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Ciencia

Publicado el 24 de junio de 2015 | por Sergio

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Introducción a Arduino: un mundo de posibilidades.

Datos del Proyecto

Nombre del proyecto: Introducción a Arduino: un mundo de posibilidades.
Centro (donde se desarrolla la experiencia): IES García Lorca
Localidad y provincia: Algeciras (Cádiz)
Nombre del docente que coordina el proyecto: Sergio Galán Meléndez.
Estudiantes a los que va dirigido (nivel(es)/curso(s)): Este programa va dirigido a estudiantes del primer ciclo de la Educación Secundaria Obligatoria.
Número de estudiantes: 8
Página web/blog del proyecto:
Enlaces de interés vinculados con el proyecto:

Descripción de la Experiencia

“El aprendizaje es experiencia, todo lo demás es información”

 Albert Einstein.

Este programa gira alrededor de Arduino, un pequeño hardware libre que se ha convertido en un recurso habitual de los amantes del bricolaje electrónico y un instrumento para aprender las bases de la electrónica y la programación. El uso didáctico del hardware y software libres Arduino en las materias de Física y Química o Tecnología es, desde luego, más que interesante para asegurar el desarrollo de las competencias básicas desde el primer ciclo de la Educación Secundaria Obligatoria.

La metodología que se llevará a cabo durante el programa estará basada en el aprendizaje por descubrimiento y el trabajo por proyectos que facilita el desarrollo de las competencias básicas y el aprendizaje integrado. La intención de trasladar este modo de trabajo al aula para el siguiente curso escolar significa asumir el reto que propone Andalucía Profundiza 2015: “tenemos que hacer de lo excepcional algo cotidiano y AP = ABP (Andalucía Profundiza = Aprendizaje Basado en Proyectos)”

En este programa se abordará contenido curricular correspondiente al área científica – tecnológica de la etapa de Secundaria como: las magnitudes físicas de un circuito electrónico y su medida, intensidad de corriente (A), voltaje (V) o resistencia (R), el estudio y aplicación de Ley de Ohm como ley física fundamental de cualquier circuito electrónico, instalación y usos de softwares y hardwares, lenguaje de programación o implementación de órdenes desde el software al hardware haciendo uso del lenguaje de programación y de nuestra capacidad lógica.

Las sesiones que hemos realizado han sido las siguientes:

Sesión 1. ¿Qué es Arduino?

Comenzamos la sesión indagando en las ideas previas del alumnado y corroborando que Arduino y el mundo de posibilidades que ofrece son grandes desconocidos para ellos. Es algo normal que ya había supuesto, por lo que preparé una exposición monográfica para introducir el tema y crear motivación a través de la presentación de distintos ejemplos y aplicaciones prácticas para que el alumnado sea consciente de lo que tienen entre sus manos y de todo lo que se podría hacer con este pequeño hardware. Se puede consultar esta presentación en el siguiente enlace:

http://prezi.com/neevehz6unly/?utm_campaign=share&utm_medium=copy

Lo pasamos muy bien debatiendo acerca de los diferentes proyectos que aparecían en esa presentación y los pensamientos de los alumnos se pusieron en la manera de hacer los diferentes proyectos. Esta atmósfera de motivación que se creó será muy importante para el desarrollo del programa.

Sesión 2. ¡Hola Mundo Arduino!

Tras una primera sesión en la que el alumnado pudo hacerse una idea de lo que era ese gran desconocido para ellos, Arduino, se marcaron los objetivos de la segunda sesión:


– Instalar el software y el hardware libre de Arduino Mega 2560.

– Introducir al alumnado en el lenguaje de programación de Arduino.

– Realizar el “Hola Mundo Arduino” para que tomar consciencia de qué manera las instrucciones que generamos a través del lenguaje de programación en el software se traducen en una respuesta física real en el hardware.


Por último, hicieron algo que no estaba programado, hacer parpadear el led de Arduino en el pin 13 con frecuencias diferentes aprovechando que Arduino tiene un temporizador interno. Comprobaron y aprendieron por descubrimiento que cuando la frecuencia de parpadeo es menor de 12 milisegundos, la velocidad de parpadeo es tan elevada que nuestro ojo no es capaz de percibirlo, por lo que vemos la luz del led encendida de continuo en el tiempo aunque en realidad esté parpadeando.

Sesión 3. Construyendo nuestro primer circuito electrónico. Aplicación de la ley de Ohm.

Esta nueva sesión ha sido muy interesante pues con una metodología basada en el aprendizaje por descubrimiento y el trabajo por proyectos, los equipos de alumnos y alumnas han conseguido llevar a cabo su primer circuito electrónico que nos servirá de base para seguir avanzando en el desarrollo del programa. Los objetivos fueron los siguientes:


– Interpretar adecuadamente la ley de Ohm haciendo uso de la analogía hidráulica.

