Título	Objetos facilitadores de la mediación de contenido científico en educación básica - Emilia Sporman
Tipo de Proyecto	Proyecto de Titulación
Período	2025-2026
Carreras	Diseño
Alumno(s)	Emilia Sporman
Profesor	Juan Carlos Jeldes

Título 1

Investigación

Pregunta de investigación

¿Cómo desarrollar y transferir modelos de objetos didácticos de fabricación digital accesibles y replicables para que los docentes de educación básica en Chile puedan implementarlos efectivamente en sus aulas, promoviendo experiencias de aprendizaje activo y significativo?

Hipótesis

El uso de objetos didácticos accesibles y transferibles, basados en fabricación digital, contribuye a un aumento en la motivación, la creatividad y la participación activa de los estudiantes en las clases de ciencias, sin importar el nivel de conocimiento tecnológico previo de los docentes

Planteamiento inicial de la investigación^[1]

En el marco del proyecto de investigación, se ha trabajado en un estudio profundo sobre cómo diseñar y transferir objetos didácticos de fabricación digital y ciencias experimentales, originalmente desarrollados por estudiantes de diseño, para que cualquier docente de educación básica pueda implementarlos en su aula. Como señalan algunos estudios, los objetos manipulativos no solo actúan como herramientas de enseñanza, sino que facilitan un aprendizaje activo que involucra al estudiante de manera física, permitiéndole construir significado a través de la interacción directa con los materiales (Gilligan & Lee, 2023)

Objetivo general

Desarrollar un modelo para la transferencia de conocimiento en la materialización de objetos, que permitan a docentes de educación básica generar experiencias de aprendizaje activo y significativo en sus aulas, basadas en la práctica creativa de aplicación de nuevas tecnologías de la fabricación digital y sus aplicaciones, que actualmente se están implementando en las escuelas de Chile.

Objetivos específicos

Crear y transferir conocimientos en la materialización de objetos a docentes.
Estudiar las prácticas docentes asociadas a métodos activos y significativos en el aula.
Probar y medir con los docentes en aula el material diseñado en el proyecto.
Instalar flujos de trabajo, como una práctica creativa, que generen una vía de consolidación en el uso de las nuevas tecnologías de fabricación.

Proceso de investigación^[2]

En el marco del proyecto de investigación, se ha trabajado en un estudio sobre cómo diseñar y transferir talleres educativos de fabricación digital y ciencias experimentales, para que cualquier docente de educación básica pueda implementarlos en su aula. El enfoque se centra en garantizar que estas experiencias sean tanto replicables como significativas, lo cual ha sido un principio central en las investigaciones sobre aprendizaje basado en proyectos y tecnologías activas que facilitan el aprendizaje mediante la práctica y la colaboración (Byrne, 2023)

¿Cómo se ha realizado este estudio?

Documentación y sistematización de los talleres: Cada taller, originalmente desarrollados por estudiantes de diseño, es registrado en fichas detalladas que incluyen objetivos, materiales, herramientas, cronogramas, actividades teóricas y prácticas, cierre y evaluación. Esto permite que cualquier docente pueda entender el flujo de la actividad y preparar la clase.
Transferencia de conocimiento a docentes: Se analizan cómo los contenidos y la experiencia pueden ser transmitidos de manera efectiva a los docentes, incluyendo la descripción de los toolkits o kits de actividades, que contienen los materiales y objetos necesarios, así como el cronograma de paso a paso para la realización de cada actividad.

Objetivos esperados

Los docentes pueden implementar los objetos didácticos correctamente, siguiendo instrucciones de fabricación preparadas previamente.
Los estudiantes participan activamente en la construcción de conocimiento, explorando tecnologías de fabricación digital desde una perspectiva práctica y lúdica.
La experiencia fomenta la creatividad, la colaboración y la curiosidad por nuevas materias.
Se promueve la inclusión, adaptando las necesidades de los estudiantes.

Talleres

Entre los años 2017 y 2024 se desarrollaron diversos talleres vinculados al área STEAM Gender, abordando contenidos tanto del ámbito escolar como del ámbito extraprogramático. Estos talleres fueron diseñados con un foco central en las y los estudiantes, funcionando de manera autónoma y sin la participación directa de docentes.

La proyección futura del proyecto apunta a mantener a las y los estudiantes como eje principal, pero incorporando también un enfoque formativo hacia los docentes. La intención es entregar herramientas que permitan replicar y adaptar las actividades del curriculum escolar en el aula, promoviendo el trabajo colaborativo entre docentes y diseñadores.

Análisis de los talleres realizados

El siguiente análisis se realizó considerando como tópicos cada una de las 4 causas aristotélicas.

