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Impresión 3D en el aula de clases Proyecto de grado 2019_01 Juan Sebastián Beltrán

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Impresión 3D en el aula de clasesProyecto de grado 2019_01Juan Sebastián Beltrán

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Proyecto de Grado 2019-1

Juan Sebastián Beltrán GuacanemeUniversidad de Los Andes

Director: Jaime Andrés Patarroyo Godoy

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Tabla de Contenidos

Introducción.

Pregunta de investigación.

Marco teórico.

Comprensión del contexto.

Referentes.

Investigación en contexto local.

Insights.

Trabajo de campo.

Propuesta de diseño

Bibliografía.

4

6

8

10

13

20

26

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1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

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“Una persona puede sacar resultados en un examen y entender

muy poco… si el objetivo es pasar el examen, se estudia y se aprueba, pero dos semanas después no nos acordaremos de mucho.”

Noa

m C

hom

sky,

200

4

Mediante el estudio del proceso de fabricación por adición de mate-rial fundido o más conocido como impresión 3D, este proyecto parte

elemento que puede llegar a reforzar el proceso de aprendizajeescolar, debido a que diversos conceptos curriculares como matemáticas, geometría y física, entre otros, pueden ser aplicados en el desarrollo de ejercicios prácticos que ayuden a complementar la explicación teórica otorgada por el profesorado.

Para la investigación y resolución de las hipótesis planteadas, se

de comprender cómo se podría involucrar la impresión tridimensionaldentro de las estrategias de aprendizaje de contenidos escolares, entendiendo que con la implementación de esta tecnología se puede crear una conexión clara entre conceptos curriculares que en oca-siones resultan difíciles de asimilar, con su aplicación e importancia dentro del mundo tangible.

Introducción:

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Punto de partida

La educación es uno de los factores que juega un papel fundamental en el avance y progreso de las personas y sociedades. Además de alimentar de conocimiento a las mentes jóvenes, esta resulta necesaria para alcanzar mejores niveles de bienestar social y de crecimiento económico; es el impulso de la ciencia, la tecnología y la innovación. Y evidentemente, Colombia es un país que está consciente delimprescindible valor que posee la educación para mejorar las condiciones de vida de sus habitantes.

Debido a esto, paulatinamente se ha fortalecido la mentalidad de otorgar una educación de calidad a los jóvenes por parte de la comunidad educativa colombiana. Por lo cual, cada vez resulta más común observar que diversas instituciones comienzan a incorporar nuevas metodologías de aprendizaje, en busca de hallar métodos que favorezcan la construcción de conocimiento de las mentes jóvenes.

Pese a estos grandes esfuerzos, aún es posible encontrar casos en donde el sistema educativo se concentra en entregar conocimientos sobre conceptos teóricos que resultan útiles para aprobar todo tipo de pruebas y exámenes, pero que dejan de lado un aspecto fundamental dentro del proceso cognitivo de los jóvenes, al no hacer énfasis en la aplicación de dicha teoría y su papel dentro de aplicaciones del mundo tangible.

que en cambio, sugiere la posibilidad de que hay jóvenes a los cuales no se les facilita entender la utilidad real de los conocimientos otorgados por el profesorado, lo que podría dar como resultado, que aquellos jóvenes olviden rápidamente todo lo aprendido al nunca entender el papel de este conocimiento dentro de sus vidas. Por lo cual este proyecto principalmente buscará proponer estrategias que respondan a la pregunta que esta fracción de jóvenes suele hacerse constantemente:

¿Para qué sirve lo que estoy aprendiendo?

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Pregunta de investigación:

¿Cómo se puede reforzar el proceso aprendizaje de los contenidos curriculares

escolares a través de la impresión 3D?

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Reconocer las áreas del conocimiento que pueden

aprendizaje de sus contenidos teóricos.

Crear metodologías para que los estudiantes logren aplicar los conceptos teóricos aprendidos, a través de ejercicios prácticos que demuestren su aplicación en un entorno tridimensional.

Implementar la impresión 3D como una herramienta sobre la cual se pueda facilitar la asimilación de conocimientos a largo plazo.

Mostrar nuevas posibilidades que los profesores y educadores pueden implementar dentro del proceso de aprendizaje, para motivar a los estudiantes a realizar una exploración autónoma de los contenidos curriculares transmitidos.

Objetivos del proyecto

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Este modelo piramidal construido con base en los resultados obtenidos por el estudio, sugiere que hay algunos métodos de aprendizaje que pueden ser más efectivos que otros, y que dichos métodos pueden conducir a la construcción de un conocimiento más profundo y así mismo,a su retención por periodos de tiempo mucho más prolongados.

Figura 1. NTL Institute for Applied Behavioral Science, 1954.

“The learning pyramid”

6 Secret Study Tips from the ‘16 Class. (2016, April 07). Recuperdado de https://www.veritycollegeeducation.org/blog/16-secret-study-tips-16-class

Marco teórico:Previo a mencionar los conceptos que se abordarán durante la investigación, resulta valioso revisar un estudio realizado por el NTL Institute for Applied Behavioral Science en el año 1954, con

-riales de estudio logran mejorar la experiencia de aprendizaje, aumentando la retención del conocimiento.

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Exploración autónoma:The Daily Riff - BE SMARTER. ABOUT EDUCATION. (n.d.). Recuperado de http://www.thedailyriff.com/articles/no-am-chomsky-the-purpose-of-education-869.php

El momento en el que un profesor logra despertar el interés del estudiante en un tema en particular, es cuando el estudiante seguirá nutriendo y ampliando su visión sobre dicho área de conocimiento. Asegurándose de esta manera, de que el mismo estudiante será capaz de razonar su importancia y su utilidad dentro del entorno que lo rodea.

Retención del conocimiento:Toward the style of the community change educator. (1969). Washington, D.C.: NTL.

Este concepto se encuentra directamente relacionado al proceso cognitivo que todo ser humano realiza para asimilar y procesar todo tipo de información.

Las estrategias de educación escolar contemplan la explicación de una amplia gama de conocimientos que pueden resultar de gran utilidad para el desarrollo personal y profesional de los estudiantes.

conocimientos transmitidos, al no ser capaces de crear una visión clara de entre la teoría explicada y su aplicación en la vida real.

Razón por la cual, es de esperar que el alumno no despierte interés por el tema y que se pierdan los esfuerzos por parte del profesorado por hacer que el conocimiento transmitido sea retenido a largo plazo, puesto que solo pasará al plano de ser memorizado tempo-ralmente para aprobar exámenes y otro tipo de pruebas impartidas, sin lograr un aprendizaje profundo del tema en particular.(Figura 1).

Aprender haciendo:- Toward the style of the community change educator. (1969). Washington, D.C.: NTL.- Competencias del siglo XXI | Competencias del siglo XXI. (n.d.). Recuperado de http://www.fod.ac.cr/compete-cias21/index.php#.XHG_OM8zbOQ

El aprendizaje por proyectos o aprender haciendo es una de las estrategias de aprendizaje activo más populares en la actualidad, puesto que enfrenta a los estudiantes a articular los contenidos

problema o situaciones reales.

