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En la unidad de laboratorio STEM de la Expedición de Matemáticas a Marte, los estudiantes aprenderán sobre los diferentes elementos del campo y competirán en la competencia de la Expedición de Matemáticas a Marte. A medida que avanzan en el proceso de aprendizaje de los diferentes elementos de puntuación en la competencia, los estudiantes pueden explorar diferentes elementos de las misiones que se están llevando a cabo en Marte.

Expedición matemática a Marte, libro de cuentos en formato PDF

Introduce the Mars Math Expedition Competition to your students using the Mars Math Expedition PDF Storybook! The book gives a diary account of Col. Jo as part of the Mars Math Expedition crew, and contextualizes competition tasks for students through Col. Jo's experiences in a fun and engaging story. Sigue al coronel Jo a través de diversas tareas durante la expedición matemática a Marte. Lea la historia a los estudiantes, imprima una copia para la biblioteca de su aula y vuelva a consultar la historia durante todo el ciclo de competencia. Es posible que desees que los estudiantes creen sus propios registros de expedición para seguir su progreso a través de las tareas de competencia junto con el coronel Jo.Portada del libro de cuentos en formato PDF Mars Math Expedition, que muestra a Marte en el espacio exterior y tiene un texto que dice 'Mars Math Expedition'.

Misión Marte 2020 de la NASA

La misión Marte 2020 de la NASA aborda objetivos científicos de alta prioridad para la exploración de Marte: vida, clima, geología y humanos. El rover Perseverance completará operaciones de superficie para recopilar datos que ayuden a informar la investigación en el Planeta Rojo. El robot de la Mars Math Expedition está diseñado para ayudar al rover con algunas de sus tareas, como recolectar muestras, mover materiales como celdas de combustible y limpiar escombros del lugar de aterrizaje.

La superficie de Marte con un vehículo explorador cerca. Las huellas de los neumáticos en la tierra muestran por dónde ha estado circulando.
Crédito: NASA/JPL

Relación de las tareas de la expedición matemática a Marte con la misión Marte 2020

A medida que los estudiantes trabajan en diversas tareas, es posible que les interese saber cómo las acciones de su robot héroe se relacionan con las misiones que suceden en Marte. A continuación se muestra una tabla que compara los elementos de puntuación de la competencia con partes de la misión Mars 2020.

Tarea de la expedición matemática a Marte Misión Marte 2020 de la NASA

Recoger muestras de los cráteres

Elemento de juego de muestra de color morado sobre un cuadrado morado dentro de un cráter en un campo de vex go.

El rover Perseverance recogerá muestras geológicas como parte de sus operaciones de superficie.

Trasladar muestras al laboratorio

Muestra azul en la parte superior de un laboratorio construido con piezas VEX GO.

El rover Perseverance enterrará muestras utilizando un depósito de almacenamiento para que una futura misión pueda recolectarlas y traerlas de regreso a la Tierra.

Mueva el panel solar

Vista de arriba hacia abajo del panel solar.

El rover Perseverance y el helicóptero Ingenuity están equipados con paneles solares para mantener la energía.

Limpia la zona de aterrizaje y aterriza el helicóptero.

Zona de helicóptero y aterrizaje.

El helicóptero marciano Ingenuity viajó a Marte acoplado a la parte inferior del rover Perseverance. Realizará vuelos experimentales durante la misión, pero necesita una zona despejada para despegar y aterrizar.

Levanta el cohete 

Nave espacial colocada horizontalmente sobre una baldosa roja.

Si bien el rover Perseverance no abandonará la superficie de Marte, cualquier misión futura necesitará un cohete para despegar y comenzar el viaje de regreso desde Marte a la Tierra.

Mover pilas de combustible

Dos pilas de combustible que se pueden mover y están hechas con piezas VEX Go.

Las futuras misiones a Marte requerirán fuentes de energía más allá de los paneles solares para poder lanzar cohetes a la Tierra o alimentar misiones más avanzadas. Se pueden utilizar pilas de combustible para proporcionar esa energía.

Competiciones VEX GO

Las competencias en el aula llevan la emoción de las competencias de robótica a su entorno de aprendizaje, lo que permite a los docentes aprovechar la creatividad y la motivación del entorno de competencia en sus aulas. Organizar una competencia en su clase ayudará a garantizar su éxito y garantizará que usted y sus estudiantes estén en la misma página durante la clase.

