Antes de...
Justificación pedagógica.
En esta fase, el alumnado de la división de Matemáticas transformará un panel físico conectado a Makey Makey en una unidad de recogida de de datos capaz de tomar decisiones. A diferencia de un manual de los controles, aquí el objetivo es la calibración lógica. El código está diseñado para que el alumnado comprenda la relación entre la entrada de datos reales y la validación algorítmica. Es fundamental que el docente guíe al equipo de analistas en la comprensión de que el sistema no responde a pulsaciones al azar, sino a la satisfacción de una condición de igualdad matemática.
La actividad se centra en la materia de Matemáticas (Saber básico de 2º ESO: "Sentido algebraico y pensamiento computacional: formulación y resolución de problemas de la vida cotidiana empleando la lógica y el pensamiento algorítmico"). Debemos comprender que el uso de operadores matemáticos (Y / O) no es solo un concepto abstracto en un papel, sino un factor crítico que determina los caminos de nuestro árbol de decisión y permite el achique exitoso del agua en nuestra historia interactiva.
- Abstracción matemática. El alumnado utiliza la variable presión para estandarizar el estado de equilibrio.
- Pensamiento computacional. El uso de comparadores de igualdad para validar el acceso y detener procesos automáticos.
- Conexión curricular. Relaciona los contenidos de aritmética (operaciones y comparaciones) con la programación de sistemas de seguridad lógica.
Objetivo
El objetivo principal es que el alumnado del Equipo de Analistas programe una lógica de validación exacta mediante la calibración de la variable presión. Se busca que el estudiante transite de la simple interacción con el teclado al cálculo de condiciones lógicas precisas, estableciendo las bases del control de sistemas críticos.
Para ello, se propone diseñar un algoritmo en Scratch que valide el estado de la estación mediante una igualdad: el sistema solo se estabilizará si el valor de presión registrado por la interfaz es igual al valor de equilibrio definido. Es vital que el docente facilite la comprensión de cómo los operadores lógicos actúan como "llaves" de seguridad. La correcta ejecución de esta lógica garantiza que la estación Abyss-Zero recupere la homeostasis antes de que el nivel de agua alcance el punto de colapso.
Conocimientos previos
Aquí se muestran todos los conocimientos necesarios para poder trabajar con Makey Makey y Scratch:
- Presentación sobre el entorno Scratch y la placa Makey Makey.
- Vídeo sobre el funcionamiento y primeros pasos con la placa Makey Makey.
- Prácticas para familiarizarnos con Scratch y Makey Makey.
Comencemos conociendo Scratch y Makey Makey:
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación.
Aquí tenemos cómo se utiliza el dispositivo.
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación.
¿Qué necesitas preparar?
Antes de la sesión de acompañamiento es conveniente:
- Presentar el REA al alumnado.
- Mostrar al alumnado el dispositivo Makey Makey, su funcionalidad y uso.
- Mostrar al alumnado la interfaz de Scratch. De esta forma, en el acompañamiento podremos centrarnos en cómo programar por bloques y la sesión será más ágil.
Además, necesitarás este material:
- Un portátil por cada dos alumnos/as (máximo 3) con conexión a internet o con la aplicación Scratch instalada.
- Para construir un panel de control, para conectar la placa Makey Makey, puedes guiarte por lo siguiente:
- Imprimir en A4 y en color o b/n la plantilla facilitada. (editable, pdf). 1 por cada equipo. Para darle consistencia se puede pegar en un cartón/cartón pluma tamaño A4. (Imprimir la plantilla facilitada es opcional, aunque recomendable, ya que se puede crear por el alumnado con un folio y/o cartón).
- Elige uno de los siguientes elementos, para la conductividad eléctrica, que hay que poner en cada tecla a accionar: (necesitarás 4, del elegido, por cada plantilla)
- Encuadernador.
- Papel de aluminio.
- Clip.
- Vaso de agua salada. (vaso, agua, sal y utensilio para mezclar).
- Elige uno de los siguientes elementos, para la conductividad eléctrica, que hay que poner en cada tecla a accionar: (necesitarás 4, del elegido, por cada plantilla)
- Imprimir en A4 y en color o b/n la plantilla facilitada. (editable, pdf). 1 por cada equipo. Para darle consistencia se puede pegar en un cartón/cartón pluma tamaño A4. (Imprimir la plantilla facilitada es opcional, aunque recomendable, ya que se puede crear por el alumnado con un folio y/o cartón).