**4 causas aristotélicas aplicadas a talleres (2019–2024)**
Taller	Causa material	Causa formal	Finalidad (causa final)	Agenciamiento (causa eficiente)
Taller de competencia giroscópica	Discos de MDF y acrílico; placas de acrílico; golillas; puntillas intercambiables; lanzador con correa; cortadora láser; computadores/TV; Processing o p5.js.	Discos con distintos diámetros y cortes para provocar comportamientos giroscópicos diferenciados; sets estandarizados por estudiante/pareja.	Comprender el efecto giroscópico integrando teoría y práctica; reforzar física, programación y fabricación digital; fomentar trabajo colaborativo.	Diseñadores crean el toolkit; docente guía; monitores apoyan; fabricación con láser/3D y prueba en aula.
Taller de percepciones y robótica	Arduino, protoboard, motores, LEDs, sensores ultrasónicos, cables, baterías 18650, chasis, herramientas manuales, PC con Tinkercad, material audiovisual.	Kits organizados por función (energía, control, actuadores, estructura) para ensamblaje rápido y seguro.	Iniciar en robótica y programación con enfoque práctico; desarrollar pensamiento crítico y creativo mediante prototipado.	Toolkit completo + software; el equipo guía la exploración y pruebas iterativas con retroalimentación.
Taller de modelado de semilleros capilares	Shapr3D; impresoras 3D; cartones para maqueta; semillas y macetas; lápices/colores; contenedores plásticos; herramientas manuales; proyector/PC.	Piezas 3D tubulares con calados para capilaridad; plantillas de armado y prueba en sustratos.	Unir modelado digital y cultivo; experimentar capilaridad; fortalecer creatividad desde diseño a objeto.	Diseño CAD; impresión 3D; montaje guiado por el docente; seguimiento de resultados.
Taller de monocultivo hidropónico	Recipientes de cultivo, almácigos, semillas, solución nutritiva, jarras/pipetas, cartón para personalizar, cinta; utensilios de mezcla; kits prefabricados.	Canastillos/recipientes modulares; estaciones para siembra, solución y control.	Comprender principios básicos de hidroponía mediante experiencia práctica.	Kits armados por el equipo; distribución por estaciones; monitoreo y apoyo continuo.
Taller de mosaicos fractales	Cartón/MDF/chocolate (según versión); tijeras/pegamento; impresora/plotter; termoformadora; plantillas de fractales.	Plantillas y moldes con cortes precisos; secuencia para construir patrones auto-semejantes.	Comprender geometría fractal, patrones y simetrías; llevar diseño digital a objeto físico.	Corte láser/impresión; guía paso a paso; cierre con muestra de producciones.
Taller de paisajes sonoros	Parabólicas receptoras, máscaras auditivas, caracolas, grabadoras, parlantes, pendrive; PC/TV; pinceles/tintas; hojas; kits de sonido.	Objetos que direccionan/captan sonido; dinámicas de escucha dirigida y registro.	Explorar el territorio mediante el sonido; desarrollar percepción sensorial y trabajo en equipo; materializar un “paisaje sonoro”.	Toolkits físicos y digitales; ruta de escucha + edición; exhibición final.
Taller viajando con la Tierra	Engranajes de MDF; esferas Tierra/Sol; piezas 3D; proyectores y computadores.	Sistema de engranajes que modela rotación/traslación; base estable para manipulación segura.	Entender estaciones, día/noche y movimientos de la Tierra mediante modelo tangible.	Diseño/producción (láser+3D); montaje guiado; actividades de observación.
Taller palabras en acción	Tableros de goma eva; cartas con animales/letras; fichas; soporte de letras en MDF; cajas; hojas; lápices/colores; proyector/PC.	Cartas codificadas y tableros modulares para manipulación fluida.	Desarrollar conciencia fonológica y construcción de palabras en colaboración.	Fabricación láser; set por equipo; dinámicas lúdicas guiadas.
Taller movamos al mundo	Mecanos en cartón craft, bombillas de papel, pizarras y marcadores.	Los mecanos están diseñados para permitir distintas y nuevas construcciones de máquinas simples.	Que los estudiantes desarrollen coordinación, trabajo en equipo y comprensión de conceptos físicos y sociales, integrando movimiento, estrategia y aprendizaje activo de manera lúdica y significativa.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc. Softwares: autocad.
Taller lanzamiento al espacio	Cohetes de cartón, piezas impresas 3D, elásticos, marcadores, masking tape, cronómetros, proyectores y computadores.	Plantillas de decoración para el cohete, tubo impreso en 3d con grosor y largo especifico para facilitar la propulsión; propulsador hecho con una botella para otorgar la maxima potencia al pisarla.	Que los estudiantes comprendan principios de física y aerodinámica, desarrollen habilidades de experimentación, planificación y trabajo en equipo, y vivan una experiencia activa y significativa relacionada con el lanzamiento de cohetes.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc, impresoras 3d. Softwares: fusion360, autocad, creality print.
Taller mundos simétricos	Piezas de caleidoscopio y regalo en MDF, cartón, papel, lápices de colores, tijeras, pegamento, computadores	Elementos del caleidoscopio diseñados para permitir replicación y exploración de diferentes tipos de simetría. Las piezas fueron diseñadas para encajarlas entre si.	Que los estudiantes comprendan conceptos de simetría, geometría y patrones, desarrollen habilidades creativas y transformen diseños en objetos físicos o visualizaciones, generando aprendizaje activo y significativo.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc. Softwares: fusion360, autocad.
Taller fuerzas ocultas	Cartón craft, imanes circulares, cinta doble faz, plantillas de construcción, herramientas manuales (tijeras, pegamento, destornillador), parlante, computador, televisor.	Piezas de cartón y plantillas diseñadas con calados específicos para construir estructuras básicas, permiten que la atención del participante se centre en la interacción con los imanes	Que los estudiantes comprendan conceptos de magnetismo, campo magnético y fuerza magnética, desarrollen habilidades de observación y experimentación, y vivan una experiencia activa y significativa manipulando objetos físicos.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc, impresoras 3d. Softwares: fusion360, autocad, creality print.
