Proyectos de Robotica Educativa Motores Para La Innovacion

7/26/2019 Proyectos de Robotica Educativa Motores Para La Innovacion

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Current Developments in Technology-Assisted Education (2006) 1

Proyectos de robtica educativa: motores para la innovacin

Ana Lourdes Acua Zuiga

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Fundacin Omar Dengo (FOD), rea de Robtica y Aprendizaje por Diseo, Costa Rica

El inicio de proyectos educativos que incluyen la robtica como recurso de enseanza y aprendizajerequieren plantearse en funcin de las capacidades y desempeos que se esperan consolidar en lapoblacin meta. Estas capacidades, son el punto de partida para delinear los nfasis de contenido, losdesempeos deseados, las tecnologas que se necesitan, los procesos de capacitacin y seguimiento quehay que disear. La robtica educativa es propicia para apoyar habilidades productivas, creativas,digitales y comunicativas; y se convierte en un motor para la innovacin cuando produce cambios en laspersonas, en las ideas y actitudes, en las relaciones, modos de actual y pensar de los estudiantes y loseducadores. Si esos cambios son visibles en la prctica cotidiana, entonces estamos ante una innovacinporque la robtica habr transcendido sus intuiciones y se reflejara en sus acciones y productos.

Robtica educativa, innovacin, Fundacin Omar Dengo, informtica educativa.

Educational robotics projects: engines for the innovation

Ana Lourdes Acua Zuiga

Omar Dengo Foundation (FOD), Area of Robotics and Learning by Design, Costa Rica

The educative projects that include the robotics as resource of education and learning require being planbased on the skills and performances that would consolidate in the population. These skills are the startpoint to delineate the content emphases, the wished performances, the needed technologies, the processesof training and searching that will be necessary to design. Particularly the educative robotics is propitiousto develop or to support productive, creative, digital, communicative abilities. An indicator, that showsthat robotics has become an innovation engine, is observed on the change in the peoples attitude and

ideas, ways of present and thinking of the students specially, when they become to socialize with others.If those changes are visible now, therefore we are getting close to an innovation because the robotics willhave extended its intuitions and it is reflected in its actions and products

Educational Robotics, innovation, Omar Dengo Foundation, Computer Science Technology in Education

1. Introduccin

Es comn escuchar autoridades educativas y responsables de centros e instituciones de enseanza,preguntar por las condiciones y requisitos para implementar proyectos educativos que incluyan larobtica. En la mayora de los casos estas necesidades surgen por el impulso que marcan los avancestecnolgicos o por una necesidad de insertar agentes tecnolgicos innovadores en la educacin ganar

reconocimiento social. Preocupada por las repercusiones que esos impulsos, comparto este escrito, querene las principales lecciones aprendidas a partir de la ejecucin de proyectos de robtica educativa enCosta Rica [1] y que podran usarse como referente para otras experiencias. En la primera seccin seconceptualizan los trminos y se comparten las lecciones, se concluye con una reflexin sobre larobtica con agente de innovacin para el aprendizaje.

2. Robotica como proyecto educativo

[email protected] o [email protected]

FORMATEX 2006
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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Concebimos la robtica educativa como un contexto de aprendizaje que se apoya en las tecnologasdigitales para hacer y aprender sobre la robtica. Este contexto involucra a quienes participan, en el

diseo y construccin de creaciones propias (objetos que poseen cuerpo, control y movimientos),primero mentales y luego fsicas, construidas con diferentes materiales y controladas por un computadorllamadas simulaciones o prototipos. Estas creaciones pueden tener su origen, en un referente real, porejemplo: un proceso industrial automatizado, en el que los estudiantes recrean desde la apariencia de lasmquinas hasta las formas de movimiento o de interactuar con el ambiente; entonces nos encontramosante una simulacin; o prototipos que corresponden a diseos totalmente originales, como por ejemplo eldiseo y control de un producto que resuelve un problema particular de su escuela, de su hogar ocomunidad; de una industria o proceso industrial. Igualmente las producciones de los estudiantespodran integrar ambas: prototipos y simulaciones.

En esta poca, la robtica educativa se posiciona como un elemento nuevo y necesario de conocer porlas nuevas generaciones. Las empresas e industrias han incorporado procesos de produccin y mltipleselementos tecnolgicos que incluyen automatismos y control de procesos. Los ingenieros mecnicos,

electrnicos y ms recientemente los informticos han asumido un papel protagnico en estosdesarrollos. Sin embargo, existe la demanda de las poblaciones jvenes de contar con opciones deformacin en esa especialidad.

