Obstacle Orchard Challenge 1
Fundamentos
A. Marco de Referencia de la Academia de Ciencias de Nueva York y el consejo de asesores expertos en STEM
¿De dónde viene o de qué forma parte la propuesta de robótica?
Robótica forma parte de la plataforma e-Thinking, un sistema educativo que promueve la incorporación de la tecnología para desarrollar las habilidades digitales que se demandan en el Siglo XXI
Habilidades STEM:
Metodología de trabajo
Promueve las competencias clave para desarrollar en los alumnos el pensamiento STEM por medio de un diseño instruccional que integra proyectos de aprendizaje basados en problemas reales y una metodología que facilita la implementación en diversos contextos.
Proceso de aprendizaje:
Estándares:
A. CSTA (Computer science teachers association)
| Estándar | Tema | Primaria | Secundaria | Bachillerato | |
|---|---|---|---|---|---|
| Menor | Mayor | ||||
|
Modela los procesos diarios creando y siguiendo algoritmos (conjuntos de instrucciones paso a paso) para completar una tarea. |
Algoritmos |
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|
Utiliza diagramas de flujo y/o pseudocódigo para abordar problemas complejos como algoritmos. |
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Compara y redefine múltiples algoritmos para la misma tarea y determina cuál es el más apropiado. |
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Crea prototipos que utilizan algoritmos para resolver problemas computacionales aprovechando el conocimiento previo del estudiante y los intereses personales. |
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|
Implementa un algoritmo de inteligencia artificial para jugar un juego contra un oponente humano o resolver un problema. |
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Describe cómo la inteligencia artificial impulsa muchos softwares y sistemas físicos. |
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Evalúa algoritmos en términos de su eficiencia, corrección y claridad. |
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|
Modela la manera en que los programas se almacenan y manipulan los datos utilizando números u otros símbolos para representar información. |
Variables | ||||
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Usa listas para simplificar soluciones, generalizando problemas computacionales en lugar de usar repetidamente variables simples. |
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|
Crea programas que usan variables para almacenar y modificar datos. |
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Crea variables con nombres claros que representen diferentes tipos de datos y realice operaciones en sus valores. |
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Desarrolla programas con secuencias y bucles simples, para expresar ideas o abordar un problema. |
Control | ||||
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Diseña y desarrolla de manera iterativa dispositivos computacionales para propósitos prácticos, expresiones personales o para abordar un problema social mediante el uso de eventos para iniciar instrucciones. |
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|
Crea programas que incluyen secuencias, eventos, bucles y condicionales. |
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Diseña y desarrolla de forma iterativa programas que combinen estructuras de control, incluidos bucles anidados y condicionales compuestos. |
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Justifica la selección de estructuras de control específicas cuando las compensaciones impliquen la implementación, la legibilidad y el rendimiento del programa, y explique los beneficios e inconvenientes de las elecciones realizadas. |
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|
Descompone (desglosa) los pasos necesarios para resolver un problema en una secuencia precisa de instrucciones. |
Modularidad | ||||
|
Descompone (debugging) los problemas en subproblemas más pequeños y manejables para facilitar el proceso de desarrollo del programa. |
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|
Descompone los problemas y subproblemas en partes para facilitar el diseño, implementación y revisión de los programas. |
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|
Descompone los problemas en componentes más pequeños a través de un análisis sistemático, utilizando construcciones tales como procedimientos, módulos y/u objetos. |
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|
Crea artefactos utilizando procedimientos dentro de un programa, combinaciones de datos y procedimientos, o programas independientes pero interrelacionados. |
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|
Diseña y desarrolla sistemáticamente programas mediante la incorporación de comentarios de los usuarios. |
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|
Desarrolla planes que describan la secuencia de eventos, metas y resultados esperados de un programa. |
Desarrollo del programa |
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Desarrolla programas al usar las ideas y creaciones de otros. |
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Usa la terminología correcta, describe los pasos tomados y las opciones tomadas durante el proceso iterativo del desarrollo del programa. |
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|
Usa un proceso iterativo para planificar el desarrollo de un programa incluyendo las perspectivas de otros y considerando las preferencias del usuario. |
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|
Depura errores "Debugging" (identificación y corrección) en un algoritmo o programa que incluye secuencias y bucles simples. |
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|
Modifica, vuelve a mezclar o incorpora partes de un programa existente a su propio trabajo, para desarrollar algo nuevo o agregar funciones más avanzadas. |
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|
Prueba y depura (identifica y arregla errores) de un programa o algoritmo para asegurarse de que se ejecute según lo previsto. |
