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La unidad Mars Rover: Explore Mars Geology le permitirá a usted y a sus estudiantes familiarizarse con la creación de proyectos VEXcode GO para resolver un problema. Las acciones del rover Perseverance y la Misión Marte 2020 se utilizan como inspiración para los desafíos que los estudiantes resolverán utilizando VEXcode GO y el robot Code Base. Los proyectos que creen deberán impulsar la recolección de discos y utilizar datos de sensores para clasificarlos por color.

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 Mars 2020 está diseñado para comprender mejor la geología de Marte y buscar señales de vida antigua. La misión explorará el área alrededor del cráter Jezero, un lugar de aterrizaje geológicamente diverso, particularmente en busca de rocas especiales conocidas por preservar signos de vida a lo largo del tiempo1. 

Vista aérea del cráter Jezero en Marte. Hace mucho tiempo el agua excavó canales en la superficie del cráter.
Cráter Jezero que muestra canales tallados por el agua - Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/ASU

Los científicos creen que el área del cráter Jazero alguna vez estuvo inundada de agua y fue el hogar de un antiguo delta del río. Los científicos ven evidencia de que el agua transportó minerales arcillosos del área circundante al lago del cráter. Es posible que en Jezero existiera vida microbiana durante uno o más de estos períodos húmedos. De ser así, podrían encontrarse señales de sus restos en los sedimentos del lecho del lago o de la costa. Los científicos estudiarán cómo se formó y evolucionó la región, buscarán señales de vida pasada y recolectarán muestras de rocas y suelo de que podrían preservar estas señales.

¿Qué es un geólogo planetario?

Un geólogo planetario es alguien que estudia cómo los cuerpos celestes (planetas, lunas, asteroides, cometas y meteoritos) se forman y evolucionan con el tiempo. Utilizan lo que hemos aprendido sobre la Tierra para intentar comprender cómo funcionan otros cuerpos celestes. Los geólogos planetarios estudian temas como la determinación de la estructura interna de los planetas y también observan procesos superficiales como el vulcanismo planetario. Los geólogos planetarios tienen que arreglárselas con muchos menos datos que los geólogos terrestres. Como no pueden salir al campo a recopilar información por sí mismos, tienen que confiar en gran medida en datos remotos.

¿Qué es un Rover?

Los geólogos planetarios trabajan con vehículos exploradores para recopilar información sobre el terreno y recoger muestras de rocas, tierra, suelo o incluso líquidos.  Un rover es un dispositivo diseñado para moverse sobre la superficie sólida de un planeta u otro cuerpo celeste (como Marte). Como los científicos no pueden ir a Marte por sí solos en este momento, tienen que en geólogos robot (los exploradores) para analizar rocas y suelo y recopilar datos para ellos.

Un primer plano del rover Perseverance en Marte, con grandes ruedas y una variedad de sensores y brazos mecánicos adjuntos.
Perseverance Rover Crédito: NASA/JPL-Caltech

Actualmente, el rover Perseverance está completando la Misión Marte 2020 de la NASA y recolectará muestras de rocas y suelo para su posible regreso a la Tierra. Para realizar su trabajo, el rover Perseverance lleva una serie de sensores e instrumentos científicos que analizarán rocas y suelos en la superficie marciana y realizarán otras tareas y estudios importantes. For more information on the Mars 2020 Mission and details on the features of the Perseverance Rover, see NASA’s Mars 2020 Mission Overview website.

¿Qué es un sensor?

Un sensor es, en esencia, un dispositivo que ayuda a un robot a comprender el mundo que lo rodea. Lo hace recopilando y reportando datos sobre su entorno, que luego pueden usarse en un proyecto para hacer que el robot tome decisiones o realice ciertos comportamientos. Esta secuencia puede considerarse como el ciclo de decisión “Sentir-Pensar-Actuar”.