Paralelo a las demandas de formacin, nacen desarrollos y nuevas tecnologas que intentan acercar estosconocimientos a los nios y jvenes impulsando a las escuelas para que los inserten como recursos enlos procesos de enseanza. La experiencia liderando y asesorando proyectos, nos dice que la primerarazn para iniciar un proyecto educativo no es lo tecnolgico, sino lo humano. Se trata entonces, depensar y definir con antelacin, las habilidades sociales, cognitivas y tecnolgicas a propiciar y losniveles de comprensin que se promovern antes de elegir los recursos tecnolgicos.

Como proyecto educativo entendemos, al conjunto de experiencias que involucran enseaza yaprendizaje en un rea de contenido particular, que se ejecutan en un conjunto de instituciones de unpas, una regin e incluso internacionalmente y que atienden ejes rectores, legislativos, metodolgicos, y

didcticos similares. Es decir, un proyecto educativo rene un conjunto de instituciones que ejecutan lamisma propuesta pedaggica y administrativa en funcin del logro y consolidacin de ciertosaprendizajes en la poblacin meta que benefician.

En el caso de Costa Rica [2], los proyectos derobtica educativa se concentran en laconcrecin de ciertos desempeos yhabilidades relacionadas al diseo y fluideztecnolgica, como son el trabajo por proyectospara el diseo de prototipos y simulaciones; laresolucin de problemas comunales; lacomprensin y simulacin de procesos deproduccin o industriales; el diseo, control yautomatizacin de mecanismos, la evaluacinde productos y la socializacin de resultados.Procurando as, crear puertas y visiones nuevasen los estudiantes, no slo en los aspectos quecaracterizan la robtica sino, en la generacinde contextos y ambientes de aprendizajeptimos para la creacin, la innovacin ypropulsores de ideas y valores que puedan sertrasladados a la cotidianidad o como metas deespecializacin en un futuro.

vFig. 1: Estudiantes y maestra en sesin deintroduccin a la construccin yprogramacin Agosto 2005 Heredia

m-ICTE2006 http://www.formatex.org/micte2006 FORMATEX 2006


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2. Lecciones aprendidas

2.1 Marco Pedaggico

Todo proyecto educativo debe enmarcar su accionar a la luz de un marco pedaggico elocuente yfcilmente comprensible para quienes tienen la tarea de ejecutarlo.

Basados en el construccionismo [3] como enfoque pedaggico esencial, hemos optado por enfoquede la Enseanza para la comprensin [4] como propuesta curricular el y el enfoque de aprendizajebasado en proyectos (EAP) como marco metodolgico. Estos enfoques facilitan la inclusin dediversas reas de contenido donde los estudiantes alcanzan profundos de comprensin. Pero obliga adelimitar los desempeos deseados y los productos esperados. De lo contrario la propuesta didcticaqueda reducida a una metodologa sin propsitos claros

Los nfasis de contenido se valoran frecuentemente. Iniciamos con una propuesta donde estudiantes

escogen los temas de inters los estudiaban y luego construan una representacin con robtica. Losestudiantes optaban por proyectos que se representaban (construan y programaban) fcilmente comomquinas u objetos aislados y sin relacin con respecto a otras construcciones creadas por estudiantesde su mismo grupo, por ejemplo: hacan diferentes tipos de vehculos sin encontrar las relaciones conotros medios de transporte o construan, animales sin estudiar las agrupaciones, caractersticas oformas de vida de esos grupos.

Haba robtica en los productos que los estudiantes hacan porque, construan, programaban ycontrolaban los productos- pero no se observaba ninguna incidencia en las formas de pensamiento ycomprensin en los estudiantes referente al tema y trabajo colaborativo entre ellos. Por lo tanto,requeramos superar las representaciones robticas y aprovechar ese recurso para apoyar los procesosde pensamiento y comprensin conjunta. Iniciamos con los educadores, caracterizando los nivelesde profundizacin temtica y los desempeos esperados tanto en conocimiento como en la fluidez

requerida luego mejoramos las estrategias metodolgicas que ellos diseaban y depurarnos losprocesos de capacitacin en funcin de eso.

Delimitamos los temas, consiguiendo que los proyectos se concentraran en la simulacin,comportamiento y funcionamiento real de procesos industriales y productivos, de sitios, de eventos osobre la resolucin de problemas comunales. Esa delimitacin a crear diversidad de proyectosgrupales que atendan un nico eje temtico pero consiguiendo mayor especialidad a partir de lainvestigacin y estudio. Algunos ejemplos que ilustran este caso son: Simulacin del proceso paratransformar una materia prima en producto; factores que deben ser considerados para la creacin deun sistema de seguridad comunal; incidencia de la basura en la salud y ornato de la comunidad; losanimales en peligro de extincin en la comunidad.