Preparación para las competiciones VEX GO

A medida que avanzas en la Unidad, verás que el campo de competencia VEX GO se puede construir en etapas. Esto ayuda a los estudiantes a concentrarse en tareas individuales en el campo para que puedan practicar sus habilidades. Después de construir y practicar en los cuatro escenarios, los estudiantes habrán tenido experiencia con cada método de puntuación en el campo de competencia final. Antes de comenzar, debe decidir si desea construir los escenarios por su cuenta o si desea que los estudiantes ayuden a construir el campo. La construcción del campo brindará a los estudiantes una introducción al trabajo con instrucciones de construcción, experiencia en la construcción en equipo y experiencia trabajando con piezas VEX GO.

Si decide que los estudiantes construyan el campo, reserve más tiempo (se estima que será una hora adicional por etapa). Las estrategias de facilitación en cada laboratorio (en la página Participar) enumeran opciones recomendadas sobre cómo dividir las instrucciones de compilación por equipos. A continuación se muestra un ejemplo de dicho desglose.

Ejemplos de estrategias de facilitación.

Cómo llevar a cabo una competición VEX GO

Crear una orden de partido

Los partidos pueden avanzar con mayor fluidez si usted y sus estudiantes saben cuándo se espera que estén listos para competir. La mayoría de los partidos duran 1 minuto, pero deberá dejar tiempo para preparar y limpiar, de modo que los estudiantes puedan recorrer el espacio del aula fácilmente. Por lo tanto, establecer un cronograma que permita aproximadamente 5 minutos por partido debería tener en cuenta el movimiento, la preparación y la limpieza de los estudiantes.

Publique el horario con los equipos o imprímalo y entréguelo a los estudiantes para que puedan ver claramente cuándo se espera que estén listos. En el Resumen de los Laboratorios se incluye un ejemplo de orden de coincidencia. A continuación se muestra un ejemplo de orden de coincidencia.

Hoja de orden de partido de competencia completa, con las instrucciones 'Complete el nombre de cada equipo junto a los números de orden de competencia'. La siguiente tabla de datos tiene 3 columnas que dicen 'Orden', 'Equipo' y 'Puntaje'. La columna de puntuación está vacía en cada fila. Cada una de las 5 filas está completa y hay 4 equipos que intercambian conductores cada vez.

Querrá tener múltiples rondas de competencia para que los estudiantes puedan iterar sobre su estrategia y desarrollarla entre los partidos, por lo que establecer un horario lo ayudará a planificar su tiempo de clase para permitir una lección de competencia exitosa. Tener un cronograma predeterminado también te permitirá anunciar los partidos durante toda la clase, para que tu atención pueda centrarse en la puntuación y el cronometraje en el campo de competencia.

Presentar una tabla de clasificación

Publique o proyecte el calendario de partidos en la pizarra de su salón de clases y deje espacio para que los estudiantes escriban el total de puntos e identifiquen al ganador de cada partido. Este registro visible de los partidos puede motivar a los estudiantes a medida que continúan iterando, además de darles una idea de otros equipos a seguir mientras desarrollan estrategias de juego.

Captura de pantalla de la clasificación de VEX GO, con una tabla de datos clasificados de 3 equipos diferentes y sus puntajes.

You can also use the Tabla de clasificación VEX GO in your classroom. Para obtener más información sobre la tabla de clasificación de VEX GO y cómo usarla, consulte este artículo. (próximamente)

Establecer un espacio para la competencia

Hay tres áreas principales que debes designar dentro de tu espacio para la competencia en el aula:

  • Un campo de competición: Tener un campo de competición central donde se llevarán a cabo todos los partidos. Este debe ser de fácil acceso para todos los estudiantes y debe tener suficiente espacio para que los estudiantes que no están en el partido puedan observar, de modo que puedan observar a otros equipos. Esta será la principal responsabilidad del profesor a medida que se desarrollen sus partidos, ya que será responsable de puntuar y controlar el tiempo, por lo que colocar un espacio ubicado centralmente donde aún pueda supervisar a sus estudiantes es óptimo.
  • Un área de práctica: tenga un campo adicional, o un espacio delimitado con cinta adhesiva, que los estudiantes puedan usar para practicar para sus partidos de competencia. Si el espacio lo permite, es posible que desee tener más de un área de práctica, para que varios equipos puedan practicar simultáneamente.
  • Espacios de preparación y reunión de equipos: tenga varias mesas o espacios de reunión disponibles para que las alianzas los utilicen como su "base de operaciones" o "pit" durante la competencia. Esto les dará espacio para documentar en su cuaderno de ingeniería, reunirse para desarrollar una estrategia de juego o construir e iterar sus robots.