Taller jardín de colores	Pinturas, pinceles, cartulinas, papel,materiales para decoración, herramientas manuales (tijeras, pegamento).	Se diseñó un soporte para los posillos, facilita el orden de las mezclas, manteles de trabajo para facilitar la distribución y orden de los materiales.	Que los estudiantes exploren y comprendan el color, la composición y el crecimiento de plantas, desarrollen creatividad, trabajo cooperativo y aprendizaje activo, conectando teoría y práctica.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc, impresoras 3d. Softwares: fusion360, autocad, creality print.
Taller colores en movimiento	Prisma de recina, caja oscura de MDF, sostenedor impreso en 3d, computador, proyector.	Caja rectangular oscura para visualizar efectos de la luz y colores; matriz de mica para la fabricación de los prismas	Que los estudiantes exploren y comprendan la interacción de colores y movimiento, desarrollen habilidades artísticas y de percepción visual, y vivan un aprendizaje activo y significativo mediante experiencias prácticas y lúdicas.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc, impresoras 3d. Softwares: fusion360, autocad, creality print. Preparación mezcla de recina y uso de horno para el secado.
Taller construyendo sobre vías	Vías prefabricadas, piezas de conexión, engranajes, herramientas manuales (tijeras, destornillador, cinta adhesiva), marcadores, proyectores y computador.	Vías y bloques diseñados con medidas y conexiones específicas para asegurar ensamblaje correcto y seguro.	Que los estudiantes comprendan principios de mecánica, movimiento y colaboración, desarrollen habilidades de resolución de problemas y creatividad, y experimenten activamente con el ensamblaje de vías y estructuras.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc, impresoras 3d. Softwares: fusion360, autocad, creality print.
Taller de imágenes ilusionistas	Láminas de MDF y acrílico, imágenes 2D (fondos y siluetas), adhesivos para etiquetas, herramientas manuales (tijeras, pegamento), pinceles y tinta, computador, proyector.	Se diseñó una caja rectangular para poder ubicar una lamina de acrilico en 45 grados, para que la luz se refleje y así proyectar las siluetas en 3d	Que los estudiantes comprendan principios de óptica geométrica (reflexión, refracción, difracción), desarrollen pensamiento crítico, habilidades de diseño y construcción de prototipos, y experimenten aprendizaje activo y significativo mediante la transformación de imágenes 2D en percepciones 3D.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc. Softwares: autocad.
Taller transforma y arranca	Piezas de madera MDF, ruedas, ejes, elásticos, piezas impresas 3D, adhesivos, herramientas manuales (martillo, destornillador, alicate) y espacio para pista de pruebas.	Se diseñó la estructura del auto pensando en el sistema de movimiento, perilla para enganchar el elastico; en las ruedas habia un desnivel para situar elástico, para generar roce en las superficie.	Que los estudiantes comprendan principios de física como energía mecánica, fricción y transferencia de energía, desarrollen habilidades de construcción y resolución de problemas, fomentando aprendizaje activo y significativo mediante experimentación directa.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc, impresoras 3d. Softwares: fusion360, autocad, creality print.
Taller avión tubular	Cartulina opalina, cartón piedra, plantillas prepicadas, herramientas manuales (tijeras, plegadoras), proyector, computador, fichas A-1 con piezas del avión.	Piezas de papel y cartón con cortes y pliegues predefinidos para ensamblar el avión tubular; el diseño permite experimentar la aerodinámica y el vuelo de manera controlada	Que los estudiantes comprendan los principios básicos de aerodinámica, como la sustentación, el empuje, el roce y el principio de Bernoulli, desarrollen habilidades de construcción, observación y experimentación, y vivan un aprendizaje activo y significativo.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc. Softwares: autocad, ilustrator.
Taller de zootropos	Piezas prefabricadas en cartón, plantillas con siluetas, palos de brocheta, lápices, herramientas manuales (tijeras, pegamento), proyector y computador	Piezas del zoótropo diseñadas para ensamblaje fácil, con discos y figuras dimensionadas para producir la ilusión de movimiento;	Que los estudiantes comprendan fenómenos de la persistencia de la visión y animación, desarrollen habilidades de observación, motricidad fina y experimentación práctica, y vivan un aprendizaje activo y significativo sobre cómo se percibe el movimiento.	Diseñadores crean los toolkits con piezas físicas, mediante el uso de cortadora láser cnc. Softwares: autocad, ilustrator.
Taller de árboles fractales	MDF/cartón; varillas; plantillas de ramificación; herramientas de corte/pegado.	Plantillas con reglas de ángulo/escala para iterar niveles de ramificación.	Comprender crecimiento y recursividad; visualizar patrones naturales.	Corte y armado guiado; registro fotográfico y reflexión final.
Taller del código a la realidad	PCs con Processing; cortadora/Router CNC; materiales de placa (MDF/acrílico); insumos de sujeción; software CAM.	De “bits a átomos”: dibujo paramétrico → export → corte fresado; unidad discreta que se repite para formar un fractal u otro patrón.	Entender cómo el código genera forma física; vincular programación, fabricación digital y diseño.	Programación en aula; validación con docente/monitor; producción en máquina; montaje.

