Participación Torneo STEM 2021

 TORNEO STEM 2021

FORMATO DE PRESENTACIÓN “PROPUESTA DE PROYECTO (PÓSTER)”

 

Prototipo para Garantizar el Distanciamiento Social en la Escuela

 

INSTITUCIÓN EDUCATIVA SIMÓN BOLÍVAR SEDE CONECNTRACIÓN EDUCATIVA DEL NORTE

 

Departamento: CÓRDOBA

Municipio: SAHAGÚN

Rural: No

Autor(es):

DOCENTE PONENTE
ALVAREZ CALLE JORGE EMILIO	joralvarezcalle@gmail.com Grados sexto – noveno Áreas Matemáticas y Tecnología
ESTUDIANTES PONENTES
CAMAÑO PANTOJA JOSE ALBERTO	Grado noveno
CERRADA CAÑIZALEZ ORIANETH ESTAFANY KEVIN JESUS CARRILLO GULLOSO BRACAMONTE ROCHE CARLOS LUIS	Grado noveno
RAMOS RIOS MARIANGEL	Grado noveno
DOCENTES ASISTENTES
ACOSTA ARRIETA JORGE LUIS	jlacosta17@hotmail.com Grados sexto a noveno Área de Inglés
TUIRÁN CAMARGO JOSÉ FRANCISCO	josecama85@hotmail.com Grados Sexto a Noveno Área ciencias sociales y artística

 

 

Resumen: A través de la integración de las diferentes áreas mediante la transversalidad curricular y utilizando elementos basados en circuitos Arduino, se pretende construir un prototipo que permita garantizar el distanciamiento social entre los estudiantes de la Institución Educativa, afianzando en los mismos, los protocolos de bioseguridad y motivando a la comunidad educativa, a interesarse en utilizar los recursos disponibles, para la solución de problemas que los afectan. Todo el proceso implica abordar el problema desde distintas disciplinas para obtener una solución integral a la problemática planteada por la pandemia, fomentando el desarrollo de  competencias encaminadas a analizar situaciones y plantear soluciones, encausando las actividades escolares hacia un bien común.

 

Palabras claves:  Arduino, prototipo, transversalidad curricular, bioseguridad

 

Plazo: 5 meses.

 

Planteamiento del problema: El Ministerio de Educación Nacional, mediante la directiva 05 del 17 de junio del 2021, en cumplimiento de la resolución 777 del Ministerio de Salud y Protección Social, emanada el 2 de Junio del año en curso, plantea el retorno a las aulas cumpliendo estrictamente las normas de bioseguridad, entre las cuales se destaca el Distanciamiento Físico, el cual debe promoverse en la Institución Educativa, al ser una de las mejores medidas para evitar la propagación del COVID-19. Por otra parte, los estudiantes de la Institución, viven a diario una serie de experiencias sin preocuparse de su origen,  funcionamiento y mucho menos de estudiar la forma como ellos pueden incidir para mejorar sus condiciones, bien sea optimizando su utilización, modificándola o creando nuevas soluciones.  La falta de interés por la investigación en la comunidad educativa, especialmente por entender los fenómenos o experiencias que viven a diario, acrecentadas por el avance de la tecnología, convierte a los estudiantes en agentes y consumidores pasivos, incapaces de aprovechar las oportunidades del contexto en pro del beneficio propio y de la comunidad, los que los hace vulnerables al momento de adaptarse a medidas y protocolos estrictos que seguramente no captan su interés y mucho menos su atención, exponiendo a la comunidad al contagio del virus. Ante esta situación surge el interrogante: ¿Cómo involucramos a los estudiantes, docentes y demás actores de la comunidad, en un proyecto que capte su atención y les permita cumplir los protocolos de una manera divertida, eficiente e innovadora?

