Paso a paso
Explora la energía cinética durante un movimiento a velocidad constante.
Despertar el interés
(Antes de la clase, 20 min.)
Esta lección explora la energía cinética de una persona que camina a velocidad constante. Tus alumnos comenzarán por medir el número de pasos que han dado. Utilizarán este valor para calcular la distancia recorrida, la velocidad media de marcha y el valor de energía cinética en promedio para ese movimiento. El Hub cuenta con un acelerómetro interno que puede detectar el movimiento en los tres ejes (es decir, arriba-abajo, izquierda-derecha, delante-detrás). Cuando el Hub se engancha a la cadera de alguien, se mueve mientras la persona camina, y registra los valores de aceleración. El gráfico resultante muestra los valores mínimo y máximo de los valores de aceleración registrados. La precisión de estos valores mínimo y máximo dependerá de la posición vertical del Hub mientras el alumno camina. La precisión del “recuento de pasos” dependerá de la calidad de estos valores mínimo y máximo, así como de los valores de calibración empleados en el programa.
Utiliza diversos materiales para despertar el interés de tus alumnos acerca de la energía cinética.
Debate abierto
Inicia un debate planteando preguntas relacionadas con la lección. Aquí tienes varias sugerencias:
- ¿Cómo puedes medir la velocidad a la que caminas?
- ¿Cómo puedes medir o calcular la energía de un objeto en movimiento?
- ¿Qué tipo de energía es?
Pide a tus alumnos que redacten sus ideas en forma de hipótesis.
Explorar
(En clase, 30 min.)
- Pide a tus alumnos que construyan un podómetro que pueda contar el número de pasos dados. Pueden crear sus propios modelos o seguir las instrucciones de construcción de la app para construir el modelo de Podómetro.
- Pide a tus alumnos que prueben sus modelos utilizando el programa sugerido.
- Diles que observen el gráfico de aceleración a lo largo del tiempo y que describan lo que es un “paso”.
Explicar
(En clase, 15 min.)
- Deja a tus alumnos algo de tiempo para ajustar sus programas y mejorar así el rendimiento.
- Anímalos a registrar tantos datos como sea posible durante sus experimentos.
- Haz que exporten sus datos como archivo CSV para que puedan manipularlos después mediante otro software si así lo desean.
Desarrollar
(Después de la clase, 25 min.)
- Si tus alumnos aún tienen acceso a sus sets SPIKE Prime, pídeles que completen las tareas de la app SPIKE para seguir desarrollando el aprendizaje práctico.
- Pídeles que ilustren su energía cinética mientras caminan, o como parte de su programa. Pueden utilizar la estación base como un dispositivo que programar para realizar esta tarea.
- Si los alumnos no tienen acceso a sus sets, haz que completen su cuaderno del inventor o encárgales una de las actividades adicionales sugeridas a continuación. La mayoría de las actividades adicionales pueden realizarse empleando los datos recogidos durante la sesión práctica.
- Pon en marcha una sesión de intercambio de ideas en la que tus alumnos puedan compartir información. Esto se puede hacer usando el método o la herramienta que resulte más eficiente (es decir, en persona o en línea).
Evaluar
- Valora el trabajo que ha hecho cada alumno.
- Puedes usar las rúbricas de evaluación facilitadas para simplificar el proceso.
Opciones de evaluación
Lista de comprobación de la observación del profesor
Establece una escala que se ajuste a tus necesidades, por ejemplo:
- Parcialmente superado
- Totalmente superado
- Superado con creces
Usa estos criterios de logro de resultados para evaluar el progreso de los alumnos:
- Los alumnos pueden programar un dispositivo para registrar datos en un gráfico lineal.
- Los alumnos pueden interpretar los valores extraídos del gráfico lineal.
- Los alumnos pueden explicar la energía cinética en relación con la velocidad.
Autoevaluación
Pide a cada alumno que elija el ladrillo que, en su opinión, mejor representa su trabajo.
