Projecte multidisciplinari per crear un procés automatitzat en grups treballant de manera cooperativa i col·laborativa entre els alumnes de quart d’ESO de secundària.

Treball de fi de màster Títol: Projecte multidisciplinari per crear un procés automatitzat en grups treballant de manera cooperativa i col·laborativa entre els alumnes de quart d’ESO de secundària. Cognoms: Arrabal Sierra Nom: Manel Titulació: Màster en Formació del Professorat d’Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat, Formació Professional i Ensenyament d’Idiomes Director/a: Dr. David López Data de lectura: 06/06/2020 Pàg. 2 “La meta principal de la educación es crear hombres que sean capaces de hacer cosas nuevas, no simplemente de repetir lo que otras generaciones han hecho; hombres que sean creativos, inventores y descubridores. La segunda meta de la educación es la de formar mentes que sean críticas, que puedan verificar y no aceptar todo lo que se les ofrece”. Jean Piaget (1.896-1.980) Pàg. 3 INTRODUCCIÓ 5 TEORIES D'APRENENTATGE 6 APRENENTATGE 12 METODOLOGIES D’APRENENTATGE 14 RELACIÓ ENTRE TEORIES D'APRENENTATGE i ABP 18 ELECCIÓ DE L’OBJECTE A CONSTRUIR 19 IMPLEMENTACIÓ 22 DESCRIPCIÓ DEL PROJECTE 23 AGRUPAMENT I INCLUSIÓ. 24 ASSIGNATURES 25 DOCUMENT DEL DOCENT 31 ASSIGNATURA TECNOLOGIA 31 COMPETÈNCIES DEL PROJECTE 31 OBJECTIUS DIDÀCTICS 31 CONEIXEMENTS PREVIS 32 TEMPORITZACIÓ 32 REQUERIMENTS INICIALS 35 PLÀNOLS 35 Esbós 35 Croquis 35 Planta, alçat i perfil 35 De detall 36 ELECTRICITAT \ ELECTRÒNICA 36 Descripció dels components 36 Esquema elèctric 36 PROGRAMACIÓ 37 Explicació del llenguatge i programari 37 Descripció del codi 37 CONSTRUCCIÓ 38 Pressupost 38 Seqüència d’operacions del procés constructiu 38 GLOSSARI 39 AVALUACIÓ DEL PROJECTE 39 RECURSOS 40 ANNEXOS 41 Pàg. 4 BIBLIOGRAFÍA 41 WEBGRAFIA 42 Pàg. 5 BASES TEÒRIQUES DEL PROJECTE INTRODUCCIÓ En el present treball de fi de màster en Formació del Professorat d’educació Secundària Obligatòria és recull la justificació pedagògica d’un projecte ABP multidisciplinari orientat al curs de quart d’ESO. Inicialment, hi ha l’anàlisi de les teories més importants de l’aprenentatge (Conductisme, Cognitivisme i Constructivisme), el seu enfoc respecte a com les persones aprenem, com els condicionants afecten a l’aprenentatge i diferents exemples de com podem relacionar les teories d’aprenentatge amb el projecte ABP. Com a docent, veure els diferents punts de vista de com els humans aprenem i com el cervell assimila els conceptes ens dona una base científica que ens ajuda a preparar els documents i treballs futurs per els nostres alumnes. EL meu posicionament respecte a l’aprenentatge és que el constructivisme es el camí a seguir i cal proposar aprenentatges a on es promogui que els alumnes tinguin un paper més actiu, però no podem deixar de banda les altres teories perquè en alguns moments ens poden ser molt útils, al punt d’entrellaçar-se en alguns moments. Per posar-nos en context, ens podem imaginar la situació a on estem treballant de manera activa per grups al taller (aprenentatge orientat al constructivisme), però per altra banda, com a docents podem mostrar als alumnes com utilitzar una eina a taller i llavors aquest aprenentatge que estan fent els alumnes es posiciona com a cognitiu social per observació. Seguint la filosofia del constructivisme i l’aprenentatge actiu, es fa recerca de diferents metodologies que poden ser útils a una aula d’educació obligatòria de secundària (Aprenentatge basat en problemes, Aprenentatge basat en projectes, Delphi, Role Play, Flipped Classroom i CAS), exposant els avantatges i inconvenients de cada metodologia i el procés/passos de com dur-les a terme. Un cop el docent coneix les teories d’aprenentatge i les diferents metodologies actives que es poden utilitzar, es proposa un projecte (ABP) multidisciplinari a realitzar amb els alumnes de quart d’ESO. Primerament, com tot aprenentatge ABP cal definir un objecte a fer per part de l’alumnat. En aquest cas, l’elecció de l’objecte a construir s’ha fet una cerca dins dels continguts curriculars de cada assignatura de quart d’ESO . S’exposen propostes per fer l’objecte i les assignatures que es poden incloure. Tot i això, cal recalcar que la visió de les assignatures s’ha fet des de un punt de vista d’un docent de tecnologia i no cal dir, que un projecte d’aquestes característiques hauria de tenir el vist i plau dels docents de les altres assignatures, per tenir una visió més clara i acotada del projecte. La meva estada de pràctiques en l’institut m’ha servit per poder veure in situ les classes de docents d’altres àmbits que m’han ajudat a tenir un enfoc més clar del projecte. Pàg. 6 Treballar amb un projecte multidisciplinari en un institut implica crear nous vincles entre docents d’altres assignatures i aprendre de manera cooperativa colze a colze amb altres docents, per