ROBÓTICA EDUCACIONAL: UNA HERRAMIENTA DE INTEGRACIÓN CURRICULAR
Nilo de la Parra Jara
Centro Educacional “Mariano Egaña”
ABSTRACT
. This article is about a topic of build a robot with pieces of lego, their programming and links to develop this tool with others specif parts with the curriculum of the school.
Key words: format, congress, paper
RESUMEN
Este artículo se refiere a la construcción de un robot con piezas de lego, su programación y la vinculación que puede desarrollar esta herramienta con diversos subsectores en el currículo escolar.
Palabras claves formato, congreso, paper
INTRODUCCIÓN
Etimológicamente encontramos que la palabra Robot se encuentra emparentada con la palabra gótica Arbaiths, que significa trabajo, faena, apuro. Una palabra alemana análoga es Arbeit, que significa trabajo, y la palabra equivalente en eslavo antiguo es Rabota. En checo y en polaco, Robota quiere decir servidumbre o trabajo forzado
Los robots generalmente son fabricados para hacer aquellas tareas que resultan complicadas o peligrosas para el ser humano y en aquellas áreas en las que la velocidad y la precisión de los mecanismos automatizados superen a las habilidades del hombre, pero, ¿en dónde surgió la idea de los robots?
En la antigüedad existió, en varias culturas, la idea de poseer aparatos mecánicos parecidos a los hombres o a los animales que fueran los encargados de hacer las tareas de la vida cotidiana. En la mitología griega, por ejemplo, se pueden encontrar sirvientes mecánicos que hacían los deberes en las casas de los dioses y cabezas que hablaban para pronunciar sentencias oraculares. En la India se hablaba de la existencia de hombres de madera que caminaban cantaban y danzaban, para entretener a la población y en Egipto, lo mismo que en China, se creía que los hombres sabios poseían los conocimientos necesarios para infundir vida a las estatuas y utilizarlas como esclavos, Cabrera [1].
En años recientes muchos investigadores de diversos países han creado como una nueva disciplina, la robótica pedagógica, con la finalidad de explotar el deseo de los educandos por interactuar con un robot para favorecer los procesos cognitivos. La Robótica Pedagógica es definida como la actividad de concepción, creación y puesta en funcionamiento, con fines pedagógicos, de objetos tecnológicos que son reproducciones reducidas muy fieles y significativas de los procesos y herramientas robóticos que son usados cotidianamente, sobre todo, en el medio industrial, Deguerry[2]
¿COMO NACE LA INQUIETUD DE LA ROBOTICA PEDAGOGICA?
En la búsqueda constante de proponer e insertar innovaciones pedagógicas en el currículo escolar en el Centro Educacional “Mariano Egaña” de Peñalolén, el año 2007, se introduce y nace la primera experiencia de Robótica Educacional, al calor de la primera convocatoria a participar en un torneo de First Lego League (FLL 2007 y posteriormente en su versión 2008), organizado por la Fundación Chile y la Universidad Andrés Bello.
¿Cómo se desarrolla la experiencia?