- Documentos:
- Diario de aprendizaje (será necesario uno por grupo de alumnos o como especifique el docente)
Aquí tenemos una guía de los pasos que deben de seguir los alumnos.
Paso 1. Añadir la extensión de Makey Makey
Para poder programar con Scratch necesitamos añadir una extensión especial. Tus bloques tienen el icono del mando rojo, lo primero es activar la compatibilidad:
- Tenemos que abrir nuestro proyecto o crearlo.
- Una vez dentro del proyecto, haz clic en el botón "Añadir extensión" (esquina inferior izquierda).
- Dentro de extensiones tendrías que buscar la extensión Makey Makey que será la extensión para trabajar desde Scratch y haz doble clic para que se instale directamente.
- Cuando añadimos la extensión, aparece una nueva opción en el menú de Categorías relacionada con Makey Makey, las cuales son las siguientes “al presionar tecla espacio” o “al presionar tecla flecha derecha”
Paso 2. Entorno del escenario
El escenario se encarga de gestionar la navegación global y el almacenamiento de datos del sistema, actuando como el cerebro que decide qué lugar se muestra en cada momento. Para ello debes de dar click en el recuadro que pone “Escenario”
Paso 3. Inicialización y control de flujo.
La secuencia principal se activa al presionar la "tecla espacio" para establecer las condiciones de inicio de la simulación.
- Reseteo de parámetros. Al iniciar, el programa utiliza bloques de la categoría Variables para fijar tanto el "nivel de agua" como la "presión" a 0, estableciendo el fondo inicial en "Vacío".
- Bucle de monitorización. Se emplea un bloque "repetir hasta que" de la categoría Control que mantiene el sistema funcionando mientras el usuario no presione simultáneamente la flecha derecha y la flecha izquierda.
- Incremento automático. Mientras el bucle está activo, el sistema espera 0.5 segundos y suma automáticamente 1 unidad a las variables de agua y presión, simulando un llenado constante.
Paso 4. Gestión de alertas y restauración.
En esta fase, el programa evalúa los datos en tiempo real y responde a las acciones preventivas del usuario para estabilizar el entorno.
- Lógica de peligro. El sistema utiliza un bloque condicional con el operador lógico "y"; si el "nivel de agua" y la "presión" son mayores a 10, el fondo cambia a "achique".
- Alertas parciales. Mediante el operador lógico "o", si sólo uno de los valores supera 10, el fondo cambia a "desvío". De lo contrario, permanece en "Vacío".
- Intervención manual. El usuario puede usar la placa Makey Makey para reducir los niveles: presionar la flecha izquierda resta 3 a la presión y 1 al agua, mientras que la flecha derecha resta 1 a la presión y 3 al agua. Ambos con una pequeña espera para mejor sincronización.
Paso 5. Conexión con la placa Makey Makey
Aquí tenemos el esquema de conexión con la placa Makey Makey
Para conectar el panel de control con la placa Makey Makey, usando la plantilla facilitada (editable, pdf), a modo de ejemplo, puedes visualizar la siguiente imagen:
En este enlace podemos encontrar el resultado de la actividad al completo.
Comenzamos - Equipo de Matemáticas
¡Equipo de Analistas de Datos, vuestra labor es vital!
Los ingenieros se encargan de la contención física de agua de la estación Abyss-Zero, pero nosotros somos los responsables de la lógica de seguridad. ¿De qué sirve una compuerta si no sabemos calcular cuándo debe cerrarse para protegernos de la presión?
Nuestro objetivo es programar las compuertas para que actúen como un sistema de control de emergencia lógico. Usaremos el álgebra de Boole para que la estación gestione el cierre de esclusas y el achique de agua de forma inteligente.
Nuestra misión es transformar la lógica proposicional en seguridad activa. "¡Sistemas listos! Si nuestros cálculos de operadores lógicos son correctos, detendremos la inundación; si fallamos, la presión del océano colapsará la base". Programaremos la lógica de control. El usuario deberá igualar la variable presión a un valor de equilibrio específico para validar el acceso y detener el avance del "Rectángulo Azul" (agua).
¡Comprobemos los niveles!
Visualizamos el vídeo
Aquí tenemos un vídeo que nos ayudará con los pasos que debemos de seguir.
