Robótica Educativa

La Robótica Educativa, es una parte de la Informática Educativa, ya que comprende la parte tecnológica y material concreto, consiste en aplicar la ciencia robótica, que emplea las tecnologías Lego crickets o componentes reciclables, adaptadas a niveles escolares con equipos que puedan ser utilizados en el aula, sustentado en el constructivismo.
Utilizando los Crickets se desarrolla un ambiente de aprendizaje basada como LEGO en el constructivismo. La Robótica Crickets aplicada integra las áreas de física (mecánica), electricidad, electrónica, matemáticas, tecnología e informática, lengua castellana, a través del desarrollo de Proyectos Tecnológicos. Los Crickets son computadoras diminutas, que cuentan con una batería de 9 voltios, puede controlar dos motores y recibir información de dos sensores (tacto y luz); están equipados con un sistema infrarrojo de comunicación. Pueden ser programadas utilizando MicroMundos EX.
Sánchez (2007) considera que uno de sus principales objetivos, de la Robótica Educativa, radica en la generación de entornos de aprendizaje basados fundamentalmente en la actividad de los estudiantes. Es decir, ellos podrán concebir, desarrollar y poner en práctica diferentes Robots educativos que les permitirán resolver algunos problemas y les facilitarán al mismo tiempo, ciertos aprendizajes

Por su parte Gallegos (2007) considera que su finalidad es, crear ambientes de aprendizaje en el que los estudiantes sean los diseñadores y constructores de sus mecanismos-robots, mediante la observación y manipulación de los materiales, que permite desarrollar varios aspectos, creatividad, pensamiento sistémico, estructurado, lógico y formal.

Uno de sus grandes retos, consiste en demostrar que los estudiantes pueden construir, sus propias representaciones y conceptos de la ciencia y tecnología, mediante la utilización, manipulación y control de ambientes de aprendizaje robotizados, al resolver problemas concretos, con lo que sus aprendizajes se tornar significativos. Algunas de sus fortalezas son:
- 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.
- Evalúa sus propias estrategias de aprendizajes
- Trabajo cooperativo y colaborativo

Requerimientos para implementar un sistema de Sistema de Robótica Educativa.
- La Computadora que mediante un Programa de Control, determina el comportamiento de todo el sistema.
- El Sistema Físico a Controlar (que puede ir desde una maqueta con luces hasta un robot que vuela).
- La Interfaz, que es la encargada de unir el Sistema Físico con la Computadora.

A continuación presento el bosquejo de una situación de aprendizaje, con la posibilidad de armar un robot con fines educativos.

Tema: Las grandes transformaciones del siglo XIX
Proyecto: El teléfono de Graham Bell.

Objetivos: Elaborar un diseño del primer teléfono inventado por Graham Bell en 1876, emulando su funcionamiento, cuyo material será la tecnología Lego Crickets.

Estrategias metodológicas:

1.-Los estudiantes en plenaria, compartirán los conocimientos referentes a las circunstancias que propiciaron los avances tecnológicos del siglo XIX. Se integran grupos de trabajo para la asignación de tareas de investigación acerca del tema (búsquedas Internet, recortes, revistas, películas, enciclopedias, visita a un museo, opciones de programas computacionales)

2.- En clase integrarán la información recopilada, para presentarla en colage

3.- Se organiza una visita guiada al museo Tecnológico de la Comisión Federal de Electricidad.

4.- Los equipos integran la información, diseñarán el modelo que simule el primer teléfono de Graham Bell.

5.- El trabajo colaborativo, consistirá el aportar ideas acerca de cuáles serán los comandos que alimentarán el programa informático para la presentación del modelo, que emule las funciones del primer teléfono.

7.- La presentación del proyecto, consistirá en recrear la funcionalidad de este invento en el silgo XIX. Explicarán el funcionamiento y fundamentos de los principios de física, electricidad.

Integración del trabajo interdisciplinario.

Historia: Exposición del contexto histórico de las grandes transformaciones del silgo XIX.
Física, Electricidad y robótica: Diseño y Componentes de un robot del teléfono inventado por Graham Bell.
Matemáticas e Informática: Programación de robots
Tecnologías: Componentes eléctricos y mecánicos
Matemáticas e Informática: Secuencia de instrucciones

Referencias:
Gallegos, G. Robótica Educativa: Recuperado el 30 de marzo, 2007 de. http://robotica.webeducativa.net/

Sánchez, M. Implementación de estrategias de robótica pedagógica en las Instituciones Educativas. Recuperado el 21 de marzo, 2007 de: http://www.eduteka.org/pdfdir/RoboticaPropuesta.pdf

Sánchez, M. Robótica educativa. Recuperado el 23 de marzo, 2007 de:
http://www.roboticaeducativa.com/rob_edu.php

Propuesta para el aprendizaje con Robótica Pedagógica

La robótica pedagógica (RP) tiene como objetivo generar ambientes de aprendizaje, basados primordialmente en la actividad de los estudiantes, con el propósito de que puedan crear, desarrollar y poner en práctica proyectos, que les permitan resolver problemas, aunado a facilitarles otros aprendizajes.

