Plan de Estudio STEM para Sexto Grado

🧬 Agentes de Cambio: Misiones de Impacto y Ética STEM

Un plan anual de 8 misiones para sexto grado, enfocado en el debate ético, el emprendimiento tecnológico y la ingeniería de sistemas complejos.

Objetivo Principal del Plan

Inspirar a los estudiantes de sexto grado a ser solucionadores de problemas éticos, capaces de analizar sistemas complejos, debatir el impacto de la tecnología y prototipar soluciones de emprendimiento social.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Biología (ADN, herencia, genes), biotecnología (concepto de CRISPR).
Tecnología: Investigación (bases de datos médicas), modelado de doble hélice.
Ingeniería: Diseño de un «árbol genealógico» para rastrear rasgos (ingeniería de datos).
Matemáticas: Probabilidad (cuadros de Punnett simples), estadística (frecuencia de rasgos).

Pensamiento Crítico: ¿Qué rasgos son heredados vs. aprendidos? ¿Es ético «diseñar» bebés?
Colaboración: Debate estructurado sobre los pros y contras de la edición genética.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

Extracción de ADN de Fresa: Usar alcohol, jabón y sal para extraer visiblemente el ADN de una fresa o plátano.
Modelo de ADN Comestible: Construir un modelo de la doble hélice usando gomitas (bases nitrogenadas) y regaliz (esqueleto de azúcar-fosfato).
Debate de Ética (CRISPR): Investigar un caso de uso de edición genética (ej. curar una enfermedad vs. cambiar el color de ojos) y participar en un debate formal.

Adaptación Híbrida/Remota (Debate): Usar una plataforma como Kialo (web) para crear un árbol de debate visual, o un foro de discusión estructurado (Flipgrid) donde los estudiantes publican argumentos y refutaciones en video.

Kialo (web), Flipgrid, videos explicativos de CRISPR (Kurzgesagt).

Evaluación Formativa

Modelo de ADN etiquetado correctamente.
Hoja de trabajo de cuadros de Punnett.
Rúbrica de participación en el debate (basada en argumentos y evidencia).

Integración de Valores Éticos

Ética y Responsabilidad: Discutir la frase «Solo porque *podemos*, ¿significa que *debemos*?»
Equidad: ¿Quién tendrá acceso a estas costosas tecnologías médicas? ¿Aumentará la brecha social?

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Biología (adaptaciones animales/vegetales), astrobiología (zona habitable).
Tecnología: Investigación (AskNature.org), modelado 3D (Tinkercad).
Ingeniería: Proceso de diseño inverso, prototipado de soluciones biomiméticas.
Matemáticas: Geometría (formas en la naturaleza, ej. hexágonos en panales), proporción áurea (concepto).

Pensamiento Sistémico: ¿Cómo resuelve la naturaleza problemas de energía, agua y materiales sin desperdicio?
Creatividad: Aplicar una solución biológica a un problema humano.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

Inventario de Biomimética: Investigar (ej. en AskNature.org) y presentar 3 ejemplos de cómo los humanos han copiado a la naturaleza (ej. velcro, tren bala, trajes de baño de piel de tiburón).
Desafío de Diseño Biomimético: En grupos, elegir un problema (ej. «recolectar agua de la niebla», «mantener un edificio fresco sin A/C») y diseñar un prototipo inspirado en un organismo.
Diseño de un «Exoplaneta Habitable»: Basado en el concepto de «Zona Dorada», diseñar un planeta (distancia a la estrella, atmósfera, agua) que pudiera albergar vida.

Adaptación Híbrida/Remota (Diseño Biomimético): Los estudiantes crean su prototipo en Tinkercad (digital) o como un dibujo de ingeniería detallado, y lo presentan en un video «pitch».

AskNature.org, Tinkercad, NASA Exoplanet Exploration (web).

Evaluación Formativa

Presentación de la investigación de biomimética.
Prototipo o plano del desafío de diseño (rúbrica).
Póster del «Exoplaneta Habitable» (justificando sus decisiones).

