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Trabajo Fin de Máster ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL ABP and Scrum as tools to take part in FLL program Autor Jorge Castro Rodríguez Director Raúl Artero Velilla FACULTAD DE EDUCACIÓN 2019/2020 ” El objetivo principal de la educación en las escuelas es la creación de hombres y mujeres que sean capaces de hacer cosas nuevas, no simplemente repetir lo que otras generaciones han hecho; hombres y mujeres que sean creativos, inventivos y descubridores, que pueden ser críticos y verificar y no aceptar todo lo que se ofrece” -Jean Piaget- “Comienza el día con una sonrisa y verás lo divertido que es ir por ahí desentonando con todo el mundo” -Mafalda (Quino)- Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez Resumen FIRST Lego League es una competición internacional organizada por FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology, organización sin ánimo de lucro) para estudiantes de primaria y secundaria, que implica los productos y tecnologías desarrollados por Lego. Cada año se presenta un desafío científico del mundo real diferente. El programa se compone de dos partes principales. Por un lado, el diseño y programación de un robot, con el objetivo de que complete el máximo número de misiones planteadas en un tiempo limitado. Y por otro, cada grupo debe presentar una propuesta tecnológica innovadora relacionada con la temática anual de la competición. La presentación se acompaña de una maqueta y cartel descriptivos. Este año la temática es la ciudad y el entorno en el que vivimos (temáticas de otros años: los residuos, el agua, el espacio,...). Este documento presenta una propuesta para la participación en este programa dentro la asignatura de Tecnología de 4º de ESO (aunque sería interesante ampliar el proyecto a otros cursos, e incluso asignaturas). El juego del robot se desarrollará dentro de un marco de desarrollo tipo Scrum. Y para el proyecto de innovación se aplicará una metodología basada en proyectos (ABP). Que consistirá en un trabajo en equipo orientado a solucionar algún problema o plantear alguna mejora en las instalaciones de nuestras viviendas (agua, gas, electricidad,...) u otros edificios de nuestra ciudad. Palabras clave Educación, ESO, Tecnología, ABP, Scrum, Proyectos, Lego, FLL, Programación, Instalaciones en viviendas, City Shaper, Robótica Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez Abstract FIRST Lego League is an international competition organized by FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology, non-profit organization) for primary and secondary students, which involves the products and technologies developed by Lego. A different real-world scientific challenge is presented every year. The program is made up of two main parts. On the one hand, the design and programming of a robot, with the aim of completing the maximum number of the FLL missions in a fixed time. And on the other hand, each group must present an innovative technological proposal related to the annual theme of the competition. The presentation is attached by a descriptive mock-up and poster. This year the theme is the city and our nearest environment (themes from other years: waste, water, Space, ...). This document presents a proposal to participate in this program within the 4th ESO Technology subject (although it would be interesting to extend the project to other courses, and even subjects). For the robot game, the development will be guided within a Scrum framework. And the methodology applied for the innovation project will be PBL (Project Based Learning). It will be a teamwork with the aim of solving a problem, or proposing some improvement, in the facilities of our homes (water, gas, electricity,…) or other buildings of our city. Key words Education, ESO, Technology, PBL, Scrum, Projects, Lego, FLL, Programming, Home installations, City Shaper, Robotics. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez ÍNDICE 1.1.1. Situación 1 1.1.2. Profesorado y alumnado 1 1.1.3. Instalaciones y actividades extraescolares 2 1.1.4. Profesorado y alumnado implicado en el proyecto 2 1.2.1. Objetivos de la materia 3 1.2.2. Contenidos, Criterios de evaluación, Estándares de aprendizaje y C.C. 4 2.1.1. ABP 10 2.1.2. Scrum 11 2.2.1. ABP 13 2.2.2. Scrum 14 2.2.3. Lego 15 3.1.1. Inicio y Pregunta guía (sesión 1) 17 3.1.2. Agrupamientos (sesión 1) 18 3.1.3. Desarrollo del Producto (sesiones 2-4, 6-8, 11-14) 19 3.1.4. Metas intermedias (sesiones 5, 9, 15 y 16) 20 3.1.5. Reflexión (sesiones 10 y 17) 21 3.1.6. Difusión 21 Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 3.2.1. Scrum 22 3.2.2. Agrupamientos 23 3.2.3. Desarrollo 23 3.2.4. Metas intermedias 24 3.2.5. Sesiones y actividades Proyecto Juego del Robot 25 3.5.1. Instrumentos de evaluación de los aprendizajes del alumnado 29 3.5.2. Calificación del alumnado 30 3.5.3. Instrumentos de evaluación de la práctica docente 30 3.5.4. Instrumentos de evaluación de los objetivos del proyecto 30 3.7.1. Mecanismos previstos para la inclusión en el PEC 32 3.7.2. Difusión prevista de la experiencia y de los resultados. 32 3.7.3. Otros mecanismos de consolidación y mantenimiento a largo plazo. 32 A. ANEXOS - Instrumentos de evaluación A.1. Encuesta opinión A.2. Ficha seguimiento ABP innovación A.3. Ficha seguimiento proyecto del robot A.4. Autoevaluación del alumno A.5. Rúbrica - Evaluación grupal A.6. Autoevaluación docente A.7. Rúbrica FLL - Valores FIRST A.8. Rúbrica FLL - Proyecto Innovación A.9. Rúbrica FLL - Diseño del robot Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 6 1.3. Objetivos propios de la intervención Dividimos en dos categorías los objetivos principales. Por un lado, la propuesta de proyecto en sí, tiene como objetivo desarrollar competencias y habilidades en el alumnado, como:  Mejorar la motivación por el aprendizaje y la curiosidad por conocer.  