Tarea 2.2: Análisis de un proyecto

Saludos eTwinners,

Os dejo el siguiente enlace Padlet-Análisis-Brújula con mi análisis de un proyecto siguiendo la rutina de la brújula.

Boceto del proyecto

Quien lo desee puede descargar el contenido de esta entrada en formato pdf: Boceto eTwinning 

1. Datos generales

Título del proyecto: TechnoMaths 3D

Tema a trabajar: Diseño e impresión en 3D en el aula de Matemáticas

Los programas de diseño y las impresoras 3D constituyen un potente recurso didáctico alrededor del cual generar prácticas educativas que refuerzan el aprendizaje de los contenidos de Matemáticas, al mismo tiempo que fomentan el trabajo cooperativo e interdisciplinar y el desarrollo creativo.

Durante el presente curso se desarrollará con los alumnos de 3º ESO un proyecto eTwinning para la integración de esta tecnología 3D con el bloque de contenidos “Geometría” del área de Matemáticas.

Áreas implicadas: Matemáticas, Tecnología, Educación Plástica, Francés.

Nivel educativo: 3º ESO. Clase de 24 alumnos con edades entre 14-15 años.

Lenguas del proyecto: Español y Francés.

Nº de socios: dos, uno francés y otro español (fuera de Castilla y León)  

2. Objetivos del currículo a trabajar:

Generales de la etapa educativa:

• Desarrollar y consolidar hábitos de disciplina, estudio y trabajo individual y en equipo como condición necesaria para una realización eficaz de las tareas del aprendizaje y como medio de desarrollo personal.
• Desarrollar destrezas básicas en la utilización de las fuentes de información para, con sentido crítico, adquirir nuevos conocimientos. Adquirir una preparación básica en el campo de las tecnologías, especialmente las de la información y la comunicación.
• Concebir el conocimiento científico como un saber integrado, que se estructura en distintas disciplinas, así como conocer y aplicar los métodos para identificar los problemas en los diversos campos del conocimiento y de la experiencia.
• Desarrollar el espíritu emprendedor y la confianza en sí mismo, la participación, el sentido crítico, la iniciativa personal y la capacidad para aprender a aprender, planificar, tomar decisiones y asumir responsabilidades.

Específicos del área de matemáticas (criterios de evaluación)

• Emplear las herramientas tecnológicas adecuadas, de forma autónoma, recreando situaciones matemáticas mediante simulaciones o analizando con sentido crítico situaciones diversas que ayuden a la comprensión de conceptos matemáticos.
• Utilizar las tecnologías de la información y la comunicación de modo habitual en el proceso de aprendizaje, buscando, analizando y seleccionando información relevante en Internet o en otras fuentes, elaborando documentos propios, haciendo exposiciones y argumentaciones de los mismos y compartiendo éstos en entornos apropiados para facilitar la interacción.
• Reconocer y describir los elementos y propiedades características de las figuras planas, los cuerpos geométricos elementales y sus configuraciones geométricas.
• Utilizar el teorema de Tales y las fórmulas usuales para realizar medidas indirectas de elementos inaccesibles y para obtener las medidas de longitudes, áreas y volúmenes de cuerpos elementales tomados de la vida real.
• Reconocer las transformaciones que llevan de una figura a otra mediante movimiento en el plano, aplicar dichos movimientos y analizar diseños cotidianos.

Específicos de otras áreas:

• Desarrollar la "visión espacial"
• Desarrollar el "pensamiento computacional"
• Identificar la información esencial de textos breves orales y escritos en lengua extranjera. 
• Producir textos breves, sencillos y comprensibles, tanto orales como escritos en lengua extranjera. 

Momentos y mecanismos de evaluación:

• Fase inicial: Asamblea - explicación. Evaluación informal mediante debate.
• Durante y al final del proyecto:
  • Autoevaluación – Diario de aprendizaje. Valoraciones diarias y Balance final.
  • Coevaluación del trabajo en grupo mediante una plantilla con distintos ítems a puntuar.