altra banda és reforça el pensament en que totes les assignatures son importants i que son necessàries per poder assolir l’objecte final. Al treballar en un projecte escrit, es vol donar molta importància que abans d’anar a taller o fer proves científiques cal fer primerament un estudi, un estudi a on cada grup d’alumnes haurà de pensar i avançar-se en els diferents problemes que poden sorgir i veure la viabilitat al llarg del procés constructiu. Per poder dur a terme aquest projecte multidisciplinari cada docent haurà de preparar la seva programació didàctica i l’avaluació del projecte per part de la seva assignatura. Per tant, en el TFM s’explicarà en trets generals les parts de les assignatures que es poden incloure i en el meu cas, com a docent de tecnologia incloure amb més profunditat la programació didàctica, les diferents parts del projecte ABP i l’avaluació. TEORIES D'APRENENTATGE L’estudi de l’aprenentatge s’ha anat incrementant i continua desenvolupant-se en l’actualitat, però la pregunta (Com aprenem?) es remunta des dels inicis de la civilització humana. “Arguyes que el hombre no puede inquirir acerca de lo que sabe, más tampoco de lo que ignora, porque si sabe, no tiene razón de inquirir lo que ya sabe; y si no, no puede hacerlo, puesto que no conoce la propia materia sobre la que ha de investigar.” (1965, p. 16) Platón. L’anterior frase del filòsof Plató es pot interpretar de la següent manera: No només cal incidir en el que coneixem i sabem, sinó que la manera de conèixer verdaderament un camp o una matèria és investigar-lo i aprendre tot el que ignorem. Per tant, abans de emfatitzar en les teories d’aprenentatge, farem un incís per definir (Què és l’aprenentatge?). Molts teòrics i investigadors han definit l’aprenentatge i no hi ha una definició universalment acceptada, però si que gairebé totes les definicions reuneixen els mateixos principis. “Learning is an enduring change in behavior, or in the capacity to behave in a given fashion, which results from practice or other forms of experience”. (Shuell, T. J. (1986). Cognitive conceptions of learning. Review of Educational Research, 56, 411–436 ) https://doi.org/10.3102%2F00346543056004411 A partir de les paraules de Shuell, podem extreure tres punts clars de l’aprenentatge: - Implica un canvi. - Perdura al llarg del temps. - Succeeix a través de l'experiència. Pàg. 7 La manera en la qual els humans entenem l’aprenentatge i com pensem que aquest succeeix ho classifiquem amb les teories d’aprenentatge. Totes les teories parteixen dels tres punts clars (implica un canvi, perdura al llarg del temps i ocorri a través de l’experiència) però tenen una interpretació diferent de com es realitza aquest aprenentatge. Segons Shuell, hi ha aspectes claus que serveixen per diferenciar les teories d’aprenentatge i a través de les següents preguntes podem distingir-les entre elles. 1. Com ocorre aquest aprenentatge? 2. Quins factors influeixen en l’aprenentatge? 3. Quin paper juga la memòria? 4. Com ocorre aquesta transferència? 5. Quins tipus d’aprenentatge s’expliquen millor en cada teoria? TEORIA DEL CONDUCTISME Aquesta teoria està centrada en el comportament i el medi que ens envolta. La seva base és fonamenta en que tot procés d’aprenentatge arriba precedit d’un condicionant. El conductisme dóna molta importància al fet de les conseqüències d’aquestes conductes i en les seves respostes a les quals segueix un reforç hi ha més probabilitats de que tornin a succeir en un futur, no posa èmfasi en determinar l’estructura del coneixement de l’estudiant ni determinant quins processos calen per fer l’aprenentatge. 1. Com ocorre aquest aprenentatge? Condicionament operant En la imatge de sota, podem veure com l’animal està en una gàbia i té com a objectiu menjar (l’estímul), quan el gat aconsegueix la manera d’arribar al menjar (la resposta) es produeix un aprenentatge, el següent cop que vulgui menjar tornarà a fer el mateix perquè li ha funcionat, és reforça l'aprenentatge i es manté a la memòria. Pàg. 8 La llei de l’efecte de Thorndike. L’animal aprèn per assaig i error, quan un assaig és converteix en satisfactori llavors ho associa al comportament i un resultat positiu. Condicionament clàssic En aquest cas, ens podem imaginar un gat que associa un estímul inicial (l’olor del menjar) que li provoca al seu organisme una resposta incondicionada (la salivació). Si proposem un esdeveniment neutre que en principi no proposa cap resposta (un soroll) al mateix espai temporal, aquest esdeveniment neutre acaba provocant les mateixes funcions que l'estímul inicial. Per tant, el soroll podria fer que li provoqui la salivació al gat. 2. Quins factors influeixen en l’aprenentatge? Els factors més importants son les condicions ambientals, per sobre de l'estudiant o factors ambientals. Els conductistes avaluen als estudiant i creen reforços positius a l’alumne, per exemple amb un premi al aconseguir un objectiu, i en reforços negatius per exemple amb càstigs. 