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Proyecto de innovación educativa y desarrollo curricular Convocatoria 2016 Proyecto Heimdall - Creación de un casco inteligente aplicando ABP en Ciclos Formativos de Informática

1. Título.

Proyecto HeimdallProyecto Heimdall Creación de un casco inteligente aplicando ABP en Ciclos Formativos de Informática.

2. Resumen del proyecto (breve descripción de la innovación y aspectos más destacados de sus objetivos, metodología y actividades; máximo 10 líneas).

El proyecto que planteamos se enmarcará en Ciclos Formativos Superiores de Informática y consistirá en la creación de un casco inteligente para su uso por cuerpos de bomberos, salvamento o minería. Se trata de dotar a este casco de múltiples sensores electrónicos conectados a un microordenador Raspberry Pi que, a través de un software desarrollado en lenguaje Python, ofrecerá al usuario un sistema de asistencia en tiempo real que le informe y amplifique su capacidad de percepción en situaciones de especial dificultad.

El desarrollo de este proyecto se basará en la aplicación de la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP). Para ello, se llevará a cabo una división del proyecto global en subproyectos más pequeños que deberán ser llevados a cabo por el alumnado dentro del módulo profesional de Proyecto de segundo curso. Cada alumno recibirá el asesoramiento y la orientación de su tutor, de los miembros del Dpto. de Informática y Comunicaciones, así como de cualquier otro integrante del claustro si fuera necesario.

El producto final deberá ser el resultado de la unión de todos los subproyectos, siendo imprescindible la coordinación y colaboración de todos los agentes participantes.

Coordinador: José Luis García Martínez 23700281 I.E.S. Oretania – Linares (Jaén) Página 1 de 11


3. Justificación del proyecto: fundamentación, antecedentes, oportunidad e importancia para el centro.

Es un hecho que los avances tecnológicos están influyendo de manera determinante en nuestro modo de vida. De igual forma, el ámbito educativo debe visualizar estos cambios como una oportunidad para que nuestro alumnado afronte su futuro laboral con garantías de éxito. Términos como Raspberry Pi, Arduino, lenguajes de programación multiplataforma, robótica e impresión en 3D están de rigurosa actualidad. Así mismo, consideramos positivo que nuestro alumnado de Ciclos Superiores de Informática se introduzca en el mundo del “Internet de las cosas” y del DIY (“Do it yourself”), pero de una manera ordenada y bajo un proyecto útil e interesante.

Tras haber aplicado con éxito en ciclos formativos nuevas metodologías como la “Gamificación”, creemos que es el momento de utilizar la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos con el objetivo de ofrecer una oportunidad de mejora de los procesos de enseñanza-aprendizaje, desde el punto de vista del profesorado y para beneficio del alumnado.

Estimamos que desarrollar un proyecto como este asociándolo al módulo profesional final de Proyecto, puede suponer una consolidación y ampliación de conocimientos necesaria e interesante. Se conforma como una estupenda oportunidad para que profesorado y alumnado exploren nuevos campos de aprendizaje, incrementando sus capacidades de trabajo en equipo, fomentando su espíritu emprendedor e innovador y potenciando las siete competencias básicas.

A nivel de Ciclos Formativos de Informática no hemos encontrado antecedentes de aplicación de la metodología ABP con las particularidades del proyecto que se propone. Sí que existen prototipos y algún que otro proyecto de desarrollo de cascos similares, pero han sido realizados por universidades o empresas privadas.

A nivel de centro, este tipo de proyectos tienen una gran importancia pues suponen la continuación de nuestra línea de trabajo basada en la innovación educativa. Paralelamente, el fin del presente proyecto permite ofrecer a toda la comunidad educativa una visión muy positiva del uso de la tecnología en favor del humano y, si quien lo lleva a cabo es nuestro alumnado la percepción será aún mejor.

4. Objetivos específicos que se pretenden alcanzar.

a) Desde el punto de vista del alumnado

Consolidar y aplicar los conocimientos y competencias adquiridos durante el ciclo formativo.

