Baloncesto robot

Materiales

• Silla, escritorio o mesa pequeña (la superficie está a 2 pies sobre el piso)
• Bote de basura (pequeño)
• Vasos de plástico (diferentes tamaños)
• Cinta adhesiva
• Pelotas de ping pong (3 o más, las que están pintadas como una pelota de baloncesto son divertidas o usa un marcador para agregar las líneas tú mismo)

Proceso

Configure la zona de prueba con una "red": un bote de basura pequeño o un vaso de plástico (dependiendo de qué tan desafiante le gustaría que fuera)

• Pegue la "red" en una silla, escritorio o mesa pequeña (2 pies sobre el piso)
• Coloque un trozo de cinta adhesiva en el suelo a 6 pies de distancia de la red; esta es la línea de salida.
• Coloque 3 pelotas de ping-pong en una taza en la línea de salida
• Haga que cada equipo use su diseño de robot para realizar 3 tiros libres desde la línea de salida
• Los equipos documentan cuántos de sus tiros entran en la red y luego calculan su porcentaje de precisión (ver más abajo). También notan la precisión de cada disparo (qué tan cerca caen el uno del otro)

Configuración de zona de prueba opcional 

• Pega una taza a la pared (2 pies por encima de un escritorio)
• Coloque un escritorio a 6 pies de distancia: esta es la línea de partida
• Coloque 3 pelotas de ping-pong en una taza en la línea de salida
• Haga que cada equipo use su diseño de robot para realizar 3 tiros libres desde la línea de salida
• Los equipos documentan cuántos de sus tiros entran en la red y luego calculan su porcentaje de precisión (ver más abajo). También notan la precisión de cada disparo (qué tan cerca caen el uno del otro)

Cálculo de precisión

• La precisión es qué tan cerca está un valor medido del valor real (verdadero).
• La precisión es qué tan cerca están los valores medidos entre sí.

Cada equipo calcula su porcentaje de precisión tomando cuántos de sus tiros entraron en la red dividido por 3 tiros multiplicados por 100.

2 en la canasta / 3 tiros x 100 = 67% (redondeado)

Reto de Diseño

Eres parte de un equipo de ingenieros que tiene el desafío de diseñar y construir un jugador de baloncesto “robot”. El "robot" debe poder precisamente Realice tres tiros de tiros libres en una red que esté a 2 pies sobre el piso y a 6 pies del "robot".

Criterios 

• La red debe estar a 2 pies sobre el piso (o escritorio) y a 6 pies del "robot".

Limitaciones

• Solo consigue 3 tiros libres para la prueba
• Utilice solo los materiales proporcionados
• Los equipos pueden intercambiar materiales ilimitados

