Desafío del Puente

Fundamentos de Kid Spark Paquete de Desafío

1

v2.0

Resumen:En esta lección, los estudiantes aplicarán los conocimientos y habilidades que adquiridas a lo largo de la Unidad de Fundamentos de Kid Spark para desarrollaruna solución a un desafío. Los estudiantes trabajarán en equipos para diseñar, construir y presentar un puente personalizado.

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Objetivos de Aprendizaje y alineamiento con la NGSS: Aplicar conocimientos y habilidades de experiencias de aprendizaje anteriores de Kid Spark. Utilzar el proceso de diseño e ingeniería de Kid Spark para resolver un desafío. Diseñar, construir y presentar un puente personalizado.

Práctica Científica/de Ingeniería - Construir explicaciones y diseñar soluciones Conceptos Transversales - Sistemas y modelos de sistemas

Escenario:Una pequeña y remota ciudad experimentó recientemente fuertes lluvias e inundaciones, que provocaron daños significativos en el puente principal que se utiliza para traer suministros dentro y fuera de la ciudad.

Desafío de Diseño e Ingeniería:Diseñar y construir un puente nuevo. Ver solución de ejemplo en la página 2.

Especificaciones/Criterio:1. El puente debe abarcar una distancia total de al menos 46 cm. Los apoyos verticales que tocan tierra se pueden utilizar para soportar la calzada del puente.

2. El puente debe ser capaz de acomodar de forma segura al Maker ROK-Bot. El puente debe incluir rieles de protección para evitar que los vehículos se caiga. Los equipos deben demostrar su diseño conduciendo el Maker ROK-Bot de manera segura a través del puente.

3. Debido a los recursos limitados, los componentes Camino Inclinado y Camino Recto no se pueden utilizar en el diseño.

4. Los equipos deben determinar las dimensiones totales (longitud, profundidad y altura) del puente, así como el intervalo total.

5. Si cada componente de construcción cuesta $2, los equipos deben determinar el costo total del diseño.

Camino Inclinado Camino Recto Entrada de Camino

Tiempo de Actividad: 60 Minutos

Nivel de Grado Objetivo: 3 - 8

Agrupación de Estudiantes: Equipos de hasta 4

Materiales Adicionales: - Plan de Lección del Instructor

Laboratorio STEM Móvilde Kid Spark: Young Engineers oEngineering Pathways

Identificar el desafío

Lluvia deideas y

solucionesProceso de diseño e

ingeniería

Construir unprototipo

Probar ymejorar

el diseño

Explicarel diseño

2

Solución de Ejemplo:

Innovación/Invención de producto: Puente

Propósito: Un puente es una estructura que se utiliza paraatravesar un obstáculo físico.

Notas de ingeniería: Este puente fue construido para permitirque importantes suministros sean traídos a la ciudad. El vehículo Maker ROK-Bot puede cruzar el puente de forma segura desdecualquier dirección. El puente cuenta con rieles de protección para evitar que los vehículos se caigan de la carretera del puente. El puente abarca una distancia total de 68 cm. Dimensiones: 68 cm x 22 cm x 11 cm (L x P x A)

Costo de los materiales: 91 componentes x $2 = $182

Determinando las Responsabilidades del EquipoInstrucciones: Antes de trabajar a través del proceso de diseño e ingeniería, cada miembro del equipo debe asumir responsabilidad en la supervisión de ciertas tareas relacionadas con el proyecto. Determine quién será responsable de cada tarea lista a continuación.

Miembro del Equipo #1: __________________________________________

Tarea: Especificaciones/Criterio - Este miembro del equipo será responsable de asegurarse de que el proyecto cumple con todos los requisitos que se enumeran en la página 1 de este paquete de desafío.

Miembro del Equipo #2: __________________________________________

Tarea: Proceso de diseño e ingeniería - Este miembro del equipo será responsable de asegurarse de que el equipo trabaja a través de cada paso del Proceso de Diseño e Ingeniería. Los equipos deben marcar cada casilla en la página 3 de este paquete a medida que trabajan a través de cada paso del proceso.

Miembro del Equipo #3: __________________________________________

Tarea: Especificaciones del diseño - Este miembro del equipo será responsable de asegurarse de que el equipo complete una especificación de diseño para el proyecto. La especificación de diseño para este proyecto se puede encontrar en la página 4 de este paquete.

