Plan de Estudio STEM para Séptimo Grado

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Neurociencia (lóbulos cerebrales, sinapsis), endocrinología (hormonas del estrés: cortisol y adrenalina).
Tecnología: Apps de «biofeedback» (meditación, ritmo cardíaco), investigación (PubMed).
Ingeniería: Diseño de un «plan de bienestar» (un sistema) basado en datos de estrés/sueño.
Matemáticas: Análisis de datos (correlación entre horas de sueño y niveles de estrés reportados).

Pensamiento Crítico: ¿Cómo afecta el estrés (química) a mis pensamientos (electricidad)? ¿Cómo puedo «hackear» mi sistema nervioso para reducir la ansiedad?
Alfabetización Digital: Diferenciar entre ciencia y pseudociencia en apps de bienestar.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

• Diario de Datos de Bienestar: Por una semana, registrar horas de sueño, nivel de estrés (1-5) y minutos de ejercicio. Graficar y buscar correlaciones.
• Modelo de «Casco Cerebral»: Construir un modelo 3D del cerebro (de plastilina o digital) y mapear las funciones principales (lóbulos frontal, parietal, etc.).
• Prueba de «Biofeedback» Simple: Usar una app de ritmo cardíaco (o tomar el pulso manualmente). Medir el pulso, luego hacer 2 minutos de respiración profunda y medir de nuevo.

Evaluación Formativa

• Gráfica de correlación (sueño vs. estrés) con análisis.
• Modelo de casco cerebral etiquetado.
• Presentación del «plan de bienestar» basado en evidencia.

Integración de Valores Éticos

Salud Mental: Desestigmatizar la discusión sobre la salud mental viéndola como parte de la «biología» del cerebro.
Autoconciencia: Entender los «disparadores» personales de estrés.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Climatología (modelos climáticos, retroalimentación), ecología (especies clave, biodiversidad).
Tecnología: Mapeo GIS (Google Earth Engine), análisis de datos satelitales (NASA).
Ingeniería: Diseño de un «corredor de vida silvestre» (ingeniería de sistemas).
Matemáticas: Análisis de tendencias (gráficas de CO2), cálculo de índices de biodiversidad (simple).

Pensamiento Sistémico: ¿Cómo un pequeño aumento de temperatura (1°C) puede causar un colapso en un ecosistema (ej. arrecifes de coral)?
Alfabetización de Datos: Interpretar gráficas complejas de CO2 y temperatura global.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

• Análisis de «Núcleos de Hielo»: Crear un núcleo de hielo falso (capas de agua congelada con ceniza, colorante). Los estudiantes lo «perforan» (derriten) y analizan sus capas para reconstruir un «clima» pasado.
• Mapeo de Especies Clave: Usar Google Earth para mapear el rango de una especie clave (ej. oso polar, mariposa monarca) y superponerlo con mapas de cambio climático.
• Diseño de Corredor de Vida Silvestre: Dado un mapa con dos bosques separados por una «autopista», diseñar un puente o túnel (corredor) para la vida silvestre, justificando su diseño.

Evaluación Formativa

• Informe de laboratorio del «núcleo de hielo».
• Presentación del mapa GIS con análisis de impacto.
• Propuesta de diseño del corredor de vida silvestre.

Integración de Valores Éticos

Responsabilidad Intergeneracional: Discutir nuestra responsabilidad de dejar un planeta habitable a las generaciones futuras.
Justicia Climática: Analizar cómo el cambio climático afecta desproporcionadamente a las naciones más pobres.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Ciencia de datos (logística, optimización), ciencia de materiales (orígenes).
Tecnología: Rastreo (GPS, RFID – concepto), software de gestión de inventarios (concepto).
Ingeniería: Ingeniería de sistemas (diseño de una cadena de suministro eficiente), optimización de rutas.
Matemáticas: Análisis de costos (combustible, almacenamiento, mano de obra), criptografía (concepto de blockchain).

Pensamiento Crítico: ¿Por qué una sequía en Brasil afecta el precio del café aquí? ¿Qué es un «punto de fallo único» en una cadena de suministro?
Planificación: Mapear y optimizar una cadena de suministro compleja.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

• Mapeo «De la Mina al Móvil»: Rastrear los componentes clave de un smartphone (ej. cobalto, litio, silicio) desde su origen (mina) hasta el ensamblaje (fábrica) y el consumidor.
• Simulación de Cadena de Suministro (Juego): Simular una cadena (productor, distribuidor, minorista) usando bloques o dulces. Introducir una «interrupción» (ej. «el barco se atascó») y ver el efecto dominó.
• Debate: ¿Globalización vs. Localización?: Investigar los pros y contras de las cadenas de suministro globales (barato, variado) vs. locales (resiliente, menos huella de carbono).

