MINDSTORMS® EV3 Core Set

Deslizarse en una pendiente

Construir una rampa para determinar de forma experimental el coeficiente de fricción de diferentes objetos.

45-90 min.
Intermed.
Grades 6-8
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Plan de sesión

1. Prepara

  • Lee el material del estudiante en la App EV3 para el aula.
  • Recopila información sobre los tipos de fricción en general y la fricción estática en particular.
  • Para cada equipo, prepara varios objetos de prueba con diferente fricción estática, como piezas de LEGO® Technic, una goma de borrar y un pequeño trozo de papel.

2. Despierta el interés (5 min)

  • Usa las ideas de la sección Iniciar un debate para que tus estudiantes participen en un debate relacionado con la sesión.
  • Divide tu grupo en equipos de dos.

3. Explora (20 min)

  • Pide a cada pareja que construya la rampa.
  • Dales tiempo de hacer una prueba para que se aseguren de que el modelo se construyó correctamente y funciona como se esperaba.

4. Explica (10 min)

  • Pide a cada equipo que realice el experimento al menos tres veces para cada uno de los objetos y que registre sus resultados.
  • Asegúrate de que pueden crear sus propias tablas para registrar las pruebas.

5. Desarrolla (10 min)

  • Pide a tus estudiantes que organicen los objetos que probaron de acuerdo con sus propiedades estructurales.
  • 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. Evalúa

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

Inicia un debate

La fricción es un fenómeno cotidiano. Si frotas las manos por varios segundos, podrás sentir el calor que se genera. Las fuerzas de fricción se pueden aprovechar deliberadamente, por ejemplo en el diseño de suelas de zapatos para evitar caídas en superficies resbaladizas. La idea detrás de los patines de hielo es mantener al mínimo posible la fricción para que se deslicen sobre el hielo. La superficie de fricción de una caja de fósforos tiene un diseño que permite que un fósforo se caliente al punto de ignición al frotarse contra ella.

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Inicia un debate sobre la fricción con preguntas importantes, como:

  • ¿A qué se refiere el término fricción?
  • ¿Estás familiarizado con algún dispositivo que aproveche las propiedades de la fricción?
  • ¿En qué situaciones se desea que exista fricción? ¿Cuándo no?
  • ¿Cómo se puede reducir la fricción?

Consejos de construcción

Instrucciones para la construcción

Uso del girosensor
El girosensor debe estar totalmente inmóvil mientras se está conectando en el ladrillo EV3 y durante el arranque del mismo. Si las lecturas de ángulo del girosensor cambian mientras la rampa está quieta, desconecta el sensor y vuelve a conectarlo.

Uso del modelo
Coloca el modelo en una superficie sólida, plana y nivelada. Si la superficie no está nivelada, los ángulos y el coeficiente de fricción asociado serán incorrectos. Ejecuta el programa y espera hasta que se muestre la imagen del sensor de contacto en la pantalla. Esto restablece la rampa a la posición inicial para que el programa pueda determinar los ángulos correctos y los coeficientes de fricción. Coloca el objeto a estudiar en el centro de la rampa, al final. Presiona el sensor de contacto colocado en el puerto 1 para iniciar la prueba. La rampa se elevará lentamente. Presiona el sensor de contacto de nuevo cuando el objeto se comience a deslizar. Esto detendrá la prueba. Se mostrarán el ángulo y el coeficiente de fricción asociados en la pantalla.

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

  • El ángulo de la rampa y el coeficiente de fricción se mostrarán en la pantalla.
  • Deben registrar la cantidad de experimentos, el ángulo y el coeficiente de fricción en su tabla de pruebas. Deben asegurarse de dejar suficiente espacio para registrar otras observaciones.
  • Al hacer el experimento al menos tres veces con cada objeto de prueba y usar los valores promedio, les podrá garantizar que los resultados sean más confiables.