De este modo, los estudiantes no sólo se quedarán con un conoci-

tendrán la oportunidad de poner a prueba este conocimiento a través de su aplicación en proyectos de forma autónoma, desarrollando por sí mismos un entendimiento más profundo del tema, y en dado

permitiendo que con ayuda del educador, logren construir juntos una nueva visión sobre el contenido curricular a tratar. (Figura 1).

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Comprensión del contextoImpresión tridimensional en la educación

A pesar de que la impresión 3D es una tecnología relativamente nueva en el mercado global, día tras día se encuentran empresasinvolucradas en el desarrollo de impresoras, y así mismo, paulati-namente van surgiendo nuevas aplicaciones en nuevos campos para esta tecnología.

Es un hecho que gran parte de la población mundial se ha dado cuenta de la relevancia que esta tecnología tendrá en la creación y fabricación de productos en un futuro no muy lejano (Lipson & Kurman, 2013), lo cual ha conducido a que diversas academias incorporen la impresión 3D dentro del desarrollo de su programa académico para la obtención de un título profesional, puesto que a nivel industrial ya comienza a ser un requisito que las personas manejen todo conocimiento necesario para fabricar piezas; desdeobtener modelos digitales en softwares CAD (computer-aided design), hasta las propiedades de los plásticos y otros materiales de impresión que se ajusten a las necesidades del objeto a fabricar.

Está claro que a nivel industrial esta tecnología aporta grandes

¿Para qué servirá la implementación de la impresión 3D en un entorno educativo y por qué debería jugar un papel importante en la construcción de aprendizaje de los alumnos?

Lab UtopiaMaker Popayán, Colombia(2017, October 23). Recuperado de http://https://materializacion3d.com/

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Is the implementation of 3D printing in education a necessity? (2018, August 29). Retrieved from https://ww-w.3dnatives.com/en/3d-printing-in-education-290820184/

etse radroba edeup es selauc sal rop savitcepsrep sod netsixEpanorama, en primer lugar y tal vez el motivo más lógico, es que los estudiantes tendrán la posibilidad de interactuar y adquirir conoci-miento a temprana edad, sobre una tecnología que tendrá un gran impacto en el futuro, conduciendo a diversos cambios a nivel económico y social. Lo que sin duda abrirá un amplio horizonte en el campo laboral relacionado a la fabricación de productos.

Y el segundo lugar, se encuentra el motivo sobre el cual se traba-jará en este proyecto, y es que gracias a la impresión 3D es posible

-tos teóricos escolares que podrían resultar complejos para muchos estudiantes; garantizando que una mayor parte de la población es-tudiantil logre interesarse por los temas abordados, y que de esta manera, estos adquieran la capacidad de seguir explorando diversas temáticas de forma autónoma, aumentando la probabilidad de que un mayor número de estudiantes retenga los conocimientos trans-mitidos por los profesores, por un periodo de tiempo mucho más largo. (Stevenson, 2018).

-lar también parece ser bastante claro, sin embargo también quedan muchas otras dudas que tratarán de ser resueltas a lo largo de la investigación en contexto.

Lo cierto es que esta tecnología ya ha sido implementada en diver-sas instituciones educativas en otras partes del mundo, pero resulta necesario tener en cuenta que las metodologías de aprendizaje son totalmente diferentes en términos de tiempo dedicado a transmitir conocimiento, y en los conceptos enseñados según la edad del alumno. Razón por la cual, es imprescindible entender el contexto educativo colombiano para ajustar las estragias educativas que involucran impresión 3D en el entorno local.

Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy. (n.d.). Recuperado de https://www.mckinsey.com/business-functions/digital-mckinsey/our-insights/dis -ruptive-technologies

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Montería, V. (2018, March 23). Vivelab Montería (@VivelabMonteria). Recuperado de https://twitter.com/vivelabmonteria

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REFE

REN

TES Este proyecto está fundamentado en el análisis y compren-

sión de referentes de tipo conceptual y formal. Por un lado los referentes conceptuales ayudan a entender la aplicación que han tenido emprendimientos y compañías dedicadas al campo de la impresión 3D, entendiendo el contexto en el que desarrollaron sus propuestas y observando sus aciertos frente al tema de la educación.

netimrep selamrof setnerefer sol ,aicnatsni adnuges nEtener un acercamiento directo con piezas que visualizan el conocimiento teórico, aplicado a un concepto tangible.

prototipado y trabajo de campo, y con el entendimiento de los diversos casos de éxito; esto de paso a la creación

al ed otxetnoc la adacilpa oñesid ed atseuporp anu ededucación escolar colombiana.

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STEAMtrax Polar3DSTEAMtrax es un plan de estudios en donde se integra la ingeniería y el uso de la impresión 3D para el desarrollo de conocimiento académico escolar que se desarrolla bajo el marco del APB (aprendizaje basado en proyectos).

El modelo de negocio STEAMtrax parte de la propuesta de una gran variedad de ejercicios que deben ser desarrollados a través de la compra de kits de materiales e insumos necesarios para el desarrollo de cada actividad, en donde el resultado tangible por parte de los estudiantes será el esperado desde el punto de partida.

,elbixelf ocop y odigír etnatsab ovitacude oledom nu res a esePresulta de vital importancia entender que para la construcción de conocimiento y la creación de una curva de aprendizaje, es necesario

autónomo se distorsionarse en el simple hecho de divagar.

Referente conceptual

STEAMTRAX. (n.d.). Recuperado de http://about.polar3d.com/steamtrax/

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Thingiverse Education

Thingiverse Education es una comunidad que gira en torno al “crear y compartir”,

usar todo tipo de proyectos dentro de sus propias aulas de clase.

Resulta valioso rescatar que Thingiverse Education está consciente de que existen soveun ratnemelpmi e ravonni ed osecorp etnatsnoc ne nátse euq serodacude

Pero por supuesto, no todos estos educadores se encuentran en aglomerados en una sola institución, sino que se encuentran en todas las partes del mundo,

y renoporp nedeup sodot ednod ne atreiba dadinumoc anu aerc es ,lauc ol ropbuscar nuevos ejercicios de forma gratuita, con el ánimo de incentivar cada vez a un número mayor de educadores entusiasmados por implementar las nuevas tecnologías en sus metodologías de educación.

Referente conceptualThingiverse.com. (n.d.). Thingiverse Education. Recuperado de https://www.thingiverse.com/education

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Pitsco

Nuevamente Pitsco retoma la implementación del aprendizaje basado en proyectos para crear experiencias de trabajo en equipo en donde todas las manos y mentes juegan un papel importante en la construcción de conocimiento que servirá para la vida personal y profesional de cada uno de los estudiantes.

Pitsco tiene claro que para aprender haciendo se puede usar cualquier material y actividad, con el entusiasmo de crear conocimiento. No es necesario sesgar el desarrollo de actividades al uso de una sola tecnología relativamente compleja como la impresión 3D, sino que desde el acto o el ejercicio más pequeño que involucre nuestros cuerpos y mentes para llegar a una solución, se puede aprender de forma activa.

