12 de abril de 2018 8:30 a.m. a 1:30 p.m. Miller Parkmps.milwaukee.k12.wi.us/MPS-English/CAO/Documents/... · Se anima a los estudiantes a completar ... Este libro de trabajo se puede

12 de abril de 2018 8:30 a.m. a 1:30 p.m.

Miller Park Programa:

1. Un contacto escolar designado para la Feria STEM debe registrar la intención de su escuela de participar en la Feria STEM en mpsmke.com/stemfair a más tardar el viernes, 22 de diciembre de 2017.

2. Programe la Feria STEM de su escuela antes del miércoles, 28 de febrero de 2018.3. Los nombres de los participantes en la Feria STEM de MPS y la información de su

proyecto deben ser presentados por el contacto de la Feria STEM de su escuela enmpsmke.com/stemfair a más tardar del viernes, 2 de marzo de 2018.

4. Los participantes de la Feria STEM montarán su exhibición/material en el Miller Parkel miércoles, 11 de abril de 2018.

5. La Feria STEM se llevará a cabo en el Miller Park el jueves, 12 de abril de 2018, de8:30 a.m. a 1:30 p.m.

Science, Technology, Engineering, Mathematics Brindando una oportunidad para que los estudiantes usen el conocimiento y las habilidades de la ciencia

como los científicos lo hacen en el mundo real

Plan de investigación y Libro de trabajo de investigación

http://mps.milwaukee.k12.wi.us/en/Programs/STEM/District-STEM-Fair.htm

http://mps.milwaukee.k12.wi.us/en/Programs/STEM/District-STEM-Fair.htm

1 Plan de investigación y Libro de trabajo de investigación para la Feria STEM de las Escuelas Públicas de

Milwaukee – Diciembre de 2017

Información preliminar

Brindar a los estudiantes oportunidades para hacer conexiones significativas con el mundo real es crucial a medida que desarrollan las habilidades, los comportamientos y las disposiciones necesarios para la universidad, la carrera profesional y la preparación para la vida. El desarrollo de una investigación para la Feria STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) brindará a los estudiantes la oportunidad de utilizar las habilidades y los conocimientos científicos al igual que los científicos, ingenieros y matemáticos lo hacen en el mundo real. La Feria STEM proporcionará oportunidades para involucrarse en la conexión de estas habilidades para la universidad, la carrera profesional y la vida de muchas maneras, tales como escribir con claridad, comunicar información de manera eficaz, recolectar e interpretar datos, utilizar evidencia para justificar el pensamiento, gestionar el tiempo y proporcionar oportunidades para preguntar "por qué" para llegar al desarrollo de un experimento o el diseño de una solución/innovación.

La información que se encuentra en este Plan de investigación y Libro de trabajo de investigación brindará orientación y apoyo en el desarrollo del proyecto. A lo largo del documento hay explicaciones y aclaraciones para ayudar a guiar de mejor manera el razonamiento del estudiante. Se anima a los estudiantes a completar este libro de trabajo y añadir cualquier información adicional a medida que completan su investigación. Los maestros deben decidir sobre las fechas de entrega para cada sección y consultar con los estudiantes de manera periódica para supervisar su avance. Este libro de trabajo se puede usar como complemento o en lugar de un cuaderno/diario de proyecto.

Índice

Información preliminar ...................................................................................................................................1 Plan del Proyecto STEM ................................................................................................................................. 2 Categorías ...................................................................................................................................................... 3 Pautas del proyecto ....................................................................................................................................... 4 Procesos científico y de diseño de ingeniería ................................................................................................ 5 Pregunta o problema ..................................................................................................................................... 6 Investigación .................................................................................................................................................. 7 Predicción....................................................................................................................................................... 8 Variables......................................................................................................................................................... 8 Materiales y requisitos................................................................................................................................... 8 Prueba de mi predicción .............................................................................................................................. 10 Diagrama/procedimiento ............................................................................................................................ 11 Datos y resultados........................................................................................................................................ 12 Cuadros, tablas y gráficas ............................................................................................................................ 13 Prueba de ingeniería y rediseño .................................................................................................................. 14 Analizar datos y sacar conclusiones ............................................................................................................. 15 Formato sugerido para el tablero ................................................................................................................ 16 Presentación a los jueces ............................................................................................................................. 17 Agradecimientos/preguntas ........................................................................................................................ 17 Rúbrica del Proyecto de la Feria de Ciencia ................................................................................................. 18 Rúbrica del Proyecto de diseño de ingeniería ............................................................................................. 19