De acuerdo a los planteamientos de Ruiz-Velasco, en su trabajo Robótica Pedagógica, ésta permite incidir sobre un medio ambiente concreto y facilita el proceso natural de adquisición y construcción de conocimientos de ciencia y tecnología. Aprovecharemos las capacidades naturales que tienen los alumnos… para llevarlos progresivamente a identificar el sistema de codificación (simbólico) propicio a hacer ejecutar esas manipulaciones y controles por la computadora.

Por ello se ha desarrollado como una opción para la solución de problemas derivados de distintas áreas, como matemáticas, ciencias naturales, experimentales, tecnológicas y la ciencia de la información y comunicación entre otras, estos aspectos corresponden a lo que Sánchez (2007) llama Tarea de Aprendizaje Auténtico (ALT), donde cada área tiene un objetivo de enseñanza y aprendizaje que integra el proyecto en su totalidad. La implementación de un proyecto de robótica pedagógica es interdisciplinario, involucra conocimientos de mecánica, para construir la estructura, de electricidad para darle animación, conocimientos de electrónica para establecer la comunicación entre el modelo y la computadora y por último se requiere de la informática, para desarrollar el programa que ejecute las acciones en el modelo.

Teniendo como meta que los alumnos, diseñen, construyan modelos y mecanismos, que pueden ser, creaciones imaginarias o bien representaciones micro de la realidad tecnológica.

La RP, se inscribe en el paradigma cognoscitivista del proceso enseñanza- aprendizaje, sustentado en un proceso constructivista doblemente activo, dado que exige el aprendizaje intelectual y sensorial, teniendo como detonador de aprendizaje, los errores cometidos, que permiten probar otras opciones.

Otros aspectos didácticos implícitos se sitúan en el trabajo cooperativo, al tener todos sus integrantes, una tarea específica asignada, condición para llevar con éxito el proyecto, exige un trabajo colaborativo, comparten ideas y acuerdos, experiencias, desarrollan un sentido crítico y analítico acerca de sus creaciones, interiorizan conceptos técnicos, como diseño, construcción, prototipo, programación, control, sincronización de procesos.

En las áreas de tecnología e informática, los docentes realizan trabajos conjuntos, al proponer y planificar actividades complementarias, apropiadas para niveles básicos de Secundaria y Bachillerato.

Teniendo como marco referencial los puntos antes citados, se citará un ejemplo de robótica pedagógica, diseñada para la materia Historia de México, con alumnos de 3° grado de secundaria.

Tema: Poblamiento de América.
Proyecto: La Cacería del mamut en Tepexpan, Estado de México

Objetivos: Los estudiantes deberán explicar en qué consistía la actividad de la cacería del Mamuts, para ello recrearán el escenario donde fueron localizados los restos del Hombre de Tepexpan, en el Estado de México.

Indagarán acerca del origen de la especie, hábitat, clima, ciclo de vida, características físicas, tipo de alimentación.

Estrategias metodológicas:

1.-Los estudiantes en plenaria, compartirán los conocimientos previos que tengan, del tema.
Se integran grupos de trabajo para la asignación de tareas de investigación específicas, (búsquedas Internet, recortes, revistas, películas, enciclopedias, visita museo, opciones de programas computacionales)

2.- En clase integrarán la información recopilada, para presentarla en colage

3.- Se organiza una visita guiada al museo de Tepexpan.

4.- Los equipos integran la información, planeación de materiales de desecho y construcción de dos robots, uno que simule un mamut y el otro al cazador.

5.- En el trabajo colaborativo, se repartirán responsabilidades de manera individual, ya sea para la aportación de materiales, información o aporte de ideas, siempre con la consigna de respetar las ideas de los demás.

6.- En el proceso de construcción y programación del diseño, cada alumno, asumirá la responsabilidad que se le haya asignado.

7.- La presentación del proyecto, consistirá en recrear con movimientos la actividad de la cacería.

