ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR BASADA EN LA...

ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR BASADA EN LA ESTRATEGIA DE ANÁLISIS

A TRAVÉS DE LA CONSTRUCCIÓN PARA EL APRENDIZAJE DE OPERADORES MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS

ESTUDIANTE: IVON ANDREA ESTRADA MACEA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA

ESPECIALIZACIÓN EN EDUCACIÓN EN TECNOLOGÍA BOGOTÁ D.C

2018

ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR BASADA EN LA ESTRATEGIA DE ANÁLISIS

A TRAVÉS DE LA CONSTRUCCIÓN PARA EL APRENDIZAJE DE OPERADORES MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS

AUTOR: IVON ANDREA ESTRADA MACEA

Trabajo de grado para optar por el título de Especialista en Educación en Tecnología

DIRECTOR Ruth Molina Vásquez

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA

ESPECIALIZACIÓN EN EDUCACIÓN EN TECNOLOGÍA BOGOTÁ D.C

2018

Agradecimientos

en este lindo proyecto.

Este trabajo es el fruto de días de nuevos aprendizajes que no habrían sido posibles gracias a Dios, al apoyo de mi familia, amigos y estudiantes, los cuales son la fortaleza para seguir trabajando. También quiero agradecer a mis profesores por darnos todo su conocimiento para ser mejores profesionales y a mis compañeros por hacer de este ciclo una bonita oportunidad para conocer nuevos mundos y pensamientos.

RESUMEN ANÁLÍTICO

TIPO DE DOCUMENTO: Informe final de trabajo de grado

TIPO DE IMPRESIÓN: Digitado en computador

NIVEL DE CIRCULACIÓN: General

ACCESO AL DOCUMENTO

Lugar: Número: TÍTULO: Actividad tecnológica escolar basada en la estrategia de análisis a través de la construcción para el aprendizaje de operadores mecánicos y eléctricos. AUTORES: ESTRADA MACEA, Ivon Andrea

PUBLICACIÓN: Bogotá, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 2018

UNIDAD PATROCINANTE: Unidad Distrital Francisco José de Caldas

PALABRAS CLAVES: Actividad tecnológica escolar, educación en tecnología, análisis a través de la construcción, operadores mecánicos, operadores eléctricos. DESCRIPCIÓN: Actividad tecnologica escolar (ATE) cuyo proposito tiene como objetivo fortalecer los conceptos de operadores mecánicos y operadores eléctricos en los estudiantes de grado séptimo del Instituo Colombo Sueco. Esta propuesta didáctica se fundamenta en la estrategia de análisis a través de la construcción, estructurada bajo el modelo pedagógico construccionista y constructivista para su desarrollo. FUENTES: Se citan en total 8 fuentes bibliográficas las cuales giran en torno a las siguientes temáticas: Actividades tecnológicas escolares, análisis a través de la construcción, modelo pedagógico construccionista y constructivista. Se destacan: Quintana Antonio, Vicario Claudia, Carlos Osorio. Aguilar, C., & Saldarriaga, W (2017). Diseño de una ATE de Análisis a través de la construcción que vincule los enfoques de la

Tecnología a la enseñanza de la Física (Trabajo de grado). Universidad Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia. Coy, S., & Rojas, B (2017). Imagínate. Aprendiendo a partir de la rueda. (Trabajo de grado). Universidad Francisco José de

Caldas, Bogotá, Colombia. Ministerio de Educación Nacional, Serie guías No. 30, Orientaciones generales para la Educación en Tecnología, Ser

competente en Tecnología: ¡Una necesidad para el desarrollo!, Bogotá, Colombia, 2008. Osorio, C.,(s.f) Aproximaciones a la tecnología desde los enfoques en CTS Quintana, A. (2014). Didáctica de la tecnología. (Documento de seminarios dentro de la maestría de la educación en tecnología.

indito). Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Quintanilla, M. (1.988), Tecnología: Un Enfoque Filosófico, Madrid: Fundesco. - (1.998), "Técnica y Cultura", En: LOPÉZ

CEREZO, et al (editores). Filosofía de la Tecnología, Madrid: OEI, 2.001. Rueda, C. (2016). Actividad tecnológica escolar que propicie el desarrollo del pensamiento tecnológico, a través de

construcciones basadas en sistemas y transformación de movimiento. (Trabajo de grado). Universidad Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia

Vicario, C. (2009) Construccionismo. Referente sociotecnopedagogico para la era digital, (9), Revista del Instituto de Estudios en

Educación Universidad del Norte

CONTENIDOS: La propuesta está dividida en los siguientes capítulos:

- Introducción: Descripción de la propuesta y organización del documento. - Contexto de trabajo: Propuesta dirigida a estudiantes del grado séptimo del Instituto Colombo Sueco. - Antecedentes: Recursos tomados como material de apoyo para la estructura de la propuesta basados en trabajos

fundamentados como Actividad Tecnológica Escolar (ATE) - Descripción del trabajo: Se encuentra el planteamiento del problema, justificación, una pregunta orientadora: ¿Cómo

estructurar una actividad tecnológica escolar a partir de la estrategia de análisis a través de la construcción, orientada a fortalecer los conceptos de operadores mecánicos y eléctricos? Tres preguntas específicas, un objetivo general y tres específicos.

- Metodología del trabajo: Organización de la propuesta en tres momentos: identificación y reconocimiento de la población, consolidación de conceptos teóricos y pedagógicos.

- Marco Teórico: Se incluyen referentes teóricos que fundamentan el análisis de la propuesta desde las perspectivas tecnológicas, pedagógicas y didácticas. Se da una conceptualización del concepto de tecnología, visto desde el enfoque artefactual, cognitivo y sistémico. Se explican los modelos pedagógicos constructivista y construccionista, los cuales fundamentan desde lo pedagógico la propuesta. Finalmente se analizan las estrategias con las que se abordaran la propuesta a partir de la conceptualización de actividad tecnológica escolar y el análisis a través de la construcción.

- Propuesta: Descripción de la propuesta, pertinencia, propósitos, competencias, contenidos, estructura y organización, componentes y características de la propuesta, aspectos pedagógicos y didácticos, evaluación y protocolo de aplicación de las actividades que hacen parte de la propuesta.

- Conclusiones: Se presentan los resultados obtenidos de la actividad tecnológica escolar. Para finalizar el trabajo se presentan las referencias y los anexos correspondientes a la cartilla (.

METODOLOGÍA: Para el desarrollo de la propuesta se propone una metodología organizada en tres momentos determinados como: identificación y reconocimiento de la población, consolidación de conceptos teóricos y pedagógicos, diseño de la actividad tecnológica escolar (ATE). CONCLUSIONES: Dando respuesta a la pregunta orientadora se puede concluir que, a través de esta propuesta se genero una ATE a partir de la estrategia de análisis a través de construcción la cual permite fortalecer los conceptos de operadores mecánicos y eléctricos teniendo en cuenta que el diseño de las actividades fue planteado de tal forma que los estudiantes logren adquirir experiencias de forma práctica y cognitiva que le permitan solucionar un reto final en que estén relacionados los conceptos de operadores mecánicos y operadores eléctricos.