Plan del Proyecto STEM Habla con tus padres o maestros si tienes alguna pregunta.

Nombre del estudiante: ____________________________Escuela:__________________________________

Título del proyecto: ________________________________________________________________________

Grado/Maestro: ___________________________________________________________________________

Categoría (consulta la página 3 para ver una explicación):

_______ Proyecto de la Feria de Ciencia

_______ Proyecto de diseño de ingeniería

¿Cuál es la pregunta que estás tratando de responder o el problema que estás tratando de resolver?

¿Usarás el proceso científico o el proceso de ingeniería? (Pista: La mayoría de los proyectos seguirán el proceso científico, pero si el objetivo de tu proyecto es inventar un nuevo producto, experiencia o ambiente, entonces tiene sentido seguir el proceso de diseño de ingeniería.) Consulta la página 4 para obtener más información.

¿Qué materiales necesitarás para tu experimento o prototipo?



Categorías

La Feria STEM de MPS tiene 2 diferentes categorías STEM a las que tu proyecto se puede adaptar. ¿Qué tipo de cosas disfrutas en ciencia? Elige un tema específico que realmente te interesa. Recuerda: ¡Necesitas hacer que cualquier experimento sea propio! NO copies simplemente un experimento que viste en un libro o en internet.

Categoría 1 – Proyecto de la Feria de Ciencia

Ejemplos de temas:

Física: ¿A veces te preguntas por qué o cómo funcionan las cosas? Ejemplos de temas pueden incluircosas sobre materia, electricidad, magnetismo, sonido, luz o energía.

Tierra y espacio: ¿Encuentras curiosidad por nuestra Tierra o el espacio exterior? Ejemplos de temaspueden incluir cosas sobre clima, geología, rocas, fósiles, volcanes, nuestro sol, estrellas y planetas.(Recuerda: Un modelo no es un experimento, así que ten cuidado cuando pienses acerca de tuinvestigación. Esto significa que no debes hacer un modelo de un volcán o del sistema solar.)

Ciencias de la vida: ¿Te gustan las plantas o las animales, o tienes curiosidad acerca de por qué losseres humanos se comportan de cierta manera? (Habla con tus papás para asegurarte que no selastime a ningún animal. No se permiten animales en la Feria STEM de MPS.)

Química: ¿Estás interesado en cómo reaccionan los productos químicos? Hay química en la cocina, opuedes preparar varias soluciones. Ejemplos de temas pueden incluir creaciones de cristal, burbujas,óxido, bicarbonato de sodio y vinagre, y otras reacciones químicas. (Asegúrate de tener la supervisiónde tus papás y de usar la protección apropiada para las manos y los ojos.)

Matemáticas/tecnología: ¿Estás interesado en matemáticas, probabilidad o la tecnología? Ejemplos detemas pueden incluir probabilidad con dados, estadísticas con M&Ms, o cómo las fuentes de estilo deimagen cambian el tamaño de un archivo. ¿Qué términos de búsqueda o qué motor de búsquedaencuentra los mejores resultados en una computadora? ¿Qué tan rápida es tu computadora pararesolver problemas matemáticos? ¿Puedes escribir un programa para resolver un problema?

Categoría 2 – Proyecto de diseño de ingeniería

Ingeniería: ¿Tienes un problema que quieres resolver? ¿Quieres diseñar o crear una solucióninnovadora? Los ejemplos incluyen: ¿Cómo puedo evitar que los niños se metan en gabinetes de lacocina? ¿Qué diseño de edificio resiste mejor un terremoto? ¿Puedes construir un brazo robótico conpajillas o piezas de Lego®?