Referente conceptual

(n.d.). Recuperado de https://www.pitsco.com/Experience-Pitsco/Success-Stories/Articles/NJ-National-Guard-STEAM-Team?art=20244

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Referentes formales

Octal Count System

Conceptos de geometría básica y sistemas de conteo a partir de polígonos regulares.

Introduction to parametric volumes

Geometría y matemática aplicada en el desarrollo de volúmenes paramétricos.

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Regular Polyhedra

Matemáticas aplicadas en sólidos platónicos y arquimedianos.

DNA Double Helix

Conformación de cadenas de nucleótidos y la estructura del ADN.

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Balancing bird

Física aplicada para entender conceptos de gravedad y centro de masa.

Archimedes Screw Bonanza

Introducción a la ingeniería a partir de los principios de arquímedes.

proceso de aprendizaje este conocimiento construido siempre podrá ser implementado para crear todo tipo de resultados tangibles que demuestren su utilidad en la vida real.

La creatividad por parte del profesor también juega un papel fundamental en el proceso de aprendizaje, puesto que justamente su exper-ticia en algún área de conocimiento en particular es la que permite la abstracción de la teoría a la práctica, y a través de este proceso es donde los estudiantes lograrán comprender la utilidad del conocimiento otorgado dentro de sus vidas cotidianas, aumentando su interés y periodo de retención del conocimiento.

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Investigación en contexto

Para entender a profundidad acerca de la percepción y la implementación que se le da a las impresoras 3D dentro del contexto educativo colombiano; se llevó

generar discusiones y escuchar los puntos de vista que se tienen. Lo que poste-riormente permitiria desarrollar una fase de trabajo de campo de carácter activo, en donde el diseñador se involucraría directamente en actividades con la comu-nidad, con el objetivo de llegar a una propuesta de diseño que tuviera en cuenta todos los hallazgos descubiertos y los requerimientos necesarios para dicha comunidad.

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Un Cuarto TechColectivo involucrado

En primer lugar, antes de recurrir a instituciones educativas, se recurrió a una de las empresas que se dedica principalmente al desarrollo de Makerspaces en colegios ubicados en la ciudad de Bogotá para conocer su percepción frente al uso de impresión 3D y estrategias relacionadas al aprender haciendo que se intentan implementar en colegios privados.

buscan ser implementados en colegios colombianos, que a pesar de aportar diversas herramientas para fortalecer el aprendizaje

como una institución que está a la vanguardia educativa; para incentivar a los padres a escoger dicha institución por encima de las otras. Por lo cual, todo el potencial que un makerspace ofrece dentro de un colegio, se ve opacado por un interés económico por parte de los directivos de las instituciones.

“Claro, nosotros nos encargamos de crear espacios con impre-

sabemos que esto normalmente lo quieren no por razones pasionales, sino por puro mercadeo y nombre de la institución...”

- Grecya Herrera, Tallerista en Un Cuarto Tech

Inicio. (n.d.). Recuperado de https://uncuartotech.com/

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Colegio Jordán de SajoniaInstitución educativa

Como primer acercamiento a instituciones educativas se escogió el colegio Jordán de Sajonia, al resultar ser una institución con las

“Resulta de vital importancia que nuestros jóvenes empiecen a interactuar con el mundo de las nuevas tecnologías… como es posible que un niño en Estados Unidos ya sabe usar una impresora 3D, mientras que aquí ni siquiera sabemos que es un Arduino...”

- Manuel Ramírez,Coordinador académico Jordán de Sajonia.

capaci

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Galerias 2019. (n.d.). Recuperado de http://www.jordandesajonia.edu.co/SAJONIA2018/index.php/gales/2019-2

raroprocni rop nóicutitsni al ed séretni oiroton led rasep Aactividades como el modelado 3D y el uso de placas de progra-mación como Arduino; se descubrió una peculiar perspectiva sobre el uso de estas tecnologías, y es que justamente estos medios no se ven como “medios”. Es decir, aunque a partir del uso de estas herramientas se pueden reforzar conceptos en todo tipo de áreas, en este caso sólo resultan vistas como un elemento más que los jóvenes deberían aprender en la clase de informatica y tecnologia; sesgando el uso de las mismas en otras áreas del conocimiento.

al ed sovitcerid sol ed etrap rop nóicpecrep atse a odamuSinstitución, también es posible encontrar un evidente rechazo del uso de tecnología en otras áreas. Prejuicios relacionados a la tecnología como distractor o un analfabetismo tecnológico por parte del pro-fesor, hace que el profesor de alguna disciplina ajena a la clase de informática sienta que sale de su zona de confort relacionada a su propia metodología de enseñanza. Por lo cual, por parte de la perspectiva de los directivos y el evidenterechazo por parte de algunos profesores, se siguen empleando estrategias educativas tradicionales dentro del contexto educativo colombiano.

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Colegio Mayor José Celestino MutisInstitución educativa

Se realizó un segundo acercamiento en el Colegio Mayor José Celestino Mutis, caracterizado por ser otro colegio que de igual manera, cuenta con el poder adquisitivo para invertir en el uso de tecnologías relacionadas a la impresión tridimensional.

“Es necesario que nosotros como institución comencemos a adoptar el uso de estas tecnologías, puesto que muchos otros colegios también lo están haciendo y no nos podemos quedar atrás...”

- Maria De Los Ángeles Martínez,Rectora José Celestino Mutis.

A pesar de que sucedían dinámicas similares que en el primer caso en esta ocasión se hizo más evidente un interés económico relacionado al exhibirse como institución a la vanguardia educativa.

Después de este segundo acercamiento, aunque hicieron falta

por Un Cuarto Tech. Sí resulta posible tomar en cuenta esta frase, en-tendiendo que muchos colegios podrán acceder a estas tecnologías, pero distorsionar el sentido real de la construcción de conocimiento que estas herramientas permiten, al cegarse en una búsqueda de reconocimiento dentro de la oferta de instituciones académicas.

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Instituto Técnico CentralInstitución educativa

Finalmente, para poder obtener un punto de partida para el desarrollo de una propuesta de diseño, se decidió ir a una institución que no se puede agrupar dentro del conjunto de colegios privados que buscan nuevas tecnologías para su reconocimiento, puesto que este colegio no busca ser reconocido por intereses económicos, al ser parte de las instituciones públicas educativas establecidas por el gobierno. Sumado a esto, la peculiar característica que lo hace valioso como objeto de estudio; es que es un colegio que ya cuenta con todo tipo de tecnologías de fabricación digital (incluyendo impresión 3D) y maquinaria pesada para procesos de fabricación artesanales e industriales al alcance de sus estudiantes.

“Hace un mes prohibimos el uso de impresoras 3D a todos los estudiantes sin la supervisión de un técnico, después de 3 maquinas dañadas nos dimos cuenta que todos quieren ver y tocar la impresora, lo que hace que se descalibre muy rápido...”

-Eduardo Lozano,Profesor de maquinas y talleres Insitutuo Técnico Central.

