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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas

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I CONCURSO DE TECNOLOGIA:

DISEÑO DE UNA PRESENTACIÓN IMPRESS CON LAS

FASES DE CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO TÉCNICO:

“CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT ANDADOR MECÁNICO”

Encarna Tronchoni García

COLEGIO LA PURÍSIMA

Torrent

Introducción :

Hoy en día la informática está presente en todo el proceso de enseñanza, todos nuestros

alumnos están acostumbrados a ver presentaciones electrónicas con Impress.org o Power

point de diferentes temas. La propuesta consiste en que ellos mismos realicen una

presentación de las diferentes fases del proyecto técnico que van a realizar durante la

primera y segunda evaluación. Con esto lo que pretendo conseguir es, por un lado

consolidar lo que son las fases de un proyecto técnico, y por otro aprender a utilizar una

herramienta que les será de mucha utilidad tanto en su vida académica como posiblemente

es su futura vida laboral.

La forma de presentarlo a los alumnos es un concurso para ver cuál es la mejor presentación

y el premio será la presentación de su trabajo el día de la jornada de puertas abiertas en el

Centro, en la que lo presentarán a todos los alumnos y a los padres que vengan.

Objetivos :

Utilizar programas de ordenador de diseño gráfico, de cálculo y recursos verbales

para comunicar ideas, soluciones técnicas, manejo de datos numéricos… valorando

la importancia de los mismos en diferentes ámbitos de la sociedad.

Participar de forma activa, tolerante y responsable en la planificación y desarrollo de

tareas en grupo desempeñando las tareas encomendadas

Emplear el ordenador como herramienta de trabajo: procesar textos, localizar

información en diferentes soportes, etc..

Conocer y aplicar las fases y elaboración de los proyectos técnicos.

Respeto por las opiniones de los demás.

Distribución de tareas y responsabilidades, cooperación y trabajo en equipo.


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Relación del tema propuesto con el currículo del Curso :

Está relacionado con diferentes temas de la asignatura Tecnologías II de 3º ESO: Proceso de

resolución de problemas tecnológicos, Mecanismos, Aplicaciones informáticas.

Breve descripción del proyecto:

El proyecto, como he citado en la introducción, consistirá en un concurso de una

presentación Impress.org de las fases a realizar en un proyecto técnico, en este caso, como

el primer proyecto que vamos a realizar durante este curso es el de la construcción de un

robot andador mecánico, la presentación será sobre este proyecto.

Del 24 al 28 de Septiembre: Se explica la teoría de las fases de un proyecto técnico.

Primera semana de octubre: Se expone a los alumnos el concurso y las bases del

mismo.

Hasta principios de enero: Se explica la teoría de mecanismos, intercalándolas con

el tema de aplicaciones informáticas.

Hasta el 31 de enero: Realización del proyecto y toma de apuntes y de material

gráfico de la realización de éste.

Del 1 al 15 de febrero: Realización de la presentación impress de las fases del

proyecto técnico

Del 18 al 22 de febrero: Exposición y elección de la mejor presentación.

Cuestiones previas y motivadoras para los alumnos:

¿Todas las presentaciones que vemos hacen que mantengamos la atención durante

toda la exposición?

¿Utilizan las presentaciones algún tipo de “truco” para que nos fijemos en algunos

conceptos?

¿Qué tipo de música se elige en las presentaciones?

Material y recursos necesarios:

Taller de tecnología.

Aula de audiovisuales.

Sala de ordenadores.

Cámara de fotos.

Material para realizar el robot andador mecánico:

Material Medidas Cantidad Aplicación

Contrachapado 150x100x15 1 Cuerpo, piernas

Contrachapado 250x100x5 1 Cabeza, brazos, pies


3

Motor de engranaje 1 Motor

Cable eléctrico rojo 500 1 Cableado

Cable eléctrico negro 500 1 Cableado

Potapilas 1 Pilas

Microinterruptor de corredera 19x6 1 Interruptor

Tornillos de cabeza cilíndrica M4 x 40 2 Fijación patas

Tornillos de cabeza cilíndrica M4 x 30 4 Fijación patas

Contratuercas M4 M4 6 Fijación

Arandelas de separación M4 10 Fijación

Tornillos de contrachapado 8 Fijación pies, portapilas,

motor.