Integración de Valores Éticos

Sostenibilidad: Reconocer que la naturaleza tiene 3.8 mil millones de años de I+D en sostenibilidad.
Perspectiva: Valorar la fragilidad y singularidad de la vida en la Tierra.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Investigación de mercado (encuestas, análisis de datos).
Tecnología: Prototipado de apps (Figma) o productos (Tinkercad), marketing digital (Canva).
Ingeniería: Proceso de diseño de producto (Lean Canvas), MVP (Producto Mínimo Viable).
Matemáticas: Presupuesto (costos fijos/variables), proyección de ingresos, precio de producto.

Pensamiento Crítico: ¿Mi solución es deseable (por el usuario), factible (tecnológicamente) y viable (financieramente)?
Planificación: Crear un plan de negocios (Lean Canvas) de una página.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

Ideación de Emprendimiento Social: Identificar un problema social o ambiental (local o global) y proponer una solución basada en STEM (ej. app que reduce desperdicio de comida, dispositivo de bajo costo para cargar teléfonos).
Prototipo de «Producto Mínimo Viable» (MVP): Crear un prototipo rápido (en Figma/Canva para apps, o cartón para productos) para probar la idea central.
Evento «Shark Tank» Social: Preparar un «pitch» de 3 minutos (problema, solución, mercado, costos) y presentarlo a un panel de «inversionistas» (maestros, padres, líderes comunitarios).

Adaptación Híbrida/Remota («Pitch» de Video): Los estudiantes colaboran en su Lean Canvas (Google Slides) y prototipo (Figma). Graban su «pitch» de 3 minutos y lo suben. Los «inversionistas» dejan comentarios.

Figma, Canva, Google Slides, calculadoras de presupuesto.

Evaluación Formativa

Lean Canvas completado (rúbrica).
Calidad del prototipo MVP.
Rúbrica del «pitch» (claridad, persuasión, viabilidad).

Integración de Valores Éticos

Impacto Social: Medir el éxito no solo en ganancias, sino en «impacto» (social o ambiental).
Resiliencia: Aceptar la retroalimentación (incluso un «no estoy dentro») como una oportunidad para iterar y mejorar.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Física (leyes de termodinámica – conceptos), transferencia de calor (conducción, convección, radiación).
Tecnología: Termómetros infrarrojos, investigación sobre energía nuclear (fisión/fusión).
Ingeniería: Diseño de sistemas de aislamiento térmico, construcción de un calorímetro.
Matemáticas: Cálculo de cambio de temperatura (Delta T), medición de calorías (energía).

Pensamiento Crítico: ¿Por qué la energía nuclear es tan poderosa pero tan controvertida? ¿Es el «frío» una cosa? (Ausencia de calor).
Colaboración: Debate sobre el futuro de la matriz energética.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

Desafío del Contenedor Térmico: En grupos, usar materiales limitados (ej. vasos, algodón, papel aluminio) para diseñar un contenedor que mantenga un cubo de hielo sin derretirse por el mayor tiempo posible.
Calorímetro de un Maní: (Con supervisión). Quemar un maní (u otro snack) bajo un tubo de ensayo con agua para medir el cambio de temperatura y calcular la energía (calorías) que contiene.
Debate de Energía: Fisión vs. Fusión vs. Renovables: Investigar los pros y contras de la energía nuclear (fisión), la promesa de la fusión y las energías renovables (solar/eólica) como solución climática.

Adaptación Híbrida/Remota (Contenedor Térmico): Desafío en casa. Los estudiantes diseñan, construyen y registran (con fotos y una tabla de tiempo) cuánto duró su cubo de hielo.

Simuladores de transferencia de calor (Phet), videos de «cómo funciona la energía nuclear».

Evaluación Formativa

Tabla de datos y gráfica de rendimiento del contenedor térmico.
Cálculos del laboratorio del calorímetro.
Rúbrica de participación en el debate energético.