Un diagrama del ciclo de decisión Sentir-Pensar-Actuar. Las flechas muestran que el bucle es un ciclo y se repite. El ciclo comienza con Sentir, descrito como 'Sentir el entorno'. El siguiente es Think, descrito como 'Tomar decisiones basadas en datos de sensores del entorno'. Por último está Actuar, descrito como 'Ejecutar decisiones'.
Sentir Pensar Actuar bucle de decisión

En esta Unidad, el Código Base utilizará el Sensor Ocular para detectar el color de los discos que son recogidos por el Electroimán. Tanto el sensor ocular como el electroimán son sensores que permiten que la base del código interactúe con su entorno y lleve a cabo el ciclo de decisión Sentir Pensar Actuar.  En los proyectos que crean los estudiantes, el electroimán recogerá los discos y el sensor ocular detectará el color de un disco, luego el comando VEXcode GO Think tomará una decisión basada en el color del disco que se detecte. Luego, el código base actuará conduciendo hasta una ubicación específica y soltando el disco según el color detectado.

¿Qué es el electroimán? 

Un electroimán es un tipo de imán en el que se produce un campo magnético mediante una corriente eléctrica. El electroimán VEX GO puede recoger y colocar los discos que contienen núcleos de metal. La construcción del código base - Ojo + Electroimán tiene el electroimán en la parte frontal del robot.

 

Vista frontal del electroimán Ojo & del código GO base completado. El electroimán está resaltado con un cuadro rojo.
Electroimán en la base del código - Ojo + Electroimán

El bloque [Electroimán energizado] se utiliza para 'impulsar' y 'soltar' discos en VEXcode GO.

Bloque electroimán Energize GO de VEXcode que dice 'energizar imán para impulsar'.
[Electroimán de energía] bloque

La configuración 'impulso' te permite recoger un disco.

Bloque electroimán Energize GO de VEXcode que dice 'energizar imán para impulsar'. Se abre el menú desplegable para mostrar cómo el usuario puede cambiar entre 'aumentar' y 'eliminar'.
Establecer en 'Impulsar'

La configuración 'soltar' le permite liberar un disco.

Bloque de electroimán energizado VEXcode GO que dice 'energizar imán para dejar caer'. Se abre el menú desplegable y se ha utilizado para cambiar el imán a 'soltar'.
Establecer en 'Soltar'

For more information on using the Electromagnet, see the Coding with the VEX GO Electromagnet VEX Library Article. 

¿Qué es el sensor ocular?

El sensor ocular es un sensor que puede determinar tres cosas: la presencia de un objeto, su color y el brillo de un objeto o superficie. En la compilación Código Base - Ojo + Electroimán, el sensor ocular está ubicado detrás del electroimán y apunta hacia abajo. Esto permitirá que el sensor ocular detecte el color de un disco para que pueda ordenarse según el color. For more information on the different uses of the Eye Sensor, see the Coding with the VEX GO Eye Sensor VEX Library Article.

Vista frontal del electroimán Ojo & del código GO completo. El sensor ocular está resaltado con un cuadro rojo y mira hacia abajo.
Sensor ocular en la base del código: ojo + electroimán

Los datos reportados por el sensor ocular se pueden ver en la consola del monitor, que ofrece a los estudiantes una representación visual de lo que el robot está "viendo" y se puede usar para ayudarlos a hacer la conexión entre los sensores y los comportamientos del robot. For more information about using the Monitor Console in VEXcode GO, see this VEX Library article.

Discos VEX GO

Los discos que se utilizarán en esta Unidad vienen en tres colores diferentes: verde, rojo y azul. Los discos tienen núcleos metálicos y se pueden utilizar con el electroimán. Los discos también se pueden utilizar con el sensor ocular para la detección de colores y objetos. For more information on the Electromagnet or the Disks, see the Interactive Parts Poster linked in the VEX Library.

