DOS NUEVOS PRODUCTOS NIVEL SECUNDARIA Y PREPARARTORIA

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1 DOS NUEVOS PRODUCTOS NIVEL SECUNDARIA Y PREPARARTORIA Con el afán de dotar a las instituciones educativas de herramientas, programas y materiales de vanguardia, fischertechnik, en asociación con Tom White, desarrolló dos nuevas estaciones con orientación STEM (Science Technology Engineering Mathematics). Tom White es un distinguido educador en los Estadios Unidos que ha estado involucrado en los programas STEM desde la década de los 70 s. Ha diseñado numerosos kits y productos para apoyar a la educación a nivel secundaria, preparatoria, e inclusive a nivel universitario e industrial. Está especializado en la integración de hardware y software. Su aportación fue esencial para introducir CAD, CAM, sistemas de control, control digital, manufactura de prototipos 3D y otros temas a la enseñanza. Es experto en muchos lenguajes de programación y en software de ingeniería. He desarrollado este sistema STEM para satisfacer estándares comunes de matemáticas, lectura y escritura y también en concordancia con estándares nacionales de educación de los Estados Unidos y estándares del ISTE e ITEEA. Este programa puede fácilmente cubrir un ciclo escolar y enganchar a los alumnos en el estudio de física aplicada con acercamiento a la electrónica, la programación y los sensores. - Tom White, creador del programa. El objetivo primordial de estos nuevos kits es Incentivar y entusiasmar a los jóvenes por el estudio de la ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM Education), utilizando versátiles materiales y una metodología basada en proyectos, que por su realismo les permita desarrollar competencias, extrapolar conceptos al mundo laboral y utilizarlo como vehículo de orientación vocacional.

2 Programas STEM Lab de fischertechnik Los programas STEM Lab están basados en un currículo estándar que implica la investigación, el diseño y la resolución de problemas y están especialmente desarrollados para usarse con el sistema de construcción fischertechnik. Este programa único, combina los requerimientos curriculares de las instituciones educativas con el enfoque constructivista de aprender haciendo. Está disponible en dos niveles. Elementos de la Estructura Curricular Propósito Conceptos Objetivos para los alumnos Evaluación y valoración Ideas generales Estándares Escenario auténtico para el proyecto Plan de enseñanza diaria Actividades de apoyo Recursos Sienta las bases para el aprendizaje de los alumnos. Ideas y habilidades esenciales que los estudiantes van a necesitar dominar. Descripción del desempeño esperado en los alumnos. Matrices de valoración para presentaciones orales y escritas. Ideas utilizadas para organizar estructuras y proporcionar una guía lineal para el aprendizaje de los alumnos. Incluyen los siguientes: Estándares de matemáticas. Estándares de lectura para conocimientos en historia, ciencias y temas técnicos. Estándares de escritura para conocimientos en historia, ciencias y temas técnicos. Estándares para lectura técnica. Contenido estándar K-12 de NSES (National Science Education Standards) unificación de conceptos y procesos. Estándares de tecnología para los estudiantes por parte del ISTE (International Society for Technology in Education). Sienta las bases para la solución de problemas de los estudiantes. Proporciona a los maestros el ritmo y flujo necesario de enseñanza. Incluyen la exploración, demostración y experimentación aplicada. Proporciona a los profesores información para compartir con los estudiantes, permitiéndoles ir más allá en sus exploraciones. Cada nivel consta de varios proyectos por tema que los maestros pueden utilizar con los estudiantes, permitiéndoles así, explorar y entender diferentes conceptos esenciales del programa STEM.

3 Por qué fischertechnik? Realismo: El sistema constructivo involucra numerosos componentes de precisión que replican los que se encuentran en máquinas y dispositivos electromecánicos del mundo real, lo que permite jugar, diseñar y simular con sentido práctico. Versatilidad: El diseño de sus componentes es multifuncional y armónico, de tal manera que todos sus componentes son compatibles entre sí, y las posibilidades de configuraciones y combinaciones son casi infinitas. Estas características lo hacen ideal como plataforma para competencias, ferias de ciencias y elaboración de prototipos inclusive de aplicación industrial. Potencial didáctico: El jugar y aprender de una manera divertida hace que se facilite la asimilación de conceptos de forma intuitiva y efectiva, logrando así correlaciones con alcance de largo plazo. LA UNIDAD BÁSICA ES LA ESTACIÓN DE TRABAJO Las estaciones de trabajo fischertechnik son entidades autosuficientes de instrucción (caja de almacenaje, todos los componentespiezas del kit temático, accesorios indispensables, plantillas, manuales de ensamble, y cuadernos o CD con actividades) que se comparten en equipos de 2 a 4 estudiantes, y que fueron diseñadas para una operación escolar eficiente y práctica. Hay una estación idónea para cada grado escolar desde tercero de primaria hasta el último grado de preparatoria. Los temas y contenidos son el producto de una evolución de 45 años en el mercado mundial de didácticos.

