iSTEMduino: proyecto de innovación para incluir y desarrollar el enfoque STEM, promoviendo la igualdad en los futuros maestros/as en Educación Primaria
El iSTEMduino es un Proyecto de Innovación Docente Básico concedido por la Unidad de Calidad, Innovación Docente y Prospectiva de la UGR, correspondiente a la Convocatoria de Proyectos de Innovación Docente y Buenas Prácticas del Plan FIDO UGR 2022-2023.
Actividades realizadas
En este proyecto interdisciplinar universitario se realizaron diferentes actividades para promocionar una enseñanza STEM integral en el alumnado. Para ello, se realizó una propuesta de innovación que se clasificó en tres niveles. En esta propuesta, cada profesor realizó sus actividades con el enfoque y metodologías propuestas en el proyecto, el enfoque STEM dentro de sus asignaturas, estableciendo un orden de seguimiento.
Profesores responsables: Julio Ballesta Claver, Raúl Roura Redondo, Carlos Jerez del Valle y M.ª Fernanda Ayllón Blanco.
Actuación 1. Nivel alto: programación, uso de sensores y alto contenido de manipulación experimental.
Este nivel fue implementado con estudiantes de cuarto curso del grado en Educación Primaria y del grado en Educación Infantil, preparando las siguientes actividades:
- Actividad 1.1. Programación orientada a objetos: a través de distintas plataformas de programación online para Arduino tipo Scratch como Tinkercad, S4A, ScratchX o Ardublock, se crearon programas para dar instrucciones de encendido y apagado de ledes en un simulador mediante montajes sencillos de resistencias y conexiones en una placa virtual Protoboard.
- Actividad 1.2. Arduino y sus fundamentos: se explicaron los diferentes fundamentos de los circuitos eléctricos (resistencias, voltaje e intensidad) y los recursos a utilizar con todas sus variantes (placa Arduino, placa Protoboard, cables, LEDes, resistencias, sensores y motores) a modo general de introducción.
- Actividad 1.3. Creación de una miniestación meteorológica: sensor de humedad y temperatura. Uso de sensores. A través de la utilización del sensor DHT11 se creó un programa que se conectará a una pantalla LCD para recoger, en tiempo real, los datos de temperatura y humedad de la habitación
- Actividad 1.4. Introducción al lenguaje de programación de la plataforma Wiring (Arduino). Inicios y conceptos básicos de programación con el código C/C++ simplificado. Se explicaron las funciones setup, loop, if, else, delay, digitalWrite, PinMode, etc.
- Actividad 1.5. Programar una instrucción. Se crearon programas que permitieron resolver problemas, empleando las sentencias condicionantes de if else y else if, los operadores de comparación (>, >=, <=, ==, != ) y operadores booleanos (||, &&, !).
El material utilizado en este bloque de actividades fue el documento “Arduino Parte 1”, que va acompañado del fichero comprimido “Arduino Parte 1 Programación.zip”, donde se incluyen los programas y librerías empleados.
- Actividad 1.6. Estación meteorológica interna para un laboratorio. A través de la adquisición de diferentes sensores de humedad y temperatura, se obtuvieron datos de temperatura, humedad y presión atmosférica. Debido a la programación y a una conexión permanente a una toma de tensión, los alumnos pudieron construir y consultar en todo momento las condiciones atmosféricas del área de trabajo.
- Actividad 1.7. Creación de un pH metro low-cost. Mediante la adquisición de una sonda de pH con conexión BNC para su conexión a la placa Arduino, se creó un montaje con pantalla LCD para la medición del pH. Se calibró el pHmetro a través de disoluciones amortiguadoras de pH preparadas, comprobando posteriormente con ello los valores de precisión y exactitud.
El material utilizado en este bloque de actividades fue el documento “Arduino Parte 2”, que va también acompañado del fichero comprimido “Arduino Parte 2 Estación y pH Programación.zip” en donde se vuelven a incluir los programas y librerías empleados.
- Actividad 1.8. (Solo alumnos de cuarto curso del grado en Educación Infantil) Creación de un pluviómetro electrónico, sensores para lluvia y humedad del suelo. Para ello se utilizaron los kits de Arduino comerciales donde se puede encontrar la placa Arduino Uno y el sensor de nivel de lluvia/nivel de agua más convencional T1592 (imagen adjunta) y el sensor higrómetro de suelo FC-28, junto con el sensor detector de lluvia, el cual se conectó a una pantalla LCD con placa I2C.
El material utilizado en la actividad 1.8 fue el documento “Arduino Parte 3 Humedad Suelo” acompañado del fichero comprimido “Arduino Parte 3 Humedad Suelo Programas.zip”.
Actuación 2. Nivel medio: conceptos moderados de programación, uso de sensores y manipulación experimental
Este nivel fue implementado con estudiantes de tercer curso del grado en Educación Primaria.
- Actividad 2.1. Circuitos en serie y paralelo con Arduino. Se propuso una actividad práctica para aprender los conceptos de voltaje, intensidad y resistencia utilizando el material de los kits de Arduino para comprender la importancia de los circuitos en serie y en paralelo, utilizando ledes, placas Protoboard y multímetros para su medición.
El material utilizado en la actividad 2.1 fue el documento “Arduino Parte 4 Circuitos Eléctricos”
Actuación 3. Nivel básico: conceptos básicos de programación y manipulación experimental.
Este nivel fue implementado con estudiantes de primer curso del grado en Educación Primaria.
- Actividad 3.1. Iniciación al uso de Scratch. Se propondrá una serie de programas realizados con Scratch para realizar operaciones matemáticas. Tras su uso, se indicarán aspectos básicos de programación orientada a objetos, animando al alumnado a hacer instrucciones simples en el ámbito matemático-científico.
- Actividad 3.2. La bola mágica y la probabilidad. Los alumnos, a partir de la programación con el programa Scratch, crearán una bola mágica adivinadora del futuro, así como predecir una distribución probabilística de lanzamiento de pelotas de baloncesto a partir de la regla de Laplace.
El material utilizado en este último bloque fue el documento “Scratch y Programación”.