Pautas del proyecto

Los proyectos deben guiarse con una pregunta original del estudiante, y no deben ser réplicastomadas de un libro o un sitio web.

Los estudiantes que participan en los programas Launch, Gateway, Engineering o Biomedical deProject Lead the Way (PLTW) pueden utilizar piezas/materiales del programa en sus proyectos. Sinembargo, el proyecto debe ser la pregunta original del estudiante, no uno que ya se haya hechocomo parte del programa PLTW.

No se pueden usar llamas o explosivos en el proyecto del estudiante. No se pueden llevar fuentesde calor a la Feria STEM.

No se pueden usar productos químicos peligrosos ni hielo seco. Los líquidos deben estar enrecipientes cerrados con tapas herméticas durante la Feria STEM.

No se permiten moho, hongos o cultivos microbianos que implican el crecimiento de bacterias en laFeria STEM. Se deben tomar fotografías de los artículos para comunicar claramente los datos y/oresultados experimentales.

No se permiten animales vertebrados o invertebrados vivos o conservados, ni sus partes, en laFeria STEM. Los proyectos con animales solo deben incluir la observación del comportamiento delos animales en su hábitat natural, sin interacción entre el estudiante y el animal. Los animalesdeben ser tratados con respeto y no ser lastimados física o psicológicamente (según las pautas dela Humane Society de Wisconsin).

No se pueden usar sustancias peligrosas y/o controladas (tabaco, alcohol etílico, drogas u objetosafilados).



Procesos científico y de diseño de ingeniería

Proceso científico Proceso de diseño de ingeniería Hacer una pregunta Definir el problema Hacer una investigación de antecedentes Hacer una investigación de antecedentes Desarrollar tu hipótesis e identificar las variables Especificar los requisitos y las limitaciones Diseñar el experimento y establecer los procedimientos

Crear soluciones alternativas, elegir la mejor opción y desarrollarla

Probar tu hipótesis por medio de un experimento Construir un prototipo/modelo Analizar e interpretar tus datos y sacar conclusiones Probar y rediseñar según sea necesario Comunicar los resultados Comunicar los resultados

Proceso científico Proceso de diseño de ingeniería



Pregunta o problema – FECHA DE ENTREGA: __________________

PASO 1 – Hacer una pregunta científica o definir el problema de ingeniería [PREGUNTAR]

Una vez que se ha elegido una categoría, comienza a pensar en qué tipo de pregunta vas a responder o el tipo de problema que vas a resolver.

Ejemplo(s):

Pregunta científica que voy a responder: "¿Qué marca de pañal es la más absorbente?" Esta es unabuena pregunta que permitiría a los estudiantes pasar por el proceso científico manipulando solouna sola variable: el tipo de pañal.

Problema de ingeniería que voy a resolver: "¿Cómo puedo evitar que los niños se metan engabinetes en los que hay productos químicos?" Este problema podría permitir al estudiante diseñaruna solución y poner a prueba su eficacia.

La pregunta que voy a responder o el problema que voy a resolver:

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Investigación – FECHA DE ENTREGA: __________________

PASO 2 – Hacer una investigación de antecedentes

Después de elegir tu categoría de investigación y hacer una pregunta o definir el problema, es importante realizar investigaciones para apoyar y comprender mejor el tema de tu investigación. ¿Cómo realizas la investigación? ¡Necesitas leer! La información que reúnas al completar tu investigación ayudará a desarrollar tu predicción, diseñar tu experimento o prototipo (en su caso), recolectar los datos, sacar conclusiones y comunicarte como un verdadero científico o ingeniero. Asegúrate de incluir al menos el título, el autor y la fecha de publicación o de acceso.

