MS-DC-20-HA Energía en las alturas

Energía en las alturas es un proyecto de divulgación científica que busca acercar los conceptos fundamentales de la energía mecánica a estudiantes de educación básica, media superior y buscando un alcance a comunidades marginadas, como orfanatos, con el objetivo de acercar la ciencia a quienes tienen menos oportunidades de acceso a este tipo de experiencias mediante un taller interactivo que utiliza la construcción y el análisis de una montaña rusa funcional hecha con piezas de LEGO. A través de un enfoque lúdico y experimental, los participantes exploran principios como la energía potencial y cinética, la conservación de la energía y la fricción, aplicando directamente este conocimiento en el diseño y construcción de sus propios modelos. Esta metodología fomenta la creatividad, el pensamiento crítico, el trabajo en equipo y un aprendizaje significativo basado en la experimentación.
El proyecto no solo busca despertar la curiosidad científica y promover la afinidad por la física, sino también contribuir a la reducción de desigualdades educativas, ofreciendo un espacio en el que todos los participantes puedan descubrir, crear y aprender sin importar sus condiciones de origen. Con ello, Energía en las alturas se convierte en una herramienta inclusiva que combina la enseñanza de conceptos científicos con el fortalecimiento de valores humanos y sociales, inspirando a nuevas generaciones a confiar en sus capacidades y ver en la ciencia una oportunidad de crecimiento.

Energy in the Heights is a science outreach project that seeks to introduce the fundamental concepts of mechanical energy to elementary and high school students, as well as to marginalized communities, such as orphanages. The goal is to bring science closer to those with fewer opportunities to access this type of experience through an interactive workshop that involves building and analyzing a functional roller coaster made from LEGO pieces. Through a playful and experimental approach, participants explore principles such as potential and kinetic energy, the conservation of energy, and friction, directly applying this knowledge to the design and construction of their own models. This methodology fosters creativity, critical thinking, teamwork, and meaningful learning based on experimentation.
The project not only seeks to spark scientific curiosity and promote an affinity for physics, but also to contribute to reducing educational inequalities by offering a space where all participants can discover, create, and learn, regardless of their background. With this, Energy in the Heights becomes an inclusive tool that combines the teaching of scientific concepts with the strengthening of human and social values, inspiring new generations to trust their abilities and see science as an opportunity for growth.

In pilcah pipiltin momachtisque cuali ihuan paquiliztli ica in tlamachiliztli itech in chic ahuacatl, quichihuazque tepitzin neixcuitilli tlen tepetl cualtzin ihuan queman tlami LEGO ica, cualtlaz in intlalmatiliz.

“Energía en las alturas” es un proyecto de divulgación científica que acerca los conceptos de energía mecánica a estudiantes y comunidades con menos acceso a la ciencia, mediante un taller interactivo basado en la construcción de una montaña rusa con LEGO. A través de la experimentación lúdica, los participantes aprenden sobre energía potencial, cinética, conservación de la energía y fricción, desarrollando creatividad, pensamiento crítico, trabajo en equipo y un aprendizaje significativo. El proyecto busca despertar curiosidad científica, reducir desigualdades educativas y fomentar valores sociales, mostrando la ciencia como una oportunidad de crecimiento e inclusión.

El aprendizaje de la energía mecánica puede ser difícil en niveles básicos y medios por su carácter abstracto. El proyecto propone una estrategia didáctica basada en la construcción de montañas rusas con LEGO, que permite visualizar conceptos físicos de forma tangible, fomentando un aprendizaje activo, divertido y accesible.

Los estudiantes suelen tener dificultades para comprender la conservación de la energía mecánica debido a la falta de experiencias prácticas. La enseñanza tradicional se centra en teoría y fórmulas, lo que genera un aprendizaje limitado. Surge la pregunta: ¿Cómo puede un enfoque interactivo y sensorial mejorar la comprensión de la energía mecánica en estudiantes de secundaria y preparatoria?

La implementación del taller Energía en las Alturas permitirá a los estudiantes de comunidades marginadas y escuelas públicas acceder a experiencias educativas innovadoras, mejorando su comprensión de la energía mecánica y contribuyendo a la equidad educativa.

Desarrollar un taller basado en la construcción de una montaña rusa con LEGO para que estudiantes de nivel básico y medio superior comprendan la conservación de la energía mecánica mediante la experimentación y observación directa.

● Diseñar y construir una montaña rusa a escala que ilustre la transformación de energía potencial y cinética.
● Crear un taller de divulgación científica con enfoque kinestésico.
● Aplicar el modelo de aprendizaje STEAM y ABP en la enseñanza de física.

