M.ª Jesús Casado Barrio
Profesora de Matemáticas do IES Fco. Daviña Rey de Monforte de Lemos
mcasado@edu.xunta.es

Contextualización

O IES Daviña Rey é un centro educativo con máis de cincuenta anos de antigüidade que está situado ao sur de Lugo, na capital da Ribeira Sacra, en Monforte de Lemos. Aínda que non está lonxe das capitais de provincia, Lugo e Ourense, a poboación foi diminuíndo nestes últimos anos e coma no resto de Galicia produciuse un envellecemento dos seus habitantes. O noso alumnado provén en gran parte das zonas rurais e os seus coñecementos tecnolóxicos, acceso á rede ou nivel de formación ao respecto é medio-baixo.
Con estas premisas, en setembro de 2014 decidimos participar dentro do Plan Proxecta no programa Rapazas emprendedoras nas TIC. Foi unha decisión meditada, motivada fundamentalmente polo desexo de formar o noso alumnado en dous aspectos que nos parecen fundamentais para o seu futuro: a cultura do emprendemento e a innovación tecnolóxica; todo isto nun contorno de igualdade e coeducación, fomentando a creatividade e buscando o incremento do número de rapazas que apostan polos estudos STEM.
Coincidiu que o alcalde de Monforte naqueles días, Severino Rodríguez, convocou os directores dos tres centros de secundaria a unha reunión no concello para presentarlles unha proposta que encaixaba á perfección coa nosa idea: dotar os institutos dunha impresora 3D e formar no seu uso a todo o profesorado  interesado
Sen dúbida foi toda unha inspiración; sumamos unha ferramenta nova, un proxecto novo e unhas actividades novas, e o resultado foi Talencrea, proxecto educativo de incorporación da impresora 3D ás actividades da aula nas materias de Matemáticas e Informática, cun enfoque empresarial e dinámicas cooperativas.
Os nosos obxectivos agrupámolos en dous bloques, un máis xeral que aludía ao proxecto educativo de centro, e outro máis concreto que se centrou no currículo das dúas materias participantes. Estes son algúns dos elixidos.

Obxectivos referidos ao proxecto de centro

• Motivar o alumnado con proxectos innovadores e susceptibles de ser no futuro temática de estudos ou de emprendemento empresarial, e buscar novas ideas para desenvolver actividades empresariais na comarca.
• Contribuír ao desenvolvemento de capacidades para o liderado baseadas na innovación, no traballo en equipo e comunicativo, e na xestión de emocións, respecto e igualdade.
• Romper cos roles tradicionais e estereotipos de xénero respecto dos estudos e postos de traballo.
• Cambiar o papel do alumnado, en especial das nenas, de consumidor a creador.
• Investigar as posibilidades da tecnoloxía emerxente, en particular da impresión 3D, intercambiando ideas con escolares doutros centros (unha parte do proxecto incluíuse nun proxecto eTwinning no que participaron alumnos dun centro portugués).

Obxectivos referidos ás materias de Matemáticas e Informática

• Identificar, describir, representar, cuantificar e analizar as formas e relacións espaciais que se presentan na vida cotiá, en contextos científicos e artísticos.
• Utilizar de forma adecuada os distintos medios tecnolóxicos (calculadoras, ordenadores etc.) para realizar cálculos numéricos ou alxébricos, comprobar propiedades xeométricas, buscar, tratar, representar e transmitir informacións de índole diversa e como axuda na aprendizaxe.
• Formular e resolver problemas individualmente ou en grupo, empregando distintos recursos e instrumentos, valorando a conveniencia das estratexias utilizadas en función da análise dos resultados obtidos e mostrando unha actitude positiva e confianza na propia capacidade.
• Fomentar a utilización de programas de deseño 3D e o uso de novos periféricos, así como novos materiais.
• Aprender o manexo da impresora 3D e dos programas asociados.
• Distinguir entre os diferentes tipos de arquivos que aparecen como resultado da creación dun proxecto 3D: deseño 3D, código de intercambio e arquivo para imprimir.

