Revista Ingenio
Ocaña, Norte de Santander-Colombia
Vol.7
No. 1
Enero-Diciembre 2014
ISSN 2389-864X
DOI:https://doi.org/10.22463/2011-642X

DISEÑO Y FABRICACIÓNDE JUGUETES COMO DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE

Ph.D.Luz Karime Hernández Gegén^* A^ B^*

https://doi.org/10.22463/2011642X.2032

Recibido: 08-06-2014 - Aprobado: 29-11-2014

Como citar:
Hernández-Gegen, L. K., & Ramírez-Quintero, J. M. (2014). Diseño y fabricación de juguetes como didáctica de aprendizaje. Revista Ingenio, 7(1), 43–50. https://doi.org/10.22463/2011642X.2032

Resumen

Los estudiantes de la asignatura Sistemas Avanzados de Manufactura (SAM) de la Universidad de Pamplona en conjunto con los docentes del área, han logrado desarrollar parte del contenido programático de la asignatura con un enfoque práctico y aplicativo, involucrando cada una de las etapas del diseño y fabricación de un producto. Este artículo muestra seis juegos que fueron desarrollados como parte de la construcción del conocimiento en Dibujo Asistido por Computador (CAD) y Manufactura Asistida por Computador (CAM), teniendo en cuenta los parámetros de diseño que conlleva la manufactura integrada por computador, logrando así el aprendizaje mediante el desarrollo de un producto lúdico.

Palabras clave:CAD, CAM, CNC, juegos.

TOYS MANUFACTURING AS A LEARNING DIDACTIC

Abstract

The students from the subject ADVANCED MANUFACTURING SYSTEMS from Pamplona University together with the teachers of the area, have accomplished to develop part of the programmatic content of the subject, with an application and practical focus, involving each one of the design stages and manufacturing of a product. This article shows six games that were developed as part of knowledge building in Computer Assisted Drawing (CAD) and Computer Assisted Manufacturing (CAM), taking into account the design parameters that carry the integrated manufacturing by computer, achieving in this manner the learning through the development of a ludic product.

Keywords: CAD, CAM, CNC, games.

1. Introducción
En el ejercicio de la enseñanza de la ingeniería, los procesos de aprendizaje sueles ser tediosos y con gran desertación. Al sumergirse en los temas relacionados con el CAD, CAE, CAM existes diversas teorías sobre la mejor manera de desarrollarlo como la expuesta por Byung y Duhwan quienes establecieron que cuando se utilizan el diseño asistido por ordenador CAD los modelos generados en la fase de diseño de las actividades de ingeniería, tales como análisis de ingeniería , diseño colaborativo distribuido, yprototipado virtual, se necesita un proceso de simplificación de los modelos CAD (Byung ChulKim, 2013).

Por otro lado las máquinas CNC requieren de una alta precisión en el momento del mecanizado, por esta razón M. Sortino en su artículo Compensation of geometrical errors of CAM/CNC machined parts by means of 3D workpiece model adaptation del 1 de febrero del 2013 expresa que se reportan experimentos para medir y mejorar la exactitud de contorno de máquinas CNC de ejecución de trayectorias convariaciones de curvatura a altas velocidades de avance, el uso de controladores P y PI genera una amplia gama de beneficios, (M. Sortino, 2013).

En este artículo de investigación se implementan nuevas estrategias pedagógicas, y se correlaciona la manera como se transmite el conocimiento con la faceta social del estudiante. Por tal motivo se desarrolla un proyecto social a la vez que se encuentra lamejor herramienta para el aprendizaje. El proyecto parte del hecho que los juegos y juguetes permiten a las personas especialmente a los niños, desarrollar la motricidad y la capacidad de concentración para llevar a cabo tareas específicas, (M, 2007). Por otra parte, se vincula el desarrollo de ciertas habilidades socio humanísticas que posibilitan la interacción entre los individuos que juegan o comparten los juguetes, teniendo en cuenta los roles que se atribuyan,(Musach, 2003) (Nunez, s.f.).

Actualmente, se viene presentando en la sociedad y puntualmente en las familias latinoamericanas, problemas de carácter afectivo por diferentes causas, entre ellas, el desapego, el desentendimiento, la mínima interacción entre padres e hijos y poca recreación. Ante esta evidencia, es necesario promover la lúdica en el núcleo familiar, buscando mejorar dichos acontecimientos. Para tal fin, se procedió a diseñar y construir un juego dinámico portable para familias, pretendiendo con su uso, fortalecer el vínculo entre los integrantes que lo utilicen.

Al mismo tiempo, se buscó mediante este trabajo investigativo el desarrollo de más juegos y maneras de incentivar destrezas en los estudiantes centrándose en la actividad fundamental de la ingeniería con sistemas CAD CAM. Los juguetes pueden ser potencialmente mejorados empleando su mecánica para proporcionar ambientes más atractivos e intuitivos, tal como lo sostiene el libro de Parletty los estudios de Zoe et al (Parlett, 1999 ; Zoe Kosmandoudi, 2013)

Adicionalmente, los estudios realizados por Vondrová (Nad'a Vondrová, 2013)del juego matemático “Tandemat” (basado en el juego de actividades), arrojaron un análisis cualitativo de los experimentos realizados. Se tomaron cinco grupos de alumnos y se demostró que el juego tiene un potencial para el diagnóstico de comprensión, así como para desarrollar y consolidar sus conocimientos matemáticos y también algunas habilidades no matemáticas (Parlett, 1999).