Desarrollar el pensamiento crítico y lógico.  Desarrollar habilidades para la resolución de problemas. Aprendizaje a través de errores.  Mejoras en la autoestima personal. Siendo conscientes de los progresos realizados y los resultados obtenidos.  Desarrollar la competencia de comunicación lingüística y el trabajo en equipo.  Fomentar y reconocer la importancia de los valores éticos. La organización del evento FLL fomenta la igualdad e inclusión. Además, uno de los objetivos del proyecto de innovación es mejorar de la vida de las personas.  Desarrollar la creatividad. Facultad importante en el mundo en que vivimos y poco desarrollada a lo largo de nuestra educación. Y por otro lado, los objetivos didácticos relativos a los contenidos curriculares:  Conocer y profundizar en las instalaciones en viviendas.  Investigar acerca de un problema relacionado con las instalaciones en las viviendas.  Plantear y justificar una solución tecnológica al problema estudiado.  Adquirir conocimientos básicos de programación.  Diseñar y programar un robot que cumpla una serie de requisitos. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 7 1.4. Causas de la necesidad La principal justificación de la propuesta es la falta de motivación del alumnado. (*) Gran parte del alumnado no tiene motivación por el aprendizaje de la asignatura, con especial hincapié en bloques como el de instalación en viviendas, más teóricos y técnicos. Plantear este bloque como un proyecto de mejora situado en su entorno cercano, viéndolo como un reto y algo nuevo, pretende acercar la temática al alumnado, y fomentar su motivación y curiosidad por el tema en cuestión. El juego del robot también fomentará su motivación a la hora de introducir un tema diferente, y a veces complejo, para los alumnos como es la programación, al hacerse de una forma más visual y dónde podrán comprobar los resultados de su trabajo en tiempo real. Como indica el estudio del instituto Barnes & Noble (2015), algunas de las principales características de la generación Z son su conciencia por el medio ambiente, su demanda de nuevos restos y trabajos colaborativos. Por eso creemos que la propuesta planteada puede mejorar la motivación e implicación del alumnado. Otro de los motivos y objetivos importantes de la propuesta es la mejora de la autonomía del alumnado en la resolución de problemas. A lo largo de su educación han sido guiados en las tareas que tienen que realizar, los ejercicios que entran para examen y los que no, los temas y puntos que se tienen que estudiar, etc. Cuando les planteas algo que se sale un poco del guión se sienten perdidos. El profesor servirá de guía, pero buscando la independencia del alumnado en la planificación, organización y principales decisiones. Relacionado con esta independencia en la realización de las tareas, la propuesta también pretende fomentar la creatividad en el alumnado. Una capacidad que deja de tener importancia en nuestra educación según avanza la misma. Es una capacidad muy valiosa y necesaria en el mundo en el que vivimos, y por ello no deberíamos dejar de desarrollarla. (*) Para confirmar las hipótesis planteadas, se debería haber realizado previamente una encuesta. Para poder disponer de más datos, se pediría a todos los estudiantes de la asignatura de Tecnología (desde 3ºESO, hasta los estudiantes que ahora están en Bachillerato pero la cursaron en ESO) que respondieran, según sus experiencias con la asignatura, la encuesta del anexo A.1 Encuesta opinión. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 8 1.5. Temporalización y secuenciación El proyecto se planifica a lo largo de la primera y segunda evaluación del curso. (*) La asignatura de Tecnología en 4º de ESO, según el currículo aragonés, consta de 6 bloques de contenido:  Bloque 1: Tecnologías de la Información y de la Comunicación  Bloque 2: Instalaciones en viviendas  Bloque 3: Electrónica  Bloque 4: Control y robótica  Bloque 5: Neumática e hidráulica  Bloque 6: Tecnología y sociedad Según la programación didáctica de la asignatura, el orden en el que se desarrollarán los mencionados bloques será: 1. Tecnología y sociedad (Bloque 6) 2. Instalaciones en viviendas (Bloque 2) 3. Tecnologías de la Información y de la Comunicación (Bloque 1) 4. Control y robótica (Bloque 4) 5. Electrónica (Bloque 3) 6. Neumática e hidráulica (Bloque 5) El primer tema o bloque servirá como introducción a la asignatura y estará orientado y enfocado al propio proyecto de investigación. El proyecto de innovación City Shaper comenzará la última semana de octubre (semana del 28 de octubre). Previamente se habrán realizado unas sesiones teóricas explicando los puntos principales del tema Instalaciones en viviendas: tipos de instalaciones y conceptos básicos. El proyecto se realizará a lo largo de 17 sesiones, coincidiendo su finalización con el fin de la primera evaluación (5 de diciembre). El proyecto del Juego del Robot comenzará en enero (día 15) tras haber tenido unas sesiones teórico/prácticas de introducción a la programación. El proyecto durará 14 sesiones, finalizando el 16 de febrero, quedando dos semanas para el evento oficial FLL en Zaragoza (29 de enero). (*) Se ha tenido en cuenta las fechas y calendario del curso escolar 2019/2020; y un horario escolar con clases los Lunes, Martes y Jueves. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 9 2. ARGUMENTACIÓN 2.1. Argumentación teórica Uno de los principales objetivos de la propuesta es conseguir un aprendizaje significativo, para ello, las actividades propuestas están diseñadas pensando en el desarrollo del pensamiento crítico, abarcando habilidades cognitivas, o de pensamiento, de orden superior. Tomando como referencia la Taxonomía de Bloom (1956), y la posterior revisión de Anderson y Krathwohl (2001) con su definición mediante verbos, las actividades propuestas implicarán: analizar, crear, evaluar, construir, justificar, defender, diseñar, argumentar,… Concretamente, se usarán dos metodologías consideradas dentro del tipo de metodologías activas: ABP y Scrum. Según Labrador y Andreu (2008), metodologías activas son “aquellos métodos, técnicas y estrategias que utiliza el docente para convertir el proceso de enseñanzaaprendizaje en actividades que fomenten la participación activa del estudiante y su protagonismo” (p.6). El objetivo es que el alumnado construya su propio aprendizaje, que participe y no sea un mero receptor. “Se basan en el aprendizaje autodirigido, desarrollando habilidades metacognitivas, las cuales van a promover un mejor y mayor aprendizaje. Durante este aprendizaje, los estudiantes trabajan en equipo, discuten, argumentan y evalúan constantemente lo que aprenden” (Blas y Jaén, 2018, p.74). Las metodologías activas fomentan este proceso de aprendizaje apoyándose en gran parte en el desarrollo de competencias. Entre las principales características que destacan Toro y Arguis (2015) cabe destacar las siguientes:  Parten de los pensamientos del niño como base de su aprendizaje y de sus dudas como caminos de investigación  La única manera de conseguir un verdadero aprendizaje es haciendo.  Basar el conocimiento en el pensamiento crítico y creativo.  Ayudar al desarrollo de la autonomía moral e intelectual de los estudiantes.  Aprendizaje cooperativo y colaborativo.  El docente apoyará este aprendizaje, desde un rol de facilitador o guía. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 10 2.1.1. ABP Según Falcó (2019) el Aprendizaje Basado en Proyectos: Es una metodología de enseñanza-aprendizaje en la que los alumnos trabajando colaborativamente llevan a cabo un proceso de investigación para responder a una pregunta abierta formulada desde situaciones del mundo real, fuera de los muros del aula, y cuyo resultado es un producto, presentación o representación, que puede ser utilizado o visto por otras personas. (p.1) Responder a la pregunta requiere que los alumnos adquieran conocimientos de varias áreas curriculares y que desarrollen habilidades de pensamiento de orden superior y relaciones interpersonales. Uno de los principales objetivos es que el alumnado sea protagonista y director de su propio aprendizaje. Además, el proyecto se realizará en grupos, favoreciendo por tanto el desarrollo de competencias importantes como en comunicación lingüística o la competencia social y cívica. Otra competencia clave importante en esta propuesta es la competencia de Aprender a Aprender. En el desarrollo de un ABP, el rol del profesor es de guía y consultor, dejando a cada grupo tomar sus propias decisiones y marcar el camino de sus proyectos. Para Larmer y Mergendoller (2011) el aprendizaje basado en proyectos consigue:  un aprendizaje significativo de los conocimientos de varias áreas curriculares,  desarrollar habilidades de pensamiento de orden superior como el pensamiento crítico o la resolución de problemas  que colaboren, se comuniquen y desarrollen relaciones interpersonales,  realicen un proceso de búsqueda e investigación como parte del proceso de aprendizaje,  que creen algo nuevo,  sientan la necesidad de adquirir nuevos conocimientos y habilidades,  puedan personalizar su proyecto,  revisen y reflexionen sobre su trabajo  presenten su trabajo a una audiencia externa, más allá de sus profesores y compañeros de clase. (Larmer y Mergendoller citados por Falcó, 2019, p.1) Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 11 2.1.2. Scrum Sutherland y Schewaber crearon esta metodología en 1993 con el objeto de conseguir una forma más eficaz de desarrollar software. Posteriormente, se ha ido adaptando consiguiendo aprovechar sus ventajas en otros ámbitos como la gestión de proyectos o la educación, como vamos a ver. El término scrum proviene del rugby, significa melé en español, y hace referencia a la rápida recuperación ante un fallo o falta. Uno de los objetivos principales de la creación de esta metodología era flexibilizar y agilizar el desarrollo de productos en una industria donde no siempre están completamente definidos los requisitos iniciales, y los cambios y modificaciones exigidas son frecuentes. Las prácticas empleadas por Scrum para mantener un control ágil en el proyecto son:  Revisión de las iteraciones,  Desarrollo incremental  Desarrollo evolutivo  Auto-organización del equipo  Colaboración La forma de trabajar en Scrum, hace que cada miembro del equipo tenga conocimiento de la evolución del producto, de sus problemas y mejoras. Mediante las reuniones diarias y la revisión semanal, los alumnos comparten su trabajo y conocimientos con el resto del grupo, fomentando así un verdadero trabajo en equipo y facilitando una colaboración entre ellos. Jurado y Muñoz (2015), destacan algunos de los beneficios de esta metodología:  Un mayor pensamiento crítico  Se comprende mejor la materia de estudio  Aprenden a aprender  Desarrollan habilidades de comunicación  Adquieren una mayor autonomía y (auto)organización  Se adaptan mejor a los cambios  Suelen argumentar sus ideas mucho mejor y logran más rápidamente llegar a un consenso grupal  Se fomenta la diversidad  Se optimiza el tiempo con mayor