Ciencias de la Ingeniería

PP-CI-12-JG Aprender con la electrónica es cosa de niños

Educación de calidad
Industria, innovación e infraestructura

Asesor: Diana Laura Hernández

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

Resumen

El objetivo fundamental de la educación electrónica (e-Educación), como tarea, es el desarrollo de destrezas, hábitos, actitudes y conocimientos que capacitan a las personas para estar, moverse, intervenir, actuar, aprender e interrelacionarse en el espacio electrónico. Este proyecto pretende mostrar qué el desarrollo de algunos componentes electrónicos básicos pueden ayudar al aprendizaje de un tema, que pueden ser divertidos desde su concepción hasta su puesta en práctica. Además refuerzan la teoría de que no solo pueden usarse medios digitales para aprender (nuevas tecnologías), sino que pueden crearse aparatos electrónicos muy sencillos para reforzar un tema dado.

Pregunta de Investigación

¿Qué ventajas se tiene al usar electrónica básica para aprender?

Planteamiento del Problema

Los niños de mi edad usamos mucha tecnología, pero no sabemos cómo funciona.

Antecedentes

Hace algunos años la vida no era como la conocemos actualmente, ¿podemos imaginar una vida sin computadoras, celulares o televisores? Veamos un poco de la historia de la electrónica.

Se inicia cuando Thomas Alva Edison, habiendo descubierto la lámpara incandescente o foco, estás se ponían obscuras o negras y los filamentos se rompían y fue así como descubrió la emisión termoiónica, es decir, el fenómeno donde una placa de metal emite electrones a causa de su calentamiento.

Después John Ambrose Fleming inventó el diodo de vacío en 1904, este dispositivo permitía el flujo de la corriente en un solo sentido.

La amplificación de señales es la base de la electrónica y consiste en aumentar la magnitud de cualquier tipo de señal, ya sea de voz o de una imagen tomada de una cámara, este fenómeno es el principio del funcionamiento de aparatos que usamos diariamente como celulares o equipos de sonido, esto se pudo llevar a cabo gracias al tríodo inventado por Lee De Forest en 1906. Fue tanto su auge que para los años de 1930 ya se conocía como “electrónica” a la industria de estos aparatos emergentes.

Otro fundamento de la electrónica fue la miniaturización de los dispositivos que dio como resultado el transistor.

Fue en 1958 cuando nace el primer circuito integrado el cual tenía 6 transistores en una misma pastilla o dispositivo.

En 1970 se crea el primer microprocesador, el INTEL 4004, el cual tiene un funcionamiento más complejo y es el cerebro de las computadoras, cada vez más pequeño en tamaño, más rápido y más eficiente.

Circuito eléctrico

Es la unión de dos o más elementos que permiten circular la corriente eléctrica, facilitando el flujo de electricidad al mismo tiempo que nos da la posibilidad de controlarla. Sus componentes son:

Generador. Parte del circuito donde se produce la electricidad, manteniendo una diferencia de tensión entre sus extremos, por ejemplo una pila.

Conductor. Hilo por donde circulan los electrones impulsados por el generador, lo que conocemos como alambre.

Resistencia eléctrica. Es una medida de la oposición al flujo de corriente en un circuito eléctrico.

Interruptor. Es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica.

La electricidad se puede utilizar para hacer funcionar estas máquinas, pero esto nos las convierte en dispositivos electrónicos. Una máquina puede considerarse electrónica sólo si contiene elementos en los que el movimiento de esas pequeñas partículas llamadas electrones que forman las corrientes eléctricas, puede ser controlado directamente por la electricidad o el magnetismo.

Tipos de circuitos eléctricos

En serie. Es aquel circuito que posee más de una resistencia, pero solo un camino a través del cual fluye la electricidad (electrones). Por ejemplo, las series de navidad, refrigeradores y lámparas.

En paralelo. Es una conexión de dispositivos en la que las terminales de entrada de todos los dispositivos conectados coincidan entre sí, al igual que sus terminales de salida. Por ejemplo, la red eléctrica de las casas.

La electrónica en apoyo del aprendizaje

En los años 70´s se comenzaron a fabricar kits de electrónica para el aprendizaje utilizados en los talleres de electrónica a nivel de secundaria.

