Proyectos de matemáticas y ciencias al aire libre para hacer con estudiantes de secundaria

Conforme los días se hacen más largos y las temperaturas suben, es un momento ideal para llevar la educación STEM al aire libre. Hemos creado una colección de actividades innovadoras que combinan la diversión del juego al aire libre, con habilidades clave de matemáticas y ciencias. Estos proyectos no solo mejoran la comprensión de los conceptos esenciales por parte de los estudiantes, sino que también fomentan la exploración y el pensamiento crítico, todo ello alineado con los estándares curriculares de secundaria.

Los educadores que necesitan apoyo de recursos educativos para facilitar actividades de matemáticas y ciencias al aire libre pueden unirse a la Biblioteca de Préstamo para Educadores para tomar prestados materiales de aprendizaje prácticos basados ​​en proyectos.

Desafío de filtración de agua al aire libre

El Desafío de filtración de agua al aire libre, ofrece una atractiva oportunidad para que los estudiantes de secundaria apliquen principios de ciencias ambientales e ingeniería en un proyecto práctico y práctico. En esta actividad, los estudiantes diseñan y construyen sus propios sistemas de filtración de agua utilizando materiales naturales como arena, grava y carbón vegetal para purificar el agua sucia. Este proyecto introduce conceptos científicos clave como el ciclo del agua y los procesos de filtración, a la vez que anima a los estudiantes a pensar críticamente sobre cómo funcionan estos sistemas en la vida real. A medida que prueban sus sistemas de filtración, miden la efectividad de diferentes materiales y diseños, perfeccionando sus modelos mediante ensayo y error. En matemáticas, los estudiantes calculan el volumen de agua que filtran y miden la cantidad de agua limpia producida, perfeccionando sus habilidades de medición y cálculo de volumen. 

Para comenzar, los maestros pueden proporcionar materiales sencillos como botellas de plástico, filtros de café y diversos tipos de arena o tierra, junto con agua contaminada (como agua turbia o coloreada) para probar los sistemas de filtración. Este proyecto no solo refuerza los principios científicos y matemáticos, sino que también desafía a los estudiantes a pensar críticamente sobre temas ambientales y la importancia del agua limpia en nuestra vida diaria.

Enfoque científico: Ciclo del agua, filtración.

Enfoque matemático: Mediciones, cálculos de volumen.

Conexión profesional: Ingeniero en energías renovables, técnico en plantas de tratamiento de agua.

Diseño y construcción de molinos de viento

El proyecto de diseño y construcción de molinos de viento, ofrece una fantástica oportunidad para que los estudiantes de secundaria exploren los principios de la energía eólica, la aerodinámica y la ingeniería de forma práctica. En esta actividad, se reta a los estudiantes a diseñar y construir sus propios molinos de viento, probando diferentes formas y ángulos de aspas para ver cómo afectan la eficiencia y la potencia de sus creaciones. Este proyecto proporciona una conexión práctica con el creciente campo de las energías renovables, ayudando a los estudiantes a comprender cómo se aprovecha la energía eólica para usos prácticos. A medida que experimentan, los estudiantes profundizan en conceptos científicos, a la vez que aplican habilidades matemáticas esenciales, como el cálculo de ángulos, proporciones y medidas para optimizar sus diseños. 

Para empezar, los maestros pueden proporcionar materiales básicos como cartón, pajitas y cinta adhesiva, junto con un pequeño motor o generador para medir la potencia del molino de viento. Este proyecto práctico no solo refuerza los principios científicos clave, sino que también fomenta el pensamiento crítico, la creatividad y la resolución de problemas mientras los estudiantes trabajan para diseñar el molino de viento más eficiente posible.

Enfoque científico: Energía eólica, aerodinámica.

Enfoque matemático: Ángulos, proporciones, medidas.

Conexión profesional: Ingeniero en energías renovables, técnico en turbinas eólicas.

