Micro:bit en el aula
Presentación
En este curso se propone un acercamiento a las placas programables, particularmente a la placa micro:bit, desde el punto de vista de los recursos y oportunidades de aprendizaje que ofrecen al ser incorporadas a proyectos áulicos.
En la actualidad, la incorporación de las nuevas tecnologías al ámbito educativo no se limita solo a la utilización de dispositivos portátiles como netbooks y tablets. Las nuevas propuestas de trabajo vinculadas al aprendizaje basado en proyectos (ABP), los proyectos STEAM (que integran áreas disciplinarias como las ciencias, la tecnología, la ingeniería, las artes y las matemáticas), entre otras metodologías activas, han dado espacio a la incorporación de nuevos tipos de tecnología que brindan una amplia variedad de recursos para el desarrollo de habilidades tales como la programación, la electrónica, la robótica, la creatividad, el trabajo en equipo, el pensamiento computacional, etcétera
El trabajo con placas programables nos ofrece una oportunidad para abordar estas habilidades, al mismo tiempo que permite una articulación con los contenidos curriculares de otras áreas del conocimiento. De esta forma, no solo se plantea la incorporación de estas tecnologías como un acercamiento al estudio de la electrónica y la programación, sino que son un medio para abordar la currícula de forma innovadora.
El trabajo con placas programables suma una nueva dimensión a lo que hasta ahora se conocía como la incorporación de tecnologías en las prácticas escolares, una dimensión que potencia las prácticas que le dan al estudiantado un rol activo en el desarrollo de los aprendizajes.
En este curso introductorio en la temática se explican los conceptos centrales del funcionamiento de la placa, se trabaja sobre los recursos instrumentales básicos para su uso y programación, se brindan las herramientas necesarias para una implementación exitosa en el aula y se abordan los potenciales de su implementación en propuestas basadas en el aprendizaje basado en proyectos (ABP), pensamiento computacional y cultura maker (aprender haciendo).
Objetivos
Al finalizar este curso, quienes participen serán capaces de:
- Comprender qué es y cómo funciona la placa micro:bit, para identificar sus posibles usos en proyectos áulicos.
- Distinguir entre sensores analógicos y digitales, pudiendo reconocer y visualizar sus distintos formatos de lectura de la información.
- Programar los sensores y actuadores integrados en la placa en la plataforma MakeCode, para realizar mediciones de datos y visualización de información.
- Diseñar dispositivos con micro:bit que ofrezcan una solución a una problemática en el marco de un proyecto.
- Reconocer el potencial anclaje curricular y el trabajo multidisciplinario con proyectos que incorporan la placa micro:bit.
- Integrar elementos de uso cotidiano a proyectos que integren la placa micro:bit.
Este curso está organizado en cuatro secciones principales.
Modalidad de cursada
La modalidad de cursada es 100 % virtual asincrónica en la plataforma EduX, sin tutorías. El curso incluye actividades prácticas en el entorno abierto de programación en línea de MakeCode, por lo cual se sugiere realizarlo en una computadora, netbook o notebook con conexión a Internet. En caso de contar con una placa micro:bit, tenerla disponible mientras se realiza el curso ofrecerá mayores oportunidades de experimentación.
Se estima una dedicación de 15 horas en total para completar el curso. Cada sección del curso lleva alrededor de 3 o 4 horas, tomando en cuenta tanto las actividades prácticas como la lectura y exploración de entornos y materiales de ampliación.
Si bien cada curso es independiente, se recomienda complementarlo con otras dos propuestas disponibles en la plataforma:
- Metodologías Activas en la Cultura Digital. Este curso ofrece un acercamiento a las llamadas “metodologías activas” de enseñanza, profundizando especialmente en su vínculo con la cultura digital y el modo en que las tecnologías digitales pueden integrarse desde este enfoque.
- Pensamiento Computacional y Nuevas Alfabetizaciones. En este curso se exploran las habilidades centrales del llamado Pensamiento computacional como un campo propicio para la transformación pedagógica en el aula.
Certificación
Para la acreditación del curso, se deberá cumplir con los siguientes requisitos:
- Realización de una evaluación final que constará de dos actividades:
- Proyecto 1. Preguntas de selección múltiple (50%)
- Proyecto 2. Preguntas de selección múltiple (50%)
El porcentaje mínimo de aprobación es 60%
Les sugerimos para una correcta apropiación de los contenidos, la lectura de los contenidos ofrecidos y la realización de las actividades interactivas.
Actividad opcional de reflexión
Proponemos, luego de finalizar el curso, una actividad para reflexionar sobre los conocimientos adquiridos.
La misma no será de carácter obligatorio ni será evaluada.
Propuesta de autoevaluación
El curso ha sido organizado por niveles de progresión, que hacen foco, cada uno de ellos, en alguna de estas competencias y se corresponden con el avance en el curso.
Nivel 1 (inicial) Competencia central
- Comprender qué es y cómo funciona la placa micro:bit, para identificar sus posibles usos en proyectos áulicos.
Este nivel se alcanza cuando quienes participen completan la lectura y las actividades de los apartados “Introducción” y “1. ¿Qué es y cómo funciona la placa micro:bit?”.