1. Divida la clase en equipos de 2-3.
2. Reparta la hoja de trabajo Robot Basketball, así como algunas hojas de papel para dibujar diseños. 
3. Discutan los temas de la sección Conceptos Básicos.
   • Si tiene una pelota de baloncesto, sosténgala y pregunte… ¿cuántos de ustedes han jugado alguna vez al baloncesto? ¿Qué tipo de tiros tienen que hacer los jugadores? [Los tipos oficiales de tiros involucrados en el baloncesto son el tiro de media distancia, la bandeja, el triple, el mate, el alley-oop, el tiro de media cancha y el tiro libre].
   • Pídale a un estudiante que demuestre el tiro libre tirando un papel arrugado en un bote de basura a 6 pies de distancia. 
     • Señale el movimiento del brazo específicamente desde el codo hasta las manos. 
     • Pregunte (o dígales si aún no conocen las máquinas simples): ¿A qué máquina simple le parece esta parte del brazo?
       • Una palanca es una barra rígida que gira alrededor de un punto fijo llamado fulcro, que levanta o mueve cargas. 
       • En un brazo, el codo es el punto de apoyo y el antebrazo es la barra rígida.
4. Revise el Proceso de Diseño de Ingeniería, el Desafío de Diseño, los Criterios, las Limitaciones y los Materiales. 
5. Indique a los estudiantes que comiencen a hacer una lluvia de ideas y esbozar sus diseños.
6. Proporcione a cada equipo sus materiales.
7. Explique que los estudiantes deben desarrollar 
8. Anuncie la cantidad de tiempo que tienen para diseñar y construir (se recomienda 1 hora). 
9. Utilice un temporizador o un cronómetro en línea (función de cuenta atrás) para asegurarse de mantener el tiempo. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Dé a los estudiantes “avisos de tiempo” regulares para que se mantengan concentrados. Si tienen dificultades, hágales preguntas que los llevarán a una solución más rápido. 
10. Los estudiantes se encuentran y desarrollan un plan para su robot. Acuerdan los materiales que necesitarán, escriben / dibujan su plan y presentan su plan a la clase. Los equipos pueden intercambiar materiales ilimitados con otros equipos para desarrollar su lista de piezas ideal.
11. Los equipos construyen sus diseños. Tome nota especial de cómo los "robots" de los estudiantes deben ser EXACTOS (exitosos en poner su "baloncesto" en la "red" 3 veces seguidas). Consulte la hoja de Recursos para el estudiante o la sección Conceptos básicos para obtener información sobre la diferencia entre exactitud y precisión. Su robot debe ser 100% preciso. Los estudiantes pueden realizar la prueba en su propia estación, donde configuran una zona de prueba simulada propia o pueden usar la "zona de prueba" de la clase a medida que construyen.
12. Pruebe los diseños del robot utilizando la zona de prueba descrita en la sección "Prueba de materiales y proceso".
13. Los equipos deben documentar cuántos de sus tiros van a la red y luego calcular su porcentaje de precisión (ver más abajo). También notan la precisión de cada disparo (qué tan cerca caen el uno del otro)
    Cada equipo calcula su porcentaje de precisión tomando cuántos de sus tiros entraron en la red dividido por 3 tiros multiplicados por 100.
    2 en la canasta / 3 tiros x 100 = 67% (redondeado)
14. Como clase, discuta las preguntas de reflexión de los estudiantes.
15. Para obtener más contenido sobre el tema, consulte la sección "Explora Más."

Reflexión Estudiantil (cuaderno de ingeniería)

1. ¿Qué salió bien?
2. ¿Qué no salió bien?
3. ¿Hubo algún intercambio (un intercambio que ocurre como un compromiso o concesión) que tuvo que hacer con su diseño? Si es así, explique.
4. ¿Cuál es tu elemento favorito de tu "Robot"?
5. Si tuvieras tiempo para rediseñar nuevamente, ¿qué cambios harías? 

La lección se puede realizar en tan solo 1 período de clase para estudiantes mayores. Sin embargo, para ayudar a los estudiantes a no sentirse apresurados y asegurar el éxito de los estudiantes (especialmente para los estudiantes más jóvenes), divida la lección en dos períodos para que los estudiantes tengan más tiempo para intercambiar ideas, probar ideas y finalizar su diseño. Realice las pruebas y el informe en el próximo período de clases.

Exactitud y precisión  

La precisión es qué tan cerca está un valor medido del valor real (verdadero). La precisión es qué tan cerca están los valores medidos entre sí. 

Ejemplos de precisión y exactitud:

Entonces, si estás jugando al fútbol y siempre golpeas el poste izquierdo en lugar de anotar, entonces no eres preciso, ¡pero sí lo eres! FUENTE: (www.mathsisfun.com/accuracy-precision.html)

• Precisión: qué tan cerca está un valor medido del valor real (verdadero)
• Restricciones: limitaciones de material, tiempo, tamaño del equipo, etc.
• Criterios: Condiciones que debe satisfacer el diseño como su tamaño total, etc.
• Ingenieros: inventores y solucionadores de problemas del mundo. Se reconocen veinticinco especialidades principales en ingeniería (ver infografía).
• Proceso de diseño de ingeniería: los ingenieros de procesos utilizan para resolver problemas. 
• Hábitos de la mente de ingeniería (EHM): Seis formas únicas en que piensan los ingenieros.
• Iteración: Probar y rediseñar es una iteración. Repetir (múltiples iteraciones).
• Palanca: las palancas son máquinas que se utilizan para aumentar la fuerza.
• Precisión: qué tan cerca están los valores medidos entre sí. 
• Prototipo: Modelo funcional de la solución a probar.
• Máquinas simples: Cualquiera de varios dispositivos con pocas o ninguna parte móvil que se utilizan para modificar el movimiento y la magnitud de una fuerza para realizar un trabajo.