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Prueba y depura (identifica y arregla errores) de un programa o algoritmo para asegurarse de que se ejecute según lo previsto. |
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|
Describe las elecciones hechas durante el desarrollo del programa usando comentarios de código, presentaciones y demostraciones. |
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|
Crea procedimientos con parámetros para organizar el código y facilitar su reutilización. |
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|
Busca e incorpora los comentarios de los miembros del equipo y los usuarios para redefinir una solución que satisfaga las necesidades de los usuarios. |
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|
Incorpora el código, los medios y las bibliotecas existentes en los programas originales, y la programación. |
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|
Distribuye tareas y mantiene una línea de tiempo del proyecto cuando desarrolla colaborativamente dispositivos computacionales. |
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|
Documenta los programas para hacerlos más fáciles de seguir, probar y depurar. |
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|
Evalúa las licencias que limitan o restringen el uso de dispositivos computacionales cuando utilizan recursos como bibliotecas. |
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|
Documenta las decisiones de diseño utilizando texto, gráficos, presentaciones y/o demostraciones en el desarrollo de programas complejos. |
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|
Prueba y redefine sistemáticamente los programas utilizando una gama de casos de prueba. |
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|
Evalúa y redefine los dispositivos computacionales para hacerlos más utilizables y accesibles. |
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|
Diseña y desarrolla dispositivos computacionales trabajando en roles de equipo usando herramientas de colaboración. |
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|
Compara y contrasta estructuras de datos fundamentales y sus usos. |
Variables | ||||
|
Ilustra el flujo de ejecución de un algoritmo recursivo. |
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|
Construye soluciones a problemas utilizando componentes creados por los estudiantes, como procedimientos, módulos y/u objetos. |
Control | ||||
|
Construye soluciones a problemas utilizando componentes creados por los estudiantes, como procedimientos, módulos y/u objetos. |
Modularidad | ||||
|
Analiza un problema computacional a gran escala e identifica patrones generalizables que pueden aplicarse a una solución. |
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|
Demuestra la reutilización del código mediante la creación de soluciones de programación utilizando bibliotecas y APIs. |
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|
Utiliza sistemas de control de versiones, entornos de desarrollo integrado (IDE) y herramientas y prácticas de colaboración (documentación de código) en un proyecto de software de grupo. |
Desarrollo del programa |
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Desarrolla y usa una serie de casos de prueba para verificar que un programa funcione de acuerdo con sus especificaciones de diseño. |
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|
Modifica un programa existente para agregar funcionalidad adicional y discute las implicaciones intencionadas y no intencionadas (por ejemplo, romper otra funcionalidad). |
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|
Evalúa las cualidades clave de un programa a través de un proceso como la revisión de un código. |
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B. ISTE (International Society for Technology in Education)
| Estándar | Tema | Primaria | Secundaria | Bachillerato | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Menor | Mayor | |||||
|
Aprendiz empoderado: |
Los estudiantes aprovechan la tecnología para asumir un papel activo en la elección, el logro y la demostración de competencias relacionadas con sus metas de aprendizaje. | Articulan y establecen metas personales, desarrollan estrategias en las que aprovechan la tecnología para lograrlas y reflexionan sobre el proceso que siguen al aprender, con el fin de mejorar sus resultados | ||||
|
Construyen redes y personalizan su entorno de aprendizaje, en maneras que apoyan el proceso de aprendizaje. |
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|
Utilizan la tecnología para buscar retroalimentación que informe y mejore su práctica, y así demostrar su aprendizaje de diferentes maneras. |
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|
Comprenden los conceptos fundamentales del funcionamiento tecnológico, demuestran habilidad para elegir, usar y solucionar problemas con las tecnologías actuales, y son capaces de transferir sus conocimientos para explorar las tecnologías emergentes. |
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|
Ciudadano digital: |
Los estudiantes reconocen los derechos, las responsabilidades y las oportunidades de vivir, aprender y trabajar en un mundo digital interconectado, por lo que son un ejemplo y actúan de manera segura, legal y ética en él. |
Cultivan y manejan su identidad y su reputación, y al mismo tiempo son conscientes de la permanencia de sus acciones en el mundo digital. |
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|
Constructor de Conocimientos |
Los estudiantes evalúan críticamente una variedad de recursos usando herramientas digitales para construir conocimiento, producir artefactos creativos y desarrollar experiencias de aprendizaje significativas para ellos y para otros. |
Planifican y emplean estrategias efectivas de investigación, para localizar información y otros recursos relacionados con sus actividades creativas o intelectuales. |
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|
Evalúan la exactitud, la perspectiva, la credibilidad y la relevancia de la información, los medios de comunicación, los datos u otros recursos. |