Nivel 2 (en proceso) Competencias centrales
- Distinguir entre sensores analógicos y digitales, pudiendo reconocer y visualizar sus distintos formatos de lectura de la información.
- Programar los sensores y actuadores integrados en la placa en la plataforma MakeCode, para realizar mediciones de datos y visualización de información.
Este nivel se alcanza cuando quienes participan completan las actividades del apartado “2. Dispositivos de entrada integrados en micro:bit”.
Nivel 3 (medianamente logrado) Competencias centrales
- Programar los sensores y actuadores integrados en la placa en la plataforma MakeCode, para realizar mediciones de datos y visualización de información.
- Diseñar dispositivos con micro:bit que ofrezcan una solución a una problemática en el marco de un proyecto.
Este nivel se alcanza cuando quienes participan completan las actividades del apartado “3. Uso de la placa micro:bit en el contexto de un proyecto escolar”.
Nivel 4 (logrado) Competencias centrales
- Integrar elementos de uso cotidiano a proyectos que integren la placa micro:bit.
- Reconocer el potencial anclaje curricular y el trabajo multidisciplinario con proyectos que incorporan la placa micro:bit.
Este nivel se alcanza cuando quienes participan completan las actividades del apartado “4. Utilización de Sensores y actuadores externos” y “Actividad final”.
Introducción
¿Qué es y cómo funciona micro:bit? ¿Qué oportunidades ofrece para el trabajo en el aula? ¿Qué metodologías de enseñanza y aprendizaje permite explorar? ¿Cómo se articula con con las distintas áreas del conocimiento?
A medida que avancemos en este curso, iremos encontrando la respuesta a estas preguntas por medio de actividades prácticas y del desarrollo de proyectos que involucran la placa micro:bit. Al hacerlo, no solo conoceremos sus aspectos técnicos e instrumentales, sino que propondremos una metodología de trabajo en el aula.
Pensemos estas propuestas como lo que son, posibles estrategias que deberán ser adaptadas a las particularidades de cada grupo y a los proyectos que queramos llevar adelante. No se trata de recetas cerradas. ¿Acaso es posible pensar la educación de esa manera?
Actividad 0
Iniciaremos este curso con una breve actividad que nos invite a reflexionar sobre la incorporación de la placa micro:bit en el aula.
Toma un cuaderno, documento en un procesador de texto o el elemento que vayas a utilizar a lo largo de este curso para tomar notas.
En una hoja en blanco responde las siguientes preguntas:
- Qué es una placa programable y para qué sirve?
- ¿Qué tipo de proyectos se pueden realizar con micro:bit?
- ¿Qué tipo de competencias y contenidos de la currícula se pueden trabajar al incorporar micro:bit en la escuela?
- ¿De qué forma se pueden trabajar dichos contenidos?
Luego de escribir las respuestas, guárdalas en un lugar seguro; al final del curso las volveremos a utilizar.
Qué es micro:bit ?
Si respondemos de forma rápida a la pregunta ¿qué es micro:bit?, podemos decir que es una minicomputadora. Analicemos entonces las características que tienen las computadoras que nos permiten realizar esa afirmación.
Una computadora es un dispositivo capaz de recibir información mediante diversos dispositivos de entrada (teclado, mouse, pantalla táctil, sensores, etcétera), procesarlos por medio de un microprocesador, para luego mostrar los resultados de ese procesamiento a través de un dispositivo de salida (pantalla, auriculares, impresora, etcétera).
Actividad 1
Reconoce los componentes de entrada, proceso y salida en las siguientes imágenes.
Aunque no están presentados como solemos verlos en una computadora de escritorio, micro:bit cuenta con distintos componentes que cumplen con las tres características necesarias para que sea una minicomputadora: dispositivos de entrada, microprocesador y dispositivos de salida.
En la siguiente imagen interactiva se presentan los distintos componentes con los que cuenta micro:bit. Las tarjetas magenta corresponden a los dispositivos de entrada y las azules a los de salida.
Ahora que conocemos los dispositivos de entrada y salida de micro:bit, es el momento de hablar del microprocesador. En él se realiza el procesamiento de los datos ingresados por medio de las entradas, para luego mostrar los resultados de ese procesamiento a través de los dispositivos de salida.
Este procedimiento se hace teniendo en cuenta la programación que hayamos creado y cargado en la memoria de la placa. El procesador ejecuta este programa poniendo a funcionar las instrucciones y operaciones lógicas y matemáticas que conforman nuestra programación. Todas las computadoras cuentan con un microprocesador, el de micro:bit es muy pequeño y consume poca energía, lo que permite utilizar la placa con dos pilas AAA por varias horas.micro:bit cuenta con componentes que cumplen con las características para ser una minicomputadora: dispositivos de entrada, microprocesador y dispositivos de salida.
Actividad 2
Volvamos a la pregunta del inicio:
¿Qué es y cómo funciona la placa micro:bit?
En base a ella, determina y responde en el cuadro que encontrarás debajo si la afirmación presentada es verdadera o falsa:
Actividad 2: Verdadero o falso
1 punto posible (no calificable)Qué es un sensor ?