Rueda dentada de 38 dientes Φ 40 2 Engranaje

Rueda dentada de 13 dientes Φ 15 2 Engranaje

Casquillo de reducción 4/3 2 Engranaje

Diodos luminosos rojos Φ 5 2 Ojos.

Normas de seguridad:

Las normas de seguridad son las del taller de tecnología que cito a continuación:

1º.- En el aula taller NO SE PERMITE NINGÚN TIPO DE JUEGO NI DE BROMA,

por ser potencialmente peligrosos para vosotros y vuestros compañeros.

2º.- Los recursos del aula taller son limitados. La PÉRDIDA, SUSTRACCIÓN O

DETERIORO, por mal uso deliberado o actos negligentes, del material o de las

herramientas que están a vuestra disposición, serán sancionados de acuerdo con la

gravedad del hecho.

3º.- Antes de utilizar una máquina o una herramienta debes asegurarte de conocer

perfectamente su manejo. Si tienes la menor duda pregunta a tu profesor.

4º.- No realices ninguna actividad que implique un riesgo sin preguntar el

procedimiento de seguridad. El uso de máquinas como el taladro, el soldador, la pistola

de pegamento, etc., estará condicionado a la presencia del profesor durante su

manipulación.

5º.- Debes asegurarte que las piezas a cortar, a taladrar y, en general, a manipular, están

firmemente sujetas a la mesa de trabajo mediante mordazas, tornillos o gatos.

6º.- No lleves bufandas, pañuelos u otras prendas sueltas que puedan engancharse en las

máquinas que vayas a utilizar en el aula taller de Tecnología. Recógete el cabello si lo

tienes largo.

7º.- El aula taller de Tecnología debe quedar totalmente limpia y ordenada al terminar la

sesión de trabajo.


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Procedimiento:

Para realizar el robot andador mecánico:

1. Repartir las instrucciones para realizar el robot

2. Discusión de los diferentes elementos a modificar y de los puntos clave a tener en

cuenta para la realización.

3. Reparto de tareas.

4. Realización del robot y toma gráfica y de notas de la ejecución del proyecto

mientras este se realiza.

5. Comprobación del funcionamiento y posibles reparaciones para lograrlo.

Para la realización de la presentación Impress.

1. Recuento de las diferentes notas que se han tomado durante la ejecución del

proyecto.

2. Visualización y recuento de fotografías.

3. Realización de un esquema de los que se quiere poner en la presentación.

4. Realizar la diferentes diapositivas.

5. Elegir las transiciones.

6. Elegir la música.

Para el concurso:

1. Explicar a todos los alumnos las hojas de votaciones.

2. Entregar las hojas de votaciones.

3. Realizar la visualización de las diferentes presentaciones en el aula de audiovisuales.

4. Votaciones.

Tiempo necesario para desarrollar esta práctica:

Para la realización del Robot andador mecánico: 12 sesiones de 55 minutos.

Para la realización de la presentación Impress: 9 sesiones de 55 minutos.

Para el concurso: 2 sesiones de 55 minutos.

Tiempo Total: 23 sesiones de 55 minutos

Cuestiones de reflexión y conclusiones para los alumnos:

Sobre el Robot andador:

- ¿Por qué se produce el movimiento?

- ¿Qué tipo de transformación de movimiento se produce?

- ¿Puedo modificar la velocidad del Robot?¿Cómo?

Sobre la Presentación:

- ¿Cómo consigo que resulte atractiva la presentación?

- ¿Por qué ha gustado más la ganadora?.


