1. Kit Aeroespacial

El kit aeroespacial consiste en una serie de recursos para estudiar cuáles son las propiedades idóneas que deben reunir los materiales de las distintas partes de un vehículo espacial.

Las actividades que se proponen usan la metodología IBSE (enseñanza de las ciencias basada en la indagación) e instan a los estudiantes a reconocer los materiales del kit y a seleccionar el mejor para el escudo protector de una nave espacial. 

Con esta finalidad los alumnos realizarán sus propios experimentos para averiguar por sí mismos las propiedades de los materiales que conforman este kit, como su densidad, su resistencia a impactos, su magnetismo, y su conductividad tanto eléctrica como térmica.

El kit incluye una guía didáctica impresa para facilitar su uso en el aula. Dicha guía se puede complementar con el material didáctico que se encuentra enlazado en el apartado 1.3. Material didáctico de este capítulo.

La principal aplicación didáctica del kit de ingeniería de astronaves de ESERO es la actividad de diseño del escudo protector de una nave espacial. Esta actividad, basada en la metodología de indagación (IBSE), reta a los estudiantes a asumir el rol de ingenieros espaciales y a tomar decisiones fundamentadas en la evidencia experimental.

• Aplicación de conceptos científicos: Los estudiantes aplican conocimientos de física y química para comprender las propiedades de los materiales, como la densidad, la conductividad y la resistencia.

• Pensamiento crítico y resolución de problemas: Se les pide que analicen datos, formulen hipótesis y lleguen a conclusiones lógicas para seleccionar el material más adecuado.

• Trabajo en equipo y colaboración: La actividad se presta a ser realizada en grupos, donde los estudiantes deben discutir, negociar roles y repartir tareas para llevar a cabo los experimentos.

• Habilidades de indagación: El proceso de experimentación les enseña a seguir el método científico: formular preguntas, diseñar experimentos, recolectar y analizar datos, y comunicar sus hallazgos.

1.1. Objetivos didácticos

El alumnado aprenderá a comparar y clasificar materiales cotidianos de acuerdo con sus propiedades: resistencia a impactos, magnetismo, conductividad eléctrica y térmica y medición de masas.

Mejorará habilidades como:

• Planificar experimentos para responder interrogantes, incluidos el reconocimiento y el control de variables cuando sea necesario.

• Realizar mediciones utilizando una serie de instrumentos científicos con una exactitud y una precisión cada vez mayores.

• Repetir las mediciones cuando sea conveniente.

• Anotar registros de datos y resultados de manera científica.

• Comunicar y presentar los resultados de los experimentos de forma oral y escrita.

• Identificar indicios científicos que se pueden utilizar para confirmar o refutar ideas o razonamientos.

1.2. Contenido del kit

El kit se sirve en un contenedor apilable de 10l de capacidad decorado con vinilos identificativos cuyo contenido es el siguiente:

• 1 guía didáctica impresa y encuadernada.

• 1 ficha informativa sobre la temperatura de viraje del papel termocrómico.

• 1 cubo de 2 cm x 2 cm x 2 cm de Al6061.

• 2 placas de Petri en un sobre acolchado.

• 3 pares de cables de cocodrilo.

• 1 balanza electrónica 0-200gr precisión 0,01gr.

• 2 pilas de 1.5 V (AAA) para balanza electrónica.

• 1 set de 8 piezas para montar la rampa.

• 1 separador/protector de espuma.

• 5 sets compuestos de un contenedor de 0,2l y 8 cubos de 2 cm x 2 cm x 2 cm de diferentes materiales (madera, piedra, aluminio, cobre, poliestireno expandido, plástico, latón y acero).

Un contenedor de 0,07l con los siguientes materiales:

• 2 pilas de1.5 V (AA).

• 2 porta-pilas (AA).

Un segundo contenedor de 0,07l con los siguientes materiales:

• 2 bombillas.

• 2 porta-bombillas.

• 2 canicas de vidrio.

• 10 trozos de papel termocrómico.

• 2 imanes de 20mm de diámetro.

1.3. Material Didáctico

Para el uso en el aula de este kit, se ofrece el siguiente material didáctico, procedente de la página oficial de ESERO, con ejemplos de actividades a realizar por el alumnado. 

A continuación se propone el siguiente ejemplo de desarrollo de la actividad:

1. Presentación del desafío: El profesor introduce el contexto: una misión espacial necesita un escudo protector para su nave. Los estudiantes deben decidir qué material es el más adecuado para protegerla de impactos de micrometeoritos o de las altas temperaturas durante la reentrada atmosférica.