A partir de las estrategias didácticas que se desarrollaron para el abordaje de los conceptos el estudiante evidenciara un fortalecimiento en sus habilidades de igual forma el trabajo de la estrategia de análisis a través de la construcción. ELABORACIÓ: Junio 2017 ELABORADO POR:

Ivon Estrada REVISADO Y CORREGIDO POR:

REVISIÓN Y CORRECCIÓN:

Tabla de contenido

1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................................................ 7 2. CONTEXTO DEL TRABAJO .......................................................................................................................................................... 7 3. ANTECEDENTES ....................................................................................................................................................................... 8 4. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO .................................................................................................................................................. 8

4.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................................................... 8 4.2 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................................................... 8 4.3 PREGUNTAS ORIENTADORAS ....................................................................................................................................... 9

4.3.1 GENERAL ......................................................................................................................................................................... 9 4.3.2 ESPECIFICOS .................................................................................................................................................................. 9

4.4 OBJETIVOS ...................................................................................................................................................................... 9 4.4.1 GENERAL ..................................................................................................................................................................... 9 4.4.2 ESPECÍFICOS .............................................................................................................................................................. 9

5. METODOLOGÍA DE TRABAJO .................................................................................................................................................. 9 5.1 IDENTIFICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE LA POBLACIÓN............................................................................................... 9 5.2 CONSOLIDACIÓN DE CONCEPTOS TEÓRICOS Y PEDAGÓGICOS. ................................................................................... 9 5.3 DISEÑO DE ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR (ATE) ......................................................................................... 10

6. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................................................................... 10 6.1 CONCEPTUALIZACIÓN DE TECNOLOGÍA ........................................................................................................................... 10 6.2 ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE LO PEDAGÓGICO .......................................................................................................... 10

6.2.1 MODELO PEDAGOGICO CONSTRUCCIONISMO Y CONSTRUCTIVISTA ................................................................... 10 6.3 ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE LO DIDÁCTICO ............................................................................................................... 11

6.3.1 ATE , ACTIVIDAD TECNOLOGICA ESCOLAR .............................................................................................................. 11 6.3.2 ANÁLISIS A TRAVÉS DE LA CONSTRUCCIÓN ............................................................................................................. 11

7. PROPUESTA ............................................................................................................................................................................ 11 7.1 DESCRIPCIÓN ....................................................................................................................................................................... 11 7.2 PERTINENCIA ........................................................................................................................................................................ 12 7.3 PROPÓSITOS DE LA PROPUESTA ...................................................................................................................................... 12 7.4 COMPETENCIAS ................................................................................................................................................................... 12 7.5 CONTENIDOS ........................................................................................................................................................................ 12 7.6 ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN ........................................................................................................................................ 12 7.7 COMPONENTES Y CARACTERISTICAS .............................................................................................................................. 13 7.8 ASPECTOS PEDAGÓGICOS Y DIDÁCTICOS ...................................................................................................................... 13 7.9 EVALUACIÓN ......................................................................................................................................................................... 13 7.10 PROTOCOLO DE APLICACIÓN........................................................................................................................................... 13

8. CONCLUSIONES ..................................................................................................................................................................... 14 PROSPECTIVA ................................................................................................................................................................................ 14 REFERENCIAS ................................................................................................................................................................................ 14 ANEXOS ........................................................................................................................................................................................... 15

Lista de tablas

Tabla 1. Teoría de estadios de Piaget…………………………………………………………….. 9 Tabla 2. Enfoque artefactual………………………………………………………………………. 10 Tabla 3. Enfoque cognitivo …………………………………………………………………………10 Tabla 4. Enfoque sistémico………………………………………………………………………… 10

Ivon Estrada, ATE basada en la estrategia de análisis a través de la construcción para el aprendizaje de operadores mecánicos y eléctricos

ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR BASADA EN LA ESTRATEGIA DE ANÁLISIS A TRAVÉS DE LA CONTRUCCIÓN PARA EL APRENDIZAJE DE

OPERADORES MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS

PROPUESTA DIRIGIDA A GRADO SÉPTIMO

Ivon Andrea Estrada Macea

Especialización en Educación en Tecnología Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Bogotá, Colombia [email protected]

RESUMEN: Propiciar el desarrollo y construcción de proyectos tecnológicos dentro del aula puede brindan posibilidades para fortalecer habilidades, conocimientos y aprendizajes en nuestros estudiantes, permitiendo alcanzar mejores resultados que evidencien fortalezas y debilidades al culminar un proceso. Esta propuesta tiene como finalidad generar el desarrollo de una actividad tecnológica escolar (ATE), basada en la estrategia de análisis a través de la construcción para fortalecer los conceptos de operadores mecanicos y electricos, brindando tanto al docente como a los estudiantes una herramienta de carácter didáctico que permita el adecuado abordaje de los conceptos propuestos para la actividad. PALABRAS CLAVE: Actividad tecnológica escolar, educación en tecnología, metodología proyectual, operadores, construcción de robots. ABSTRACT: Favoring the development and construction of technological projects within the classroom can offer possibilities to strengthen skills, knowledge and learning in our students, allowing us to achieve better results that show strengths and weaknesses at the end of a process. The purpose of this proposal is to generate the development of a school technological activity (ATE), based on the strategy of analysis through construction to strengthen the concepts of mechanical and electrical operators, providing both the teacher and students a tool of character didactic that allows the suitable approach of the proposed concepts for the activity. KEYWORDS: School technology activity, technology education, project methodology, operators, construction of robots.

1. INTRODUCCIÓN

El presente documento plantea el diseño de una Actividad Tecnológica Escolar (ATE) basada en el análisis a través de la construcción para fortalecer los conceptos de operadores mecánicos y eléctricos. Se fundamenta a partir del trabajo pedagógico realizado dentro del aula en el Instituto Colombo Sueco con estudiantes de grado séptimo,

como se menciona anteriormente busca el fortalecimiento de competencias sobre los conocimientos tecnológicos propios de su ciclo y la profundización conceptual de operadores mecánicos y operadores eléctricos. El documento esta organizado en capítulos donde se explica el contexto del trabajo, antecedentes de trabajos realizados que sirven como aporte para la construcción de la propuesta, planteamiento del problema, justificación de la propuesta, preguntas orientadoras de la propuesta, objetivos de la propuesta, metodología con la que se desarrolla la propuesta, marco teórico como sustento teórico, descripción de la propuesta, conclusiones y finalmente el anexo donde se muestra el diseño de la cartilla W- BOT (Crea tu propio robot) para el estudiante que contiene la Actividad Tecnológica Escolar.

2. CONTEXTO DEL TRABAJO

Este trabajo se desarrolla en el Instituto Colombo Sueco, una institución privada sin ánimo de lucro, fundada bajo los principios de la fe cristiana, los valores éticos, religiosos, morales, sociales, científicos y culturales. Se encuentra ubicado en la localidad 01- Usaquén al norte de la ciudad. Esta institución ofrece los niveles de educación en preescolar, primaria, básica secundaria y media. Su proyecto educativo institucional se fundamenta en la innovación a través de procesos holísticos basados en los principios Cristo céntricos. La población estudiantil que conforma la institución en su mayoría habita los barrios aledaños al colegio como San Cristóbal Norte, Barrancas y La Cita. Sectores pertenecientes a los estratos 2, 3 y 4.

El grupo al cual está dirigido esta propuestas es el grado séptimo, niños y niñas entre los 12 y 14 años de edad, se cuenta con una disponibilidad horaria académica para el trabajo de la asignatura de tecnología de 80 minutos semanales, desde el área de tecnología los estudiantes realizan un proyecto tecnológico por periodo según las temáticas planteadas para cada periodo, sin embargo, el desarrollo de estos se remite en ocasiones a la construcción individual por parte de cada estudiante en su mayoría realizada desde casa y la entrega de un resultado final. A partir de esta observación surge la idea de diseñar una actividad tecnológica escolar (ATE) basada en la estrategia

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mailto:[email protected]


de análisis a través de la construcción para el desarrollo de un robot caminante.

3. ANTECEDENTES

Teniendo en cuenta que el desarrollo de esta propuesta está enfocada al diseño de una actividad tecnológica escolar basada en la estrategia de análisis a través de la construcción para ser trabajada con estudiantes de grado séptimo, se han estudiado tres trabajos de grado realizados en la Especialización de educación en Tecnología de la Universidad Francisco José de Caldas relacionados con las temáticas que abordan la propuesta. La búsqueda de estos antecedentes da cuenta de los aportes significativos que ayudan a la construcción de la propuesta desde lo metodológico, pedagógico y didáctico que sirven de apoyo aportando a la reflexión de lo que se pretende realizar en la actividad tecnológica escolar.

El primero de ellos realizado por Aguilar, C., & Saldarriaga, W (2017). “Diseño de una ATE de Análisis a través de la construcción que vincule los enfoques de la Tecnología a la enseñanza de la Física”. Este trabajo tiene como objetivo vincular los enfoques de la tecnología al proceso de enseñanza de la física en educación media utilizando como herramienta didáctica una actividad tecnológica escolar (ATE). Esta actividad fue trabajada con estudiantes de grado once del colegio Colsubsidio donde se propone la construcción de un reloj péndulo a partir de piezas elaboradas en MDF; este trabajo cuenta con el diseño, implementación y evaluación de la propuesta.