Lectura facilitada
¡Hola, equipo de analistas de datos! Vuestro trabajo es fundamental. Los ingenieros cierran las puertas, pero vosotros decidís cuándo deben cerrarse. Sin vuestros cálculos, las puertas no sabrían protegernos del peso del agua.
🎯 ¿Cuál es nuestro objetivo?
Queremos programar la consola de mando para que sea un sistema inteligente. El objetivo es que la estación aprenda a:
- Cerrar las puertas (esclusas) en el momento justo.
- Sacar el agua de las habitaciones inundadas.
📉 El lenguaje de las reglas (Lógica)
Para que la estación funcione sola, usaremos reglas matemáticas de SÍ o NO (llamadas lógica booleana).
Vuestra misión es convertir estas reglas en seguridad real:
- Regla 1. SI el nivel de agua es alto Y la presión sube... ENTONCES cierra la puerta de emergencia.
- Regla 2. SI el agua entra... ENTONCES activa las bombas para sacarla.
¡Atención! Si vuestras reglas son correctas, detendremos la inundación. Si fallan, el océano romperá la base. ¡Debemos ser muy precisos!
📋 Pasos para la misión
- Comprobar los niveles. Mira los datos de los sensores de agua y presión.
- Escribir las reglas. Crea las instrucciones lógicas en el ordenador.
- Probar el sistema. Asegúrate de que las puertas se cierran justo cuando hay peligro.
¡Sistemas listos! ¡A vuestros puestos de control!
Nos preparamos
En esta presentación se muestra toda la información que nos pudiese ser de ayuda para realizar nuestra misión.
Código Escuela 4.0 Extremadura Presentación Makey Makey + Scratch. Teoría, CC BY-SA
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación.
Aquí tenemos las instrucciones y pistas para poder realizar el proyecto:
Fase 0. Preparando los parámetros de la simulación
Como equipo de Analistas de Datos de la estación Abyss-Zero, nuestra primera tarea consiste en diseñar el entorno y las estructuras donde guardaremos la información crítica de la base submarina.
- Nuestro reto. Activar el hardware, crear las variables de control y dibujar los tres estados del tanque de agua en el escenario.
- Pista de investigación. Tras añadir la extensión turquesa de Makey Makey, nos dirigimos a la categoría de Variables. Investigamos cómo crear dos variables llamadas nivel de agua y presión. Después, en la pestaña Fondos del Escenario, utilizamos el editor de Scratch para diseñar tres estados: uno llamado Vacío, uno medio lleno llamado desvío y uno lleno de agua llamado achique.
- Comprobación / visualización. Comprobamos que ambos contadores aparecen en pantalla y que nuestros tres fondos están listos para ser llamados por la lógica de programación.
Fase 1. El protocolo de arranque e inicialización (tecla espacio)
Todo sistema de seguridad de vanguardia debe comenzar con un reseteo total para garantizar que los datos anteriores no interfieran con la nueva emergencia.
- Nuestro reto. Configurar el evento de inicio, limpiar la pantalla y resetear los contadores matemáticos para comenzar la monitorización desde cero.
- Pista de investigación. Comenzamos con el bloque de evento de Makey Makey al presionar tecla espacio. Conectamos inmediatamente debajo el bloque de la categoría Apariencia para cambiar fondo a Vacío. Seguidamente, localizamos en la categoría de Variables los bloques necesarios para dar a nivel de agua el valor 0 y dar a presión el valor 0.
- Comprobación / visualización. Observamos cómo, al presionar el espacio, el escenario se limpia y los marcadores se ponen a cero automáticamente, dejando el sistema listo para la acción.
Fase 2. El bucle de vigilancia y la clave de seguridad
Para que la estación esté protegida, necesitamos crear una estructura que mantenga el sistema funcionando constantemente, pero que incluya una condición de salida para detener la inundación cuando sea seguro.
- Nuestro reto. Programar un bucle de monitorización que solo se rompa cuando detectemos una combinación lógica de seguridad en nuestro hardware.
- Pista de investigación. Localizamos en la categoría de Control el bloque repetir hasta que. En su hueco hexagonal insertamos el operador verde y. Dentro colocamos los bloques de Sensores:
- ¿tecla flecha derecha presionada?
- ¿tecla flecha izquierda presionada?
- Comprobación / visualización. El sistema queda en vigilancia activa y no saldrá del ciclo hasta que accionemos los dos sensores físicos al mismo tiempo.