2. Exploración de los materiales: Los estudiantes reciben el kit, que contiene diversos materiales (cubos de distintos compuestos, algunos conocidos y otros no). Deben identificar sus características visuales y táctiles, y hacer predicciones sobre su rendimiento.

3. Diseño de los experimentos: En grupos, los estudiantes diseñan y realizan experimentos para medir las propiedades de los materiales, como:

   • Resistencia a impactos: Dejan caer una bola de acero desde una altura determinada sobre cada material para evaluar su capacidad para resistir un golpe.

   • Conductividad térmica: Miden el tiempo que tarda el calor en transferirse a través del material. Esto es crucial para un escudo que debe disipar el calor de la reentrada.

   • Densidad: Calculan la densidad de cada material, lo que afecta al peso de la nave espacial y al consumo de combustible.

4. Análisis de datos y conclusiones: Una vez completados los experimentos, los estudiantes analizan los datos obtenidos, los comparan y discuten los resultados. Deben argumentar por qué un material es mejor que otro para el escudo protector.

5. Comunicación de resultados: Finalmente, cada grupo presenta sus hallazgos y su recomendación al resto de la clase, justificando su elección basándose en las evidencias que recolectaron.

1.4. Recomendaciones de uso y recogida del material

Recomendaciones de seguridad para el uso del kit:

• Supervisión del profesor: Asegúrate de que los estudiantes utilicen el kit bajo la supervisión de un adulto.

• Manejo de materiales pequeños: Ten cuidado con los componentes pequeños, como las pilas y las canicas, ya que pueden suponer un riesgo de asfixia.

• Uso de componentes eléctricos: Los cables de cocodrilo, las bombillas y los portapilas deben usarse siguiendo las instrucciones de la guía didáctica para evitar cortocircuitos.

• Cuidado con la balanza: Manipula la balanza electrónica con cuidado. Las pilas deben colocarse correctamente, respetando la polaridad, y el plato debe protegerse de golpes para no afectar su precisión.

• Control de la temperatura: El papel termocrómico reacciona a los cambios de temperatura. Aconseja a los estudiantes que eviten el contacto directo con fuentes de calor extremas para no dañarlo.

Checklist para la recogida del kit:

Utiliza este checklist al finalizar la actividad para asegurarte de que todos los materiales se recojan y almacenen correctamente.

• Cubos de materiales:

[  ] ¿Están todos los cubos de madera, piedra, aluminio, cobre, poliestireno expandido, plástico, latón y acero en sus respectivos contenedores?

[  ] ¿Está el cubo de Al6061 guardado en su lugar?

• Componentes eléctricos:

[  ] ¿Se han recogido los cables de cocodrilo?

[  ] ¿Están guardados los dos portapilas?

[  ] ¿Se han devuelto las bombillas a su contenedor junto a los portabombillas?

• Instrumentos de medición y otros componentes:

[  ] ¿Está la balanza electrónica en su sitio?

[  ] ¿Están guardadas las pilas de la balanza y del circuito de bombillas?

[  ] ¿Se han recogido las canicas de vidrio?

[  ] ¿Se han guardado las placas de Petri en su sobre acolchado?

[  ] ¿Están los imanes en su lugar?

[  ] ¿Se ha recogido el papel termocrómico y la ficha informativa?

• Elementos de montaje y embalaje:

[  ] ¿Se han desmontado y guardado las 8 piezas de la rampa?

[  ] ¿Se han colocado los separadores y protectores de espuma?

[  ] ¿Se ha devuelto la guía didáctica a su lugar?

• Contenedor principal:

[  ] ¿Está todo el material dentro del contenedor apilable de 10l?

[  ] ¿Se han cerrado bien las tapas de los pequeños contenedores de 0,2l y 0,07l?

2. Microscopio digital USB

El Microscopio Digital USB es un dispositivo óptico y digital que permite observar, ampliar y capturar imágenes o videos de objetos muy pequeños de forma clara y definida conectándolo directamente al equipo de sobremesa proporcionado con la ADI STEAM, o cualquier otro dispositivo con sistema operativo Windows, a través de un puerto USB.

En la siguiente imagen se detallan los elementos principales de este microscopio digital:

Características principales

• Zoom óptico 25x- 600x

• Presenta iluminación led, de intensidad variable, para hacer una observación clara y sin sombras

• Permite captura directa de imágenes o vídeo

• Incorpora un portaobjetos en la base con escala para poder realizar mediciones

2.1. Conexión rápida

El microscopio digital proporcionado en el equipamiento de las ADI STEAM es un elemento "Plug & Play", por lo que no requiere de la instalación de ningún programa adicional ni en el S.O. EducaAndOS ni en Windows.

Si su equipo está conectado al panel digital de su aula, también podrá proyectar en él los objetos que desee visualizar.