Un ejemplo de disposición de un espacio de aula podría incluir un campo de competencia ubicado en el centro, con escritorios ubicados a lo largo de un lado del aula como espacios de reunión de equipo y un espacio de práctica designado en el otro lado del salón. Necesitará determinar qué funciona mejor para su entorno, en función de las limitaciones de espacio y las necesidades de sus estudiantes. El siguiente ejemplo de diseño tiene un área para competencia, práctica, espacios para reuniones de equipo y un lugar para publicar la tabla de clasificación.

Ejemplo de disposición de arriba hacia abajo de un aula preparada para la competencia VEX GO Mars Math Expedition. En el centro del aula se delimita una amplia zona para el campo de competición, a la izquierda se encuentra un área de práctica o zona de espectadores y a la derecha los espacios de reunión del equipo. En la parte inferior hay una pizarra blanca que dice 'tabla de clasificación aquí', y en la parte superior hay un escritorio de profesor al lado de un tablero de anuncios que dice 'Equipos y orden de partidos publicados aquí'.

Es posible que desee que todos sus estudiantes se sienten alrededor del campo durante los partidos y observen los partidos, o puede seguir un flujo como el siguiente: 

  • El profesor estaría ubicado entre el campo de competencia y la tabla de clasificación.
  • Al final de un partido, el profesor anuncia al ganador y escribe los puntajes en el tablero de clasificación, mientras que los dos grupos que compitieron limpian y reinician el campo de competencia para el próximo partido.
  • El profesor anuncia los próximos grupos que competirán, dándoles un “aviso de 2 minutos” antes del inicio de su partido.
  • Una vez que el campo esté despejado, los estudiantes que terminaron de competir devuelven su robot al espacio de reunión para diseñar estrategias para la siguiente ronda, y los estudiantes que vienen a jugar pueden reunirse en el campo de competencia desde el espacio de práctica y/o el espacio de reunión.

Facilitación de una competición VEX GO 

Hay una serie de estrategias de facilitación que puede utilizar para garantizar que sus competencias sean exitosas y que usted y sus estudiantes aprovechen al máximo esta experiencia de aprendizaje.

Creando equipos equilibrados

Algunas competiciones se llevarán a cabo en equipos, donde los estudiantes trabajarán juntos para competir. El profesor deberá asignar los equipos antes de la clase de competición. Al asignar equipos, considere las fortalezas y debilidades de sus estudiantes, para asegurarse de que los equipos estén equilibrados en toda el aula. Juntar grupos más experimentados con grupos menos experimentados ofrece a los estudiantes la oportunidad de aprender unos de otros y con otros de una manera auténtica.

Cuando los estudiantes ingresan al aula, deben comenzar en su grupo de equipo y participar en toda la competencia, desde la estrategia del juego y la preparación del robot hasta la práctica y el partido en sí, en su equipo. Para facilitar esto, asegúrese de que los estudiantes tengan fácil acceso a sus tareas de equipo publicando la lista en algún lugar visible del aula o imprimiéndola y distribuyéndola entre los estudiantes.

Consejos y trucos para facilitar una competición

Hay muchas maneras de organizar y configurar tus competencias en el aula y, con el tiempo, descubrirás cuál funciona mejor para ti y tus alumnos. A continuación se presentan algunas consideraciones que pueden ayudarle a usted y a sus estudiantes a tener una competencia exitosa en el aula.

  • Para ayudar a los estudiantes a mantenerse concentrados y comprometidos durante la lección de competencia, es posible que desee que asignen roles dentro de sus equipos según los roles y rutinas en la presentación de imágenes del laboratorio. 
  • Deje suficiente tiempo para la práctica y el desarrollo de la estrategia del juego. Especialmente para los estudiantes que son nuevos en el entorno de la competencia, trabajar en equipo y pensar profundamente sobre la estrategia del juego requerirá tiempo y práctica. Para garantizar que sus estudiantes aprovechen al máximo la experiencia de competencia en el aula, reserve tiempo adicional para la Parte 1 de juego de cada laboratorio, donde los estudiantes practicarán sus habilidades. Quizás quieras presentar la idea de la estrategia del juego como una discusión con toda la clase, para que los estudiantes puedan tener el mismo punto de partida para trabajar antes de dividirse en sus equipos.
  • Proporcionar a los estudiantes estrategias para tomar decisiones en equipo. Estos pueden publicarse en un tablón de anuncios o compartirse con grupos a medida que surjan desacuerdos en torno a la estrategia. Acordar un criterio de desempate antes de comenzar el trabajo en grupo puede ayudar a los estudiantes a seguir avanzando durante una competencia.