Miembro del Equipo #4: __________________________________________

Tarea: Rúbrica de evaluación - Este miembro del equipo será responsable de asegurarse de que el equipo entienda cómo se evaluarán para este proyecto. La rúbrica de calificación para este desafío se puede encontrar en la página 5 en este paquete.

Profundidad -22 cm

Altura -11 cm

Longitud -68 cm

Espacio - 68 cm

3

Desafío de diseño e ingenieríaSiga cada paso en el proceso de diseño e ingeniería para desarrollar una solución al desafío. Marque la casilla a medida que se completa cada paso. Rellene los espacios en blanco cuando sea necesario.

1. Identificar el desafío

Desafío: ________________________________________________________________

Revise los criterios y restricciones de desafío. Ver página 2

2. Lluvia de ideas y soluciones

Discutir ideas de diseño.

Dibuje ideas y considere qué sensores de entrada y módulos de salida que se utilizarán en el diseño. Ver página 7

Considere la posibilidad de crear componentes y costos.

3. Construir un prototipo

Cree un prototipo funcional del diseño que incluya un programa/esquema de ejemplo. Ver páginas 7 - 8

4. Probar y mejorar el diseño

Pruebe y mejore el diseño para el rendimiento y la consistencia.

Revise las rúbricas de clasificación (página 10), así como los criterios y restricciones del desafío (página 2).

Considere maneras de reducir los costos sin sacrificar la calidad ni el rendimiento.

Ajuste el esquema/programa. Busque maneras de hacer que el esquema/programa sea más eficiente.

5. Explicar el diseño

Determine las especificaciones del diseño que se creó. Ver página 10

Analice los siguientes puntos con su equipo y esté preparado para compartir con el resto de la clase. a. ¿Cómo llegó el equipo a la solución final? Analice cómo se utilizó cada paso en el proceso de Diseño e Ingeniería para desarrollar el diseño.

b. ¿El diseño es realista y bien proporcionado? ¿Funciona consistentemente bien? ¿Cómo podría mejorarse?

c. ¿Cómo contribuyó cada miembro del equipo al diseño general? ¿Siente que todos tenían la misma oportunidad de contribuir en el proceso creativo?

d. ¿Está el equipo preparado para compartir las especificaciones detalladas del diseño con otros?

Identificar el desafío

Lluvia deideas y

solucionesProceso de diseño e

ingeniería

Construir unprototipo

Probar ymejorar

el diseño

Explicarel diseño

4

Especificaciones del DiseñoDetermine the specifications of the completed design/project. Teams can use these specifications as they prepare to present their design to others.

cm

Materiales de Ingenieria utilizados: x 2 = Costo total $

Longitud Profundidad Altura

cm cm

Dimensiones del Proyecto

Análisis de Costo

Innovación/Invención de producto:

Propósito:

Notas de ingeniería: (¿Cómo funciona el diseño? ¿Hay algún material de ingeniería clave que haga que el diseño funcione bien?)

5

Evaluación del desafíoCuando los equipos han completado el desafío de diseño e ingeniería, deben presentarse al profesor y compañeros de clase paraevaluación. Los equipos se clasificarán según los siguientes criterios:

Proceso de diseño e ingeniería: ¿El equipo completó cada paso del proceso de diseño e ingeniería?

Especificaciones del diseño: ¿El equipo completó las especificaciones del diseño?

Trabajo en equipo: ¿Qué tan bien trabajaron como equipo? ¿Puede cada estudiante describir cómo contribuyeron?

Calidad de diseño/estética: ¿El diseño es de alta calidad? ¿Es estructuralmente fuerte, atractivo y bien proporcionado?

Presentación: ¿Qué tan bien comunicó el equipo todos los aspectos del diseño a los demás?

Especificaciones

Trabajo en equipo

Calidad de diseño/ estética

Completo/bien detallado y de alta calidad

Presentación

Puntos

Puntos Totales /25

Completo/oportunidadespara mejorar

Incompleto/oportunidadespara mejorar Incompleto

Proceso de Diseño& ingeniería

Los 5 pasos del procesofueron completados

Solo 4 pasos del procesofueron completados

Solo 3 pasos del procesofueron completados

Solo 2 o menos pasos fueron completados

Rúbrica deevaluación

Proficiente4 Puntos

Avanzado5 Puntos

Parcialmente proficiente3 Puntos

No proficiente0 Puntos

cada miembro del equipo contribuyó

Casi todo el equipo contribuyó

Algunos miembros contribuyeron

No hubo trabajoen equipo

Gran diseño/estética

Buen diseño/ estética

Diseño/estética regular

Diseño/estética deficiente

Gran presentación/ explicación

Buena presentación/ explicación

Pobre presentación/ explicación

Sin presentación/ explicación

6

2cm18cm

2cm

2cm

4cm 4cm

4cm

Fundamentos de la ConstrucciónLos siguientes consejos serán útiles cuando utilice materiales de ingeniería de Kid Spark.