• Final del proyecto:
  • Coevaluación de la presentación del producto final de los otros grupos mediante una plantilla con distintos ítems a puntuar.
  • Rúbrica para evaluar el producto final.
  • Reflexión de la labor docente mediante una plantilla con ítems puntuables en los que se pueden incluir propuestas de mejora.

3. Proceso de trabajo

Metodología

Se seguirá la metodología del “Aprendizaje Basado en Proyectos”

Las primeras sesiones estarán dedicadas a conocer el funcionamiento y el manejo de la impresora 3D con diseños ya precargados. Con ello conseguiremos mostrarles el sentido y los resultados que se esperan del proyecto, despertando su motivación e implicación.

Posteriormente, los alumnos recibirán nociones básicas de diseño 3D con OpenScad mediante actividades y retos graduados. Esto permitirá la revisión y mejora de los diseños anteriores a medida que se amplía el conocimiento. Este aspecto deberá generar múltiples contactos con otros alumnos socios para el intercambio de información.

Como parte del proyecto de colaboración, las tareas-retos serán diseñadas y temporalizadas entre los docentes socios siguiendo, en la medida de lo posible, los siguientes criterios:

• Que pueda resolverse con distintas estrategias.
• Que posibilite su posterior uso. Que genere debate entre los socios (ver anexo final)
• Que requiera cálculos matemáticos previos.
• Que desarrolle la competencia geométrico-espacial y el pensamiento computacional.
• Diseños atractivos y sencillos que permitan su personalización y una impresión rápida.

Tras la realización de las tareas-reto guiadas, los alumnos terminarán desarrollando e imprimiendo sus propios diseños (producto final) usando como base, si así lo desean, estos diseños intermedios. El producto final no es pues un diseño cerrado de antemano. La propia evolución del proyecto, los intereses de los alumnos y el debate entre socios, serán claves en su determinación.  

Agrupamientos: el profesor formará grupos de cuatro miembros.

• Los alumnos decidirán un nombre para su grupo y diseñarán su logotipo.
• Los alumnos se comprometerán por escrito, mediante la firma de un contrato redactado por ellos, a asumir sus responsabilidades.
• Cada grupo estará vinculado a otro grupo de alumnos socios con el que se comunicará y colaborará.

Herramientas para la colaboración con los socios:

Fundamentalmente se utilizarán la videoconferencia y los foros integrados en Twinspace, para la comunicación y colaboración entre docentes socios y entre alumnos socios.

La videoconferencia se utilizará:

• Entre los docentes para diseñar y temporalizar las actividades.
• Entre los alumnos como actividad introductoria para que se conozcan,
• Para compartir información, ideas, dudas y sugerencias sobre los retos planteados.
• Para solicitar ayuda (problemas con el diseño y/o la impresión)
• Para presentar los productos finales.

Las conversaciones en los foros se utilizarán:

• Para discutir sobre un reto específico (problemas de código, formas de depurarlo...)
• Para elegir las actividades del proyecto.
• Para sugerir el diseño de algún objeto como producto final.
• Para valorar y evaluar el proyecto.

Uso de las TIC:

• Plataforma eTwinning: búsqueda de socios, comunicación y colaboración con socios, difusión del proyecto.
• OpenScad: programa de diseño 3D. Se justifica su elección en el siguiente punto.
• Slic3r: programa laminador que convierte el diseño 3D en instrucciones para la impresora.
• OpenShot: editor de vídeo para realizar el montaje de las vídeo-presentaciones.
• Blogger: creación de un blog-portfolio sobre el proceso de aprendizaje.

¿Por qué OpenSCAD?

OpenScad es un entorno de diseño 3D basado en un lenguaje de programación descriptivo, es decir, para generar un sólido tenemos que escribir el código que lo define.

• Ventaja: trabaja con conceptos geométricos al mismo tiempo que fomenta el desarrollo del pensamiento computacional.
• Inconveniente: aprendizaje más lento e interfaz menos atractiva.
• A pesar de ser un entorno más complejo de manejar y menos atractivo que otras alternativas es, a nuestro juicio, el que ofrece más posibilidades de desarrollar la competencia matemática.

