Tarea Estación Metereológica Didáctica en la asignatura de Tecnología PDF

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Summary

Trabajando con herramientas informáticas en el aula. TICs Aprendiendo a programar en secundaria. Muy interesante para maestros con perfil innovador y que se interesan por nuevas formas de enseñar en el aula. Gamificación....

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REA TACIÓ ETERE ÓGICA o José Leal do

Contenido 1. Contexto.........................................................................................................2 1.1.

Las posibilidades del software................................................................2

1.2.

¿Es a día de hoy, Raspberry Pi el dispositivo ideal para educación?....3

2. Como aplicar Raspberry Pi a la asignatura de tecnología............................4 Programaremos la siguiente actividad para alumnos de 4º curso de ESO en la asignatura de Tecnología, rama de Académicas..........................................4 2.1.

Contenidos, criterios de evaluación y estándares de aprendizaje..........4

2.2.

Competencias clave................................................................................5

3. Actividad con Raspberry Pi............................................................................5 3.1.

Primer código de programa.....................................................................6

3.2.

Segundo código de programa...............................................................10

1.

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1. Contexto. En febrero de 2012, un joven equipo de trabajo liderado por Eben Upton, director técnico británico y arquitecto de sistemas de Circuitos integrados de aplicaciones específicas para la empresa Broadcom, lanzó al mercado la primera Raspberry Pi, un minúsculo y ‘coqueto’ ordenador de sólo 35 dólares. Decimos bien: un ordenador completo, del tamaño de una tarjeta de crédito, pero con la capacidad de ejecutar un sistema operativo completo de tipo Linux. A este primer modelo, llamado Raspberry Pi Model B+, le siguió el Model A por 25 dólares, que se presentó un año después. Se vendieron varios cientos de miles de unidades en pocos meses, y consiguieron encandilar al público por sus posibilidades, tamaño, escaso consumo energético y atractivo precio. El último modelo, llamado Raspberry Pi 3 Model B, también incluye WiFI. Podríamos decir, que Raspberry Pi, es muy parecido a un smartphone, pero en ‘formato escritorio’. Sus componentes se basan en arquitecturas heredadas de ellos, y esta es una de sus características principales que lo hacen tan económico.

1.1.

Las posibilidades del software

Uno de los grandes atractivos de Raspberry Pi es su comunidad, que genera programas de lo más variopinto. Básicamente, al no incluir un disco duro interno el almacenamiento se basa en tarjetas SD donde se instala el sistema; de esta forma es posible tener diferentes tarjetas SD con distintos sistemas operativos. Raspberry Pi se basa en Linux. De las versiones disponibles para RPI tal vez la más conocida sea Raspbian, una modificación de Debian especialmente optimizada para la Pi; no obstante en la web oficial hablan narran cómo instalar otras opciones, que incluyen Ubuntu, Risc OS, los multimedia OSMC y OpenElec e incluso una versión específica de Windows 10 para el mundo IoT.

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1.2. ¿Es a día de hoy, Raspberry Pi el dispositivo ideal para educación? Pues si nos fijamos en algunas de sus características diferenciales, reducidas dimensiones, cabe en la palma de la mano, es muy económico y sus características le permiten ejecutar tareas esenciales, podríamos decir que quizá sí. Pero si, además, conocemos de la existencia de KANO OS, sistema para Raspberry Pi, open source, especialmente enfocado a la educación, definitivamente sí. Se trata de un sistema operativo especialmente diseñado para chavales jóvenes, con una interfaz atractiva basada en el color y muy sencilla de utilizar. El usuario podrá registrarse para guardar sus avances en la nube y poder conectarse desde cualquier otro dispositivo, en cualquier otro lugar. Existe una importante base de gamificación para cautivar a los chicos, de modo que, a través del juego y la diversión, podrán ir descubriendo todas sus posibilidades. Los chicos, aprenderán poco a poco a programar con Python, y lo harán, a través de un lenguaje gráfico basado en bloques muy sencillo de utilizar. Raspberry Pi, dispone, además, de unos sensores Sense_Hat, instalados en una tarjeta, dotando al ordenador de funciones para medir: temperatura, humedad y presión atmosférica. Dispone también, de sensores de orientación (3 ejes), acelerómetro, pantalla led de 8×8 y un pequeño joystick. Gracias a estos sensores, es posible con Raspberry Pi, construir nuestra propia estación meteorológica. En 2016, Oracle y Raspberry Pi tuvieron la idea de crear un kit para montar estaciones meteorológicas basadas en la placa base integrada Raspberry Pi. El propósito era ofrecer este kit a centros educativos para enseñar computación, ingeniería y procesamiento de datos. El proyecto llegó a 1.000 escuelas de 78 países distintos y cuenta con su propia página dedicada (https://www.raspberrypi.org/education/weather-station/faqs/) con multitud de recursos.

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2. Como aplicar Raspberry Pi a la asignatura de tecnología. Programaremos la siguiente actividad para alumnos de 4º curso de ESO en la asignatura de Tecnología, rama de Académicas. La actividad encajará perfectamente como parte del desarrollo de los contenidos del Bloque 2: Control y Robótica, según establece la (EDU/362/2015, 2015), de 4 de mayo, por la que se indica el currículo y se regula su implantación, evaluación y desarrollo dentro de la educación secundaria obligatoria en la Comunidad de Castilla y León. Los objetivos generales del currículo, son los de introducir a los alumnos de 4º curso, en el mundo de la programación, aprendiendo a desarrollar pequeños programas en lenguajes de programación básicos. El objetivo particular de esta actividad, será el de lograr controlar una placa robótica que utilizaremos como estación meteorológica.