Evaluación Formativa

• Mapa de la cadena de suministro del smartphone.
• Escrito reflexivo sobre la simulación (¿dónde ocurrió el «cuello de botella»?).
• Rúbrica de participación en el debate.

Integración de Valores Éticos

Derechos Laborales: Discutir las condiciones de trabajo en las minas y fábricas de la cadena de suministro.
Transparencia: El rol de tecnologías como blockchain para verificar el origen ético de un producto.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Física (electromagnetismo, Ley de Ohm), generación de energía (turbinas).
Tecnología: Diseño de circuitos (Tinkercad Circuits), multímetros.
Ingeniería: Ingeniería eléctrica (circuitos en serie vs. paralelo), diseño de una «red eléctrica» (sistema).
Matemáticas: Ley de Ohm (V=IR), cálculo de potencia (P=VI).

Pensamiento Crítico: ¿Por qué un circuito en paralelo es mejor para las luces de Navidad? ¿Cómo balanceamos la oferta y la demanda en una red eléctrica?
Colaboración: Construir un electroimán o motor simple en equipo.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

• Construye un Electroimán: Enrollar alambre de cobre alrededor de un clavo y conectarlo a una batería para levantar clips. Probar variables (más vueltas, más voltaje).
• Motor Homopolar Simple: Crear un motor simple con una batería, un tornillo, un imán de neodimio y un trozo de alambre.
• Simulación de Red Eléctrica: Usar Tinkercad Circuits para diseñar un circuito en paralelo (una «casa») y un circuito en serie. Probar qué sucede si una «luz» (LED) se quema en cada uno.

Evaluación Formativa

• Informe de laboratorio del electroimán (voltaje vs. fuerza).
• Simulación de Tinkercad funcional (con explicación).
• Examen simple sobre la Ley de Ohm.

Integración de Valores Éticos

Acceso a la Energía: Discutir la «pobreza energética» y cómo el acceso a la electricidad impacta la educación y la salud.
Sostenibilidad: El desafío de crear redes eléctricas «inteligentes» (Smart Grids) que integren energías renovables.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Criptografía (cifrado César, sustitución), análisis de metadatos.
Tecnología: «Hacking» ético (phishing, «ingeniería social»), análisis de redes (Wireshark – concepto).
Ingeniería: Diseño de una «política de seguridad» personal (un sistema).
Matemáticas: Lógica (booleana), probabilidad (ataques de fuerza bruta).

Pensamiento Crítico: ¿Qué información «regalo» en mis fotos (metadatos)? ¿Cómo reconozco un email de phishing?
Creatividad: Crear y descifrar mensajes codificados.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

• Análisis de Metadatos: Tomar una foto (con permiso) y usar un visor de EXIF en línea para ver los metadatos ocultos (ubicación, tipo de teléfono, hora).
• Simulación de Phishing: Analizar 5 emails (falsos) y identificar las «banderas rojas» (remitente, urgencia, enlaces sospechosos) que indican un ataque de phishing.
• Desafío de Criptografía: Enviar y recibir mensajes usando cifrado César (rotación de letras). Escribir un pequeño programa en Scratch que cifre/descifre mensajes.

Evaluación Formativa

• Informe de análisis de metadatos.
• Puntaje en el quiz de phishing (con explicación de errores).
• Programa de Scratch que funcione.

Integración de Valores Éticos

Privacidad vs. Seguridad: Debate: ¿Cuánta privacidad deberíamos ceder por seguridad?
Hacking Ético: Discutir la diferencia entre un «hacker de sombrero negro» (criminal) y uno «de sombrero blanco» (ético).

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Ciencia de datos (modelos de lenguaje, NLP), redes neuronales (concepto).
Tecnología: Interacción con LLMs (Gemini, ChatGPT), «Ingeniería de Prompts».
Ingeniería: Diseño de un «conjunto de datos» de entrenamiento (curación).
Matemáticas: Lógica, probabilidad (¿qué tan probable es que esta palabra siga a la otra?).

Alfabetización Digital: Entender que los LLMs «predicen», no «piensan» ni «entienden».
Pensamiento Crítico: ¿Cómo puedo verificar si la salida de una IA es correcta? (Alucinaciones). ¿Cuáles son los sesgos en este modelo?