Ampliar y potenciar nuevas competencias relacionadas con la robótica, la programación, la electrónica y la impresión en 3D.

Fomentar el espíritu innovador e investigador para el análisis y búsqueda de posibles soluciones o prototipos.

Culminar cada uno de los subproyectos que conforman el proyecto global, cuyo resultado final ha sido definido de manera clara y detallada.

Potenciar la capacidad de trabajo en equipo, la coordinación, la comunicación y la transmisión de conocimiento.

Habilitar al alumnado para la integración de los subproyectos de cara a la obtención de un resultado final válido.



Establecer los métodos necesarios para llevar a cabo una evaluación adecuada de los resultados parciales y finales obtenidos.

b) Desde el punto de vista del profesorado

Actualizar y ampliar nuevos conocimientos y competencias concordantes con los últimos cambios tecnológicos. (Raspberry Pi, Python, Internet de las cosas, DIY, Impresión en 3D, etc).

Diseñar proyectos globales divisibles en subproyectos que el alumnado pueda desarrollar.

Aplicar de manera efectiva la metodología ABP. Fomentar la coordinación y el trabajo en equipo. Dotar de utilidad a los proyectos finales que el alumnado debe desarrollar al final del

ciclo formativo.

c) Desde el punto de vista técnico

El objetivo principal es la construcción de un casco inteligente que, a través de un conjunto de sensores, ofrezca al usuario en tiempo real la siguiente información:

o Proximidad de obstáculos mediante sensores ultrasónicos.o Temperatura exterior e interior del casco mediante sensores digitales de

temperatura.o Nivel de gases tóxicos y calidad del aire sensores de gas.o Presencia de fuego mediante sensor de llama.

Un segundo objetivo será la incorporación de una cámara digital que retransmitirá vía streaming las imágenes captadas a una unidad central a través de red inalámbrica.

El tercer objetivo consistirá en conseguir que el casco informe al usuario a través de indicadores visuales dispuestos en un visor o HUD y de mensajes acústicos emitidos a través de un auricular. Toda esta información será gestionada por un software conectado a una base de datos que aplicará algoritmos de prioridad.

Un cuarto objetivo está centrado en la inclusión de sistemas de iluminación, señalización y gestión de la alimentación eléctrica que completarán las funciones del sistema completo.

El quinto objetivo se focalizará en integrar todo el conjunto de sensores, indicadores, microordenador, sistemas de iluminación, etc en un prototipo de casco impreso en 3D.

5. Contenido del proyecto.Coordinador: José Luis García Martínez 23700281 I.E.S. Oretania – Linares (Jaén) Página 3 de 11


A raíz de la asistencia a SIMO EDUCACIÓN 2016 y de la realización de un curso de formación sobre Raspberry Pi impartido en el CEP de Jaén, el coordinador de este proyecto valora las amplias posibilidades que este tipo de dispositivos ofrece y determina que sería interesante integrar este y otros avances tecnológicos recientes de cara al planteamiento de proyectos finales de ciclo.

Para conseguirlo se considera la aplicación de la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos teniendo en cuenta las siguientes directrices:

Selección del tema y planteamiento de la pregunta guía. Se selecciona como temática la socialización de la tecnología y la aplicación de los últimos avances a nuestros proyectos finales de ciclo. Después se plantean las siguientes preguntas ¿Qué sabemos de Raspberry Pi? ¿Es complicado aprender un nuevo lenguaje de programación como Python? ¿Cómo puede ayudarnos el Internet de las cosas? ¿Qué efectos está teniendo la corriente DIY (hazlo tu mismo)? ¿Qué hemos de aprender sobre la impresión en 3D? ¿Qué papel va a jugar la robótica y cómo hemos de adaptarnos a esta tendencia?