- Azul: Puedo trazar datos en un gráfico mediante el programa proporcionado en la app.
- Amarillo: Puedo crear mi propio gráfico lineal y explicar mis resultados.
- Violeta: He creado por mi cuenta nuevos experimentos.
Evaluación entre iguales
Anima a tus alumnos a dar su opinión a otros:
- Haciendo que un alumno puntúe el rendimiento de otro alumno mediante la anterior escala de ladrillos de color.
- Pidiendo que hagan críticas constructivas a los demás con las que mejorar su rendimiento en la siguiente lección. Esta es una estupenda manera de utilizar herramientas de videoconferencia o de publicación en blog en un contexto de aprendizaje mixto.
Otras opciones
Formas de simplificar la lección:
- Pide a tus alumnos que recreen el experimento utilizando únicamente el Hub. Los datos deberían ser relevantes para el recuento de pasos siempre y cuando el Hub se mantenga perpendicular al suelo.
Formas de dar un paso más con la lección:
- Pide a tus alumnos que construyan sus propios podómetros.
- Pide a tus alumnos que repitan el experimento utilizando un teléfono o una tableta como podómetro, comparando los resultados de ambos experimentos.
- Esto requerirá una app que pueda mostrar los valores de sensor del dispositivo.
Consejos
Consejos de montaje
Consejos de programación
Esta lección está diseñada para ejecutarse mientras el Hub está conectado mediante USB o Bluetooth. Mientras está establecida la conexión, los datos recogidos por el Hub se transmiten directamente a tu dispositivo y se trazan en tiempo real sobre el gráfico lineal.
Programa principal
Programa de soluciones
Consejos sobre los datos científicos
Aquí te mostramos un ejemplo de los datos que los alumnos pueden esperar obtener de este experimento.
Extensiones
Actividades adicionales de matemáticas
Para incorporar el desarrollo de habilidades matemáticas:
- Pide a tus alumnos que identifiquen qué elementos de sus experimentos necesitaron aproximación. Diles que tengan en cuenta que las longitudes de paso no son siempre consistentes y que los podómetros tienen una tasa de éxito limitada (es decir, son precisos dentro de un margen de error).
- Pide a tus alumnos que desarrollen versiones teóricas de sus experimentos mediante la descripción cómo una curva ideal describiría un paso.
Nota: se requerirá tiempo adicional.
Actividades adicionales de lengua castellana
Para incluir el desarrollo de habilidades en lengua castellana:
- Pide a tus alumnos que investiguen cómo los relojes inteligentes o teléfonos registran los recuentos de pasos. Pídeles que redacten una explicación breve de cómo funciona esta tecnología, incluyendo el porcentaje de error.
- Pide a tus alumnos que exploren cómo el reconocimiento de patrones, desde el punto de vista de la IA, contribuye a la detección de pasos de estos dispositivos.
Nota: se requerirá tiempo adicional.
Vínculos con carreras profesionales
Es posible que a los alumnos que han disfrutado con la lección les interese explorar estas carreras profesionales:
- Servicios terapéuticos
- Ingeniería y tecnología
Apoyo docente
Los alumnos van a:
• Aprender a reconocer el número de pasos dados según se muestra en un gráfico de aceleración a lo largo del tiempo.
• Convertir el recuento de pasos en velocidad media y en energía cinética media al caminar.
Set SPIKE™ Prime de LEGO® Education
Dispositivo con la app SPIKE de LEGO Education instalada
Referencia legislativa relativa a la LOMCE
(BOE Núm.3,3 de enero de 2015 R.D.1105/2014)
FÍSICA Y QUÍMICA
Bloque 1. La actividad científica
• 1.2. Registra observaciones, datos y resultados de manera organizada y rigurosa, y los comunica de forma oral y escrita utilizando esquemas, gráficos, tablas y expresiones matemáticas.
• 2.1 Relaciona la investigación científica con las aplicaciones tecnológicas en la vida cotidiana.