Tres discos VEX GO. Uno es verde, uno es rojo y uno es azul.
discos VEX GO

Descomposición

La descomposición implica dividir un problema complejo en comportamientos que sean más manejables y fáciles de entender. Dividir el problema en partes más pequeñas significa que cada parte puede examinarse con más detalle y resolverse con mayor facilidad. Por ejemplo, si un estudiante quiere que su robot se mueva en un cuadrado, necesitará dividirlo en comandos más pequeños. Es importante que los estudiantes practiquen el perfeccionamiento del proceso de descomposición, ya que es posible que al principio no puedan dividir los comandos en componentes más pequeños:

Muévete en un desglose cuadrado 1 Muévete en un desglose cuadrado 2 Muévete en un desglose cuadrado 3
  1. Avanza y gira a la derecha cuatro veces.
  1. Sigue adelante y gira a la derecha
  2. Sigue adelante y gira a la derecha
  3. Sigue adelante y gira a la derecha
  4. Sigue adelante y gira a la derecha
  1. Avanzar 50 mm
  2. Gire a la derecha 90˚
  3. Avanzar 50 mm
  4. Gire a la derecha 90˚
  5. Avanzar 50 mm
  6. Gire a la derecha 90˚
  7. Avanzar 50 mm
  8. Gire a la derecha 90˚

Pseudocódigo

El pseudocódigo es una notación abreviada para codificación que combina descripciones verbales y escritas del código.

A menudo, los estudiantes pueden "adivinar y comprobar" el camino para encontrar una solución. Sin embargo, esto no les permite desarrollar una comprensión conceptual de los conceptos de codificación. La escritura de pseudocódigo ayuda a los estudiantes a pasar de una comprensión superficial de la codificación a una comprensión más conceptual. El pseudocódigo requiere que los estudiantes piensen conceptualmente sobre su solución de codificación antes de comenzar a codificar. Los profesores deberían discutir el pseudocódigo con los estudiantes preguntándoles:

  • ¿Qué quieren lograr con su proyecto?
  • ¿Cómo vas a desglosar la intención o el objetivo del proyecto en declaraciones breves y específicas?

En este ejemplo, si se pidiera a los estudiantes crear un pseudocódigo para querer que el robot se mueva hacia adelante, detecte una pared, gire a la derecha y luego avance nuevamente, sería el siguiente:

  1. Conduce el robot hacia adelante hasta que esté a 50 mm de una pared.
  2. Detener el robot
  3. Gira el robot 90 grados
  4. Detener el robot
  5. Conducir hacia delante 600 mm 

Una vez creado un pseudocódigo, los estudiantes crearán el código para indicarle al robot cómo completar con éxito cada paso de su pseudocódigo. Para obtener más información sobre cómo trabajar con pseudocódigo, consulte el Tutorial de pseudocódigo en VEXcode GO.

¿Qué es VEXcode GO?

VEXcode GO es un entorno de codificación que se utiliza para comunicarse con los robots VEX GO. Los estudiantes utilizan la interfaz de arrastrar y soltar para crear proyectos VEXcode GO que controlan las acciones de su robot. El propósito de cada bloque se puede identificar usando señales visuales como su forma, color y etiqueta. For more information on how to work with VEXcode GO, see the VEXcode GO Section of the VEX Library.

Los bloques en VEXcode GO representan comandos de robot que se utilizan para crear un proyecto en VEXcode GO. A continuación se muestra una lista de los principales bloques utilizados durante esta Unidad. For more information on block shapes and their meaning, see the Understanding Block Shapes in VEXcode GO VEX Library article. You can find additional information on My Blocks and how to use them in a project in the Using My Blocks in VEXcode GO VEX Library article. 