En el texto anterior nombramos a los sensores como dispositivos de entrada de información, pero ¿qué es exactamente un sensor?
Un sensor es un dispositivo capaz de registrar cambios en los fenómenos del entorno como la luz, la temperatura, el volumen del sonido, la presión atmosférica, etcétera, y transformar esas lecturas en valores numéricos que luego puedan ser manipulados por el procesador. En ese procesamiento entra en juego la programación; los valores registrados por el sensor serán utilizados por el código que hayamos creado para resolver un problema o situación determinada.
Un ejemplo de su funcionamiento puede ser el encendido automático de las luminarias de la calle. En este caso, un sensor mide los niveles de luz del ambiente. Cuando el valor obtenido por este disminuye, quiere decir que la luz natural comenzó a descender y es el momento de encender las luminarias.
Qué es un actuador ?
Anteriormente identificamos la matriz de LED y el altavoz de la versión 2 de micro:bit como dispositivos de salida; a estos dispositivos también se los llama “actuadores”. Los actuadores son un tipo de componentes que, a diferencia de los sensores, accionan sobre el entorno en vez de tomar datos de él. Las formas de accionar más habituales que tienen los actuadores son mediante el movimiento, el sonido o la luz. Estos son algunos de los actuadores más comunes cuando trabajamos con micro:bit:
- Movimientos: motor, motor servo, motor paso a paso, solenoide.
- Sonido: zumbador1, parlante.
- Luz: LED, pantalla LCD, Neopixel, matriz de LED.
Los actuadores son un tipo de componentes que, a diferencia de los sensores, accionan sobre el entorno en vez de tomar datos de él.
1 Los zumbadores suelen ser más conocidos por su nombre en inglés, buzzer
El rol de la programación
cuando trabajamos con micro:bitLa programación es un elemento fundamental de la etapa de procesamiento, sin ella la placa micro:bit no tiene ninguna utilidad. Esta está conformada por un conjunto de instrucciones que permiten resolver un problema determinado. La programación hace uso de los datos de entrada para resolver dicho problema o cumplir el objetivo para el cual fue creada.
Otro rol importante de la programación es el vínculo del dispositivo con el usuario. Las computadoras suelen brindarnos información que no necesariamente es el resultado de una lectura de datos, sino que se trata de distintos elementos comunicativos como un saludo de bienvenida, las reglas de un juego o un instructivo de uso. Por ejemplo, al encender nuestros celulares solemos recibir una serie de estímulos (animaciones, sonidos) con los cuales no podemos interactuar; se trata simplemente de los avisos de inicio del dispositivo.
Llevemos esto a la práctica creando nuestro primer programa para micro:bit. En el siguiente video conoceremos el entorno de programación MakeCode, en el cual crearemos un programa simple y aprenderemos a cargarlo en la memoria de la placa.
La programación es un elemento fundamental de la etapa de procesamiento, sin ella la placa micro:bit no tiene ninguna utilidad.
En la programación anterior vimos un ejemplo en el que la placa simplemente envía un mensaje; en este programa no existe una intervención del usuario (su rol es pasivo), en ningún momento realiza una entrada de datos.
En el ejemplo siguiente haremos uso de un dispositivo de entrada; en este caso la acción del usuario tendrá una consecuencia en un dispositivo de salida.
Los bloques “al iniciar” y “para siempre”
Actividad 3
A. Exploramos los bloques “al iniciar” y “para siempre”
Al comenzar un nuevo proyecto en MakeCode, encontramos en el área de trabajo dos bloques de color azul con los textos "al iniciar" y "para siempre":
¿Qué resultados se pueden observar al colocarlos dentro de uno u otro bloque?
¿En qué casos piensas que se utiliza cada uno?El resultado de este ejercicio podemos analizarlo en el simulador de MakeCode o cargándoselo a la placa.
B. Nos presentamos en micro:bit
Luego de realizar esta exploración, te proponemos que crees un programa con el cual puedas presentarte a través de la matriz de LED de micro:bit. Puede ser con tu nombre o un saludo. Luego carga tu programa en el foro “Presentación en micro:bit” siguiendo los siguientes pasos:
1. Seleccionamos el ícono de compartir.
2. En la ventana que se abre confirmamos el nombre del proyecto y, si lo deseamos, agregamos una descripción. Luego seleccionamos el botón Publish to share.
3. La siguiente ventana nos ofrecerá el enlace al proyecto, el que podemos copiar seleccionando el botón Copy link.
Actividad 3: Foro
Tema: Presentación en micro:bitLa actividad anterior nos permite la exploración de dos bloques muy importantes al programar micro:bit, “al iniciar” y “para siempre”
Las instrucciones que coloquemos dentro del bloque “al iniciar” se ejecutarán solamente una vez, cuando la placa sea encendida.
Algunos ejemplos de su utilización pueden ser:
- Dar un mensaje de presentación o bienvenida.
- Asignar un valor a una variable al inicio de la programación; por ejemplo, un contador de pasos debe comenzar en 0.
- Realizar configuraciones necesarias para el funcionamiento de algunos dispositivos como medios de intercambio de datos (radio, puerto serie).