Integración de Valores Éticos

Pensamiento a Largo Plazo: Discutir el problema de los desechos nucleares (cientos de miles de años).
Responsabilidad Global: El uso de energía y el cambio climático son problemas globales.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Química (cromatografía, pH), biología (huellas dactilares, análisis de fibras).
Tecnología: Microscopios (digitales o simples), análisis de escritura.
Ingeniería: Proceso de investigación (recolección de evidencia, análisis, conclusión).
Matemáticas: Medición (tamaño de huellas, distancia), ángulos (salpicaduras de «sangre» falsa).

Pensamiento Crítico: ¿La evidencia prueba la culpabilidad o solo la presencia? (Correlación vs. Causalidad).
Creatividad: Crear un «misterio» para que otro equipo lo resuelva.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

Análisis de Tinta (Cromatografía): Usar tiras de papel de filtro y alcohol/agua para separar las tintas de diferentes bolígrafos (ej. una «nota de rescate»).
Laboratorio de Huellas Dactilares: Aprender a identificar los 3 tipos de patrones (lazo, arco, espiral). Levantar huellas dactilares de un vaso usando talco o polvo de grafito y cinta.
Misterio del Suelo: Analizar 3 muestras de «suelo» (de diferentes lugares del campus) bajo el microscopio y por pH para determinar cuál coincide con la «evidencia» encontrada.

Adaptación Híbrida/Remota (Cromatografía): Se puede hacer fácilmente en casa con filtros de café y marcadores. Los estudiantes publican una foto de sus resultados.

Videos de análisis forense, bases de datos de huellas dactilares (ejemplos).

Evaluación Formativa

Informe de laboratorio forense (presentando toda la evidencia).
Identificación correcta de huellas dactilares.
Conclusión final del «misterio» basada en evidencia.

Integración de Valores Éticos

Integridad y Precisión: La importancia de un análisis de evidencia preciso e imparcial.
Justicia: Discutir cómo la ciencia forense puede condenar a los culpables y exonerar a los inocentes.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Ciencia de datos (patrones, clasificación), redes neuronales (concepto simple).
Tecnología: Machine Learning (Google’s Teachable Machine), diagramas de flujo.
Ingeniería: «Ingeniería» de un conjunto de datos (curación de datos).
Matemáticas: Lógica (declaraciones «si-entonces-si no»), probabilidad.

Alfabetización Digital: Entender que los algoritmos son creados por humanos y pueden tener sesgos.
Pensamiento Crítico: ¿Por qué mi IA se equivocó? ¿Estaban mis datos de entrenamiento sesgados?

Actividades Prácticas («Hands-on»)

«Sé el Algoritmo» (Unplugged): Crear un diagrama de flujo (algoritmo) para una decisión simple (ej. «¿Qué debo ponerme hoy?»).
Entrena tu Propia IA: Usar «Teachable Machine» de Google (web) para entrenar un modelo que reconozca gestos (piedra, papel, tijera) o clasifique dibujos (gato vs. perro).
Detectando el Sesgo (Bias): Probar el modelo de IA. ¿Falla con ciertos tipos de dibujos? Discutir cómo un conjunto de datos de entrenamiento (ej. solo perros grandes) puede crear un modelo sesgado.

Adaptación Híbrida/Remota (Teachable Machine): Actividad perfecta para remoto. Los estudiantes entrenan sus propios modelos en casa y comparten el enlace a su modelo funcional.

Google’s Teachable Machine (web), Google Drawings (diagramas de flujo).

Evaluación Formativa

Diagrama de flujo (algoritmo) funcional.
Modelo de Teachable Machine (¿funciona?).
Escrito reflexivo: ¿Qué es el sesgo algorítmico y por qué es peligroso?