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Análisis del proyecto experimental:

El proyecto llevado a cabo por los alumnos ha constado de dos fases diferenciadas,

por un lado la realización del robot andador y por otra la de realizar una presentación

impress con todas las fases del trabajo.

Grupo de alumnos que lo realizan

Los alumnos que han participado en la ejecución del proyecto y posterior ejecución

han sido todos los alumnos de tercero (tanto A como B).

Se han dividido en grupos de cuatro para la fase de realización del robot, y

posteriormente estos grupos se han subdividido por parejas para la realización de la

presentación impress.

Documentación entregada a los alumnos:

A cada grupo de alumnos se les facilita:

Instrucciones: ROBOT ANDADOR MECÁNICO

Pasos a seguir en la realización del proyecto:

1. Traspasar el cuerpo y las piernas de la plantilla al contrachapado.

2. Serrar y lijar los cantos de corte.

3. Poner las piezas del cuerpo en un tornillo de banco para poderlas taladrar bien, y

hacer las perforaciones correspondientes a una profundidad de 15/20 mm.

(Asegurarse de que las perforaciones estén exactamente en línea, una opuesta a la

otra, para evitar problemas posteriores con el funcionamiento).

4. Ahora traspasar la cabeza, los brazos y los pies de la plantilla al contrachapado.

5. Serrar y lijar los cantos de corte.

6. Taladrar perforaciones de ø3mm en los pies, según se indica, y avellanar a una

profundidad de 2 mm.

Montaje:

1. Encolar la cabeza en el cuerpo (superficie de encolado con rayas).

2. Taladrar agujeros de ø4mm en ambas ruedas dentadas

3. Insertar un tornillo en cada perforación de 4 mm de las ruedas dentadas, y fijar por

delante cada una de ellas con una contratuerca.

4. Atornillar ahora ambas ruedas dentadas (15), cada una con un tornillo (11), desde

delante, y 2 arandelas de separación (13), en las perforaciones para ello previstas en

el cuerpo (abajo). Apretar el tornillo de forma que la rueda dentada pueda girar sin

juego y ligeramente.

5. Encolar los brazos como se ilustra, debajo de la apertura superior en las piernas.


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6. Encolar los pies con la parte avellanada hacia abajo, en la parte central inferior de

las piernas.

7. Dejar secar bien la cola.

8. Encolar el segundo lado como reflejo espejo del primero.

9. De ambos lados, pasar un tornillo por la perforación superior en las piernas, y fijar

cada uno con una contratuerca en las piernas, de forma que el tornillo pueda girar

ligeramente y sin juego en la apertura.

10. En los dos tornillos poner desde ambos lados 2 arandelas de separación en las ruedas

dentadas

11. Encajar las piernas en los tornillos y fijar desde afuera con una contratuerca cada

una.

12. Al mismo tiempo, atornillar los tornillos superiores en la perforación lateral superior

en el cuerpo.

13. Medir 20 mm por ambos lados del eje del motor de engranaje, y marcar con un

rotulador permanente

14. Poner un extremo del eje en un tornillo de banco y recortar el eje en el sitio marcado

con una sierra con arco de metal.

15. Desbarbar el corte con una lima de taller. Hacer lo mismo con el otro lado

16. Con unos alicates de corte lateral, hacer pequeños cortes de unos 8 mm desplazados

de forma que la rueda dentada quede bien encajada en el eje

17. En ambas ruedas dentadas pequeñas encolar un casquillo de reducción con

pegamento instantáneo.

18. Poner un poco de pegamento instantáneo en el casquillo de reducción y fijar las

ruedas dentadas con pegamento.

19. Posicionar las piernas de tal manera que los tornillos de las ruedas dentadas grandes,

que mueven las piernas, estén a 180° una de la otra.

20. Atornillar el motor de engranaje con ambas ruedas dentadas en el cuerpo, desde

delante, de tal forma que las ruedas dentadas pequeñas queden perfectamente

colocadas (los dientes deben encajar) en las ruedas dentadas grandes.