Se estructura bajo la modalidad de taller extraprogramático y en las dos versiones iniciales participan 15 alumnos de 2do y 3eros medio de la especialidad de electricidad los cuales participan en jornada alterna los días miércoles y también los sábados. Los alumnos trabajan en forma entusiasta en grupos de a 6, los cuales se van alternando en el desarrollo de las etapas de construcción y de programación. Se evalúa la participación y asistencia de los alumnos, tanto a entrenamientos como su performance en los diversos eventos y lo cual es consignado como una calificación meritoria en una asignatura de desarrollo profesional. También, en el desarrollo de la misma, se otorga la posibilidad de vincular la robótica con otros subsectores del currículo escolar tales como lenguaje, matemáticas y ciencia, donde los alumnos deben incorporar conocimientos de estas áreas para cumplir las metas de los desafíos planteados, Henri [3]
Características del entorno sociocultural de alumnos
Nuestro establecimiento educacional, es un liceo técnico profesional que atiende una población escolar de alrededor de 1200 alumnos y cuyas características son: que provienen de hogares con alta deprivación sociocultural. Baja escolaridad de los padres, más del 50% no supera el 8º básico. Un porcentaje significativo de ellos provienen de hogares disgregados, en los cuales viven solo con la madre o con algún otro integrante de la familia, ve una oportunidad de otorgar la participación a un número reducido de alumnos (5) de tercer año medio de la especialidad de electricidad, que exploraron gracias a la colaboración de diversas instituciones académicas y empresariales que pusieron a nuestra disposición los recursos necesarios y fue así que de un penúltimo lugar obtenido el año 2007, saltaron a un cuarto lugar, en la competencia a nivel regional, pero que además posibilitó la internalización de una serie de otros aprendizajes tales como trabajo colaborativo en equipo, examen y reflexión de errores y sus posibles soluciones alternativa y lo más interesante: la integración de aprendizajes hacia otros subsectores como serían: usos de los robots (ciencias); programación del robot (educación matemática) y diseño del robot (lenguaje y literatura).
Aprendizajes esperados
Los aprendizajes esperados para esta actividad fueron:
· Identificar piezas de lego por su nombre y el tamaño
· Construir un robot con un número mínimo de piezas.
· Programar el robot a través del computador, para que este pueda desplazarse y girar con el uso de sensores de luz, movimiento y de rotación.
· Integrar la programación del robot con temática transversales medioambientales propias de otros subsectores.
Criterio de evaluación:
Los criterios de evaluación usados fueron:
1. Observación directa del profesor desarrollo de habilidades de comunicación, resolución de problemas, hábitos de trabajo y uso de la robótica, durante el trabajo de alumnos.
2. Evaluación del diseño abierto de construcción de un robot
3. Evaluación de la programación del robot
4. Evaluación intergrupal del proyecto a través de una presentación al curso
Integración con otros subsectores del currículo escolar
La integración a otras áreas del saber, como una perspectiva de acercamiento a la solución de problemas del conocimiento en las matemáticas, las ciencias naturales y experimentales y en el lenguaje y literatura.
¿Para que?
Para proveer ambientes de aprendizaje interdisciplinarios donde los estudiantes adquieran habilidades para estructurar investigaciones y resolver problemas concretos, forjar personas con capacidad para desarrollar nuevas habilidades, nuevos conceptos y dar respuesta eficiente a los entornos cambiantes del mundo actual.
Para promover la transversalidad curricular, donde distintos saberes concurren a la solución del problema en que se está trabajando. No es extraño que un proyecto de robótica recurra a soluciones matemáticas, físicas y otras ciencias / disciplinas; lo que otorga un valor de integración / totalidad y mayor acercamiento a la realidad en la cual el alumno se desempeña, Papert [4]
Desarrollo de una unidad colaborativa entre las áreas de matemáticas, ciencias y literatura.
A continuación, se da a conocer lo que podrían ser los lineamientos generales para el desarrollo de una unidad de Introducción a la Robótica, donde colaborativamente cada una de las áreas desarrolla desde su perspectiva los aspectos de Historia y Usos de los Robots; los componentes de los Robots y el diseño de Robots. La transferencia de los conocimientos adquiridos en este proceso, se ve materializado al final de la unidad, donde los estudiantes construyen su propio móvil, el cual ha sido diseñado previamente por ellos mismos en la sección Diseño de Robots. Papert [5]
En la siguiente tabla se ilustra un ejemplo
Sección I Historia y Usos de Robots | Sección II Componentes de Robots | Sección III Diseño de Robots |
Usos del Robot. (ciencia) Los estudiantes examinarán a través del video y la discusión de grupo, los múltiples usos de los robots. Pasado, presente y futuro. | . Programación del Robot (matemáticas) Los estudiantes serán iniciados en el conocimiento de las diferentes clases de sensores que utilizan los robots. Los estudiantes utilizarán formulas de distancia y cocientes, para poder determinar que tanto debe moverse el robot | Evaluación: ¿Era su robot, un “buen” Robot? (lenguaje y literatura) Lo estudiantes evaluarán a través de un escrito, el diseño de su Robot. Compararán y pondrán en contraste su diseño con el de un Robot ya existente. |
Resultados logrados
Se estableció un clima de relaciones de aceptación, equidad, confianza, solidaridad y respeto.