Entrevistas

Para comprender en profundidad cómo los objetos realizados por estudiantes de diseño puedan ser transferidos y aplicados por docentes en sus propias aulas, se realizó una serie de entrevistas semiestructuradas a docentes dedicados al área de educación pre básica, básica y media.

El análisis de estas entrevistas se ha desarrollado mediante un proceso de codificación cualitativa, que permite identificar patrones, ideas recurrentes y enfoques comunes en las respuestas. Este proceso comenzó con la transcripción completa de cada entrevista y la lectura del contenido, para luego asignar códigos y subcódigos que agrupan los temas más relevantes.

A través de esta metodología, se busca reconocer las necesidades prácticas de los docentes, como también las oportunidades para fortalecer la transferencia del conocimiento desde el diseño hacia la educación.

Tabla de codificación

El análisis de estas 4 entrevistas realizadas a docentes de distintos niveles permitió identificar patrones comunes en la manera en que se entiende y se practica la enseñanza basada en manipulativos, experiencias concretas y diseño de objetos educativos. El objetivo central del análisis fue reconocer cómo los actores educativos comprenden el aprendizaje activo, qué valor atribuyen a la experiencia sensorial, y de qué manera los objetos y materiales intervienen en la construcción de conocimientos significativos.

En todas las entrevistas se observó una coincidencia clara: las docentes consideran que los estudiantes aprenden mejor cuando manipulan, experimentan y personalizan los materiales de trabajo. Aparece de manera constante la idea de que el aprendizaje se fortalece cuando el niño puede tocar y observar los objetos desde su propia curiosidad. Asimismo, surgió la noción de que la enseñanza requiere articulación interdisciplinaria, planificación flexible, colaboración entre docentes y equipos PIE, y adaptación a los ritmos y necesidades del curso.

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Manipulativos^[3]

El término manipulativo proviene del latín manipulus, que inicialmente hacía referencia a un “puñado” de personas que un mando podía manejar con facilidad. En el contexto educativo, los manipulativos son materiales físicos diseñados para facilitar el aprendizaje activo, permitiendo que los estudiantes construyan significado a través de la interacción directa con los objetos. Este enfoque, que se basa en los principios del constructivismo, ha sido ampliamente respaldado en la literatura educativa como una de las mejores maneras de construir el conocimiento (Pouw et al., 2014)

Son materiales físicos diseñados para permitir que el estudiante manipule, explore y descubra relaciones. Facilitan el paso del pensamiento concreto al abstracto. Se usan principalmente en matemáticas, ciencias y educación especial, pero también en psicología y terapia ocupacional.

Los manipulativos permiten que el aprendizaje deje de ser una actividad meramente verbal o abstracta. Al trabajar con objetos, los estudiantes construyen significado a través del cuerpo, relacionan lo nuevo con lo que ya conocen y desarrollan habilidades cognitivas y sociales. Un manipulativo bien diseñado no solo ilustra un concepto: crea una experiencia que permanece en la memoria, motiva la curiosidad y favorece la comprensión profunda.

Ejemplos de manipulativos populares

Regletas Cuisenaire

Fueron creadas para enseñar matemáticas de forma visual y concreta.

Origen:

Diseñadas por Georges Cuisenaire (maestro belga) en 1952. Buscaba que los niños comprendieran las relaciones numéricas manipulando barras de distintos colores y longitudes.