21. Al atornillar asegurarse de que el motor de engranaje quede bien fijo, y que las

piernas estén a 180°

Comprobación

Al finalizar el montaje se puede cargar el motor con tensión 3V. Para ello, poner el "+" en

el contacto inferior y "-" en el contacto superior. Si está bien ajustada la mecánica, girará el

engranaje y se empezarán a mover las piernas. Las piernas se mueven con facilidad, a 180°

una de la otra, y no se tocan.

Cableado

1. Fijar el portapilas a la parte trasera del cuerpo con 2 tornillos de contrachapado.

2. Insertar, desde adelante, el microinterruptor de corredera en la abertura para ello

prevista en la cabeza, y fijarlo con pegamento universal.

3. Insertar ambos diodos en las perforaciones para ello previstas (ø5mm), y fijarlos con

pegamento instantáneo. Asegurarse de que ambos cátodos (pata corta, lado

aplanado) apunten hacia arriba.


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4. Pelar y estañar los extremos del resto del cable negro. Enrollar el alambre de la

misma forma en un lápiz. Estirar la bobina un poco y soldar un extremo a la

conexión izquierda del interruptor

5. Soldar el otro extremo en el ánodo del LED derecho. Colocar el alambre de forma

que sobresalga de la cabeza.

6. Cortar un trozo de 40-50mm del cable eléctrico negro, pelar por ambos lados,

estañarlos, y soldar un extremo a la conexión central del interruptor

7. Soldar el otro extremo con el cable negro del portapilas.

8. Cortar un trozo de 150 mm del cable eléctrico negro, pelar los extremos y

estañarlos. Conectar un extremo con la conexión izquierda del interruptor.

9. Pasar el otro extremo por la perforación en el cuerpo, hacia adelante. Deslizar

encima el segundo trozo de tubo del paquete del engranaje y soldar en la conexión

superior libre del motor de engranaje. Encoger el tubo en el contacto, calentando

con la pistola de aire caliente.

10. Pelar y estañar el resto del cable eléctrico rojo. Enrollar el alambre en un lápiz, para

formar una bobina. Estirar la misma un poco, y soldar los extremos del alambre a

los cátodos de los LEDs .

11. Colocar el alambre de forma que sobresalga de la cabeza.

12. Cortar un trozo de 150 mm del cable eléctrico rojo, pelarlo por ambos lados, estañar

los extremos, y soldar al cable rojo del portapilas.

13. Estirar el otro extremo hacia adelante por la perforación en el cuerpo, cortar el tubo

que está en el paquete del engranaje en dos, y deslizar una de las mitades encima del

cable rojo. Ahora soldar el cable a la conexión inferior del motor de engranaje

(hacia el cuerpo). Prestar atención a que los cables no entorpezcan las ruedas

dentadas. Deslizar el tubo de aislar sobre el contacto del motor, y calentar con una

pistola de aire caliente hasta que quede fijo.

14. Cortar un trozo de aprox. 100 mm del cable eléctrico rojo (5), pelarlo por ambos

lados y estañar los extremos. Soldar un extremo con los ánodos de los LEDs y el

otro extremo con el cable rojo del portapilas.

15. Cortar el cable rojo del portapilas a unos 20 mm, pelarlo y estañar los extremos

pelados.


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Plantillas para la realización del proyecto (sujetas a modificaciones)

a) Esquema eléctrico:

b) Plantillas:


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Hoja de distribución de tareas:

Nº NOMBRES

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

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En ella se pormenorizan todas las tareas que se deben realizar responsabilizándose

cada uno o entre varios de las diferentes tareas.

Normas del concurso de la presentación impress:

o La presentación debe tener un máximo de 15 diapositivas.

o Debe tener fotos de las diferentes fases de la realización del proyecto.

o Tiene que tener transiciones.

o Debe ser fácil de entender por personas que no han hecho nunca un proyecto.