Este caso de estudio resulta fundamental para proseguir a la pro-puesta de diseño, porque a pesar de ser un colegio que ya contaba con espacios de trabajo con impresión tridimensional, aún así el restode clases ajenas al trabajo de taller no hacen uso de dichas herramientas. Esto sucede en este caso particular, no por un des-conocimiento de la utilidad del medio, sino se debe a que siempre es necesaria la presencia de un técnico que supervise y se asegure de que los estudiantes no dañen las máquinas.

,lanoisnemidirt nóiserpmi al etnemelpmi es ednod ne ranilpicsidretni retcárac ed sacimánid rartnocne on ed rasep a ,oidutse ed osac leDsurgen una serie de determinantes y requerimientos que serán tomados en cuenta para la proposición de la propuesta de diseño.

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INSI

GH

TSDespués del trabajo de campo de carácter pasivo, basado en observación, entrevistas y diálogos con actores relevantes dentro de la comunidad educativa, se planteó una serie de insights que conducen al desarrollo de una propuesta de diseño que será explicada posteriormente.

Como se mencionó anteriormente, existe un latente afán por parte de las instituciones educativas privadas por implementar makerspaces y nuevas tecnologías dentro de sus aulas de clase. Sin embargo, la causa inicial por la cual se genera dicho afán, no está relacio-nada al interés apasionado por construir conocimientoy reforzar el proceso de aprendizaje de los alumnos, sino por el ideal de ser una institución reconocida con

desean inscribir a sus hijos a una educación de calidad, intentando mostrarse a sí mismos como un colegio que se actualiza constantemente y que está a la vanguardia educativa.

A pesar de que una impresora 3D no suponga ningún riesgo para los alumnos, al ser una máquina que aún no está dentro del entorno cotidiano de un joven, es normal que el funcio-namiento de esta despierte la curiosidad de los mismos. Por lo cual, es posible esperar que cualquier contacto con la plataforma de impresión o con las correas, descalibre la máquina levemente, haciendo parecer que esta “está dañada”. Razón que conduce al hecho de que un joven no pueda tener contacto con la máquina sin supervisión de un experto, al no ser capaz de solucionar el inconveniente por sí mismo. Lo que de igual manera, impide que otros profesores de áreas ajenas se apoyen del uso de esta herramienta.

Muchos profesores y mentes adultas de la sociedad colombiana, aún tienen prejuicios por parte del uso de la tecnología, con la idea de que esta resulta contrapro-ducente dentro de los procesos de aprendizaje escolar. Así mismo, no solo se debe a prejuicios sino alanalfabetismo tecnológico presente frente al uso de una impresora 3D. Por lo cual, dichos maestros optan por quedarse en una zona de confort, poniendo en práctica las metodologías que ya conocen y que consideran quedan resultado.

“Adaptarse para sobrevivir“

“Maquinas seguras, manos peligrosas“

“Lugares seguros“

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Trabajo de campo

Puesto que las instituciones ya mencionadas mostraron rechazo frente a la implementación de la impresión 3D en áreas diferentes a la de informática y tec--nología, el diseñador optó por realizar diversas actividades de trabajo de campo

con educadores de diversas áreas, sin que se cargara el peso de ir en contra de

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Se logró contar con el apoyo de profesores que abarcan las materias principales que la malla curricular escolar propone.

ed nóicapicitrap al noc ótnoc es ,ejazidnerpa ed atneimarreh anu omoc D3 nóiserpmi al ed acreca nóisucsid al araPprofesores de áreas como historia, biología, matemáticas, arte, lenguaje, física, química y geometría.

A pesar de que todos comprendieron la función y las capacidades de una impresora 3D, la información obtenida por los mismos profesores, concluye que el uso de esta herramienta funciona en todas las áreas de maneras muy diferentes. Sin embargo, áreas como biología, historia, arte y lenguaje, encuentran valor en la capacidad ilustrativa de un modelo tridimensional tangible que puede complementar levemente el proceso de aprendizaje. En cambio, en las áreas de física, química, matemáticas y geometría, la impresión tridimensional trasciende de un plano ilustrativo a un plano práctico, en donde los mismos estudiantes pueden crear y proponer una larga serie de modelos digitales que involucran directamente el uso de los conocimientos teóricos de estas.

que las áreas STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) son las que adquieren un valor agregado dentro del proceso de aprendizaje, puesto que aparte de poder transmitir conocimiento sobre diversos conceptos curriculares de estas por medio de ejercicios prácticos, son dichas áreas en donde más se presenta la pregunta mencionada al inicio de la investigación, justamente porque sus conceptos teóricos resultan complejos de asimilar y relacionar con su importancia en la vida cotidiana.

Entrevistas

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Santiago Pulido

Licenciatura en química.Universidad de Los Andes Profesor de química organica.Profesora en el colegio CODEMA I.E.D.

Juanita Osorio

Estudiante de Arte.Universidad de Los Andes Profesora en el colegio Manuelita Saenz.

Juan Luna

Estudiante de biología.Universidad de Los Andes Profesora particular de biología.

César Romero

Estudiante de literatura.Universidad Nacional Profesora particular de lenguaje.

Laura Ortíz

Estudiante de ingeniera biomedica.Universidad de Los Andes Profesora particular de matemáticas..

Federico Osorio

Estudiante de ingeniera industrialUniversidad de Los Andes Profesora particular de física..

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Sesiones de Co-creación

Una vez entrados en materia, el objetivo de la actividad se enfocó en proponer ejercicios de cada una de las áreas de experticia de cada uno de los participantes. Por un lado, dichos ejercicios permitirian tener un indicio de actividades para desarrollar durante la fase de prototipado de la propuesta, y por el otro, estos ejercicios propuestos permitirian encontrar los qué grados en donde surge una aglomeración de conceptos con

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Etapas del desarrollo cognitivoJean Piaget, 1972

tener una mirada amplia de los ejercicios propuestos y de los grados que podrian implementar dicha tecnología para obtener mayor valor.

En ambos casos los resultados coincidieron y se encontró una aglomeración de ejercicios desde grado séptimo hasta grado once.

en que en estos grados es donde los conceptos explicados en las

para una cantidad considerablemente mayor a comparación de los grados inferiores.

la teoría del desarrollo cognitivo propuesta por el pedagogo Jean Piaget, en donde se explica que justamente, desde grado séptimo; en donde los estudiantes poseen alrededor de 12 años de edad, es cuando se desarrolla la capacidad de usar la lógica para llegara conclusiones abstractas, lo que en otras palabras hace referencia a que los conceptos de diversas áreas comienzan a conectarse

complejos de asimilar por medio de bocetos dibujados en tablero o situaciones relatadas.

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Un día en la vida de...

Con el apoyo del colegio Jordán de Sajonia, se contó con la oportunidad de desarrollar la labor de un profesor de tecnología

anterior realizada entre profesores de diversas áreas.

Pese a no tener la oportunidad de involucrar conocimientos de áreas “ajenas” a la clase de tecnología, dichas clases se desarrollaron con el objetivo observar y entender el desenvolvimiento de estudiantes de diferentes grados, en el manejo del programa TinkerCAD; soft-ware de modelado 3D desarrollado para principiantes, que permite aprender y entrenar la lógica necesaria para la creación de modelos complejos en otros softwares avanzados, que así mismo, para inte -reses del proyecto en particular, este software permitirá desarrollar la capacidad básica necesaria para que los estudiantes crearán sus propios modelos tridimensionales, en donde posteriormente, se introdujeran conceptos teóricos de las áreas de interés.