Formación de los equipos. Se establece una organización de grupos adaptada a la naturaleza del módulo profesional de Proyecto. Los agrupamientos se realizarán atendiendo al área que cada subproyecto deba resolver. Se estima que existirá un gran grupo (7 o 10 alumnos), varios subgrupos (3 integrantes) y grupos individuales.

Definición del producto o reto final. En primer lugar, se determinará que el producto final será el casco inteligente, describiendo sus elementos físicos (hardware), sus elementos lógicos (software y bases de datos), así como la filosofía general de trabajo y cuestiones relacionadas con la homogeneidad que cada subproyecto deberá satisfacer. En segundo lugar, se llevará a cabo una descripción detallada de los objetivos de cada subproyecto. Finalmente, a través de una rúbrica se informará de las competencias que se desean potenciar en el alumnado y su evaluación.

Planificación. Se establecerá un plan de trabajo global y, a su vez, cada subproyecto deberá disponer del suyo en el que se reflejarán los hitos a superar y el calendario orientativo para su ejecución. Será necesario tener en cuenta en la planificación global los tiempos para la integración completa de todos los subproyectos.

Investigación. El alumnado tendrá en esta fase la posibilidad de investigar o ampliar

conocimientos necesarios para el desarrollo de cada subproyecto. El profesorado orientará y guiará al alumnado en este proceso.

Análisis y la síntesis. Periódicamente el alumnado deberá poner en común sus ideas, discutir pros y contras, identificar problemas y posibles soluciones, etc.

Elaboración del producto. Será en este punto cuando cada subproyecto se desarrollará en mayor medida, el alumnado utilizará todas las herramientas y conocimientos puestos a su disposición. Deberán obtenerse los resultados parciales que serán objeto de integración al final de esta fase.

Presentación del producto. Por cada uno de los subproyectos realizados, se expondrán los resultados y logros alcanzados explicando cómo han resuelto su parte del problema inicial,



cómo se han coordinado con el resto de equipos y qué es lo que han aprendido durante todo el proceso.

Respuesta colectiva a la pregunta inicial. Tras la exposición de todos los subproyectos, entre todos se realizará un ejercicio de análisis y reflexión sobre el resultado final obtenido, así como lo que esta experiencia les ha aportado.

Evaluación y autoevaluación. Finalmente, el proyecto global y los subproyectos serán evaluados a través de un formulario técnico, una rúbrica y una autoevaluación.

6. Actuaciones a realizar y calendario previsto de aplicación.

Se detallan a continuación las actuaciones a realizar:

a) Formación inicial del profesorado.b) Adquisición de equipamiento básico.c) Investigación, diseño y redacción del proyecto global.d) Entrevistas con: cuerpos de bomberos, salvamento, médico, etc.e) Análisis de requerimientos y diseño de la base de datos.f) Identificación de equipamientos necesarios para el desarrollo del proyecto y adquisición.

(sensores, cableado, baterías, …)g) Establecimiento de puntos de homogeneización para los subproyectos.h) División del proyecto global en subproyectos y detalle de los mismos.i) Estructuración y equilibrado de subproyectos acorde al módulo profesional de Proyecto.j) Información general al alumnado sobre el proyecto.k) Asignación de subproyectos.l) Impresión 3D del casco.m) Investigación, desarrollo y tutorización de subproyectos. Homogeneización.n) Integración de subproyectos en el casco.o) Pruebas de funcionamiento.p) Presentación de resultados parciales y producto final.q) Difusión.r) Análisis y evaluación de los resultados obtenidos.

Este proyecto está planificado para desarrollarse a lo largo de 2 cursos académicos, siendo el desglose de las actuaciones a realizar del siguiente modo:

Curso académico Actuaciones a realizarCurso 2017/2018 a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,l,oCurso 2018/2019 I,j,k,l,m,n,o

Como puede apreciarse en la tabla anterior, durante el primer año se llevarán a cabo la mayor parte de las actividades de puesta en marcha del proyecto. Será en el segundo año cuando los subproyectos desarrollados durante el primer y segundo año se integren en el producto final.

