejemplo sobre el tracker del Sistema Solar
Bloque 3.C: IoT & Sistemas Exoplanetarios Enlace al código de ejemplo sobre el tracker del sistema Kepler-256
Bloque 3.C: IoT & Sistemas Exoplanetarios Enlace al código de ejemplo sobre el tracker del sistema Trappist-1

6. Rúbrica final

Rúbrica
 ExcelenteSatisfactorioMejorableInsuficiente
Conozco qué es el IoT, cuál es su evolución histórica y su utilidad actual y futuraSería capaz de explicarlo (1)Lo he entendido y sabría explicarlo con ayuda (0.75)Lo he entendido pero no sabría explicarlo (0.5)No lo he entendido (0.25)
Sé cuáles son los riesgos del uso del IoT y estoy preparado para afrontarlosSería capaz de explicarlo (1)Lo he entendido y sabría explicarlo con ayuda (0.75)Lo he entendido pero no sabría explicarlo (0.5)No lo he entendido (0.25)
Sé que es un exoplaneta Sería capaz de explicarlo (1)Lo he hecho pero he necesitado ayuda (0.75)Lo he hecho, pero he necesitado una guía continua (0.5)No he podido hacerlo (0.25)
Conozco los principios físicos de los diferentes métodos de detección de exoplanetasSería capaz de explicarlo (1)Lo he entendido y sabría explicarlo con ayuda (0.75)Lo he entendido pero no sabría explicarlo (0.5)No lo he entendido (0.25)
Sé qué información puedo extraer a partir de una gráfica del tránsito de un exoplanetaSería capaz de explicarlo (1)Lo he hecho pero he necesitado ayuda (0.75) Lo he hecho, pero he necesitado una guía continua (0.5)No he podido hacerlo (0.25)
He sabido crear una hoja de cálculo recopilando los diferentes datos a mostrar en mi proyectoLo he hecho de manera autónoma (1)Lo he hecho pero he necesitado ayuda (0.75)Lo he hecho, pero he necesitado una guía continua (0.5)No he podido hacerlo (0.25)
He sabido convertir mi hoja de cálculo en una API funcional para mi proyectoLo he hecho de manera autónoma (1)Lo he hecho pero he necesitado ayuda (0.75)Lo he hecho, pero he necesitado una guía continua (0.5)No he podido hacerlo (0.25)
He sabido programar la placa arduino para que gestione la conexión con la API y muestre en pantalla la información requeridaLo he hecho de manera autónoma (1)Lo he hecho pero he necesitado ayuda (0.75)Lo he hecho, pero he necesitado una guía continua (0.5)No he podido hacerlo (0.25)
Preparación de la exposiciónLo he hecho de manera autónoma (1)Lo he hecho pero he necesitado ayuda (0.75)Lo he hecho, pero he necesitado una guía continua (0.5)No he podido hacerlo (0.25)
Ejecución de la exposiciónHe sido capaz de explicarlo todo de forma coherente (1)He sido capaz de explicarlo, pero he improvisado y ha faltado información (0.75)Lo he explicado, pero he necesitado ayuda continua (0.5)No he sido capaz de explicarlo (0.25)

Jose Pujol Pérez. Rúbrica (CC BY-SA)

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7. Uso en otras áreas/materias diferentes

Esta Situación de Aprendizaje se puede usar en cualquier curso y materia donde se vayan a impartir contenidos relacionados con la introducción a la computación física en general y al IoT en particular), contextualizando la propuesta en las distintas materias con competencias específicas en pensamiento computacional y robótica (según INSTRUCCIÓN CONJUNTA 1 /2022, DE 23 DE JUNIO, Consejería de Educación, Junta de Andalucía), como son:

  • ED. SECUNDARIA:
    • Computación y Robótica de 3º ESO.
    • Matemáticas de 3º y 4º ESO.
    • Física y Química de 4º ESO.
    • Tecnología y Digitalización de 3º ESO.
  • BACHILLERATO:
    • Programación y Computación - C. Desarrollo web: PRYC.2.D.2. El Internet de las Cosas; PRYC.2.D.2.1. Aplicaciones. Smart Cities, de 2º Bachillerato.
    • Cualesquiera de las materias en las que se han incluido Competencias Específicas relacionadas con el Pensamiento Computacional o la Robótica Educativa en la etapa de Bachillerato, adaptando y contextualizando la Situación de Aprendizaje, pudiendo modificar cualquier elemento de la secuencia, utilizando las actividades y ejercicios que se consideren. Las materias de Bachillerato que incluyen estas Competencias Específicas son: Tecnología e Ingeniería I y II; Biología, Geología y Ciencias Ambientales (1º Bac); Biología (2ºBac); Geología y Ciencias Ambientales (2ºBac); Matemáticas I y II, Matemáticas Aplicadas a las Ciencias Sociales I y II, Matemáticas Generales (1º Bac) o Tecnología e Ingeniería I y II.

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