Para su configuración y uso, se recomienda seguir los siguientes pasos:

1. Abra la aplicación correspondiente en función del sistema operativo seleccionado:

2. Conecta su microscopio digital a su ordenador a través de su puerto USB

3. Retire el protector de la cámara

4. Si no se habilitase directamente, seleccione la cámara "S4T-H" o "Cámara HD" en la aplicación correspondiente.

• En el Sistema Operativo EducaAndOS puede seleccionar la cámara que desee utilizar desde las preferencias de la aplicación Cheese (5).

• En el Sistema Operativo Windows puede seleccionar la cámara que desee utilizar desde la pantalla principal de la aplicación Cámara (1).

La denominación de la cámara podría cambiar en función del modelo suministrado pero, igualmente, se mostraría como elegible como la mostrada en las siguientes imágenes.

5. Regule la altura de la cámara 

6. Regule la intensidad de la luz a través del controlador instalado en el cable de alimentación

7. Ajuste el zoom digital del microscopio

8. A través de las preferencias (5) de la aplicación Cheese del Sistema Operativo EducaAndOS podrá configurar la resolución de las imágenes o vídeos capturados.

• A través de la configuración (5) de la aplicación Cámara del Sistema Operativo Windows también podrá configurar esta resolución, así como añadir una cuadrícula para segmentar la visualización en distintas áreas.

9. Si lo desea, puede capturar la imagen/ video del elemento visualizado

Recomendaciones generales

• Colocar el microscopio en una superficie estable.

• Tape la cámara con el protector correspondiente.

• Guardar siempre en su estuche protector para conservar la lente.

2.2. Aplicaciones en el aula

1. Proyección en tiempo real: Proyectar la imagen de la muestra en una pantalla grande (pizarra digital o proyector). Toda la clase puede ver lo que se está observando y discutir los detalles en conjunto.

2. Aprendizaje guiado: El docente puede señalar áreas específicas de la muestra proyectada, guiando la atención del alumnado hacia estructuras o fenómenos concretos.

3. Discusión inmediata: Fomenta la participación y el debate al permitir que los estudiantes respondan preguntas o identifiquen elementos de la muestra que todos están viendo al mismo tiempo.

4. Además:

• Favorece la curiosidad científica.

• Potencia la observación rigurosa y la recogida de datos en formato digital.

• Captura de imágenes y vídeos.

• Posibilita de hacer mediciones digitales (longitud, área, diámetro).

• Facilita el trabajo cooperativo proyectando la imagen en la pizarra digital interactiva (PDI).

3. Juegos STEAM

Los libros y juegos educativos de ámbito STEAM aplican principios pedagógicos basados en metodologías activas que favorecen el aprendizaje activo, interdisciplinario y colaborativo, al mismo tiempo que desarrollan habilidades como la resolución de problemas, la creatividad y el pensamiento crítico. Hay dos lotes distintos, uno para Ed. Primaria y otro para Ed. Secundaria.

Juegos STEAM Ed. Primaria

• 3.1. Cofre del Tesoro: La antigua Roma,  dirigido a niños y niñas de entre 6 y 12 años. Este libro espléndidamente ilustrado ofrece un recorrido por la historia de la Antigua Roma y permite descubrir de manera amena las actividades de la vida cotidiana de aquella civilización.

• 3.2. Cofre del tesoro: Edad Media, edades comprendidas 12 a 16 años. Adéntrate en la fascinante época de los castillos, los caballeros, las grandes catedrales, las cruzadas, etc. 

• 3.3. La ciencia de la visión, edades comprendidas 12 a 16 años.  A través de esta exploración interactiva de la vista se ofrece una sólida base de los principios científicos a todo color, así como muchas actividades y experimentos.

Juegos STEAM Ed. Secundaria

3.4. La ciencia de los circuitos, Recomendado para edades comprendidas entre 12 y 16 años, este libro invita a descubrir cómo se genera la electricidad y por qué resulta tan importante en el mundo moderno. A través de seis proyectos eléctricos divertidos, el lector podrá experimentar en primera persona fenómenos como la electricidad estática y la creación de circuitos propios, disfrutando de horas de entretenimiento mientras aprende los fundamentos de esta ciencia.

3.5. Adéntrate en el increíble mundo de la hidráulica, edades comprendidas 12 a 16 años, contiene todas las piezas extraíbles, tubos y jeringas para montar una sofisticada excavadora hidráulica. De forma muy lúdica, visual e interactiva, el libro explica conceptos de hidráulica —la ciencia que estudia el movimiento de los líquidos por conductos o canales— y de qué manera se utiliza esta en nuestra vida cotidiana: autobuses, lavavajillas, ascensores, incluso árboles. En todos ellos intervienen sistemas hidráulicos que los hacen funcionar o vivir.