El segundo trabajo realizado por Rueda, C. (2016). “Actividad tecnológica escolar que propicie el desarrollo del pensamiento tecnológico, a través de construcciones basadas en sistemas y transformación de movimiento”. Esta propuesta busca fortalecer habilidades que hagan aportes a las capacidades críticas, reflexivas y creativas de los estudiantes frente al conocimiento tecnológico. La actividad va dirigida a estudiantes de grado séptimo de la Vereda La Balsa, una población que en su mayoría pertenece al sector rural. Se propone la construcción de una figura móvil la cual esta accionado a partir de correas, poleas y manivelas. En la propuesta se encuentra el diseño y cartilla de desarrollo para los estudiantes.

El tercer trabajo realizado por Coy, S., & Rojas, B (2017).

“Imagínate. Aprendiendo a partir de la rueda» actividad tecnológica escolar para sexto grado” (2017). Esta propuesta tiene como objetivo el trabajo con estudiantes de grado sexto para mejorar su desempeño en el área de tecnología, específicamente en los conceptos de operadores mecánicos, implementa la estrategia pedagógica aprendizaje basado en problemas (ABP). La propuesta está diseñada en la implementación de un Software llamado “Imagínate aprendiendo a partir de la rueda”, a partir del desarrollo de actividades propuestas para profundizar en el tema de operadores mecánicos y en la construcción de un reto final para la elaboración de un carro esferado. En el trabajo se encuentran evidencias y resultados del trabajo realizado con los estudiantes.

Adicionalmente, uno de los grandes aportes que sustenta la propuesta es el desarrollo realizado por Quintana (2015) “ATE El poder de la Energía Solar Y la ilusión del movimiento”. Un documento de seminario dentro de la maestría de la educación en tecnología, en donde muestra de forma clara como es el desarrollo y diseño de una actividad tecnológicas escolar, desde la estrategia de análisis y construcción para los grados quinto y sexto en la que se abordan los temas de energía solar, estructuras, el circuito eléctrico, la transmisión de movimiento y la ilusión del movimiento.

4. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO

4.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A partir de la práctica laboral y la observación realizada en el Instituto Colombo Sueco se pudo evidenciar que es pertinente implementar en el área de Tecnología, desde lo didáctico y metodológico herramientas que permitan acercar a los estudiantes a conceptualizaciones más aproximadas que permitan a los estudiantes desde el trabajo analítico, conceptual, experimental y reflexivo ir más allá de lo teórico para profundizar y fortalecer en él aprendizajes acerca de los conceptos de operadores mecánicos y operadores mecánicos. De acuerdo a lo anterior, puntualmente, surge la propuesta donde se plantea el diseño de una actividad tecnológica escolar basada en la estrategia análisis a través de la construcción para fortalecer los conceptos anteriormente mencionados.

4.2 JUSTIFICACIÓN

De acuerdo a lo planteado anteriormente, se hace necesario implementar en el aula espacios en donde los estudiantes puedan a través de la experimentación y el trabajo en equipo el desarrollo de actividades que permitan alcanzar algunos desempeños propuestos según las “Orientaciones generales para el área de tecnología” Guía 30 del Ministerio de Educación Nacional (MEN, 2008), en donde la alfabetización en tecnología se hace relevante igual que en las otras disciplinas del conocimiento como se enuncia “un propósito inaplazable de la educación porque con ella se busca que individuos y grupos estén en capacidad de comprender, evaluar, usar y transformar objetos, procesos y sistemas tecnológicos, como requisito para su desempeño en la vida social y productiva” (Guía 30 MEN, 2008 , p.11). Por lo cual es necesario fortalecer el trabajo científico y tecnológico desde el aula generando espacios de trabajo en equipo donde se busquen soluciones acordes con las necesidades de sus contextos permitiendo el trabajo entre pares y la reflexión del pensamiento tecnológico.

Considerando que lo anteriormente mencionado se ve

limitado en el trabajo realizado en la institución, es necesario realizar innovaciones de tipo metodológico y didáctico que permitan trabajar a partir de una actividad tecnológica escolar basada en la estrategia de análisis a través de construcción para el fortalecimiento de conceptos sobre operadores mecánicos y operadores eléctricos tecnológicos, generando así nuevas alternativas, tanto para el docente como para los

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estudiantes en donde se puedan promover el desarrollo de competencias y habilidades a partir del desarrollo de cada una de las actividad que comprenden la ATE.

4.3 PREGUNTAS ORIENTADORAS

4.3.1 GENERAL

¿Cómo estructurar una actividad tecnológica escolar a partir de la estrategia de análisis a través de la construcción, orientada a fortalecer los conceptos de operadores mecánicos y eléctricos?

4.3.2 ESPECIFICOS ¿Qué elementos son apropiados para aproximar a los estudiantes al aprendizaje y desarrollo de los conceptos de operadores mecánicos y eléctricos propuestos en la ATE? ¿Cuáles son los componentes de un ambiente de aprendizaje que permiten la creación de un ATE que facilite la construcción de proyectos? ¿Qué estrategias resultan adecuadas para para propiciar el desarrollo de la ATE que fomenten el desarrollo de proyectos y la consolidación de conocimientos sobre operadores mecánicos y eléctricos?

4.4 OBJETIVOS

4.4.1 GENERAL Generar una ATE a partir de la estrategia de análisis a través de la construcción para fortalecer los conceptos de operadores mecánicos y eléctricos.

4.4.2 ESPECÍFICOS Estructurar estrategias didácticas para el adecuado abordaje de los conceptos propuestos en la ATE. Determinar los aspectos de la estrategia de análisis a través de la construcción, que favorezcan conceptualización de operadores mecánicos y eléctricos. Analizar los elementos propios de una ATE que permitan la apropiación de los conceptos propuestos.

5. METODOLOGÍA DE TRABAJO

Para el desarrollo de la propuesta se propone una metodología organizada en los siguientes momentos:

5.1 IDENTIFICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE LA POBLACIÓN

En este momento se realiza la parte estructural de la propuesta, en donde se organiza el planteamiento del problema a partir de la observación e indagación en la práctica laboral realizada en la Institución Colombo Sueco, a partir de ello se reflexiona en el quehacer docente desde el área de Tecnología. A partir de lo anterior se fundamenta el diseño de la Actividad Tecnológica Escolar para trabajar con los estudiantes de grado séptimo, estudiantes entre los 12 y 14 años. Desde la teoría planteada por Piaget, sobre los estadios del desarrollo intelectual, esta población se encuentra ubicada en el estadio de las operaciones formales, en donde aparece la lógica formal y la capacidad para trascender la realidad manejando y verificando hipótesis de manera exhaustiva y sistemática. (Ver Tabla1).

Tabla 1. Teoría de estadios de Piaget

5.2 CONSOLIDACIÓN DE CONCEPTOS TEÓRICOS Y PEDAGÓGICOS.

Dentro de esta fase se hace recopilación de la información que sustente la propuesta en cuanto a su parte metodológica, conceptual y pedagógica que permitan dar las orientaciones y fundamentos del trabajo, los cuales posibilitan la realización del marco teórico y el posteriormente el diseño de la propuesta. Para este desarrollo se consideran dentro de las partes metodológica la estrategia de análisis a través de la

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construcción, como componente pedagógico se hace referencia en los modelos constructivista y construccionista.

5.3 DISEÑO DE ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR (ATE)

La propuesta se organizará en momentos que puedan ser pertinentes en tiempos, para todo el desarrollo óptimo de los contenidos planteados. Todas las actividades están estructuradas de tal forma que se vincule el orden teórico y práctico.

• Momento 1: Contextualización y reconocimiento de saberes previos de los estudiantes. Actividades teóricos de aproximación y apropiación de saberes desde las temáticas de la estrategia de análisis a través de la construcción.

• Momento 2: Actividades teóricas y prácticas de aproximación y apropiación de saberes desde las temáticas de la operadores mecánicos y electrónicos

• Momento 3: Actividades prácticas de manipulación de materiales y herramientas para la construcción.

• Momento 4: Actividades de reflexión donde se evidencia los resultados obtenidos.