Libros o artículos sobre mi tema:

Sitios web sobre mi tema:

Personas con las que hablé sobre mi tema:

Predicción, variables y materiales/requisitos – FECHA DE ENTREGA: __________________



PASO 3 – Predicción científica, variables y materiales o especificar los requisitos de ingeniería

El propósito de crear tu predicción es identificar lo que crees que pasará basándote en la investigación que realizaste. La predicción se debe redactar como una declaración "Si...entonces...porque", explicando la relación causa-efecto que se está investigando. La evidencia de tu investigación se debe usar para apoyar y justificar tu razonamiento.

Pregunta de ciencia que voy a responder: Si pongo 30 ml de agua en el pañal Huggies®, entonces se va a absorber lamayor parte del agua porque los pañales Huggies® tienen una capa adicional de material absorbente.

Problema de ingeniería que estoy tratando de resolver: Si diseño una cerradura de gabinete, entonces los niños novan a tener acceso a productos químicos peligrosos porque los gabinetes estarán asegurados con mi invención.

Si ________________________________________________________________________________________

entonces _____________________________________________________________________________________

porque __________________________________________________________________________________.

Variables: Una variable es una forma elegante de decir cosas que vas a cambiar o mantener iguales a lo largo de tu investigación. Hay 3 tipos de variables:

Independiente: Esta es la variable que cambiará en tu investigación.

Dependiente: Esta es la variable medida que mostrará un efecto en tu investigación.

Constantes: Estas son todas las cosas que se mantendrán iguales a lo largo de tu investigación para asegurarte deque es válida.

Ejemplo(s): Pregunta que voy a responder: Si pongo 30 ml de agua en el pañal Huggies®, entonces se va a absorber la mayor parte del agua porque los pañales Huggies® tienen una capa adicional de material absorbente.

Variable independiente: Las diferentes marcas de pañales que se están probando (Huggies®,Pampers®, Luvs®)

Variable dependiente: La cantidad de agua absorbida (medida en mililitros) por cada marca de pañal

Constante: La temperatura del agua, el punto en el pañal en el que se vierte el agua Problema que estoy tratando de resolver: Si diseño una cerradura de gabinete, entonces los niños no van a tener acceso a productos químicos peligrosos porque los gabinetes estarán asegurados con mi invención.

Variable independiente: Prototipos de la invención

Variable dependiente: El tiempo que toma abrir un gabinete con llave

Constante: Puerta del gabinete

La variable independiente (o manipulada) que voy a cambiar en mi investigación será:

La variable dependiente (o medida) que mostrará un efecto en mi investigación será:

Las variables constantes (o controladas) en mi investigación son:



Materiales y requisitos de ciencia o ingeniería: ¿Qué tipos de materiales se usarán para realizar tu investigación de ciencia o diseño de ingeniería? ¿Hay algún requisito a tener en cuenta para la creación de un prototipo? Haz una lista de ellos aquí usando palabras o dibujos.



Prueba de mi predicción – FECHA DE ENTREGA: __________________

PASO 4 – Diseñar un procedimiento o crear soluciones alternativas [IMAGINEN/PLAN]. Elige la mejor opción y desarróllala.

Procedimiento de ciencia/diseño de ingeniería: ¿Qué pasos voy a usar para realizar mi investigación? Es muy importante que los pasos en el desarrollo/diseño de tu investigación se registren con precisión para que otro estudiante pueda replicar la investigación. ¿Hay preocupaciones de seguridad? Al diseñar una solución, crea alternativas y elige la mejor opción para desarrollarla.



Si estás respondiendo a una pregunta, dibuja una imagen aquí de cómo vas a configurar tu experimento. Si vas a resolver un problema, dibuja diagramas etiquetados aquí de las ideas propuestas y la solución elegida.



Haz el experimento o construye un prototipo (con datos/resultados) – FECHA DE ENTREGA: __________________

PASO 5 – Probar tu predicción al hacer el experimento o construir un prototipo [CREAR]

¡Haz el experimento! Esto es como una receta: Instrucciones paso a paso de lo que vas a hacer para poner a prueba tu predicción. Deben ser tan detalladas que incluso una persona que no sabe nada acerca de ciencia podría duplicar el experimento.