● Educación de calidad (ODS 4).
● Reducción de las desigualdades (ODS 10).
● Industria, innovación e infraestructura (ODS 9).

● La energía mecánica es la suma de la cinética y la potencial, conceptos que pueden observarse en una montaña rusa.
Relación montaña rusa-física: permite visualizar la transformación de la energía y la conservación en sistemas reales.
● LEGO como herramienta didáctica: facilita la comprensión de conceptos abstractos mediante el juego y fomenta la creatividad.
● Educación en México: enfrenta desigualdades y carencias que dificultan el acceso a metodologías innovadoras.
● Modelos educativos: STEM, STEAM y ABP favorecen el aprendizaje práctico, crítico y colaborativo.

Materiales
● Piezas LEGO.
● Piezas de montaña rusa.
● Bandejas de LEGO.
● Presentación de apoyo sobre energía mecánica.
● Guion para la clase de física.
● Kit de constructores (sombreros, chalecos y bolsas).
● Caja de almacenamiento.
Procedimiento
1. Investigación:

○ Se definió el tema: la energía mecánica y sus principios.
○ Se realizó investigación individual y grupal sobre energía cinética, potencial y conservación de la energía.

○ Se revisaron materiales de LEGO Education y métodos didácticos aplicables.
○ Se elaboraron guiones adaptados a distintos niveles educativos (primaria, secundaria y preparatoria).
○ Se diseñó el protocolo y las presentaciones interactivas.

2. Construcción de la montaña rusa:

○ Se probaron distintas estructuras para lograr el ascenso y descenso adecuados.
○ Se agregó una subida tras la bajada para demostrar conservación de la energía.
○ Se realizaron ajustes hasta obtener un modelo funcional y atractivo.
○ Se añadieron detalles visuales para hacerlo más lúdico.

RESULTADOS
● Se construyeron prototipos funcionales de montañas rusas con LEGO.
● Se aplicaron cuestionarios diagnósticos a 119 estudiantes de secundaria para conocer sus conocimientos previos de energía mecánica.
● Los estudiantes participaron en talleres donde diseñaron y construyeron sus propias montañas rusas.
● El taller se implementó en distintos contextos: escuelas privadas, públicas y en la Biblioteca Central de la UNAM.
● Los resultados de encuestas posteriores mostraron mejoras en la comprensión de conceptos como energía cinética, energía potencial y conservación de la energía.
● Más del 80% de los estudiantes calificaron el taller como divertido, fácil de entender y dinámico.

ANÁLISIS DE RESULTADOS
● Los diagnósticos iniciales mostraron deficiencias en la comprensión de conceptos básicos de energía (ej. solo el 43% sabía que la energía se mide en calorías).
● Tras el taller, los porcentajes de respuestas correctas en conceptos de energía mecánica superaron el 90%.
● Los estudiantes no solo comprendieron los conceptos, sino que fueron capaces de aplicarlos en ejemplos cotidianos.
● El enfoque lúdico favoreció la motivación, la participación activa y la retención del conocimiento.
● La actividad grupal promueve la creatividad, el trabajo en equipo y el pensamiento crítico.
● En contextos de vulnerabilidad (orfanatos y escuelas públicas), la metodología mostró potencial para reducir brechas educativas, ofreciendo acceso a experiencias innovadoras.

FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
● Implementar el taller Energía en las Alturas en comunidades marginadas, como el Orfanato Nuestra Señora de la Asunción (Atizapán de Zaragoza).
● Diseñar adaptaciones del taller para distintos niveles educativos (primaria alta, secundaria y preparatoria).

● El taller permitió que los estudiantes comprendieran de manera práctica la transformación de la energía potencial en cinética y la conservación de la energía.
● Se comprobó que el aprendizaje es más efectivo cuando se combina teoría con experimentación lúdica.
● El proyecto cumplió con los objetivos al fomentar la curiosidad científica, el pensamiento crítico y la creatividad.
● La actividad tuvo impacto positivo en estudiantes de distintos niveles educativos, incluso en contextos vulnerables.

● El taller se alinea con los ODS (4, 9 y 10), promoviendo educación de calidad, innovación y reducción de desigualdades.

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2. Arruda, J. R. C. (2003). Un modelo didáctico para enseñanza aprendizaje de la física. Revista Brasileira de Ensino de Física, 25(1), 86–104. https://doi.org/10.1590/s0102-47442003000100011
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