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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
EL MAGNETISMO AUMENTADO Bernat Llopis Carrasco Francisco García Gómez ESCUELAS SAN JOSÉ Valencia Introducción: Desde hace pocos años se está trabajando en un tema nuevo que sin ninguna duda representará un cambio sustancial en el uso de la tecnología para la exploración del mundo en que vivimos por medios innovadores. La Realidad Aumentada (RA), o la mezcla de la realidad en la que vivimos con elementos virtuales para complemento de información sobre diferentes entornos es una herramienta que ofrece grandes posibilidades en la educación que pueden relacionarse con los entornos pedagógicos y por otra parte con las tecnologías móviles.
Objetivos: General: ●
Desarrollar un modelo sobre cómo la realidad aumentada y las herramientas de la web 2.0, con el soporte del el mobile learning, pueden ayudar a incrementar el aprendizaje de los alumnos y hacerlo más profundo y significativo.
Específicos: ● Reconocer imanes y sus campos magnéticos. ● Reconocer la vinculación entre corrientes eléctricas y campos magnéticos.
Relación del tema propuesto con el currículo del curso: El proyecto se desarrolla dentro del módulo de Electrotecnia de 1er curso de Ciclos Formativos de Grado Medio, de la familia profesional de Instalaciones Eléctricas y Automáticas.
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Breve descripción del proyecto: Se pretende crear una material de trabajo sobre la unidad de magnetismo y electromagnetismo, donde el tradicional libro de texto se convierte en un elemento interactivo mediante realidad aumentada que les conducirá a construir un dispositivo electromagnético. Planificación: a
Fase de aprendizaje: en esta fase se experimentarán los diferentes sistemas de realidad aumentada y su aplicación en la educación.
b
Fase de desarrollo: Generación de un documento que incorpore los medios e instrucciones necesarios para posibilitar la visualización de los contenidos mediante realidad aumentada.
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Fase de implantación (prueba piloto): Se trabajará el material generado con el grupo de 1º de FP de Grado Medio de electricidad de las Escuelas San José.
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Fase de evaluación: Utilizando indicadores definidos previamente se medirá el grado de satisfacción de la experiencia (en alumnos y profesores), así como el grado de eficacia.
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Fase de divulgación: La presentación de la experiencia se llevará a cabo durante las jornadas de puesta en común del 5 al 7 de marzo de 2013, donde se explicará el proceso seguido.
Cuestiones previas y motivadoras para los alumnos: •
¿Por qué son importantes los imanes?
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¿Es importante conocer la influencia de los campos magnéticos para la vida diaria?
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¿Cómo pueden afectar los campos electromagnéticos a los seres vivos?
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¿Por qué decimos que la tierra tiene campo magnético?
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¿Por qué se altera la imagen al acercar un teléfono móvil al monitor del ordenador?
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¿qué provoca la reproducción de sonido en un altavoz?
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¿y no se te ha ocurrido pensar cómo se fabrican?
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¿cómo hacer para que los imanes pierdan su imantación?
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¿cómo se producen las auroras boreales?
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Material y recursos necesarios: Programas: •
Sketchup para el diseño de modelos en 3D (www.sketchup.com/intl/es_es/)
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Aumentaty para crear y visualizar la capa de realidad aumentada (www.aumentaty.com)
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QR Base para generar los códigos QR (www.qrbase.com)
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I-Nigma o cualquier lector de códigos QR (www.i-nigma.com)
Material para montaje del motor: •
Imanes
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Hilo de cobre esmaltado
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Poleas (2)
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Eje metálico
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Prisioneros de latón
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Base de madera
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Laminas de hojalata (2)
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Laminillas de bronce (4)
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Escuadras (10)
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Tornillos y clavos
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Tubo de plástico
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Limaduras de hierro
Normas de seguridad (ejemplos): •
Para el manejo de limaduras de hierro deben utilizarse gafas protectoras.
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Antes de conectar cualquier bobina, asegurarnos que lo hacemos a un dispositivo con muy poco voltaje (MBTS= muy baja tensión de seguridad) NUNCA a la red eléctrica.