Fase 3. El metrónomo de inundación (ritmo de incremento)
En esta etapa configuramos el motor de la simulación. Necesitamos que las variables aumenten a un ritmo constante, como si fuera un cronómetro que marca la velocidad del desastre.
- Nuestro reto. Configurar un ritmo interno que haga subir los niveles de riesgo de forma automática y constante.
- Pista de investigación. Dentro del bloque repetir, añadimos el bloque esperar 0.5 segundos de la categoría Control. Este bloque funciona como metrónomo. Justo después utilizamos los bloques de Variables para sumar 1 tanto a nivel de agua como a presión en cada ciclo.
- Comprobación / visualización. Observamos que los números aumentan de forma rítmica cada medio segundo, simulando la entrada constante de fluido y el aumento de presión en la estación.
Fase 4. Análisis de datos y alertas (lógica booleana)
El cerebro del sistema debe analizar los datos que aumentan y decidir qué fondo mostrar basándose en umbrales numéricos de peligro.
- Nuestro reto. Configurar una estructura de decisión que evalúe si la emergencia es total o parcial.
- Pista de investigación. Dentro del bucle, debajo del metrónomo, insertamos un bloque si / si no.
- En el primer si, usamos el operador y para comprobar: nivel de agua > 10 y presión > 10. Si esto ocurre, cambiamos el fondo a achique.
- En el bloque si no, añadimos otro si / si no. Utilizamos el operador o para detectar: nivel de agua > 10 o presión > 10. Si esto ocurre, cambiamos el fondo a desvío.
- En la última opción, si ninguna condición se cumple, el fondo vuelve a Vacío.
- Comprobación / visualización. El fondo cambia a desvío si solo una variable supera el límite, pero pasa a achique si ambas variables superan el umbral crítico.
Fase 5. Intervención táctica manual (estabilización)
Para evitar el colapso, el equipo de analistas puede intervenir manualmente reduciendo los valores desde el panel físico.
- Nuestro reto. Programar las flechas para reducir los niveles de forma estratégica.
- Pista de investigación. Creamos dos eventos independientes fuera del bucle principal:
- Al presionar flecha izquierda: esperar un instante y luego sumar -3 a presión y sumar -1 a nivel de agua.
- Al presionar flecha derecha: esperar un instante y luego sumar -1 a presión y sumar -3 a nivel de agua.
- Comprobación / visualización. Mientras los valores suben automáticamente, podemos usar las flechas para reducirlos y mantener estable la estación Abyss-Zero.
Fase 6. Conexión del panel de control físico
Para ejecutar esta lógica en el mundo real, conectamos el programa con la placa Makey Makey.
- Nuestro reto. Conectar la placa a nuestros sensores conductores para transmitir las señales de inicio y estabilización.
- Pista de investigación. Utilizamos cables con pinzas de cocodrilo conectados al panel frontal de la placa:
- pin espacio para iniciar la simulación
- pin flecha derecha
- pin flecha izquierda
- Comprobación / visualización. Al sujetar la toma de tierra y tocar los sensores conductores, las variables en Scratch reaccionan. Si tocamos ambas flechas simultáneamente, el sistema detecta la condición de seguridad y el bucle se rompe.
Para conectar el panel de control con la placa Makey Makey, usando la plantilla facilitada (editable, pdf), a modo de ejemplo, puedes visualizar la siguiente imagen:
Nuestras herramientas de apoyo
- Consejo lógico. El bloque esperar 0.5 segundos define el ritmo del sistema. Sin él, el ordenador realizaría los cálculos tan rápido que las variables superarían el límite crítico casi instantáneamente.
- Consejo hardware/físico. Como utilizamos el operador lógico y para salir del bucle, la placa debe recibir dos señales al mismo tiempo. Aseguramos un buen contacto con los materiales conductores mientras sujetamos la toma de tierra.
Nuestra autocomprobación
- ¿Contiene el bloque repetir hasta que el operador verde y con los dos sensores de flechas? (Sí/No)
- ¿Hemos situado el bloque esperar 0.5 segundos dentro del bucle para que actúe como metrónomo del incremento? (Sí/No)
- ¿El fondo de achique se activa únicamente cuando ambas variables superan el umbral de 10? (Sí/No)
Un poco de ayuda
Montamos nuestro código
En este apartado podemos acceder al código necesario pero desmontado, nosotros tendremos que ensamblarlos de la forma adecuada.
