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Plan de Lección del Instructorv2.0

Proceso de Diseño & Ingeniería

Fundamentos de Kid Spark

Resumen:En esta lección, los alumnos aprenderán a usar un proceso de diseño e ingenieríapara desarrollar soluciones a problemas o desafíos. Los estudiantesaprenderán cómo cada paso en el proceso es esencial para desarrollar soluciones creativas, colaborativas para los desafíos STEM.

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Objetivos de aprendizaje & Alineamiento con la NGSS: Definir los cinco pasos del proceso de diseño e ingeniería de Kid Spark. Identificar y explicar los elementos de un resumen de diseño. Utilizar el proceso de diseño e ingeniería de Kid Spark para resolver un desafío.

Práctica Científica/de Ingeniería - Planear y desarrollar investigaciones Conceptos Transversales - Estabilidad y cambio

Preparación previa a la lección:1. Prepare suficientes materiales de la lección para cada equipo. (Paquetes

curriculares, libros de trabajo de ingeniería de estudiantes)

2. Familiarícese con los cinco pasos del proceso de diseño e ingeniería y los elementos de un resumen de diseño. Paquete Curricular - Páginas 1 - 4

3. Prepare una solución de ejemplo para el desafío de construcción libre. Paquete Curricular - Página 2

4. Familiarícese con la rúbrica de calificación del proyecto para esta lección. Paquete Curricular - Página 5

Actividad de Aprendizaje Convergente:1. Presentar a los estudiantes el proceso de diseño e ingeniería. Indique a los alumnos que revisen cada paso del pro-

ceso y analicen como equipo y/o clase. Paquete Curricular - Página 1

2. Pida a los alumnos que lean el resumen de diseño. Como clase, identifique y discuta el escenario, el desafío de diseño e ingeniería, y las especificaciones/criterios. Paquete Curricular – Página 2

Actividad de Aprendizaje Divergente:1. Trabaje con los alumnos a medida que determinen las responsabilidades de los miembros del equipo. Nota:

Asegúrese de enfatizar que aunque cada miembro del equipo será responsable de una tarea específica, es responsabilidad de todo el equipo contribuir hacia cada tarea. Paquete Curricular – Página 3, Libro de Trabajo de Ingeniería - Página 2

2. Instruya a los equipos para que trabajen en paso 1: Identificar el desafío. Los equipos deben revisar el resumen de diseño y la rúbrica de calificación durante este paso. Nota: considere la posibilidad de establecer un límite de tiempo (3 - 5 minutos) para este paso. Paquete Curricular – Página 3

Tiempo de Actividad: 120 Minutos

Nivel de Grado Objetivo: 3 - 8

Agrupación de Estudiantes: Equipos de 4

Materiales Adicionales: - Paquete Curricular- Libro de Trabajo de Ingeniería

Laboratorio STEM Móvilde Kid Spark: Young Engineers oEngineering Pathways

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3. Instruya a los equipos para que trabajen a través del Paso 2: Lluvia de ideas y soluciones. Los equipos deben ensamblar dos jarras de agua (como se muestra en el resumen de diseño) y luego trabajar en equipo para hacer una lluvia de ideas sobre posibles soluciones al desafío. Paquete Curricular - Página 3

Notas: - Asegúrese de enfatizar que cada miembro del equipo debe tener la misma oportunidad de compartir sus ideas

con el equipo. Anime a los alumnos a esbozar ideas de diseño que puedan compartir con el equipo. - Para este desafío, asegúrese de que los equipos solo utilizan componentes básicos del edificio y componentes

articuladores básicos. No se deben utilizar componentes electrónicos o robóticos. - Considere la posibilidad de establecer un límite de tiempo (5 - 10 minutos) para este paso. - Si está limitado por el tiempo, considere completar el resto de esta lección en el siguiente período de clase.

4. Indique a los alumnos que trabajen el Paso 3: Construir un Prototipo. Paquete Curricular – Página 4 Notas: - Asegúrese de que los equipos solo utilizan componentes básicos de construcción y componentes articuladores

básicos.No se deben utilizar componentes electrónicos o robóticos para este desafío. - Considere la posibilidad de establecer un límite de tiempo (15 - 20 minutos) para que los equipos desarrollen su prototipo inicial. El prototipo se probará y mejorará a medida que los equipos trabajen a través de los siguientes pasos del proceso.