Propósito inicial:

Representar números, operaciones y proporciones sin recurrir a símbolos escritos.
Favorecer el paso del pensamiento concreto al abstracto.
Desarrollar la comprensión del valor relativo y las relaciones entre cantidades.

Usos principales:

Suma, resta, multiplicación y división.
Fracciones, decimales y porcentajes.
Patrones, equivalencias y álgebra básica.

Fundamento teórico:

Cuisenaire se basó en principios del constructivismo y del aprendizaje activo, luego difundidos por Caleb Gattegno, quien promovió su uso mundial como medio para “descubrir” la estructura del número, no memorizarla.

Ábacos

Fueron creados para contar y realizar operaciones aritméticas de manera manual y visual.

Origen:

El ábaco existe desde hace más de 4 000 años. Apareció en civilizaciones como la babilónica, egipcia, griega y china. Su versión más conocida es el ábaco chino o suanpan, aunque también hay variantes japonesas (soroban) y romanas.

Propósito original:

Representar cantidades mediante cuentas o fichas móviles.
Facilitar cálculos de suma, resta, multiplicación y división antes del uso del papel y lápiz.
Servir como herramienta comercial y de enseñanza del número.

Uso educativo actual:

Desarrollar la comprensión del valor posicional (unidades, decenas, centenas).
Favorecer el razonamiento lógico y mental al visualizar los números.
Apoyar la transición del conteo concreto al cálculo abstracto.

Fundamento pedagógico:

En educación moderna se usa como material manipulativo constructivista, porque permite que el estudiante “vea y toque” las relaciones numéricas, construyendo así el concepto de número desde la experiencia.

Bloques lógicos

Fueron creados para desarrollar el razonamiento lógico y la clasificación de conceptos en niños.

Origen:

Diseñados en la década de 1950 por Zoltan Dienes, matemático y pedagogo húngaro-británico.

Propósito original:

Enseñar nociones de lógica, conjuntos, clasificación y seriación.
Favorecer la comprensión de atributos (color, forma, tamaño, grosor).
Preparar el pensamiento para los conceptos matemáticos formales como número, geometría y relaciones.

Uso educativo:

Clasificar según uno o más atributos.
Formular hipótesis (“¿qué pasa si cambio la forma pero mantengo el color?”).
Introducir conceptos de negación, intersección y pertenencia de conjuntos.

Fundamento pedagógico:

Basado en el constructivismo de Piaget, que plantea que el conocimiento lógico-matemático se construye a partir de la manipulación concreta y la comparación de objetos.

Geoplanos

Origen:

Inventados por el matemático Caleb Gattegno en la década de 1960.

Propósito original:

Representar figuras geométricas y estudiar sus propiedades (área, perímetro, ángulos, paralelismo, simetría).
Favorecer la comprensión visual y táctil de la geometría plana.
Permitir que los estudiantes descubran relaciones espaciales construyendo formas con bandas elásticas.

Uso educativo:

Explorar triángulos, cuadriláteros y polígonos irregulares.
Analizar congruencia y semejanza.
Investigar transformaciones geométricas (rotaciones, traslaciones, simetrías).

Fundamento pedagógico:

Basado en el aprendizaje por descubrimiento (Bruner) y el constructivismo, donde el alumno construye el conocimiento al experimentar con materiales concretos antes de formalizarlo con lenguaje matemático.

Tabla resumen de algunos enfoques educativos contemporáneos

Estos modelos educativos fueron seleccionados porque comparten una visión centrada en el estudiante como agente activo del aprendizaje. A diferencia de enfoques tradicionales, todos consideran que el conocimiento se construye a través de la interacción, la exploración, la manipulación de objetos y la relación con los conocimientos previos. Piaget, Montessori, Bruner, Vygotsky, Ausubel y Papert abordan dimensiones complementarias del aprendizaje: desarrollo cognitivo, autonomía, descubrimiento guiado, mediación social, anclaje conceptual y construcción mediante artefactos. En conjunto, ofrecen un marco sólido y coherente para comprender y justificar experiencias de aprendizaje activo y significativo, especialmente aquellas basadas en el uso de manipulativos y actividades prácticas.