Actividades Prácticas («Hands-on»)

• Ingeniería de Prompts: Dar a la clase una tarea (ej. «escribir un poema sobre un robot triste»). Comparar los resultados de un prompt simple vs. un prompt detallado (con rol, formato, tono).
• «Turing Test» de IA: Presentar 5 textos (algunos escritos por IA, otros por humanos). Los estudiantes deben votar y justificar por qué creen que es IA o humano.
• Debate: «Caja Negra» de la IA: Discutir el problema de la «caja negra» (no saber *cómo* la IA llegó a una decisión). ¿Es ético usar IA para decisiones médicas o legales?

Evaluación Formativa

• Comparación de prompts (rúbrica de calidad).
• Resultados y justificación del «Turing Test».
• Escrito argumentativo sobre el debate de la «caja negra».

Integración de Valores Éticos

Propiedad Intelectual: ¿De quién es el arte o texto generado por IA?
Desinformación: El riesgo de «deepfakes» y cómo la IA puede usarse para crear desinformación.
Transparencia: La necesidad de saber cuándo estamos interactuando con una IA vs. un humano.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Ciencia de materiales (concreto verde, madera laminada), termodinámica (diseño pasivo).
Tecnología: Diseño 3D (Tinkercad, SketchUp), análisis de «islas de calor» (GIS).
Ingeniería: Ingeniería civil/ambiental (diseño de techos verdes, captura de agua de lluvia, redes de energía descentralizadas).
Matemáticas: Cálculo de área/volumen (techos verdes), análisis de costo-beneficio, eficiencia energética.

Creatividad: ¿Cómo podemos rediseñar nuestros edificios/ciudades para que funcionen *con* la naturaleza, no contra ella?
Pensamiento Crítico (Sistémico): Diseñar una ciudad donde la energía, el agua y los residuos estén en un sistema de bucle cerrado.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

• Auditoría de Sostenibilidad del Campus: Evaluar la escuela en 3 áreas: energía (luces), agua (goteos) y residuos (reciclaje). Proponer 3 soluciones de ingeniería de bajo costo.
• Diseño de «Techo Verde» (Modelo): Construir un modelo de un techo verde (bandeja, capas de drenaje, tierra, plantas) y medir cuánta agua de «lluvia» puede retener vs. un techo normal.
• Diseño de «Ciudad Sostenible 2050»: En grupos, diseñar un modelo 3D (Tinkercad o Minecraft) de una ciudad que integre energía limpia, transporte público y biomimética (Unidad 2).

Evaluación Formativa

• Informe de auditoría de sostenibilidad (con soluciones).
• Informe de laboratorio del techo verde (datos de retención).
• Presentación del modelo de ciudad (rúbrica de integración de sistemas).

Integración de Valores Éticos

Sostenibilidad: Diseñar para un «costo de ciclo de vida» (LCA), no solo el costo inicial.
Equidad: Asegurar que las soluciones sostenibles (parques, aire limpio) estén disponibles para todos, no solo para los ricos.

Disciplinas STEM y Habilidades

Ciencia: Metodología de investigación, análisis de datos (cuantitativos y cualitativos).
Tecnología: Herramientas de prototipado (cualquiera de las unidades anteriores), software de presentación.
Ingeniería: Proceso de diseño de ingeniería completo (Investigar, Idear, Prototipar, Probar, Iterar, Comunicar).
Matemáticas: Presupuesto del proyecto, análisis estadístico de los resultados de las pruebas.

Colaboración: Gestión de un proyecto a largo plazo (8-10 semanas).
Pensamiento Crítico (Sistémico): Definir un problema complejo, proponer una solución multifacética y defenderla con evidencia.

Actividades Prácticas («Hands-on»)

• Fase 1: Propuesta de Proyecto: En grupos, identificar un problema real (en la escuela, comunidad o global) y escribir una propuesta formal (problema, investigación de fondo, solución propuesta, plan).
• Fase 2: Investigación y Prototipado: Ejecutar el plan. Investigar a fondo, construir un prototipo de alta fidelidad (funcional si es posible).
• Fase 3: Prueba y Presentación (Feria STEM): Probar el prototipo con usuarios reales, recolectar datos sobre su efectividad, iterar. Presentar el proyecto final en una «Feria de Soluciones» a la comunidad.

Evaluación Formativa

• Propuesta de proyecto (rúbrica).
• Portafolio del proyecto (documentación, datos de prueba, iteraciones).
• Presentación final en la «Feria de Soluciones» (evaluación por pares y maestros).

Integración de Valores Éticos

Agencia y Liderazgo: Tomar propiedad de un problema y liderar una solución.
Integridad Académica: Citar fuentes, presentar datos honestamente (incluso si la prueba falló).
Resiliencia: Entender que los grandes proyectos fallan a menudo antes de tener éxito.