La Robótica Pedagógica. Ventajas y Desventajas. Distintas Formas y Aplicaciones en áreas de conocimiento.

Comprender el término Robótica Pedagógica, para docentes involucrados en los quehaceres de las ciencias sociales, resulta un tema complejo por entender y aún más alejado de sus escenarios para aplicar, por ello, ante la incertidumbre que provoca el sólo término, nos avocamos a indagar al respecto, no si antes considerar que los ambientes de aprendizaje, novedosos y creativos, serán los que priven o bien privilegiados para el uso de esta herramienta educativa que ofrecen las TIC´s , es decir, en esta enseñanza por inducción con gestión docente constructivista y de fomento al aprendizaje colaborativo, el que según el MC Enrique Ruiz – Velasco Sánchez, es una estrategia pedagógica que favorece la interdependencia cognitiva (significado del aprendizaje) y social entre los estudiantes.

Se dice que es una perspectiva de acercamiento, la Robótica Pedagógica, a la solución de varias áreas del conocimiento, como las matemáticas, las ciencias naturales y experimentales, la tecnología, las ciencias de la información y la comunicación. Por ello, según Mónica Sánchez Colorado, la Robótica Pedagógica, es la disciplina que se encarga de concebir y desarrollar Robots educativos para que los estudiantes se inicien en el estudio de las Ciencias (Matemáticas, Física, Electricidad, Electrónica, Informática y afines) y la tecnología (Ruiz-Velasco 1987). En nuevos ambientes de aprendizaje que se entienden como las circunstancias que se disponen como el entorno físico y psicológico, recursos y restricciones, así como las estrategias que se usan, para promover que el alumno aprenda y construya su conocimiento.

A manera de conclusión, la Robótica Pedagógica es la conexión significativa, que trasciende, entre la acción concreta y la codificación simbólica de las acciones, que supone y propicia el acercamiento, mediante la solución de problemas, a distintas áreas del conocimiento como las matemáticas, física, química, biología o ciencias naturales, la tecnología, las TIC´s, bajo y en nuevos ambientes de aprendizaje, con aprendizajes colaborativos en comunidades de aprendizaje, sean presenciales o virtuales. http://www.eduteka.org/RoboticaPedagogica.php

La robótica pedagógica que valga gestiona por conducto del maestro: el aprendizaje, experimentación y descubrimiento del alumno, por medio de situaciones o eventos creados para que manipulen u observen, por ejemplo una ley de la física, a través de un robot, que ejemplifique la ley de la gravedad, con esta estrategia (RP), el aprendizaje primero es inductivo, se presenta por descubrimiento por la interacción que se hace con el robot, y sus acciones, donde además de activar la cognición con resultados, el alumno, procesa la información, la transforma para lo cual invierte sus habilidades y competencias, físicas, intelectuales.

Ventajas brinda a la enseñanza a robótica pedagógica, que su gran ventaja o aportación al campo es su integración cognitiva y tecnológica en un recurso, para el caso Robot de Enseñanza, donde además localizamos:
1. Integración de distintas áreas del conocimiento
2. Operación con objetos manipulables, favoreciendo el paso de lo concreto a loabstracto
3. Apropiación y comprensión del lenguaje gráfico y a distintos lenguajes.
4. Operación y control de variables diversas de manera sincrónica
5. Desarrollo de pensamiento sistémico y sistemático (secuencial)
6. Construcción y prueba de estrategias propias de adquisición del conocimiento
7. Creación de entornos de aprendizaje
8. Aprendizaje del proceso científico y de la representación de modelos matemáticos
9. Integración de las TIC´s en nuevas generaciones de estudiantes para su dominio y expansión.

Los procesos de construcción de un Robot Educativo, necesariamente son integrales, en su concepción y aplicación, pues independientemente de su uso didáctico (Temática por Enseñar), es necesario tener conocimientos de mecánica para poder construir la estructura del Robot; se requieren conocer de electricidad para animarlo; importante es también saber de electrónica para que interactúen el computador y el Robot y los conocimientos de informática son fundamentales para desarrollar un programa que lo controle, elementos interactivos e indisolubles en la RB, tal cual han explicado, los Doctores Manuel Gándara y Enrique Ruiz Velasco, versando sobre el tema.