• 3.1 Establece relaciones entre magnitudes y unidades utilizando, preferentemente, el Sistema Internacional de Unidades y la notación científica para expresar los resultados.
Bloque 4. El movimiento y las fuerzas
• 2.1 Determina, experimentalmente o a través de aplicaciones informáticas, la velocidad media de un cuerpo interpretando el resultado.
• 2.2 Realiza cálculos para resolver problemas cotidianos utilizando el concepto de velocidad.
• 3.1 Deduce la velocidad media e instantánea a partir de las representaciones gráficas del espacio y de la velocidad en función del tiempo.
• 6.2 Distingue entre masa y peso calculando el valor de la aceleración de la gravedad a partir de la relación entre ambas magnitudes.
Bloque 5. Energía
• 2.1. Relaciona el concepto de energía con la capacidad de producir cambios e identifica los diferentes tipos de energía que se ponen de manifiesto en situaciones cotidianas explicando las transformaciones de unas formas a otras.
BIOLOGÍA
Bloque 4. Las personas y la salud. Promoción de la salud
• 22.1. Localiza los principales huesos y músculos del cuerpo humano en esquemas del aparato locomotor.
TECNOLOGÍA
Bloque 1. Proceso de resolución de problemas tecnológicos
• 1.1 Diseña un prototipo que da solución a un problema técnico, mediante el proceso de resolución de problemas tecnológicos.
Bloque 4. Estructuras y mecanismos: máquinas y sistemas
• 2.3. Explica la función de los elementos que configuran una máquina o sistema desde el punto de vista estructural y mecánico.
MATEMÁTICAS
Bloque 1. Procesos, métodos y actitudes en matemáticas
• 11.2. Utiliza medios tecnológicos para hacer representaciones gráficas de funciones con expresiones algebraicas complejas y extraer información cualitativa y cuantitativa sobre ellas.
• 12.3. Usa adecuadamente los medios tecnológicos para estructurar y mejorar su proceso de aprendizaje recogiendo la información de las actividades, analizando puntos fuertes y débiles de su proceso académico y estableciendo pautas de mejora.
Bloque 2. Números y Álgebra
• 1.3. Emplea adecuadamente los distintos tipos de números y sus operaciones, para resolver problemas cotidianos contextualizados, representando e interpretando mediante medios tecnológicos, cuando sea necesario, los resultados obtenidos.
EDUCACIÓN FÍSICA
• 4.2. Asocia los sistemas metabólicos de obtención de energía con los diferentes tipos de actividad física, la alimentación y la salud.
• 6.1. Relaciona la estructura de una sesión de actividad física con la intensidad de los esfuerzos realizados. Prepara y realiza calentamientos y fases finales de sesión de forma autónoma y habitual
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS DE:
MATEMÁTICAS
Bloque 4. Funciones
• 3.2. Interpreta una gráfica y la analiza, reconociendo sus propiedades más características.
• 4.1 Reconoce y representa una función lineal a partir de la ecuación o de una tabla de valores, y obtiene la pendiente de la recta correspondiente.
• 4.2 Obtiene la ecuación de una recta a partir de la gráfica o tabla de valores.
• 4.3. Escribe la ecuación correspondiente a la relación lineal existente entre dos magnitudes y la representa.
LENGUA CASTELLANA Y LITERATURA
Bloque 2. Comunicación escrita: leer y escribir
• 4.1. Utiliza, de forma autónoma, diversas fuentes de información integrando los conocimientos adquiridos en sus discursos orales o escritos.
• 5.2 Escribe textos usando el registro adecuado, organizando las ideas con claridad, enlazando enunciados en secuencias lineales cohesionadas y respetando las normas gramaticales y ortográficas.
Cinco ideas y ejemplos para el aprendizaje mixto mediante el modelo 5E
Material para los estudiantes
HOJA DE TRABAJO PARA EL ALUMNO
Descargar, consultar o repartir como una página HTML online o como PDF para imprimir.