FUTBOLÍN DESDE CERO: MASSTEAM

Futbolín desde Cero

Objetivo/s principal/es: 

Fomentar el aprendizaje práctico del alumnado mediante el diseño y fabricación de un futbolín funcional integrando procesos tecnológicos y creativos.

Desarrollar competencias STEAM a través del trabajo conjunto en diseño, modelado 3D, fabricación digital y construcción de estructuras de madera.

Introducir al alumnado en el uso de herramientas de diseño asistido por ordenador (CAD) para la creación de piezas y componentes personalizados.

Diseñar y fabricar mediante impresión 3D los jugadores y otros elementos del futbolín, comprendiendo el proceso completo desde el diseño digital hasta la obtención de la pieza física.

Potenciar la capacidad de resolución de problemas técnicos durante las distintas fases de construcción, montaje y ajuste del proyecto.

Favorecer el trabajo cooperativo, la organización de tareas y la toma de decisiones en equipo durante el desarrollo del proyecto.

Aplicar conocimientos de Tecnología de 4º ESO relacionados con materiales, estructuras, mecanismos, fabricación y expresión gráfica.

Promover el uso responsable y seguro de herramientas, maquinaria y equipos de fabricación digital presentes en el aula-taller.

Incrementar la motivación del alumnado mediante la realización de un proyecto real, manipulativo y funcional con aplicación práctica.

Grupo o grupos de alumnado con el que se realiza la actividad: 

4º de ESO

Descripción de la actividad: 

La actividad se ha desarrollado durante la primera evaluación en la materia de Tecnología de 4º de ESO y ha consistido en el diseño y fabricación de un futbolín funcional destinado al uso del alumnado del centro.

El proyecto se ha planteado como una experiencia práctica de aprendizaje basada en proyectos, en la que el alumnado ha participado en todas las fases del proceso de diseño y construcción. En una primera etapa se trabajó el análisis de estructuras y materiales, así como la planificación del diseño del futbolín y la distribución de tareas.

Posteriormente, el alumnado llevó a cabo la construcción de la estructura principal en madera, realizando tareas de medición, corte, ensamblaje y montaje de los distintos elementos que componen el futbolín.

De forma paralela, se desarrolló la parte de fabricación digital del proyecto mediante el diseño en 3 dimensiones de los jugadores del futbolín utilizando software de modelado 3D. Una vez finalizados los diseños, las piezas fueron fabricadas con la impresora 3D del centro, permitiendo al alumnado conocer y aplicar el proceso completo de diseño y fabricación aditiva.

Durante el desarrollo de la actividad se fomentó el trabajo cooperativo, la resolución de problemas técnicos y la aplicación práctica de contenidos relacionados con estructuras, materiales, diseño asistido por ordenador y tecnologías de fabricación digital.

El futbolín finalizado se puso a disposición del centro educativo durante la semana previa a las vacaciones de Navidad, permitiendo que toda la comunidad educativa pudiera disfrutar del resultado del trabajo realizado por el alumnado.

Metodologías activas utilizadas: 

Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP):
El proyecto se ha organizado en torno al diseño y fabricación de un producto final real y funcional, permitiendo al alumnado trabajar de manera práctica y contextualizada los contenidos de la materia.

Aprendizaje cooperativo:
El alumnado ha trabajado en pequeños grupos, distribuyendo tareas y responsabilidades relacionadas con el diseño, construcción, modelado 3D y montaje del futbolín, favoreciendo la colaboración y la toma de decisiones conjunta.

Metodología STEAM:
La actividad ha integrado conocimientos y procedimientos relacionados con ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemáticas mediante el diseño técnico, la construcción de estructuras y la fabricación digital de piezas.

Aprendizaje práctico y manipulativo:
Se ha priorizado la experimentación y el trabajo en el aula-taller, utilizando herramientas, materiales y equipos reales para la construcción de la estructura y la fabricación de componentes.