Una gran desventaja, puede ser el acceso, si bien no se tiene a una computadora e Internet, difícilmente una comunidad rural tendrá recursos –que son mínimos y reciclables- para crear Robots Educativos; la falta de capacitación docente actualizada que induce al uso de estos recursos didácticos es otra gran desventaja que se observa; un tercer punto en contra es que solo es casi aplicable a las ciencias naturales, idiomas, y las matemáticas, sería de gran aportación que al menos para los niveles básicos se propusieran e impulsaran para materias poco atractivas para los chicos como la historia, geografía o español. Finalmente para la educación superior y media superior, no se detectan Robots Pedagógicos, serían de gran ayuda y motivación para los alumnos, que ya son más independientes y preactivos.

Por ello, se vislumbran algunas FORTALEZAS Y DEBILIDADES que contextualizan a la RP, como:

Fortalezas del la Aplicación de la Robótica Educativa:
Integración de diversas áreas temáticas.
Manipulación de objetos concretos en su aprendizaje.
Operación y control de sus propias variables.
Desarrollo de un pensamiento sistémico.
Construcción de entornos de aprendizajes.

Debilidades:
Evalúa sus propias estrategias de aprendizajes
Aprendizaje de los procesos científicos.
Agudiza brecha digital, cuando son robots virtuales.
Limitado acceso para todos, por costos e insumos.
Falta de capacitación y visión docente para su optimización (solo algunos casos)
Avocados a apoyar solo ciertas áreas del conocimiento.
Poca existencia para educación media superior y superior, sobre todo en temas sociales. http://robotica.webeducativa.net/

La RP con sus actividades o acciones manipulables tiende a llevar al estudiante a experiencias didácticas constructivistas, desarrolladas por el robot, lo que permitirá que este transformen las actividades abstractas en concretas, observables, manipulables y controlables, esto es el docente puede enfrentar a sus alumnos a casos para su resolución, hasta que luego de la prueba error, el alumno colegiadamente aborde a la significación de su aprendizaje.

El Nuevo Ambiente de Aprendizaje, en este caso tecnológico, proveerá al estudiante de insumos (robot, computador, manual de operación), para que resuelva mediante un proceso (indagación, exploración, manipulación, observación), la solución a un problema, donde con sus habilidades y competencias, sin eximir la actitud, por ejemplo proactiva, detecte el problema, busque soluciones, las construya y experimente, y luego de que las compruebe, mejore sus alternativas de resolución al problema-caso.

Los nuevos ambientes de aprendizaje con Robótica Pedagógica, que le conceden un gran contexto diferente y motivacional a los alumnos al agredir a la monotonía cuasi constante del aula normal, tienden a propiciar experiencias y resultados creativos, innovadores y sobre todo significativos, es decir aquellos que resultan pertinentes y aplicables en el mundo diario, real en el que nos desenvolvemos. Ante ello, es muy recomendable que la evaluación de estos productos no sea sumativa, por el contrario debe ser de autorregulación del aprendizaje, en la que se valore la participación del estudiante, la concreción de objetivos, la autonomía, la colaboración en equipo, la variedad de formas, la preconcepción de conocimientos y las formas de asimilación. (De acuerdo a Joroba J., Casellas E. y otros La regulación y la autorregulación. Ed. Síntesis. Madrid, España, 1997) http://www.fquim.unam.mx/sitio/edquim/152/152-bul.pdf

En los nuevos ambientes de aprendizaje, los alumnos y docentes guías, construyen estrategias para resolver problemas, por medio del método científico, con hipótesis por comprobar con la experimentación prueba acierto-error. Los jóvenes usan mejor su idioma y crean sus propios códigos, para considerar el significado de cada objeto con el que experimentan, toman conciencia de su propio proceso de aprendizaje; seleccionan, manipulan, experimentan, comprueban, se equivocan y acierto, toman decisiones. También comparten sus productos, construyen programan y sincronizan, gestionan y aplican la crítica –constructiva- a sus creaciones bajo parámetros de mejora continua; se involucran con la tecnología (diseñan y construyen prototipos propios o modelos que emulan o simulan otros existentes, aplican sensores, estrategias de programación, control, y sincronización), y juegan e interactuan socialmente, lo lúdico intrínseco en el concepto le brinda más oportunidad de aceptación y expansión. http://www.eduteka.org/RoboticaPedagogica.php

En la elaboración de robots, se usan materiales tecnológicos como motores, sensores y bloques programables; también se utilizan materiales tradicionales como papel, cartulinas, palitos de madera, corcho, unisel, y se pueden apoyar con las TIC´s como la computadora y software, para integrar así los materiales tecnológicos y los tradicionales, que crearon los alumnos.
http://www.teddi.ua.es/lineasTrabajo/framesRobotica.asp?pIdTipo=1

Por ejemplo la empresa estadounidense Quipus y su pagina de comercialización sobre La Tecnología de la Enseñanza, ofrece Bee-Bot robot y Bee-Bot virtual, que suma, resta, reconoce y localiza letras, es un robot que también se puede usar virtualmente en el pizarrón. http://www.quiproye@quipus.com.mx Pueden escribir a esta empresa a quipus3@quipus.com.mx para que les proporcionen una prueba gratuita.