La segunda parte de cada laboratorio también incluye indicaciones de facilitación sobre qué preguntar a los estudiantes antes, durante y después de un partido de competencia. Úsalos para ayudar a mantener a los estudiantes interesados durante toda la competencia.

El proceso de diseño de ingeniería

Los estudiantes utilizarán el Proceso de diseño de (EDP) para crear su estrategia de juego y realizar modificaciones al robot. El EDP es una serie de pasos que siguen los ingenieros para encontrar soluciones a los problemas. A menudo, la solución implica diseñar un producto que cumpla determinados criterios o realice una determinada tarea.

Los Estándares Científicos de Próxima Generación dividen el EDP en los siguientes pasos: DEFINIR → DESARROLLAR SOLUCIONES → OPTIMIZAR. Este es un proceso cíclico. Los estudiantes pueden continuar trabajando en este ciclo una y otra vez mientras intentan obtener su puntaje más alto.

  • Definir problemas implica enunciar lo más claramente posible el problema a resolver en términos de criterios de éxito y restricciones o límites. Para un concurso, esto implicó definir los siguientes elementos:
    • Puntuación 
    • Reglas del juego
    • Diseño de robot
    • Estrategia de juego
  • El diseño de soluciones comienza con la generación de varias soluciones posibles diferentes y luego se evalúan las soluciones potenciales para ver cuáles cumplen mejor con los criterios y las limitaciones del problema. Puede haber pasos dentro de esta opción de diseño para recopilar datos que puedan usarse como parte del proceso de toma de decisiones.
    • Prueba
    • Competir
    • Evaluar
    • Observar
  • Optimizar la solución de diseño implica un proceso en el cual las soluciones se prueban y refinan sistemáticamente y el diseño final se mejora intercambiando características menos importantes por aquellas que son más importantes.
    • Consulta las reglas
    • Estrategia de juego
    • Diseño de robot
Un diagrama del proceso de diseño de ingeniería, con flechas que indican que es un ciclo repetitivo. Los pasos son Definir, Desarrollar soluciones y Optimizar.

El EDP es de naturaleza cíclica o iterativa. Es un proceso de fabricación, prueba, análisis y perfeccionamiento de un producto o proceso. Con base en los resultados de las pruebas, se crean nuevas iteraciones y continúan modificándose hasta que el equipo esté satisfecho con los resultados. El EDP depende en gran medida de la buena comunicación entre los miembros del equipo. Consulte la siguiente sección para obtener información sobre cómo ayudar a alentar a los estudiantes a tomar decisiones colaborativas durante esta Unidad.

Toma de decisiones colaborativa

A medida que los estudiantes trabajan en el proceso de diseño de ingeniería, necesitarán comunicarse con los miembros de su equipo. Una buena comunicación y la toma de decisiones colaborativa son una excelente manera de garantizar que los estudiantes tengan conversaciones productivas sobre estrategia y desarrollen sus habilidades como buenos comunicadores. A medida que los estudiantes toman decisiones, anímelos a comenzar compartiendo datos juntos, a usar los datos para sugerir ideas de estrategia, a escucharse entre sí y a llegar a un acuerdo sobre la estrategia que desean probar durante su próximo ciclo a través del EDP. 

¿Cómo es una buena toma de decisiones colaborativa 

  • Escucha activa: Todos los miembros del equipo deben tener la oportunidad de hablar. Los miembros del equipo deben hacer preguntas sobre las otras ideas y turnarse.
    • Si los estudiantes no están seguros de comprender las ideas de sus compañeros de equipo, pídales que repitan lo que creen que es la idea. Luego, el compañero de equipo puede aclarar cualquier detalle necesario.
  • Decisiones basadas en datos: Los estudiantes deben usar la información que recopilaron durante sus pruebas y prácticas para tomar una decisión. ¿Cuánto tiempo duró esa estrategia? ¿Cuantos puntos obtuvo? ¿Conseguiste más puntos en el otro sentido? Incentive a los estudiantes a registrar esta información en hojas de recopilación de datos o en hojas de trabajo de planos para que tengan números a los que hacer referencia durante las conversaciones en equipo.
  • Disentir de manera productiva y respetuosa: Habrá momentos en que los miembros del equipo no puedan llegar a un consenso claro. Es importante que, aunque estén en desacuerdo, lo hagan de una manera respetuosa entre sí. A continuación se muestran algunos ejemplos de cómo discrepar de manera productiva: 
    • Utilice un tono de voz tranquilo y amable.
    • Haga preguntas con calma
  • Continuar compartiendo ideas de estrategia: Es probable que los equipos lleguen a una estrategia compartida que sea una combinación de las partes más sólidas de todas las ideas. Anime a los estudiantes a seguir turnándose y escuchándose unos a otros hasta que puedan encontrar un compromiso.