efectividad  El ambiente está caracterizado por la motivación y la creatividad (Jurado y Muñoz citados por Onieva, 2018, p.516) Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 12 Otro aspecto importante desde el punto de vista educativo es el desarrollo del pensamiento computacional. Tratándose de robótica y programación, el desarrollo del pensamiento computacional está implícito, pero en este punto queremos remarcar el beneficio extra que nos aporta Scrum a su desarrollo, independientemente de la temática tratada. Wing (2010) define el pensamiento computacional como el proceso mental implicado en la formulación de problemas y sus soluciones, definiendo las soluciones de tal forma que puedan ser llevadas a cabo eficazmente por un agente de procesado de información. Dentro de Scrum, uno de los primero pasos que deberán realizar cada grupo es dividir el proyecto final en pequeñas tareas que sean ejecutables en un sprint (unidad de tiempo correspondiente a cada iteración de ciclo). Para ello, deberán analizar los objetivos finales del proyecto e ir desglosando y listando las diferentes tareas para conseguirlos, y reducir estas tareas, hasta conseguir que sean tareas cortas. Este desglose del problema o proyecto en pequeñas tareas o soluciones, es un acercamiento al modo de “pensar” que tiene un computador. Pero estas habilidades no son sólo útiles en el mundo de la computación. El proceso es válido y útil para tratar cualquier proyecto o problema, proporciona la capacidad abordarlo dividiéndolo en partes más pequeñas, facilitando así su resolución o ejecución. Atmatzidou y Demetriadis (2014) señalan el pensamiento computacional como una habilidad fundamental que favorece el desarrollo de nuevas formas de pensar en el alumnado. También Yadav, Mayfield, Zhou, Hambrusch y Korb (2014) apuntan como se está convirtiendo en una habilidad esencial en este mundo interconectado cada vez más dependiente de la información. Aunque existen varios marcos conceptuales del pensamiento computacional (Adell, Llopis, Esteve y Gracia, 2019), entre las diferentes definiciones podemos destacar las características comunes:  Descomposición del problema de mayor complejidad en pequeñas tareas más manejables  Reconocimiento de patrones dentro de la solución, tareas que pueden ser resueltas de forma similar a problemas ya conocidos  Abstracción de la información no relevante para centrarse en el problema concreto  Creación de algoritmos para la resolución de problemas Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 13 2.2. Argumentación práctica Existen varios trabajos donde se han aplicado estas mismas metodologías con éxito. En este apartado comentaremos alguno de estos casos. 2.2.1. ABP Para el caso del ABP, la cantidad de ejemplos es muy numerosa. Es una metodología cada vez más extendida, debido en gran parte a sus buenos resultados. Orozco y Díaz (2018) aplicaron esta metodología en secundaria, en la asignatura Aprender, Emprender y Prosperar. El proyecto consistía en dar solución a la falta de publicidad de los negocios y servicios de su comunidad. El proyecto incluía una investigación de las necesidades de la comunidad, el diseño de un plan de acción, la elaboración de publicidad para algún negocio de la comunidad y una reflexión posterior. Tras su finalización, Orozco y Díaz confirmaron la buena aceptación por parte del alumnado, por novedosa y motivadora. Realizaron una encuesta preguntando si les gustaría seguir realizando proyectos sociales vinculados a la comunidad, obtuvieron respuestas como esta: “Sí me gustaría, porque gracias a esos proyectos podemos aprender más y sobre todo podemos tomar esas actividades para ayudar a las comunidades y a los negocios de ella misma” (Orozco y Díaz, 2018, p.44). El 65% dieron valor a los proyectos socioeducativos. Tras el análisis de los resultados constataron que los estudiantes habían sido protagonistas de su aprendizaje, mediante el diseño y ejecución de proyectos socioeducativos, y teniendo como resultado el beneficio de la comunidad. En sus conclusiones destacan como la aplicación de ABP genera aprendizaje significativo y útil para la vida, permitiendo además la adquisición de conocimientos, habilidades y destrezas aplicables en situaciones reales. Este ejemplo comparte uno de los objetivos de este proyecto, el proyecto a realizar busca una mejora para la comunidad. Y relacionado con este objetivo, destacamos dos de las conclusiones obtenidas:  La motivación de los estudiantes por realizar un proyecto de mejora de la comunidad.  El aprendizaje significativo conseguido, así como el desarrollo de competencias, habilidades y destrezas. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 14 Otra experiencia a destacar es la llevada a cabo por Alsina, Mallol y Alsina (2019). En este caso se aplica la metodología ABP para un proyecto interdisciplinar, también en secundaria, abarcando las asignaturas de Lengua extranjera, Educación visual y plástica, y Música. El proyecto realiza un trabajo basándose en la obra de Dalí. Pero una de los puntos más interesantes de este proyecto es la comparación que realizaron de las ideas previas y posteriores del alumnado en cuanto a la implantación de este tipo de metodologías. En los resultados se muestra gráficamente cómo mejoró la valoración de los estudiantes respecto a los siguientes puntos:  Valoración que otorga el alumnado a la organización del trabajo  Valoración que otorga el alumnado a la implicación  Valoración que otorga el alumnado a las relaciones interpersonales  Valoración del alumnado del factor motivacional Destacando este último punto, donde inicialmente los alumnos no tenían grandes expectativas, pero tras la realización, la valoración del factor motivacional aumentó un 70% respecto a la encuesta inicial. Y por último, mencionamos la experiencia llevada a cabo por Blas y Jaén (2018). En este caso aplicaron ABP para un desarrollo con Arduino. En sus conclusiones destacan la mejora en la motivación del alumnado, y la mejora en el aprendizaje respecto a las clases tradicionales (desarrollo de competencias). La opinión del alumnado también fue positiva, destacando la valoración del trabajo en equipo y de la toma de decisiones e iniciativa propia, sin tener que seguir un guión establecido y cerrado. 