Enlaces a Internet

Exactitud y precisión

Lectura Recomendada

Robot (Libros de testigos presenciales de DK) (ISBN: 978-0756602543)
Palancas (máquinas simples) (ISBN: 978-1403485632)
Matemáticas del mundo real: baloncesto (9781602792456) 

Actividad de Escritura 

Los estudiantes pueden escribir historias cortas sobre el jugador de tiros libres de su equipo y / o la Liga Mundial de Baloncesto Robótico (WRBL), personificando al "robot (s)". Los estudiantes podrían crear un anuncio que promocione el WRBL para atraer a más personas a los juegos. Los estudiantes podrían escribir un ensayo explicativo detallando los pasos que da su robot para realizar un tiro libre preciso.

Alineación con los marcos curriculares

Nota: Los planes de lecciones de esta serie están alineados con uno o más de los siguientes conjuntos de estándares:  

• Estándares de educación científica de EE. UU. (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• Estándares de ciencia de la próxima generación de EE. UU. (http://www.nextgenscience.org/) 
• Estándares de Alfabetización Tecnológica de la Asociación Internacional de Educación Tecnológica (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• Principios y estándares para las matemáticas escolares del Consejo Nacional de Profesores de Matemáticas de EE. UU. (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• Estándares Estatales Básicos Comunes de EE. UU. Para Matemáticas (http://www.corestandards.org/Math)
• Estándares de Informática de la Asociación de Maestros de Ciencias de la Computación K-12 (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

Estándares Nacionales de Educación Científica Grados 5-8 (edades 10-14)

ESTÁNDAR DE CONTENIDO B: Ciencias Físicas 

Como resultado de sus actividades, todos los estudiantes deben desarrollar una comprensión de 

• Movimientos y fuerzas  
• Transferencia de energía  

ESTÁNDAR DE CONTENIDO E: Ciencia y Tecnología 

Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar 

•  Habilidades de diseño tecnológico  
•  Comprensión de ciencia y tecnología.

Estándares Nacionales de Educación Científica Grados 9-12 (14-18 años)

ESTÁNDAR DE CONTENIDO B: Ciencias Físicas  

Como resultado de sus actividades, todos los estudiantes deben desarrollar la comprensión de 

• Movimientos y fuerzas  
• Interacciones de energía y materia.  

ESTÁNDAR DE CONTENIDO E: Ciencia y Tecnología 

Como resultado de las actividades, todos los estudiantes deben desarrollar 

• Habilidades de diseño tecnológico  
• Comprensión de ciencia y tecnología.  

Estándares de ciencias de la próxima generación: grados 3-5 (edades 8-11)

Movimiento y estabilidad: fuerzas e interacciones

Los estudiantes que demuestren comprensión pueden:

• 3-PS2-1. Planificar y realizar una investigación para proporcionar evidencia de los efectos de fuerzas equilibradas y desequilibradas en el movimiento de un objeto. 

Energía

Los estudiantes que demuestren comprensión pueden:

• 4-PS3-1. Usa evidencia para construir una explicación que relacione la velocidad de un objeto con la energía de ese objeto.

Estándares de Ciencias de la Próxima Generación Grados 3-5 (Edades 8-11)

Diseño de ingeniería 

Los estudiantes que demuestren comprensión pueden:

• 3-5-ETS1-1. Defina un problema de diseño simple que refleje una necesidad o un deseo que incluya criterios específicos para el éxito y limitaciones de materiales, tiempo o costo.
• 3-5-ETS1-2. Genere y compare múltiples soluciones posibles a un problema basándose en qué tan bien es probable que cada una cumpla con los criterios y limitaciones del problema.
• 3-5-ETS1-3.Planificar y realizar pruebas justas en las que se controlen variables y se consideren puntos de falla para identificar aspectos de un modelo o prototipo susceptibles de mejora.

Estándares de Ciencias de la Próxima Generación Grados 6-8 (Edades 11-14)

Movimiento y estabilidad: fuerzas e interacciones

• MS-PS2-2. Planifique una investigación para proporcionar evidencia de que el cambio en el movimiento de un objeto depende de la suma de las fuerzas sobre el objeto y la masa del objeto.

Diseño de ingeniería 

Los estudiantes que demuestren comprensión pueden:

• MS-ETS1-1 Definir los criterios y limitaciones de un problema de diseño con suficiente precisión para asegurar una solución exitosa, teniendo en cuenta los principios científicos relevantes y los impactos potenciales en las personas y el medio ambiente natural que pueden limitar las posibles soluciones.
• MS-ETS1-2 Evaluar las soluciones de diseño de la competencia mediante un proceso sistemático para determinar qué tan bien cumplen con los criterios y limitaciones del problema.