No todos los estudiantes y equipos podrán llegar a un acuerdo claro. Si necesita resolver alguna disputa, tenga un método claramente definido para los estudiantes con anticipación. Por ejemplo, diga a los estudiantes que prueben ambas estrategias comenzando con la persona que tiene el rol de “Constructor” de la Lista de verificación de roles y rutinas. Entonces ambos estudiantes comprenderán que cada uno podrá probar su estrategia y ver cómo se desempeña en las pruebas. Luego podrán utilizar los datos de esas pruebas para tomar una decisión.

Pestaña de unidad en VEXcode GO

La pestaña Conducir en VEXcode GO se usa para conducir el robot Competition Advance Hero mediante controles de joystick. See this page for more information on accessing VEXcode GO on your device. 

Dentro de la pestaña Conducir, hay múltiples opciones para controlar el Robot Héroe. Estos también se conocen como configuraciones de unidad o modos de unidad. Seleccione un modo de conducción eligiendo uno de los botones que se muestran aquí. 

Pestaña de conducción en VEXcode GO con la sección Modo de conducción y 4 botones en el interior resaltados.

Modo de conducción Controles de joystick

Conducción de tanques

Ícono del controlador VEX GO para conducción de tanque.

Conduce el motor izquierdo del robot utilizando el joystick izquierdo, y el motor derecho del robot utilizando el joystick derecho.

Pestaña de conducción en VEXcode GO con la unidad de tanque seleccionada y los joysticks izquierdo y derecho resaltados. El joystick izquierdo tiene notas escritas arriba que dicen motor izquierdo hacia adelante, y notas debajo que dicen motor izquierdo hacia atrás. El joystick derecho tiene notas escritas arriba que dicen motor derecho hacia adelante y notas debajo que dicen motor derecho hacia atrás.

Arcade de la izquierda

Ícono del controlador VEX GO para el arcade izquierdo.

Conduce el robot hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha, todo utilizando el joystick izquierdo.

Pestaña de conducción en VEXcode GO con el Arcade izquierdo seleccionado y el joystick izquierdo resaltado.

Arcade derecho

Ícono del controlador VEX GO para arcade derecho.

Conduce el robot hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha, todo utilizando el joystick derecho.

Pestaña de conducción en VEXcode GO con el Arcade derecho seleccionado y el joystick derecho resaltado.

Sala de juegos dividida

Ícono del controlador VEX GO para arcade dividido.

Conduce el robot hacia la izquierda y hacia la derecha usando el joystick izquierdo, y hacia adelante y hacia atrás usando el joystick derecho.

Pestaña de conducción en VEXcode GO con Split Arcade seleccionado y los joysticks izquierdo y derecho resaltados.

Controlando el brazo del robot de competición Advanced 2.0 Hero

Para controlar el movimiento del brazo del robot Competition Advanced, el puerto debe configurarse en 'MOTOR' en la pestaña Unidad. Dado que el motor del brazo está conectado al puerto 2, cambie el puerto 2 para controlar el brazo del robot héroe.

Diagrama del robot héroe arriba y pantalla de la pestaña VEX GO Drive abajo. Se muestra un cable que conecta el motor del brazo al puerto 2 del Hero Robot. A continuación, el modo del puerto 2 se cambia de LED Bumper a Motor, para permitir al usuario mover el brazo con el joystick.

Para controlar el motor del brazo, seleccione las flechas roja y verde. Tenga en cuenta que esto controla la dirección en la que gira el motor, no necesariamente la dirección en la que se mueve el brazo. Los estudiantes deberán presionar la flecha roja para mover el brazo del robot hacia arriba y la flecha verde para moverlo hacia abajo.

Pestaña de conducción en VEXcode GO con las flechas verdes y rojas del Puerto 2 resaltadas junto al joystick izquierdo.