6. MARCO TEÓRICO

6.1 CONCEPTUALIZACIÓN DE TECNOLOGÍA

La tecnología es un concepto que está definido desde diferentes puntos de vista, pueden ser comprendidos desde enfoques que en algunas ocasiones resulta ser erróneo. Para tener algunas aproximaciones sobre el concepto y tal como lo afirma Osorio (s.f) la tecnología es vista desde “Un lado artefactual, en el caso de la alusión a las máquinas y de otro, de tipo intelectualista, al considerar la tecnología como aplicación de la ciencia”. Es decir la tecnología no solo vista como el resultado de la creación de máquina.

Tabla 2. Enfoque artefactual

Tabla 3. Enfoque cognitivo

Para Quintanilla (1998), en el enfoque sistémico se entiende a la tecnología no dependiente de la ciencia, o representada por el conjunto de artefactos, sino como producto de una unidad compleja, en donde forman parte: los materiales, los artefactos y la energía, así como los agentes que la transforman.

Tabla 4. Enfoque sistémico

6.2 ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE LO PEDAGÓGICO

6.2.1 MODELO PEDAGOGICO CONSTRUCCIONISMO Y CONSTRUCTIVISTA

Seymour Papert es considerado como uno de los mayores exponentes del modelo pedagógico Construccionista, el cual propone dentro de su modelo pedagógico el trabajo dentro del aula desde una mirada distinta partiendo de los cambios que se han presentado en la sociedad contemporánea debido a la implementación de nuevas tecnologías. Vicario (2009) afirma que:

El construccionismo papertiano como teoría del aprendizaje contemporáneo constituye la respuesta a la teoría constructivista de Piaget por su discípulo, poniendo acento en el valor de las TIC como poderosas herramientas de construcción mental, útiles para desarrollar el pensamiento complejo en los estudiantes. (p.47)

De lo anterior se expone que el construccionismo parte

de la metodología constructivista de Piaget enfocada en el trabajo de las TIC como herramienta eficaz para la construcción mental del pensamiento en los estudiantes, en donde la persona puede aprender a través de la experiencia y a partir de ello crea estructuras donde la información se organiza. Dentro del construccionismo el rol del estudiante cambia en contraste con la formación tradicional ya que no es

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únicamente un receptor de información, sino que es totalmente activo, convirtiéndose en un propio diseñador de sus proyectos. También son gran importancia los conocimientos previos que pueda tener el estudiante ya que a partir de ellos puede dar solución a un problema y construir nuevos conocimientos.

6.3 ANÁLISIS DEL TRABAJO DESDE LO DIDÁCTICO

6.3.1 ATE , ACTIVIDAD TECNOLOGICA

ESCOLAR

Se define las actividades tecnológicas escolares como a las unidades de trabajo diseños por docentes y grupos de trabajo para abordar el estudio de distintas dimensiones de la tecnología.

Según Quintana (2005) se caracterizan por:

• Definir con precisión las pretensiones de formación y objetivos.

• Debe existir coherencia entre todas las partes o componentes de la ATE

• Considerar los niveles de desarrollo de los estudiantes

• Son el producto de diseño realizados por los profesores

• Ser evaluable y ajustable • Tener en cuenta y ajustarse a los recursos

institucionales • Considerar el nivel de prescripción o autonomía

para ser trabaja con los estudiantes • Determinar que procesos, situaciones, relaciones

entre los actores y de estos con las experiencias de aprendizaje

• Tener claras las concepciones de tecnología que prevalece en la ATE.

6.3.2 ANÁLISIS A TRAVÉS DE LA

CONSTRUCCIÓN

Existes cuatro estrategias didácticas para trabajar actividades tecnológicas escolares (ATE) en las que encontramos ha: Diseño, análisis, enfoque CTS y análisis a través de la construcción.

Quintana (2015) afirma que:

El análisis a través de la construcción es una de las estrategias didácticas que se ha venido

consolidando para el aprendizaje de la tecnología y se fundamenta en que mediante procesos constructivos es posible aprender sobre conceptos, desarrollar actitudes y apropiar habilidades propias de la tecnología.

El análisis a través de la construcción hace parte de una herramienta que permite relacionar los saberes a partir de la acción, experimentación, comprobación y análisis de lo que se construye, es decir, desde el hacer un mecanismo, circuito, prototipo, modelo, etc.

Es de suma importancia tener en cuenta algunos factores para el diseño las propuestas basadas en el análisis a través de la construcción ya que se deben considerar las habilidades, capacidades, intereses y saberes previos que poseen los estudiantes. De igual forma, tener en cuenta todas las herramientas, materiales, equipos, software y demás instrumentos o recursos disponibles y que sean necesarios en el desarrollo de las actividades que conformen la propuesta.

. Dentro de la estrategia existen unos componentes que

conforman el diseño de una ATE que ser utilizados a consideración de cada docente:

• Saberes Previos • Titulo • Intención • Reto • Configurar el contexto o escenario • Información del contenido • Recuerda que… • Manos a la obra • El recomendado • Evaluación

7. PROPUESTA

7.1 DESCRIPCIÓN

Dando respuesta al planteamiento de la situación observada con los estudiantes del grado séptimo del Instituto Colombo Sueco, se profundiza en el diseño de una ATE, la cual tiene como nombre W- BOT (Crea tu propio robot) para el fortalecimiento de conceptos de operadores mecánicos, operadores eléctricos, su funcionamiento a partir de la elaboración de un robot caminante.

Para el diseño de la propuesta se consideran cuatro

componentes en el que se describen el trabajo que se aborda de la siguiente forma:

1. Determinación de conceptos o dimensiones de la

tecnología y ciencia a trabajar: Para la construcción del robot caminante es necesario abordar conceptos fundamentalmente como los son operadores mecánicos, dentro de este grupo fundamente poleas y

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levas; transformación de movimiento y operadores eléctricos, elementos como generadores de energía, motores, conductores e interruptores.

2. Proceso de transformación y construcción: A partir de la consolidación de los conceptos estudiados, se realizan actividades en de construcción a partir de la planificación y uso de diferentes materiales de prototipos sobre poleas y circuitos eléctricos básicos los cuales permiten que el estudiante pueda contextualizarse y realizar una mejor aproximación.

3. Construcción y pruebas: Desarrollo de un prototipo

final (reto) el cual debe ser sometido a pruebas las cuales logren determinar los aciertos y desaciertos del producto final.

4. Evaluación y ajustes: Proceso en el que se determina

unos resultados, conclusiones y reflexiones respondiendo a los objetivos de construcción del producto final. Como guía para el docente se elaboró una RUTA DIDACTICA (Ver Anexo) la cual permitirá tener presente los criterios con los que está diseñada la actividad tecnológica escolar.

7.2 PERTINENCIA

Esta actividad escolar fortalece en los estudiantes sus conocimientos sobre los conceptos de operadores mecánicos y eléctricos

Con base a lo anterior los estudiantes utilizaran los conceptos aprendidos para articularlo con la construcción a partir del análisis de unos materiales, herramientas y procesos, donde se verán reflejadas habilidades para desarrollar tareas como cortar, medir, manejar instrumentos.

7.3 PROPÓSITOS DE LA PROPUESTA

Esta propuesta tiene como propósitos diseñar y desarrollar una Actividad Tecnológica Escolar basada en la estrategia de análisis a través de la construcción en la cual se propicie el desarrollo de un robot caminante a partir de la implementación de operadores mecánicos y eléctricos, considerando metodologías pedagógicas y didácticas.

Desde lo determinado en la actividad tecnológica escolar se

busca que la comunidad del Instituto Colombo Sueco se fundamente en nuevas metodologías que permitan desarrollar de forma organizada sus proyectos tecnológicos, de igual manera, fomentar conceptos propios de los saberes tecnológicos como lo son, los operadores mecánicos, eléctricos y su funcionamiento. A partir de la construcción conceptual los estudiantes lograran desarrollar diferentes actividades planteadas en la ATE contemplando una postura crítica y reflexiva frente a las necesidades de su contexto y su formación académica.