Bloques GO de VEXcode Comportamientos
Bloque VEXcode GO Cuando se inicia. El bloque {When started} comienza a ejecutar la pila de bloques adjunta cuando se inicia el proyecto.
VEXcode GO Drive Para bloque que dice 'conducir hacia adelante 100 mm'. El bloque [Drive] mueve el motriz una distancia determinada.
VEXcode GO Turn For bloque que dice 'girar a la derecha 90 grados'. El bloque [Girar por] gira el tren motriz una distancia determinada.
VEXcode GO Si es un bloque que puede contener otros bloques y tiene un espacio para un parámetro booleano. El bloque [Si entonces] es un bloque 'C' que ejecuta los bloques internos si se informa que la condición booleana es VERDADERA.
Bloque electroimán Energize GO de VEXcode que dice 'energizar imán para impulsar'. El bloque [Energizar electroimán] establece el electroimán VEX GO en dos modos diferentes: impulso o caída.
VEXcode GO detecta un bloque de color que dice "¿el ojo detecta rojo?". El bloque <Detects color> informa si el sensor ocular detecta el color especificado de un objeto.
Bloque de definición Mis bloques GO de VEXcode. Este bloque se utiliza para definir un comando personalizado. Mis bloques (Definición) se utiliza para definir una pila de bloques.
Bloque de comando VEXcode GO Mis Bloques. Este bloque se utiliza para llamar a un comando personalizado. El bloque Mis Bloques (Comando) se utiliza para ejecutar los bloques definidos.
Bloque de comentarios de VEXcode GO. Este bloque se utiliza para agregar contexto al programa y mantener las cosas organizadas. El bloque [Comentario] le permite escribir información para ayudar a describir lo que desea que suceda en su proyecto.

¿Cómo funcionan Mis Bloques?

Mis bloques se utilizan para crear una secuencia de bloques que se pueden usar varias veces a lo largo de un proyecto. En lugar de recrear la misma secuencia cada vez, es más fácil agrupar la secuencia de bloques en un solo bloque. Al crear un Mi Bloque, solo necesitas crear la secuencia una vez y luego puedes reutilizarla. Esto puede ayudar a dividir proyectos más largos para que sea más fácil trabajar con ellos. Mira el vídeo a continuación para ver cómo usar Mis bloques en un proyecto. El siguiente video tutorial se encuentra en VEXcode GO y muestra cómo usar Mis Bloques en un proyecto. Este vídeo también está integrado en el Laboratorio 4 para que puedas compartirlo con tus estudiantes. (Usted y sus estudiantes pueden acceder a este video y a todos los tutoriales de VEXcode GO en cualquier momento en VEXcode GO).

For more information on using My Blocks, see the Using My blocks in VEXcode GO VEX Library article.

Preparación para el desafío abierto en esta unidad

En esta unidad, se pedirá a los estudiantes que utilicen lo que han aprendido previamente para crear un proyecto para resolver un desafío. Debido a que es importante desafiar regularmente a los estudiantes a resolver problemas y aplicar las habilidades que han estado aprendiendo de una manera nueva, lo alentamos a que desafíe a sus estudiantes y utilice estas estrategias para desarrollar resiliencia y ayudarlos a guiarlos a través de las actividades del laboratorio. A continuación se presentan algunas sugerencias para ayudar a los estudiantes mientras experimentan con sus proyectos: 

Dar retroalimentación sin dar la solución - Cometer errores mientras se trabaja en un desafío es algo esperado y fomentado. “Los errores en el aprendizaje pueden crear oportunidades, [y] pueden ayudar a realizar conexiones”.2 Crear un proceso familiar de resolución de problemas con sus estudiantes puede ayudarlos a aprender cómo identificar un problema y avanzar cuando cometen un error, minimizando así las interrupciones y la frustración. Intente utilizar el siguiente ciclo de resolución de problemas con sus estudiantes para ayudarlos a resolver sus proyectos y encontrar sus propias soluciones. 