También se localizo a un robot virtual, llamado Dr. Abuse, que es un programa de inteligencia artificial, que mediante un robot de charla se mantiene una conversación “inteligente y divertida”. El Software del Robot incluye síntesis de voz, para que quien habla escuche lo que dice. Hasta se puede efectuar terapia psicológica básica con este, tomando en consideración de que el Robot no puede sustituir al terapeuta humano.Ejecuta órdenes que se le indican con la voz del usuario, navega también por Internet, envía correos electrónicos y responde a todas las órdenes del un menú. Además que desarrolla operaciones matemáticas básicas (suma, resta, multiplicación, etc.) y científicas. http://www.psicoactiva.com/abuse/drabuse.htm Así mismo, existe un tutoral para crear un robot en web conocimientos, podría decirse educativo, cuya liga es http://www.conocimientosweb.net/dcmt/ficha14192.html

Finalmente, de acuerdo a estudios sobre la aplicación de la Robótica Pedagógica en la Escuela, en Chile, por ejemplo existen los Clubs de Robótica, que conforman y fomentan el uso de robots, y buscan el acercamiento a los conceptos de ciencia y tecnología, donde crean niños de primaria, robots para trazar líneas o para recolectar basura, muy sencillos en su elaboración; un poco más sofisticados son los de Tecnología e Informática, donde aprenden a encadenar procesos y conceptos, con un mismo proyecto tecnológico, y cuyo ejemplo son los operadores mecánicos que los alumnos crean en una maqueta mecánica que recibe ordenes programadas, para entender lo abstracto del tema y concretarlo en eventos, acciones y sucesos de la realidad. Y los de Desarrollo de Experiencias específicas en Matemáticas, para expresar mediante el robot, conocimientos teóricos en aplicaciones concretas y prácticas, como la Tabla de la Verdad, que mediante motores controlan la operación de un automóvil. http://www.eduteka.org/RoboticaPedagogica.php

Propuesta de una situación de aprendizaje con Robótica Pedagógica
Materia. Física. Segundo y Tercer Grado de Secundaria. (Se detecto que también en Bachillerato se aborda el tema en la materia de Física en 3re. semestre).
Colegio Jesús María Echevarria Tercero secundaria
Calzada Amador Cárdenas 400 Col. Nueva Los Ángeles. Torreón, Coah.
7 13 19 83
y/o
Escuela Secundaria Técnica No 1. Segundo secundaria
Blvd.. Revolución 650 oriente. Centro. Torreón, Coah.
716 13 11

Intención .- El concepto de movimiento, tan familiar, tan de sentido común, tan evidente, es mucho más importante de lo que comúnmente se piensa. Es un concepto íntimamente ligado a la percepción e idea de espacio y de tiempo y, por ello, a la naturaleza misma del universo, es un tema central en el desarrollo de la física. El movimiento es una parte del mundo físico —junto con el Universo, la Tierra y los procesos que le dan forma, la estructura de la materia, la transformación de la energía y las fuerzas de la naturaleza—. No obstante lo familiar del tema, los alumnos de la escuela secundaria tiene una idea muy vaga de sus propiedades y de las formas de describir los diferentes tipos de movimiento.

Con el desarrollo colegiado del Robot Pedagógico, que subirá y dejará caer una manzana (ilustrando el experimento de Newton), los alumnos evidenciarán la Ley de la Gravedad de Isaac Newton, con el diseño del robot y su mecánica de operación, que por cierto incluye los cuatro elementos o áreas de la Robótica, la Mecánica, la Electrónica, la Eléctrica y la Informática, su interacción con el objeto, jugando y aprendiendo, redundará en un aprendizaje significativo que le brindará la oportunidad de vincular las acciones y efectos con la realidad.

Objetivo.- El estudio del movimiento de la materia y de sus causas, lo sintetiza Isaac Newton, personaje básico de la historia de la física y de la idea de movimiento. Este plan de tema de la asignatura tiene, en un primer momento, el propósito de que el alumno investigue que es el movimiento y la ley de la gravedad, que los produce y cómo la registramos.