Adicionalmente, durante un día se tuvo la posibilidad de dar un taller de impresión 3D, sin sesgar la participación de los alumnos

piezas impresas en estudiantes de todas las edades, y probar tecnologías relacionadas como lápices 3D en la inclusión de una posible propuesta de solución.

durante

Page 33: Impresión 3D en el aula de clases

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Impresión 3D es “igual” a la inyección de plástico

Modelado 3D “para todas las edades”

Modelado 3D “para todas las edades”

sazeip sal ,dade ed soña 21 ed seronem soñin sol araPfabricadas en impresión tridimensional son similares a los juguetes que están dentro de su entorno cotidiano (normalmente realizados por inyección).

sobma rop sadazilaer sazeip sal etnemacitétse euq ed rasep Amétodos de fabricación puedan parecer similares, la diferencia real radica en sus propiedades estructurales, en donde las piezas im-presas son notablemente más frágiles que las piezas realizadas por inyección. De aquí surge una razón más por la cual el diseñador optó por no acoger a la población menor de doce años dentro de la propuesta, puesto que a pesar de que dichos estudiantes también puedan desarrollar la capacidad de modelar e imprimir sus propias piezas, la carga emocional que es atribuida a un modelo fabricado por sí mismos hace que si dicha pieza se rompe, se genere un impacto no deseado en sus emociones.

sol arap ,riced se ,ovitingoc ollorrased led apate amitlú al edseDestudiantes de grado séptimo en adelante; la impresión y el mode-lado tridimensional pueden enseñarse al mismo ritmo sin importar la edad y el grado que estén cursando.

Para la edad de 12 años (normalmente), los estudiantes ya han desarrollado un pensamiento lógico básico para modelar en 3D y

Al tener la oportunidad de dar clases de modelado 3D, durante el proceso de creación de la misma, el diseñador contó con el apoyo del profesor al que se estaría relevando para establecer los ejercicios y las dinámicas a desarrollar.

Sin embargo, teniendo claro el objetivo de comenzar a involucrar conceptos de áreas ajenas a la clase de tecnología, se preguntó al profesor si éste sabía qué conceptos se estaban trabajando en las

-sional, al aprendizaje y refuerzo de algún tema valioso para los estudiantes; pero este mostró un notorio desconocimiento frente a los temas ajenos. Así mismo, se preguntó a profesores de otras áreas

una situación particular presente en el profesor de tecnología.

De aquí se obtuvo la conclusión, de que justamente los profesores no están al tanto de los conocimientos otorgados por las otras áreasdel mismo grado de estudio, por lo cual resulta difícil el planteamiento y ejecución de ejercicios de carácter interdisciplinar. Y si existe un conocimiento sobre las otras áreas, no se relaciona directamente con el conocimiento del mismo grado, sino de grados anteriores a partir de frases como: “por allá en cuarto debieron ver algo que se llama...”

A modo de conclusión, después de la semana de trabajo con los estudiantes se logró plasmar tres aspectos fundamentales que serían tomados en cuenta durante el desarrollo de la fase de proponer. Dichos aspectos serán explicados a continuación:

y computadoras como para que los nuevos conocimientos no resulten ajenos a sus capacidades.

de

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INSI

GH

TScon la implementación de la impresión tridimensional dentro del desarrollo de sus clases, puesto que para muchos profesores de dichas áreas resulta difícil crear una conexión entre los conceptos teóricos y la función de los mismos en la vida real, a través de las herramien-tas convencionales de las aulas de clase como lo son el marcador y el tablero. (Explicar a través de dibujos o re-latos complejiza la labor del profesor y del estudiante).

nátse on seroseforp sol senoisaco sahcum nEconscientes del conocimiento otorgado por sus colegas del mismo grado; esto complejiza el desarrollo de ejer-cicios interdisciplinares robustos, puesto que los cono-cimientos ajenos a su área de experticia de los cuales están concientes resultan ser de grados inferiores, lo cual, evita que este tipo de ejercicios pueda aferrarse de todo el potencial de los estudiantes y solo se remita a conocimientos que ya fueron dominados tiempo atrás por los estudiantes.

“Conceptos vemos, funciones no sabemos“ “Enredo curricular“

“Adaptarse para sobrevivir“ “Maquinas seguras, manos peligrosas““Lugares seguros“

Durante el análisis de las actividades realizadas en la fase de delimitar, surgieron nuevos insights que permitieroncomplementar la visión del diseñador frente al desarrollo de la propuesta de diseño que tuviera en cuenta las características del modelo educativo colombiano.

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Propuesta de diseño

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Metodología de aprendizaje escolar basada en la impresión tridimensional

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¿En qué consiste? Objetivo y etapas de la propuesta metodológica

La metodología de aprendizaje planteada consta de 4 etapas, sal etnemavisergorp náririuqda setnaidutse sol selauc sal ne

habilidades necesarias para dar paso a la creación de proyectos interdisciplinares; que buscan conectar los conocimientos aisla-dos de cada área, demostrando la utilidad y la aplicación real de cada uno de estos.

A continuación serán explicadas detalladamente cada una de las a ,senoisiced sus ed anu adac ed éuq rop le odneidnetne ,sesaf

partir de los aprendizajes obtenidos por parte del diseñador, en cada una de las iteraciones de la metodología propuesta.

Ideación CapacitaciónAprendizaje

de conceptos STEM

Desarrollo

1. 2. 3. 4.

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1. Ideación

Es normal que los profesores no tengan conocimiento acerca de los conceptos que están siendo enseñados en áreas ajenas a su campo de experticia, puesto que las reuniones que estos tienen en los periodos extra-clase, son con colegas

-do del grado de sus estudiantes, y la complejidad de los conceptos a tratar.

conocimiento de los conceptos que están siendo otorgados por sus colegas, este

proyectos de carácter interdisciplinar.

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Es por esta razón, que durante la etapa de ideación, los profesores de áreas STEM que deseen poner en práctica la metodología propuesta, deben tener un espacio en donde se pueda discutir acerca de un proyecto práctico que involucre la implementación de los conceptostransmitidos a sus estudiantes en cada una de las áreas.

las siguientes preguntas para evitar obtener algún resultado que los mismos profesores no logren cumplir en términos del tiempo dispuesto,

¿Qué conceptos serán explicados?

¿Qué insumos serán requeridos?

¿Para qué grado será el ejercicio propuesto?

¿Cuanto tiempo será implementado?

En esta instancia, los profesores deberán conocer el listado de sol ne sageloc sus rop sodacilpxe odneis nátse euq sotpecnoc

podrían llegar a tratarse en el desarrollo de un mismo ejercicio.

pensar en un encargo que será otorgado a los estudiantes, pensando en cuales son las expectativas esperadas y la complejidad técnica que dicho ejercicio tendrá.