5. Indique a los alumnos que trabajen en Paso 4: Probar y Mejorar el Diseño. Paquete Curricular – Página 4 Notas: - Durante este paso, los equipos deben probar sus diseños y buscar oportunidades para mejorarlos. Asegúrese

de señalar que cada oportunidad de mejora presenta a los equipos con un nuevo desafío. Los equipos deben volver a trabajar a través del proceso a medida que continúan identificando nuevos desafíos. - Asegúrese de que los alumnos revisen las especificaciones y criterios del resumen de diseño para asegurarse de que el diseño cumpla con todos los requisitos. - Durante este paso, los equipos deben buscar oportunidades para reducir los costos sin sacrificar la calidad ni la funcionalidad. - Anime a los equipos a buscar oportunidades para mejorar el diseño para el usuario final que lo va a utilizar. Esto se llama diseño con empatía (la capacidad de entender y compartir los sentimientos de otro). - Considere la posibilidad de establecer un límite de tiempo (5 - 10 minutos) para este paso.

6. Indique a los alumnos que trabajen en paso 5: Explicar el diseño. Paquete Curricular – Página 4 Notas: - Una vez que los equipos hayan terminado su diseño, indíqueles que completen la especificación de diseño en la página 4 del libro de ingeniería de estudiantes. Esta información se compartirá cuando los alumnos presenten sus proyectos a la clase. - Instruya a los equipos para que analicen las siguientes preguntas:

a. ¿Cómo llegó el equipo a la solución de diseño final? Discuta cómo se utilizó cada paso en el proceso de diseño e ingeniería para desarrollar el diseño. b. ¿El diseño es realista y bien proporcionado? c. ¿Cómo contribuyó cada miembro del equipo al diseño general? ¿Sientes que todos tuvieron la misma oportunidad de contribuir en el proceso creativo? d. ¿Está el equipo preparado para compartir especificaciones detalladas (de la Página 4 en el Libro de Ingeniería Estudiantil)? e. ¿El equipo consideró al usuario final que va a utilizar el diseño? ¿Qué adaptaciones hizo el equipo al diseño teniendo en cuenta al usuario final?

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- Asegúrese de que los equipos estén preparados para dar una breve presentación (1 - 2 minutos) de su proyecto a la clase.

Cierre de Lección1. Presentaciones de proyectos: instruya a cada equipo para que comparta el diseño que crearon con el resto de la

clase. Dé a cada equipo un límite de tiempo (1 - 2 minutos) para presentar su proyecto a la clase. 2. Limpieza de laboratorio - Después de que los equipos hayan terminado sus presentaciones, instruyales que

desmonten sus diseños y empaquen todos los materiales de ingeniería en los laboratorios correctamente. Es importante que los estudiantes aprendan a mantener los laboratorios organizados y bien mantenidos para el uso en el aula.

3. Reflexión de la lección - Si el tiempo lo permite, haga un resumen/revisión rápido de la lección.

Valoración/Evaluación:

A. Libro de Trabajo de Ingeniería del Estudiante (3 Puntos)

B. Desafío de Diseño e Ingeniería (25 Puntos)

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Fundamentos de Kid Spark Libro de Trabajo de Ingenieríav2.0

Proceso de Diseño & Ingeniería

El proceso de diseño e ingeniería de Kid Spark1. Instrucciones: Rellene cada paso del proceso de diseño e ingeniería de Kid Spark en la imagen de abajo. Como equipo, revisar y discutir los cinco pasos del proceso.

Miembros de Equipo:

1. 3.

2. 4.

Total de Puntos

/3 ptsLibro detrabajo:

/25 ptsDesafío:

Proceso deDiseño e

Ingeniería

Identificar el desafío

Lluvia deideas y

soluciones

Construir unprototipo

Probar ymejorar

el diseño

Explicarel diseño

5

Entendiendo un resumen de diseñoEscriba las respuestas correctas en los espacios proporcionados.

2. ¿Cuál es el propósito de un resumen de diseño?