2.1. Contenidos, criterios de evaluación y estándares de aprendizaje.

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2.2.

Competencias clave

La tabla que se muestra a continuación, indica las competencias clave que se trabajarán para cada estándar de aprendizaje.

- Competencia en comunicación lingüística: (CCL). - Competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología: (CMCCT). - Competencia digital: (CD). - Competencia para aprender a aprender: (CAA). - Competencias sociales y cívicas: (CSC). - Competencia en el sentido de iniciativa y espíritu emprendedor: (CSIEE). - Competencias en conciencia y expresiones culturales: (CCEC).

3. Actividad con Raspberry Pi En clase magistral (método expositivo), introduciremos a los alumnos en el lenguaje de programación Phyton, explicándoles algunas de las sentencias básicas que posteriormente serán implementadas en el código de programación que deberá leer y ejecutar la Raspberry Pi. Así mismo, mediante desarrollo del método demostrativo, explicaremos el funcionamiento del simulador trinket.io. Finalmente, analizaremos un primer código de programa sencillo, explicando las sentencias que ejecutará la Raspberry Pi, y como se han programado. 5

El segundo código de programa, deberá ser realizado por los alumnos basándose en el análisis del primero. Se trata de un código muy similar al primero, con algunas modificaciones. Los alumnos, tras haber seguido la exposición oral del profesor, no deberán tener problema alguno en escribir este nuevo código e implementarlo para su ejecución en al Raspberry Pi. No obstante, se resolverá cualquier duda, pregunta o aclaración que sea presentada por los alumnos. Es el momento de que ellos empiecen a trabajar, y lo harán, en este caso, individualmente.

3.1.

Primer código de programa.

Exposición, conceptos, aclaraciones y ejemplos de apoyo: Imaginemos que queremos mostrar un mensaje textual para el caso en que haga mucho calor. Habremos de tomar por tanto un valor de referencia. En nuestro caso, aparecerá el mensaje “ Hace calor” a partir de 30 ºC de temperatura. Código de programa: from sense_hat import SenseHat

# Crear objeto SenseHat sense = SenseHat()

# Obtener valor de la temperatura temperatura = sense.get_temperature_from_humidity()

# Mostrar resultados if temperatura > 30: print("Hace calor") temperaturaRedondeo = round(temperatura, 1) print("Hay: " + str(temperaturaRedondeo) + " ºC")

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Si observamos el código fuente anterior, podemos ver que hemos de emplear una sentencia if (si condicional), pues el mensaje “Hace calor”, no deberá mostrarse cuando la temperatura que registre el sensor de la tarjeta Sense HAT se encuentre por debajo de 30 ºC. Cuando programamos en Phyton una sentencia if, hemos de indicar cuál es la condición que devolverá como resultado (True) o (False), terminando la línea con dos puntos (:). Tras estos dos puntos, declararemos las sentencias que deseamos ejecutar en el orden establecido. Es muy importante en este paso, que las líneas donde declaremos las sentencias a ejecutar, tengan sangría; lo que comúnmente llamamos “indentación”. Un salto de tabulador sería suficiente. La sentencia print("Hace calor"), sólo se ejecutará cuando se cumpla la expresión condicional indentada dentro de la sentencia if). Es importante notar, que las siguientes líneas de código, al no estar indentadas, se ejecutarán siempre independientemente de que se cumpla la expresión condicional o no. Los operadores que podremos emplear programando en Phyton para la creación de las expresioens condicionales, son los siguientes:

Dos opciones, por tanto: if temperatura >= 30: print("Hace calor") if temperatura > 30: print("Hace calor")

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Si hubiéramos querido que apareciera el mensaje siguiente: "Hace una temperatura agradable" para temperaturas entre los 18 y los 30 ºC, las líneas de código hubieran sido las siguientes: if temperatura > 15 and temperatura < 30: print("Hace una temperatura agradable") Los operadores lógicos que podremos emplear programando en Python, son los siguientes:

Otra opción sería poder mostrar dos mensajes, uno para temperaturas agradables por encima de 18 ºC y por debajo de 30 ºC, y otra para temperaturas fuera de dicho rango. El fragmento de código sería en este caso: if temperatura > 15 and temperatura < 30: print("Hace una temperatura agradable") else: print("Hace una temperatura desagradable") Mucho cuidado, pues expresiones condicionales como las que se muestran en estas líneas de código, no serían válidas. if temperatura > 15 and < 30: print ("Hace una temperatura agradable") print ("Hace una temperatura desagradable") if 30 < temperatura >15: print ("Hace una temperatura agradable") print ("Hace una temperatura desagradable") temperatura > 15 and < 30

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Así mismo, expresiones como la siguiente para declarar otras sentencias dentro de una sentencia if, no serían válidas: if temperatura > 15 and temperatura < 30: print("Hace una temperatura agradable") print ("Hace una temperatura desagradable") Podemos encadenar bloques de código que se ejecuten secuencialmente cuando se cumplan diferentes condiciones, y esto lo podremos hacer con la sentencia if-elif-else. Como ejemplo, vamos a programar para poder mostrar los siguientes mensajes en función del valor de temperatura recogido: “Hacer calor”: Si hay 30 grados o más “Hace frío”: Si hay 15 grados o menos “Hace una temperatura agradable”: En otro cualquier otro caso. if temperatura >= 30: print("Hace calor") elif temperatura = 30: print("Hace calor") elif temperatura...