3. Quin paper juga la memòria? En la teoria conductista la memòria no és molt rellevant i no li donen importància de la manera que s’emmagatzemen o és recupera la informació la passar un temps. En cas d’oblidar una Pàg. 9 resposta s’atribueix a la falta de l’ús, per tant, per mantenir a l'estudiant preparat cal fer pràctiques periòdiques per tenir-lo llest per respondre. 4. Com ocorre aquesta transferència? La paraula transferència en aquest sentit ens referim a com s’aplica aquest coneixement adquirit en noves situacions que l’alumne ha de fer front. En la teoria conductista l’alumne transfereix els coneixements que ha après a les situacions que més característiques similars tenen entre elles. 5. Quins tipus d’aprenentatge s’expliquen millor en cada teoria? Els aprenentatges que siguin útils per construir i reforçar associacions estímul-resposta a través de la pràctica i el reforç, son útils en aprenentatges basats en la discriminació (records de fets), generalitzacions (definir conceptes) o encadenaments (fer les coses automàtiques d’un procés específic). Per altra banda, el conductisme no pot explicar els aprenentatges de més alt nivell com poden ser el pensament crític o el desenvolupament del llenguatge. TEORIA DEL COGNITIVISME A mitjans del segle XX, els psicòlegs i teòrics comencen a prioritzar nos models d’aprenentatge cognitiu enfront a les teories d’aprenentatge conductiu. El cognitivisme intenta explicar la conducta a través de l’anàlisi dels processos mentals i estudia els mecanismes que fan que es produeixi el coneixement. Aprofundeix més en el pensament, el llenguatge, la formació de conceptes i el processament de la informació (Snelbecker, 1983). 1. Com ocorre aquest aprenentatge? La teoria cognitiva estudia els processos que hi ha per dur a terme l’aprenentatge i s’ocupa de com la informació és rebuda, organitzada, emmagatzemada i localitzada. Quan s’adquireix un nou coneixement és descriu com una activitat on l’alumne internament codifica la informació rebuda i fa una estructura. L’estudiant forma part de procés d’aprenentatge. Teoria social cognitiva L’aprenentatge sorgeix a partir de: ● Observació: observar a altres individus fa que aprenem nous coneixements i modifiquem les nostres conductes. ● Reproducció: la repetició d’un comportament satisfactori en un ambient positiu motiva a l’alumne ha repetir el procés i posar en pràctica els comportaments adquirits. ● Autosuficiència: Posar en pràctica els coneixements adquirits. ● Defensa emocional: la fortalesa emocional d’un alumne (o adult) pot inhibir un ambient estressants. Pàg. 16 Exemple d’aplicació del ABP a les escoles/instituts: - Introducció del projecte - Organització del treball - Desenvolupament pràctic del projecte. - Avaluació i conclusions Flipped Classroom La metodologia Flipped (o aula invertida) es un model pedagògic a on s'inverteix els papers docent - alumnes. Pensem en la típica classe magistral on l’alumne imparteix el temari i els alumnes ho assimilen, doncs a l’aula invertida és a l’inrevés. Els materials didàctics son estudiats primerament pels alumnes i després es treballen a casa. El principal objectiu d’aquesta metodologia es optimitzar el temps de treball a classe, d’aquesta manera el podem dedicar a ajudar a alumnes que els hi costi assimilar conceptes o ampliar els coneixements, per contra, considero que potser depèn el grup classe o l’edat dels alumnes pot ser difícil implementar-ho a la secundària. En cas d’implementar-ho, ho faria en un tema que potser pugui crear molta curiositat als alumnes, per exemple, en el nostre ABP poden esbrinar els components que necessitarem per crear el circuit elèctric (elements de control, actuadors, etc). Referència. Mercedes Marqués, “Qué hay detrás de la clase al revés (flipped classroom)”. http://aenui.net/ojs/index.php?journal=revision&page=article&op=view&path%5B%5D=299& path%5B%5D=457 Delphi Linstone i Turoff (1975) van definir Delphi com “Mètode d’estructurar un procés de comunicació del grup per permetre a un equip d’individus considerats com un tot, tractar un problema complex.” El mètode Delphi va néixer com una tècnica de recollida d’informació a partir de l’opinió d’un grup d’expert a través d’una consulta reiterada. Es tracta d’una tècnica qualitativa i és molt útil en casos que hi ha mancança d’informació per la presa de decisions. El seu funcionament radica a fer opinions i preguntes consensuades i d’aquesta manera arribar a una decisió col·lectiva. Actualment hi ha estudis Delphi en camps com Medicina, tecnologia, ciències socials, educació o política. Exemple d’aplicació de Delphi a les escoles/instituts: 1. Definir els objectius. 