De acuerdo a los estudios mencionados anteriormente, se muestra la creatividad como una base importante a la hora de la adquisición del conocimiento. Por dicho motivo, docentes y estudiantes del programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Pamplona se han unido para el desarrollo de diversos juegos que mejoran la comprensión, interacción, los vínculos familiares y las destrezas de los participantes de los juegos.

2. METODOLOGÍA
Como parte del proyecto desarrollado en el cual se aplican los conocimientos adquiridos por los estudiantes durante el semestre académico, el trabajo fue dividido en diversas etapas. En la primera etapa se asignaron destrezas que deben ser desarrolladas mediante un juego. En la segunda etapa se hicieron los diseños preliminares de los juegos mediante el manejo de un CAD socializando dicho diseño, esto facilita tener los aportes de los estudiantes y docentes expertos en áreas afines y corregir posibles problemas de fabricación y uso. Como tercera etapa se generó el código de programación mediante el software CAM el cual sirve de puente con la máquina para la manufactura de los juegos.

Los estudiantes de SAM diseñaron juegos que desarrollan diferentes destrezas: “Mi país” da a conocer información técnica de cada una de las regiones que conforman nuestra Colombia y permite armar el mapa político del país. “Tres en Línea” y el “Parchees” son juegos familiares que inician con el ensamble del juego como parte de la didáctica familiar. “Pinball” y el “biopuzzle” permiten desarrollar destreza motora.

La figura 1 muestra el flujo del proceso que se tuvo en cuenta en cada uno de los proyectos.

Descargar 2.1. DISEÑO
Para cada uno de los juegos se realizó un diseño preliminar en un programa CAD. En el caso de la Universidad de Pamplona el software licenciado es Solid EdgeV-17. El propósito en esta etapa es conocer las aplicaciones de los CAD y tener nociones de su funcionamiento. La etapa de diseño sirvió para realizar cada una de las piezas que componen el juego con sus respectivos planos, esto también permitió socializar y modificar los juegos según las opiniones de los diferentes actores del proyecto. Ver Figura 2.

Descargar 2.2. CONSTRUCCIÓN

Una vezdefinidos los parámetrosde diseño, se procedióa entablar la relación CAD –CAM, mediante el programa Mastercam, el cual apoya el proceso de manufactura de las piezas que componen los juegos. La figura 3 muestra las diferentes piezas del juguete acomodados en la plataforma del CAM para seleccionar lasoperaciones de manufactura y generar el código de control númerico (CN) que se ejecutará en el centro de mecanizado, ver figura 4.

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Finalmente, se procedió a mecanizar cada una de las piezas que componen los juegos, estas fueron manufacturadas en acrílico de 3 mm en diferentes colores. En este proceso se utilizó el centro de mecanizado LEDWEL V30, propiedad de la universidad, figura. 5.

Algunos diseños requieren un fondo gráfico que los haga ver más atractivos o aclare su funcionalidad, para solventar esto se ha grabado en el centro de mecanizado detalles que complementan la pieza.

Descargar 3. RESULTADOS
Se fabricaron 6 tipos de juguetes enacrílico semitransparente, materialde alta resistencia al impacto y en este caso al ser un juguete es viable su utilización, no genera combustión por lo que es seguro para los niños y la familia, gran facilidad de mecanizado, lo que lo hace óptimo para el desarrollo de este producto utilizando la máquina de CNC.

A continuación se muestra el resultado de cada uno de los juegos desarrollados.

3.1. Partcheesi
El primer juego elaborado es similar al parqués tradicional pero tiene una etapa previa. El parcheesi diseñado se compone de un tablero divido en cuatro piezas que hacen parte de un rompecabezas, aparte de ocupar menos espacio a la hora de almacenarlo se debe iniciar el juego armando el rompecabezas de donde cada integrante selecciona el color con el que desea participar dándole la ubicación quemásle plazca, cada una de las piezas incita a pensar en el hogar dada su geometría. Una vez se arman las piezas del juego se da inicio del modo tradicionalmente conocido. Ver figuras 6 y 7.

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3.2 Rompezabezas
Los rompecabezas en tres dimensiones son otrosjuguetes de fácil consecución aunque en materiales poco resistentes. En la figura 8 se muestra un ejemplo del conjunto de geometrías usadaspara este biopuzle.

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Este juegoque consiste en componer determinada figura combinando cierto número de piezas.

La idea de desarrollar un rompecabezas en forma de animal surge de la necesidad que tienen los niños para referenciar diferentes tipos de piezas y jugar de una forma gráfica con las diferentes partes del producto, interactuar con él, y componer de una manera manual el juguete como se muestra en la figura 9.

