Vigila tus pasos

• Esta sesión sirve para explorar la energía cinética de una persona que camina con velocidad constante. Para empezar, los estudiantes medirán la cantidad de pasos que hayan dado. Usarán ese valor para calcular la distancia recorrida, la velocidad de marcha promedio y el valor de energía cinética promedio de ese movimiento. El Hub tiene un acelerómetro interno que puede detectar el movimiento en los 3 ejes (es decir, arriba-abajo, izquierda-derecha, adelante-atrás). Cuando el Hub se sujeta a la cadera de alguien, se mueve y registra los valores de aceleración a medida que la persona camina. El gráfico que se genera muestra los valores mínimo y máximo de la aceleración registrada. La precisión de estos valores mínimos y máximos depende de la posición vertical del Hub mientras el estudiante camina. La precisión del “conteo de pasos” depende de la calidad de estos valores mínimos y máximos y de los valores de calibración que se utilicen en el programa.

• Utiliza varios materiales para despertar el interés de los estudiantes en el tema de la energía cinética.

Inicia un debate

Para iniciar un debate, haz preguntas relacionadas con la sesión. Estas son algunas sugerencias:

• ¿Cómo puedes medir la velocidad con la que caminas?
• ¿Cómo puedes medir o calcular la energía de un objeto en movimiento?
• ¿Qué tipo de energía es esa?

Pide a los estudiantes que anoten, a manera de hipótesis, lo que piensan.

• Pide a los estudiantes que construyan un podómetro que pueda contar la cantidad de pasos que uno da. Pueden crear sus propios modelos o seguir las instrucciones de construcción del modelo del podómetro que aparecen en la aplicación.
• Pídeles que prueben sus modelos utilizando el programa sugerido.
• Indícales que examinen el gráfico de la aceleración en función del tiempo y describan cómo se define un “paso”.

• Aparta un poco de tiempo para que los estudiantes adapten sus programas a fin de mejorar su desempeño.
• Anímalos a registrar la mayor cantidad de datos posible durante sus experimentos.
• Pídeles que exporten sus datos como un archivo CSV para que, si lo desean, puedan manipularlos en otro software.

• Si los estudiantes aún tienen acceso a los sets SPIKE Prime, pídeles que lleven a cabo las tareas desde la Aplicación SPIKE, para que el desarrollo incluya aprendizaje práctico; por ejemplo:
  • Pídeles que ilustren su energía cinética mientras caminan o como parte de su programa. Pueden usar la estación de acoplamiento como un dispositivo para programar a fin de llevar a cabo esta tarea.
• Si tus estudiantes no tienen acceso a los sets, pídeles que contesten el Cuaderno del inventor para el estudiante o asígnales una de las actividades de las extensiones que sugerimos más adelante. La mayoría de las actividades de las extensiones pueden realizarse empleando los datos recopilados en la sesión práctica.
• Facilita una sesión grupal en la que los estudiantes intercambien información. Pueden emplear el método/herramienta que sea más eficiente (ya sea presencial o a distancia).

• Haz sugerencias sobre el desempeño de cada estudiante.
• Puedes usar las rúbricas de evaluación que se proveen para simplificar el proceso.

Lista de observaciones del profesor
Elabora una escala que satisfaga tus necesidades, por ejemplo:

• Logrado parcialmente
• Logrado totalmente
• Superado

Utiliza los siguientes criterios de éxito para evaluar el progreso de los estudiantes:

• Los estudiantes pueden programar un dispositivo para registrar datos en un gráfico de líneas.
• Los estudiantes pueden interpretar los valores procedentes del gráfico de líneas.
• Los estudiantes pueden explicar la relación que hay entre la energía cinética y la velocidad.

Autoevaluación
Pide a cada estudiante que escoja el ladrillo que, en su opinión, represente mejor su desempeño.

• Azul: Puedo graficar datos utilizando el programa que se provee en la aplicación.
• Amarillo: Puedo crear mi propio gráfico de líneas y explicar mis resultados.
• Violeta: Creé nuevos experimentos por mi cuenta.

Evaluación entre compañeros

Anima a los estudiantes a que intercambien sugerencias de las siguientes formas:

• Pídeles que uno de los estudiantes califique el desempeño del otro con la escala de ladrillos de colores ya descrita.
• Pídeles que intercambien sugerencias constructivas para que puedan mejorar su desempeño en la siguiente sesión. Es una oportunidad excelente para que usen herramientas de videoconferencia o de publicación en blogs en situaciones de aprendizaje mixto.

Para simplificar esta sesión:

• Pide a los estudiantes que repitan el experimento usando solamente el Hub. Los datos deben ser relevantes para poder contar los pasos, siempre y cuando el Hub se mantenga perpendicular con respecto al suelo.

Para llevar esta sesión al siguiente nivel:

• Pide a los estudiantes que construyan sus propios podómetros.
• Pídeles que repitan el experimento usando un teléfono o una tableta como podómetro y que comparen los resultados de ambos experimentos.
• Para hacer eso, necesitarán una aplicación que pueda visualizar los valores del sensor del dispositivo.

Consejos de construcción

Consejos de codificación

Esta sesión está diseñada para llevar a cabo las actividades mientras el Hub está conectado mediante USB o Bluetooth. Mientras el Hub está conectado, los datos que recopila se transmiten directamente a tu dispositivo y se trazan en tiempo real en el gráfico de líneas.

Programa principal

Programa de solución

Consejos sobre los datos científicos

Este es un ejemplo de los datos que los estudiantes pueden esperar de este experimento.

Extensión de Matemáticas

Para incorporar el desarrollo de habilidades matemáticas:

• Pide a los estudiantes que identifiquen los elementos de sus experimentos para los que fue necesario aplicar aproximaciones. Diles que tengan en cuenta que las longitudes de los pasos no siempre son uniformes y que los podómetros tienen una tasa de aciertos limitada (es decir, son precisos dentro de cierto margen de error).
• Pídeles que desarrollen versiones teóricas de sus experimentos; para ello, deben describir la curva ideal con la que podría representarse un paso.

Nota: requiere tiempo adicional.

Extensión de Lengua y Literatura

Para incorporar el desarrollo de habilidades de Lengua y Literatura:

• Pide a los estudiantes que investiguen la forma en que cuentan los pasos los relojes o teléfonos inteligentes. Pídeles que escriban una breve explicación de cómo funciona esa tecnología e indiquen su porcentaje de error.
• Pídeles que exploren la manera en que el reconocimiento de patrones, desde el punto de vista de la inteligencia artificial, ayuda a estos dispositivos inteligentes a detectar los pasos.

Nota: requiere tiempo adicional.

Vínculos con las carreras profesionales

A los estudiantes a los que les haya gustado esta sesión quizá les interese explorar estos campos profesionales:

• Servicios terapéuticos
• Ingeniería y tecnología