Respuesta: ________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________

3. ¿Cuáles son los tres elementos principales de un resumen de diseño?

a: ____________________________________________________

b: ____________________________________________________

c: ____________________________________________________

Determinando responsabilidades de equipoInstrucciones: Antes de superar el desafío, determine qué miembro del equipo será responsable de cada tarea que se enumera a continuación. Nota: Aunque cada miembro del equipo será responsable de una tarea específica, es responsabilidad de todo el equipo contribuir a cada tarea.

Miembro de Equipo #1: __________________________________________

Tarea: Especificaciones/Criterios - Este miembro del equipo será responsable de asegurarse de que el proyecto cumple con todos los requisitos enumerados en la sección de especificaciones/criterios del resumen de diseño.

Miembro de Equipo #2: __________________________________________

Tarea: Proceso de Diseño e Ingeniería - Este miembro del equipo será responsable de asegurarse de que el equipo trabaja a través de cada paso del Proceso de Diseño e Ingeniería. Los equipos deben marcar cada casilla en el libro de libro de ingeniería del estudiante a medida que trabajan en cada paso del proceso.

Miembro de Equipo #3: __________________________________________

Tarea: Especificación de Diseño - Este miembro del equipo será responsable de asegurarse de que el equipo complete un diseño especificación para el proyecto. La especificación de diseño para este proyecto se puede encontrar en la página 5 de este libro de trabajo.

Miembro de Equipo #4: __________________________________________

Tarea: Rúbrica de evaluación -Este miembro del equipo será responsable de asegurarse de que el equipo entienda cómo se evaluará para este proyecto. La rúbrica de evaluación para este desafío se puede encontrar en la página 6 de este libro de trabajo.

Un resumen de diseño sirve como documento guía para un proyecto.

Escenario

Desafío de Diseño & Ingeniería

Especificaciones/Criterio

Nombre del miembro del equipo

Nombre del miembro del equipo

Nombre del miembro del equipo

Nombre del miembro del equipo

6

Usando del Proceso de Diseño e Ingeniería

Instrucciones: Active cada casilla a medida que se completa cada paso. Nota: esta sección se evaluará utilizandola rúbrica de calificación de la página 6 del libro de trabajo de ingeniería del estudiante.

Paso 1: Identificar el desafío

Identifique y analice el desafío o problema a partir del resumen de diseño.

Discutir las especificaciones y criterios que el desafío debe cumplir

Revise la rúbrica de calificación del proyecto para comprender cómo se evaluará el equipo.

Paso 2: Lluvia de ideas y soluciones

Usando materiales de ingeniería, ensamble dos jarras de agua (como se muestra en la página 2).

Haga una lluvia de ideas y soluciones posibles para el desafío. Considere hacer algunas investigaciones en línea para obtener ideas de diseño. Puede ser útil esbozar algunas ideas de diseño para compartir con el equipo. Asegúrese de que cada miembro del equipo tenga la misma oportunidad de compartir sus ideas con el equipo.

Considere los materiales de ingeniería y el costo. Nota: Para este desafío, solo se deben utilizar componentes básicos de construcción componentes y componentes articulados básicos. No se deben utilizar componentes electrónicos o robóticos.

Como equipo, llegar a un acuerdo sobre una idea general de diseño. Aunque el diseño probablemente se modificará o mejorará a partir de la idea original, es importante que el equipo trabajen juntos hacia el mismo objetivo.

Paso 3: Construir un prototipo

Usando los materiales de ingeniería de Kid Spark, construya un prototipo de diseño.

Paso 4: Probar y mejorar el diseño

Pruebe el prototipo y busque oportunidades para mejorarlo. Cada oportunidad de mejora presenta al equipo un nuevo desafío. Los equipos deben volver a trabajar a través del proceso de diseño e ingeniería a medida que continúan identificando nuevos desafíos.

1

Identificar el desafío

2

Lluvia de ideas y soluciones

3

Construir un prototipo

4

Probar ymejorar el

diseño

X

X

X

X

X

X

X

X

X

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5

Explicarel diseño

X

X

X

X

X

X

Revise las especificaciones y criterios en el resumen de diseño para asegurarse de que el diseño cumple todos los requisitos.

