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Actividad de Robótica con LEGO MINDSTORMS Education EV3 | #LessonPlans
Despertar el interés de los alumnos y fomentar su entusiasmo por el aprendizaje de las STEM es muy fácil si se cuenta con los recursos para el aula adecuados. En LEGO Education ROBOTIX ponemos al alcance del profesorado todas aquellas herramientas que necesita para que los alumnos se motiven y aprendan a partir de un aprendizaje práctico buscando soluciones a problemas de la vida real.
El alumnado diseña, construye y programa robots LEGO mediante el uso de motores, sensores, engranajes, ruedas, ejes y otros componentes técnicos con el fin de que comprendan mejor el funcionamiento de la tecnología en aplicaciones reales.
Esta semana proponemos una actividad de robótica con LEGO MINDSTORMS EV3 Education en la que se debe construir un sistema que recoge y coloca elementos.
Los alumnos deben diseñar, construir y programar un sistema que pueda recoger un cubo situado en una ubicación y colocarlo en otra ubicación diferente.
Con esta actividad se trabaja: ingeniería, STEM, robótica, tecnología
Curso: Educación Secundaria
Duración de la actividad: 90 – 120min
Dificultad: Intermedia
OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD
-
- Comprender que los sistemas más grandes se pueden hacer desde sistemas o subsistemas más pequeños.
-
- Comprender que los datos de los sensores pueden controlar los sistemas usando comentarios
-
- Comprender que los robots recogen y reorganizan objetos de utilizan en cadenas de producción
- Configurar un programa para recoger de manera controlada un cubo y moverlo para colocarlo en otra ubicación
MATERIAL NECESARIO
PRE REQUISITOS
Los alumnos deben tener conocimientos previos de programación básica así como de programación con motores.
RECURSOS ADICIONALES
- Introducción al Diseño de Ingeniería
- Tabla curricular
- Contenido de la caja
- Instrucciones de construcción del modelo base
VOCABULARIO
Sistema, subsistema, fricción, fuerza e inercia.
HOJA DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE
ACTIVIDAD de robótica con LEGO MINDSTORMS Education EV3 PASO A PASO
CONECTAR (30 minutos)
Utiliza el vídeo para:
- Introducir al alumnado sobre qué son las cadenas de producción industriales de la vida real
- Comprender cómo los sistemas robotizados se componen de subsistemas más pequeños
- Inspirar al alumnado a crear sus propios sistemas robotizados
- Hacer un debate sobre los cadenas de producción
Las cadenas de producción robotizadas están formados por subsistemas más pequeños relacionados entre ellos. Mirad la cadena de producción de automóviles que se muestra en el vídeo.
- ¿Qué pasos en la cadena de producción podéis ver?
Las respuestas pueden variar, pero pueden incluir la descripción del sistema de fabricación de automóviles con un subsistema para mover el automóvil a su posición y múltiples subsistemas robotizados para soldar componentes en diferentes partes del automóvil.
- ¿Qué otros sistemas y subsistemas de la cadena de producción veis en el vídeo?
Las respuestas pueden variar, pero pueden incluir la descripción del sistema de transporte de clasificación de cajas que separa las cajas en función de los diferentes tamaños. Este sistema tiene dos líneas de transportadoras: uno para cajas más grandes y otro para cajas más pequeñas. También hay un sistema de clasificación más complejo que administra un mayor volumen de cajas y muchas más posibles ubicaciones utilizando múltiples brazos de clasificación y transportadores.
Instrucciones de diseño
Diseña, construye y programa un sistema robotizado que recoja el cubo situado en una ubicación concreta y lo mueva y coloque en otra ubicación diferente a la primera.
El profesor debe animar al alumnado a intercambiar ideas para que estos desarrollen su comprensión conceptual. Por ejemplo, anímalos a:
- Revisar los videos de “Robots In Action”que muestran robots para inspirarse
- Investigar sistemas de conceptos clave como sistemas y subsistemas
- Crear algunos de los ejemplos de “Building Ideas”y explorar cómo funcionan
- Personalizar sus robots y describir un contexto en el que un robot clasifique otros objetos (por ejemplo, sistema de clasificación de automóviles como en el vídeo del inicio de la actividad).
