Prueba y error

1. Preparar

• Repasa el material de los estudiantes en la App EV3 para el aula.
• Recopila información sobre los procesos y procedimientos que usan los ingenieros y los físicos.
• En esta sesión, necesitarás una cinta para medir y marcadores.
• Si lo consideras necesario, planifica una sesión con las actividades “para empezar” en la App. Esto les ayudará a tus estudiantes a familiarizarse con LEGO^® MINDSTORMS^® Education EV3.

2. Despertar el interés (10 min)

• Observen el video de la unidad y usa algunas de las ideas de la sección Iniciar un debate para que tus estudiantes participen.
• Acomoda a tu grupo en parejas.

3. Explorar (15 min)

• Pide a cada pareja de estudiantes que construya el robot biselado.
• Dales tiempo de hacer una prueba para que estén seguros y revisen que el modelo se construyó correctamente y funciona como se esperaba.

4. Explicar (10 min)

• Pide a cada equipo que haga los experimentos y que registre sus resultados.
• Asegúrate de que pueden crear sus propias tablas de pruebas.
• Desafía a tus alumnos para que hagan ajustes pequeños en el programa y el diseño del robot y que se mueva exactamente 100 cm más.

5. Desarrollar (10 min)

• Pide a tus estudiantes que analicen qué ajustes causaron cualquier mínimo error.
• Pide a cada equipo que haga un resumen breve de los resultados de sus experimentos.
• No olvides darles tiempo para recoger y acomodar piezas.

6. Evaluar

• Da retroalimentación sobre el desempeño de cada estudiante, menciona sus logros.
• Puedes usar las rúbricas de evaluación que se proporcionan para simplificar el proceso.

Ninguna máquina es perfecta. Los ingenieros dan lo mejor de sí para hacerlas lo más precisas y exactas que sea posible, pero siempre hay un grado de error. Aunque las especificaciones de una máquina se basan normalmente en cálculos y simulaciones, una máquina siempre debe probarse en el laboratorio. El rendimiento de la máquina se puede optimizar mediante pruebas, iteraciones y algunas pruebas y errores.

Observen el video de la unidad e inicia un debate sobre los procesos que usan los ingenieros. Haz preguntas importantes, como:

• ¿Cómo trabajan los ingenieros al desarrollar máquinas nuevas?
• ¿Cómo configuran experimentos para medir el rendimiento de una máquina?
• ¿Qué factores determinan la cantidad de errores que es aceptable y si el rendimiento de la máquina es suficientemente bueno?

Instrucciones para la construcción

• Robot biselado

Usando el modelo:
Coloca el modelo en una superficie sólida y nivelada; marca su posición inicial. Ejecuta el programa y marca la posición donde se encuentre tu robot al finalizar el programa, es decir, cuando se detenga. Las rotaciones calculadas del motor, las rotaciones reales del motor y la distancia recorrida calculada (en cm) se mostrarán en la pantalla.

Ejecución del experimento
A medida que estén ejecutando sus experimentos, recuérdales a tus estudiantes lo siguiente:

• Las rotaciones calculadas del motor, las rotaciones reales del motor y la distancia calculada recorrida (en cm) se mostrarán en la pantalla.
• Usar una cinta de medición para medir la distancia real recorrida les ayudará en sus experimentos.
• Deben registrar el número de experimento, la distancia calculada recorrida y la distancia medida recorrida en una tabla de pruebas. Pide que se aseguren de dejar suficiente espacio en columnas adicionales para otros cálculos.
• Experimentar al menos tres veces y usar los valores promedio para garantizar que sus resultados sean más confiables.

Programar

Simplifica esta sesión:

• Trabaja con tus estudiantes para ayudarles a analizar el impacto del parámetro de velocidad en la cantidad de errores.

Lleva esta sesión al siguiente nivel:

• Explica la importancia de valores promedio (por ejemplo, media aritmética frente a la mediana, susceptibilidad a los valores atípicos, etc.) que se pueden utilizar para igualar los errores de medición en una serie de experimentos
• Motiva a tus estudiantes a mejorar el diseño de sus robots para mejorar aún más su exactitud y precisión

Lista de verificación observable del profesor
Crea una escala que se adapte a tus necesidades, por ejemplo:

1. Parcialmente logrado
2. Totalmente logrado
3. Superado

Usa los siguientes criterios de éxito para evaluar el avance de tus estudiantes:

• Los estudiantes identificaron aspectos del diseño o del programa del robot que provocaron errores o imprecisiones.
• Los estudiantes identificaron factores externos que tuvieron un impacto en la exactitud y la precisión del robot.
• Los estudiantes redujeron con éxito el error (es decir, la desviación del resultado esperado o deseado) mediante la implementación de cambios en el diseño o programa del robot.

Autoevaluación
Pide a cada estudiante que elija el nivel que sienta que representa mejor su desempeño.

• Bronce: He realizado los experimentos, pero no identifiqué los aspectos del diseño o del programa del robot que provocaron errores o imprecisiones.
• Plata: Con algo de ayuda, he identificado los aspectos del diseño o del programa del robot que provocaron errores o imprecisiones.
• Oro: He identificado aspectos del diseño o del programa del robot que provocaron errores o imprecisiones y he realizado cambios que mejoraron su exactitud y precisión.
• Platino: He identificado aspectos del diseño o del programa del robot que provocaron errores e imprecisiones y he realizado cambios que mejoraron su exactitud y precisión. También he identificado factores externos que afectan la exactitud y la precisión del robot.

Para integrar el desarrollo de habilidades de artes del lenguaje, pide a tus estudiantes que:

• Creen un informe breve que se enfoque en los resultados de sus experimentos y en ejemplos del mundo real donde la exactitud y la precisión son vitales
• Diseñen una presentación donde expliquen los resultados de sus experimentos y lo que aprendieron

Nota: Esto hará más larga la sesión.

Los estudiantes que disfrutaron esta sesión podrían estar interesados en explorar estas carreras y profesiones:

• Manufactura e Ingeniería (Preingeniería)
• Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (Ciencia y Matemáticas)