-to será implementada la impresión tridimensional. Es evidente que resulta poco factible plantear un proyecto en donde la tota -lidad de este, sea desarrollado a partir de esta tecnología; puesto que diseñar y fabricar una solución al encargo inicial puede tomar

ed nóicatnemelpmi al edipmi lauc ol ,sodagnolorp yum sopmeitdicho ejercicio dentro del periodo académico. Razón por la cual, es posible recurrir a materiales convencionales que sumados a la impresión 3D pueden reducir tiempo y costos, sin dejar de obtener

puede que la malla curricular de la institución tenga estipulado

superior al resto. Lo cual impediría que los estudiantes logren un resultado satisfactorio por el desconocimiento del tema a tratar o por su alto nivel de complejidad.

Es necesario partir del hecho previamente mencionado, en el se nóicamrofni ed nóicneter ed odoirep le euq acilpxe es lauc

relativamente corto si no se conecta con una aplicación real en el mundo tangible. Puesto que dicha conexión se realizará a partir del ejercicio STEM, la explicación de los conceptos individuales por parte del profesor de cada área debe completarse en un tiempo cercano al resto, puesto que si la explicación de algún concepto toma mucho más tiempo, se corre el riesgo de que los estudiantes comiencen a olvidar la información recibida en las otras áreas.

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Durante todas las sesiones de prototipado, se sal ed seroseforp sod ed oyopa le noc ótnoc

desarrollo de las mismas.

La totalidad de las sesiones se desarrolló en el colegio Santa Catalina del Sur Oriente, debido

nóicutitsni atse euq dadilibixelf y oyopa narg laeducativa permitia para un desarrollo efectivo del prototipado de la metodología propuesta. Los conceptos a tratar en cada sesión estaban pen-sados para grado once, por el pequeño número de estudiantes que este disponía; permitiendo así tener una relación 9 a 1 frente a la atención dada por el profesor, y así mismo, resultando un grupo capaz de trabajar con la implementación de una impresora 3D.

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Prototipos

IDEACIÓN- 41 -

Prototipo #1

Prototipo #2

El primer planteamiento de un proyecto práctico, partió del supuesto “lo que debería ser enseñado en grado once es...”, según la experiencia de los profesores colaboradores, ajenos a la institución en cuestión. A partir de este punto, se planteó una actividad en donde el objetivo era construir una cercha capaz de soportar un peso considerable; proyecto que invo-lucra los conceptos de suma de vectores y operaciones con ecuaciones de dos variables.

etnedive ótluser sesaf setneiugis sal ne ,ograbme niSentender que cada colegio tiene su propia estrategia para transmitir conocimientos a sus estudiantes, lo cual da como resultado un grupo de estudiantes que puede tener una con-cepción diferente de los temas a trabajar, o otros casos, ni

un planteamiento de proyectos se requiere del conocimiento

proyectos en donde se contemplen los conceptos que los estudiantes hayan visto anteriormente.

sodaila seroseforp sol ,nóicaedi ed nóises adnuges al nEplantearon un nuevo proyecto partiendo del diálogo que se sostuvo con el profesor de física de la institución educativa.

sotneimiconoc sol ed odatsil led aiverp aedi anu renet lA

es ednod ne adamalloediv anu ed sévart a esrazilaer odup

propuesto.

nu renetbo la sesaf setneiugis sal ed ollorrased le noCresultado que se ajusto a las capacidades de los alumnos, se pudo concluir que para proponer cualquier ejercicio siempre se debe contar con la participación de los profesores vinculados

conceptos están directamente relacionados con todo el conocimiento que hasta ahora ha sido enseñado.

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2. Capacitación

.soigeloc sol ed etrap narg ed ralucirruc allam al ed etrap ecah on núa lanoisnemidirt odaledom lEDependiendo del enfoque pedagógico de cada institución, se seleccionan los software que serán enseñados en las clases de tecnología; que normalmente están orientados al manejo de herramientas de programación

o Inkscape.

led nóicapicitrap al oirasecen atluser atseuporp aígolodotem al ed nóicatnemelpmi al arap ,ograbme niSprofesor de tecnología para la enseñanza del software TinkerCAD, como la herramienta que permitirá que los estudiantes puedan crear sus propias propuestas tridimensionales, para cumplir con el objetivo del ejercicio interdisciplinario propuesto por los profesores.

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¿Cómo debería llevarse a cabo?

Manejo del software de modelado 3D

aígolodotem al ed ollorrased le arap etnedive sám ovitejbo le sEpropuesta. Está claro que si los estudiantes no saben usar ningún software de modelado 3D, estos no podrán hacer uso de una im-presora para realizar sus propios proyectos, sin poder ir más allá de buscar modelos tridimensionales ya existentes en páginas como Thingiverse.

Este objetivo debe plantearse en el sentido de que los estudiantes adquieran la lógica del pensamiento tridimensional, en donde a partir del uso de formas y polígonos básicos, se puedan llegar a

sal ralortnoc arap necerfo erawtfos sol euq dadilibixelf narg al amedidas, proporciones y ángulos de cualquier objeto.

“Todo lo que haga debe tener fundamento”

otneimasnep nu nayurtsnoc setnaidutse sol euq zev anUtridimensional con el que puedan desarrollar todo tipo de modelos 3D, resulta necesario implementar un ejercicio que los haga llegar a la conclusión de que todo lo que hagan y construyan dentro del programa de modelado, tendrá una serie de implicaciones una vez el modelo este fabricado con ayuda de una impresora.

Es normal que cuando los estudiantes hayan aprendido a usar un software de modelado, estos quieran “personalizar” sus propias creaciones, sin embargo, esto puede resultar contraproducente al incrementar los tiempos de impresión, y así mismo, puede llegar a afectar el carácter funcional de la pieza que será implementada dentro de la solución del encargo otorgado.

Modelado 3D en proyectos interdisciplinarios

Nuevamente se parte del hecho de cada profesor tiene su propia estrategia de enseñanza. Lo importante de esta fase es cumplir con dos objetivos, que resultan ser de suma importancia para que los estudiantes logren crear modelos tangible que

Es importante tener en cuenta que esta fase debe ser

de que desde este grado en adelante, los estudiantes sol ,omsim ísa euq y ,adiriuqda dadicapac al nagnet ay

profesores tengan libertad absoluta de proponer ejercicios interdisciplinarios sin la duda de que sus estudiantes no están capacitados para desarrollar una solución a partir de un software CAD.

al razilaer oirasecen atluser olós ,arenam atse eDcapacitación a los estudiantes una vez durante su ciclo escolar en la etapa de bachillerato. Puesto que con el paso del tiempo y el desarrollo de ejercicios de este tipo, esta habilidad seguirá en constante practica.

respon

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Prototipo #1

En la primera iteración de la fase de capacitación, el diseñador planteó el desarrollo de una clase de modelado tridimensional a partir del uso de la herramienta TinkerCAD. El objetivofue proponer la construcción de una caja o empaque que se adaptara a las características del celular propio de cada

comenzar a desarrollar la lógica de uso de un programa CAD.

encargo dado por el diseñador; comenzaban a incorporar más elementos de los requeridos dentro del modelo (lo cual no esta mal), sin embargo, estas decisiones eran tomadas sin entender sus implicaciones durante el proceso de impresión 3D. (más consumo de material, tiempo de fabricación más prolongado, posibilidad de obtener modelos erróneos que no encajen entre sí, etc...)

