Aprovechar ideas de la naturaleza

(NOTA: Esta lección contiene una parte A y una parte B. Ambas partes son importantes para obtener acceso al aprendizaje íntegro del nivel educativo. Si el tiempo es limitado, revisa ambas partes y elige aquellos elementos que mejor cumplan los requisitos de los alumnos).

En esta lección, el aprendizaje fundamental consiste en el diseño técnico y la biomímesis: cómo las personas usan ideas de la naturaleza para diseñar soluciones a los problemas del ser humano. Los alumnos diseñarán y construirán una solución de este tipo.
La lección ofrece algunas sugerencias a modo de inspiración. Anima a los alumnos a diseñar y construir sus propias soluciones para resolver un problema humano de su elección. Deja claro que no hay un único modelo correcto.

• Fundamentos científicos. Aprovechar ideas de la naturaleza: La biomímesis es el proceso de usar otros seres vivos como fuente de inspiración para diseñar soluciones a problemas de los seres humanos.
  • Esta inspiración puede consistir en comprender cómo los organismos usan sus órganos sensoriales u otras estructuras internas o externas, incluidas estructuras y procesos microscópicos.
  • En esta lección, los alumnos se limitarán a imitar estructuras externas de animales que sean visibles al ojo humano.
  • De los ejemplos ofrecidos, se recomienda compartir aquellos relacionados con la luz y el sonido (por coherencia con la unidad didáctica). Elige el número y el tipo de ejemplos que satisfagan las necesidades formativas de tus alumnos.
  • Para fomentar la inventiva de los alumnos, comparte también imágenes o información sobre diversas partes del cuerpo de los animales a modo de idea.
• Conocimientos previos. Aprovechar ideas de la naturaleza: Usando los materiales de ciencias disponibles, comparte información, imágenes y definiciones.
  • Entre las partes del cuerpo externas de animales nos encontramos con cuernos, pelaje, branquias, patas articuladas, alas, picos, ojos, plumas, escamas, orejas, aguijones, antenas, narices, párpados, caparazones, púas y coloraciones brillantes o patrones de color.
  • Los animales usan las partes externas de su cuerpo para reproducirse, crecer y sobrevivir en su entorno. Por ejemplo, para permanecer a salvo fundiéndose con el medio, protegiendo sus cuerpos o manteniendo alejados a los depredadores.
  • La gente usa ideas de la naturaleza para crear inventos. Ejemplos con luz y sonido: 1) Modelar las bombillas led con la forma de la linterna de una luciérnaga para producir más luz con menos energía; 2) diseñar trenes o piezas de aerogeneradores con la forma del pico de un martín pescador para que sean más silenciosos y no molesten a los vecindarios cercanos; 3) diseñar materiales sensibles a la luz que cambian de color según los niveles de luz para que las máquinas y las personas se fundan con su entorno.
  • Algunos inventos familiares y su fuente de inspiración: aviones = alas de pájaros; helicópteros = libélulas y colibríes; cascos de bicicleta = caparazones de tortuga; la forma de un submarino = ballenas; brazos artificiales = trompas de elefantes (lección “Estructuras animales”).
  • Vocabulario fundamental: partes del cuerpo, sobrevivir, invento
• Experiencia de construcción y programación: Revisa las sugerencias de la unidad didáctica. Para esta lección, quizá también quieras:
  • Reforzar los conceptos con todos los tutoriales disponibles en el menú “Comenzar” de la app SPIKE.
  • Probar una o varias lecciones más de la unidad “Ciencia: ¡mira, escucha, construye!” para que los alumnos adquieran más experiencia construyendo y se familiaricen con los bloques de icono de la app SPIKE.
  • Deja claro que, en esta lección, la programación es opcional.
• Materiales: Usando los fundamentos anteriores, selecciona y busca información, imágenes o vídeos adecuados para la edad de los alumnos acerca de 1) partes del cuerpo externas de animales y 2) biomímesis. Para lo último, busca “ejemplos de biomímesis” o “ejemplos de biomímesis + luz y sonido”. Determina cómo suministrarás esta información científica a los alumnos: cuántos ejemplos, dónde compartir la información, qué grado de elección ofrecerás, etc. Recopila materiales de manualidades para ayudar a los alumnos a mejorar sus modelos.