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Procedimiento: Creación de modelos en Sketchup con las imágenes que vamos a visualizar posteriormente. Aquellas que quieres visualizar en realidad aumentada, deben exportarse en formato dae (collada). Para preparar la actividad asignamos las imágenes a los marcadores predefinidos del programa Aumentaty Author integrándolos en la biblioteca. Una vez revisados se exporta el escenario para que pueda ser visualizado con Aumentaty viewer. Video tutorial: http://youtu.be/rq6mIXq-SXo Experiencias 1 y 2: Identificación de los polos de un imán recto y otro de herradura con marcadores de realidad aumentada. Sigue las instrucciones del dossier de trabajo y enfoca el marcador con la cámara de tu ordenador. Responde a las preguntas y actividades a la vista de la figura que aparezca en la pantalla. Cuando hayas terminado esta parte, captura con tu webcam o con la aplicación de tu dispositivo móvil el código QR que te guiará para realizar la siguiente experiencia. Experiencias con códigos QR: Se desarrollan diferentes actividades mediante la captura de códigos QR: •
Laboratorio virtual, para experimentar sobre ordenador o dispositivo móvil diferentes leyes y efectos a estudiar en el magnetismo.
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Visualización de respuestas a problemas planteados.
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Acceso a videos que explican conceptos
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Acceso a videos que proponen replicar experiencias, por ejemplo: Situaremos un imán debajo de una placa de plástico preferiblemente transparente y sobre esta esparcimos limaduras de hierro. Observa ahora: ¿Se disponen al azar o siguen algún patrón? ¿hay espacios vacíos en el patrón que ha generado? Responde: ¿cómo se denomina la figura que forma el conjunto de limaduras? ¿Qué nombre tienen las líneas donde se concentran las limaduras?
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Experiencia Final: Construcción de un motor eléctrico siguiendo marcadores de Realidad Aumentada. Construiremos con los materiales sugeridos un pequeño motor eléctrico de dos polos. •
Construir el bastidor y los soportes.
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Construir el rotor del motor: delgas y bobinado.
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Montaje de las partes.
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Construir las escobillas.
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Ensamble de elementos
Observa ahora: •
Comprueba que el bobinado actúa como un electroimán
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Colocar el rotor en el estator y aplicar corriente
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Ver qué ocurre si el imán está en sentido contrario.
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Ten cuidado con las conexiones comprobando con el polímetro.
Tiempo necesario para desarrollar esta práctica: Seguir cuaderno trabajo: 6 sesiones Practica motor: 3 sesiones Cuestionario evaluación: 1 sesión
Cuestiones de reflexión y conclusiones para los alumnos: •
¿Se cumple que las líneas salen del polo norte magnético y entran por el sur? Recuerda que por dentro del imán van de sur a norte. Deben plantearse a lo largo y al final del proyecto
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Análisis del estudio de magnetismo con realidad aumentada: 1. Relación pormenorizada del método y los resultados obtenidos Con este proyecto, como se ha dicho anteriormente, hemos querido incorporar innovaciones tecnológicas, buscando en todo momento, una mejor comprensión por parte del alumnado haciéndolo participe de su aprendizaje. Explicamos brevemente los pasos seguidos en el proyecto: 1. Se desarrolla una unidad didáctica del currículum, con elementos novedosos, donde programas como realidad aumentada, código QR, videos educativos y las experiencias que el alumno tiene que realizar junto con la construcción de un motor eléctrico, se convierte en el eje principal del proyecto. 2. Se le entrega la unidad didáctica al alumno, se explica los principales programas informáticos empleados y se pasa a su desarrollo. 3. El alumno comienza desarrollando las experiencias de la unidad. 4. Se facilita al alumno tanto el ordenador para realidad aumentada, tablets para lectura de códigos QR y los alumnos que disponen de Smartphone pueden desarrollar parte de la unidad y seguir las indicaciones para realizar las experiencias. 5. El alumno lee bien con tablets o Smartphone el código QR observa que sucede o que tiene que realizar y se pasa a su construcción o resolución de dudas. 6. La ventaja de este método que permite que cada alumno vaya a su ritmo y se tome el tiempo necesario para responder a las preguntas o realizar las experiencias. 7. En la unidad desarrollada se ha tenido en cuenta tanto el trabajo individual como el trabajo en grupo donde la colaboración entre compañeros ha sido muy buena. 8. Se ha pasado un cuestionario sobre los principales conceptos de la unidad que el alumno realiza sin mayor problema. 9. Por último se pasa un cuestionario para conocer la opinión de los alumnos sobre la forma de desarrollar la unidad, destacar la gran aceptación por parte del alumnado (evaluación del proceso de enseñanza aprendizaje) 2. Aporte de material gráfico que soporte y documente la realización de la práctica. Dejamos la dirección de la página web donde se encuentra toda la información del proyecto. http://goo.gl/pzwvR