Relación de la actividad con el proyecto CITE del centro: 

Esta actividad se encuentra directamente relacionada con los objetivos del proyecto CITE STEAM del centro, ya que promueve el uso de metodologías activas y el desarrollo de competencias tecnológicas mediante la aplicación práctica de herramientas de diseño y fabricación digital.

El proyecto ha permitido integrar el uso de nuevas tecnologías en el aula, especialmente a través del empleo de programas de modelado 3D y de la impresora 3D del centro para el diseño y fabricación de los jugadores del futbolín. De esta manera, el alumnado ha podido conocer y aplicar procesos reales de diseño asistido por ordenador y fabricación aditiva.

Asimismo, la actividad favorece el desarrollo de la competencia digital y del pensamiento tecnológico, fomentando la creatividad, la resolución de problemas y el trabajo colaborativo, aspectos fundamentales dentro del enfoque STEAM impulsado por el programa CITE.

La construcción del futbolín ha supuesto además una experiencia interdisciplinar en la que el alumnado ha combinado conocimientos relacionados con estructuras, materiales, diseño técnico y fabricación digital, utilizando recursos tecnológicos del centro de forma práctica y significativa.

Con este tipo de actividades se impulsa la innovación educativa y el acercamiento del alumnado a tecnologías presentes en ámbitos profesionales y técnicos actuales, reforzando los objetivos generales del proyecto CITE del centro.

Dificultades encontradas:

Durante el desarrollo del proyecto se han encontrado diversas dificultades propias de un proceso de diseño y fabricación real, lo que ha contribuido también al aprendizaje del alumnado.

Una de las principales dificultades ha estado relacionada con la precisión en las medidas y el ensamblaje de la estructura de madera, ya que pequeñas desviaciones en el corte o en el montaje afectaban al ajuste final de las piezas del futbolín.

En la fase de diseño e impresión 3D de los jugadores, se han presentado problemas técnicos como la necesidad de ajustar los modelos para que fueran imprimibles correctamente, así como la corrección de errores en el diseño digital (escala, grosor de piezas o estabilidad de las figuras).

También se han producido dificultades relacionadas con el uso de la impresora 3D, especialmente en lo referente a tiempos de impresión, configuración de parámetros y resolución de incidencias puntuales durante el proceso de fabricación.

Otra dificultad destacable ha sido la organización del trabajo en grupo, ya que ha sido necesario coordinar tareas entre distintas fases del proyecto (estructura, diseño digital y montaje) para asegurar el avance correcto y ordenado del trabajo.

Finalmente, se han tenido que resolver problemas de ajuste entre las piezas fabricadas y la estructura final, lo que ha implicado realizar modificaciones y mejoras iterativas en el diseño y en el proceso de montaje.

Estas dificultades han sido superadas mediante el trabajo colaborativo, la toma de decisiones en equipo y la aplicación de conocimientos técnicos, contribuyendo a un aprendizaje más significativo y competencial.

Trabajo de preparación previa del docente:

Previo al desarrollo del proyecto con el alumnado, se ha realizado un trabajo de planificación y preparación técnica y didáctica para garantizar la viabilidad y correcta ejecución de la actividad.

En primer lugar, se ha llevado a cabo el diseño completo del futbolín, definiendo sus dimensiones, estructura general y distribución de elementos, asegurando su adaptación a los recursos disponibles en el aula-taller.

Asimismo, se han diseñado los mecanismos de juego, incluyendo la disposición de las varillas, la separación entre ejes, la altura de los jugadores y el sistema de guiado, con el objetivo de garantizar un funcionamiento correcto y equilibrado del conjunto.

En la parte de fabricación digital, se han desarrollado previamente los modelos base de los jugadores en 3D, adaptándolos para su impresión en la impresora 3D del centro, realizando pruebas de escala, resistencia y tiempo de impresión.

En cuanto a la parte de madera, se ha planificado el proceso de construcción de la estructura, incluyendo cortes, uniones y orden de montaje, así como la previsión de posibles puntos críticos durante el ensamblaje.