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Prototipos

CAPACITACIÓN- 45 -

Prototipo #2

En una segunda ocasión, el diseñador optó por agregar un ejercicio extra dentro de la clase de modelado tridimensional. Aparte del ejercicio de la caja para celular, que funcionó para enseñar la lógica de uso del programa, se incluyó un ejerci-cio breve que conectará conocimientos de las otras áreas STEM, el cual consiste en el desarrollo de un dado para jugar cualquier juego de mesa, conectando conocimientos de física y probabilidad.

Nuevamente los estudiantes agregaron detalles innecesarios, pero aún así el diseñador optó por imprimir dichos datos, con

de que todos los detalles agregados deben responder al encargo otorgado y que hacer detalles puede aumentar la probabilidad de fallo de un ejercicio.

dadilibaborp al naretla sadasep sám sarac noc sodaD(esperada de 1/6, por lo cual no son dados justos).

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3. Aprendizaje de conceptos STEM

us eneit roseforp adac euq alpmetnoc aígolodotem atse ed otneimaetnalp lEpropia estrategia de enseñanza, por lo cual, cada profesor tiene la libertad de enseñar de la forma en la que más se sienta cómodo. Su objetivo principal será transmitir los conceptos teóricos y la lógica que hay detrás del ejercicio práctico al que los estudiantes se verán enfrentados, teniendo en cuenta el periodo de tiempo en el cual se estima llevar a cabo la realización de dicho proyecto.

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Debe tenerse en cuenta…

No se debe dar por hecho que saben

El desarrollo de un proyecto práctico que involucre conceptos teóricos de cada área puede ayudar a remarcar la importancia que dicho conocimiento tiene en el mundo que los rodea. Sin embargo, es necesario cerciorarse que los estudiantes tengan claros todos los conceptos que serán abordados en el proyecto práctico; si es un concepto que fue enseñado previamente, debe ser retomado antes de poder continuar con la transmisión de contenidos, o si el concepto es nuevo, resulta aún más evidente que debe ser ex-plicado de forma clara, de tal manera de que los estudiantes sean capaces de articular los viejos conocimientos, con los que están siendo transmitidos.

Ejercicios que involucren el cuerpo o el entorno

No con todos los conceptos se puede recurrir a este tipo de ejer-cicios, puesto que algunos son demasiado abstractos como para poder aplicar esta estrategia. Sin embargo, a través del desarrollo de pequeños ejercicios que involucren el cuerpo o una acción con

el proceso de aprendizaje del mismo.

Es claro que el tiempo de atención de un estudiante es reducido, por lo cual, cualquier tipo de ejercicio que se salga del marco de lo que se considera una clase convencional puede ayudar a captar nuevamente la atención y el interés de aquel joven.

Es de vital importancia que quede claridad de cada uno de los conceptos trata-dos y de que cada uno de los profesores haya relacionado dichos conceptos con el encargo que será otorgado. Si todo el conocimiento no resulta claro para los estudiantes, podría prolongarse el tiempo esperado para el desarrollo del proyecto, lo que alteraría los horarios estipulados en el cronograma académico, o también podrían obtener como resultado proyectos que carecen de la lógica teórica explicada.

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Prototipo #1

Prototipo #2

Durante esta fase, cada profesor realizó la explicación de los conceptos a trabajar en el proyecto STEM de forma convencional.

Inicialmente todos los estudiantes parecían atentos a la explicación, sin embargo, con el paso del tiempo la atención de estos se iba perdiendo por el hecho de que la explicación de conceptos abstractos resulta poco interesante. Así mismo, al partir de una etapa de ideación en donde no se contempló la participación de los profesores de la institución, los conceptos a tratar resultaron ser demasiado complejos

tiempos planeados y bajar la complejidad del proyecto al no cumplir con los requerimientos teóricos necesarios.

En una segunda ocasión, al analizar los fallos que se tuvieron en la primera iteración. Los profesores aliados dialogaron con

-cicio que se ajustara a las capacidades de los estudiantes.

Hubo mayor recepción por parte de los estudiantes, al tratarse de temas que ya se habían visto con anterioridad, sin embargo,nuevamente después de un periodo de tiempo corto, la atención de estos se iba perdiendo, con la capacidad de involucrar profundamente dichos conceptos en el desarrollo del proyecto.

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Prototipos

APRENDIZAJE STEM- 49 -

Prototipo #3

En esta ocasión, en vista de los cortos periodos de atención que los estudiantes poseen; uno de los profesores optó por hacer un breve ejercicio lúdico a mitad de la explicaciónteórica.

En este ejercicio, el profesor hizo que los estudiantes se hicieran en parejas para recostar sus espaldas entre sí. A través de este ejercicio se logró explicar en qué consiste la sumatoria de fuerzas y porque debe permanecer un sistema en equilibrio, de forma práctica y entretenida para los alumnos.

Esta estrategia no solo aumentó el tiempo de atención, sino que también aumentó el interés de los alumnos, al demostrar que un concepto tan abstracto como la sumatoria de fuerzas puede encontrarse en la cotidianidad, lo cual hizo que estos entendieran su importancia en la vida real.

En esta iteración, se demostró que a través de un pequeño ejercicio lúdico que demuestre la aplicación del concepto en la vida práctica, hará que tanto el profesor como los estu-diantes logren construir juntos nuevo conocimiento de forma amena. De esta manera, estos llegaran con una base teórica sólida para el desarrollo de un proyecto práctico integral.

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4. Desarrollo

En esta etapa el rol de los profesores pasa a ser pasivo, puesto que para este momento los estudiantes ya deben conocer los fundamentos teóricos necesa-rios para el desarrollo del ejercicio. La responsabilidad de los profesores será

nu ed ollorrased le nergol setnaidutse sol euq arap ,sopurg sol ed onu adac raiug

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nebed setnaidutse sol oicicreje etse ed ollorrased le araPcontar con el acceso a computadores para usar TinkerCAD, como la herramienta que les permitirá crear el modelo tridimensio -nal que responderá al encargo otorgado por los profesores, y así mismo, se debe contar con materiales de papelería; como cartón, cinta, palos de balso y demás, puesto que a partir de la suma de la impresión tridimensional con el uso de matrialescomunes, se pueden obtener resultados en un periodo de tiempo considerablemente menor, manteniendo la exactitud que provee la impresora 3D.

¿Por qué en grupos? aígolodotem al ed ollorrased le arap etnedive sám ovitejbo le sE

Para este punto, está claro que los estudiantes deben tener una gran variedad de capacidades si desearan realizar un proyecto interdisciplinar de forma individual, sin embargo, por medio del trabajo en grupos es posible suplir los aspectos débiles dentro de las habilidades de cada integrante.

Así mismo, debido a que el desarrollo del proyecto requiere diversas tareas, por medio del trabajo grupal es posible reducir el tiempo de desarrollo a través de la repartición de trabajo.