PARTE A (45 minutos)

• Presenta a los personajes principales de la historia y el primer desafío: Daniel, Sofie, Leo y Maria han aprendido que algunas bombillas se hicieron aprovechando ideas de cómo producen luz las luciérnagas. Ayúdales a conocer otras ideas que nos da la naturaleza.

• PIENSA: Muestra los ejemplos que has recopilado de partes del cuerpo de animales y biomímesis y mantened una breve charla sobre los temas de la lección.

  • Mirad estas imágenes. ¿Cómo usan los animales estas partes del cuerpo para sobrevivir? ¿Pueden hacerlo también las personas? (Las respuestas variarán con las imágenes de biomímesis recopiladas: No, las personas no pueden: producir su propia luz [luciérnagas]; volar o usar el pico para moverse silenciosamente [pájaros]; sumergirse hasta las profundidades en el mar [ballenas]; ocultar la cabeza tras un caparazón [tortuga]).
  • ¿Qué inventos os recuerdan cosas que pueden hacer los animales? (Ejemplos: las alas de los aviones y las aspas de los helicópteros para volar como un pájaro o un insecto; los submarinos para sumergirse en el mar como una ballena; los cascos para proteger la cabeza como el caparazón de una tortuga; las bombillas que producen luz como una luciérnaga; los trenes y los aerogeneradores que se mueven silenciosamente como un pájaro).
  • Mirad unas cuantas imágenes más. ¿Qué partes del cuerpo de animales muestran? (Las respuestas variarán según las imágenes de partes del cuerpo de animales que hayas recopilado: cuernos, pelaje, branquias, patas articuladas, alas, picos, ojos, plumas, escamas, orejas, aguijones, antenas, narices, párpados, caparazones, púas y coloraciones brillantes o patrones de color).
  • Pensad en las diferentes partes del cuerpo de los animales. ¿Qué problema de las personas podrían ayudarte a resolver? (Pide a los alumnos que den ideas y hazlas públicas para que las compartan).

• Reparte un set SPIKE^™ Essential y un dispositivo a cada grupo.

• Mientras los alumnos trabajan, deja claro que pueden diseñar y construir cualquier tipo de solución para cualquier problema de los seres humanos tomando como fuente de inspiración cualquier animal. La sección “Despertar el interés” ofrece algunas sugerencias. Para esta lección de proyecto abierto, insiste en que no hay un único modelo correcto y que la programación es opcional.

• Pide a los alumnos que lleven a cabo las siguientes actividades:

  • Usar los ejemplos de la sección “Despertar el interés” para elegir un problema del ser humano y una parte del cuerpo de un animal que pueda ayudar a resolverlo.
  • Dibujar la idea, incluida la parte del cuerpo del animal que sirvió de fuente de inspiración, y cómo el diseño ayudará a la gente. (Pide a los alumnos que nombren la parte del cuerpo y marquen con un círculo, etiqueten o muestren cómo la usarán en su idea).
  • Pensar en los materiales más adecuados a usar.
  • Empezar a CONSTRUIR un modelo de su idea.
  • Opcional: Empezar a PROGRAMAR el modelo para mostrar cómo funciona.

• Cuando haya transcurrido la mitad del tiempo, pide al alumnado que intercambie ideas usando la rutina habitual del aula y, a continuación, comparte los modelos para que sirvan de inspiración.

  • Prueba su modelo. Cámbialo para que funcione de la forma que pretenden.

• Pon en marcha una lluvia de ideas sobre las posibles formas de combinar materiales de manualidades y elementos LEGO^® en las ideas de diseño de los alumnos. Anima a los alumnos a usar la imaginación al pensar para qué problemas diseñar y qué materiales escoger.