7.4 COMPETENCIAS

Las competencias para desarrollar en la ATE están fundamentadas desde las orientaciones generales para el área de Tecnología e Informática propuesta por el MEN, las cuales pertenecen al grupo de sexto y séptimo para los componentes definidos de la siguiente forma:

• NATURALEZA Y EVOLUCIÓN DE LA

TECNOLOGÍA Reconozco principios y conceptos propios de la tecnología, así como momentos de la historia que le han permitido al hombre a transformar el entorno para resolver problemas y satisfacer necesidades.

• APROPIACIÓN Y USO DE LA TECNOLOGÍA Relaciono el funcionamiento de algunos artefactos, productos, procesos y sistemas tecnológicos con su utilización segura.

• SOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON TECNOLOGIA Propongo estrategias para soluciones tecnológicas a

problemas, en diferentes contextos. • TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD Relaciono la trasformación de los recursos

naturales con el desarrollo tecnológico y su impacto en el bienestar de la sociedad.

Los indicadores que se trabajarán en el desarrollo de la

propuesta de los anteriores componentes serán:

• Identifico innovaciones e inventos trascendentales para la sociedad; los ubico y explico en su contexto histórico.

• Utilizo herramientas y equipos de manera segura para construir modelos, maquetas y prototipos.

• Reconozco en algunos artefactos, conceptos y principios científicos y técnicos que permitieron su creación.

• Utilizo las tecnologías de la información y la comunicación, para apoyar mis procesos de aprendizaje y actividades personales (recolectar, seleccionar, organizar y procesar información).

7.5 CONTENIDOS

Los contenidos que se abordan en la ATE están divididos

en dos partes, del tal forma que se puedan diferenciar para una mayor comprensión por parte de los estudiantes. Se estudia en primera instancia a los operadores mecánicos y se profundiza particularmente en las poleas. Por otro lado, se estudian los operadores eléctricos, en particular un circuito eléctrico básico y los elementos que lo conforman para su funcionamiento.

7.6 ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN

Para la organización de la ATE se tuvieron en cuenta varios aspectos, entre ellos a lo que hace referencia al saber tecnológico que se verán reflejadas para el desarrollo de las

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actividades que hacen parte de la ATE misma, de igual forma otros saberes también vinculados de carácter argumentativo, conceptos propios de la física y habilidades de tipo artístico.

7.7 COMPONENTES Y CARACTERISTICAS

La propuesta se desarrolla a partir de cuatro módulos en los cuales los estudiantes a partir de una conceptualización van fortaleciendo sus conocimientos, los cuales le permitirán desarrollar un análisis de cómo funciona un robot caminante para posteriormente a través de su construcción consolidar los temas aprendidos y finalmente un momento de reflexión en donde se analizaran los resultados obtenidos a lo largo del proceso y desarrollo de la ATE.

MÓDULO 1 DISCOVERYBOT

En este módulo consta de una conceptualización en la cual se pretende acerca a los estudiantes a las temáticas de:

• Operadores mecánicos • Clasificación de los operadores mecánicos • Historia de la rueda • Polea simple • Partes de la polea • Sistema de polea y correa • Circuito eléctrico básico • Elementos de un circuito eléctrico básico

Las actividades están organizadas de la siguiente forma:

• Prueba diagnóstica: Formularios sobre saberes previos

• Actividad 1 en clase: Desarrollo de mapa conceptual sobre el concepto y clasificación de los operadores mecánicos, el cual se sugiere ser desarrollado en el programa CmapTools.

• Lectura y video sobre la historia e invención de la rueda.

• Homework: Desarrollo de una historieta- comic, importancia de la invención de la rueda

• Actividad 2 en clase: Construcción de una polea. • Actividad 3 en clase: Actividad grupal, solución de

preguntas acerca del funcionamiento de una escalera eléctrica.

• Actividad 4 en clase: Construcción de un circuito eléctrico básico.

MÓDULO 2 RETOBOT

En este módulo se da a conocer a los estudiantes el reto que deben realizar, los parámetros con los que se deben construir el robot caminante MÓDULO 3 MAKINGBOT En este módulo se explica el proceso de construcción del robot caminante. MODULO 4 FINALBOT

En este módulo se realiza un ejercicio de reflexión en el

cual los estudiantes deben expresar los resultados obtenido al finalizar el desarrollo de la ATE.

7.8 ASPECTOS PEDAGÓGICOS Y DIDÁCTICOS

La propuesta está fundamentada en el modelo construccionista basada en la estrategia de análisis a través de la construcción.

7.9 EVALUACIÓN

La evaluación está determinada como un proceso constante a lo largo del desarrollo de la ATE, se pretende que el docente pueda observar un trabajo tanto de forma individual y grupal en los estudiantes. A partir del desarrollo de las actividades el estudiante demostrara sus habilidades y conocimientos frente a las temáticas planteadas de operadores mecánicos y eléctricos; de igual forma se tendrán en consideración los siguientes aspectos:

• Organiza y explica información mediante mapas conceptuales.

• Participa activamente en cada una de las actividades propuestas dentro de la ATE.

• Construye un robot caminante empleando diferentes materiales y herramientas de construcción.

• Socializa los resultados obtenidos a través de una exposición oral frente al grupo.

7.10 PROTOCOLO DE APLICACIÓN

Prueba Diagnostica Tema: Saberes previos sobre operadores mecánicos y operadores eléctricos Tiempo: 15 minutos. Instrumentos: Computador, conexión a internet. Personas y grupos involucrados: Estudiantes Lugar de aplicación: Casa. Actividad 1 en clase Tema: Introducción Operadores Mecánicos, clasificación de los operadores mecánicos, desarrollo de mapa conceptual Contexto: Aula de clase y casa Tiempo: 40 minutos en clase- 40 minutos extra clase. Instrumentos: Guía de trabajo, apuntes, computador, CmapTools. Personas y grupos involucrados: Docente y estudiantes Lugar de aplicación: Aula de clase y casa. Homework – Comic Tema: Historia de la rueda Contexto: Trabajo en casa

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Tiempo: Mínimo 30 minutos Instrumentos: Guía de trabajo, plantilla, apuntes, instrumentos para dibujo. Persona y grupos involucrados: Estudiantes Lugar de aplicación: Casa

Actividad 2 en clase – Construcción de Polea Tema: Polea, partes de la polea, construcción de una polea con material reciclable Tiempo: 40 minutos Contexto: Aula de clase Instrumentos: Guía de trabajo, apuntes, dispositivos móviles como Tablet o celular, materiales para la construcción Personas y grupos involucrados: Docente y estudiantes Lugar de aplicación: Aula de clase Actividad 3 en clase- ¿Cómo funciona una escalera eléctrica? Tema: Sistema de polea y correa, funcionamiento de una escalera eléctrica Tiempo: 40 minutos Contexto: Aula de clase Instrumentos: Guía de trabajo, apuntes, computador, dispositivos móviles como Tablet o celular. Personas y grupos involucrados: Docente y estudiantes Lugar de aplicación. Aula de clase. Actividad 4 en clase – Construcción de un circuito eléctrico Tema: Circuito eléctrico, construcción de un circuito eléctrico Tiempo: 40 minutos Contexto: Aula de clase Instrumentos: Guía de trabajo, apuntes, dispositivos móviles como Tablet o celular, materiales para la construcción Personas y grupos involucrados: Docente y estudiantes Lugar de aplicación: Aula de clase Makingbot: Construcción de Robot caminante Tema: Operadores mecánicos, operadores eléctricos. Tiempo: 8 horas Contexto: Aula de clase Instrumentos: Guía de trabajo, materiales para la construcción Personas y grupos involucrados: Docente y estudiantes Lugar de aplicación: Aula de clase Finalbot: Reflexión Tema: Operadores mecánicos, operadores electricos Tiempo: 40 minutos Contexto: Aula de clase Instrumentos: Guía, cuaderno de apuntes Personas y grupos involucrados: Docente y estudiantes Lugar de aplicación: Aula de clase

8. CONCLUSIONES

Dando respuesta a la pregunta orientadora se puede concluir que, a través de esta propuesta se genero una ATE a partir de la estrategia de análisis a través de construcción la

cual permite fortalecer los conceptos de operadores mecánicos y eléctricos teniendo en cuenta que el diseño de las actividades fue planteado de tal forma que los estudiantes logren adquirir experiencias de forma práctica y cognitiva que le permitan solucionar un reto final en que estén relacionados los conceptos de operadores mecánicos y operadores eléctricos.