Metodoloxía, actividades e recursos

A experiencia acumulada de anos anteriores respecto do traballo por proxectos ofrécenos unha secuencia de creación destes que nos parece necesaria para a súa posta en práctica.
En primeiro lugar é preciso ter un fío condutor, un tema que sexa interesante, novo e abordable desde as materias que o desenvolven, neste caso Matemáticas e Informática. En segundo lugar hai que deseñar as actividades, que irán enfiadas no tema anterior e conducirán a un produto final.
No caso da impresión 3D, este proceso foi un gran desafío. Ademais de ser usuarios noveis nesta ferramenta, non había ata o momento, que nós soubésemos, ningunha actividade de aula de secundaria documentada. Si atopamos páxinas na rede con información dalgunha construción de obxectos pero non de integración dentro do currículo de Informática nin de Matemáticas.
Sabiamos que habería que deseñar un obxecto ou obxectos en tres dimensións que fosen imprimibles ao redor dunha temática. Non tiñamos claro con que software, pero si sabiamos que tiña que ser o suficientemente sinxelo e versátil para que o alumnado do primeiro ciclo da ESO o puidese estudar en varios temas.
Traballamos durante días para atopar unha idea ata que, observando os materiais da aula de matemáticas, reparamos no cubo soma. Este xogo reúne os requisitos buscados: fácil de deseñar, atractivo, e adaptable a distintos contextos. Faltaba un punto que para nós é básico, integralo na nosa contorna cultural. Outro proceso de reflexión, no que barallabamos a posibilidade de facer crebacabezas en tres dimensións, levounos a pensar que o cubo soma podería ser unha parte dun monumento de Monforte, e empezamos por axeitar a Torre da Homenaxe ao modelo de dobre cubo.

 Alumnas traballando nas pezas do cubo soma

Para os dous profesores que participamos no proxecto este foi o punto de saída que deu pé á maioría das actividades que logo desenvolvemos.
Aínda quedaba seleccionar o programa de deseño, outro tema delicado xa que preferiamos que fose libre e que puidese usarse sen conexión á rede, para non depender do escaso largo de banda que temos no centro. Tras unha intensa busca acordamos empregar sketchup, que, malia non ser libre, si ten versión gratuíta.
Consensuadas a idea e a ferramenta principais, o seguinte paso foi elaborar as actividades de Matemáticas para os cursos de primeiro e segundo, e Informática para cuarto da ESO e primeiro de bacharelato.
Seguindo a liña de cursos anteriores, os nosos proxectos integran dous tipos de actividades, individuais e grupais. As primeiras teñen que ver coa aprendizaxe e práctica de rutinas: funcionamento dos programas que utilizamos, cálculos... as segundas con producións máis complexas que engloban varios elementos.
A tarefa grupal neste caso foi a elaboración do proxecto empresarial, que conformou distintas etapas: toma de decisións respecto do nome da empresa, deseño e tamaño das pezas do crebacabezas, prezo de venda, distribución... Dentro dos equipos estableceuse como criterio de formación que os responsables fosen rapazas, para fomentar o liderado entre o sexo feminino.
O soporte empregado para publicar as guías de traballo, recollida de tarefas, retroalimentación e avaliación foi a aula virtual do centro. Para a difusión do proxecto e a colaboración co alumnado portugués empregouse un blog de blogger e a plataforma twinspace.
Respecto dos recursos utilizados para a fabricación das pezas, empregamos unha impresora 3D modelo Prusa i3 Hephestos, da marca BQ. O filamento foi PLA e os programas foron Sketchup e CURA.

Impresión das pezas da Torre da Homenaxe

Pezas do crebacabezas da Torre da Homenaxe
 

Elementos curriculares

Todo o traballo desenvolvido ao redor da impresión 3D está a resultar unha fonte inesgotable de elementos matemáticos con tarefas interesantes, creativas e motivadoras. A parte de deseño de pezas inclúe a aplicación de unidades de medida, trazado de elementos xeométricos, visión espacial e unha das máis interesantes, pensamento xeométrico, xa que as pezas se poden deseñar desde distintas figuras iniciais, segundo a forma de enfocar de cada persoa.
A parte de preparación da impresión 3D inclúe magnitudes directa e inversamente proporcionais, coma o prezo do filamento e o peso, e a velocidade de impresión e o tempo de impresión. Outras non son directas nin inversas, o que tamén reforza a idea de que non todo é proporcional. O escalado da figura, as súas unidades de medida e das distintas magnitudes, a estimación do tamaño da peza, todos son contidos básicos do currículo de Matemáticas de secundaria, e tamén de Plástica, Tecnoloxía e Física. En canto á parte empresarial de custos de produción e venda, tería que ver coa materia de Economía.
O feito de elaborar e imprimir unha peza supón o coñecemento de programas relacionados co debuxo por ordenador e o tratamento de imaxes, así como a exportación de ficheiros, o coñecemento dos tipos de arquivos asociados á modelos numéricos en 3D, xeración de código intermedio e xeración de código específico de control numérico (gcode) para impresoras 3D.
Esta foi a liña de tempo das actividades de impresión 3D ás que incorporamos outras que ían xurdindo a través de convocatorias de distintos organismos ou para complementar tarefas do proxecto etwinning.