• Reúne a los alumnos para compartir.

• Pide a cada grupo que muestre y explique la solución diseñada y su progreso (modelos y bocetos), incluidos:

  • El problema que quieren resolver y por qué lo quieren resolver.
  • Qué parte del cuerpo de un animal han usado como fuente de inspiración y cómo la usa el propio animal.
  • Cómo quieren que funcione su invento. (Los alumnos pueden describir verbalmente o mostrar cómo funcionarán sus soluciones, pero no es necesario que completen un modelo que funcione).
  • Si su diseño ha funcionado o han tenido que cambiarlo.
  • Las dificultades encontradas para las que les gustaría tener ayuda.

Si quieres pasar a la parte B, “Explicar”, pide a los alumnos que no desmonten los modelos o dales tiempo para reconstruirlos.

PARTE B (45 minutos)

• Repite los pasos de la sección “Explicar” (parte A) para que otros grupos demuestren y expliquen lo que han aprendido.

• Pide a los alumnos que lleven a cabo las siguientes actividades:

  • (10 min) Seguir ajustando sus modelos y probándolos hasta que funcionen como esperan.
  • (15 min) Demostrar su invento y enseñar cómo resuelve un problema del ser humano usando como idea una parte del cuerpo de un animal.

• (5 min) Invita a los alumnos a que compartan los conocimientos, las ideas o las habilidades que:

  • les ayudaron a completar el desafío;
  • aprendieron mientras construían.

• Pide a los alumnos que ordenen los sets y dejen despejadas las zonas de trabajo.

• Haz preguntas que fomenten el pensamiento y las decisiones de los alumnos mientras idean, construyen y programan.

Lista de comprobación de observación

• Revisa los objetivos de aprendizaje (recuadro Apoyo docente).
• Usa la lista para observar el progreso de los alumnos:
  • Su descripción y su diseño identifican, a partir de los fundamentos científicos proporcionados, algunos ejemplos de cómo los animales usan estructuras externas para sobrevivir.
  • Su diseño resuelve un problema del ser humano y contiene una característica que imita una parte del cuerpo específica de un animal. (Los alumnos pueden describir verbalmente o mostrar cómo funcionarán sus soluciones, pero no es necesario que completen un modelo que funcione).
  • Describen los materiales que han usado y las características de su diseño.

Autoevaluación

Pide a cada alumno que elija el ladrillo que, en su opinión, mejor represente su rendimiento.

• Ladrillo azul: Creo que puedo seguir las instrucciones para crear un programa.
• Ladrillo amarillo: Puedo seguir las instrucciones para crear un programa.
• Ladrillo verde: Puedo seguir las instrucciones para crear un programa y también puedo ayudar a un compañero a hacerlo.

Comentarios de los compañeros

En sus grupos pequeños, pide a tus alumnos que debatan sobre sus experiencias colaborando.
Anímalos a usar afirmaciones como las siguientes:

• Me gustó cuando tú…
• Me gustaría saber más acerca de cómo tú…

Formas de simplificar la lección:

• Reducir las opciones o proporcionar un problema específico del ser humano y vincularlo a la estructura externa específica de un animal. Enfatiza que los alumnos pueden construir la solución diseñada sin usar el Hub ni programar.
  Formas de aumentar la dificultad:
• Pedir a los alumnos que PROGRAMEN su modelo para mostrar cómo funciona su invento. Si quieres, invítalos a ampliar la dificultad de la sección “Profundizar” combinando dos o más estructuras para resolver varios problemas.

• Pide a los alumnos que conviertan el dibujo de su diseño (realizado en la sección “Explorar”) en un folleto publicitario de su invento. Pídeles que usen flechas, círculos y etiquetas para explicar cómo funciona. También pueden agregar unas palabras o una frase que le diga a la gente por qué deberían usar el invento.

Si se incluye esta parte, la lección superará los 45 minutos.