6. Proyecto: los mecanismos articulados
Se va a proponer un proyecto de trabajo con los alumnos a través de una serie de actividades en un ambiente tecnológico relacionadas con los mecanismos articulados objeto de este estudio. Van a ser algo así como piezas de un puzzle que, al encajar unas con otras, van a formar un completo proyecto interdisciplinar de trabajo colaborativo que debe implicar a profesorado de distintas asignaturas y que se puede complementar con otras actividades surgidas de la imaginación tanto de los docentes como de los alumnos que pongan en marcha este tipo de actuaciones en el aula.
El Aprendizaje Basado en Proyectos (PBL en inglés) es un modelo de aprendizaje mediante el cual los estudiantes trabajan de manera activa, planean, implementan y evalúan proyectos que tienen aplicación en el mundo real más allá del aula de clase. El Proyecto no se centra sólo en aprender acerca de algo sino que está enfocado en la acción realizando tareas concretas haciendo, en este caso, un uso efectivo de las TIC. Es decir, se trata de implementar metodologías activas en el aula con una base teórica constructivista de forma que sean los propios alumnos los que, bajo la supervisión y guía del docente, realicen las tareas propuestas.
Recursos
En esta página web se presentan los recursos necesarios para la realización de las actividades propuestas. Se propone el uso de la herramienta online TimelineJS para la creación de gráficos interactivos (líneas de tiempo). El aula taller del Centro educativo ha de ser un lugar de trabajo para la realización de las maquetas propuestas. Finalmente, el programa de diseño gráfico SketchUp es la herramienta propuesta para la realización de construcciones en 3D.
Descripción de las actividades
Evolución histórica de mecanismos articulados que trazan curvas
En esta actividad, el alumnado debe realizar un gráfico interactivo (línea del tiempo) con los personajes y los mecanismos articulados descritos en el capítulo Evolución histórica de mecanismos articulados generadores de curvas planas ordenados cronológicamente. Para ello, se propone la herramienta online TimelineJS debido a su gratuidad, su interfaz y la posibilidad de generar fichas ampliables con fotografías, vídeos, texto y mapas.
A continuación, se muestra un ejemplo con un resumen de la evolución histórica de los conicógrafos estudiados en la sección anterior.
Construcción de maquetas
A lo largo de estas páginas, hemos interactuado con los mecanismos articulados mediante el Software de Geometría Dinámica Cinderella.2. Ahora, se propone la construcción de maquetas reales de estos mecanismos articulados. En las siguientes figuras, podemos ver mecanismos construidos en material acrílico:
y en metal:
En la siguiente imagen, tenemos una maqueta del mecanismo de Chevychev para trazar aproximadamente una línea recta realizada en cartulina:
Y en esta, una maqueta del parabológrafo de Yates realizado en material plástico:
En este enlace se puede ver la propuesta de construcción de un pantógrafo construido en material acrílico. En este otro, correspondiente a la misma serie, se pueden ver algunas maquetas de conicógrafos.
La elección tanto del material como del sistema de articulaciones pivotantes o deslizantes de las barras del mecanismo, constituye un reto al que los alumnos deben enfrentarse - con la necesaria ayuda del profesor - para una construcción robusta y efectiva de cada mecanismo.
La construcción de una maqueta de cualquier mecanismo articulado visto a lo largo de esta web como, por ejemplo, el mecanismo de Peaucellier de siete barras capaz de trazar una línea recta, así como del estudio matemático y cinemático de su funcionamiento, constituye un proyecto muy interesante para realizar en el aula en colaboración con el Departamento de Tecnología.
Otras propuestas pueden ser las siguientes:
Descargar la construcción (Cinderella..2)
Generación de mecanismos en 3D
En un ambiente tecnológico como en el que nos estamos moviendo, la generación de imágenes en tres dimensiones (3D) toma una importancia a tener en cuenta de cara a los beneficios que conlleva en el conocimiento de la matemáticas. En la actualidad, hay numerosas herramientas de generación de imágenes en 3D además de la creciente popularización de impresoras 3D que permiten imprimir la construcción realizada en el ordenador.
Dentro de la panoplia de programas de diseño gráfico en 3D, destacamos la herramienta de Google SketchUp por su sencillez de manejo, por la gran cantidad de documentación y tutoriales de uso disponible en Internet, por estar pensada con fines pedagógicos y por ser gratuito. Además, hay una galería de construcciones realizadas por los usuarios de SketchUp en Internet con una gran cantidad de construcciones disponibles para su descarga y manipulación posterior.
En la siguiente imagen, se puede ver un mecanismo articulado de tres barras generado con SketchUp utilizando la textura de metal empleada por Kempe en las figuras del libro How to draw a straight line:
Por otro lado, SketchyPhysics es un plugin de SketchUp que permite el movimiento automático de los objetos de una construcción 3D y ver cómo interactúan unos con otros. Las herramientas de SketchyPhysics incluyen movimientos básicos como la articulación, rotación, caída debido a la gravedad, etc. Además, permite grabar los movimientos de las presentaciones. Esto permite que, tras la construcción de un mecanismo articulado en SketchUp, se le pueda dar vida mediante SketchyPhysics. Esta actividad, por sí sola, constituye un buen proyecto de trabajo complementario a todas las propuestas realizadas en este estudio hasta ahora.
En la siguiente imagen, se puede ver una construcción en 3D del elipsógrafo de Proclo:
y en la siguiente, una reproducción en 3D de la máquina de Watt:
En ambos casos, una vez descargados al ordenador los modelos de SketchUp y teniendo instalado el plugin de SketchyPhysics, permiten ver la animación correspondiente:
El proyecto de trabajo puede consistir en la generación en 3D por parte del alumnado de máquinas de este tipo combinado con un estudio histórico de la Revolución Industrial del siglo XVIII.
Vinculación curricular
El Aprendizaje Basado en Proyectos constituye una de las metodologías de trabajo en el aula más eficaces para el proceso de enseñanza - aprendizaje y para la construcción del propio conocimiento del alumnado.
Esta forma de actuar en el aula incide en tres de los objetivos generales de la etapa de Educación Secundaria:
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.
Con estas propuestas se ha pretendido presentar nuevos enfoques en el aprendizaje y evaluación que supongan un importante cambio en las tareas que han de resolver los alumnos y planteamientos metodológicos innovadores.