Es en este escenario donde se hace pertinente la aplicación de enfoques y metodologías innovadoras como el STEM, ABP, GAMIFICACIÓN y especialmente la integración de diferentes disciplinas entorno a la solución de problemas, preferiblemente apoyada en herramientas tecnológicas como las  que proporcionan los proyectos basados en  Arduino, debido a que captan la atención de los estudiantes y permite aprovechar esa habilidad que tienen para apropiarse del uso de artefactos electrónicos. Desde el punto de vista académico, este tipo de proyectos logra integrar diversas áreas del conocimiento, mediante la transversalización que se logra al abordar un tema desde diferentes enfoques y disciplinas, logrando que el estudiante centre su labor en un mismo enfoque, y no sienta que las diferentes asignaturas son aisladas y que no ayudan a solucionar nada, contribuyendo en el trabajo colaborativo mediante el fomento de interacciones sociales en búsqueda de un bien común. Por otra parte, los docentes, se involucran en la aplicación de metodologías y enfoques vanguardistas, que conllevan al desarrollo de clases más amenas y productivas, motivándolos a una planeación más enfocada al desarrollo de competencias por encima de contenidos, basando su evaluación en aspectos relevantes y seguir desembocando en la simple emisión de juicios de valor o calificaciones; de esta forma, se contribuye en el fomento de una proceso de evaluación más formativo, con retroalimentación permanente de los procesos y siempre encaminados a la solución de problemas y el desarrollo de competencias como el pensamiento lógico matemático y crítico.

Un proyecto de esta magnitud, contribuirá no solamente al cumplimiento y apropiación de las medidas de bioseguridad ante el retorno gradual, progresivo y seguro a las aulas, sino que también aportará herramientas poderosas al desarrollo de las actividades escolares, sentando las bases para solucionar otros problemas mediante el uso de la tecnología, despertando la curiosidad e interés de estudiantes y demás integrantes de la comunidad educativa.       

 

Contenidos del enfoque STEM aplicados: Sistema Praxis y Sistema Xplora (todos los planetas). Sistema Anexa (planetas Maker, planeta Robotnic)

 

Competencias del Siglo XXI aplicadas: 

Creatividad e innovación, pensamiento crítico, resolución de problemas, aprender a aprender, responsabilidad personal y social, apropiación de las tecnologías digitales

 

Objetivos:

 

General: Aplicar la metodología STEM en la construcción de un prototipo basado en Arduino para controlar el distanciamiento social entre los estudiantes de la Institución Educativa

 

Específicos:

·         Organizar grupos de trabajo interdisciplinares para trabajar en el proyecto

·         Capacitar a docentes y estudiantes en el uso de Arduino y enfoque STEM

·         Elaborar secuencias didácticas contextualizadas, que transversalizan distintas disciplinas en la construcción de prototipos

·         Adquirir los elementos tecnológicos necesarios para la construcción del prototipo

·         Utilizar placas Arduino y sensores de proximidad para calcular distancias entre objetos

·         Organizar jornadas de prueba del prototipo con la comunidad educativa

·         Publicar los resultados obtenidos en las pruebas finales del prototipo

 

Referente Teórico/Conceptual:

Teórico:

Autor	Martínez Gandia, José Alfredo	Año	2020
“El presente trabajo tiene como propósito diseñar un prototipo para el control de los aspectos tecnológicos requeridos en institución educativa de educación superior tecnológica en la ciudad de Barranquilla, que apoye la implementación de la política de bioseguridad de la institución para el cumplimiento de lo establecido en la Resolución 666 de 2020 y la Resolución 1721 de 2020 emitida por el Ministerio de Salud y Protección Social. El proyecto busca la implementación de tecnologías que ayuden al control de los aspectos de distanciamiento social y aforo en la entidad educativa. Este trabajo está dividido en dos fases, una primera fase que busca analizar las tecnologías y propuestas que existen actualmente en el mercado para el control de distanciamiento social y la selección de la arquitectura tecnológica que soporta el prototipo, posteriormente, se procede al diseño de la solución, definiendo los componentes de la arquitectura propuesta, realizando el modelado de los mismos.” (Martínez Gandia, 2020)
Autor	Alvarado Shirley – Vera Dana	Año	2020
“El presente proyecto de tesis aborda el tema prototipo de un aula para la modalidad de estudios presenciales con distanciamiento social y medidas de bioseguridad, con el fin de implementar y utilizar herramientas tecnológicas. Para el desarrollo de dicho proyecto se utilizó la metodología SCRUM ya que es una de las metodologías más conocidas para la gestión de proyectos y se sabe usar para proyectos innovadores. Para la elaboración de este prototipo se utilizaron placas de Arduino, inteligencia artificial, reconocimiento fácil y la herramienta de Python con sus librerías. Cabe recalcar que a pesar de su precisión puede tener pequeñas interferencias o fallo por lo cual se recomienda utilizar los materiales adecuados para un buen funcionamiento del prototipo, siendo este un trabajo que aún se encuentra en desarrollo para futuras mejoras busca promover nuevas tecnologías enfocadas a la inteligencia artificial.” (Dana, 2020)

 

Conceptual:

Arduino: Término utilizado para referirse a una de las tantas plataformas de hardware libre, famosa por su amplia difusión entre desarrolladores de proyectos electrónicos que utilizan microcontroladores. Combina una poderosa fusión hardware – software open source.