2. Selecció d’experts. Els alumnes han de fer grups de quatre alumnes per dissenyar una enquesta amb preguntes relacionades amb el cas definit als objectius. (Com a docents fem de guies i donem pistes per l’elaboració de les preguntes). 3. Al finalitzar el qüestionari, un altre grup de la classe el respon en un temps limitat pel professor. Pàg. 17 4. Un cop retornen la resposta, el grup d’experts l’ha de valorar. 5. El grup d’expert analitza les respostes del qüestionari que han elaborat i escriu un nou qüestionari per aprofundir una mica més en el tema i arribar als objectius proposats. 6. Al finalitzar la sessió, cada grup d’experts haurà omplert qüestionaris d’altres grups. 7. Tota la informació obtinguda per cada grup s’exposa a classe. Referència. Mercedes Reguant-Álvarez i Mercdes Torrado-Fonseca. “El método Delphi”. https://revistes.ub.edu/index.php/REIRE/article/view/reire2016.9.1916/18093 Mètode del cas Aquesta metodologia es basa en l’estudi d’una problemàtica concreta i real a on no hi ha una única solució. La finalitat és analitzar un cas per i exposar-lo a classe, involucrar als alumnes i fer que participin a l’anàlisi del cas, fent debats, reflexionant i aprofundint en el pensament crític. Els punts forts del CAS és motivar als alumnes, facilitar la retenció de la informació i enfortir les competències personals ( comunicació d’idees, treball en equip, pensament crític, etc.). Exemple d’aplicació del mètode CAS a les escoles/instituts: 1. Lectura i anàlisis del cas (treball individual) 2. Reflexió en grup i posada en comú dels coneixements individuals. 3. Presentació dels resultats a altres grups. 4. Elaboració d’un treball de la resolució del cas. Rol Play Aquesta metodologia implica que els alumnes facin debats i que ens posem en un rol o interpretem un paper, suposa una oportunitat perquè l’alumne es posi en la situació d’una altre persona en una situació problemàtica en la vida real. Abans de fer el debat, l’alumne s’ha de documentar amb la intenció de recopilar informació per poder posicionar-se en relació a la polèmica que es planteja. Exemple d’aplicació del Role Play a les escoles/instituts: 1. Exposem el debat als alumnes. 2. Fan recerca d’informació respecte la polèmica. 3. Dividim el grup classe en dos parts i assignem una part a favor i una en contra. 4. Fem el debat. Learning by doing Pàg. 18 Segons Schank “Els estudiants només poden aprendre mitjançant experiències”. Aquesta frase i la metodologia Learning by doing estan estretament lligades, la metodologia fomenta que aprenem fent les coses. Aquesta metodologia va néixer a Finlàndia i es contraria a els mètodes de memorització, la seva aplicació es proposant situacions interesants pels alumnes i que els hi motivi per aprendre i investiga. RELACIÓ ENTRE TEORIES D'APRENENTATGE i ABP A partir de les diferents teories d’aprenentatge podem observar com amb el pas del temps ha anat evolucionant la visió de com els humans aprenem. És veritat que en l’actualitat està més prioritzada la teoria del constructivisme, però també podem aprofitar i extrapolar els coneixements adquirits que tenim de les teories per ajudar a que els estudiants puguin assimilar millor els conceptes. Podem relacionar els mecanismes d’aprenentatge que ens donen les teories amb les activitats i sessions que farem al llarg del projecte (Aprenentatge basat en projectes), per exemple, hi ha un apartat on els alumnes han de fer un pressupost dels materials. Si relacionem la teoria social cognitiva amb l’apartat de fer un pressupost, si expliquem i exposem com fer el primer ítem, i després ells fan el següent, llavors estem proposant un aprenentatge per observació. Al repetir la mateixa tasca amb tots els ítems del pressupost s'està aprenent per l’aprenentatge de reproducció. La teoria constructivista proposa que l’aprenentatge ha de ser com més real millor, per tant proposarem un ABP de fer un objecte útil per la vida quotidiana, per altra banda, també ens esmenta que l’aprenentatge ha de ser actiu, per tant, els alumnes (grups) seran els protagonistes principals de l’aula i el docent donarà les pistes que siguin necessaris al llarg del procés. La metodologia d’Aprenentatge basat en projectes s’enfoca en la teoria constructivista, a on el coneixement el construeix de manera activa el propi estudiant i aquest coneixement esta en constant canvi. - A través del procés constructiu del projecte, els alumnes estan aprenent constantment a partir de les iteracions, i aquest nou coneixement no implica sumar-lo al que ja sabíem o esborrar l’antic, sinó que el coneixement que ja tenim es modifica i es transforma en un nou coneixement. - El rol del professor deixa de ser el tradicional i dona llibertat als estudiants perquè puguin fomentar el seu propi procés d’aprenentatge. No només donem llibertat als alumnes perquè puguin treballar al seu nivell i ritme (inclusió), sinó que també fomentem la integració com a societat. - El treball en grup ajuda a