Busque oportunidades para reducir los costos sin sacrificar la calidad ni la funcionalidad.

Busque oportunidades para mejorar el diseño para el usuario final que lo va a utilizar. Este se llama diseño con empatía (la capacidad de entender y compartir los sentimientos de otro). Idealmente el diseño será algo que sirve para un propósito, es fácil de usar y proporciona una buena experiencia para el usuario final.

Revise la rúbrica de calificación del proyecto para comprender cómo se evaluará el equipo.

Paso 5: Explicar el Diseño

Rellene la especificación de diseño en la página 5 del libro de trabajo de ingeniería de estudiantes. Analice los siguientes puntos con su equipo y esté preparado para compartir con el resto de la clase.

a. ¿Cómo llegó el equipo a la solución de diseño final? Discuta cómo se utilizó cada paso en el proceso de diseño e ingeniería para desarrollar el diseño.

b. ¿El diseño es realista y bien proporcionado?

c. ¿Cómo contribuyó cada miembro del equipo al diseño general? ¿Sientes que

todos tuvieron la misma oportunidad de contribuir en el proceso creativo?

d. ¿Está preparado el equipo para compartir especificaciones detalladas (de la

página 5 en el libro de ingeniería del estudiante)?

e. ¿El equipo consideró al usuario final que va a utilizar el diseño? ¿Qué adaptaciones hizo el equipo al diseño teniendo en cuenta al usuario final?

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Innovación/Invención de Producto:

Propósito:

Notas de Ingeniería: (¿Cómo funciona el diseño? ¿Hay algún material de ingeniería clave que haga que el diseño funcione bien?)

cm

Materiales de ingeniería usados: x 2 = Costo total $

Longitud Profundidad Altura

cm cm

Dimensiones del proyecto

Análisis de costos

Carro de transporte de agua

Transportar múltiples jarras de agua

Ejemplo: Este carro es capaz de transportar fácilmente hasta 2 jarras de agua hacia y desde una fuente de agua.

El carro cuenta con un marco robusto, ruedas de giro frontal y un mango ergonómico (cómodo).

Varios Varios Varios

Varios Varios

Especificación de DiseñoDeterminar las especificaciones del diseño/proyecto completado. Los equipos pueden usar estas especificaciones mientras se preparan para presentar su diseño a otros.

9 55-02183-200 ES

Evaluación del desafíoCuando los equipos han completado el desafío de diseño e ingeniería, deberán presentarlo ante la clase para su evaluación.La valoración de cada equipo seguirá el siguiente criterio:

Proceso de diseño e ingeniería: ¿Completó el equipo cada paso del proceso de diseño?

Especificación del diseño: ¿Completó el equipo la especificación de diseño?

Trabajo en equipo: ¿Cómo fue el trabajo en equipo? ¿En que contribuyó cada estudiante?

Calidad de diseño/Estética: ¿es el diseño de alta calidad? ¿Es estructuralmente fuerte, atractivo y bien proporcionado?

Presentación: ¿Que tan bien comunicó el equipo los aspectos del diseño ante la clase?

Especificaciones

Trabajo en equipo

Calidad de diseño/ estética

Completo/bien detallado y de alta calidad

Presentación

Puntos

Puntos Totales /25

Completo/oportunidadespara mejorar

Incompleto/oportunidadespara mejorar Incompleto

Proceso de Diseño& ingeniería

Los 5 pasos del procesofueron completados

Solo 4 pasos del procesofueron completados

Solo 3 pasos del procesofueron completados

Solo 2 o menos pasos fueron completados

Rúbrica deevaluación

Proficiente4 Puntos

Avanzado5 Puntos

Parcialmente proficiente3 Puntos

No proficiente0 Puntos

cada miembro del equipo contribuyó

Casi todo el equipo contribuyó

Algunos miembros contribuyeron

No hubo trabajoen equipo

Gran diseño/estética

Buen diseño/ estética

Diseño/estética regular

Diseño/estética deficiente

Gran presentación/ explicación

Buena presentación/ explicación

Pobre presentación/ explicación

Sin presentación/ explicación