A partir de las estrategias didácticas que se desarrollaron

para el abordaje de los conceptos el estudiante evidenciara un fortalecimiento en sus habilidades de igual forma el trabajo de la estrategia de análisis a través de la construcción.

PROSPECTIVA

Esta propuesta de trabajo de grado pretende a largo plazo

tener una aplicación con un grupo de estudiantes, con lo cual se puedan observar las ventajas y debilidades a la hora de llevar a cabo la ATE, posteriormente sea sometida a una valoración de expertos y de igual manera lograr un trabajo investigativo de verificación de resultados respondiendo a los objetivos que den cuenta al fortalecimiento de los conceptos propuestos.

REFERENCIAS

Aguilar, C., & Saldarriaga, W (2017). Diseño de una ATE de

Análisis a través de la construcción que vincule los enfoques de la Tecnología a la enseñanza de la Física (Trabajo de grado). Universidad Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia.

Coy, S., & Rojas, B (2017). Imagínate. Aprendiendo a partir

de la rueda. (Trabajo de grado). Universidad Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia.

Ministerio de Educación Nacional, Serie guías No. 30,

Orientaciones generales para la Educación en Tecnología, Ser competente en Tecnología: ¡Una necesidad para el desarrollo!, Bogotá, Colombia, 2008.

Osorio, C.,(s.f) Aproximaciones a la tecnología desde los

enfoques en CTS Quintana, A. (2014). Didáctica de la tecnología. (Documento

de seminarios dentro de la maestría de la educación en tecnología. inédito). Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Quintana, A. (2015). Didáctica de la tecnología. (Documento

de seminarios dentro de la maestría de la educación en tecnología.) Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Recuperado: http://aulasvirtuales.udistrital.edu.co/mod/page/view.php?id=1004

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Quintanilla, M. (1.988), Tecnología: Un Enfoque Filosófico,

Madrid: Fundesco. - (1.998), "Técnica y Cultura", En: LOPÉZ CEREZO, et al (editores). Filosofía de la Tecnología, Madrid: OEI, 2.001.

Rueda, C. (2016). Actividad tecnológica escolar que propicie

el desarrollo del pensamiento tecnológico, a través de construcciones basadas en sistemas y transformación de movimiento. (Trabajo de grado). Universidad Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia

Vicario, C. (2009) Construccionismo. Referente

sociotecnopedagogico para la era digital, (9), Revista del Instituto de Estudios en Educación Universidad del Norte

NOTAS:

ANEXOS

RUTA DIDÁCTICA ACTIVIDAD TECNOLOGICA ESCOLAR

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RUTA DIDÁCTICA

ATE BASADA EN LA ESTRATEGIA DE ANALISIS A TRAVES DE LA CONSTRUCCIÓN PARA EL APRENDIZAJE DE OPERADORES MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS

TEMA Operadores mecánicos y operadores eléctricos POBLACIÓN Estudiantes de grado Séptimo del Instituto Colombo Sueco METODO DE ENSEÑANZA Modelo Construccionista y constructivista ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Estrategia de análisis a través de la construcción

OBJETIVOS CONCEPTUAL:

• Identifica invenciones importantes como la rueda los cuales dieron origen a los avances tecnológicos. • Reconoce y explica que son los operadores mecánicos y eléctricos. • Diferencia algunos operadores mecánicos y eléctricos según su funcionamiento.

PROCEDIMENTAL:

• Desarrolla creativamente un robot caminante utilizando operadores mecánicos y eléctricos para su funcionamiento.

ACTITUDINAL:

• Participa con responsabilidad en las actividades planteadas en la unidad. • Participa activamente en su grupo de trabajo, asumiendo sus responsabilidades para el desarrollo las actividades asignadas.

COMPETENCIAS • Reconozco principios y conceptos propios de la tecnología, así como momentos de la historia que le han permitido al hombre a

transformar el entorno para resolver problemas y satisfacer necesidades. • Relaciono el funcionamiento de algunos artefactos, productos, procesos y sistemas tecnológicos con su utilización segura. • Propongo estrategias para soluciones tecnológicas a problemas, en diferentes contextos.

INDICADORES • Relaciona artefactos creados por el hombre para satisfacer necesidades. • Reconoce características de los diferentes operadores mecánicos y eléctricos. • Identifica diferentes tipos de operadores mecánicos y eléctricos según sus características y funcionamiento.

REFERENTES TEÓRICOS • Modelo Construccionista: Parte de la metodología constructivista de Piaget enfocada en el trabajo de las TIC como herramienta eficaz para la construcción mental del pensamiento en los estudiantes, en donde la persona puede aprender a través de la experiencia y a partir de ello crea estructuras donde la información se organiza.i

• Análisis a través de la construcción: Se define las actividades tecnológicas escolares como a las unidades de trabajo diseños por docentes y grupos de trabajo para abordar el estudio de distintas dimensiones de la tecnología. ii

• Operadores Mecánicos: Los operadores mecánicos son operadores que van conectados entre sí para permitir el funcionamiento de una máquina, teniendo en cuenta la fuerza que se ejerce sobre ellos. Los operadores mecánicos convierten la fuerza en movimiento, el conjunto de varios operadores se denomina mecanismo. iii

• Operadores eléctricos: Un Circuito Eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí por los que puede circular una corriente eléctrica. La corriente eléctrica es un movimiento de electrones, por lo tanto, cualquier circuito debe permitir el paso de los electrones por los elementos que lo componen.iv

ACTIVIDADES • Actividad 1 en clase: Desarrollo de mapa conceptual sobre el concepto y clasificación de los operadores mecánicos, el cual se sugiere ser desarrollado en el programa CmapTools.

• Lectura y video sobre la historia e invención de la rueda. • Homework: Desarrollo de una historieta- comic, importancia de la invención de la rueda • Actividad 2 en clase: Construcción de una polea. • Actividad 3 en clase: Actividad grupal, solución de preguntas acerca del funcionamiento de una escalera eléctrica. • Actividad 4 en clase: Construcción de un circuito eléctrico básico.


EVALUACIÓN • Organiza y explica información utilizando mapas conceptuales. • Participa activamente en cada una de las actividades propuestas dentro de la ATE. • Construye un robot caminante empleando diferentes materiales y herramientas de construcción • Socializa los resultados obtenidos a través de una exposición oral frente al grupo.

i Vicario, C. (2009) Construccionismo. Referente sociotecnopedagogico para la era digital, (9), Revista del Instituto de Estudios en Educación Universidad del Norte ii Quintana, A. (2014). Didáctica de la tecnología. (Documento de seminarios dentro de la maestría de la educación en tecnología. indito). Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas. iii Tomado de: https://www.webcolegios.com/file/8d09ef.pdf iv Tomado de: http://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-electricos.html

https://www.webcolegios.com/file/8d09ef.pdf

http://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-electricos.html

Universidad Distrital Francisco José de CaldasRector: Ricardo García Duarte

Facultad de Ciencias y EducaciónDecana Cecilia Rincón Verdugo

Especialización en Educación en tecnología Coordinador: Sergio Ramiro Briceño Castañeda

“ACTIVIDAD TECNOLÓGICA ESCOLAR BASADA EN LA ESTRATEGIA DE ANÁLISIS A TRAVÉS DE LA CONSTRUCCIÓN PARA EL APRENDIZAJE DE OPERADORES MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS”

Autor:Andrea Estrada

Diseño y Diagramación: Juan Camilo Garzón C. – EQUIPO PAET

Bogotá - 2018

¡BIENVENIDOS!Le invitamos a estudiar y explorar a partir de cuatro módulos algunos conceptos so-bre operadores mecánicos y eléctricos, realizaras actividades,resolverás el reto propuesto para construir un Robot Ca-minante y finalmente reflexionaras so-bre los resultados obtenidos.

Dentro de la cartilla encontraras videos con su respectivo enlace y código QR que te permitirán visualizarlos en cual-quier dispositivo celular o Tablet, para ello debes descargar una aplicación desde tu tienda de descargas con la que puedas escanear códigos QR.