STEM: es una sigla formada por los términos en inglés Science, Technology, Engineering and Mathematics (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas), que hace referencia a una metodología integradora de diversas disciplinas del conocimiento humano en el aprendizaje

Prototipo: según la definición de la RAE,  “Ejemplar original o primer molde en que se fabrica una figura u otra cosa”, en este proyecto lo usamos para referirnos a un artefacto electrónico único, construido para dar solución a una problemática y que puede eventualmente construirse masivamente. Es básicamente un dispositivo de muestra o prueba

Protocolos de Bioseguridad: medidas sanitarias que ayudan a prevenir situaciones de contagio o contaminación. En este proyecto se refieren a las medidas sanitarias adoptadas para enfrentar la situación de pandemia

 

Metodología:

El proyecto se inicia con una socialización con los docentes de las diferentes áreas, en referencia a las metodologías que se aplicarán para desarrollar el dispositivo, sus implicaciones en la comunidad, su injerencia en la planeación – ejecución de las clases de manera transversal y la motivación que debe imprimirse a los estudiantes para que se involucren. Posteriormente, se organizarán horarios de trabajo con docentes y estudiantes implicados directamente en la construcción del prototipo. Seguidamente se procede a capacitar al personal comprometido, en el enfoque STEM, circuitos de Arduino, programación en processing y demás competencias necesarias para desarrollar el proyecto.

En cuanto a las clases que reciben los demás estudiantes, diseñarán y aplicarán secuencias didácticas que aborden el tema desde distintas perspectivas; por ejemplo, el docente de ciencias naturales trabajará en la explicación de eventos naturales como el vuelo de los murciélagos, los cuales inspiraron la invención del radar y el sonar; también dedicará tiempo para explicar las medidas de bioseguridad implementadas durante la pandemia y su injerencia en la salud. Todo esto ocurre mientras los demás docentes de manera simultánea abordan el mismo tema desde otras disciplinas: Informática (Arduino, programación, circuitos), Artística (construcción de maquetas con materiales reciclables), Ética (corresponsabilidad en el cumplimiento de normas de bioseguridad), Sociales (origen de la pandemia y su afectación en la economía y otras áreas), Matemáticas (velocidad del sonido y otros cálculos) y otras transversalizaciones.

Una vez adquiridos los elementos tecnológicos necesarios, mediante la metodología de aprender haciendo (maker) y basándose en los preceptos del ABP, se procede a la implementación de talleres prácticos en los cuales se adquirirán competencias básicas en la configuración de sensores y actuadores, haciendo finalmente énfasis en los de proximidad para Arduino  HC-SR04, perfeccionado la detección de objetos en el rango de 1m de distancia, para después ensayar en campo los prototipos construidos y perfeccionarlos hasta obtener un producto final que cumpla con las medidas de distanciamiento. Luego, se organizarán jornadas para la prueba final del prototipo con la comunidad educativa, comenzando con la jornada de la tarde y extendiéndola a toda la Institución. Las evidencias se publicarán en las redes sociales para dar conocimiento del proyecto a toda la ciudadanía.

Durante todo el desarrollo del proyecto, tanto docentes como estudiantes, tendrán la oportunidad de experimentar el enfoque STEM desde su perspectiva, invitándolos a sentir curiosidad por los fenómenos y tecnología con los que interactúan, detectar problemáticas y plantear soluciones amigables con el medio ambiente.

Esperamos impactar al resto de la comunidad y directivas, para que este tipo de metodologías se convierta en un pilar institucional en su modelo pedagógico.