desenvolupar les competències personals dels alumnes. - Seguint la teoria constructivista i el Learning by doing, els estudiants comprenen millor les seves tasques si son del seu propi interès, per tant com a docent es interesant proposar el projecte o les sessions relacionades amb temes d’interès actual pels alumnes. Pàg. 19 ELECCIÓ DE L’OBJECTE A CONSTRUIR La finalitat del projecte és la construcció d’un objecte que abasta varies assignatures de diferents àmbits i que s’unifiquen amb un còmput global. Alhora d’escollir l’objecte a desenvolupar, no només s’ha tingut cura segons les assignatures que poden participar, sinó també de continguts que es treballin a quart d’ESO. Els següents objectes son exemples on al llarg del seu procés constructiu necessitarem del coneixement de varies assignatures per dur-los a terme. Al llarg del projecte és construeix l’objecte “reg automàtic”. Objecte Drone Assignatures ● Tecnologia ○ materials ○ mecànica ○ sensors ○ actuadors ○ electrònica ○ automatització ○ dibuix tècnic ● Cultura i valors ètics ○ privacitat ○ espionatge ● TIC ○ programació Objecte Altaveu Assignatures ● Tecnologia ○ materials Pàg. 20 ○ sensors ○ actuadors ○ electrònica ○ dibuix tècnic ● TIC ○ programació ● Música ○ instruments ● Història Objecte Robot industrial Assignatures ● Tecnologia ○ materials ○ sensors ○ actuadors ○ electrònica ○ transmissió de moviments ○ automatització ○ mecànica ○ dibuix tècnic ● TIC ○ programació ● Música ○ instruments ● Història ○ evolució de la robòtica ○ revolució industrial ● Matemàtiques ○ Introducció coordenades cartesianes ○ Eixos de coordenades ● TIC ○ audiovisuals ○ programació ● Cultura i Valors ètics ○ Debats. Treuen feina els robots industrials? ○ Crea’n de noves? Objecte Reg automàtic Pàg. 21 Assignatures ● Tecnologia ○ materials ○ sensors ○ actuadors ○ electrònica ○ automatització ○ dibuix tècnic ● TIC ○ programació ● Matemàtiques ○ estudis estadístics ○ eines per fer estadística ● Biologia ○ teoria i fets científics ○ relacions tròfiques ● Lingüístic ○ expressió escrita (projecte escrit). ○ lèxic (glossari) ○ expressió oral (presentació). ● Cultura i valors ètics ○ debats. ○ l’automatització destrueix feines? ○ Productes km-0? Pàg. 22 IMPLEMENTACIÓ PROJECTE DE CONSTRUCCIÓ D’UN REG AUTOMÀTIC MULTIDISCIPLINARI AMB ARDUINO Assignatures implicades de quart d’ESO: Tecnologia . TIC . Àmbit lingüístic . Biologia . Matemàtiques . Ètica . Pàg. 23 Docent: Manel Arrabal Sierra DESCRIPCIÓ DEL PROJECTE El projecte consisteix en la construcció d’un reg automàtic amb treball grupal que comportà treball cooperatiu i engloba varies assignatures (multidisciplinari). Durant el transcurs de la construcció cal seguir les etapes del procés tecnològic. ▪ Necessitats ▪ Anàlisi ▪ Disseny ▪ Prototip ▪ Avaluació ▪ Memòria tècnica ▪ Construcció Als requeriments inicials, els alumnes han de trobat les necessitats que requereix el projecte i trobar una solució, cal fer un anàlisis de la solució plantejada per descriure la solució. Un cop s’ha trobat una solució factible, i que compleix els requeriments inicials, cal fer el disseny del projecte a través de plànols, esquemes elèctrics i la programació adient, tots aquests apartats queden recollits a la memòria tècnica. Un cop finalitzat el projecte teòric, els alumnes han de fer la construcció del prototip al taller. Per fer-ho, cal seguir les normes d’utilització d’eines i fer un bon ús del material. Totes les operacions han de quedar anotades a la seqüència d’operacions. Al llarg del procés constructiu del projecte, els alumnes s’hauran d’enfrontar en varies problemàtiques que engloben altres assignatures com l’elecció de la comunicació entre el projecte i l’ordinador(TIC) o emplenar un glossari de noves paraules tècniques apreses (Àmbit lingüístic). Finalment cal fer la avaluació del prototip per verificar si compleix tots els requeriments inicials i s’apropa a el disseny inicial que es va fer, i si escau, quines millores podem proposar al projecte. Un cop els projectes s’han construït, arriba el moment de fer experiments per veure com afectes les diferents condicions i supòsits que li farem viure a una determinada planta (Biologia). Per tant, cada grup dotarà d’unes condicions diferents a cada planta i per fer un estudi estadístic de les dades recollides (Matemàtiques). Al llarg del projecte es faran debats per desenvolupar el raonament crític dels alumnes (cultura i valors ètics). Pàg. 24 AGRUPAMENT I INCLUSIÓ. El projecte es farà en grups homogenis de quatre alumnes. Per fer els grups homogenis, farem una classificació (privada del docent) on posarem a cada alumne una puntuació de 1 a 4 utilitzant com a barem el seu nivell educatiu. Per conformar els grups farem servir la campana de Gauss on posarem un alumne de puntuació 4, dos alumnes de puntuació 2-3 i un alumne de puntuació 1. Els grups han de sortir homogenis i