4 INTRODUCCIÓN Educación STEM Basada en Proyectos Una de las muchas ventajas de la Educación STEM es la integración y aplicación de contenidos inter-curriculares. Esto les permite a los estudiantes entender las relaciones entre los temas objeto de estudio. Para que sea efectivo, un programa STEM tiene que estar completamente integrado. El más fácil y más comprobado método es a través de proyectos completos basados en el plan de estudios. Esto ayuda a los estudiantes a responder preguntas Porque necesito saber esto?, y Dónde podré usar alguna vez esto?. Un plan de estudios basado en proyectos permite una exploración profunda de un problema. El proyecto deberá diseñarse para que diversos grupos de estudiantes desarrollen muchas y distintas soluciones para el mismo problema. El problema le da la oportunidad al estudiante de planear, organizar y conducir una investigación. Actividades de apoyo le dan al estudiante las habilidades y conocimientos justo a tiempo. Los estudiantes utilizan sus investigaciones para diseñar, hacer prototipos, probar, evaluar, y rediseñar una solución. El término ingeniería, implica una evaluación matemática de un diseño. El análisis le permite al estudiante crear modelos matemáticos que le permitan tomar decisiones y aumentar la rapidez con la que puedan implementar una solución. Una vez que se hace el análisis inicial, entonces se puede proceder con la creación de un prototipo. Los datos se recolectan y organizan. Después viene le proceso de analizar fallas o inconsistencias para mejorar el diseño. Una vez que se logra una solución en el diseño, el estudiante debe realizar la documentación final. La documentación incluye bosquejos, dibujos, reportes de investigación, análisis de datos y cualquier cosa utilizada en la creación del diseño final. Los estudiantes deberán explicar y escribir sus propias palabras sus argumentos y ventajas de su solución. La escritura es el pegamento para la integración de su aprendizaje. El tener que explicar su solución conduce el conocimiento a mayores niveles. Uno de los mayores impedimentos para una preparación exitosa en las carreras de los campos de Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM) es la necesidad de regresar a crear y reforzar conceptos que no se adquirieron en su momento antes de que puedan comenzar con un verdadero trabajo universitario. La educación STEM basada en proyectos, le da al estudiante la preparación necesaria para una entrada exitosa a la universidad. Numerosas universidades han realizado estudios para evaluar a los estudiantes que ya han participado en programas STEM en preparatoria y han encontrado mayores índices de aprovechamiento, y retención en los mismos.

5 STEM Lab Eduaction II Preparatoria/Highschool Estaciones de Trabajo Serie STEM Lab Estación de Trabajo sobre el tema de Mecatrónica En esta modalidad, las estaciones son una combinación de 200 tipos de componentes (1,186 Piezas) incluyendo engranes, sensores, actuadores, bloques de construcción, paneles, motores, flechas, llantas, una fotocelda, caja de engranes (reductores), luces, un electroimán, motores con codificadores integrados y una interfaz ROBO TX Controller de fischertechnik con una fuente de alimentación incluida. También incluye todas las instrucciones de ensamble, el software de programación ROBO Pro, un plan de estudio completo (currículo completo), y todo en su contenedor para su operación y almacenaje. El programa curricular incluye los objetivos de aprendizaje, explicación de los temas, definición del proyecto o reto, ejecución, evaluación, vocabulario, referencias bibliográficas y retroalimentación.

6 Temas y Programa General: Bosquejos y Documentación/Sketching and Documentation Actividades de bosquejo-diseño/sketching Activities Bitácora del Ingeniero/Engineering Notebook Introducción al Diseño/Design Brief Reportes de Ingeniería/Engineering Report Sistemas Mecánicos/Mechanical Systems Guía de Proyectos de Sistemas Mecánicos/Mechanical Systems Project Guide Diagramas de Símbolos de Unión/Linkage Diagram Estructuras/Structures Guía de Proyectos de Estructuras/Structures Project Guide Energía Mecánica/Mechanical Energy Simulación de una Montaña Rusa/Roller Coaster Simulation Introducción a la Electricidad/Introduction to Electricity Guía de Proyectos de Electricidad/Electricity Project Guide Diagramas Eléctricos/Electrical Schematics La Ley de Ohm y Potencia/Ohm s Law and Power Interruptores/Switches Introducción a la Programación Guía de Proyectos de Programación/Programming Project Guide Introducción al Software ROBO Pro/Introduction to ROBO Pro Software Diagramas de Flujo/Flow Charts Programación de Lazo Abierto/Open Loop Programming Programación de Lazo Cerrado/Close Loop Programming

7 Bifurcación Digital/Digital Branching Espera de Cambio V.S. Cambio por Conteo de Pulsos/Edge V.S. Level Triggering Lógica Combinacional/Combinational Logic Bifurcación Analógica/Analog Branching Programación con Variables/Variables Programming Subprogramas/Subprograms Recaudación de Datos/Data Collection Sistemas de Sensado/Sensing Systems Guía de Proyectos de Sistemas de Sensado/Sensing Systems Project Guide Sensores Digitales/Digital Sensors Interruptor Digital/Digital Switch Sensor Magnético de Lengüeta/Reed Switch Foto-Transistor/Photo-Transistor Sensor Infrarrojo de Pista/IR-Trail Sensor Sensores Analógicos/Analog Sensors Potenciómetro/Potenciometer Termistor NTC/NTC Thermistor Foto-Resistencia/Photo-Resistor Sensor Óptico de Colores/Optical Color Sensor Actuadores/Actuators Guía de Proyectos de Actuadores/Actuators Project Guide Neumática/Pneumatics Robótica Móvil/Mobile Robotics Guía de Proyectos de Robótica Móvil Motores con Codificadores/Encoder Motors Construcción de Paneles de Control/Building Control Panels

8 Automatización y Robótica/Automation & Robotics Guía de Proyectos de Automatización y Control/Automation and Robotics Project Guide Diseño de Bandas Transportadoras/Conveyor Belt Design Posiciones de Juego/Playing Positions Grabando Posiciones/Recording Positions Utilizando Programas y Subprogramas Existentes/Utilizing Existing Programs & Subprograms

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