Principios y estándares para las matemáticas escolares (de 11 a 14 años)

Estándar de medición

-Aplicar técnicas, herramientas y fórmulas adecuadas para determinar medidas. 

• utilizar puntos de referencia comunes para seleccionar métodos apropiados para estimar mediciones

Principios y estándares para las matemáticas escolares (de 14 a 18 años)

Estándar de medición

- Aplicar técnicas, herramientas y fórmulas adecuadas para determinar medidas.

• analizar precisión, exactitud y error aproximado en situaciones de medición.

Estándares Estatales Básicos Comunes para Matemáticas Escolares Grados 2-8 (edades 7-14)

Medida y datos

• Mida y calcule longitudes en unidades estándar.
• CCSS.Matemáticas.Contenido.2.MD.A.1 Mida la longitud de un objeto seleccionando y usando las herramientas apropiadas, como reglas, patrones de medida, palos de medición y cintas métricas.
• Representar e interpretar datos.
• CCSS.Matemáticas.Contenido.2.MD.A.3 Estime las longitudes usando unidades de pulgadas, pies, centímetros y metros.

Razones y relaciones proporcionales

• Comprender conceptos de razones y usar el razonamiento de razones para resolver problemas.
• CCSS.Contenido.matemático.6.RP.A.3c Encuentre un porcentaje de una cantidad como una tasa por 100 (por ejemplo, 30% de una cantidad significa 30/100 veces la cantidad); resolver problemas que impliquen encontrar el todo, dada una parte y el porcentaje.

Estándares de alfabetización tecnológica: todas las edades

Diseño 

• Estándar 10: Los estudiantes desarrollarán una comprensión del papel de 
• resolución de problemas, investigación y desarrollo, invención e innovación y experimentación en la resolución de problemas.

Guión

El equipo mejor clasificado de la World Robotic Basketball League, los BOTS, están buscando al mejor jugador de tiros libres que puedan encontrar. ¡Las pruebas son hoy!

Reto de Diseño

Diseña y construye un jugador de baloncesto “robot” que pueda disparar tres tiros libres con precisión cada vez. ¡El jugador que sea más preciso obtendrá el trabajo!

Criterios

• La red debe estar a 2 pies sobre el piso (o escritorio) y a 6 pies del "robot".

Limitaciones

• Utilizar solo los materiales proporcionados.
• Solo obtenga 3 tiros de tiros libres para la prueba.

Etapa de Planificación

Reúnase en equipo y discuta el problema que necesita resolver. Luego, desarrolle y acuerde un diseño para su robot. Deberá determinar qué materiales desea utilizar.

Dibuje su diseño en el cuadro a continuación y asegúrese de indicar la descripción y la cantidad de piezas que planea usar.

Miembros del equipo:___________________________________________________

Nombre del equipo: _____________________________________________________

Piensa en diseños para tu robot jugador de baloncesto:

Elija su mejor diseño y esboce aquí:

Fase de Construcción

Construye tu robot. Durante la construcción, puede decidir que necesita materiales adicionales o que su diseño debe cambiar. Esto está bien, simplemente haga un nuevo boceto y revise su lista de materiales.

Fase de prueba

Cada equipo probará su robot. Si su diseño no tuvo éxito, rediseñe y pruebe nuevamente. Asegúrese de ver las pruebas de los otros equipos y observe cómo funcionaron sus diferentes diseños.

Dibuja tu diseño final

Fase de Evaluación

Evalúen los resultados de sus equipos, completen la hoja de trabajo de evaluación y presenten sus hallazgos a la clase.

Utilice esta hoja de trabajo para evaluar los resultados de su equipo en la lección de baloncesto robótico:

1. ¿Qué salió bien?

2. ¿Qué no salió bien?

3. ¿Dónde hubo algún intercambio (un intercambio que ocurre como un compromiso o concesión) que tuvo que hacer con su diseño? Si es así, explique:

4. ¿Cuál es tu elemento favorito de tu "Robot"?

5. Si tuvieras tiempo para rediseñar nuevamente, ¿qué cambios harías?

Precisión: ______________ %

Precisión: _________________

• Árabe
• swahili