La carrera más rápida: ¿recta o curva? 

• Actividad de aprendizaje:  Realización de una práctica con el alumnado de 2º de la ESO para comprobar experimentalmente qué trayectoria permite a una bola llegar antes al final de un recorrido.

• Autoría: Vicente Alvero Zambrano y Vanesa Díaz Prieto

• Curso/Etapa: 2º ESO/3ºESO

• Áreas implicadas:

  •  Física y Química 2ºESO

  •  Robótica 3ºESO

ESTRUCTURA

• Descripción:

En esta situación, el alumnado de 2º ESO de física y química, se enfrenta a un reto que desafía su intuición: diseñar una pista por la que una bola llegue lo más rápido posible desde un punto A hasta un punto B. A partir de esta pregunta, exploran el movimiento rectilíneo y acelerado, analizan trayectorias posibles, miden tiempos, y descubren la sorprendente solución de la curva braquistócrona, conectando ciencia, historia y diseño. Para comprobarlo, los alumnos de robótica han programado y diseñado un braquistocrona con Tinkercad 3d que se ha impreso con la impresora 3D.

• Temática:

Movimiento acelerado, trayectorias

• Pregunta - Reto:

¿La trayectoria más corta es siempre la más rápida?

• Producto Final:

Diseño y presentación de una maqueta experimental con tres rampas diferentes, análisis de datos obtenidos y elaboración de una conclusión científica con justificación del recorrido más eficiente.

• Saberes específicos:

  • Materia 1: FÍSICA Y QUÍMICA

    •  Movimiento acelerado y fuerzas

    • Energía potencial y cinética

    • Diseño experimental

  • Materia 2: ROBÓTICA

    • BLOQUE 4: Control y Automatismo.

4.1.- Descripción y análisis de sistemas automáticos y componentes característicos de dispositivos de control. Características técnicas.

4.2.- Uso del ordenador como elemento de programación y control

4.4. Utilización básica de los lenguajes de programación.

4.6. Diseño y construcción de automatismos.

• Metodologías activas:

• En este proyecto, los estudiantes trabajan de manera cooperativa para investigar, experimentar y diseñar un prototipo. Durante el proceso, utilizan representaciones visuales para organizar y analizar sus datos, lo que les permite entender y comunicar los resultados de forma más efectiva. Además, el enfoque ABP asegura que todo el trabajo se enmarque en una tarea significativa, en la que los estudiantes deben crear un producto final que resuelva un problema real, mientras desarrollan competencias científicas y tecnológicas.

• Recursos tecnológicos:

  •  Tinkercad 3d

  •  UltiMaker Cura 3D

• Recursos materiales

  •  Impresora 3D Ender

• Duración: 2 semanas

• Nºde sesiones: 5-6 sesiones

• Nº de participantes: 17

• Tipos de agrupamientos

  • Grupos (4 o más participantes)

ACTIVIDADES

• Descripción de la/s actividad/es:

1.  Investigación sobre el movimiento y la braquistocrona

   • Los estudiantes investigarán el concepto de camino más rápido y otras trayectorias en las que se puede estudiar el movimiento de un objeto.

2.   Diseño experimental

   • Los estudiantes de robótica diseñarán el experimento que utilizarán para comprobar cuál es la trayectoria más rápida (recta o curva). Para ello utilizan la programación por bloques de tinkercad. 

3.  Construcción de las rampas

   • Después pasan el diseño a formato .stl y lo imprimen en la impresora 3D.

4.  Experimentación y recolección de datos

   • Los estudiantes realizarán los experimentos, midiendo el tiempo que tarda un objeto en recorrer cada trayectoria.

5.  Preparación de la presentación final

   • Los estudiantes prepararán una presentación donde resuman el proyecto, sus resultados y las conclusiones

6.  Presentación final

   • Los equipos presentarán sus resultados a la clase.

• Zonas de aprendizaje utilizadas

• Desarrolla

• Crea

• Presenta 

COMPETENCIAS CLAVE / ESPECÍFICAS / HABILIDADES DEL SIGLO XXI

• Competencias Clave:

  • STEM 1 y 2: Resolver retos científicos mediante el pensamiento lógico y el trabajo con datos.

  • CCL 2: Comprender, analizar y presentar información científica.

  • CD 3: Utilizar medios digitales para registrar y analizar datos experimentales.

  • CPSAA 3: Desarrollar pensamiento crítico y argumentación basada en evidencia.

• Habilidades del Siglo XXI:

  • Este proyecto integra de manera natural una amplia gama de habilidades del siglo XXI, como el pensamiento crítico, la colaboración, la creatividad, la resolución de problemas y la comunicación. Además, fomenta el uso de tecnologías y herramientas digitales, lo que enriquece la experiencia educativa, preparando a los estudiantes para los retos del futuro.

• Habilidades específicas:

  • Este proyecto no solo abarca habilidades científicas y matemáticas, sino que también fomenta competencias clave del siglo XXI, como el pensamiento crítico, la creatividad, la colaboración, la gestión de proyectos y el uso de herramientas tecnológicas. Además, los estudiantes desarrollan habilidades prácticas al trabajar con datos experimentales y al presentar sus hallazgos de manera efectiva, lo que les permitirá aplicarlas en futuros desafíos científicos y tecnológicos.

EVALUACIÓN

• Herramientas de evaluación:

  • Rúbrica

  • Presentación final