Se manifestaron altas expectativas sobre las posibilidades de aprendizaje y desarrollo de todos sus alumnos.
Se estableció un ambiente organizado de trabajo y dispone los espacios y recursos en función de los aprendizajes.
. VENTAJAS DE LA ROBOTICA PEDAGOGICA
Se enumeran algunas de las principales ventajas cognoscitivas de la robótica pedagógica:
Integración de distintas áreas del conocimiento
La construcción de un robot pedagógico requiere del conocimiento de muy diversas áreas. Por mencionar algunas, es necesario tener conocimientos de mecánica para poder construir la estructura del robot pedagógico. También se requieren conocimientos de electricidad para poder animar desde el punto de vista eléctrico al robot pedagógico. Asimismo, es importante tener conocimientos de electrónica para poder dar cuenta de la interfaz de comunicación entre la computadora y el robot pedagógico. Finalmente, es necesario tener conocimientos de informática para poder desarrollar un programa en cualquier lenguaje de programación que permita controlar al robot pedagógico
Operación con objetos manipulables, favoreciendo el paso de lo concreto hacia lo abstracto
Se trata de favorecer el desarrollo de estrategias propias de resolución de problemas por parte del sujeto cuando opere directamente con el robot pedagógico, para llegar por esta vía a formas de conocimiento más ricas y significativas para él. Esto se logra, mediante la posibilidad de permitir que se ejerza la acción del sujeto sobre los objetos, lográndose con esto que los sujetos enriquezcan sus diferentes representaciones del objeto que manipularon y puedan, a partir de estas acciones, llegar a resultados objetivos comunes y, por abstracción reflexiva, construir conceptos también comunes, manteniendo evidentemente, la diversidad en sus representaciones.
Apropiación por parte de los estudiantes de distintos lenguajes (gráfico, icónico, matemático, natural) como si se tratara del lenguaje matemático
Otra de las principales bondades de la robótica pedagógica es la simultaneidad de la representación gráfica en la pantalla de la computadora, entre el fenómeno de la vida real que se está reproduciendo y su simulación gráfica. Con ello se asegura que los estudiantes se estén apropiando del lenguaje gráfico, como si se tratara del lenguaje matemático.
Operación y control de distintas variables de manera síncrona
Aquí se utiliza el esquema de integración y uso de varias variables al mismo tiempo. Esto es mediante la representación gráfica del fenómeno y la posibilidad de observarlo en la vida real. Aunque miniaturizado, la robótica pedagógica permite manipular, operar y controlar varias variables de manera síncrona. Una vez que iniciamos el proceso de reproducción del fenómeno en estudio a través del robot pedagógico, inmediatamente, se comienzan a controlar varias variables que están interactuando en forma paralela y concurrentemente.