Por ello el Robot para subir un material x (una manzana) y dejar caer el material al vació (punto de tiro), mediante un cerbo motor que bajo ordenes de un programador en computadora y una USB, servirá como punto de encuentro entre el concepto y la organización para gestionar al Robot, que mediante poleas bajara y subirá el material con un accionador de encendido o apagado. El nuevo ambiente de aprendizaje que se recomienda es un escenario como un laboratorio de electrónica (que existen en las Secundarias), será además el primer motivador que dinamice el proceso de aprendizaje, constructivo y social, para que con estrategias y tomas decisión coloaborativas, los estudiantes una vez diseñado su robot, materialicen la información evidenciada y tangible de la ley de gravedad, y así la vinculen con sucesos o eventos de la vida cotidiana que ejemplifican o significan el tema de estudio.

La función docente será la de guía, orientador o facilitador de la construcción del conocimiento colaborativo o colegiado (en equipo), como eje nodal del proceso formativo; las de los alumnos serán proactivas, dinámicas, creativas, productivas y significativas. La administración institucional, deberá ser proveedora y supervisora. El enfoque de la actividad tendrá que ser multidisciplinario, sea educativo, tecnológico, robótico pedagógico y paradigmático (tendencia educativa constructivismo y aprendizaje significativo), con lineamientos para desarrollar metodología científica, sus pasos y elementos (enfatizando e método inductivo).

Introducción al tema.-La gravedad es una de las fuerzas universales de la naturaleza. Es una fuerza de atracción que existe entre toda materia, y es muy débil en comparación con otras fuerzas de la naturaleza. La fuerza gravitacional existente entre dos objetos depende de sus masas, razón por la cual solo podemos ver a la gravedad en acción cuando al menos uno de los objetos es muy grande como la Tierra.

Isaac Newton fue el primer científico en definir matemáticamente la gravedad, cuando formulo su ley de gravitación universal, indica que la gravedad es la más fuerte entre dos objetos de gran masa, y se debilita a medida que estos objetos se separan.

La velocidad de escape dice la ley, que esta necesita un objeto para lograr escapar a la atracción gravitacional de otro objeto. Por lo que a manera de ejemplo, la velocidad de escape de la Tierra es de 11 km/s. Lo que significa que si logramos lanzar una pelota a 11 km7s ¡nunca caerá¡

Consulta la página de Internet que te recomendamos:
http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/glossary/gravity_defn.sp.html

Actividades.-Robot para subir y con una bandeja dejar caer material (una manzana)y demostrar la Ley de la Gravedad.(Ley de Newton). Presionando un botón sube una plataforma con material una manzana), y al llegar a la cúspide (punto más alto) la bandeja deja caer el material (manzana) que por la Ley de Gravedad baja inmediatamente.

Constituir equipos de trabajo, no más de 5 integrantes, con un líder que encabece al grupo, para que recupere propuestas, elabore estrategias, tome decisiones y active grupalmente al diseño del Robot. Posteriormente el equipo presentará sus experiencias, percepción del tema y su aplicación o ejemplificación en la vida real.

Material
45 cm. de placa de aluminio o unisel de 10 cm. de ancho
1 polea de 90 cm. (45 cm. de un lado y 45 cm. para el otro lado)
1 cerbo motor con eliminador para 18 volts
2 cables de acero de 4 mm. de espesor de 45 cm. de largo de cada cable.
1 placa de 10 x 8 cm. de aluminio o unisel para levantar soporte
2 gomas para hacer desnivel de la placa de tiro
1 tarjeta electrónica con interfase para USB de 2 puntos (encendido y apagado)
1 programa en leguaje C para control de tarjeta (encendido y apagado)
1 cable USB
40 cms. De cable telefónico de 4 hilos (para conectar tarjeta con motor)
1 Computadora Pentium 4 con conectores USB

Conclusiones. La propuesta de un plan para un tema, apoyada con el uso de TIC´s y con el diseño y experimentación de un Robot Pedagógico, busca que con estos recursos didácticos o estrategias y bajo la modalidad de la experimentación, manipulación , control y aprendizaje del mismo RP, que los alumnos colegiadamente, construyan y le encuentren una aplicación (significado) con un proceso de toma de decisiones, experimentaciones, seguimiento de metodología, a un tema o bien evento de la naturaleza, que observa y analiza la Física, y que mediante una emulación creada, los introduzca en un área del conocimiento importante para sus devenires académicos y apasionante por los fenómenos y teorías que analiza, con un ejemplo, si bien sencillo, muy claro y representativo, la Ley de la Gravedad.

Importante es señalar que contribuyeron en el diseño del Robot Pedagógico Temático un Lic. en Sistemas Computacionales e Ing. Electromecánico y también un especialista en Electricidad y Electrónica.

Gracias por su atención. Sandra Sologaistoa Guangorena EN Torreón,Coah.