3.6. Academia de ingeniería VUELO, edades comprendidas 12 a 16 años. Explica de manera lúdica, visual y muy didáctica los conceptos clave de la aerodinámica: gravedad, sustentación, peso, empuje, resistencia, etc.

3.1. La ciencia de la visión

Incluye material para construir seis máquinas diseñadas por el experto ingeniero de papel Rob Ives, que ayudarán a los niños a descubrir la ciencia de la visión mientras experimentan.

Características:

• Libro híbrido que entrelaza conocimiento, juegos y manualidades.

• Contiene todas las piezas necesarias para montar las maquetas que harán comprensibles los conocimientos científicos que expone el libro.

• Libro relacionado con las STEAM.

• Edición de alta calidad.

• Contenido riguroso creado por expertos científicos, y narrado de forma divulgativa y entretenida.

3.2. Cofre del tesoro: La antigua Roma

3.3. Cofre del Tesoro: Edad Media

3.4. La ciencia de los circuitos eléctricos

Explora el mundo de la electricidad mientras te diviertes haciendo experimentos, creando maquetas y jugando. Conoce la historia de la electricidad, descubre cómo se genera y por qué es tan importante para el mundo moderno. Experimenta con seis divertidos proyectos eléctricos. Disfruta de horas de entretenimiento viviendo en primera persona la electricidad estática y creando tus propios circuitos.

Pon a prueba tus conocimientos sobre la electricidad construyendo un robot, una lámpara, un juego de pulso, un coche que se ilumina ¡y mucho más!

De 12 a 16 años:

• La ciencia de los circuitos eléctricos es la herramienta perfecta para explorar el mundo de la electricidad de forma divulgativa a la par que lúdica: una manera práctica y atractiva de entender conceptos científicos complejos.

• Los jóvenes científicos aprenderán mientras construyen y crean circuitos eléctricos dinámicos reales. Conocerán la historia de la electricidad desde que se inventó, entenderán su uso en el mundo moderno y crearán seis proyectos, entre ellos, un robot cuyos ojos se iluminan o una lámpara.

• En el kit encontrarán todo el material necesario para crear los proyectos: dos luces led, cinta de aluminio, un portapilas y 14 piezas de cartulina precortadas.

• El libro se incluye entre las temáticas STEAM y promueve el gusto por la ciencia.

• Edición de alta calidad.

3.5. Adéntrate en el increíble mundo de la hidráulica

Descubre la fuerza de los fluidos y su papel en tu vida cotidiana. Libro caja que contiene todas las piezas extraíbles, tubos y jeringas para montar una sofisticada excavadora hidráulica. De forma muy lúdica, visual e interactiva, el libro explica conceptos de hidráulica —la ciencia que estudia el movimiento de los líquidos por conductos o canales— y de qué manera se utiliza esta en nuestra vida cotidiana: autobuses, lavavajillas, ascensores, incluso árboles. En todos ellos intervienen sistemas hidráulicos que los hacen funcionar o vivir.

De 12 a 16 años:

• Es un híbrido entre libro de conocimiento y libro de juego/manualidad. Está relacionado con las STEAM (acrónimo de Science, Technology, Engineering Arts and Mathematics).

• Libro interactivo y edición de alta calidad.

• El contenido es riguroso. Ha sido creado por expertos en ingeniería hidráulica y está narrado de forma divulgativa y entretenida.

• Contiene ilustraciones que facilitan la comprensión de las explicaciones y el montaje de la excavadora.

3.6. Academia de ingeniería: vuelo

¡Descubre por qué vuelan los aviones y todo lo relacionado con la ingeniería aeroespacial!

El libro de 64 páginas explica de manera lúdica, visual y muy didáctica los conceptos clave de la aerodinámica: gravedad, sustentación, peso, empuje, resistencia, etc. Repasa, además, la historia de la aviación.

La caja contiene todas las piezas de cartón (extraíbles) necesarias para montar dos planeadores, dos aviones de papel, un cohete de botella y la maqueta de una de las máquinas que inventó Leonardo Da Vinci, el tornillo aéreo.

Al final del libro, el lector encuentra un glosario de terminología técnica relacionada con la ingeniería aeroespacial.

De 12 a 16 años:

• Libro híbrido entre libro de conocimiento y de juego/manualidad.

• Libro relacionado con las STEAM.

• Edición de alta calidad.

• Contenido riguroso creado por expertos en ingeniería aeroespacial y narrado de forma divulgativa y entretenida.

• Ilustraciones que facilitan la comprensión de las explicaciones y el montaje de las maquetas.