Con estas estrategias hemos logrado que los estudiantes tengan mejores niveles de comprensinrelacionados con los temas y muestren mejores representaciones en sus construcciones y

programaciones, al tener un referente real sobre el cual estn trabajando e intentando simular.Con este tipo de propuestas los conocimientos correspondientes a la robtica saltan por su propiopeso. Resulta obligado insertar sistemas de engranes y estudiar su teora para poder lograr los efectosde velocidad y fuerza requeridos, es decir los estudiantes deben comprenderla para poder aplicarla yusarla sin restricciones en sus creaciones. Es necesario programar estructuras condicionales pues sinellas no es posible simular comportamientos que se vean afectados por el ambiente. Se requieretrabajar las estructuras de los objetos a escala y cuidando los acoples pues de lo contrario seraimposible el ensamble de todas las partes en una sola estructura.

En resumen, nos concentramos en el fortalecimiento de habilidades que tienen posibilidad de serdescubiertas o mejoradas como son: el planeamiento, la creatividad, el diseo, la valoracin de


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productos, el automatismo y control, la resolucin de problemas, entre otras. La robtica es unrecurso para facilitar el aprendizaje y las habilidades creativa y en fluidez tecnolgica [6] y no un fin

es si mismo.

2.2 Ambiente de aprendizaje

Por ambiente de aprendizaje entendemos las relaciones e interacciones que ocurren enel aula entre los estudiantes y educadores, y entre ellos con los recursos. Por lo tanto,el ambiente de aprendizaje al igual que los lineamientos pedaggicos, deben preverse yorganizarse en funcin de las habilidades o desempeos deseados.

Un factor muy importante de este rubro es la poblacin a beneficiar. En educacinhistricamente se han conformado los grupos de estudiantes, segn edad y madurez.

Sin embargo, la experiencia nos ha demostrado que aquellos grupos que integranestudiantes de diversas edades, procedencias y estados de madurez resultan ms

productivos y creativos que los conformados con ciertas uniformidades. En realidad, ladiferencia en los procesos de aprendizaje en robtica parece estar definida por la oferta

pedaggica que se disponga. As proyectos que requerirn mayores niveles deprofundizacin y estudio o investigacin resultarn ms difciles para estudiantes queno poseen experiencia y conocimiento en esas reas. Por lo tanto, lo mejor es respetarla diversidad y adecuar la propuesta segn las capacidades que muestren o vayandesarrollando los estudiantes.

Un segundo factor, es el educador o profesional que mediar o facilitar el aprendizaje

junto a los estudiantes. Una caracterstica muy importante de esa persona es ladisposicin o actitud positiva que muestre hacia la tecnologa. Ella se destaca por elgusto hacia, lo innovador, lo creativo y cambiante. Pero ante todo, deber poseervocacin hacia la enseanza, gusto por compartir lo que sabe y estar dispuesto aaprender de y con sus estudiantes. Si los profesores no cuentan con una especialidaden robtica, entonces el proyecto educativo para el cual labora deber asumir este

proceso. Las personas con formacin en informtica educativa, ciencias, ingeniera,computacin se desempean muy bien. Lo ideal es contar con profesionales que

posean ambas reas de estudio, la informtica y la educacin y con algn curso oconocimiento en robtica.

2.3 Recursos tecnolgicos

Cmo anticipar cunto equipo y de qu caractersticas debe ser para acondicionar lassalas de robtica?. Los criterios deberan estar determinados por en las particularidadesde la propuesta pedaggica y el ambiente de aprendizaje. Algunas inquietudes acontestar antes de concretar este rubro son:

Qu y como sern los proyectos que los estudiantes harn: grupales, individuales,pequeas construcciones o mecanismos particulares.


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Qu cantidad de estudiantes se beneficiar. Si hay mucha demanda de recursos

tecnolgicos entonces hay que atender a los grupos en periodos continuos, porqueno sera posible desarmar y armar en cada leccin.

Cules recursos tecnolgicos son esenciales y cules pueden ser sustituidos por otrosde menor costo. Por ejemplo la cantidad de motores, sensores, luces, sirenas,interfases (RCX, Handy crickets, GOGO Boards, Pico) que se adquieran dependernde la cantidad de mquinas que se disponen y de la cantidad de estudiantes aatender. (Ver Fig. 2)

Qu tipo de mecanismos se van a construir. Si la propuesta impulsa el estudio demecanismos, entonces debe disponerse muchas: maquinas simples y operadoresmecnicos. Igualmente puede optarse por trenes de engranes recuperados de

equipos electrnicos o tecnolgicos en desuso, como son: unidades de CD, juguetesde control, engranes de impresoras, escner u otros. Pero se requiera herramientasque permitan desarmar, cortar, soldar y pegar.