- Llevar un motor a su posición inicial.
En cambio, el bloque “para siempre” se trata de un bucle de repetición infinito. Cuando hablamos de bucles en programación, nos referimos a un conjunto de instrucciones que se ejecutan varias veces. El código que coloquemos dentro se repetirá mientras la placa esté en funcionamiento.
Cuando hablamos de bucles en programación, nos referimos a un conjunto de instrucciones que se ejecutan varias veces. El código que coloquemos dentro se repetirá mientras la placa esté en funcionamiento.
Situación de aula
La Actividad 1 nos plantea una dinámica de exploración. Se trata de una estrategia que genera muy buenos resultados en estudiantes al trabajar con placas programables u otros kits orientados a la robótica y la programación.
Al momento de diseñar una actividad de exploración, es importante acotar el universo de materiales para analizar. Por ejemplo, plantear la exploración de todo el entorno de programación de MakeCode puede ser abrumador, dada la gran cantidad de posibilidades que ofrece. En cambio, si acotamos la práctica a un grupo determinado de bloques, será mucho más fácil para el grupo llegar a conclusiones que permitan una apropiación genuina de la herramienta.
Es aconsejable que este tipo de actividades sean realizadas en equipo, ya que se trata de una oportunidad de desarrollar habilidades blandas como la generación de acuerdos, la comunicación y la división de roles, entre otras.
Al finalizar la exploración, se puede dar un espacio a cada equipo para que exponga los resultados de su trabajo. Si trabajamos en entornos colaborativos o plataformas, podemos pedir al grupo de estudiantes que comparta los resultados de su programación por medio de un enlace.
Sistema analógico y digital
Como vimos anteriormente, micro:bit cuenta con una serie de dispositivos de entrada integrados en la placa. Estos pueden ser sus sensores (de luz, de temperatura, de movimiento y magnetismo) o sus botones A y B. En esta sección haremos un reconocimiento de sus características, analizando el tipo de información que nos ofrecen y cómo podemos utilizarla en el momento de programar.
La información que nos ofrecen los dispositivos de entrada en micro:bit puede ser de dos tipos, analógica o digital.
La información basada en un sistema analógico es aquella que nos permite representar datos de eventos naturales o de nuestro entorno (luminosidad, temperatura, magnetismo, etcétera). En este tipo de eventos, los cambios no se generan de forma abrupta, son paulatinos. Por ejemplo, cuando se produce el atardecer, observamos una disminución progresiva de la luz ambiente. Si midiéramos la intensidad de la luz con un sensor, veríamos que el valor numérico que nos devuelve disminuye de forma progresiva a medida que el sol se va escondiendo.
En contraposición a esto, el sistema digital es capaz de devolvernos solo dos valores (1 o 0, verdadero o falso, encendido o apagado). Si volvemos al ejemplo de la luz, en un sistema digital podría estar encendida o apagada, no existen términos medios. Por supuesto que esto no puede darse en un evento de la naturaleza, cuando hablamos de luz encendida o apagada nos referimos a un sistema de luz eléctrica.
A continuación, vamos a tomar dos ejemplos de entrada de datos en micro:bit, una basada en un sistema analógico y otra en uno digital.
Sensor de luz
Micro:bit cuenta con un sensor de luz integrado que se encuentra en su parte frontal. En los bloques de la categoría Entrada de MakeCode encontraremos el bloque “nivel de luz”:
Este bloque es el encargado de almacenar la información recopilada por el sensor, que puede variar entre los valores 0 a 255 (0 para la ausencia de luz y 255 para una luz muy intensa). Este rango de variación nos da la pauta de que nos encontramos frente a un sensor de tipo analógico, en el cual los registros del nivel de luz pueden adquirir 256 valores posibles.
En el momento de programar, es muy importante poder conocer los valores que se almacenan en este bloque, para eso tenemos que visualizarlos. Una forma fácil de hacerlo es por medio de la matriz de LED.
El siguiente código mostrará en la matriz de LED el valor que contiene el bloque “nivel de luz” cada vez que se presione el botón A.
Visualización del sensor de luz en el simulador
Si no contamos con la placa micro:bit, podemos visualizar el funcionamiento del sensor de luz en el simulador de MakeCode.
Al incorporar a la programación bloques que utilizan este sensor, se agrega automáticamente al simulador un pequeño círculo en la parte superior izquierda. Este permite simular distintos niveles de luz deslizando la franja amarilla con el cursor. De esta forma podemos asignarle al sensor un valor entre 0 y 255 y luego mostrarlo en la matriz de LED al presionar el botón A.
Micro:bit cuenta con un sensor de luz integrado que se encuentra en su parte frontal […] un sensor de tipo analógico, en el cual los registros del nivel de luz pueden adquirir 256 valores posibles.
Actividad 4
En esta actividad realizaremos la exploración de un espacio midiendo los niveles de luz en cada sector.
Ingresamos a MakeCode y realizamos la programación presentada con anterioridad. Una vez cargada en la placa, presionamos el botón A para comprobar que la medición de luz se visualiza en la matriz de LED.