Aprendo, pienso y crezco
Aprendo , pienso y crezco
El diario de aprendizaje es nuestro Informe de Seguridad de la Estación personal de "ingenieros". No sirve para copiar teoría, sino para reflexionar sobre cómo hemos aprovechado la química del agua para crear un sistema de defensa electrónico en la Estación Abyss-Zero.
- Diario de aprendizaje (será necesario uno por grupo de alumnos o como especifique el docente)
Después de...
¡Atención a todas las unidades de la estación Abyss-Zero! En nuestra próxima sesión realizaremos el resumen final del sistema de contención. Debemos presentar la documentación técnica al resto del comité de seguridad.
Organización de las exposiciones
- División de Matemáticas. Explicaremos cómo hemos programado el sistema de validación de presión y la integración del algoritmo de equilibrio mediante la placa Makey Makey.
- División de Física y Química. Explicaremos cómo hemos programado el simulador de inundación (fondos de Base 1 a Base 6) y la integración de las esclusas físicas mediante materiales conductores.
Roles del equipo
Para la presentación, debemos repartir el trabajo de campo. Cada integrante de la división asumirá uno de los siguientes roles operativos:
- La oficialía de enlace (liderazgo de comunicación). Se encarga de la exposición oral, presentar los objetivos de homeostasis y explicar las conclusiones del protocolo de rescate.
- La ingeniería de sistemas (control de hardware). Maneja la terminal durante la presentación, muestra los bloques de código en Scratch y realiza la demostración táctica con la placa Makey Makey y los materiales conductores.
- La especialidad en análisis de riesgos (gestión de datos). Registra el feedback de las otras divisiones y responde a las preguntas sobre vulnerabilidades del casco, errores en las variables y ajustes técnicos realizados.
Objetivo y programación (¿qué y por qué?)
En este apartado de nuestra guía debemos explicar los fundamentos de nuestro blindaje estructural:
- Objetivo del sistema. Explicamos qué reto de seguridad estábamos resolviendo (ej. detener la subida del nivel de agua mediante el cierre coordinado de 3 esclusas para proteger el reactor central).
- Herramientas de programación. Detallamos qué bloques específicos de Scratch hemos usado para construir el sistema (eventos de Makey Makey, operadores de igualdad "=", variables de control de presión).
- Lógica de homeostasis. Explicamos cómo hemos estructurado el código. ¿Cómo hemos configurado el reset del sistema con la tecla espacio? ¿De qué manera la variable esclusas cerradas interactúa con el ciclo de inundación para permitir la supervivencia?
Diario de errores y soluciones
En Abyss-Zero, cada fallo es una oportunidad para evitar el colapso total. Compartimos nuestros hallazgos.
- Brechas técnicas. ¿Qué falló durante la configuración? ¿Había problemas de conductividad en el agua salada de los pulsadores? ¿El sistema registraba contactos fantasma en las esclusas?
- Soluciones de campo. Explicamos exactamente qué ajustes técnicos realizamos para parchear esos errores y conseguir que el prototipo de sellado fuera 100% estanco.
Test de homeostasis y conclusiones
Llegamos a la fase de evaluación de nuestra capacidad técnica. Respondemos a estas cuestiones críticas:
- Validación operativa. ¿Nuestro protocolo de cierre funciona correctamente? Realizaremos una demostración táctica donde se verifique que el nivel de agua se detiene con precisión al activar el código programado.
- Conclusiones. Según las pruebas realizadas, ¿es nuestro sistema lo suficientemente robusto para ser implementado en los sectores más profundos de la estación?
Formato de presentación (opciones DUA)
Elegimos el formato que mejor demuestre nuestra competencia técnica para exponer el protocolo:
- Opción A - Demo táctica en vivo. Ejecución del programa en tiempo real en la pantalla de la base, explicando los algoritmos de presión y realizando la validación física con el panel conductor.
- Opción B - Infografía de ingeniería. Un esquema visual o presentación digital (Genially/Canva) que conecte el diagrama de flujo de nuestro código (inundación/esclusas) con el diseño de nuestra interfaz física de emergencia.
- Opción C - Videotutorial de reparación. Grabación de la terminal de Scratch narrada por nosotros y nosotras, explicando paso a paso cómo configurar el sistema para salvar la estación de la inundación.