• Deseño 3D con Sketchup: iniciación ao deseño en 3D utilizando o programa. Primeiras sesións en novembro (cuarto da ESO e primeiro de BACH) e decembro (primeiro e segundo da ESO). Recoméndaselle ao alumnado que instale nos seus ordenadores persoais o programa e que practique nas vacacións de Nadal.
• Como se forma unha empresa?: o alumnado de primeiro e segundo da ESO participa no mes de novembro nunha xornada sobre creación de empresas dentro do programa Atrévete, na que visita o polígono empresarial de San Cibrao de Ourense e da que fan unha páxina web empregando a plataforma Agueiro.
• Iniciación á programación con Scratch: elaboración de felicitacións co programa Scratch para o alumnado portugués.
• Como é a Torre da Homenaxe?: busca de información na rede sobre a Torre da Homenaxe (medidas e historia) no mes de Nadal.
• Deseño da Torre da Homenaxe con cubos soma: deseño das pezas a escala co programa Sketchup no mes de xaneiro. O alumnado de cursos superiores, cuarto e bacharelato, deseña outras pezas máis complexas que máis tarde presentan a un concurso promovido polo concello.
• Que é unha wiki?: unha parte do alumnado participa no concurso Wikinformática convocado pola Facultade de Informática da Universidade da Coruña, que consistiu na elaboración dunha wiki con biografías de mulleres relevantes no eido da tecnoloxía e das ciencias.
• Impresión 3D: rematado o deseño das pezas, aprenden a facer a exportación ao formato axeitado para a impresión, neste caso eliximos STL. O seguinte paso foi unha análise pormenorizada de cada unha co programa de configuración de impresión seleccionado, CURA, durante o mes de febreiro. Este software amosa as magnitudes asociadas á impresión 3D, que inflúen directamente na calidade do resultado.
• Proxecto empresarial: redacción sobre un futuro proxecto empresarial baseado na impresión 3D. En principio trátase dunha empresa de creación do xogo desenvolvido na clase á que o alumnado lle pon nome. Ademais teñen que facer distintos cálculos e tomar decisións sobre o tamaño da torre que fabricarán, o prezo de venda no mercado, o formato da venda e calcular as posibles ganancias. Se o desexan, poden ofrecer outras ideas de obxectos que poderían fabricar. Todo isto durante o mes de febreiro e primeiros de marzo. Algúns destes proxectos foron presentados ao concurso do programa Atrévete e un deles resultou premiado na categoría de secundaria.
• Creación de novos deseños: elaboración doutros xogos ou novas pezas por parte do alumnado de cuarto da ESO e bacharelato nos meses de marzo e abril.

Crebacabezas da Torre da Homenaxe

• Videoconferencias: o alumnado do primeiro ciclo de ESO participa na videoconferencia que se emite desde o CESGA con motivo da celebración do Día das Rapazas nas TIC.
• Difusión do proxecto en distintos países: o alumnado dos cursos máis altos elabora un cartel a modo de guía para principiantes sobre impresión 3D que se traduce a tres idiomas e preséntao na Semana das Ciencias do Instituto Jean Monnet de Romanía. Así mesmo, algúns participan no concurso convocado polo concello sobre impresión 3D, no que gañamos dentro da categoría de centros educativos. Respecto do proxecto co país veciño, organizamos unha viaxe na que compartimos co alumnado portugués a visita ao Museo das Simetrías de O Porto, Atractor, e actividades e xogos cooperativos nunha pousada en Aveiro. Alí tivemos ocasión de regalarlles o xogo da Torre da Homenaxe fabricada por nós. Hai que sinalar que os portugueses, a pesar de que non tiñan ao seu dispor unha impresora 3D, tamén deseñaron monumentos da súa contorna, e leváronos máis tarde imprimir a unha empresa e presentáronllos á súa comunidade. Estas colaboracións con outros países mantémolas ano tras ano e buscamos sempre a maneira de integralas nos proxectos que desenvolvemos.

A participación nos concursos ofreceu canles adicionais de difusión do traballo desenvolvido, xa que os resultados foron publicados en distintos medios de comunicación, como radio e prensa.

Cabe mencionar tamén a presentación dunha das nosas alumnas de terceiro da ESO á convocatoria da bolsa Galpón de participación no Campus Tecnolóxico para Rapazas da UGR, que finalmente resultou seleccionada, e que traballaba neste proxecto no seu tempo libre deseñando pezas 3D con Autocad.

Avaliación

A avaliación de cada unha das actividades desenvolvidas foi feita de xeito individual, xa que formaron parte dos traballos de aula e, polo tanto, das cualificacións trimestrais. Cada unha delas tivo un tratamento diferente, segundo tipo de actividade, grupal ou individual; de contidos, de procedementos, ou de presentación e publicación. Todo isto está recollido na aula virtual do centro onde os alumnos subían os seus traballos, e na que ademais se publicaron os guións e criterios de cualificacións destes. Os instrumentos utilizados foron rúbricas, probas orais e escritas, seguimento continuo das tarefas prácticas e corrección destas por parte dos profesores.

En canto á avaliación final do proxecto, foi feita polos profesores participantes logo de consulta ao alumnado. Acadou resultados óptimos polo grande interese e motivación amosado por estes respecto da impresión 3D, que nos levou a solicitar unha materia optativa de centro para primeiro de bacharelato que se está a impartir na actualidade: Deseño e Impresión 3D.