2.2.2. Scrum Scrum no está tan extendido en docencia como ABP, pero también podemos encontrar cada vez más ejemplos de su aplicación. Los primeros ejemplos de éxito en la aplicación de Scrum los podemos encontrar en sus orígenes. Scrum se creó tomando como ejemplo los procedimientos implementados en grandes empresas como Toyota, Honda o Canon, donde se midieron y comprobaron los buenos resultados en cuanto a eficiencia productividad e incluso calidad. En cuanto a la implantación en el ámbito educativo, destacan dos escuelas: Blueprint High School un instituto de secundaria en Chandler, Arizona, y eduScrum, una plataforma que facilita los medios para implantar Scrum en cualquier materia. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 15 La implantación de Scrum en Blueprint estuvo promovida con el objetivo de para mejorar los problemas del trabajo en equipo, la necesidad por aplicar de forma práctica los conocimientos, y principalmente, para mejorar la motivación de los estudiantes. Ambas escuelas reconocen que no sólo han logrado que sus alumnos mejoren sus resultados académicos, sino que además:  Han mejorado sus habilidades comunicativas  Han desarrollado el pensamiento crítico.  Han mejorado su creatividad  Son más colaborativos. También podemos encontrar los beneficios de su aplicación en el trabajo realizado por Barberos y Del Moral (2016) en las asignaturas Cálculo Numérico y Programación Numérica. En sus propias palabras: “Por un lado se logró mejorar la calidad cognitiva del alumnado, y por el otro, la adopción de nuevas experiencias y entrenamientos en la programación ágil de software. Al mismo tiempo, se contribuyó con la disminución de la tasa de deserción e incrementar los índices de rendimientos” (Del Moral, 2016, p.372). “Este ambiente propicia mayor diálogo entre los protagonistas, confianza, actitud activa y participativa, acciones que permite a la cátedra detectar rápidamente problemas cognitivos e instrumentar acciones correctivas” (Del Moral, 2016, p.373). 2.2.3. Lego Además de las experiencias de las metodologías usadas, también es necesario comentar los beneficios de la introducción de la robótica en el aula, y más concretamente, de la tecnología desarrollada por Lego. Ocaña (2012) comenta los buenos resultados tanto académicos, como motivacionales, obtenidos en su experiencia. En este caso se trata de la implantación de la asignatura de Robótica, su evolución, y el uso de la tecnología Lego para su aplicación. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 22 3.2. Metodología Proyecto Juego del Robot El proyecto del robot se desarrollará en grupos siguiendo un marco de trabajo tipo Scrum. Antes de iniciar el proyecto se explicará:  la metodología que se va a usar: qué es Scrum, y cómo se va a implementar.  el funcionamiento del juego del robot.  conceptos básicos de programación, diagramas de flujo y la herramienta que se usará para la programación del robot lego. 3.2.1. Scrum Brevemente, la metodología Scrum se encuentra dentro de las llamadas metodologías ágiles, y consiste en dividir el proyecto en pequeñas tareas con una duración de 1 sprint. Los sprint son las unidades de tiempo que se usan en proyectos Scrum. En este caso cada sprint tendrá una duración de 1 semana. Al finalizar cada sprint se realiza una breve reunión donde se comentan los avances realizados. Figura 2. Ciclo Scrum. Una característica muy útil de Scrum es el uso de un tablero para visualizar rápidamente el estado del proyecto. En este caso se usarán dos tableros, uno para reflejar las misiones que componen el juego del robot, y otro para las tareas (dividirán el conjunto del proyecto en pequeñas tareas, se explica con más detalle en el apartado 3.2.3 Desarrollo). Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 23 Figura 3. Tablero de misiones y tablero de tareas: 3.2.2. Agrupamientos Pensando en el evento FLL, se mantendrán los mismos grupos que en el proyecto City Shaper (salvo excepciones en las que sea necesario modificar o adaptar el grupo). Dentro de cada uno de los grupos existirá una figura llamada Scrum Master que se encargará de la organización semanal. Este rol rotará cada sprint, dando así voz a cada uno de los componentes del grupo. Sus responsabilidades serán:  Mantener y actualizar el tablero  Ser el portavoz del equipo Podría llegar a realizar la asignación de tareas, pero siendo un puesto rotatorio, es mejor que la asignación de tareas se decida en conjunto. Sus responsabilidades harán que sea conocedor del proceso de desarrollo durante el sprint. El papel, dentro de la filosofía Scrum, de Product Owner (o Dueño de Producto) lo realizará el profesor (podríamos decir que esta figura hace el rol de “cliente” dentro del grupo o empresa). Es el que marca los requisitos del proyecto y evalúa los resultados. 