Integración del trabajo interdisciplinario.

Historia: Exposición del contexto del hombre de Tepexpan, importancia y estrategia de la cacería.
Biología: Explicación acerca de los rasgos de los cazadores y mamuts
Matemáticas, Física y robótica: Diseño y Componentes de un robot.
Matemáticas e Informática: Programación de robots
Tecnologías: Componentes eléctricos y mecánicos
Matemáticas: Secuencia de instrucciones


Referencias:
Ruiz-Velasco, E (2007)
Robótica Pedagógica. (Recuperado el 14 de marzo de 2007 de: http://cecte.ilce.edu.mx/campus/mod/resource/view.php?id=4235)

Ruiz-Velasco, et al. (2006).
Desarrollo de entornos de aprendizaje con tecnología. (Recuperada el 21 de marzo de 2007 de: http://somi.cinstrum.unam.mx/virtualeduca2006/pdf/78-ERS.pdf)

Sánchez, M. (2007)
Implementación de estrategias de robótica pedagógica en las Instituciones Educativas. (Recuperado el 14 de marzo de 2007 de: http://www.eduteka.org/pdfdir/RoboticaPropuesta.pdf)

Sánchez, M. (2007)
Robótica educativa. (Recuperado el 23 de marzo de 2007 de:
http://www.roboticaeducativa.com/rob_edu.php)

Sánchez, M. (2007)
Ambientes de aprendizaje con robótica pedagógica. (Recuperado el 21 de marzo de 2007 de: http://www.eduteka.org/RoboticaPedagogica.php)

Ejemplo de simulador, para la enseñanza.

Introducción
La realización de este Plan de Uso, tiene su fundamento en el modelo NOM, su nivel de USO corresponde a un programa preexistente, MAR DE LETRAS software de uso libre, con una ORIENTACIÓN didáctica de apoyo a la instrucción-aprendizaje con la computadora, en la MODALIDAD tradicional en laboratorio de cómputo.

Mar de letras, es un software diseñado para maestros de primaria y secundaria, para la enseñanza de aspectos de la lengua española; puede utilizarse sin modificación o bien generar nuevas bases de datos, promueve desafíos intelectuales y retos cognitivos en un entorno lúdico, posibilita el aprovechamiento de los contenidos de otras asignaturas como Biología, Química y Geografía. Brinda una guía didáctica con ejercicios y su correlación curricular, útil para la planeación de actividad del profesor organizada en tres menús: Letras ocultas, Palabras escondidas y Tesoro de las palabras.
Tiene como objetivo que los alumnos descubran conocimientos y los apliquen en situaciones concretas, propicia la inducción de la estructura de pensamiento en el aprendizaje y en la expresión tanto oral como escrita. Permite realizar juegos, enfrentar retos, concursos y competencias así como realizar actividades complementarias al uso de la herramienta en el aula.
A continuación se presenta la propuesta del diseño de Plan de Uso.

1.- Características de la población: alumnos de secundaria

2.-Objetivos educativos
La elección para el uso de este software, tiene como proyecto educativo, desarrollar en los estudiantes las competencias, entendidas éstas como los comportamientos y hábitos asociados a conocimientos de índole formativa, establecidos en los planes curriculares de la materia Asignatura Estatal, que a su vez está integrada en tres bloques; Aprender a Conocer, Aprender a Hacer y Aprender a Vivir utilizando como recurso de apoyo la computadora.
Se espera con este recurso, estimular en el estudiante su proceso de razonamiento, comprensión, análisis y síntesis de lectura, habilidad para interpretar explicar, jerarquizar información, así como realizar trabajo de equipo y colaborativo.

3.- Orientación de Uso
Como se mencionó en la introducción, la modalidad de uso corresponde a un programa preexistente, Mar de Letras, de la serie Galileo 2.
Se tiene previsto en cuanto a la orientación de uso, estimular las áreas Cognitivas, Afectivas y Psicomotoras, durante la trayectoria del proceso instruccional de aprendizaje; por lo tanto el alumno será capaz de demostrar su nivel de competitividad en el desempeño de los siguientes aspectos: en el plano cognitivo, destreza para adquirir nuevos conocimientos o reafirmar anteriores, elaboración de pensamientos razonados y análisis críticos; en el área afectiva será capaz de realizar trabajos en equipo con una actitud colaborativa, asumirá sus responsabilidades en la toma de sus decisiones, evidenciará su sistema valoral de sentimientos, intereses, actitudes y atención, manifestando disponibilidad al aprendizaje.

Guía de Actividades:
El laboratorio de cómputo cuenta con 15 equipos
Instalación de software en laboratorio de cómputo.
El tiempo asignado en laboratorio de cómputo es de 50 minutos a la semana.

Planeación de las sesiones
Primera sesión:
Ubicación: Salón de clase, duración 50 minutos:
Actividad: Mediante una lluvia de ideas, en el salón de clase se evaluará la información que los alumnos tengan acerca de los software educativos, el objetivo es incitar la motivación e interés por esta herramienta, se dará una breve explicación acerca de los beneficios que aporta al proceso de enseñanza.

Segunda sesión:
Ubicación: Laboratorio de cómputo, duración 50 minutos. 30 alumnos.
Actividad: Mostrar a los alumnos el software, dando instrucciones referentes a su acceso, se muestra el tutorial y se asignan 20 minutos de exploración a cada alumno. El tiempo restante que es de 10 minutos, se dedicará al intercambio de comentarios respecto a la experiencia.

Tercera sesión:
Ubicación Laboratorio de cómputo duración 50 minutos
Actividad: Lectura de texto, en equipos de dos personas.
Temática: Biografía de Esopo
Objetivo de aprendizaje: Análisis de lectura.
Área cognitiva: Identificar personaje principal, aportes, contexto temporal, espacial y geográfico. Tiempo estimado 35 minutos
Área afectiva: Fomentar el trabajo de equipo colaborativo
Área psicomotora: Adquirir habilidad en el uso de software
Cierre: Compartir experiencia al grupo. Tiempo estimado 15 minutos.

Cuarta sesión:
Ubicación: Laboratorio de cómputo, duración 50 minutos
Actividad: Construir nuevas palabras, combinado las letras de palabras “libro, zapato, escuela, pluma, tierra”
Objetivo de aprendizaje: Desarrollar la creatividad y habilidad en el uso de vocabulario.
Temática: Tesoro de las palabras. Ejercicio para realizase en equipo de dos personas, con tiempo cronometrado.
Área cognitiva: Conocimiento y uso de vocabulario. Tiempo estimado 35 minutos
Área afectiva. Fomentar trabajo de equipo colaborativo.
Área psicomotora: Adquirir habilidad en el uso de software.
Cierre: Compartir experiencia en grupo 15 minutos

Quinta sesión:
Ubicación. Laboratorio de cómputo, duración 50 minutos.
Actividad: Palabras escondidas. Localizar en crucigrama palabras opuestas. Ejercicio individual. 20 minutos
Objetivo: Desarrollar capacidad de observación y selección.
Temática: Responsabilidad, Honestidad, Respeto, Cumplimiento, Irresponsabilidad, Disciplina
Área cognitiva: Uso de antónimos.
Área afectiva: Disponibilidad al trabajo
Área psicomotora. Destreza en el uso de software.
Cierre: Comentar resultados de experiencia al grupo.

Referencias
Gándara, M (1999).
¿Qué son los programas multimedios de aplicación educativa y cómo se usan?
Una introducción al modelo NOM v2.01
Formulación de objetivos de aprendizaje tomado el 11 de mayo de 2007de: http://www.eduteka.org/Editorial14.php
Pautas de Mager para el diseño de objetivos de aprendizaje: Tomado el 11 de mayo de 2007 de: http://www.eduteka.org/tema_mes.php3?TemaID=0015
Plan de Estudios para la Educación Secundaria 2006. www.consultaries.sep.gob.mx
Taxonomía Bloom .Recuperado el 3 de abril de 2006 de: http://eduteka.org/TaxonomiaBloomCuadro.php3
Software Mar de Letras. http://www.facilita.com.mx/galileo_redescolar/

The one-computer classroom

Los objetivos planeados para el uso del software, se basan en el modelo NOM, situados en el nivel de uso “sin modificar“ con la finalidad de promover un aprendizaje colaborativo, multidisciplinario y estimular el pensamiento crítico.

La jerarquía de los materiales seleccionados, no se relaciona al criterio de calidad de sus contenidos, su elección está en función de los objetivos de aprendizaje.

Primera opción VERMIC: Se le da prioridad dado que es un material de apoyo para el aprendizaje de la materia de Historia 1°, 2° y 3° de secundaria, ya que sus contenidos están apegados a los programas establecidos por la SEP.
http://www.vermic.com/HOGAR.HTM

Material: Historia 1° 2° y 3° de secundaria
Descripción: Uso escolar, la mayoría de los productos incluyen software complementario que permite hacer modificaciones y actualizaciones al contenido académico del software. Esto permite que los profesores puedan participar más activamente en la instrucción asistida por computadora.
Tipo: Precio Licencia Individual: Int'l $18.- U.S. Dlls. México $170+IVA MN.
Requisitos: Requerimientos mínimos: Celeron o Superior,CD-ROM, Calid. Color a 16Bits, Tarjeta de Sonido, 32MB RAM, Recomendado: Celeron o superior,32 MB de Memoria RAM o superior.
Sistema operativo: Windows 95, 98, Me, 2000, XP
Idioma: Español


2° opción: Educa guía: Los objetivos de uso estarán enfocados a la comprensión de lectura, y será utilizado para alumnos de 1° grado de la asignatura Aprender a Aprender.
http://www.educaguia.com/Servicios/software/software.htm

Material: Breve historia del mundo
Descripción:Paquete de actividades de comprensión lectora de textos basados en el libro "Breve historia del mundo" de Ernst H. Gombrich. Estas están divididas en cinco secciones que corresponden a diferentes momentos históricos de la humanidad. Los temas tratados son:
Los mayores inventores de todos los tiempos, El país del Nilo, Domingo, lunes..., P.U.E.D.E.S. L.E.E.R., Los héroes y sus armas.
Tipo Software: Gratuito
Requisitos:1014 Kb.
Sistema operativo:Windows 32 bits
Idioma:Castellano.


3° opción: CD libre: Los objetivos de uso estarán enfocados a la comprensión de lectura, en los alumnos de 1° grado, para la asignatura Aprender a Aprender. Con este material se pretende que mediante el juego, los alumnos infieran el contexto espacial y temporal de la novela El nombre del Rosa.
http://www.cdlibre.org/consultar/catalogo/index.html

Material: La Abadía del Crimen
Descripción: La Abadía del Crimen es una aventura gráfica basada en la novela "El nombre de la Rosa" de Umberto Eco.
Esta aventura fue creada originalmente en 1988 para el Amstrad CPC y ZX Spectrum, y esta versión la recupera para Windows.El programa no necesita instalación: hay que descomprimir el archivo zip en una carpeta y ejecutar el programa Abadia32.exe.
Tipo Software:Libre
Requisitos: El programa no necesita instalación: hay que descomprimir el archivo zip en una carpeta y ejecutar el programa Abadia32.exe.
Sistema operativo:Windows. 202 KB
Idioma: Castellano

Implementado una MiniQuest

Autor: Ana María Martínez Martínez.
País: México, DF.
Materia: Historia Universal
Grado: 2° Secundaria

Periodo: 3 clases de 50 minutos.

Escenario:

“Dios establece a los reyes como sus ministros y reina a través de ellos sobre los pueblos…

Por eso, nosotros hemos visto que el trono real no es el trono del hombre, sino el trono de Dios mismo… Parece de todo esto, que la persona de los reyes es sagrada y que atentar contra ellos es un sacrilegio, ofensa contra Dios”

Jacobo B. Bossuet

(1627-1704)

Tarea:

¿Qué significa absolutismo?

¿Ubica geográficamente dónde surgió?

¿Cuánto tiempo duró?

¿Cuáles fueron sus características como forma de gobierno?

http://es.wikipedia.org/wiki/Absolutismo

http://www.todohistoria.com/paginamarcos/marcos.htm (Historia; Hechos)

¿Explica por qué Richelieu fue el impulsor del absolutismo real en Francia?

¿Quién fue el rey sol?

http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/efemerides/diciembre/interna/euro4.htm

http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/efemerides/septiembre2001/interna/euro1b.htm

Analiza el contenido del pensamiento expresado por Jacobo B. Bossuet

¿Por qué, los súbditos no se pueden revelar contra su monarca?

¿Qué atribuciones da Bossuet al trono real?

Producto:

Con esta MiniQuest, los alumnos de manera individual, realizarán un trabajo de exploración, para comprender el concepto de absolutismo, ubicando su contexto histórico y geográfico.

Los alumnos identificarán las características generales del absolutismo, contexto espacial y temporal. Elaborarán un mapa conceptual y se realizará en clase un debate acerca de esta forma de gobierno.

Descripción de actividades a realizar.

El trabajo está diseñando para realizarse en tres clases de 50 minutos cada una, durante la primera clase se analizarán las respuestas del cuestionario, con la finalidad de aclarar dudas, para la segunda clase se elegirá de manera aleatoria algunos mapas conceptuales, que deberán explicar, la tercera clase se dedicará a la realización del debate.