que no hi hagi gaires diferències entre ells. Tots els alumnes s’han de sentir part del projecte i tenir la seva responsabilitat, per fer-ho cada alumne tindrà un carnet amb un rol assignat. ● L’alumne amb el rol de coordinador ha de tenir la capacitat de gestionar el grup i les tasques que cada membre realitzarà. Es recomana que aquest alumne tingui una puntuació de 3-4. ● L’alumne amb el rol de Secretari és l’encarregat d’escriure les diferents idees que van sorgint al grup. Es recomana que aquest alumne tingui una puntuació de 1-2. ● L'alumne amb el rol de Portaveu és l’encarregat de les entregues i de donar veu al grup enfront a les situacions que es trobaran el grup mentre fan el projecte. Es recomana que aquest alumne tingui una puntuació 2-3. ● L’alumne amb el rol d’encarregat del material ha de tenir cura pel material i les eines emprades durant les sessions de taller. Es recomana que aquest alumne tingui una puntuació de 1-2. Pàg. 25 ASSIGNATURES El projecte engloba varies assignatures i al llarg d’aquest apartat s’explicarà a trets generals com treballarem els continguts curriculars implicats, tanmateix s’exposen idees d’activitats i de quina manera pot participar cada assignatura dins del projecte. TEC . Curs Bloc Curricular Contingut Curricular Quart d’ESO Objectes tecnològics de base mecànica, elèctrica, electrònica i pneumàtica - Electrònica, pneumàtica i hidràulica. - Dibuix tècnic. - Control i automatització. Disseny i construcció d’objectes tecnològics. - El procés tecnològic. - Desenvolupament de projectes tecnològics. L’organització del treball. - Disseny i construcció d’objectes. - Materials Un cop tenim clar el funcionament que ha de tenir el projecte i el compliment dels requisits, cal definir i muntar el circuit elèctric amb els diferents components: - Elements de control (interruptors, polsadors, etc). - Receptors (bombetes, bombes d’aigua, etc). - Generadors (piles cilíndriques de 1.5 volts, 3 volts, etc.). - Conductors (200 cm. de cablejat). Al projecte teòric es demana que demostreu les vostres aptituds pel dibuix tècnic, cada component del grup haurà de fer un plànol diferent (croquis, de detall, etc.). A través del circuit elèctric i la programació de la placa d’Arduino farem el control i la automatització del sistema de reg. Els alumnes heu de pensar quines solucions podem fer a les problemàtiques que van sorgint al llarg del procés tecnològic. És de vital importància que abans de connectar i provar qualsevol cosa tingueu clara la teoria per no fer malbé el material. Per exemple, en cas de connectar una bomba d’aigua de 5 volts, no la connecteu amb un generador de tensió de 12 volts. Pàg. 32 ● OD5: Calcular els materials del pressupost. CONEIXEMENTS PREVIS Assignatura tecnologia. Aquesta assignatura és optativa a quart d’ESO, i els alumnes han de tenir uns coneixements adquirits durant la seva etapa abans de fer la pràctica. Durant la etapa de l’ESO els alumnes han obtingut competències bàsiques d’àmbit social que recolzen la idea del treball cooperatiu i en grup. Segons el contingut curricular: - a segon d’ESO, els alumnes han adquirit competències de circuits elèctrics. - a tercer d’ESO, els alumnes han adquirit competències de control i robòtica. En cas de no tenir clar els coneixements previs dels alumnes, es recomanable fer un qüestionari previ on l’alumnat haurà de demostrar que coneix els conceptes mínims per poder fer el projecte. Si els alumnes no tenen les capacitats mínimes per fer el projecte caldrà donar material complementari i de reforç. TEMPORITZACIÓ Sessió 1 Descripció de les activitats Temps Explicació de projecte 20 minuts Agrupació d’alumnes per grups i assignació de rols ( secretari, portaveu, coordinador i encarregat del material) 10 minuts Identificar els requeriments de projecte 10 minuts Pluja de idees per construir el projecte. 15 minuts Total 55 minuts Pàg. 33 Sessió 2 Descripció de les activitats Temps Definir una proposta viable 30 minuts Identificar els components elèctrics 10 minuts Esquema elèctric fet a mà dels components elèctrics 15 minuts Feina a fer a casa: Representar amb el programa fritzing l’esquema elèctric. 30 minuts Total 85 minuts Sessió 3 Descripció de les activitats Temps Distribuir-se la feina dels quatre plànols entre els integrants del grup 10 minuts Iniciar la representació gràfica del plànol. 45 minuts Total 55 minuts Sessió 4 Descripció de les activitats Temps Distribuir-se la feina dels quatre plànols entre els integrants del grup 10 minuts Iniciar la representació gràfica del plànol. 45 minuts Total 55 minuts Sessió 5 Descripció de les activitats Temps Pàg. 34 Finalitzar la representació gràfica del plànol. 55 minuts Total 55 minuts Sessió 6 Descripció de les activitats Temps Identificar els components elèctrics i començar a preparar el circuit elèctric. 40 minuts Escriure en el projecte teòric els passos i les eines utilitzades. 