DISCOVERYBOT RETOBOT MAKINGBOT FINALBOT

PRUEBA DIAGNÓSTICA

Antes de empezar a estudiar los módulos, realiza el siguiente formulario para conocer tus co-nocimientos previos.

Ingresando al siguiente enlace: https://goo.gl/forms/Cas-2plUTj8VLweY22

CÓDIGO QR

DISCOVERYBOT

En esta unidad estudiaremos los conceptos de:

- Operadores mecánicos- Clasificación de operadores mecánicos- Conoceremos un poco sobre la historia de la RUEDA

Apuntaremos al estudio de:

- Polea Simple- Partes de la Polea- Sistema de polea y correa Analizaremos- Un circuito eléctrico básico - Elementos que lo conforman para su funcionamiento

LOS OPERADORES MECÁNICOS

Los operadores mecánicos son operadores que van conectados entre sí para permitir el funcionamiento de una máquina, teniendo en cuenta la fuerza que se ejerce sobre ellos. Los operadores mecánicos convierten la fuerza en movimiento, el conjunto de varios operadores se denomina mecanismo.

Los operadores mecánicos se pueden clasificar de la siguiente forma:

MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO

Transmiten a otro punto el movimiento pro-ducido por un elemento motriz (motor).

La transmisión puede ser:LINEAL: palancas, poleas, polipastos.

CIRCULAR: ruedas de fricción, poleas con correas, engranajes, engranajes con cadena, tornillo sin fin.

MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO:

Transforman un movimiento circular en un mo-vimiento rectilíneo, o viceversa. La transforma-ción de movimiento puede ser circular en recti-líneo o circular en rectilíneo alternativo.

Los mecanismos de transformación puede ser:

CIRCULAR A RECTILÍNEO: tornillo, tuerca, manivela, torno, piñón, cremallera.

CIRCULAR A RECTILÍNEO ALTERNATIVO: leva, excéntrica, biela, manivela, cigüeñal

ACTIVIDAD EN CLASE.

Según los temas estudiados realiza un mapa conceptual en donde se explique la definición y clasificación de operadores mecánicos, recuerda utilizar imágenes para cada uno de los operadores mostrados en los cuadros.

Recuerda que puedes utilizar la herramien-ta de C-MAP TOOLS para diseñar tu mapa conceptual; guarda tu trabajo en un dispo-sitivo USB o envíalo por correo.

Para nuestro trabajo en particular vamos a estudiar las Poleas.

Antes de ello, vamos a devolvernos un poco en el tiempo y estudiaremos los principios de la Rueda de donde parte el principio de la polea.

UN POCO DE HISTORIA…

Es importante apuntar que aunque el cono-cimiento y uso de la rueda como operador aplicado al transporte suele ser un indicador de clasificación cultural, existieron culturas que llegaron a un alto nivel técnico y artísti-co desconociendo el uso práctico de la rueda (caso de las culturas precolombinas).

• Desde el punto de vista técnico se supone que la rueda evolucionó a partir de un rodillo al que se le había colocado un eje a través de

un agujero central y aunque no existen prue-bas concluyentes, se supone que rodillos de madera fabricados a partir de troncos de ár-bol ya fueron empleados por los egipcios ha-cia el 3500 a.C para el transporte de cargas pesadas.

• No obstante, parece ser que la primera aplicación de la rueda como tal correspon-de a los tornos de alfarería (hacia el 3300 a. de C. en el oriente medio), en forma de un sencillo disco de madera montado sobre un cono giratorio impulsado a mano.

• Hacia el 3200 a.C. empieza a aplicarse como elemento de transporte (en forma de rueda maciza de piedra que formaba cuerpo con ejes de madera y se sujetaba a la carreta por medio de tiras de cuero) formando parte de carros de tracción animal.

• Hacia el 2900 a.C. se aplicó en Sumeria para la molienda de trigo (molino de ruedas).

•Hacia el 1500 a.C. empezó a emplearse como elemento motor accionado por la fuer-za muscular del hombre (rueda de varios me-tros de diámetro por la que se mueven varios hombres haciéndola girar).•Es posible que hacia el 1500 a.C. ya se em-pleara la polea (en forma de polea simple) en Mesopotamia y Egipto.

•Hacia el 260 a.C. ya se empleaban las rue-das hidráulicas (norias) como elemento que

VIDEO INTERESANTE: “La pantera rosa, la rueda”

https://www.youtube.com/watch?v=E8aHT1Yt77o;

aprovecha el movimiento lineal del agua de los ríos para producir un movimiento girato-rio que sirve como fuerza motriz.•Hacia el 250 a.C. ya se usaban las ruedas dentadas (engranajes) para la trasmisión de movimientos rotativos entre ejes separados (reloj hidráulico de Clepsidra).

• Hacia el 900 empiezan las ruedas eólicas (aprovechan la fuerza del viento para producir un movimiento giratorio) para el accionamien-to de molinos de piedra en Pekín y Persia.

¿Y ENTONCES QUE ES UNA RUEDA?

La rueda es un disco con un orificio central por el que penetra un eje que le guía en el movimiento y le sirve de sustento.

Algunas de las ruedas más empleadas son:

• Rueda dentada: Empleada principalmente para la transmisión del movimiento giratorio entre ejes.

• Rueda de transporte: Empleada para redu-cir el rozamiento con el suelo. Unas muy em-pleadas con las de cámaras de aire.

•Polea: Empleada tanto para la transmisión de movimientos como para la reducción del esfuerzo al elevar o mover pasos.

• Turbinas: Empleadas para la obtención de

un movimiento giratorio a partir del movi-miento de un fluido ( agua, aire, aceite)

PARTES DE LA RUEDA

Desde el punto de vista tecnológico, la rueda es un operador dependiente. Nunca puede usarse sola y siempre ha de ir acompañada de, al menos, un eje (que le guía y sirve de sustento) y de un soporte o armadura (que es el operador que controla la posición del eje y sirve de sostén a todo el conjunto).

• Eje: Es una barra, normalmente cilíndrica, que guía el movimiento giratorio de la rueda. • Soporte: Es un operador cuya misión es mantener al eje solidario con la máquina. En muchas aplicaciones suele tener forma de horquilla (patinetes, bicicletas, carros...).Además, para reducir el rozamiento entre el

eje y el soporte (o entre la rueda y el eje si este permanece fijo), se suele recurrir al em-pleo de casquillos o de rodamientos (de bo-las, rodillos o agujas).

¿QUÉ SON LAS POLEAS?

La polea es una rueda con una acanaladura por la que hace pasar una cuerda o cable, y un agu-jero en su centro para montarla en un eje.

Una polea nos puede ayudar a subir pesos aho-rrando esfuerzo: la carga que se quiere elevar se sujeta a uno de los extremos de la cuerda y desde el otro extremo se tira, provocando así el giro de la polea en torno a su eje.

PARTES DE LA POLEA•Soporte: Es el que aguanta todo el conjunto y lo mantiene en una posición fija en el espa-

cio. Forma parte del otro operador al que se quiere mantener unida la polea (pared, puer-ta del automóvil, carcasa del video...).

•Eje: Cumple una doble función: eje de giro de la polea y sistema de fijación de la polea al soporte (suele ser un tirafondo, un tornillo o un remache).

•Casquillo: Para mejorar el funcionamiento del conjunto, se le puede añadir un casquillo de longitud ligeramente superior al grueso de la polea (para facilitar el giro de la polea).

•Arandelas: Permite mejorar la fijación y el giro.

TAREARealiza una historieta en la cual cuentes la importancia de la in-vención de la Rueda, utiliza la plantilla para crear tu comic.

Puedes agregar más escenas si es necesario.

PLANTILLA PARA CREAR TU COMIC

https://i.pinimg.com/736x/f6/14/3a/f6143a-0d38b9e6ea3fb8e5f2a27dc8c7--story-structu-

re-hot-mess.jpg

¿QUÉ SON LAS POLEAS?

La polea es una rueda con una acanaladura por la que hace pasar una cuerda o cable, y un agujero en su centro para montarla en un eje.

Una polea nos puede ayudar a subir pesos ahorrando es-fuerzo: la carga que se quiere ele-var se sujeta a uno de los extremos de la cuerda y desde el otro extremo se tira, provo-cando así el giro de la polea en torno a su eje.