**Ejemplos de modelos educativos**
Características	Piaget	Montessori	Bruner	Vygotsky	Ausubel	Papert
Síntesis de enfoque, método y finalidad	El aprendizaje se produce por asimilación y acomodación; busca equilibrio entre lo nuevo y lo previo; el error es parte del proceso.	Promueve la independencia, el respeto y la autodisciplina; el aprendizaje es sensorial y autoestructurado.	Promueve el descubrimiento guiado; representa el conocimiento en formas enactiva, icónica y simbólica; fomenta la transferencia de aprendizajes.	El lenguaje es la herramienta central del pensamiento; el conocimiento se internaliza a través de la cultura y la colaboración.	El aprendizaje ocurre cuando la nueva información se ancla a esquemas existentes; usa organizadores previos y mapas conceptuales.	Aprender haciendo; se apoya en tecnología, robótica y programación; prioriza el pensamiento computacional y creativo.
Rol del estudiante	Activo, explora y construye su conocimiento según su etapa de desarrollo.	Autónomo, aprende manipulando y autoevaluándose.	Investigador que formula hipótesis y descubre conceptos.	Aprende mediante interacción social y cooperación.	Relaciona lo nuevo con sus conocimientos previos.	Creador que aprende construyendo objetos o programas.
Rol del docente	Guía y diseña experiencias acordes a la madurez cognitiva.	Observador que prepara el ambiente y materiales adecuados.	Orienta y estimula la exploración con preguntas y desafíos.	Mediador que orienta dentro de la Zona de Desarrollo Próximo.	Organiza, explica y estructura contenidos relevantes.	Facilitador que acompaña el uso de herramientas y reflexión.

Metáfora de la manguera y experiencia personal

Un objeto manipulativo puede comprenderse como una manguera que canaliza el aprendizaje. A partir de la acción manual, el punto de origen, la experiencia se transforma en pensamiento, haciendo que el conocimiento fluya desde lo sensorial hacia lo cognitivo. Del mismo modo que una manguera transporta agua para dar vida a distintas superficies, el manipulativo conduce la experiencia concreta hacia la abstracción, nutriendo la comprensión y ampliando las posibilidades de aprendizaje. En este recorrido, la mano actúa como mediadora entre el cuerpo y la mente, mientras que el objeto se convierte en un medio que estimula la curiosidad, la reflexión y la construcción activa del saber.

Desde mi experiencia de niña, yo era bastante delicada y cuidadosa con mis juguetes, me gustaba vestir a las muñecas y cuidarlas, en vez de sacarles el pelo o rallarlas con lápices, como otros niños. En la etapa escolar más de grande, a la hora de realizar maquetas como la celula, se me hizo dificil ya que como nunca habiamos tenido experiencias manuales, era engorroso para mi. Cuando hicimos marionetas para lenguaje de calcetin, lo disfrute mucho, ya que era un proceso gracioso. En tecnología haciamos circuitos electricos sin ayuda, por lo que era super frustrante terminar esos trabajos, uno se comparaba mucho con los compañeros.

Comparación de talleres

A partir de estos 3 ejemplos de talleres hechos por el Taller de Diseño de Servicios 2024, se establecieron diferencias de la experencia significativa de cada actividad. En donde se obtienen 3 niveles, el primero es la personificación individual del objeto, luego la personificación pero a partir de un objeto prefabricado y por último la decoración grupal del dibujo.

1. El Valor de la Experiencia Individualizada (Transforma y Arranca)

El taller "Transforma y arranca" ofrece la experiencia más rica en personalización individual.

Diseño Integrado: El diseño, el prototipado, y la personalización son conceptos clave del contenido académico , lo que significa que la decoración no es un mero "extra," sino una parte fundamental de la experiencia de diseño.

Resultados: Genera un producto que es completamente propio del alumno, fomentando la creatividad y logrando una experiencia significativa.

2. El Valor de la Expresión Creativa sobre un Diseño Predeterminado (Lanzamiento al Espacio)

El taller "Lanzamiento al espacio," a pesar de tener un kit prediseñado (piezas prefabricadas), integra la personalización: Los estudiantes se enfocan en la personificación del cohete , utilizando marcadores y pintura para hacerlo visualmente único.

Foco en el Mecanismo vs. Foco en la Estética: La complejidad del ensamblaje del mecanismo (el propulsor) es grupal , mientras que la estética del cohete (alas, decoración, pintura) es el espacio para la creatividad individual/grupal.

3. El Valor de la Co-Creación Grupal (Viajemos con la Tierra)

El taller "Viajemos con la Tierra" opera a una escala distinta (niños más pequeños) y se centra en la colaboración: demostrativo

Énfasis en el Dibujo Grupal: La manifestación de la creatividad se da mediante la decoración del planetario y la elaboración de dibujos y representaciones grupales sobre el día/noche y las estaciones. Esto transforma la superficie del modelo en un lienzo común.

Unidad de Aprendizaje: Al ser un planetario que representa un sistema (Tierra-Sol) , el producto final es inherentemente un resultado del equipo.

Lo importante es que: La personalización y el componente lúdico son los elementos que transforman el modelo físico en un objeto de aprendizaje significativo y memorable, permitiendo a los estudiantes dejar su huella creativa, ya sea mediante el diseño completo, la decoración individual, o la co-creación grupal

¿Cuáles son los parámetros de diseño para los manipulativos?

El diseño de un manipulativo educativo no depende solo de su apariencia o de los materiales que lo componen. Cada objeto debe responder a una serie de parámetros pedagógicos, materiales y experienciales que aseguren que efectivamente apoye el aprendizaje. Estos parámetros permiten tomar decisiones informadas sobre cómo construirlo, cómo usarlo en el aula y qué tipo de experiencias puede generar en los estudiantes.