10 minuts Recollir l’aula de tecnologia 05 minuts Total 55 minuts Sessió 7 Descripció de les activitats Temps Identificar els components elèctrics i començar a preparar el circuit elèctric. 40 minuts Escriure en el projecte teòric els passos i les eines utilitzades. 10 minuts Recollir l’aula de tecnologia 05 minuts Total 55 minuts Sessió 8 Descripció de les activitats Temps * La programació s’ha realitzat a l’assignatura de TIC - Finalitzar el circuit elèctric 30 minuts Primeres proves del disseny 25 minuts Total 55 minuts Pàg. 35 REQUERIMENTS INICIALS - Utilitzar material reciclat per fer el projecte. Sostenibilitat ambiental - Utilització d’un full de càlcul indexat per fer el pressupost. Cal utilitzar funcions per realitzar els càlculs automàticament. - Quan plou tenim problemes perquè es fa malbé la part electrònica dels sensors d’humitat. Utilitza noves tecnologies al centre com la impressora 3D. - Quan el dipòsit es queda sense aigua, és necessari que la bomba no treballi perquè es pot fer malbé, per fer-ho, busca una solució plausible. - La bomba d’aigua cal que treballi amb un generador d’energia diferent a una sortida d’Arduino. (Pista. Cal utilitzar un relé). PLÀNOLS Hi ha quatre làmines que s’han d’entregar (esbós, croquis, plànol de planta, perfil, alçat i de detall). Cada integrant del grup és responsable de fer un plànol diferent. Recordeu que podeu obtenir la làmina en el següent enllaç Làmina de dibuix. Al plànol de detall caldrà fer-lo del recipient d’on obtindrem l’aigua per regar la planta. Aquest recipient l’heu de fer vosaltres amb una forma geomètrica que puguem calcular el volum d’aigua que podem tenir emmagatzemat. Esbós L’esbós és el primer dibuix que farem per representar la idea de l’objecte. Aquest dibuix cal ferho a mà alçada, és a dir, sense cap tipus d’instrument per dibuixar (compàs, recte, cartabó, etc.). Tampoc cal mostrar grans detalls, la idea és aconseguir mostrar la solució plantejada de forma gràfica sense escala. Croquis Un croquis és una representació gràfica a mà alçada com l’esbós però que conté informació sobre les dimensions i les mesures però dibuixat sense escala. Planta, alçat i perfil Aquest plànol es composa de les tres vistes que millor representen un objecte amb el dibuix tècnic (planta, alçat i perfil). Pàg. 36 De detall El plànol de detall és un dibuix tècnic d’una part d’un objecte que volem mostrar amb més definició. Això ho fem perquè hi ha una necessitat de poder observar aquesta peça o part de l'objecte amb més resolució. ELECTRICITAT \ ELECTRÒNICA Descripció dels components Component Descripció Unitat de mesura Pila Pila de 4.5 volts per alimentar la placa Arduino Voltatge Fusta Fusta contraxapada de roure (1m x 1m x 4cm) Sistema mètric Cablejat Cablejat per connectar els components Sistema mètric Bombetes Bombetes de diferents colors per mostrar els estats Voltatge Interruptor Interruptor per poder iniciar i parar l’automatització - Sensor Sensors d’humitat que detecta si la terra està seca % d’humitat Actuador Bomba d’aigua per agafar l’aigua del dipòsit i d’aquesta manera poder enviar l’aigua a les plantes. L/cm3 d’aigua Relé Relé que serveix per aïllar la part de control amb la part de màquina, en aquest cas la bomba d’aigua. Voltatge Esquema elèctric Realitzat amb l’eina Fritzing. Pàg. 37 PROGRAMACIÓ Explicació del llenguatge i programari La plataforma Arduino té la capacitat de poder treballar en varis tipus de llenguatges. - Esmenteu quin tipus de llenguatge heu escollit - Per quines raons heu escollit aquest respecte les altres opcions. - Identifiqueu els punts forts i febles del llenguatge escollit. Descripció del codi En aquest apartat cal demostrar que enteneu el codi proposat. - Enganxeu el codi i expliqueu línia per línia quina tasca s'està realitzant. - Identifiqueu els màxims i mínims de cada sensor analògic i expliqueu l’escalat que heu fet en el vostre projecte. Pàg. 38 CONSTRUCCIÓ Pressupost Un cop tots els membres del grup tenen clar l’enfoc del projecte que voleu desenvolupar caldrà fer un pressupost per comprovar si es viable o no la idea que heu obtingut. Per fer-ho, caldrà emplenar la següent graella (full de càlcul indexat) on posarem els diferents materials, quantitat i preu. La utilització d’un pressupost és molt important per obtenir un barem clar i real del cost total del projecte. Quantitat Concepte Preu unit. [€] Cost Total [€] 2 Pila de 4.5 volts 1,2 2,4 10 Cablejat de 1mm de diàmetre i llargada 30cm 0,1 1 1 Fusta contraxapada de roure (1m x 1m x 4 cm) 1,5 1,5 4 Bombetes de diferents colors 0,25 1 1 Interruptor 0,2 0,2 1 Placa Arduino 12 12 1 Bomba d’aigua 1 1 2 Sensors d’humitat 0,4 0,8 Total 19,9 Seqüència d’operacions del procés constructiu Cal emplenar una graella de cada operació que feu durant la construcció del vostre reg automàtic. Heu de descriure la operació, les