3.2.3. Desarrollo Entre todos los miembros del grupo dividirán el proyecto en pequeños proyectos, que a su vez dividirán en tareas con una duración máxima semanal. El objetivo de Scrum es tener una versión válida cada sprint (en este caso cada semana) y así Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 24 avanzar en el proyecto poco a poco e ir resolviendo los problemas según van surgiendo. Realizarán un primer listado con la primera división de tareas y lo colocarán en el tablero. Seleccionarán cada uno de los elementos de esas listas y lo desglosarán en tareas más pequeñas (medidas en sprints). Para esta división, y para su posterior planificación, tienen que tener en cuenta que cada semana deben tener una versión del proyecto operativa, y si puede ser, con un avance demostrable. Para el juego del robot, la primera división en tareas puede parecer clara: dividir el proyecto en tareas que correspondan con las diferentes misiones. Se puede empezar por ahí, pero el objetivo es que lo dividan en tareas mucho más pequeñas. Un ejemplo podría ser que el robot camine hasta que detecte el siguiente obstáculo. Esta acción que describe la tarea, puede ser útil para más de una misión, y no debería aparecer por duplicado en el panel. Durante la realización de este ejercicio desarrollarán el pensamiento computacional. En los primeros 5 minutos de cada sesión, cada miembro del grupo resumirá lo realizado el día anterior, los problemas encontrados y lo que piensa realizar ese día. Es importante que la reunión sea breve. El objetivo es que todos sean conocedores de los desarrollos, y si alguno ha tenido algún problema, gestionen cómo y/o quién le puede ayudar a resolverlo. Al finalizar cada sprint se realiza una mini presentación al profesor (Product Owner). El Scrum Master expondrá los avances realizados en el desarrollo, los problemas encontrados y si es operativo, una pequeña demostración de los resultados. Estas reuniones servirán para ver el grado de desarrollo del proyecto y ayudar o guiar a los grupos que lo necesiten. Tras la presentación se realizará una pequeña reunión grupal donde se analizará el funcionamiento del equipo, proponiendo posibles mejoras para el funcionamiento del siguiente sprint, o para evitar o corregir problemas detectados en el actual. Durante todo el desarrollo, cada alumno será responsable de mover el post-it que le corresponda dentro del tablero de tareas. Al finalizar cada sprint, entre todos, moverán los post-it de misiones si corresponde. 3.2.4. Metas intermedias Como hemos comentado, al finalizar cada sprint el robot debería tener una versión funcional. Con este objetivo, y añadiendo la reunión final de sprint con el profesor, tendríamos una sesión de control o meta intermedia cada semana. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 25 Además, para incentivar el desarrollo, se establecerán otra meta intermedia en la que los equipos competirán entre sí, siguiendo las normas del juego definidas por FLL. 3.2.5. Sesiones y actividades Proyecto Juego del Robot Previamente se habrán introducido los conceptos generales de programación y a la programación visual (tipo Scratch) que utilizarán. Sesión 1 - Previo Robot Esta sesión se dedicará a explicar el funcionamiento del juego del robot, las piezas y componentes y la aplicación que usarán para su programación. Se repartirá el material entre los grupos para una primera toma de contacto. Sesiones 2 y 3 - Previo Scrum El profesor explicará la metodología Scrum y en grupo empezarán a planificar: creación del tablero y lista de las tareas que irán realizando durante el desarrollo. Sesiones 4, 5, 6, 7, 8 y 9 - 2 Sprints Figura 4. Organización de 1 sprint (3 sesiones) En los primeros 5 minutos de cada sesión, cada miembro del grupo resumirá lo realizado el día anterior, los problemas encontrados y lo que piensa realizar ese día. Es importante que la reunión sea breve. El objetivo es que todos sean conocedores Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 26 de los desarrollos, y si alguno ha tenido algún problema, gestionen cómo y/o quién le puede ayudar a resolverlo. Al finalizar cada sprint se realiza una mini presentación al profesor (Product Owner). El Scrum Master expondrá los avances realizados en el desarrollo, los problemas encontrados y si es operativo, una pequeña demostración de los resultados. Estas reuniones servirán para ver el grado de desarrollo del proyecto y ayudar o guiar a los grupos que lo necesiten. Tras la presentación se realizará una pequeña reunión grupal dónde se analizará el funcionamiento del equipo, proponiendo posibles mejoras para el funcionamiento del siguiente sprint, o para evitar o corregir problemas detectados en el actual. El profesor llevará una hoja de seguimiento diario (A.3 Ficha seguimiento proyecto del robot), pero con especial atención a estos hitos o metas intermedias que son las demostraciones semanales al finalizar el sprint. Sesión 10 - Competición intermedia Para incentivar el desarrollo, se establecerán una meta intermedia en las que los equipos competirán entre sí, siguiendo las normas del juego definidas por FLL Sesiones 11, 12 y 13 - Sprint final Un último Sprint como los dos desarrollados en las sesiones 4 a 9. Sesión 14 - Competición interna Se realizará una competición interna entre los equipos con las mismas reglas que el Juego del Robot oficial. Cada alumno rellenará las rúbricas correspondientes (A.4 Autoevaluación del alumno y A.5 Rúbrica - Evaluación grupal). El tiempo sobrante se dedicará a realizar una puesta en común de críticas, mejoras, sensaciones, experiencia, … Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 27 3.3. Recursos necesarios Para el desarrollo de la propuesta (proyecto City Shaper y proyecto del robot) se necesitan los siguientes elementos por cada uno de los grupos formados:  Ordenador o tablet para la realización de la programación, búsqueda de información y desarrollo del proyecto de innovación.  