Posibilita dos formas de diseñar:

• Geometría constructiva: a partir de objetos primitivos en 3D (cubo, esfera y cilindro) elaborar modelos complejos mediante el uso de transformaciones en el espacio y operaciones lógicas.
• Diseño en 2D y posterior extrusión (lineal o axial) para generar un objeto en 3D.

Otra gran ventaja de OpenSCAD:

• A medida que los alumnos desarrollan sus conocimientos de programación pueden revisar y mejorar sus antiguos códigos.
• Esto constituye una estrategia idónea para que sean conscientes de la evolución de su aprendizaje.

4. Resultados esperados

A medida que los diferentes contenidos geométricos son tratados en clase, los alumnos consolidan su definición, construcción y propiedades a través de la resolución de las tareas-reto planteadas por el profesor. Esta metodología permite que:

• Los alumnos se enfrenten a un tema que suele resultarles tedioso con un enfoque más dinámico y motivador.
• Se mejore la calidad del aprendizaje (los alumnos utilizan sus conocimientos previos y los recién adquiridos para diseñar la solución de los retos y a partir de ellos desarrollar sus propios diseños: juegos, adornos, material escolar…)
• Se ejercite la visión espacial y el pensamiento computacional (los alumnos tienen que pensar como “diseñadores” y “programadores” para resolver los retos)

Productos finales:

Como ya se comentó más arriba el producto final será un diseño propio, elegido por cada grupo atendiendo por un lado a sus intereses y preferencias y por otro lado a los contenidos tratados. Un ejemplo podría ser la siguiente “peonza”:

Difusión del proyecto:

Al margen de la plataforma eTwinning se contará con un blog-portfolio específicamente creado para el proyecto. Cada grupo presentará en clase y por videoconferencia para el resto de socios, el producto final que ha elaborado, explicando los distintos pasos que han seguido en su diseño. Tendrán que intervenir todos los miembros del equipo. El resto de los grupos evaluará la presentación. El vídeo generado se podrá editar para compartirlo desde el blog del proyecto con el resto de la comunidad educativa. Para completar esta entrada en el blog, el vídeo irá acompañado con la redacción de un informe “balance final del proyecto”.

Además, se organizará una exposición en el hall del centro con los productos finales impresos y con la impresora 3D en funcionamiento.

Anexo: “Debates que pueden surgir después de una tarea”

Como comentábamos anteriormente es deseable que los retos planteados generen debate durante y tras su finalización. A continuación se ilustra dicha situación a partir de un ejemplo:

Tarea-Reto: Después de familiarizarnos con los comandos básicos que hay que teclear para generar los cuerpos geométricos "primitivos" y algunas transformaciones y operaciones elementales sobre ellos (traslación, rotación, extrusión, unión, intersección y diferencia) os proponemos el reto de diseñar un dado cúbico. Tras unos días de trabajo...

Este es el resultado de vuestro trabajo:

 

Comentarios y debates que han surgido (situaciones deseables que hemos anticipado como ejemplo)

¿Nuestro dado está equilibrado?

Eduardo ha hecho el siguiente apunte. En un dado que tengo en casa el "agujero" del 1 es más grande que el resto. ¿En qué se fundamenta este hecho y cuál deberían ser los radios de los agujeros de las distintas caras si los agujeros de la cara del 6 tienen un radio de 2 mm? 

Pista: ¿esto no tendrá relación con el tema de semejanza?

Probando nuestro dado:

Si realizamos muchos lanzamientos y anotamos las frecuencias absolutas de aparición de cada cara del dado y calculamos posteriormente sus frecuencias relativas ¿hacia qué valor tendrían que aproximarse estas últimas si el dado estuviera equilibrado?

Las limitaciones de nuestras tarjetas gráficas:

El resultado del dado es más "profesional" cuanto más lisas sean las esferas que utilizamos. Pero no hay que abusar de valores de $fn altos puesto que como dice Quique esto hará que el ordenador "se pete" ¿A qué crees que puede ser debido esto?¡Pregúntale al profe de Tecnología!