Un diagrama del ciclo de resolución de problemas del estudiante. Las flechas muestran que el ciclo se repite. El ciclo comienza con “Describir el problema”, luego “Identificar cuándo y dónde comenzó el problema”, luego “Realizar y probar modificaciones” y, finalmente, “Reflexionar” antes de repetir.
Ciclo
de resolución de problemas de los estudiantes
  • Describa el problema
    • Pídale al estudiante que explique qué está mal. Los estudiantes deben poder relacionar el error con el objetivo compartido o el desafío en cuestión.
      • ¿Cómo se mueve el Código Base en su proyecto? ¿Cómo debería moverse el robot? 
  • Identificar cuándo y dónde comenzó el problema
    • Pregúntele al estudiante cuándo notó el problema por primera vez.
      • ¿Qué parte del proyecto se estaba ejecutando?
    • Si los estudiantes tienen dificultades para determinar en qué parte del proyecto se encuentra el error, anímelos a utilizar la función Pasos del proyecto en VEXcode GO. Las señales visuales proporcionadas con la función Pasos del proyecto se pueden usar para ayudar a los estudiantes a solucionar problemas en su proyecto al tener la capacidad de ver los bloques ejecutándose uno a la vez. This will give them a better visual of which blocks may be causing the error, so debugging can become a more targeted and efficient process. For more information on how to use the Project Stepping feature, see the Stepping Through a Project in VEXcode GO VEX LibraryArticle. 
  • No realice & edición de prueba
    • A medida que los estudiantes encuentren un error, deberán realizar modificaciones en su proyecto. Los estudiantes pueden probar el proyecto con cada edición realizada. Si el proyecto tiene éxito, pueden pasar al siguiente paso en el ciclo de resolución de problemas. Si el proyecto no tiene éxito, pueden volver al inicio del proceso e intentarlo nuevamente.
  • Reflejar
    • Pídeles a los estudiantes que piensen en el error que cometieron y superaron durante el proceso.
      • ¿Cual fue el error? ¿Qué aprendiste de este error? ¿Cómo puede ayudarte la próxima vez que codifiques el código base?
    • Anime a los estudiantes a reconocer sus errores y lo que aprendieron del proceso para ayudar a fomentar una mentalidad de crecimiento. Un fuerte énfasis en una mentalidad de crecimiento puede ayudar a los estudiantes a aprender cuándo y cómo persistir y también cuándo pedir ayuda.3 Si los estudiantes pueden ver su proceso como un precursor de un nuevo aprendizaje, entonces pueden usar los pasos aquí para promover su propio aprendizaje, así como el aprendizaje de sus compañeros de clase. A medida que los estudiantes se topan con estos problemas y reflexionan sobre sus errores, anímelos a compartir sus errores y procesos con sus compañeros. De esta manera, los estudiantes pueden convertirse en “recursos de aprendizaje mutuos”.4

Ayude a los estudiantes a ir más allá de adivinar y verificar - Al principio, los estudiantes adivinarán y verificarán para experimentar con diferentes bloques en sus proyectos, pero usted querrá que comiencen a tomar decisiones basadas en el objetivo del proyecto. Pídales a los estudiantes que le expliquen el objetivo de su proyecto y luego pregúnteles qué aspectos de su proyecto contribuyen a alcanzar ese objetivo, qué falta y por qué. Alentar a los estudiantes a construir un proyecto desde el nivel conceptual de lo que quieren que haga el robot y por qué, los ayudará a dejar de lado las suposiciones y verificar y comenzar a codificar con intención.

Los laboratorios 3 y 4 de esta Unidad incluyen actividades diseñadas para ser exploratorias y pedirán a sus estudiantes que perseveren para resolver un desafío. Los estudiantes deberán cambiar los parámetros en los bloques de transmisión y crear Mis bloques para recolectar y distribuir los discos en diferentes áreas según su color. Es posible que sean necesarias varias iteraciones de sus proyectos para recopilar y ordenar los discos. Utilice las sugerencias descritas en esta sección para preparar a los estudiantes para el proceso de prueba y error, y para ayudarlos a solucionar problemas en sus proyectos para lograr el objetivo del desafío. La sección de Facilitación de las Partes 1 y 2 del Juego contiene apoyo instructivo adicional para guiar a los estudiantes a través de estos desafíos de laboratorio. Tener un plan sobre cómo brindará apoyo para la resolución de problemas y el ensayo y error que se requieren en este laboratorio puede ayudarlo a satisfacer las necesidades individuales de sus estudiantes.

See the Building Resilience in STEM Labs VEX Library article for more information on how effective feedback can help students build resilience and a growth mindset while working through STEM Labs.

1  NASA, Mars 2020 Mission Overview, https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/overview/, 2021.
2 Hattie, John, and Shirley Clarke. Aprendizaje visible: retroalimentación. Routledge, Taylor & Francis Group, 2019.
3 Ibíd.
4 Ibíd., pág. 121

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