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|
Seleccionan información precisa de los recursos digitales usando una variedad de métodos y herramientas, para crear una colección de artefactos que demuestren conexiones significativas o conclusiones |
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|
Construyen conocimiento explorando activamente problemas y situaciones del mundo real, desarrollando ideas y teorías, y buscando respuestas y soluciones. |
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Diseñador Innovador |
Los estudiantes utilizan una variedad de tecnologías en el proceso de diseño para identificar y resolver problemas, creando soluciones nuevas, útiles e imaginativas. |
Seleccionan plataformas y herramientas apropiadas para alcanzar los objetivos deseados de su creación o comunicación. |
||||
|
Crean trabajos originales o responsablemente reutilizan y combinan recursos digitales para generar nuevas creaciones. |
||||||
|
Comunican ideas complejas de manera clara y efectiva, creando o usando una variedad de objetos digitales tales como: visualizaciones, modelos o simulaciones. |
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|
Publican o presentan contenido que personaliza el mensaje y el medio para la audiencia establecida. |
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|
Pensador Computacional |
Los estudiantes desarrollan y emplean estrategias para comprender y resolver problemas de forma tal que aprovechan el poder de los métodos tecnológicos para desarrollar y probar soluciones. |
Formulan definiciones de problemas adecuadas para métodos asistidos por la tecnología, tales como análisis de datos, modelos abstractos y pensamiento algorítmico en la exploración y búsqueda de soluciones. |
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|
Colectan datos o identifican conjuntos de datos relevantes, utilizan herramientas digitales para analizarlos y representar los datos en diferentes formas, para facilitar la resolución de problemas y la toma de decisiones. |
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|
Separan los problemas en partes, extraen información clave y desarrollan modelos descriptivos para comprender sistemas complejos o facilitar la resolución de problemas. |
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|
Comprenden cómo funciona la automatización y utilizan el pensamiento algorítmico para desarrollar una secuencia de pasos, para crear y probar soluciones automatizadas. |
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|
Comunicador Creativo |
Los estudiantes se comunican de manera clara y se expresan de manera creativa para una variedad de propósitos utilizando las plataformas, herramientas, estilos, formatos y medios digitales apropiados para sus metas. |
Seleccionan plataformas y herramientas apropiadas para alcanzar los objetivos deseados de su creación o comunicación. |
||||
|
Crean trabajos originales o responsablemente reutilizan y combinan recursos digitales para generar nuevas creaciones. |
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|
Comunican ideas complejas de manera clara y efectiva, creando o usando una variedad de objetos digitales tales como: visualizaciones, modelos o simulaciones. |
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|
Publican o presentan contenido que personaliza el mensaje y el medio para la audiencia establecida. |
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|
Colaborador Global |
Los estudiantes utilizan herramientas digitales para ampliar sus perspectivas y enriquecer su aprendizaje colaborando con otros y trabajando de manera efectiva en equipo, a nivel local y global |
Utilizan herramientas digitales para conectarse con otras personas interesadas en aprender, de una variedad de orígenes y culturas, involucrándose con ellos de manera que amplíen la comprensión y el aprendizaje mutuo |
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|
Utilizan tecnologías colaborativas para trabajar con otros, incluyendo compañeros, expertos o miembros de la comunidad, para examinar problemas e inconvenientes desde múltiples puntos de vista. |
||||||
|
Contribuyen de manera constructiva a equipos de trabajo, asumiendo varios roles y responsabilidades para trabajar de manera efectiva hacia una meta en común |
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|
Exploran inconvenientes locales y globales y utilizan tecnologías colaborativas para trabajar con otros e investigar soluciones. |
||||||
Materiales disponibles y cómo trabajar con ellos
A. Plataforma en línea para los niveles: primaria, secundaria y bachillerato
- Retos que el alumno deberá resolver, haciendo uso del simulador virtual en los grados de tercero y sexto de primaria; tercero de secndaria y terecro de bachillerato para alcanzar la certificación en robótica por la Academía de robótica de la Universidad de Carnagie y Mellon.
- Retos que el alumno deberá resolver en cada grado, haciendo uso del simulador virtual con el fin de desarrollar habilidades para la solución de problemas haciendo uso de la robótica sin necesidad de tener un robot por cada alumno.
- Retos que el alumno deberá resolver en cada grado, haciendo uso del robot físico una vez que el alumno ha adquirido los conocimientos y habilidades en el simulador virtaul y le permita trabajar en equipo; sin importar tener un robot por alumno.
- Videos para ejemplificar los retos a realizar y demostrar un proceso o conceptp
- Tips para resolver las prácticas y consultar algún tema
- Listas de verificación para auto evaluar y coevaluar su desempeño
- Sitios de consulta para investigar conceptos clave de las prácticas
- Simulador virtual que se intala localmente en cada equipo para que los alumnos resuelvan los retos
- Creador de escenarios vistuales para que los alumnos diseñen sus escenarios y definan diversos retos que resuelvan problemas reales.
- Guías para el docente, por grado y práctica, con el fin de que identifique, los retos, diagramas, procesos, programaciones, listas de verificación y respuestas a cada una de las preguntas de los cuestionarios que se integran en las prácticas.