El desarrollo de un pensamiento sistémico y sistemático
Permitir que los estudiantes logren desarrollar sus estructuras cognitivas de la manera más completa posible, se hace evidente en la aplicación de la robótica pedagógica. El desarrollo de una actividad en robótica pedagógica para la solución de un problema planteado mediante el control de un robot pedagógico, va a permitir que el estudiante tenga siempre presente, que el sistema en cuestión, está formado por un conjunto de partes, mismas que constarán de variables específicas y éstas están en interacción constante y que la variación de alguna de ellas, influye necesariamente en las otras, es decir, que son interdependientes
Construcción y prueba de sus propias estrategias de adquisición del conocimiento mediante una orientación pedagógica
La robótica pedagógica brinda la posibilidad de que el alumno construya su propia estrategia de adquisición del conocimiento a través de una orientación pedagógica que no lo limite a ser un receptor pasivo de conceptos. Algunos conceptos no son tan fáciles de asimilar cognitivamente dada su complejidad. Esta posibilidad se inicia permitiendo al estudiante la manipulación directa sobre el objeto, esto es, haciendo énfasis en la actividad del sujeto durante la interacción con los objetos de conocimiento. Es gracias a las estructuras cognitivas diferenciales, que se delimitará el tipo de aprehensión de la realidad por parte del sujeto
Creación de entornos de aprendizaje
La posibilidad de creación de entornos de aprendizaje mediante la robótica pedagógica se ha constituido en una herramienta poderosa desde el punto de vista cognitivo, para permitir la creación de mejores condiciones de apropiación del conocimiento. Esto porque permite la observación, exploración y reproducción de fenómenos precisos y reales; favorece la interactividad alumno-computadora-robot-profesor; pone en relación los comandos de ejecución y su consecuente reacción o resultado. El estudiante es confrontado inmediatamente con su error, si es que este existe. Se vuelven mucho más ricas y motivantes todas y cada una de las acciones y reacciones de los protagonistas del proceso de enseñanza-aprendizaje. Se pueden ejecutar una infinidad de veces los procesos o los fenómenos en estudio, hasta que el estudiante esté satisfecho de los resultados de las hipótesis generadas por él mismo
El aprendizaje del proceso científico y de la representación y modelización matemáticas
Mediante el hecho de enfrentar a los estudiantes ante un problema y que ellos tengan que resolverlo, la robótica pedagógica les permite, por medio de las manipulaciones concretas, llegar a la construcción de ciertas operaciones mentales. Es decir, al ser convocados por una situación didáctica, la robótica pedagógica en un medio ambiente de experiencias constructivistas, controladas y aceleradas artificialmente, permitirá la transformación de actividades abstractas en actividades concretas, controlables y manipulables. Los objetos mentales se vuelven controlables, manipulables y tienen su correspondiente en la vida real, cuando los estudiantes son capaces de producir un resultado, ya sea mediante la posibilidad de teclear un cierto comando, generar una gráfica, o hacer un cambio de parámetros de alguna variable en estudio
Creación de un ambiente de aprendizaje lúdico y heurístico
Otra de las bondades de la robótica pedagógica se refiere a la posibilidad de permitir la creación de un ambiente de aprendizaje lúdico y heurístico como un espacio real, diseñado ex profeso para aprovechar y potenciar al máximo las virtudes de las tecnologías de la información, la comunicación y el conocimiento durante la concepción, diseño y desarrollo de un robot pedagógico. Esto es, concebir, diseñar y desarrollar un robot pedagógico utilizando las tecnologías disponibles en el laboratorio de robótica pedagógica implica el despliegue de un modelo de información, comunicación y conocimiento apoyado en la tecnología no como simple herramienta, sino como un proceso con dimensiones epistemológicas (psico-pedagógicas y tecnológicas). La robótica pedagógica se vuelve entonces un actuar tecnológico, un saber comunicar y un saber hacer. Los estudiantes no saben al principio bien a bien cómo construirán sus robots pedagógicos. No obstante, desarrollarán toda una serie de heurísticas que les permitirán concluir satisfactoriamente su robot pedagógico. Esto es, los alumnos poco a poco irán afinando su facultad de descubrimiento e inventando el camino a seguir para echar a andar y controlar su robot pedagógico, haciendo gala de su capacidad lúdica, festiva, de imaginación y de creatividad, Vivet [6]
REFERENCIAS
[1] Cabrera Jiménez, Omar Lucio “
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