A continuación recorremos el espacio tomando mediciones del nivel de luz en los distintos sectores. Por ejemplo, si nos encontramos en una habitación, podemos realizar una medición cerca de la ventana, otra en la pared contraria a esta, en un rincón, debajo de un mueble, etcétera.
Tomamos nota de nuestras mediciones y compartimos la información en el mural colaborativo "Registro de los niveles de luz con micro:bit". Al hacerlo incluimos una breve descripción del espacio, por ejemplo, habitación pequeña con una ventana de 1,5 m x 1 m, una puerta y una mesa en el centro. Al momento de la toma de datos estaba iluminada con luz natural.
Actividad 5
Luego de observar los resultados y compararlos con las otras mediciones en el muro, responde si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
Actividad 5: Verdadero o Falso
2 puntos posibles (no calificables)Luego de observar los resultados y compararlos con las otras mediciones en el muro, respondan si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
Botones A y B
Ahora vamos a ver un ejemplo de entrada de datos digitales. Los botones A y B son dispositivos de entrada digitales, ya que admiten solamente dos estados, presionados o sueltos.
Volviendo a los bloques de la categoría "Entrada", encontramos el bloque "botón A presionado" (desplegando su menú podemos optar por el botón B o A+B).
Este bloque admite dos estados: verdadero o falso. Esto quiere decir que, si se cumple la condición de que el botón esté presionado, su estado será verdadero, en caso contrario será falso.
Para analizar este caso deberemos utilizar una sentencia condicional doble. Este tipo de estructuras nos plantea una situación en la que, si se cumple una determinada condición, se ejecutará una instrucción y, si no se cumple, se ejecutará otra.
Los bloques que permiten programar una sentencia condicional se encuentran en la categoría "Lógica". Analizando el siguiente código podemos observar que cuando el botón A esté presionado se mostrará el número 1 en la matriz de LED, de lo contrario se mostrará el número 0.
Es importante observar que la sentencia condicional está colocada dentro del bloque “para siempre”, esto permite que el programa realice una lectura constante del estado del botón.
Una sentencia condicional doble plantea una situación en la que, si se cumple una determinada condición, se ejecutará una instrucción y, si no se cumple, se ejecutará otra.
Actividad 6
Responde las siguientes preguntas:
Actividad 6: Preguntas de múltiple opción
2 puntos posibles (no calificables)Actividad 7
En esta actividad vamos a editar una programación dada para que muestre un mensaje en la matriz de LED al presionar el botón A.
En el siguiente código en Microbit se muestra una sentencia condicional doble que responde al estado del botón A. Notaremos que a la programación le faltan las instrucciones que permiten mostrar información en la matriz de LED. En el ejemplo anterior utilizamos el bloque “mostrar número”. Si quisiéramos que se muestre un mensaje, deberemos utilizar el bloque “mostrar cadena” de la categoría "Básico". En programación, una cadena de caracteres se refiere a un tipo de información conformada por caracteres alfanuméricos y símbolos.
Ingresando en el espacio de edición "Editar", realizaremos las modificaciones que permitan determinar la información que se presentará en la matriz de LED cuando el botón A esté presionado y cuando esté suelto.
Al finalizar, pueden compartir sus resultados en el foro que encontrarán debajo.
Actividad 7: Foro para compartir resultados
Tema: Actividad 7Exploración de sensores analógicos
Al trabajar con sensores, ya sean integrados a micro:bit o externos, es importante comprender que son muchos los factores que pueden influir en las lecturas que nos devuelven. Estos factores pueden ser propios de los objetos o espacios donde estamos haciendo las mediciones (temperaturas máximas y mínimas, sus niveles de luz, etcétera), y otros pueden ser relativos a las fallas técnicas propias de dispositivos que no son de alta precisión (tenemos que comprender que siempre vamos a trabajar con cierto margen de error).
Por ese motivo, antes de comenzar la programación de un proyecto, es importante realizar una exploración del funcionamiento del sensor que vamos a utilizar, mediante el tipo de ejercicios que hicimos en la Actividad 1. Estas ejercitaciones promueven un análisis criterioso de los datos que ofrece cada sensor. En el contexto áulico ayuda a que el grupo de estudiantes no repita fórmulas dadas, sino que llegue a sus propias conclusiones a partir de la exploración.
Antes de comenzar la programación de un proyecto, es importante realizar una exploración del funcionamiento del sensor que vamos a utilizar
Actividad 8
Todos los bloques con puntas redondeadas de la categoría "Entrada" son los encargados de almacenar los datos de los sensores analógicos de micro:bit.
Teniendo en cuenta esto, te proponemos reemplazar el bloque “nivel de luz” en la programación que realizamos anteriormente por cualquiera de ellos.
Carga las distintas programaciones a la placa y realiza un análisis de los datos que devuelve cada sensor. Observa que los bloques tienen entre paréntesis las unidades de medida que corresponden a cada dato.
En cada caso, analiza qué acciones provocan cambios en la lectura del sensor, por ejemplo:
- ¿Cómo son las variaciones en el sensor de movimiento al inclinar la placa en distintas direcciones.
- ¿Cómo varía la temperatura si ponemos la placa cerca de un ventilador?