Datos y resultados científicos

PASO 6 – Recolectar y organizar tus datos/resultados o probar y rediseñar según sea necesario [PROBAR/MEJORAR]

Al realizar tu investigación es importante recolectar algunos datos (información) para ayudar a probar o refutar tu predicción. Cuando estés recolectando datos, asegúrate de ser lo más preciso posible al usar etiquetas, fechas e incluso fotos. Una vez que termines de recolectar tus datos, es importante registrar tus datos/resultados en una tabla y luego organizarlos en un cuadro o gráfica para comunicar fácilmente tus resultados. Usa páginas adicionales si es necesario para registrar tus datos y organizarlos en cuadros, tablas y gráficas.

Datos y resultados recolectados a través del tiempo:



Organización de mis datos y los resultados en cuadros, tablas y gráficas:



O prueba de ingeniería y rediseño según sea necesario

Prueba tu solución de ingeniería. Si la solución cumple con los requisitos o resuelve el problema, estás listo para comunicar los resultados. Si no es así, vuelve a la lluvia de ideas, evalúa y elige otra solución, o rediseña tu prototipo y prueba de nuevo. Asegúrate de etiquetar tu diagrama con lo que funcionó o no funcionó durante tu prueba y qué cambios hiciste.



Analizar datos y sacar conclusiones – FECHA DE ENTREGA: __________________

PASO 7 – Analizar datos y comunicar los resultados

Durante tu investigación, has aprendido muchas cosas nuevas, incluyendo si pudiste o no probar o refutar tu hipótesis. Tu conclusión debe ser un resumen de tus resultados, e indicar si tu investigación apoya o no tu hipótesis. Usa las siguientes preguntas como guía para compartir lo que aprendiste. Usa páginas adicionales si es necesario.

¿Tus resultados apoyan tu hipótesis? Identifica y explica los tipos de datos que usaste para probar orefutar tu hipótesis.

¿Qué aprendiste de las pruebas que realizaste en tu investigación?

¿Qué tipos de problemas encontraste a lo largo de tu investigación?

Si realizaras esta investigación nuevamente, ¿qué harías de manera diferente?

¿Cómo tu investigación se conecta a la vida real?



Formato sugerido para el tablero del Proyecto de la Feria de Ciencia

Formato sugerido para el tablero del Proyecto de diseño de ingeniería



Presentación a los jueces

Durante la Feria STEM de MPS, varios jueces evaluarán cada proyecto. A cada estudiante participante se le harán algunas preguntas sobre el proyecto. Estas preguntas se presentarán de una manera informal y positiva, y tendrán una duración de solo unos minutos. Los jueces entonces calificarán cada parte del proyecto usando la rúbrica del Proyecto de la Feria de Ciencia o del Proyecto de diseño de ingeniería.

Intenta poder responder algunas de las siguientes preguntas:

¿Cómo se te ocurrió la idea para tu proyecto?

¿Qué estabas tratando de averiguar o resolver cuando hiciste el experimento?

¿Hubo algo que te sorprendió después de que hiciste tu experimento?

Explica cómo hiciste tu experimento.

¿Qué te gusto más al hacer tu proyecto de ciencia?

Si hicieras nuevamente el mismo proyecto el próximo año, ¿qué cambiarías o harías de maneradiferente?

¿Los resultados del experimento fueron lo que habías esperado? Si no fue así, ¿qué te sorprendiómás?

¿Por qué tu proyecto de la Feria STEM es importante en la sociedad de hoy? ¿Cómo ayudará a lagente hoy en día? Tal vez tu trabajo ayudará a un pequeño grupo de personas, pero sigue siendoimportante.

¿Cuál fue tu función en la planificación y diseño de tu prototipo? (Proyecto de diseño de ingeniería)

Reconocimientos

¿Quién te ayudó con tu proyecto y cómo te ayudaron? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Preguntas

Póngase en contacto con Lisa Martin, Maestro Líder de Ciencias de las Escuelas Públicas de Milwaukee, al 414-777-7831 o [email protected] si tiene alguna pregunta.

mailto:[email protected]