Ideas de construcción
Selecciona la mejor solución y describe la solución que habéis acordado construir y programar.
Los alumnos deben pensar en los ejemplos surgidos en la lluvia de ideas. Luego, explicar por qué han elegido esa solución para diseñar. Deben ser capaces de explicar por qué han elegido esa solución.
CONSTRUIR (30 minutos)
Construye y Programa
Es el momento de ponerse manos a la obra con la construcción y la programación del diseño planteado en la fase anterior.
Mientras trabajan en su solución, el profesor debe asegurarse de que los alumnos toman nota de:
- Describir una parte de su diseño que funcionó especialmente bien.
- Describir los cambios de diseño que hayan tenido que hacer.
- ¿Qué es lo que probarán después?
Los alumnos tienen plena libertad para documentar su trabajo a través de imágenes, vídeos, texto, sonido o enlaces web.
Prueba de configuración y procedimiento
Materiales necesarios: hoja grande de papel cuadriculado con cuadrícula de 1cm x1cm o papel con líneas de cuadrícula, lápices de colores (3 o más colores diferentes).
- Colocar su papel cuadrículado sobre una superficie plana.
- Colocar su robot sobre en el papel y marca los bordes para marcar siempre la misma posición de salida.
- Marcar la ubicación (por ejemplo, coloreando los cuadrados en el papel cuadriculado) para mostrar dónde debe colocar el robot el cubo. Haz un punto para mostrar el centro de la ubicación esperada.
- Ejecutar su programa.
- Marcar la ubicación en un color diferente para mostrar dónde el robot realmente ha colocado el cubo. Hacer un punto para mostrar el centro de la ubicación real. ¿Qué tan lejos de la ubicación esperada está la ubicación real?
- Repetir el proceso por lo menos tres veces.
Dependiendo del nivel de habilidad del alumnado se pueden utilizar coordenadas cartesianas para indicar las coordenadas esperadas y reales (por ejemplo, Esperado (x, y) Actual (x1-5, y1-2)). Incluso, el profesor puede desafiar al alumnado a identificar un sistema cartesiano en el papel cuadriculado y ser muy específicos al describir el rango de movimiento, según el tipo de robot que hayan creado los alumnos.
OBSERVAR (30 minutos)
Probar y analizar
- ¿La solución planteada responde al diseño inicial?
Los alumnos deben utilizar una tabla para registrar los datos obtenidos. Deben nombrar las columnas, las filas, el número de pruebas realizadas, la posición esperada, la posición real, la diferencia y los cambios realizados
Después de probar y analizar es importante que el alumnado se tome un momento para observar y reflexionar sobre los datos obtenidos a través de la práctica realizada. Algunas preguntas que el profesor puede plantear son:
- ¿Puede el movimiento del robot ser más preciso?
- ¿De qué manera han resuelto los demás equipos el problema?
Una manera interesante de evaluar los proyectos de cada grupo es intercambiando los proyectos, una vez finalizados, entre los diferentes equipos para que así sean capaces de evaluar sus propios proyectos y los de los demás. Este proceso de revisión les ayudará a desarrollar habilidades para dar feedback constructivo al resto de equipos, así como a agudizar las habilidades de análisis y el uso de datos objetivos para respaldar sus teorías en un debate.
Comunicar, la parte fundamental
Aquí se proponen algunas ideas para sugerir a los alumnos:
- Crear un vídeo de su proyecto, especialmente de la presentación final y la explicación del funcionamiento de su robot.
- Explicar algunas características importantes de su cadena de programación creada a partir del software.
- Crear una guía de construcción para su modelo a partir de una serie de fotografías que los equipos van realizando a medida que construyen el robot.
- Incluir una imagen de su cadena de programación con comentarios.
- Añadir una fotografía del equipo
La siguiente solución es un ejemplo de las muchas posibles soluciones para esta actividad
[embed]https://www.youtube.com/watch?v=tnj1-pfMZUY[/embed]