Por último, se ha organizado la secuenciación didáctica del proyecto, estableciendo las fases de trabajo con el alumnado, la temporalización durante la primera evaluación y los materiales y herramientas necesarios en cada etapa.

Este trabajo previo ha sido clave para anticipar dificultades técnicas, optimizar los recursos del centro y garantizar que el alumnado pudiera desarrollar el proyecto de forma guiada, segura y significativa.

Horas de trabajo del alumnado en el aula: 

El total aproximado de tiempo de trabajo del alumnado ha sido de 60 horas, distribuidas en las distintas fases del proyecto de la siguiente manera:

• Planificación inicial y diseño del futbolín (estructuras y dimensiones): 8 horas
  Actividades de análisis del proyecto, toma de medidas, diseño de la estructura general, estudio de mecanismos y planificación del proceso de fabricación.

• Diseño en 3D de los jugadores y elementos del futbolín: 22 horas
  Manejo de software de modelado 3D, diseño de los jugadores y piezas complementarias, iteraciones de mejora, resolución de problemas de escala y proporciones, pruebas de diseño, optimización de modelos para impresión y preparación final de archivos.

• Preparación de impresión 3D (slicing, configuración y supervisión del proceso): 8 horas
  Configuración de parámetros de impresión, preparación de archivos, gestión de colas de impresión, resolución de errores, control del material y supervisión del proceso en la impresora 3D del centro.

• Construcción de la estructura de madera: 14 horas
  Corte de piezas, lijado, ensamblaje de la estructura, ajustes de precisión, refuerzos y montaje progresivo de la base del futbolín.

• Montaje de mecanismos y ensamblaje final: 6 horas
  Instalación de varillas, colocación de jugadores impresos en 3D, ajustes mecánicos y verificación del correcto funcionamiento del sistema de juego.

• Pruebas, ajustes finales y puesta en funcionamiento: 2 horas
  Revisión general del funcionamiento, corrección de pequeños desajustes y validación final del proyecto.

Dificultades encontradas para poder alcanzar el % de trabajo con el alumnado:

Durante el desarrollo del proyecto se han encontrado diversas dificultades de carácter técnico y organizativo que han condicionado el ritmo de trabajo previsto inicialmente, especialmente en lo relativo a la fabricación digital y la disponibilidad efectiva de tiempos de producción.

Una de las principales dificultades ha sido el calibrado y mantenimiento de la impresora 3D del centro, ya que han surgido ajustes necesarios en la nivelación de la base, la adherencia de las piezas y la calibración de los ejes, lo que ha provocado interrupciones puntuales en el proceso de impresión.

Asimismo, los tiempos de impresión de las piezas 3D han sido elevados en relación con la duración de las sesiones lectivas, lo que ha limitado el volumen de trabajo efectivo del alumnado durante el horario de clase y ha obligado a complementar parte del proceso fuera del tiempo directo de aula.

Otra dificultad relevante ha sido la repetición de impresiones debido a fallos en los modelos o en el proceso de fabricación, especialmente en las primeras iteraciones del diseño de los jugadores, lo que ha requerido ajustes sucesivos en los archivos 3D y una mayor inversión de tiempo del previsto inicialmente.

En la parte de construcción en madera, aunque el desarrollo ha sido correcto, han aparecido pequeños desajustes en cortes y ensamblajes, que han exigido tiempos adicionales de ajuste, revisión y corrección para garantizar la estabilidad y funcionalidad de la estructura.

Por último, la organización del trabajo en grupo y la secuenciación de tareas entre fases (diseño, impresión y montaje) ha requerido una coordinación constante para evitar tiempos muertos y optimizar el uso de los recursos del taller.

Estas dificultades han tenido un impacto directo en la planificación temporal inicial, aunque han sido abordadas mediante la adaptación del ritmo de trabajo, la mejora progresiva de los diseños y la optimización del uso de los recursos tecnológicos del centro.

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