Para adentrarse en el término de los manipulativos, se realizan mapas conceptuales para mostrar de forma simple cómo se conectan las distintas partes del aprendizaje y el diseño. En ellos aparecen las personas, los materiales, los espacios y las ideas que intervienen en una experiencia educativa. Sirven para entender cómo los estudiantes y profesores trabajan junto a objetos y herramientas, y cómo eso ayuda a transformar la materia en conocimiento. Permiten ver el proceso completo, desde lo que se hace con las manos hasta lo que se comprende y se reflexiona al final. Es por esto, que se realizan bosquejos de las ideas principales, hasta lograr el más completo.

1. Agenciamiento: quiénes intervienen y cómo

El manipulativo surge dentro de una red de relaciones entre personas, herramientas, materiales y contextos. Docentes, estudiantes, especialistas y el entorno escolar participan en su diseño y uso. Este parámetro reconoce que ningún objeto funciona de manera aislada: los actores humanos y no humanos facilitan que el manipulativo tenga sentido y cumpla su función educativa.

2. Materialidad: cómo el material influye en la experiencia

Los materiales no son neutros. La textura, resistencia, peso y forma condicionan la manera en que los estudiantes interactúan con el objeto. La materialidad determina si el manipulativo es agradable al tacto, si permite un uso repetido, si se siente estable o si invita a la exploración. Elegir materiales adecuados es clave para que el objeto despierte curiosidad, atención y disposición al aprendizaje.

3. Forma: claridad e intuición

La forma del manipulativo debe ser comprensible y funcional. Esto implica que los componentes se ensamblen de manera intuitiva, que las proporciones y colores sean claros, y que el estudiante pueda manipularlo sin instrucciones complejas. La forma facilita la relación entre lo que se ve y lo que se aprende, una buena forma deja que el niño “entienda con las manos”.

4. Finalidad: qué aprendizaje se busca lograr

Cada manipulativo responde a un propósito específico. Puede ser enseñar distintos tipos de materias escolares como fracciones, reacciones químicas, geometría, alfabetización, etcétera. La finalidad define cómo se estructura el objeto y qué tipo de actividades se pueden realizar con él.

5. Experiencia sensorial: aprender desde el cuerpo

El manipulativo debe involucrar los sentidos: vista, tacto, movimiento, sonido o incluso olfato. Las experiencias sensoriales profundizan la comprensión, especialmente en edades tempranas y en estudiantes con distintos estilos de aprendizaje. Un buen manipulativo invita a tocar, probar, comparar y explorar, permitiendo que el conocimiento surja desde la acción.

Sets^[5]

Definición(real academia española): Conjunto de elementos que comparten una propiedad o tienen un fin común.

En la vida cotidiana existen diversos tipos de sets, presentes en múltiples áreas y contextos. Sin embargo, para efectos de este proyecto se abordarán aquellos que aparecen con mayor frecuencia en el hogar, en espacios de trabajo y en entornos educativos. Como punto de partida, se realizará una breve revisión general sobre qué son los sets y cómo se clasifican, para tener un contexto del concepto.

Independiente del tipo, los sets suelen presentar al menos una de estas características:

Coherencia funcional: las piezas permiten realizar una misma actividad.
Coherencia estética o material: comparten estilo, color o fabricación.
Compatibilidad: pueden usarse juntas o complementar su función.
Variación interna: las piezas mantienen un propósito común, pero difieren en tamaño, forma o nivel.
Unidad conceptual: representan un tema, rol o narrativa.

Criterios para identificar un set

Para reconocer si un conjunto de objetos constituye un set, se pueden considerar las siguientes preguntas:

¿Las piezas están diseñadas para ser usadas juntas?
¿Comparten función, estética, material o propósito?
¿El conjunto pierde sentido si falta una de las piezas?
¿Existe una lógica clara detrás de por qué esos elementos están agrupados?
¿El fabricante o contexto de uso lo presenta como una unidad?

Tipos de sets

Tipo de Set	Descripción	Ejemplo (Imagen + nombre)
Set funcional	Conjunto de objetos diseñados para cumplir una tarea específica.	Set de llaves Allen
Set de juguetes	Elementos destinados al juego simbólico, exploratorio o temático.	Set de juguetes de medicina
Set constructivo	Piezas modulares o compatibles que permiten construir estructuras.	Set de LEGO
Set de cocina	Conjuntos utilizados para cocinar, servir o almacenar alimentos.	Set de cocina
Set decorativo / estético	Objetos agrupados por coherencia visual, estilo o materialidad.	Set de cuadros decorativos
Set artístico	Materiales destinados a la creación plástica o ilustración.	Set artístico
Set de oficina o escritorio	Conjuntos pensados para tareas de estudio, organización o administración.	Set de escritorio
Set tecnológico	Componentes diseñados para funcionar como sistema o ecosistema integrado.	Set de cámaras
Set de colección	Agrupaciones cuyo valor radica en completar la serie o temática.	Set de porcelana coleccionable

Lámina Título 1

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Presentación Título 1

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Título 2

Correción de formas

En el inicio del segundo semestre se hizo un barrido en los 2 artefactos que se tienen hasta ahora, lo que consistió en repensar la forma y el cómo se diseña, para así poder fabricarlos correctamente. Para el diseño de estos artefactos se ha estado utilizando principalmente fusion 360 y autocad para los archivos de corte.