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Prototipo #1

En la primera sesión de desarrollo del proyecto STEM,

inicialmente, puesto que no se logró transmitir todo el conocimiento necesario en el tiempo planteado.

-ceptos teóricos, pero se complejizó en la práctica puesto que implicaba un tiempo de impresión que se salía dentro de los límites aceptables para el desarrollo de un proyecto corto

del proyecto con materiales comunes para reducir tiempos de impresión, este logró un resultado satisfactorio en donde

y selaenil senoicauce ed sotpecnoc noracilpa setnaidutse solsumatoria de fuerzas.

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Prototipos

DESARROLLO- 53 -

Prototipo #2

Prototipo #3

En una segunda iteración, no se pudo hacer uso de la sala de informática del colegio, por lo cual, el diseñador optó por probar tecnologías alternativas como los lápices 3D para en-tender si esto podría sustituir el rol de la impresión tridimen-

los estudiantes logró ser asimilado satisfactoriamente, no se cumplieron las expectativas esperadas, puesto que un lápiz 3D a pesar de ser una herramienta que resulta entretenida, no

CAD, y así mismo, aumenta los tiempos de construcción de cualquier proyecto.

Esta última iteración mostró grandes resultados, puesto que se partió de conceptos que ya resultaban familiares para los estudiantes; lo que permitió proyectos con una sustentación teórica profunda.

Los conocimientos de tiro parabolico y conservacion del momento resultaron ser de gran interés para los estudiantes, tanto así que durante el mismo desarrollo del ejercicio, el profesor de cálculo de la institución tuvo que hablarles de conceptos de grado universitario, ya que los estudiantes despertaron curiosidad por entender el encargo planteado con mayor detenimiento.

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Impresora 3D para el contexto educativo colombiano

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Propuesta de diseño

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Está claro que la impresión 3D logra tangibilizar conceptos abstractos, en donde la ayuda de sol necafsitas ,otseupus rop euq ,selanoisnemidirt soledom raerc etimrep DAC erawtfos nu

requerimientos de las áreas STEM o ciencias exactas, lo cual no podría ser posible con solo la implementación de materiales comunes.

Bajo este panorama, la impresión 3D resulta de gran utilidad en un entorno escolar. Sin embargoen el contexto colombiano aún no hay máquinas ni empresas que ajusten sus diseños a las necesidades de un aula de clases, lo que por un lado, impide la posibilidad de que los estudiantes tengan contacto directo con las máquinas y asimismo, se crea la necesidad de que el mismo profesor tenga la habilidad usar la máquina y reparar errores de funcionamiento (que pueden ser causados por la misma curiosidad de los jóvenes), sin desviar su atención sobre los estudiantes; lo cual, resulta una tarea bastante compleja para cualquier persona.

Y por otro lado, el tiempo de fabricación requerido por una máquina común aún no es capaz de satisfacer las necesidades óptimas para la creación de proyectos que deben caber dentro del marco del cronograma curricular.

Bajo estas características, se crea la oportunidad de diseñar una impresora 3D que tenga en cuenta los requerimientos y las necesidades del contexto educativo colombiano. Razón por la cual, el diseñador optó por embarcarse en el desarrollo de la máquina mencionada, con el afán de potenciar el valor de la metodología propuesta y el ideal de cumplir las expectativas de los educadores, frente a la idea de adaptar sus estrategias pedagógicas al las características del siglo XXI.

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REQ

UER

IMIE

NTO

SLa calidad debe ser buena, no perfecta.

Los resultados “perfectos” a los que sal ed oñesid le noc ragell ereiuq es

impresoras comunes, no son necesarios para este contexto.

No todos los colegios están dispuestos a pagar altos precios, y mucho menos

importante dentro de este contexto. Una impresora de bajo costo hecha con los materiales mínimos necesarios para su óptimo funcionamiento.

El plástico PLA no requiere de un plato le res atluser etsE .etneilac nóiserpmi ed

material menos tóxico y fácil de imprimir.

Las impresoras grandes y estorbosas no son la solución para este contexto.

sal ne larutan ogla se dadisoiruc aLpersonas. Todo el circuito y mecanismo está a simple vista pero protegido por

anu ed sámeda ,acilírca arutcurtse anuestructura y mecanismo robusto que puede ser movido con la mano sin que se dañe.

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Desarrollo

manteniendo una calidad de impresión moderada/buena mientras se tiene una estructura robusta y económica con piezas que pueden ser fabricadas en esta misma.

Mantiene un tamaño pequeño, en donde se considera un área de impresión relativo a los cortos periodos de tiempo dispuestos dentro del cronograma académico.

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Estructura: acrílico transparente de 5mm - piezas impresas en PLA.

Velocidad máxima: 200 mm/s.

Área de impresión: 13 x 13 x 11 cm.

Coste: 800 mil pesos colombianos.

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Pasos a seguir

contacto a las futuras generaciones con una de las nuevas tecnologías que está teniendo un gran papel dentro de la industria actual. Razón por la cual, resulta necesario seguir iterando y co-creando con profesores para hallar nuevas estrategias para incentivar el uso de esta tecnología dentro del aula escolar colombiana.

Así mismo, a partir de la propuesta planteada, se crea la oportunidad de implementar estrategias digitales amsim anu ed seroseforp noc olos on ,seranilpicsidretni sotceyorp soveun ed nóicaerc oc al natimrep euq

institución, sino que el conocimiento y el ánimo de innovar las estrategias pedagógicas trascienda entre profesores de todas las aulas educativas en Colombia. (Nombre de la metodología y plataforma web que exhiba en qué consiste cada fase y los resultados que pueden ser obtenidos por los estudiantes).

Finalmente, la impresora 3D desarrollada puede ponerse al alcance de cualquier institución que la desee, a través de la creación de alianzas que puedan reducir costos y facilitar su creación en serie.

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Bibliografía

Shuell, T. J. (1990). Phases of Meaningful Learning. Review of Educational Research, 60(4), 531. doi:10.2307/1170505

Shuell, T. J., & Farber, S. L. (2001). Students Perceptions of Technology Use in College Courses. Journal of Educational Computing Research, 24(2), 119-138. doi:10.2190/ywpn-h3dp-15lq-qnk8

Cushman, C. (2014). Montessori: Why it matters for your childs success and happiness: Why the principles of the Montessori Method are optimum for a childs proper development. Kerhonkson, NY: Paper Tiger.

Barnatt, C. (2013). 3D printing: The next industrial revolution. S.l.: ExplainingTheFuture.com.

Lipson, H., & Kurman, M. (2013). Fabricated: The new world of 3D printing. INpolis, IN: John Wiley & Sons.

Thornburg, D. D., Thornburg, N., & Armstrong, S. (2014). The invent to learn guide to 3D printing in the classroom: Recipes for success. Torrance: Constructing Modern Knowledge Press.

Is the implementation of 3D printing in education a necessity? (2018, August 29). Retrieved from https://www.3dnatives.com/en/3d-printing-in-education-290820184/

Competencias del siglo XXI | Competencias del siglo XXI. (n.d.). Retrieved from http://www.fod.ac.cr/com-petencias21/index.php#.XHG_OM8zbOQ

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