Fig. 2. Construccin de un puente peatonal quebrinde los requisitos de accesibilidad y seguridad alas personas, de la comunidad. Creado por un grupode estudiantes entre 9 - 12 aos, fue construido conmateriales re-usados extrados de computadores endesuso, programado con Logo Blocks y controlado

con handy cricket. San Jos Costa Rica, mayo 2006.

2.4 Capacitacin y seguimiento

La capacitacin, pilar de todo proyecto educativo toma forma en funcin de lashabilidades que el proyecto busca desarrollar. En Costa Rica ante la ausencia de laespecialidad en robtica educativa, la FOD [5] hace el diseo, ejecucin y evaluacinde los procesos de capacitacin de los educadores. Los nfasis y planteamientos se hancreado en funcin de las necesidades del proyecto. Algunas variable consideradas son:desempeos cognitivos y sociales que el proyecto educativo aspira alcanzar en los

beneficiados, formacin acadmica, recursos tecnolgicos que el proyecto tiene,tiempos de ejecucin presencial y en lnea que se requieren.

Lo ptimo es contar con grupos de 20 personas si se cuenta con recursos suficientespara trabajar en parejas. Propuestas que simulan las ejecuciones y resultados esperadossegn la propuesta son las ideales y ms efectivas, si se desea que ellos pongan o llevena la prctica los conocimientos en un corto plazo[2] Periodos concentrados de 40horas y distanciados a lo largo del ao, han resultado muy efectivos en nuestro caso



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Conclusiones

Para constituir la robtica educativa como un proyecto educativo es requisito ladefinicin de un marco pedaggico, administrativo y tcnico claro y coherente. Quesea apoyado financiera y polticamente para concretar una ejecucin efectiva. Estosmarcos deben considerar aspectos de apropiacin, desempeo cognitivo y socialesperados en la poblacin meta, y deben caracterizar el ambiente de aprendizaje, lacapacitacin de los educadores y el seguimiento o acompaamiento que se les

brindar. .

Una buena razn para considerar la robtica como un motor de innovacin en loscontextos educativos, esta asociada a las posibilidades que brinda para insertar cambiosrelevantes en las formas de ensear y aprender de los estudiantes y la factibilidad que

muestra para consolidarse e incorporarse como una prctica regular y cotidiana en losprocesos de enseaza. Esta propicia para involucrar a los estudiantes en experienciasque requieran habilidades de colaboracin, resolucin de problemas, diseotecnolgico y creatividad.

Referencias

[1] Fundacin Omar DengoEducacin y tecnologas digitales. Cmo valorar su impacto social y suscontribuciones a la equidad. FOD - 1 a. ed. San Jos, 2006, p. 19

[2] A. Acua(2004). Robtica y aprendizaje por Diseo en EDUCACIN AO XLVIII- XLIX, No 139-140, I-II, [en lnea] http://www.educoas.org/portal/bdigital/lae-ducacion/home.html[consulta]: agosto 2006

[3] Papert Seymour. (2003).La mquina de los nios. Replantearse la educacin en la era de losordenadores. Paidos, Barcelona Espaa p. 151-169

[4] David Perkins (2006).Hacia una cultura de pensamiento. Conferencia, Buenos Aires Argentina (julio 06) enhttp://www.ellibro.com.ar/32feria/educativas/html/archivo/conferencias/perkins_david.html

[5] FOD (2006)Talleres de capacitacin con educadores 2006. [en lnea] http://fodweb.net/robotica/index.htm,Experiencias/actividades [consulta]: agosto 2006

[6] enGauge (2003) 21st Century Skills: Literacy in the Digital Age (junio 2006). Enhttp://www.ncrel.org/engauge/skills/skills.htm. p. 14

[7] De la Torre Saturnino(1998). Cmo innovar en los centros educativos. Estudios de casos. Editorial escuelaespaola, Madrid, Espaa p. 19
http://www.educoas.org/portal/bdigital/lae-ducacion/home.htmlhttp://www.ellibro.com.ar/32feria/educativas/html/archivo/conferencias/perkins_david.htmlhttp://fodweb.net/robotica/index.htmhttp://www.ncrel.org/engauge/skills/skills.htmhttp://www.ncrel.org/engauge/skills/skills.htmhttp://fodweb.net/robotica/index.htmhttp://www.ellibro.com.ar/32feria/educativas/html/archivo/conferencias/perkins_david.htmlhttp://www.educoas.org/portal/bdigital/lae-ducacion/home.html

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