 

Resultados esperados: 

 ·         Utilización del enfoque metodológico STEM en la apropiación de las competencias del siglo XXI, mediante la apropiación y cumplimiento de las medidas de bioseguridad, a través de la construcción de un prototipo que permita garantizar el distanciamiento social de los estudiantes de la Institución Educativa

·         Involucrar a la comunidad educativa en la construcción de soluciones de interés común desde el aula, aprovechando los medios tecnológicos disponibles con responsabilidad social y ambiental

 

Resultados obtenidos:

 

1.      Fomento del pensamiento computacional en los estudiantes, mediante el uso de algoritmos y diagramas de flujo en actividades desconectadas, iniciándolos en la programación de dispositivos:

 

 2.    La utilización de simuladores para ensayar los algoritmos planteados en las clases desconectadas

 

3.    Creación del grupo STEM, con estudiantes que asisten a la presencialidad y que liderarán el proceso

4.    Capacitación en el uso y programación de placas Arduino al grupo STEM y el docente de Informática de los otros grados de la Sede Concentración Educativa del Norte

5.    Construcción y puesta a punto del dispositivo construido con Arduino, para ser socializado ante el resto de la comunidad después de la semana de receso estudiantil

6.      Utilización de alternativas amigables con el medio ambiente

 

 

 

7.    Captamos el interés de los estudiantes por participar en actividades STEM e integrarse al grupo

8.    Compromiso del Rector en adquirir kits de Arduino para iniciar la implementación de un laboratorio STEM

9.    Integración de distintas disciplinas en el desarrollo del proyecto: física, matemática, electrónica, programación, biología (bioseguridad), entre otras

10.  Afianzamiento de normas de bioseguridad (distanciamiento social)

11.  Participación de los estudiantes en otros proyectos de pensamiento computacional, que permitió la gestión de tarjetas electrónicas que estamos pendientes de recibir (microbit).

12.  La comunidad está interesada en la realización del proyecto.

 

Otras evidencias:

https://drive.google.com/drive/folders/1pL0xJNQkIPajJIJodbyzG9-qgLgmZ44K?usp=sharing

 

Discusión y Análisis: Este proyecto es una propuesta que afortunadamente comenzamos a desarrollar y que al momento de redactar este documento, se encuentra lista para ser probada con el resto del estudiantado en la semana posterior al receso estudiantil, donde esperamos atraer el interés de toda la comunidad en este tipo de proyectos STEM, logrando que todos deseen aprender a diseñar y elaborar prototipos que solucionen problemas del entorno.

Pudimos llegar a este punto, gracias a la disposición de la directiva para facilitarnos los espacios y el tiempo necesario, a esto se le suma la utilización de recursos propios del docente (kits de Arduino y otros) y la colaboración con materiales prestados de otra Institución Educativa del sector privado (Inst. Educativa María Auxiliadora).

Otro aspecto que facilitó el desarrollo de la propuesta hasta este punto, es la implementación del pensamiento computacional en los grados octavo y noveno, debido a la participación en otro proyecto basado en tarjetas MicroBit, conocimientos previos que facilitaron la migración hacia Arduino del grupo STEM.

En la medid en que se daba a conocer la propuesta, se despertó interés por parte de los diferentes actores de la comunidad educativa, logrando el deseo de replicar este tipo de experiencias a toda la Institución Educativa y el interés de la directiva por implementar aulas STEM.

Conclusiones:

·         El enfoque STEM como parte de la metodología de enseñanza incide en el alcance de las competencias por parte de los estudiantes de la Institución

·         Los proyectos STEM captan la atención de los diferentes actores de la comunidad educativa

·         Los estudiantes desarrollan habilidades en el trabajo cooperativo con su participación en proyectos STEM

·         La apropiación de la tecnología y los conceptos del pensamiento computacional enfocados en la programación de dispositivos, son asimilados indistintamente por niños y niñas

·         La institución Educativa Simón Bolívar requiere la incorporación de metodologías innovadoras como STEM para mejorar el desempeño de sus estudiantes

·         Las medidas de bioseguridad se apropian mejor, si forman parte de un proyecto realizado por los estudiantes

 

Impactos de los resultados obtenidos:

·         Compromiso de la directiva de la Institución para adquirir elementos que faciliten la aplicación de la metodología STEM en las clases

·         Interés de estudiantes, docentes y comunidad en general en los proyectos STEM

·         Afianzamiento de las normas de bioseguridad

·         Intención de extender a los demás grados (incluyendo básica primaria), la aplicación de este tipo de metodología de enseñanza

·         Creación del grupo STEM que liderará proyectos en la Institución y servirán de soporte para los demás estudiantes

 

Bibliografía:

Dana, A. S.–V. (2020). http://repositorio.ug.edu.ec/. Recuperado el 05 de Agosto de 2021, de http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/52240

Martínez Gandia, J. A. (2020). http://bonga.unisimon.edu.co/. Recuperado el 5 de Agosto de 2021, de http://bonga.unisimon.edu.co/handle/20.500.12442/6905