Integración de Valores Éticos

Equidad y Justicia: Discutir el impacto del sesgo de la IA en la justicia penal, la contratación o los préstamos.
Transparencia: La necesidad de entender cómo los algoritmos toman decisiones sobre nosotros.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Ciencia de materiales, análisis de ciclo de vida (ACV).
Tecnología: Investigación (impacto de materiales), diseño 3D (Tinkercad).
Ingeniería: Diseño para el desmontaje («Design for Disassembly»), ingeniería de sistemas (economía circular).
Matemáticas: Cálculo de desperdicio (porcentaje), análisis de costos (costo del ciclo de vida).

Creatividad: ¿Cómo puede este «desperdicio» convertirse en un «recurso»?
Pensamiento Crítico (Sistémico): Contrastar el modelo lineal (tomar-hacer-desechar) con el circular (reducir-reusar-reciclar-rediseñar).

Actividades Prácticas («Hands-on»)

«Autopsia» de un Producto: (Con seguridad). Desarmar un producto electrónico simple (ej. un ratón viejo, un juguete a baterías). Clasificar sus componentes (plástico, metal, circuitos).
Análisis de Ciclo de Vida (Lineal): Mapear el ciclo de vida del producto (de la «cuna a la tumba»). ¿De dónde vinieron los materiales? ¿Dónde termina?
Rediseño Circular: Rediseñar el producto para la economía circular. ¿Podría ser modular? ¿Fácil de reparar? ¿Hecho de materiales compostables? Presentar el rediseño.

Adaptación Híbrida/Remota (Rediseño Circular): Los estudiantes eligen un producto en casa. Hacen la «autopsia» (con permiso) y crean una presentación en Google Slides mostrando el análisis del ciclo de vida y el rediseño.

Ellen MacArthur Foundation (web), Tinkercad, Google Slides.

Evaluación Formativa

Mapa visual del análisis de ciclo de vida.
Presentación del rediseño circular (rúbrica de innovación).
Informe de la «autopsia» (lista de materiales).

Integración de Valores Éticos

Sostenibilidad: Entender que el concepto de «basura» es un invento humano; en la naturaleza no existe.
Responsabilidad del Productor: Discutir si las compañías deberían ser responsables del fin de la vida de sus productos.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Recolección de datos (encuestas, observación), análisis de datos cualitativos y cuantitativos.
Tecnología: Mapeo (Google My Maps), prototipado (Figma, Tinkercad).
Ingeniería: Proceso de «Design Thinking» (Empatizar, Definir, Idear, Prototipar, Probar).
Matemáticas: Análisis estadístico de encuestas, presupuestos del proyecto.

Colaboración: Trabajo en equipo a largo plazo (6-8 semanas) para un proyecto complejo.
Pensamiento Crítico (Sistémico): Abordar un problema real de la comunidad (ej. tráfico, basura, acceso a parques) desde múltiples ángulos.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

Fase 1: Empatizar y Definir: Salir al campus/comunidad (o usar Google Maps) e identificar un problema real. Entrevistar a las partes interesadas (ej. otros estudiantes, personal). Definir claramente el problema.
Fase 2: Idear y Prototipar: Lluvia de ideas de 20 soluciones. Elegir una y crear un prototipo de baja fidelidad (ej. un dibujo, un modelo de cartón, un wireframe de app).
Fase 3: Probar y Presentar: Probar el prototipo con usuarios reales. Recoger feedback, iterar y presentar la solución final a un panel (ej. director, consejo estudiantil).

Adaptación Híbrida/Remota (Proyecto Comunitario): Los estudiantes se enfocan en un problema en *su* comunidad local o en la comunidad escolar *en línea*. Usan Google Forms para encuestas y Figma para prototipos colaborativos.

Google Forms, Google My Maps, Figma, Tinkercad.

Evaluación Formativa

Portafolio de Design Thinking (documentando cada fase).
Calidad del prototipo final y la iteración basada en feedback.
Presentación final del proyecto (rúbrica).

Integración de Valores Éticos

Empatía Radical: El «Design Thinking» comienza con la empatía, no con la solución.
Agencia Cívica: Entender que tienen el poder y las herramientas para cambiar su propia comunidad.
Colaboración: Reconocer que los problemas complejos requieren soluciones colaborativas.