3. Si se trata de una pequeña investigación, redacción del proyecto de acuerdo a algún formato generalmente aceptado en las comunicaciones científicas. Introducción El alumno ya familiarizado con diferentes conceptos y programas de la unidad pasar a construir un MOTOR ELÉCTRICO
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Problema a trabajar Construcción de un motor eléctrico siguiendo marcadores de Realidad Aumentada y el guión de la unidad. Hipótesis de trabajo Construcción de un motor eléctrico que al conectarlo a una fuente de alimentación debe girar, para ello se seguirá el guión del proyecto y el alumno deberá aplicar también conocimientos previos. Objetivos • Aprendizaje colaborativo donde la solidaridad entre compañeros y el respeto a la diversidad, como norma fundamental de un trabajo bien hecho. • Correcto funcionamiento del motor y análisis de posibles errores. • Importancia del magnetismo para vida cotidiana y para la humanidad. • Conocer términos y autores destacados del magnetismo. • Manejar con destreza tanto equipos, herramientas y material necesario. • Conocer los peligros del electromagnetismo para evitar posible accidentes. Grupo de alumnos que la realizan Se realizan 5 proyectos variando el número de alumnos, que ha variado desde grupo de dos alumnos hasta 4 alumnos. Material para montaje del motor: • • • • • • • • • • •
Imanes Hilo de cobre esmaltado Poleas (2) Eje metálico Prisioneros de latón Base de madera Laminas de hojalata (2) Laminillas de bronce (4) Escuadras (10) Tornillos y clavos Tubo de plástico
Método de trabajo (Proyecto-construcción) Se ha llevado a cabo una metodología participativa, variada, fomentando el protagonismo del alumno con el fin de conseguir un aprendizaje cooperativo, significativo, autónomo y constructivo. Se ha programado este proyecto para contribuir al logro de los objetivos de aprendizaje, al desarrollo de los contenidos y a la adquisición de las competencias básicas, de tal forma que el alumno compruebe su progreso reforzando así su motivación.
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Resultados El trabajo en grupo ha sido muy satisfactorio donde ha demostrado una gran motivación y solidaridad entre compañeros, alcanzando los objetivos de aprendizaje y competencia. Conclusiones y discusión Los alumnos han valorado muy satisfactoriamente el proyecto y el trabajo en grupo alcanzando las competencias y objetivos planteados, como se indicó anteriormente se paso un cuestionario anónimo para conocer la opinión del alumnado, la verdad, que los resultados muy satisfactorios. Análisis de los resultados numéricos: Las cuestiones trabajadas se realizaron al finalizar la práctica, y los resultados obtenidos son: (pendiente poner la estadística de resultados de Moodle) Ejemplo de cuestionario que realizan los alumnos.
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Conclusiones del proyecto: 1. Grado de consecución de los objetivos propuestos El nivel de competencia alcanzado en el desarrollo de las capacidades recogidas en los objetivos ha sido muy bueno. Los alumnos han valorado muy positivamente el proyecto, los profesores en el día a día lo han podido comprobar. 2. Capacidades pretendidas y desarrolladas • Competencias como digital, social, conocimiento, aprender a aprender, autonomía, emocional y comunicación se han desarrollado con gran éxito. • Objetivos de aprendizaje desarrollados y que el alumno ha adquirido con gran éxito. 3. Capacidades pretendidas y no desarrolladas Por las edades del alumnado se ha detectado que un pequeño problema bloquea al alumno, pero solucionado muy satisfactoriamente. 4. Capacidades no pretendidas y desarrolladas Una gran solidaridad entre compañeros y respeto a la diversidad 5. Una vez realizada la práctica, ¿mejoran los alumnos su aprendizaje en las clases “ordinarias”? El alumno mejora, debido a que termina la clase muy motivado 6. ¿Establecen relaciones los alumnos con otros contenidos curriculares tanto de materias científicas como de otras que no lo son? Con las ayuda del grupo clase y del profesor se intenta que vean la relación con el mundo físico (aurora boreal) y con el cuerpo humano (¿cómo afecta la polaridad de la tierra al humano?)
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Análisis de resultados del cuestionario Como se observa en los resultados, después de trabajar el tema de magnetismo y electromagnetismo con el dossier de “Magnestismo Aumentado” y realizar el cuestionario del tema en la plataforma moodle aplicando la metodología “mobile learning”, los alumnos han alcanzado un nivel de conocimiento del tema superior al de cursos precedentes. Hay que tener en cuenta además, que en las mismas horas de desarrollo de la unidad se han realizado más actividades prácticas.
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