B. Material impreso
- Libro: El libro es para primaria e incluye los otros módulos de la platforma y le permite a las instituciones educativas trabajar offline y con robots fisicos.
- Guías por grado que pueden imprimirse, así como los tips y las lista de verificación que se encuentran en la plataforma para cada práctica.
C. Número de práctica por nivel y grado escolar
| NIVEL | GRADO | NÚMERO DE PRÁCTICAS | TOTALES |
|---|---|---|---|
|
PRIMARIA |
1ª |
14 |
92 |
|
2º |
16 |
||
|
3º |
16 |
||
|
4º |
15 |
||
|
5º |
14 |
||
|
6º |
17 |
||
|
SECUNDARIA |
1º |
19 |
58 |
|
2º |
20 |
||
|
3º |
19 |
||
|
BACHILLERATO |
1º |
10 |
49 |
|
2º |
21 |
||
|
3º |
18 |
||
| Total de prácticas: 199 | |||
Primaria
| Grado | Temas | Prácticas |
|---|---|---|
|
1º |
Movimiento |
Simulador virtual
|
|
2º |
|
Simulador virtual
Robot físico
|
|
3º |
|
Simulador virtual
|
|
4º |
|
Simulador virtual
|
|
5º |
|
Simulador virtual
|
|
6º |
|
Simulador virtual
|
Secundaria
| Grado | Temas | Prácticas |
|---|---|---|
|
1º |
|
Robot virtual
|
|
2º |
|
Robot virtual
|
|
3º |
|
Robot virtual
|
Bachillerato
| Grado | Temas | Prácticas |
|---|---|---|
|
1º |
|
Robot virtual
|
|
2º |
Condicionales |
Robot virtual
|
|
3º |
|
Robot virtual
|
Características de un reto o proyecto
A. Información general de un reto o proyecto
B. Estructura
C. Explicación de la estructura
| Etapa del proceso de aprendizaje | Objetivo | Recursos plataforma eThinking | Reporte de la ruta de aprendizaje |
|---|---|---|---|
|
Teoría |
Revisar los conceptos clave para la resolución del reto |
Material dosificado por bloques, disponible en la plataforma (material adicional) |
No existe un reporte, se deja la consulta al material de manera libre y de acuerdo con el criterio del docente |
|
Análisis (cuestionario) |
Validar la comprensión de los conceptos clave |
||
|
Reto |
Analizar un reto que implique la resolución de un problema, haciendo uso de la robótica |
Práctica por nivel escolar dosificadas por bloque o módulo |
Etapa Investigar Paso Reto, se valida si el alumno identifica el reto a resolver Paso Proceso, se valida si el alumno identifica los pasos a seguir para resolver el reto Paso temas: se valida si el alumno identifica los conceptos clave que requiere aplicar para resolver el reto |
|
Tips para resolver el reto |
Consultar los conceptos clave que se requieren para la solución del reto |
Documentos, videos y recursos en línea sobre los conceptos clave de cada reto |
No existe un reporte del acceso a los tips |
|
Solución del reto en el mundo virtual |
Resolver el reto en el simulador virtual |
Simulador Virtual Brick (Lego y VEX) |
Etapa Análisis: Paso: Selección del robot, se valida si el alumno identifica las características y tipo de robot que se requiere para resolver el reto. Paso: Temas, se valida si el alumno conoce y aplica correctamente los temas para la solución del reto Etapa aplicar. Paso Integración, se valida si el alumno integra todos los temas en la programación que resuelve el reto. Paso Simulación, el alumno resuelve en el simulador virtual el reto con base en una lista de verificación. |
|
Solución del reto con robot físico |
Resolver el reto con el robot físico, si la institución cuenta con él |
Robots Lego EV3 y VEX IQ |
No hay un reporte |
|
Mejora |
Evaluar y mejorar la solución del reto de acuerdo con los resultados |
Etapa de evaluación y coevaluación |
Etapa Evaluación Paso: Evaluar, Se valida que el alumno haya realizado el reto en el simulador virtual. Paso: Coevaluar, los alumnos evalúan la solución del reto de un compañero e identifican las mejoras con base en una lista de verificación. |
|
Solución de un reto de competencia (virtual/físico) |
Participar en la competencia virtual (ciudad inteligente) |
Práctica de ciudad inteligente (para 5ª y 6ª de primaria, secundaria y bachillerato) |
Se realiza la práctica, se valida la resolución del reto y se envía un video como evidencia de la competencia. |
D. Ruta de aprendizaje
La plataforma ofrece una ruta de aprendizaje para que el alumno y el docente puedan llevar un control de su avance a partir del paso 3.
E. Reporte
F. Ejemplo
Dosificación y Resumen
A. Dosificación
B. Resumen