Contectando/Separando ROK Blocks

Los ROK Blocks utilizan un sistema de ajuste de fricción, de pirámide y deabertura para conectar. Simplemente presione las pirámides en las aberturas paraconectar. Jalar los bloques para separarlos.

Conectando/Desconectando Materiales de Ingeniería Pequeños:

Los materiales de ingeniería más pequeños utilizan una pestaña y un sistema deapertura para conectarse. Incline la pestaña en la abertura y luego encaje en sulugar. Para desconectarla, inserte la llave en la ranura de ingeniería y gírela.

Encajando a través de las aberturas:

Los materiales se pueden encajar directamente en las o a través de las aberturas para proporcionar soporte estructural a un diseño. Esto también permitirá que ciertos diseños funcionen correctamente.

Adjuntando la Cuerda:

En algunos casos, la cuerda puede ser necesaria en un diseño. Coloque la cuerdaa través de la abertura y encaje cualquier componente con pestañas o pirámidesen esa abertura. Asegúrese de que las pestañas sean perpendiculares a la cuerdapara crear un ajuste apretado.

9 AberturasMedición

Las dimensiones exteriores del bloque conector básicoson de 2 cm en cada borde. Esto significa que la longitud,la profundidad y la altura tienen 2 cm. Para determinarel tamaño de un proyecto o construir en centímetros,simplemente cuente el número de aperturas y multipliquepor dos. Repita este proceso para la longitud, profundidad yaltura.

7 55-02190-200 ES

X/Y PortA/B

Maker ROK-Bot

Fundamentos del Maker ROK-BotLa siguiente información y consejos serán útiles cuando se utiliza el Maker ROK-Bot.

El Controlador ROK-Star:

El controlador inalámbrico ROK-Star se utiliza para controlar el Maker ROK-Bot.El Controlador ROK-Star funciona con (3) pilas AA que se puedenreemplazado quitando la cubierta de la parte inferior del controlador. Se requiere un pequeño destornillador Phillips para abrir la cubierta inferior.

Sincronizando el Controlador ROK-Star con el Maker ROK-BotPaso 1: Encienda el Maker ROK-Bot.Paso 2: Apunte el Controlador ROK-Star al Maker ROK-Bot.Paso 3: Mantenga pulsado el botón “R Select” del Controlador ROK-Star.El Maker ROK-Bot producirá un somido cuando se sincronice con éxitocon el Controlador ROK-Star.Paso 4: Pulse los botones del Controlador ROK-Star para controlar el Maker ROK-Bot.

Motores y Cables:

Los módulos de motor se pueden conectar fácilmente al Maker ROK-Botpara proporcionar funcionalidad adicional a un diseño robótico.

Conectando Módulos del Motor al Maker ROK-BotPaso 1: Conecte un extremo del cable al puerto del Módulo del Motor. Paso 2: Conecte el otro extremo del cable al puerto A/B o X/Y en el Maker ROK-Bot.Paso 3: Pulse los botones A/B o X/Y del Controlador ROK-Star para girar el Módulo del Motor en el sentido de las agujas del reloj o en elsentido contrario a las agujas del reloj.

Nota: asegúrese de que los cables estén firmemente prensados en lospuertos de conexión para asegurar una buena conexión.

El Maker ROK Bot:

El Maker ROK-Bot es un vehículo robótico de control remoto quepuede utilizarse de diversas maneras al diseñar sistemas robóticos.Es alimentado por (3) pilas AA que se pueden reemplazar quitando eltapa en la parte inferior del vehículo. Un pequeño destornillador Phillipses necesario abrir la cubierta inferior. Para encender/apagar el MakerROK-Bot, simplemente presione el botón de encendido “R” hastaque oiga un sonido.

Botón de encendidoPlataforma de construcción

Maker ROK-Bot

Terminal de la batería

Módulo del Motor Cable de Salida del Motor

Puerto del Cable

Índice Derecho

Sirena

Rueda Dureccional

R Activar/Descativar

ÍndiceIzquierdo

Bocina

Implementar Funciones

Controlador ROK-Star

R Selector