Consejos de codificación

Programar

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Diferenciación

Simplifica esta sesión:

  • Trabaja con tus estudiantes para organizar los objetos de prueba de acuerdo con sus propiedades estructurales

Lleva esta sesión al siguiente nivel:

  • Explora los diagramas de los componentes de la fuerza, las fuerzas normales y cómo se usan las funciones trigonométricas al analizar fenómenos en planos inclinados
  • Desafía a tus estudiantes a encontrar formas de mejorar la precisión de sus experimentos

Oportunidades de evaluación

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 utilizaron las propiedades estructurales de los objetos de prueba para ayudar a organizar sus observaciones.
  • Los estudiantes identificaron cómo las propiedades estructurales (por ejemplo, forma, composición, características de la superficie) afectaron o no a la función de su modelo experimental.
  • Los estudiantes evaluaron el equipo y los procedimientos utilizados en sus experimentos e identificaron fortalezas y debilidades.

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

  • Bronce: He realizado los experimentos, pero no utilicé las propiedades estructurales de los objetos de prueba para ayudar a organizar mis observaciones.
  • Plata: Con un poco de ayuda, he utilizado las propiedades estructurales de los objetos de prueba para ayudar a organizar mis observaciones.
  • Oro: He utilizado tres o más propiedades estructurales de los objetos de prueba para ayudar a organizar mis observaciones.
  • Platino: He utilizado tres o más propiedades estructurales de los objetos de prueba para ayudar a organizar mis observaciones. También he propuesto una hipótesis acerca de los objetos que he probado para explicar mis observaciones.
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Extensión de artes del lenguaje

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 cómo se pueden usar en aplicaciones del mundo real
  • Diseñen una presentación donde expliquen los resultados de sus experimentos y lo que aprendieron

Nota: Esto hará más larga la sesión.

Enlaces profesionales

Los estudiantes que disfrutaron esta sesión podrían estar interesados en explorar estos caminos profesionales:

  • Manufactura e Ingeniería (Tecnología de las máquinas)
  • Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (Ciencias y Matemáticas)

Soporte para profesor

Los estudiantes:

  • Aprenderán que la fricción se da entre diferentes objetos
  • Organizarán objetos de acuerdo con sus propiedades estructurales

Set base de LEGO® MINDSTORMS® Education EV3
Aplicación EV3 para el aula
Varios objetos para las pruebas con fricción estática variable

Ciencias Naturales y Tecnología: Propósitos para la educación secundaria

  • Demostrar comprensión de las ideas centrales de las ciencias naturales, a partir del uso de modelos, del análisis e interpretación de datos experimentales, del diseño de soluciones a determinadas situaciones problemáticas, y de la obtención, evaluación y comunicación de información científica.
  • Promover que los estudiantes formulen predicciones e hipótesis.

Ciencias Naturales y Tecnología. Secundaria. Física

  • Identificar y describir la presencia de fuerzas en interacciones cotidianas (fricción, flotación, fuerzas en equilibrio).

Matemáticas. Secundaria. Adición y sustracción

  • Resolver problemas de suma y resta con números enteros, fracciones y decimales, positivos y negativos.

Lengua materna. Secundaria. Español

  • Cuestionar de manera respetuosa los puntos de vista de otros valorando la diversidad de ideas.
  • Cuestionar las conclusiones basadas en datos inconsistentes.
  • Escuchar con atención.

Educación socioemocional. Metacognición

  • Identificar cuáles son las estrategias cognitivas y de regulación emocional que favorecen el aprendizaje.

Educación socioemocional. Pensamiento crítico y solución de problemas

  • Reflexionar sobre los propios procesos de pensamiento (por ejemplo, mediante bitácoras), apoyarse en organizadores gráficos (por ejemplo, tablas o mapas mentales) para representarlos y evaluar su efectividad.

Autonomía curricular. Nuevos contenidos relevantes

  • Oportunidad para innovar y establecer nuevas reglas de colaboración entre estudiantes y profesores en temas de Robótica, Programación, Pensamiento algorítmico e Introducción a la informática.
  • Desarrollar actividades en el aula de manera que el estudiante asuma un papel dinámico y el docente sea un facilitador del proceso
  • Acercar al estudiante a la experimentación, a la indagación y a la búsqueda de soluciones.
  • Generar en el estudiante altas expectativas de los logros que puede alcanzar.
  • Desarrollar en el estudiante la capacidad de análisis, síntesis y colaboración.

Material del alumno

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