eines que utilitzem, els materials i les mesures de seguretat que heu tingut en compte per fer-la. Núm. Descripció d’operació Eines Materials Mesures de seguretat La següent web thingiverse utilitza models que podem imprimir amb llicència Creative Common. Descarrega l’arxiu i imprimeix la següent carcassa per protegir el nostre Arduino UNO. https://www.thingiverse.com/thi ng:3806713 - S’ha de fer amb material PTG perquè es sintètic els Pàg. 39 éssers vius no ho descomponen. . GLOSSARI Totes les paraules noves que anem aprenent al llarg de la construcció del projecte cal incloureles al glossari. Com a mínim es demana 50 paraules noves per grup. Per fer-ho, cal utilitzar la següent estructura: Definició: Ordre que anul·la el funcionament del robot industrial i que l’immobilitza. ● ca aturada d'emergència, n f ● es paro de emergència ● fr arret d'urgence ● en emergency stop AVALUACIÓ DEL PROJECTE Aquesta rúbrica exposa les qualificacions del interval assolit excellent fins a assolit amb suficiència. En cas de no complir els mínims (AS) aquella part de la nota equivaldrà a no assolit. La finalitat de treballar en grup és cooperar i que cadascú posi el seu granet de sorra, tots els companys es sentin part del projecte, cadascú amb les seves limitacions i punts forts, però amb una finalitat i un bé comú, per tant, tots els alumnes tindran la mateixa qualificació, a no ser que hi hagi algun problema dintre del grup i s’haurà de parlar directament amb els seus integrants. * Tots els alumnes tenen la mateixa qualificació excepte la representació gràfica (plànol). El projecte està composat per quatre plànols diferents i cada alumne haurà de fer i signat un plànol. La nota final de cada alumne serà la qualificació (AE, AN o AS) amb més freqüència, en cas d’haver-hi dos notes amb la mateixa freqüència llavors caldrà decidir segons la actitud de l’alumne. AE AN AS Pàg. 40 El projecte compleix els requeriments El projecte compleix tots els requeriments El projecte compleix tots els requeriments menys un. El projecte compleix tots els requeriments menys dos. * Representació gràfica del projecte (plànols) El plànol té el format (croquis, detall, alçat, etc) i les mides.. El plànol té el format (croquis, detall, alçat, etc) però hi ha mides incorrectes El plànol té el format (croquis, detall, alçat, etc) però no hi ha mides o son incoherents. Electrònica El projecte compleix tots els requeriments electrònics El projecte compleix tots els requeriments electrònics, excepte un. El projecte compleix tots els requeriments electrònics, excepte dos. Passo a seguir del projecte Hi ha tots els passos expressats amb claredat. Hi ha casi tots els passos expressats en claredat. Hi ha mancança de passos o no estan expressats en claredat. Calcular el pressupost Hi han tots els materials calculats amb claredat. Hi han tots els materials calculats amb claredat, excepte un. Hi han tots els materials calculats amb claredat, excepte dos. RECURSOS Al llarg del projecte es poden afegir tasques i activitats que reforcin els coneixements adquirits, per fer-ho, podem utilitzar plataformes com: ● https://socrative.com ● https://create.kahoot.it Per fer recerca d’informació sobre materials i pràctiques respecte a Arduino. ● App Arduino tutorials: aplicació on hi ha tutorials i explicació de com utilitzar els components bàsics d’Arduino. ● Repositori Arduino amb informació i activitats per conèixer millor el funcionament de la placa. Per fer l’esquema elèctric: Pàg. 41 ● https://fritzing.org/home programa de codi obert i gratuït que ens ha serveix per crear esquemes elèctrics per la plataforma Arduino. A l’apartat d’esquema elèctric hi ha l’exemple de la representació d’un reg automàtic. Per fer-ho, els alumnes hauran d’escollir els components i després connectat degudament els fils per on passa l’electricitat. ANNEXOS Enllaç àmbit cientificotecnològic ● Biologia i geologia pàg. 29. ● Física i química pàg. 31 ● Tecnologia Pàg 50 ● TIC (Informàtica) pàg. 52 Enllaç àmbit matemàtic Enllaç àmbit social Enllaç àmbit ciències socials BIBLIOGRAFÍA Carretero, M. (1997). ¿Qué es el constructivismo? Constructivismo y Educación. Ertmer, P., Newby, T. (1993) Conductismo, Cognitivismo y Constructivismo: Una Comparación de los Aspectos Críticos desde la Perspectiva del Diseño de Instrucción. Permormance Improvement Quarterly, 6(4), 50-72 Cuevas Guajardo, L., Martínez Correa, J. L., & Ortiz Labastida, G. G. (2012). [Reseña] Estrategias docentes para un aprendizaje significativo. Una interpretación constructivista. Revista Iberoamericana de Educación. https://doi.org/10.35362/rie5831441 Dale H. Schunk Pearson (2012) Teorias del aprendizaje: una perspectiva educativa Piaget, J. (1964). Part I: Cognitive development in children: Piaget development and learning. Journal of Research in Science Teaching. https://doi.org/10.1002/tea.3660020306