Set del Desafío + 1 mesa donde montar el Tapete de Juego. Suministrado por la organización tras la inscripción. Figura 5. Tapete del Juego del Robot.  Robot LEGO MINDSTORMS Education EV3. La organización recomienda contar con los sets principales, así como con las extensiones necesarias para construir el robot. Figura 6. Robot Lego Mindstorms EV3  Materiales para el Proyecto de Innovación: Piezas y elementos LEGO. Según la organización, pueden ser piezas de cualquier set de LEGO o de un set de algún desafío anterior, u otros materiales indicados en el Manual del Equipo  Aula espaciosa. El aula debe disponer de mesas grandes (o posibilidad de juntarlas), y espacio para moverse y organizarse en grupos. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 28 3.4. Resultados esperados De la aplicación de este proyecto se espera que facilite la asimilación de los conocimientos impartidos, motive al alumnado y mejore la autonomía en la resolución de problemas:  La motivación e involucración del alumnado se evaluará mediante una encuesta que el alumnado rellenará tres veces a lo largo de la propuesta (tras las metas 2 y 3 del ABP, y al finalizar el robot). En esta ficha se consulta al alumnado por su opinión, sensaciones y motivación acerca de las actividades realizadas. Ver anexo A.4 Autoevaluación del alumno. De estas encuestas podremos obtener un reflejo de la opinión y motivación del alumnado por las actividades propuestas. El resultado esperado es que una amplia mayoría del alumnado valore positivamente la actividad.  La mejora en la autonomía del alumnado en la resolución de problemas, y el desarrollo de su competencia aprender a aprender, quedará reflejada en los resultados finales, en el seguimiento que realizará el profesor, y plasmada en la autoevaluación docente. Ver anexo A.6 Autoevaluación docente. El resultado esperado es que la relación del alumnado con el profesor progrese hacia una menor dependencia a lo largo del proyecto.  Otro de los objetivos principales de la propuesta es el desarrollo del pensamiento crítico. Las actividades propuestas ya están pensadas para el desarrollo del pensamiento crítico y lógico del alumnado. Pero además ellos mismos realizarán las autoevaluaciones mencionadas (ver anexo A.4 Autoevaluación del alumno) en las que tendrán que reflexionar sobre la experiencia vivida y sobre su aprendizaje.  Respecto a los conocimientos adquiridos, se comparará la nota media de la clase con la obtenida por otros cursos. El objetivo es mejorar, al menos, un punto esa nota media.  Otras de las mejoras esperadas, como el desarrollo de la creatividad y la competencia de comunicación lingüística, se evaluarán a través del seguimiento realizado por el profesor y la ficha del anexo A.6 Autoevaluación docente.  El trabajo en equipo y el desarrollo de la competencia social y cívica quedarán reflejadas en los resultados de las autoevaluaciones de los alumnos, y en la rúbrica grupal que rellenarán tres veces a lo largo de los proyectos (Meta 1 del ABP, final del ABP, y final del juego del robot). Ver anexos A.4 Autoevaluación del alumno y A.5 Rúbrica - Evaluación grupal. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 29 3.5. Evaluación 3.5.1. Instrumentos de evaluación de los aprendizajes del alumnado Respecto a los criterios de evaluación del currículo aragonés, los instrumentos utilizados serán: Tabla 3 Relación entre los criterios de evaluación del Bloque 2 y los instrumentos para medirlos Criterios de Evaluación Instrumento de evaluación Crit.TC.2.1. Describir los elementos que componen las distintas instalaciones de una vivienda y las normas que regulan su diseño y utilización. A.2 Ficha seguimiento ABP innovación Crit.TC.2.2. Realizar diseños sencillos empleando la simbología adecuada. A.2 Ficha seguimiento ABP innovación Crit.TC.2.3. Experimentar con el montaje de circuitos básicos y valorar las condiciones que contribuyen al ahorro energético A.2 Ficha seguimiento ABP innovación Crit.TC.2.4. Evaluar valorando la contribución de la arquitectura de la vivienda, sus instalaciones y de los hábitos de consumo al ahorro energético A.8 Rúbrica FLL - Proyecto Innovación Tabla 4 Relación entre los criterios de evaluación del Bloque 4 y los instrumentos para medirlos Criterios de Evaluación Instrumento de evaluación Crit.TC.4.1. Analizar sistemas automáticos, describir sus componentes. A.3 Ficha seguimiento proyecto del robot Crit.TC.4.2. Montar automatismos sencillos A.3 Ficha seguimiento proyecto del robot Crit.TC.4.3. Desarrollar un programa para controlar un sistema automático o un robot y su funcionamiento de forma autónoma. A.3 Ficha seguimiento proyecto del robot A.9 Rúbrica FLL - Diseño del robot Además de estos aprendizajes, también se evaluarán los mencionados en el apartado 3.4 Resultados esperados (desarrollo de su creatividad y desarrollo de competencias de comunicación lingüística, social y cívica, y de aprender a aprender). Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 30 3.5.2. Calificación del alumnado Proyecto innovación El peso principal de la calificación recae sobre los criterios TC.2.1 y TC.2.4 (con sus correspondientes estándares de aprendizaje evaluables):  30% – TC.2.1  15% – TC.2.2  15% – TC.2.3  30% – TC.2.4  La nota se completará con la evaluación grupal, que aportará un 10% a la nota. Anexo A.5 Rúbrica - Evaluación grupal. Proyecto robot El peso principal de la calificación recae sobre los criterios TC.4.3 (con sus correspondientes estándares de aprendizaje evaluables):  20% – TC.4.1  20% – TC.4.2  40% – TC.4.3  La nota se completará con la evaluación grupal, que aportará un 20% a la nota. Anexo A.5 Rúbrica - Evaluación grupal. 