Cableado de una casa de muñecas: una unidad de electricidad Tarea final: 3 pasos

2023 Autor: Alyssa Boolman | [email protected]. Última modificación: 2023-11-26 21:02

Si enseña sobre circuitos en serie y en paralelo, resistencias, corriente o voltaje, ¡este puede ser el proyecto que está buscando!

Esto se desarrolló como una evaluación sumativa final para una clase de física de grado 11 en Columbia Británica, Canadá, aunque puede modificarla fácilmente para satisfacer las necesidades de su aula o nivel de grado. Espero explicar cómo utilizo este proyecto colaborativo práctico en mi clase y tal vez pruebes algo similar en el tuyo.

La idea general es utilizar LED y cinta de cobre para iluminar el interior de una casa de muñecas. En esta iteración, proporcioné expectativas de funcionalidad específicas (en los documentos a continuación), pero el próximo año planeo que los estudiantes decidan lo que necesitan lograr para demostrar su aprendizaje.

Suministros

Los estudiantes trabajan en grupos (prefiero un máximo de 3) y cada grupo necesitará lo siguiente:

• Casa de muñecas (uso esta de IKEA)
• Rollo de cinta de cobre (Amazon)
• Cinco LED de diferentes colores (Amazon)
• Fuente de alimentación o batería de 9V
• Par de cables con pinzas de cocodrilo
• Cuatro conmutadores SPDT (Amazon)
• Potenciómetro de 10KOhmios (Amazon)
• Acceso a resistencias de todos los tamaños

Paso 1: Paso 1: Folleto y rúbrica para el estudiante

A continuación, encontrará versiones editables de los folletos que les proporcioné a los estudiantes. Uno indica las expectativas y los materiales, y el otro es la rúbrica que utilicé. Brevemente, las expectativas son:

• Cada habitación tiene su propio interruptor y al menos un LED
• Una habitación debe ser regulable
• El área superior grande debe tener 2 interruptores que controlen las luces

Hasta este punto del curso, los estudiantes generalmente solo han trabajado con bombillas sin LED en otras actividades. Esto es intencional para que los estudiantes tengan que usar su conocimiento de la ley de Ohm y el flujo de corriente para determinar la resistencia correcta. Este enlace se proporciona como referencia, pero aún requiere que comprendan lo que están leyendo y lo usen: Resistencias para LED.

Además, los estudiantes tampoco han utilizado potenciómetros. Este enlace se proporciona para ayudarlos a comenzar, pero a menudo es solo un punto de partida en su investigación para comprender cómo cablearlo: ¿Qué es un potenciómetro?

Para la evaluación, los estudiantes envían un informe individualmente con las siguientes expectativas mínimas:

• Diagrama de circuito
• Razonamiento del uso de serie y / o paralelo
• Cálculos y explicaciones de resistencias
• Verificación de seguridad para garantizar que las resistencias estén por debajo de la potencia nominal
• Cálculo de la corriente total

La rúbrica se establece en el espíritu de la calificación basada en estándares, aunque no utiliza los estándares del curso (todavía los estoy desarrollando). Úselo como lo haría con cualquier otra rúbrica.

Nota importante: No proporciono un cronograma o fecha de vencimiento para este proyecto hasta que los estudiantes estén casi completos. La cantidad de tiempo que les toma a los estudiantes varía mucho, por lo que siempre me aseguro de que todos tengan el tiempo necesario para tener éxito. Si un grupo termina dramáticamente temprano (no es común), puede desafiarlos a agregar algo eléctrico que un niño más pequeño podría querer en una casa de muñecas.

Paso 2: Paso 2: Tiempo de trabajo del estudiante

Las fotos en todo el Instructable son del trabajo de los estudiantes para dar una idea de cómo podría verse el producto terminado. Durante el tiempo de clase, visito a cada grupo para comprender su progreso y los desafíos actuales. A veces, si persiste un desafío, los provoco sin dar respuestas.

La resolución de problemas es una gran parte de este proyecto, como que la cinta de cobre sea delicada. Como resultado, a menudo ayudo a los estudiantes a usar el equipo para aprender más sobre las pruebas iterativas. Inicialmente, muchos estudiantes ven solo el proyecto completo y lo prueban como un todo. Con asistencia, les muestro cómo usar su equipo para aislar problemas y descomponer el problema para que se sienta más manejable. Como ejemplo de esto, considere el siguiente escenario:

Un grupo tiene luces funcionando en una habitación pero no en otra. Los estudiantes pueden mover la fuente de alimentación para aislar la habitación que no funciona y continuar moviéndola para identificar una posible conexión suelta. También tienen que pensar críticamente sobre el voltaje de la fuente de alimentación para asegurarse de que un LED no se queme si pasan por alto una resistencia (lo que sucede a menudo).

Otro problema importante es la creación de un sistema de interruptores de 3 vías, que establecí como una expectativa. Esto los empuja a pensar más profundamente sobre el flujo de corriente y también por qué necesita usar interruptores SPDT. Intento evitar ayudar con este problema en particular y permitir que la colaboración entre grupos difunda la información (alguien siempre lo descubre eventualmente).

A decir verdad, las habilidades desarrolladas a lo largo de esta tarea probablemente sean más valiosas que el conocimiento del circuito específico para muchos de los estudiantes.

Paso 3: Paso 3: Pensamientos finales y próximos pasos

He usado este proyecto durante dos años y, a menudo, es un punto culminante del año para los estudiantes. Después del primer año, agregué extensiones de cables a los interruptores y potenciómetros para facilitar la conexión con la cinta de cobre. Aparte de la cinta de cobre, todos los materiales son reutilizables cada año, pero las casas ocupan mucho espacio.

Tengo algunos cambios que estoy considerando implementar para el próximo año.

Primero, quiero transferir el desarrollo de las expectativas a los estudiantes. Por ejemplo, liderar una discusión con ellos para identificar qué tipos de requisitos de iluminación podría necesitar una casa de muñecas. Esta es también una forma más auténtica de discutir las precauciones de seguridad relevantes que deben considerar, como las clasificaciones de potencia de las resistencias.

En segundo lugar, quiero incorporar un componente de autoevaluación centrado en la resolución de problemas y el pensamiento crítico. La reflexión es un componente vital del proceso de aprendizaje y es importante que los estudiantes tengan tiempo para reflexionar sobre una tarea importante como esta.

Como recordatorio, esta actividad está destinada a desafiar a los estudiantes a aplicar sus conocimientos de circuitos de una manera práctica y auténtica. Ha funcionado bien hasta ahora, así que pensé que debería compartirlo, pero continuaré desarrollando mi uso de este proyecto. Si tienes alguna idea o pregunta, ¡házmelo saber!