Hoja de votaciones para la fase de visualización de las diferentes presentaciones:

Nº GRUPO Cumple con las normas

Contenido Estética Nota en conjunto


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Instrucciones dadas a los alumnos para rellenarlas:

o La puntuación en cada una de las columnas debe ser de 0 a 5, teniendo en cuenta

que 0 es no haber hecho nada y 5 que está muy bien.

o En la columna de normas se debe puntuar si han cumplido con las normas

entregadas por la profesora.

o En la columna de contenido se puntuará si están todas las fases importantes de la

ejecución del proyecto.

o En la columna de estética, se puntuará si hay transiciones, cómo están colocadas

las fotos, así como la estética general del proyecto.

o En la columna de nota del conjunto se debe de dar la nota general teniendo en

cuenta todos los aspectos.

Resultado

El resultado final del trabajo ha sido :

16 Robots andadores, de los cuales han funcionado correctamente 12.

32 Presentaciones impress de la ejecución y fases del proyecto técnico, de las cuales

28 están aprobadas.

Cuestiones de reflexión y conclusiones para los alumnos:




- ¿Puedo modificar la velocidad del Robot?¿Cómo?

Sobre la Presentación:



Respuestas de los alumnos:



INICIAL FINAL

BIEN MAL NS/NC BIEN MAL NS/NC

65% 25% 10% 85% 9% 6%


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INICIAL FINAL


50% 20% 30% 90% 5% 5%

- ¿Puedo modificar la velocidad del Robot?

INICIAL FINAL


75% 10% 15% 95% 0% 5%

- ¿Cómo?

El 95% han respondido correctamente puesto que durante la ejecución del proyecto,

estuvieron cambiando las ruedas de engranaje.

El 5% restante son aquellas personas que no se implicaron en las práctica y algún

alumno con necesidades educativas especiales.

Sobre la presentación:


Todos los alumnos han llegado a la misma conclusión: cuantas más imágenes,

transiciones y colores atractivos consiguen que la gente se fije más.


La ganadora cumplía con todas las especificaciones requeridas, además de que se

habían preocupado mucho por todos los detalles.


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Conclusiones del proyecto:

1. Grado de consecución de los objetivos propuestos

Los objetivos del proyecto realizado han sido cumplidos. Los alumnos

participaron activamente y se planificaron y distribuyeron las tareas, además

recordaron las fases del proyecto técnico y tomaron datos de forma gráfica para la

posterior presentación impress. También entre todos solucionaron los diferentes

problemas que fueron surgiendo durante la ejecución del proyecto y que hacían que

el robot no funcionara.

Por otro lado cuando se acabo la fase de realización del proyecto técnico han

utilizado el ordenador y han aprendido a manejar el impress como herramienta de

trabajo.

2. Capacidades pretendidas y desarrolladas.

Han sido capaces de trabajar en grupo, y aprender a distribuirse las tareas,

aunque ha habido dos grupos que no han funcionado y en consecuencia no

han conseguido acabar el robot y la presentación.

3. Capacidades pretendidas y no desarrolladas

Sólo la mitad de los alumnos han aprendido a realizar la presentación

impress utilizando todo lo estudiado en el tema, la mayoría han optado por

realizar lo mínimo.

4. Una vez realizada la práctica, ¿mejoran los alumnos su aprendizaje en las clases

“ordinarias”?

Sí, puesto que han observado en el taller los diferentes tipos de movimientos,

y han realizado un montaje eléctrico partiendo de un circuito.

5. ¿Establecen relaciones los alumnos con otros contenidos curriculares tanto de

materias científicas como de otras que no lo son?

Los alumnos han aprendido que los trabajos se pueden presentar utilizando

otros medios que no son los que estaban utilizando hasta ahora.


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ANEXO I

PRESENTACIÓN


16

ANEXO II

Fotos de la ejecución del Robot.


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