– Construir un circuito electrónico sencillo. Materiales necesarios: leds (necesita una intensidad de 2 mA ), arduino como pila (5V), una resistencia (se calculó aplicando la ley de Ohm que debía ser de 250 Ω, por la que se cogió la resistencia con la franja: roja, roja, marrón y dorada), cable USB, ordenador y placa protoboard.


Un grupo de alumnos decidieron colocar más leds sobre el circuito y, a continuación, se preguntaron por qué la intensidad luminosa de los leds era menor. La respuesta a esta pregunta la encontraron con facilidad utilizando la analogía hidráulica.

Sesión 4. Desarrollando las competencias básicas con el trabajo por proyectos.

Divididos en dos grupos, cada uno con sus componentes electrónicos: Arduino, placa protoboard, cables, leds, resistencias, ordenador, etc. Se trabajó en equipo, de manera cooperativa y constructiva, para alcanzar los siguientes objetivos al finalizar la sesión de hoy:


 – Conseguir que parpadee el led de un circuito sencillo.

– Aumentar la complejidad del circuito colocando otro led en paralelo. A continuación, se tendrá que conseguir mediante el lenguaje de programación adecuado que ambos leds parpadeen de manera simultánea.

– Conseguir que ambos leds parpadeen de manera alterna.


La planificación del trabajo y consecución de los objetivos le correspondió al alumnado , el profesor tuvo el papel de guía en la experiencia y facilitó el aprendizaje por descubrimiento en los alumnos y alumnas, tanto en la elaboración lógica de la programación en el software como en el montaje físico del circuito eléctrico.

Sesión 5. Desarrollando las competencias básicas II: semáforo de peatón.

Con la misma metodología de trabajo por proyectos que se desarrolló en sesiones anteriores y a la que los alumnos ya están acostumbrados, en esta sesión el docente estableció los siguientes objetivos:


– Realizar un semáforo de peatón en el que la luz verde parpedee 8 veces antes de cambiar a rojo y con una frecuencia de 100 milisegundos, es decir, teniendo en cuenta la intermitencia de la luz verde.

– Diseñar un vídeo – resumen de lo que se ha hecho en esta sesión en el que se recoja una reflexión final acerca de algún conocimiento actitudinal (inteligencia emocional) que hayan aprendido durante el desarrollo del semáforo.


El primer objetivo se alcanzó tras un proceso lógico de realización del lenguaje de programación por parte del alumnado que presentó no pocas dificultades y que les ocupó la mayor parte del tiempo. A pesar de ello y siguiendo un proceso de ensayo y error, de aprendizaje por descubrimiento, consiguieron llevarlo a cabo con éxito. Este proceso costoso les llevó a buscar una reflexión del científico más reconocido de todos los tiempos, Albert Einstein, que incluyeron es su vídeo – resumen para finalizar con la sesión: “Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo”

Sesión 6 y 7. Desarrollando las competencias básicas III: semáforo de coche y de cruce.

En esta ocasión los objetivos que el docente marcó a los alumnos fueron los siguientes:


Construcción de un semáforo de coche.

– Construcción de un semáforo de cruce en el que el semáforo de peatón y de coche funcionen de manera sincronizada.

– Realización de un vídeo – resumen acompañado de una reflexión final.


Estos objetivos contenían una mayor carga de trabajo y se organizó en dos sesiones. Me sorprendió la facilidad con la que los alumnos montaron los circuitos electrónicos teniendo en cuenta la ley de Ohm y la correcta distribución de los componentes en la placa protoboard (leds, resistencias o cables) sabiendo que los electrones circulan desde zonas de mayor energía potencial (+) hasta zonas de menor energía potencial (-) Lo que les requirió mayor esfuerzo y tiempo fue la tarea de realización de la programación lógica en el software.

Créditos: Imagen de shutterstock

Sesión 8. Sesión de evaluación

En esta sesión los alumnos han realizado una exposición oral sobre lo que han realizado a lo largo del programa tal y como están acostumbrados a hacerla en las diferentes materias de acuerdo a lo que exige el Proyecto Lingüístico de nuestro centro. Para concluir, mediante un debate grupal se ha evaluado el propio proceso de enseñanza – aprendizaje y se comprobó el impacto muy satisfactorio que este programa ha tenido en los alumnos seleccionados para este programa.

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Sobre el colaborador

El maestro y humanista, José Luis Sampedro, decía que hoy en día tenemos mucha técnica pero poca sabiduría, que hemos alcanzado un gran desarrollo exterior pero nos hemos olvidado del desarrollo interno. Mi apasionante trabajo como docente, desde hace cinco años, ha consistido en un ejercicio vocacional de creatividad continua con el objetivo de guiar a mis alumnos en el empoderamiento, no sólo de la técnica, que viene de la mano de la ciencia, sino también de lo humano, que viene de la mano de la sabiduría. El sentido de mi vida, la base de mi felicidad, es plantar semillas de esperanza, de ilusión, de confianza, de entusiasmo y de inspiración aunque a lo mejor yo no las vea florecer.



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