Actualmente, los kits de electrónica que se comercializan son avanzados y costosos. Avanzados ya que tienen placas y elementos electrónicos, acompañados de placas para programación; costosos con valor superior a $1,000 pesos. Muchos de estos kits de aprendizaje pretenden enseñar la electrónica básica, sin embargo, no se habla o se trata de los conceptos básicos de la electrónica, o de cómo son sus  componentes básicos, la forma de conexión y lo que se puede generar sin necesidad de una inversión costosa. Muchas empresas se promocionan como Hardware libre, sin embargo, atrás siempre hay un costo, que como se mencionó, es caro y no todos pueden tener acceso a este tipo de elementos de aprendizaje. A continuación se mencionan algunos:

  • Raspberry Pi Starter Kit
  • Arduino Starter Kit
  • BQ Zum Kit
  • Retropie Starter kit
  • Touch Board Starter Kit
  • Lego MindStorms
  • Adafruit ARDX v1.3
  • Micro:bit Complete Starter Kit
  • Funduino Starter
  • Imori kits

Diferencia entre electricidad y electrónica

Es importante mencionar que electricidad y electrónica son dos términos diferentes, pero relacionados entre sí. Para conocer la diferencia entre una palabra y otra es necesario definirlas.

Electricidad. La electricidad es un tipo de energía que se puede contener en un solo lugar o se puede mover de un sitio a otro. Cuando la energía se mantiene en un solo lugar, se la conoce como energía estática, que significa que no se mueve; la electricidad que se mueve de un sitio a otro se llama electricidad corriente.

Electrónica. La electrónica es la disciplina que se encarga de estudiar las diferentes formas de transmitir la electricidad. De esta manera, podemos construir diferentes aparatos que nos ayudan a realizar las tareas del día a día a partir de numerosos tipos de materiales y componentes electrónicos.

¿Cómo se mide lo relacionado con la electricidad y la electrónica?

Multímetro, también denominado tester, es un dispositivo eléctrico y portátil, que permite medir distintas magnitudes eléctricas que forman parte de un circuito, como ser corrientes, potencias, resistencias, capacidades, entre otras.

 

Objetivo

Quiero explicar cómo es la electrónica básica y hacer algo práctico para su demostración.

Justificación

Este tema me resulto interesante porque usamos mucha tecnología para aprender, pero no sabemos  lo básico de la electrónica lo que hace que la tecnología funcione.

Así que mi proyecto es para conocer más sobre el uso de la electrónica en la educación.

Hipótesis

Si realizo un dispositivo con apoyo de la electrónica, entonces, este me puede ayudar a aprender.

Método (materiales y procedimiento)

1.Visité el Museo de la luz en el Centro histórico, pero estaba cerrado por remodelación, a pesar de que su página web indicaba que estaba abierto.

2. Busqué información en Internet y visite una Biblioteca.

3.Busqué material educativo que usará electrónica pero su precio es muy elevado, además dan por hecho que los niños saben cómo funcionan.

4.Busqué videos en YouTube donde se vieran juegos que usan la electrónica básica para obtener un aprendizaje de un tema.

5.Decidí hacer mis propios juegos didácticos conociendo como hacer conexiones en serie. A mi edad hay que tener cuidado de usar soldadura o pistolas calientes, es importante tener la supervisión de un adulto, que me enseñe y cuide que haga bien las cosas.

El primer juego que hice fue para un tema en donde los niños de mi edad, de 8 años, aún no conocemos, las entidades y capitales de México, por lo que pensé en hacer un mapa con focos para hacer más divertido el aprendizaje.

Utilicé un mapa de la República Mexicana de goma, 32 focos, alambre, soldadura, tabla con hoyos, pilas y papel opalina para los textos, con estos materiales armé el mapa de la siguiente manera.

a.Hice hoyos en cada entidad para meter un foco, sacar alambre y conectarlos en serie con dos pilas. Con ello cada alambre ilumina el foco cuando hago la conexión de alambres.

b.Los cables deberían ser uno por cada entidad de la República Mexicana, que son 32. Al final quedaron muchos cables sueltos, ahora hay que hacer el circuito en paralelo, soldando cada uno y luego a la pila.

 

Estuve practicando y aprendí donde se ubican las entidades de la República Mexicana y la mayoría de sus capitales, es seguro que con más practica puedo aprenderlas todas.

Otro juego que hice fue el clásico juego de mesa “Operando”, donde puedo sacar los huesos rotos del cuerpo humano, pero con el cuidado de no tocar los costados de sus lesiones, y así aprender algunos de los nombres de dichos huesos.