- ¿Cómo cambia el nivel de luz si cubrimos la placa con la mano?
Ideas clave
- Micro:bit cuenta con dispositivos de entrada integrados en la placa. Estos son sus sensores y los botones A y B.
- La información que nos devuelven los dispositivos de entrada puede ser de tipo analógico o digital.
- Los valores de tipo analógico son aquellos relacionados con eventos de la naturaleza como luz, temperatura, humedad, etcétera. Están representados por rangos numéricos que en micro:bit varían según el tipo de sensor.
- Los datos basados en un sistema digital solo admiten dos valores: encendido o apagado, 1 o 0, verdadero o falso. En micro:bit los botones A y B son un tipo de entrada digital.
- Las dinámicas de trabajo en el aula basadas en la exploración son una buena estrategia para tener una aproximación al funcionamiento de los sensores y su programación en MakeCode.
Uso de la placa micro:bit
en el contexto de un proyecto escolarA continuación, presentamos una propuesta de proyecto que incorpora la placa micro:bit. Al hacerlo, buscamos seguir explorando las posibilidades de este dispositivo, al mismo tiempo que presentamos una metodología posible para su implementación en el ámbito escolar.
Durante su desarrollo, observaremos algunos apartados con orientaciones didácticas para la implementación en el aula. Por otra parte, se propondrán una serie de actividades que deberán ser realizadas por quienes participan para poder avanzar en este curso. Estas actividades proponen una metodología de trabajo que podría ser replicada en aula.
Todas las actividades propuestas se pueden realizar utilizando el simulador de MakeCode. En el momento de utilizar el sensor de luz los valores tendrán que ser establecidos de forma manual.
Esta propuesta está anclada en la metodología llamada aprendizaje basado en proyectos (ABP), “una estrategia didáctica que se caracteriza por partir de un desafío, pregunta o problema relevante para los estudiantes, que puede ser construido entre ellos y el o los docentes a cargo o propuesto por el docente, y que se vincula con los contenidos curriculares y con el contexto o la comunidad escolar” (Furman y Larsen, 2020:2).
Proyecto: Sistema de medición del tiempo de luz solar sobre un cultivo
Comenzaremos imaginando una situación problemática observada por un grupo de estudiantes.
Problemática detectada
Nuestra escuela cuenta con una huerta ubicada en uno de sus patios y hace un tiempo venimos observando que sus cultivos no llegan a desarrollarse o, si lo hacen, su rendimiento es muy bajo. Investigando las posibles causas de este problema, surge la idea de que probablemente la huerta no cuenta con las horas de luz solar necesarias para el buen crecimiento de las plantas. Esto se debe a un nuevo edificio construido en las inmediaciones de la escuela.
Por ese motivo, se plantea la necesidad de realizar un análisis que permita determinar qué espacio de la escuela recibe más horas de luz, para luego trasladar allí la huerta.
Para realizar este análisis proponemos el uso de la placa micro:bit, de modo que las mediciones de tiempo de luz solar puedan ser automatizadas y no dependan de una persona que esté continuamente observando cada uno de los sectores de los patios.
Orientaciones didácticas
Al plantear una problemática que guíe y dé fundamento a la realización del proyecto, debemos observar que esta sea significativa para el grupo de estudiantes. En el ejemplo planteado hay un problema bien concreto que el grupo puede observar a diario al ver los rendimientos de su huerta; se trata de una problemática que los interpela.
Por otra parte, podemos ver de qué forma esta problemática se articula con la currícula. Analizando el caso propuesto, detectamos que se trata de una oportunidad de abordar los siguientes contenidos:
- El desarrollo de los vegetales
- Alimentación saludable
- Ciclo productivo agrícola
- Movimientos de la tierra (rotación y traslación)
- Movimiento aparente del sol
- Puntos cardinales
- Medición del tiempo
- Proporcionalidad directa, conversión a distintas unidades de tiempo
Otro punto importante para tener en cuenta es que la incorporación de las nuevas tecnologías sea significativa para el proyecto y no esté forzada. En este caso, la placa micro:bit permite automatizar la toma del tiempo, convirtiendo esa tarea en algo simple que no dependa de que una persona esté midiendo durante todo un día expuesta a los rayos del sol. Podemos invitar al grupo a reflexionar sobre en qué casos sí, y en cuáles no, es pertinente el uso de las nuevas tecnologías.
¿Cuál será el producto final de este proyecto?
En la metodología propuesta, buscaremos que al culminar el recorrido lleguemos a un producto final. En este proyecto proponemos la creación de un dispositivo que mida las horas de luz en un determinado espacio de forma automática. Esto permitirá la reubicación de la huerta escolar.
Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP): se parte de un desafío, pregunta o problema relevante para los estudiantes, propuesto entre ellos y/o los docentes, y que se vincula con los contenidos curriculares y el contexto de la comunidad escolar” (Furman y Larsen, 2020:2).
Uso de la placa micro:bit
en el contexto de un proyecto escolarPara desarrollar el dispositivo que nos permita medir las horas de luz de un espacio, realizaremos las siguientes actividades:
- A. Aprender a medir el tiempo con micro:bit: programamos la variable “segundos” y visualizamos su conteo en la placa.
- B. Medir el nivel de luz: programamos el sensor de luz y registramos los datos obtenidos en diferentes espacios.
- C. Programar la medición del tiempo solo si... hay luz: combinamos las dos programaciones con ayuda de un condicional.
A. Medición del tiempo con micro:bit
El primer paso en el desarrollo del dispositivo es lograr medir el tiempo con la placa micro:bit.
La siguiente secuencia nos va a permitir programarlo:
Paso 1: creamos una variable.
Creamos un nuevo proyecto en MakeCode. Dentro de la categoría "Variables" seleccionamos el botón "Crear una variable..."
En la ventana que se abre le asignamos un nombre (en nuestro caso, "Segundos"). Luego seleccionamos el botón "Aceptar".
¿Qué es una variable?
Una variable es un espacio de memoria al que se le asigna un nombre y puede contener distintos tipos de información, como números o cadenas de caracteres.
Como su nombre lo indica, su contenido puede variar. Estos cambios se pueden dar por cálculos matemáticos o por los datos que devuelve un sensor.
En nuestro ejemplo, la variable Segundos va a acumular el tiempo transcurrido en esa unidad de tiempo.
Paso 2: Asignamos un valor a la variable.
Al crear la variable podremos observar que aparecieron dos nuevos bloques "fijar [variable] a [valor]" y "Cambiar [variable] por [valor]". Colocamos el primero en el bloque “al iniciar” y el segundo en el bloque “para siempre”.
El bloque “fijar” asigna un valor a la variable. En nuestro caso queremos que el contador del tiempo esté en 0 cuando se inicie la placa, por eso lo colocamos dentro del bloque “al iniciar”.
El bloque “cambiar Segundos por 1” suma 1 a la variable cada vez que es ejecutado; en principio queremos que sume todo el tiempo, por ese motivo lo colocamos dentro del bloque “para siempre”.
Una variable es un espacio de memoria al que se le asigna un nombre y puede contener distintos tipos de información, como números o cadenas de caracteres.
Actividad 9
Sin cargar la programación en la placa, la analiza y responde las siguientes preguntas:
Actividad 9
2 puntos posibles (no calificables)Sin cargar la programación en la placa, la analizamos y respondemos las siguientes preguntas:
Paso 3: programamos la pausa entre segundos.
La programación anterior aumenta el valor de la variable Segundos pero lo hace de forma rápida, sin respetar el tiempo que queremos medir.
Para que la variable aumente su valor cada vez que pase un segundo, tenemos que agregar una pausa. Para eso utilizamos el bloque “pausa” de la categoría "Básico" y seleccionamos la opción 1 segundo en su menú (1000 milisegundos).
Paso 4: visualizamos el conteo en la placa.
Con lo programado hasta ahora ya se está acumulado el tiempo en la variable, pero no podemos visualizarlo. Para eso programamos que cuando se presione el botón A se muestre el contenido de la variable en la matriz de LED.
Cargamos la programación a la placa y visualizamos los resultados.
Orientaciones didácticas
La programación anterior permite utilizar la placa micro:bit para medir el tiempo. En este caso, es el primer paso para medir el tiempo de incidencia de la luz solar en un determinado espacio, pero debemos tener en cuenta que un dispositivo de medición del tiempo puede ser algo que se adapte a otro tipo de proyectos.
Algunos ejemplos:
- Programar un reloj que regule los turnos en un juego de mesa.
- Medir el tiempo de realización de actividades físicas o deportes.
- Programar un reloj que anuncie el comienzo y el fin de los recreos.
El código presentado anteriormente mide el tiempo en segundos; otra oportunidad de trabajo en el aula tiene que ver con la conversión de esa medición a otras unidades como minutos u horas.
Para eso podemos crear una variable llamada "Minutos" y asignarle el valor que resulta de dividir la variable "Segundos" en 60. Para esto, haremos uso de los bloques de operadores matemáticos que se encuentran en la categoría "Matemática".
En este caso, utilizamos el bloque “fijar” de la categoría "Variables", ya que lo que queremos es asignarle un valor nuevo cada vez que se realiza el cálculo.
Ahora podemos modificar la programación del bloque “al presionar el botón A” para que muestre la variable "Minutos":
Uso de la placa micro:bit
en el contexto de un proyecto escolarB. Medición del nivel de luz con micro:bit
¿Cómo reacciona el sensor de luz de micro:bit a los distintos niveles de luminosidad del patio de la escuela?
En este punto debemos tener en cuenta que nuestro dispositivo va a medir el tiempo solamente en los momentos en que la luz solar se proyecte de forma directa sobre la placa. ¿Cómo podemos saber que esto está sucediendo?
Como vimos anteriormente, el sensor de luz de micro:bit ofrece resultados en su lectura que van de 0 a 255 dependiendo de la intensidad. Nuestro objetivo será realizar un registro de los valores que devuelve el sensor al exponerlo a distintas situaciones: luz solar directa a la mañana, al mediodía y a la tarde y sombras.
El registro de estos valores nos va a permitir detectar en qué momento el sol incide sobre la placa.
Paso 1: programamos micro:bit para mostrar el valor del nivel de luz al presionar el botón B.
Paso 2: medimos el nivel de luz de diferentes espacios.
Cargamos la programación en la placa, realizamos las mediciones y completamos la tabla con los resultados (se recomienda utilizar pilas para poder movilizarse libremente por el espacio).
Tipo de mediciónLectura obtenidaPlaca expuesta al sol directo de la mañana 255 Placa expuesta al sol directo al mediodía 255 Placa expuesta al sol directo al atardecer 255 Sombra cerca de una pared pintada de blanco 240 Sombra producida por los cultivos 220 Sombra al atardecer 62 Las mediciones de cualquier sensor son relativas a las condiciones del espacio en el que estamos trabajando.
Actividad 10
Responde si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
Actividad 10: Verdadero o falso
2 puntos posibles (no calificables)Responde si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
Orientaciones didácticas
La actividad anterior nos permite comprobar que el sensor de luz expuesto al sol siempre devuelve el valor 255. Si bien como docentes conocemos esta información, es importante que el grupo de estudiantes llegue a ella a partir de la exploración; de esta forma la experiencia resulta más significativa y plantea una razón clara por la cual incluir estos valores en la programación.
Recordemos que las mediciones de cualquier sensor son relativas a las condiciones del espacio en el que estamos trabajando. El tipo de exploración planteada puede ser adaptada a otros proyectos en los cuales los datos obtenidos serán interpretados de otra forma.
Estos son algunos ejemplos:
- Un sistema de iluminación automático que enciende una luz al caer la tarde.
- Un sistema de alarma que suena cuando se abre un cajón e ingresa la luz en él.
En los dos ejemplos presentados ya no será la luz solar directa la que active el sistema, sino la luminosidad captada al anochecer en el primer ejemplo o la luz que recibe la placa al abrir el cajón en el segundo.
Uso de la placa micro:bit
en el contexto de un proyecto escolarC. Medir el tiempo solo si…
En este punto del proyecto logramos programar un contador de tiempo y reconocimos los valores que devuelve el sensor al estar expuesto a la luz solar. Ahora veremos de qué forma combinar estas dos programaciones para lograr que el contador cambie el valor de la variable "Segundos" solamente en los momentos que hay sol sobre la placa.
Para esto haremos uso de una sentencia condicional. Como vimos anteriormente, una sentencia condicional es un conjunto de instrucciones que se ejecutan al cumplirse una determinada condición. En nuestro caso, la condición para que la variable Segundos aumente es que el sol impacte de forma directa sobre el sensor de luz. Sabemos que cuando esto sucede, el valor que adopta el bloque “nivel de luz” es 255, por lo tanto nuestro condicional podría expresarse de la siguiente manera: si nivel de luz es igual a 255, cambiar Segundos por 1.
Así se ve la estructura utilizando bloques:
Las sentencias condicionales y los operadores de comparación se encuentran en la categoría "Lógica".
Ya estamos en condiciones de descargar la programación en la placa y realizar la medición. Para esto la ubicamos de modo que la parte frontal apunte hacia el norte, esto se debe a que en el hemisferio sur el sol hace su recorrido de este a oeste inclinado hacia el norte. Si quisiéramos hacer este proyecto en el hemisferio norte, la placa debería apuntar al sur.
Visualización del proyecto terminado en el simulador
Si no contamos con la placa micro:bit, podemos visualizar los resultados de la programación en el simulador. Si bien los niveles de luz serán establecidos de forma manual, es interesante poder evaluar los resultados de nuestro trabajo.
Podremos comprobar entonces que el valor de la variable "Minutos" no cambia mientras el nivel de luz sea menor a 255. Al llevar el círculo amarillo a ese valor, notaremos cómo el tiempo acumulado en la variable "Minutos" comenzará a aumentar.
En el siguiente GIF podemos comprobar cómo el botón A nos muestra 0 minutos al comenzar la simulación. Luego, cuando el nivel de luz se coloca en 255, a los pocos segundos la variable minutos tiene el valor 0.22.
Una sentencia condicional es un conjunto de instrucciones que se ejecutan al cumplirse una determinada condición.
Orientaciones didácticas
El trabajo con sentencias condicionales es uno de los pilares de la programación. Podemos decir que este tipo de estructuras le dan inteligencia a nuestro código, dado que permiten tomar decisiones con relación al cumplimiento o no cumplimiento de una determinada condición.
Al abordar este tipo de sentencias en el aula, podemos comenzar a estudiarlas vinculándolas con situaciones de nuestra vida cotidiana, por ejemplo:
Cuantas más condicionales tenga una programación, mayor será su capacidad de tomar decisiones. En el siguiente video se analizan algunas mejoras de la programación anterior que nos van a permitir ampliar las posibilidades de nuestro proyecto y seguir indagando en el uso de condicionales.
Actividad 11
Te invitamos a cargar un registro de lo producido en esta sección en el Foro “Proyecto: Sistema de medición del tiempo de luz solar sobre un cultivo”
Este espacio puede ser usado además para compartir con colegas impresiones del proyecto, dudas, desafíos y oportunidades.
Actividad 11 - Foro
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