Partes de la polea

•Soporte: Es el que aguanta todo el conjunto y lo mantiene en una posición fija en el espacio. Forma parte del otro operador al que se quiere mantener unida la polea (pared, puerta del au-tomóvil, carcasa del video...).

•Eje: Cumple una doble función: eje de giro de

ACTIVIDAD EN CLASE

En esta actividad realizaremos una polea sim-ple, para ello tenemos un video tutorial que nos servirá de guía para nuestra construcción. Consigue los materiales necesarios para realizar la construcción.

Materiales:

•Cartón (del tamaño que quieras hacer la polea) •1/8 de Cartón paja •Tijeras•Lápiz•Regla•Compas •Bisturí •Palo de pincho

VIDEO INTERESANTE: “Fabricación de una polea de cartón”

https://www.youtube.com/watch?v=Gg-g3in3ifyY

la polea y sistema de fija-ción de la polea al so-porte (suele ser un tirafondo, un tornillo o un rema-che).

•Casquillo: Para mejorar el funcionamiento del conjunto, se le puede añadir un casquillo de longitud ligeramente superior al grueso de la polea (para facilitar el giro de la polea)

•Arandelas: Permite mejorar la fijación y el giro.

¿CÓMO PODEMOS TRANSMITIR MOVIMIENTO A PARTIR DE LA

UNIÓN DE POLEAS?

SISTEMA DE POLEA Y CORREA

Se trata de sistemas formados por pares de ruedas o poleas situadas a cierta distancia, con ejes normalmente paralelos, que giran simultá-neamente transmitiendo el movimiento desde el eje de entrada o motriz hasta el eje de salida o conducido mediante una correa.

El movimiento que se transmite a la rueda conducida tiene el mismo sentido que el mo-vimiento de la rueda conductora, mientras que su módulo, como veremos más adelan-te, depende de los diámetros de las poleas.

ACTIVIDAD 3 EN CLASE

Responde las siguientes preguntascon tu grupo con base al video

¿Cómo funciona una escalera eléctrica?

¿Cómo puede ser definida una escalera eléctrica?

¿Cuáles son los tres objetivos de los diseñadores a la hora de construir las escaleras eléctricas?

¿Cómo funcionan las escaleras eléctricas?

¿Cómo funciona l plataforma de carga nivelada?

Escribe una ventaja y desventaja de las escaleras eléctricas

https://www.youtube.com/watch?v=uE_J2Brp0-Y

Si nos interesa que el sentido de giro transmi-tido se invierta, deberemos cruzar la correa.

“COMO FUNCIONA UNA ESCALERA MECÁNICA”

¿QUÉ ES UN CIRCUITO ELECTRICO?

Un Circuito Eléctrico es un conjunto de ele-mentos conectados entre sí por los que pue-de circular una corriente eléctrica.

La corriente eléctrica es un movimiento de electrones, por lo tanto, cualquier circui-to debe permitir el paso de los electrones por los elementos que lo componen.

OPERADORES ELÉCTRICOS

Los operadores son elementos básicos con los que se construyen circuitos, y desempe-ñan, por lo tanto, las funciones elementales de la electrónica y la eléctrica.

ELEMENTOS QUE CONFORMAN UN CIRCUITO ELÉCTRICO BÁSICO

• Generador: Producen y mantienen la co-rriente eléctrica por el circuito. Son la fuente de energía.

• Conductores: Es por donde se mueve la co-rriente eléctrica de un elemento a otro del circuito. Son de cobre o aluminio, materiales buenos conductores de la electricidad.

• Receptores: Son los elementos que trans-forman la energía eléctrica que les llega en otro tipo de energía. Por ejemplo las bombi-llas transforma la ener-gía eléctrica en lumi-nosa o luz, los radiadores en calor, los moto-res en mo-vimiento, etc.

• Elementos de mando o control: Permiten di-

rigir o cortar a voluntad el paso de la corriente eléctrica dentro del circuito. Tenemos interrup-tores, pul-sadores, conmutadores, etc.

• Elementos de protección: Protegen los cir-cuitos cuando hay peligro de corrientes muy elevadas que puedan quemar los elementos del circuito. Te-nemos fusibles, magneto tér-micos, diferenciales, etc.

ACTIVIDAD EN CLASE

Construcción de un circuito eléctrico En esta actividad construiremos un circuito eléctrico básico, para ello tene-mos un video tutorial que nos servirá de guía para nuestro desarrollo. Con-sigue los mate-riales necesarios para realizar el montaje. Materiales:

•1 Pila cuadrada•1 Bombillo pequeño•1 Portalámparas para el bombillo•Cables•1 interruptor

https://www.youtube.com/watch?v=xzcE6r__2d0

FABRICACIÓN DE UNA POLEA DE CARTÓN

RETOBOT En este módulo te presentaremos el reto

“CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT CAMINANTE”

Es hora de poner nuestros conocimientos a prueba, mostrar toda la creatividad, imagi-nación y el trabajo en equipo.

Retobot: Conforma un equipo con dos com-pañeros más y construye un robot ca-minan-te el cual debe funcionar a partir de un siste-mas de poleas y un circuito eléc-trico básico. Construye el mejor robot para que compita en una gran carrera.

https://www.youtube.com/watch?v=b2U36FUoz5w;

ROBOT CAMINANTE

MAKINGBOT En este módulo te mostraremos los materiales y los pasos para construir el robot caminante.

MATERIALES

1/2 Lamina de icopor1 Pila cuadrada de 9 voltios1 Interruptor1 Motor dc5 Palos baja lenguas3 Palos de pinchs3 Plumones que ya no utilices o pitillos1 Metro cable1 Caucho

HERRAMIENTAS:

1 Bisturí1 Pistola de silicona1 Barra de silicona o silicona liquida1 Regla1 Lapiz

1.Cortar la un icopor de 12 cm de ancho y 16 de alto. En la parte superior medir 3 cm de ancho en cada esquina y 4 cm de largo. Cortar

2. Cortar dos piezas 9 cm de alto y 12 cm de ancho. Ubicar el centro en la parte superior, ubicando el ancho y trazar 3 cm a cada lado del centro. Ubicar desde la parte inferior 3 cm y cortar diagonalmente.

3. Cortar 2 piezas de 16 cm de ancho y 9 cm de largo. Ubicar desde la parte inferior 1 cm y medio según el ancho. Trazar la misma figura anterior. Cortar

4. Cortar los tubos al grosor de la lámina (1cm en este caso). Ubicar tres puntos: en el centro de las piezas a 3 cm de alto desde la parte superior, a 2 cm desde la partes infe-rior e introducir los tubos cortados.

5. Pegar las piezas para empezar a ensamblar.

6. Cortar 6 piezas de los baja lenguas de 4 cm y medio de alto y trazar punto a 0, 5 cm de cada extremo y perforarlos con una pieza con punta ( una puntilla o un destornillarlo de estrella)

7. Cortar 6 palos de pincho de 3 cm y 3 palos de 14 cm, para formar las siguientes piezas, como se muestra en la figura.

8. Hacer una polea en icopor de 5 cm.

9. Ensamblar todas las piezas. 10. Conecta el circuito para dar movimiento al sistemas de poleas

¡ESO ES TODO!

¡AHORA PREPARA A TU ROBOT CAMINANTE PARA EL DÍA DE LA CARRERA Y SOBRE TODO

PARA SER EL GANADOR!

FINALBOTEn este módulo reflexionaremos un poco sobre la experiencia realizada.

¡LO QUE PIENSO AHORA!

Completas las frases en tu cuaderno:

• Antes pensaba de los operadores mecánicos que: ____________________________________________________________________________________________________________

Y ahora pienso que: ____________________________________________________________________________________________________________

• Antes pensaba de un circuito eléctrico que: ____________________________________________________________________________________________________________

Y ahora pienso que: ____________________________________________________________________________________________________________

• Que fue lo más fácil al momento de cons-truir el Robot Caminante:

____________________________________________________________________________________________________________

• Que fue lo más difícil al momento de cons-truir el Robot Caminante:

____________________________________________________________________________________________________________

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