Este lo hice con una caja de cartón (pizza), impresión del juego operando, alambre, palitos de madera, una pinza de ropa de madera, un pedazo de un broche de metal, una bocina y una pila con el siguiente procedimiento:

a.Pegué la impresión del juego operando en la caja de cartón.

b.Corte las partes donde irían los huesos, estos huesos los hice con palitos de madera.

c.Los orificios los circulé con alambre, con una punta hacia dentro de la caja para conectarlos en paralelo.

d.Conecté la bocina y la pila. Para aislar un poco, le puse cartón debajo de cada orificio.

e.Los “huesos” los hice con un palito de madera.

f.Las “pinzas” las hice con una pinza de ropa de madera y le pegué en las orillas un pedazo de broche para el cabello de metal, de ahí tiene que salir a la pila.

El conductor será el pedazo de broche que al momento de tocar con el alambre la bocina  suena y enciende su nariz (se cerró el circuito), lo que indica que perdimos y se tiene que volver a tratar de sacar todos los huesos del cuerpo humano, nuevamente.

Otro juego didáctico que logré hacer fue un laberinto que usa electricidad, el cual se hace con una tabla de madera, dos tubos de PVC, plastilina, alambre, una argolla-tornillo, un foco con interruptor para conexión a la luz directa de 110v. Para ello tuve que:

a.Pegar dos tubos en una tabla.

b.En los tubos hacer un par de orificios en la parte superior.

c.Torcer el alambre al gusto para simular el laberinto.

d.Del foco saldrá un alambre con un alambre en forma de argolla para pasar en medio el alambre, y se conectará a un lado del foco.

e.Las puntas del alambre torcido deben entrar en cada orificio de los tubos.

El juego consiste en pasar la argolla al otro lado, es decir, de un tubo a otro sin tocar el alambre, si lo tocamos se prenderá el foco e indicará que perdimos. Este juego puede ayudar mucho al equilibrio y la motricidad fina.

Es importante mencionar que al ser un juego que utiliza electricidad, debemos tener mucho cuidado de no tocar ni la argolla ni el alambre con las manos, para ello hay que tomar la argolla por la parte plástica.

6.Por último comparé el precio de un juego hecho por mí, contra uno de fábrica.

 

 

Galería Método

Resultados

Obtuve lo siguiente:

  • Juego didáctico para aprender las capitales y ubicación de las entidades en un mapa de la República Mexicana.
  • Juego didáctico para aprender algunas partes del cuerpo humano.
  • Juego didáctico con uso de electricidad para diferenciarlo de lo que es la electrónica, que ayude a la mejora de la motricidad fina.
  • Comparativo de costos para kit o juegos didácticos caseros con uso de la electrónica.
  • No encontré un juego didáctico como el que hice de la República Mexicana en venta, por lo que considero que es importante utilizar nuestra imaginación.
  • Comparativo de costos de juegos didácticos de fábrica contra juegos realizados de manera casera.

 

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

  • Aprendí cómo funcionan las conexiones en serie y paralelo y como hacer con ello que un foco prenda con ayuda de un par de pilas.
  • Aprendí la ubicación de cada una de las entidades de la República Mexicana, así como sus nombres y capitales. Aprendí también los nombres de algunos huesos del cuerpo humano y además practiqué y mejoré mi motricidad fina, todo jugando, lo que lo hizo más divertido.
  • Entendí que no solo es hacer un juego didáctico por hacerlo, sino que es importante jugarlo para aprender (Se aprende haciendo y repitiendo). A eso le llaman Aprendizaje memorístico o repetitivo y se trata que lo que aprendí lo aprenda para siempre.
  • Uno puede hacer sus propios juegos con ayuda de la electrónica, aprender y divertirse, además el costo es más barato que los que venden de fábrica. La imaginación es el límite.

Bibliografía

  • Edgardo Castaño. (2014). Historia de la electrónica en 5 minutos. 12/11/2021, de Youtube Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=2jW33jZ6uhE
  • Melgarejo G., González G. & López M. (1984). Electrónica básica por objetivos. México, D. F.: Herrero. Pp. 10, 64, 109 y 128.
  • García J. (2019). Kits de electrónica. 12/11/2021, de Hardware libre Sitio web: https://www.hwlibre.com/estos-los-5-mejores-kits-electronica-novatos/
  • 1982. ¿Qué es la electrónica? En Mi primera enciclopedia 9: Editorial Novaro S.A. pp. 9-10
  • Bridgman R. (1996). Eléctronica. 1996: Editorial Fernández Editores. p. 6.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography