ROBÓTICA EN EL AULA

 

 

   

 

José Luis Bruni

Tel: (54)2901-445967  Cel: (54)2901-15609819

   jlbruni@gmail.com

www.roboticaeducativa.com

USHUAIA – TIERRA DEL FUEGO

 

 

 

Año 2009

RESUMEN

 

Dado los avances tecnológicos, no podemos comenzar el Siglo XXI desestimando lo que significa ser meramente consumidores de tecnología, y quedarnos en la historia solo como productores de materia prima. Y esta realidad no puede cambiarse de un día para otro, pero tenemos que ser conscientes de ello y tomar cartas en el asunto.

Para ello, son necesarios ciertos cambios relacionados con la educación, nuevas habilidades y el desarrollo de competencias que permitan que el individuo sea capaz de intervenir para la mejora del bien común, así como de la calidad de vida.

Hoy es un hecho que la educación debe posibilitarles a los alumnos apropiarse de las nuevas tecnologías, así como también despertar el interés de una mayor profundización en el ámbito científico-tecnológico.

  
INTRODUCCIÓN

La educación, por un lado, tiene un compromiso con la transmisión del saber y, por el otro, debe conducir a la formación del educando, haciéndolo capaz de vivir y convivir en la sociedad, en relación con el prójimo. No podemos separar la tecnología del hombre, tanto en el sentido de poseer los conocimientos para producirla, como para saber cómo esa tecnología puede influir e influirá en su subjetividad.

El proyecto Robótica Educativa, fundamentado en el constructivismo, posibilita el desarrollo de la creatividad, la capacidad de abstracción, las relaciones intra e interpersonales, el habito del trabajo en equipo, permitiéndole al educador realizar acciones que desarrollen la motivación, la memoria, el lenguaje, la atención de los educandos y otros aspectos que contribuyen a la práctica pedagógica actual.

OBJETIVOS:

 

El principal objetivo es incorporar la Robótica Educativa en las escuelas. Esto implicaría:

• Poner al alcance de docentes y alumnos recursos tecnológicos de última generación en el campo de la robótica, utilizando material que fue recientemente diseñado para el aprendizaje.

 

• Brindar los contenidos necesarios para que los alumnos que se encuentran alejados de los adelantos tecnológicos no queden aún más desplazados en su capacitación de un futuro cada vez más tecnificado.

• Propiciar un compromiso hacia el desarrollo del País, que incluya no solo esfuerzos para satisfacer las necesidades básicas, sino que también asegure que los beneficios de las nuevas tecnologías se distribuyan de una manera más amplia, permitiendo un mejoramiento de la calidad de vida  a los alumnos de los sectores mas desfavorecidos de nuestro pueblo.

DESARROLLO

Marco Teórico:

Este proyecto se basa en las teorías constructivistas del psicólogo francés Jean Piaget, las cuales aseveran que “el conocimiento no es solamente transferido del profesor al alumno, sino activamente construido por el pensamiento de quien aprende. Los niños no reciben ideas; ellos elaboran ideas”. Además, sugiere que quienes aprenden están particularmente motivados cuando fabrican cualquier tipo de artefactos sobre el cual puedan reflexionar y compartir con otros esas reflexiones.

Encontramos en la Robótica Educativa, una herramienta multidisciplinaria, pensada para que niños, niñas y jóvenes desarrollen su capacidad en distintas áreas  tales como:

-Intelectual
-Biopsicomotora
-Lógico-matemáticas
-Comunicación integral

Mejorando además:
-Su autoestima y confianza en sí mismo
-Habilidades para solucionar problemas
-Capacidad de atención y memoria

Antecedentes:

          En una revisión de las teorías más influyentes en la educación durante el siglo XX, resulta imprescindible considerar el constructivismo, propuesto Piaget. Sus conceptos y modelos psicológicos fueron ampliamente utilizados para fundamentar teorías didácticas y pedagógicas.
 
           Uno de los pensadores más reconocido internacionalmente por sus serias investigaciones en el constructivismo es el matemático Seymour Papert, del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT). A mediados del siglo pasado, observó la dificultad que presentan los niños y las niñas para operar las computadoras, a causa de que debían utilizar lenguajes de programación que les resultaban ininteligibles. Esta observación lo condujo a tomar dos decisiones importantes: estudiar profundamente con Piaget su teoría sobre el constructivismo, en Ginebra (entre 1958 y 1963) y asociarse con Marvin Minsky, gran teórico de la inteligencia artificial, en Boston.

         A partir de estas interacciones, Papert creó el lenguaje Logo, con el cual los niños pueden operar las computadoras con mayor facilidad. Pero además, influido por las ideas de Piaget,  propuso el “Construccionismo” como una teoría educativa que fundamenta el uso de las tecnologías digitales en educación.

En el Construccionismo, Papert otorga a los alumnos un rol activo en su aprendizaje, colocándolos como diseñadores de sus propios proyectos y constructores de su propio aprendizaje. Se trata de facultar  a los estudiantes para que asuman ese papel activo. Se pretende que los estudiantes “construyan su propio conocimiento”.  La construcción del conocimiento, según Papert, comprende, a su vez, dos tipos de construcción: la primera tiene lugar en la mente de las personas. La segunda,  externa, ocurre de manera especialmente provechosa porque el alumno está conscientemente involucrado en una construcción de tipo más público, es decir, que puede ser mostrada, discutida, examinada, probada o admirada: desde un castillo de arena, una casa de Lego, o un programa de computadora.

Recolección y elaboración de datos:

En un principio, a parte de las experiencias llevadas a cabo desde el año 2001 en nuestro  Club de Ciencia, buscamos antecedentes de experiencias realizadas en colegios de Buenos Aires (Colegio Schönthal, Escuelas Técnicas ORT, Colegio Oxford y otros), así como en otros países de América: Perú, Costa Rica, El Salvador, Brasil, México, Chile,  etc.

Nos encontramos con que en la mayoría de estos lugares se está incursionando en el campo de la Robótica Educativa utilizando como material didáctico los kits de robótica LEGO, que permiten su implementación con niños desde los 6 años de edad.

Además hemos estado en contacto con directivos de la empresa Mejicana “Robótica Educativa” ( www.roboticaeducativa.com.mx ) quienes están introduciendo en su país material educativo desarrollado en Corea. Los orientales nos llevan muchos años de ventaja en la utilización de estos recursos educativos.

            Por otra parte, hemos visto que en las Olimpíadas de Robótica se está difundiendo cada vez más la modalidad de competir con robots íntegramente construidos por los alumnos participantes. Podríamos nombrar  a una infinidad de escuelas de Buenos Aires, pero queremos destacar especialmente la labor realizada por los alumnos de la Escuela Cooperativa Técnica “Los Andes” (San Carlos de Bariloche) y la EET 33 (Barranqueras, Chaco) entre otras.

            También hemos visto que otra metodología que está creciendo es el desarrollo de robots utilizando material reciclado, como el brazo robótico (proyecto “Manso”) construido en la Escuela Dr. Ernesto Guevara, de la vecina ciudad de  Río Grande. Este proyecto ha sido presentado en la Feria de Ciencia y Tecnología 2008 y fue seleccionado para participar en la Feria Nacional, que se realizo en Puerto Madryn.

Nuestras Experiencias:
           
              En Ushuaia, desde septiembre de 2001, en nuestro Club de Ciencia, estamos dando clases de Robótica Educativa a grupos de alrededor de 15  a 20 alumnos cuyas edades oscilan entre los 6 y los 17 años de edad.

Es interesante tener en cuenta que, con el aporte económico del Gobierno de Tierra del Fuego, algunos de estos jóvenes han podido viajar a  Buenos Aires a participar de las “Olimpíadas Nacionales de Robótica”, compitiendo con colegios privados de Bs. As.  y algunos del interior del país. Nuestros alumnos han obteniendo los siguientes premios:

 

Año 2001:  

• 1er. puesto en el  2do. desafío.

Año 2002:

• 1er. puesto en el 1er. desafío.

Año 2003:

• 1er. puesto en el 1er. desafío.
• premio al robot más original.

Año 2004:

• 2do. puesto en el 1er. desafío.

Año 2005:

• 2do. puesto en el 2do. desafío.

Año 2007:

• 2do. Puesto en el 1er. desafío.

Año 2009:

• 2do. Puesto en el 1er. desafío.

• 1er.  Puesto en el 2do. Desafío.

 

                       Además, durante este año 2009, he estado dando clases de robótica, en el Colegio Técnico “Olga B. de Arko”, a alumnos de 7º, 8º y 9º. La idea de esta actividad fue, en este primer año, iniciar una etapa integradora, en la que tanto los docentes como los alumnos, en distintas áreas, fueran dándole forma a esta materia.

                        La experiencia, muy enriquecedora, permitió que en los talleres se construyera la estructura de los robots, utilizando material de descarte: Para la base del vehículo robótico se utilizaron tapas de plástico de viejos equipos de audio. Los motores utilizados eran de mecanismos de carga y enhebrado de video caseteras VHS. Las ruedas se construyeron con engranajes de las mismas caseteras. Los sensores de contacto utilizados fueron recuperados de hornos de micro ondas. Por el momento está en estudio el desarrollo de los microcontroladores en el laboratorio de electrónica del colegio. Mientras tanto hemos utilizado los RCX Lego, de mi propiedad.

                        Esto nos permitió, además de construir la “mecanica” de estos robots (ver video “PRIBOT”  en You Tube), trabajar en la programación  de los robots, con excelentes resultados. Prueba de ello son los resultados del “Primer Encuentro Fueguino de Robótica “ que realizamos el 12 de Octubre entre los alumnos de este Colegio, los del Club de Ciencia y Tec. “ElectroBótica” de la vecina Ciudad de Río Grande, y los del Club de Ciencia y Tec.  “Mundo Electrónico”:

• 1er. Puesto: Colegio Tecnico “O.B.A.”
• 2do. Puesto: Club de Ciencia y Tec. “Mundo Electrónico”
• 3er. Puesto:  Club de Ciencia y Tec. “ElectroBótica”

Otras experiencias:

            Entre las labores de investigación más destacadas que hemos hallado debemos mencionar la del Prof. Papert y la Lic. Claudia Urrea, del Laboratorio de Medios del MIT, quienes se dedicaron a investigar las formas de incorporar el diseño y la construcción artefactos robóticos en el aprendizaje de los estudiantes y la contribución de estos al  mejoramiento de la calidad de vida en comunidades rurales. Su principal objetivo es formular e implementar estrategias que faciliten la creación de nuevos programas educativos para comunidades de países en desarrollo.

Luego vendría el proyecto de Bahía (Brasil), que llega a 500 colegios y 250 mil alumnos. Le sigue México, iniciando en el año 2002 experiencias en 650 colegios de Educación Secundaria. Y año tras año se van sumando otras instituciones…

En Perú, utilizando este material, se llevó a cabo un Programa Piloto de Robótica. Este se realizó con 6.000 alumnos de distintos lugares de Perú (costa, sierra y selva).  A los alumnos se les tomó un test de entrada, a la mitad se les agregó el programa de Robótica Educativa y con la otra mitad se utilizó solo el programa curricular normal. Al final del año, se volvió a evaluar a los 6.000 niños.

En el transcurso del año lectivo el grupo que recibía este nuevo programa tuvo un nivel de mejora del 88,5 % mientras en el otro grupo fue del 37,2 %. El 95 % del grupo experimental aprendió a escribir correctamente, mientras que en el otro grupo solo llegó al 48 % de los niños.

Este fue el primer proyecto de LEGO en gran escala en la escuela pública de América Latina. Brasil fue el segundo en implementar la Robótica Educativa, haciéndolo en 1999 en las 108 escuelas del municipio de San Bernardo de Campo, capacitando a 1660 profesores.

CONCLUSIONES

Los resultados ponen en evidencia que hubo un aumento significativo en el nivel de desarrollo de las capacidades intelectuales y de aprendizaje en los alumnos que han participado en los cursos de Robótica Educativa. Así mismo se ha comprobado que la manipulación del material lúdico-informático ha permitido mejoras sustanciales en la coordinación motriz.

Igualmente, quedó establecida la viabilidad de la integración de Robótica Educativa con la programación curricular regular primaria y secundaria,  aún cuando por su flexibilidad hace posible llevarlo como curso-taller a lo largo del año lectivo.

Al respecto cabe destacar que hay varias maneras de encarar la inclusión de la Robótica en las escuelas, dependiendo no solo de las posibilidades económicas de las mismas. Y es interesante ver las opciones para cada caso.

La solución más simple es la adquisición de alguno de los kits de robótica disponibles en el mercado, siendo necesarios cinco kits por aula. Otra posibilidad es la de las Escuelas Técnicas, que podrían construir sus propios robots, utilizando para ello los conocidos PICs disponibles en casas de electrónica.

Para las escuelas de enseñanza primaria, o las secundarias donde no tengan las posibilidades de construir sus propios Microcontroladores, estamos estudiando la posibilidad de desarrollar un kit accesible, con un lenguaje de programación que pueda ser interpretado por niños de primaria. Por ello sugerimos que los interesados se pongan en contacto con nosotros, para poder asesorarlos sobre cual es la solución ideal para cada caso en particular.

CONTENIDOS:

 

Capítulo 1- Introducción a la Robótica Educativa

Capítulo 2- Estructuras. Rigidez. Centro de gravedad. Equilibrio 

Capítulo 3- Introducción al Software RoboLab 2.5.4

Capítulo 4- Introducción a la Programación 

Capítulo 5- Diseño y Mecánica.
         Poleas, Engranajes,  Palanca, Velocidad y Torque.
         Máquinas Simples 

Capítulo 6- Sensores
        Sensores de Contacto 
        Sensores de Luz 
        Sensores de Rotación  

Capítulo 7- Maquinas complejas. Diferencial. Tornillo sin-fin.

Capítulo 8- Programación Avanzada
       Variables
      Multi-Tareas
      Condicionales 
       Sub rutinas
       Comunicación entre robots