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3.3 Domino
Con un total de 28 piezas, las cuales conforman un dominó tradicional como se observa en la figura 10, en este caso, se hizo un domino con doble funcionalidad: el primer caso es jugar normalmente como se hace con un dominó tradicional, propiciando a la vezel desarrollo de distintas destrezas, el segundo aprovecha la geometria de cada una de las fichas para armar estructuras en tres dimensiones fomentando la creatividad del jugador. El producto final se observa en la figura 11.

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3.4 Cuadro en línea familiar

Toda familia presenta problemas y debenegociar compromisos que hagan posible la vida en común. La familia se desarrolla y cumple sus funciones a través de subsistemas, formados por generación, sexo, interés y función.Este juego permite que los diferentes miembros de la familia interactúen entre sí, compartiendo un espaciode esparcimiento y complicidad. En primer lugar,se requiere el armado del juego como se muestra en la figura 12, posteriormente se puede iniciar el juego teniendo en cuenta el reglamentotradicionaldel mismo.Cada una de las fichas del juego tiene grabados los miembros de una familia (papá, mamá, niño, niña).Ver figura 13.

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3.5 Pinball
El origen del pinball se remonta al siglo XVIII, enFrancia,con un juego bastante rudimentario llamado Bagatelle, muy famoso en la Europade aquellos tiempos (The Online Guide to Traditional Games, s.f.). Este juego consistía en un tablero horizontal de puntería, montado sobre una mesa, que tenía una serie de hoyos y topes de madera, que determinaban el recorrido de una bola como se muestran en las figuras 14 y 15.Este tipo de juego incluye operaciones de mecanizado y termo-formado en acrílico, y otros elementos realizados en madera. Su objetivo es mejorar la coordinación al tener que accionar dos impulsores de manera simultánea y aplicando diferente presión en cada uno de ellos.

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3.6 Mi País
Mediante este juego se arma el mapa de Colombia, uniendo en su lugar, cada una de las fichas de los departamentos como aparece en la figura 16, al mismo tiempo que los colores y los datos en cada una de las fichas técnicas, sirven para ir interiorizando conocimientos básicosejercitando la memoria.

Está compuesto de 32 fichas en acrílico semitraslucidorepresentativas de cada una de los departamentos de Colombia, divididas en colores según la región geográfica a la cual pertenece.

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4. Conclusiones
Se lograron involucrar las prácticas de la asignatura SAMcon proyectos de interacción social, poniendo en práctica los conocimientos adquiridos en la asignatura, desarrollando juegos útiles a la comunidad.Cada juguete lleva comovalor agregadopara generar mayor motivación un manual de instrucciones claras, concisas y visibles, preferiblemente acompañadas de imágenes. Los juguetes son seguros evitando elementos punzantes, cada juego se caracteriza por componerse de materiales plásticos resistentes cuidando los acabados para la protección del jugador.

Los aprendices logran establecer mediante los juegos los puntos claves para su aprendizaje y las fallas que tienen en los mismos ya que los juegos fomentan además de la interacción entre los participantes diversas habilidades como la memoria, la observación, la creatividad y la adaptación a las situaciones en las cuales se vive cotidianamente.

Las destrezas que se desarrollan jugando son habilidades que sirven en los procesos de la vida cotidiana sobre todo en los momentos en los cuales se debe pensar y reaccionar deinmediato aprendiendo a manejar la adrenalina de forma positiva.

5. FINANCIACIÓN

Los autores expresan sus agradecimientos a los estudiantes de Sistemas Avanzados de Manufactura y los laboratorios del Programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Pamplona.

6. BIBLIOGRAFÍA
Aptitudes pertenecientes al campo de la motricidad. (2000). Obtenido de www.uam.es

Byung ChulKim, D. (2013). Feature-based simplification of boundary representation models using sequential literative volume decomposition. Department of Mechanical Engineering,, 702 -711.

M, A. Á. (2007). Educación psicomotriz (3-8 años), cuerpo movimiento, percepción, afectividad, una propuesta teórico practica.Barcelona: Grao.

M. Sortino, S. B. (2013). Compensation of geometrical errors of CAM/CNC machined parts by means of 3D work piece model adaptation. . DIEGM –Department of Electrical, Management and Mechanical Engineering, University of Udine, Italy,.

Musach, M. T. (23 de Noviembre de 2003). Niños Especiales. Obtenido de www.mipediatra.com.mx

Nad'a Vondrová, L. S. (2013). Tandemat-a Didactic Game for Secondary Mathematics and its Potencial. procedia -social and Behavioral Sciences, 488-493.

Nunez, J. A. (s.f.). Picomotricidad y educación infantil. Obtenido de www.redescolar.ilce.edu.mx

Parlett, D. (1999). The Oxford history of Board Games.Great Britain: Oxford University press.

The Online Guide toTraditional Games. (s.f.). Obtenido de Bagatelle -History and Useful Information: http://www.tradgames.org.uk/games/Bagatelle.htm

Zoe Kosmandoudi, T. L. (Marzo de 2013). Review: Engineering design using game-enhanced CAD: The potencial to augment the user experience with game elements. Computer Aided Desing, 45, 777-795.

* Doctora.Correo: lukahege@hotmail.com