7. Recursos económicos y materiales que se requieran, distinguiendo entre los que el centro o el propio profesorado aporta y los que se solicitan a la Consejería de



Educación con la participación en la convocatoria. Compromisos de colaboración o financiación alcanzados, en su caso, con otras entidades.

El centro aporta inicialmente un Starter Kit de Raspberry Pi, algunos sensores y accesorios necesarios para llevar a cabo la formación inicial y la introducción para profesorado y alumnado. Así mismo, se aportan algunos equipamientos informáticos del profesorado que se utilizarán durante el proceso de formación inicial.

No obstante, se detallan a continuación los recursos económicos y materiales requeridos para el correcto desarrollo del proyecto planteado:

Conceptos Cuantía5 Kits Raspberry Pi 3 Modelo B Starter Kit 400,00 €

Sensores digitales y analógicos (temperatura, ultrasonido, luminosidad, gas, etc).

300,00 €

Tarjetas de memoria SD de 16GB (clase 10) 50,00 €

Equipamiento informático (portátil, tablet) 500,00 €

Hardware de telecomunicaciones y accesorios (router wifi, antena, cableado hdmi, ratones y teclados inalámbricos, sistemas de iluminación y señalización, baterías, etc.)

300,00 €

Bibliografía (Raspberry Pi, Python, modelado 3D, impresión en 3D)

150,00 €

Impresora 3D y materiales para impresión 1.300,00 €

Total 3.000,00 €

En lo referente a compromisos de colaboración, se encuentra en fase de planificación una ronda de contactos y reuniones técnicas con las siguientes entidades:

Cuerpo de Bomberos de Linares y Úbeda Protección civil Un facultativo perteneciente al SAS Universidad Politécnica de Linares – Ingeniería de minas Cámara de comercio e industria de Linares Centro de Profesorado de Linares Empresa Cetemed (Linares) Empresa Sicnova 3D (Linares)

8. Criterios e indicadores para evaluar el desarrollo del proyecto y el logro de los objetivos propuestos así como su incidencia en el centro. Previsiones de consolidación en el futuro de las mejoras introducidas, una vez finalizado el proyecto.



Los criterios e indicadores para evaluar el desarrollo del proyecto se establecerán en base a los objetivos propuestos desde el punto de vista del alumnado, profesorado y técnico. Estimamos oportuno crear sendos documentos de rúbrica para tal fin:

Rúbrica de desarrollo del proyecto global. Superación de los objetivos técnicos y de desempeño del producto final. Superación de los objetivos para el alumnado y profesorado.

Así mismo, para cada uno de los subproyectos se utilizará el siguiente formulario técnico de evaluación de proyectos:

ANEXOS

ANEXO I – ¿Por qué HEIMDALL?



Nuestro proyecto ha sido bautizado como “Proyecto HEIMDALL” haciendo referencia al dios de la Mitología Nórdica y al personaje de MARVEL Comics que aparece ligado a las historias del dios y superhéroe THOR.

Heimdall es un Asgardiano bendecido con capacidades sensoriales que van mucho más allá que las de sus semejantes, y estos sentidos se han puesto en uso colocando a Heimdall en el papel de guardián de Asgard en su observatorio en el Puente Bifrost.

Se caracteriza por su bondad y sabiduría. Los demás dioses buscan su consejo siempre que aparece una situación problemática, como cuando el gigante Thrym robó el martillo de Thor.

El logotipo asociado al proyecto representa el casco de Heimdall.

ANEXO II – Art concept

ANEXO III – Tecnologías a utilizar


Cámara visión nocturnaCámara

Antorcha LED


ANEXO IV – Raspberry Pi y gama de sensores/accesorios a utilizar

Coordinador: José Luis García Martínez 23700281 I.E.S. Oretania – Linares (Jaén) Página 9 de 11Antorcha LED


ANEXO V – Cascos imprimibles en 3D para el proyecto


indicadores LED

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