Lanzamiento de cohetes con bicarbonato de sodio y vinagre

Lanzar cohetes con bicarbonato de sodio y vinagre es una actividad atractiva y dinámica que combina la química, la física y las matemáticas en un experimento práctico y lleno de reacciones. En este proyecto, estudiantes de secundaria pueden explorar reacciones químicas mezclando bicarbonato de sodio y vinagre para crear una explosión de gas que propulsa un cohete casero. Al variar las cantidades de bicarbonato de sodio y vinagre, los estudiantes pueden experimentar cómo estos cambios afectan el vuelo del cohete, analizando el papel de la presión del aire en la creación de la fuerza necesaria para el lanzamiento. Esta actividad introduce a los estudiantes a conceptos científicos esenciales como las reacciones químicas y la presión del aire, a la vez que incorpora conceptos de física relacionados con la fuerza y ​​el movimiento. En matemáticas, los estudiantes pueden medir la altura, la distancia y el tiempo de vuelo del cohete, recopilando datos para calcular su trayectoria y velocidad. 

Para empezar, los maestros pueden proporcionar materiales sencillos como botellas de plástico, bicarbonato de sodio, vinagre y herramientas de medición, lo que permite a los estudiantes diseñar y ajustar sus cohetes para un rendimiento óptimo. Este proyecto no solo despierta la curiosidad, sino que también ayuda a los estudiantes a aplicar principios científicos y matemáticos en un contexto interactivo del mundo real.

Enfoque científico: Reacciones químicas, presión atmosférica.

Enfoque matemático: Medición de altura, tiempo y distancia.

Conexión profesional: Ingeniero aeroespacial, maestro de ciencias.

Construcción de circuitos con materiales naturales

La construcción de circuitos con materiales naturales, ofrece una oportunidad electrizante para que los estudiantes de secundaria se sumerjan en el mundo de la electricidad y los circuitos, utilizando materiales cotidianos y ecológicos. Esta actividad práctica desafía a los estudiantes a explorar conceptos eléctricos básicos como la conductividad, la resistencia y el voltaje, diseñando y probando sus circuitos con materiales naturales como alambre de cobre, frutas e incluso agua salada. A medida que experimentan con diferentes materiales, los estudiantes adquieren una comprensión más profunda del funcionamiento de los circuitos y el papel de la conductividad en el flujo eléctrico. La actividad también brinda la oportunidad de aplicar habilidades matemáticas clave, como el cálculo de voltaje y resistencia, mientras los estudiantes ajustan sus diseños de circuitos para lograr una funcionalidad óptima. 

Para comenzar, los maestros pueden proporcionar materiales sencillos como limones o papas que sirvan como conductores, junto con baterías y bombillas para completar el circuito. Este proyecto no solo refuerza los principios científicos, sino que también fomenta la creatividad y la resolución de problemas, ya que los estudiantes diseñan sus propios circuitos únicos y resuelven problemas a lo largo del proceso.

Enfoque científico: Electricidad, conductividad.

Enfoque matemático: Voltaje, resistencia, diseño de circuitos.

Conexión profesional: Ingeniero eléctrico, electricista, técnico en energías renovables.

Jardines flotantes

El proyecto del jardín flotante es una actividad STEM basada en plantas que combina física, biología y habilidades de resolución de problemas, lo que la convierte en la manera perfecta de involucrar a los estudiantes de secundaria tanto en ciencias como en matemáticas. Al construir un jardín flotante, los estudiantes exploran el concepto de flotabilidad mientras experimentan con materiales que permiten que las plantas crezcan en el agua. De paso, aprenderán sobre ecosistemas y biología vegetal, y comprenderán cómo las plantas interactúan con su entorno. Además de conceptos científicos, el proyecto incorpora habilidades matemáticas clave, como el cálculo de volumen, superficie y medidas, mientras los estudiantes diseñan sus propias plataformas flotantes. 

Para comenzar, los educadores pueden pedir a los estudiantes que construyan jardines flotantes sencillos con materiales cotidianos como botellas de plástico, espuma o poliestireno, y luego retarlos a probar el impacto de diferentes diseños en la flotabilidad y el crecimiento de las plantas. Este proyecto ofrece una gran oportunidad para que los estudiantes apliquen principios científicos y conceptos matemáticos en un contexto divertido y práctico.

Enfoque científico: Flotabilidad, ecosistemas, biología vegetal.

Enfoque matemático: Volumen, superficie, medidas.

Conexión profesional: Horticultor, administrador de finca, ingeniero agrícola.