Planetario

Para el diseño anterior de este artefacto, se había utilizado autocad para el diseño de los engranajes, ocupando la herramienta de matriz polar, donde su función es copiar una forma alrededor de una circunferencia, formando asi los dientes del engranaje, pero esta forma de diseñar no era la más correcta para este caso, ya que los engranajes no quedaban precisos, lo que hacía que no coincidieran correctamente con el resto.

Posteriormente se empezó a usar la herramienta Spurgear en fusion 360, donde esta es especifica para el diseño de engranajes y los realiza automaticamente con las medidas de los dientes, así obteniendo más precisión para todos los engranajes.

A continuación, se realizaron perforaciones en las bases en 3 puntos de la orilla a la misma distancia, base circular y engranaje interior, para poder juntarlas correctamente con el uso de 3 pernos de 4 mm sujetados con una rosca para la medida. De esta forma queda mucho mejor sujetado y permite un mejor recorrido del movimiento de los engranajes.

Prototipos

Durante el segundo semestre se ha desarrollado un proceso de prototipado de la forma del planetario, con el objetivo de perfeccionar su diseño y llegar a una versión más funcional y adecuada.

Prototipo 1

Este prototipo contaba con engranajes internos diferentes, el mas grande de 12 dientes, el mediano de 7 dientes y el pequeño de 6 dientes. Al analizar la forma de los engranajes se concluyó que no era necesario que los engranajes mediano y pequeño fueran distintos, sino que podían ser iguales.

Prototipo 2

En este primer avance tras el primer semestre se redujo el tamaño de la forma del planetario, de manera que la demostración pudiera realizarse de forma individual para cada alumno. Se sostienen las bases con pernos y tuercas, donde cada perforación de las piezas se hizo a la medida de los pernos, se usaron estas piezas para poder asegurarlas sin que se muevan.

Esta versión fue descartada por diversas razones: requeriría fabricar múltiples modelos, algunas piezas eran demasiado pequeñas, lo que dificultaba su manipulación, agarre y limitaba la interacción efectiva.

Sin embargo, se utilizó acrílico transparente de 3 mm, lo que permitió que el sistema de engranajes funcionara de manera fluida y sin fricción. Por esta razón, se consideró que este material era una solución adecuada para los prototipos posteriores. Gracias al análisis que se hizo de los engranajes del prototipo 1, se concluyo que los engranajes mediano y pequeño podían ser iguales, lo que facilitaba la fabricación de la pieza triangular, ya que ahora se tendrian las mismas distancias entre los engranajes, formando asi un triangulo equilatero, el cual se pue colocar en cualquier posición, lo cual facilita el armado del artefacto.

Poner planimetrias del prototipo

Prototipo 3

Para esta versión se tomaron en cuanta los comentarios de feedback de docentes. El tamaño de los prototipos anteriores no era muy beneficioso para los alumnos, ya que al mostrar los objetos en grupo, se necesita un objeto más grande para la correcta manipulación de ellos. El tamaño de cambio de 16 cm de diametro a 30 cm. Además también se habló mucho de que el sol tiene que tener luz, para poder demostrar bien el fenomeno y hacer que a los niños les llame mas la atención el artefacto.

Se volvio al material de mdf ya que a la docente le gustaba la idea de que el material fuese en textura de pizarra de tiza para que los niños puedan dibujar sobre el artefacto. Además para abaratar los costos de producción, ya que el mdf es más barato que otros materiales.

Con este prototipo se hizo la validación 1 en el Colegio Teodoro Lowey.

Prototipo 4

Tras la primera validación apareció un problema de funcionamiento relacionado con los materiales. El MDF de 3 mm más la pintura de pizarra negra generaba demasiado roce entre los engranajes, lo que no permitía que el mecanismo girara bien. Para resolverlo se cambió la materialidad, la base pasó a forrarse con adhesivo vinílico blanco brillante y las piezas restantes se fabricaron en acrílico transparente de 3 mm. Al ser superficies más lisas, la fricción bajó y el movimiento de los engranajes se produce sin trabarse.

Heliodón

Para el desarrollo de este modelo se tomo como referencia uno ya existente, pero hecho por piezas. El diseño de este esta hecho para que sea impreso en 3d.