3.5.3. Instrumentos de evaluación de la práctica docente El profesor rellenará la ficha del anexo A.6 Autoevaluación docente tres veces a lo largo de los dos proyectos:  La primera vez la rellenará tras la Meta 1 del proyecto ABP, 5ª sesión.  La rellenará por segunda vez tras acabar el proyecto de innovación.  Y por último tras acabar el proyecto del robot. 3.5.4. Instrumentos de evaluación de los objetivos del proyecto La misma ficha del anexo A.6 Autoevaluación docente incluye puntos referentes a los objetivos y organización del proyecto. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 31 3.6. Presupuesto El colegio dispone de cierto material Lego, así como de ordenadores y tablets. Por tanto, el gasto principal del proyecto serían las inscripciones en el torneo y el robot Lego EV3. La clase sobre la que se ha realizado la contextualización consta de 23 alumnos. A dividir en grupos de 5 como se plantea, se formarían 4 o 5 grupos. Como no es un material barato, se plantean dos opciones:  Se pueden comprar los robots e inscripciones por separado. Pero FLL facilita una serie de ofertas que incluyen inscripción y robot, y cuya rebaja depende del número de equipos de la inscripción: 4x Set inscripción + robot = 1944 € 5x Set inscripción + robot = 2264 €  Hablar con alguna organización como Catedu (Centro Aragonés de Tecnologías para la Educación) que disponen de este material para préstamos. Si consiguiéramos el préstamo, el presupuesto necesario sería el de las inscripciones. Robots EV3 prestados = 0€ 4x Inscripción FLL = 624 € (*) NOTA: Precios obtenidos de las ofertas visibles en el momento de creación de este documento. Como referencia, el precio del robot Lego Mindstorms EV3 en Amazon ahora mismo es de 380€. Trabajo Fin de Máster – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez 38 Yadav, A., Mayfield, C., Zhou, N., Hambrusch, S., y Korb, J.T. (2014). Computational Thinking in Elementary and Secondary Teacher Education. ACM Transactions on Computing Education. Vol. 14. https://doi.org/10.1145/2576872 Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez A. ANEXOS - Instrumentos de evaluación A.1. Encuesta opinión Encuesta anónima Siempre A veces Nunca ¿Te interesan los temas tratados en la asignatura de Tecnología? ¿Has dedicado mucho tiempo a la asignatura? ¿Te resultan complejos los temas tratados? ¿Te gusta trabajar en equipo? ¿Te gustaría aprender a manejar un robot? ¿Qué contenidos de los tratados han despertado tu curiosidad? ¿Qué temas relacionados con la tecnología te gustaría abordar? ¿Qué parte del contenido es la que menos te gusta de la asignatura? ¿Qué cambiarías de las clases o de la metodología utilizada por el profesor? ¿Estás interesado y/o concienciado por el medioambiente? ¿Qué temas te han resultado más complejos? Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez A.2. Ficha seguimiento ABP innovación Ficha Seguimiento Proyecto Innovación Alumno y grupo : Conocimientos (instalaciones y ahorro energético) Resolución problemas Com. lingüística Creatividad Valores sociales y trabajo en grupo Autoestima / Motivación (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez A.3. Ficha seguimiento proyecto del robot Ficha Seguimiento Robot Alumno y grupo : Conocimientos (componentes, tecnologías, programación) Resolución problemas Com. lingüística Creatividad Valores sociales y trabajo en grupo Autoestima / Motivación (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) (dd/mm/aa) Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez A.4. Autoevaluación del alumno Autoevaluación Alumno: Grupo: ¿Qué es lo que más te ha gustado y por qué? ¿Qué es lo que menos te ha gustado y por qué? ¿Qué es lo que te ha resultado más complicado o difícil? ¿Cómo te has sentido a lo largo del proyecto? ¿Cómo ha sido tu relación con tus compañeros? ¿Has tenido algún problema? ¿Cómo se han tomado las decisiones en el grupo? ¿Habéis participado todos? Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez ¿Qué has aportado al grupo? ¿Qué harías para mejorar el grupo y/o el proyecto? ¿Qué has aprendido sobre ti mismo? ¿En qué crees que has mejorado y en qué crees que necesitas mejorar? ¿Repetirías la experiencia? ¿Qué cambiarías de la actividad para mejorarla? Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez A.5. Rúbrica - Evaluación grupal (Chica, E. Escuela abierta ISSN: 1138-6908. 2011. P. 75) Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez A.6. Autoevaluación docente Autoevaluación docente Actividad: Grupo: Sí 1/2 No ¿Se han cumplido los objetivos? ¿Ha estado bien temporalizado? ¿El alumnado ha estado implicado y motivado? ¿La información aportada ha sido adecuada y suficiente? ¿Los contenidos han sido adecuados? ¿Han progresado/evolucionado los alumnos? De los objetivos iniciales, ¿cuáles no se han conseguido? Comenta los aspectos más importantes de la temporalización ¿Cuáles han sido los principales problemas encontrados? ¿Has notado progresos en el alumnado? ¿En qué aspectos? Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez ¿Han sido independientes en sus desarrollos y decisiones? Describe cómo ves la creatividad del alumnado y su evolución Describe cómo ves la comunicación lingüística del alumnado y sus progresos Señala lo más destacado de los valores sociales y trabajo en equipo del alumnado ¿Qué has aprendido como profesor? ¿Cómo mejorarías tu labor a lo largo de la actividad? ¿Qué cambiarías de la actividad para mejorarla? Trabajo Fin de Máster – ANEXOS – ABP y Scrum como herramientas para la participación en el programa FLL – Jorge Castro Rodríguez A.7. Rúbrica FLL - Valores FIRST