LA ROBÓTICA PEDAGÓGICA

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. Martial Vivet nos propone la siguiente definición de robótica pedagógica:
Es 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 robóticas que son usados cotidianamente, sobre todo, en el medio industrial.
Los investigadores y estudiantes pueden aprender mucho de la construcción de los mecanismos robóticos y además éstos son puestos a funcionar para apoyar la enseñanza de conceptos de muchas otras disciplinas, esto es el alcance de la robótica pedagógica.
Existen varias áreas de estudio de la robótica pedagógica como por ejemplo:
· La robótica pedagógica en la enseñanza: En primaria y secundaria se pretende enseñar a los niños los conceptos principalmente de programación y de matemáticas, entre otras materias; utilizando para esto herramientas que resulten interesantes para los alumnos y que faciliten el aprendizaje. La aplicación de esta disciplina tiene como objetivo el explotar lo atractivo que resulta para los educandos la idea de "aprender jugando". Esta es el área en la cual los investigadores se han enfocado con mayor frecuencia.
· La robótica aplicada a los adultos en formación profesional: Hoy en día existen la utilización de robots en gran número de ramas para la formación de profesionistas, en el cual puede ser un instrumento que puede ilustrar a los alumnos la manera de utilizar los conocimientos que poseen y aquellos que pueden adquirir en las áreas de mecánica, electricidad, electrónica, informática y optoelectrónica para desarrollar sistemas robóticos que hagan diversas tareas.
· La robótica aplicada a las personas discapacitadas: En esta área la explotación de las propiedades de los mecanismos robóticas, cada día se ha ido incorporando más a la vida cotidiana de las personas con capacidades diferentes para que estas se pueden desenvolver de una forma más normal a pesar de sus limitaciones. Lo que se refiere a Pedagogía en esta área se puede ver enfocando la atención en el trabajo de los investigadores en el planteamiento de metodologías que apoyen la formación de personal capacitado para el entrenamiento de las mismas.
· La robótica, herramienta de laboratorio: Esta nos da la facilidad de poder practicar los conceptos aprendidos en las aulas. Además, los fenómenos del mundo real pueden ser representados por medio del funcionamiento de un mecanismo robótico, por lo tanto; estos mecanismos pueden apoyar en gran medida la enseñanza acerca del comportamiento de muchos sistemas y de simular algunas formas de los procesos de producción de la industria, apoyando didácticamente a diversas disciplinas.
· La robótica pedagógica para facilitar el desarrollo de los procesos cognitivos y de representación: La construcción y la utilización de herramientas robóticas permiten que el educando de cualquier edad pueda crear sus propios "micromundos", es decir; fabricar sus propias representaciones de algunos fenómenos del mundo que le rodea y esto con la consecuente ventaja de facilitar la adquisición de conocimientos acerca de dichos fenómenos. Estas actividades generan una importante cantidad de conocimientos en los niños y desarrollan sus aptitudes en el análisis, el cuestionamiento y la síntesis. Los elementos del proceso de enseñanza-aprendizaje que están favorecidos por esta disciplina son: La integración de lo teórico con lo práctico; la enseñanza del proceso científico; la manipulación directa de los mecanismos; la explotación de las representaciones gráficas; utilización de representaciones matemáticas. En cada uno de estos procesos la robótica pedagógica ha hecho una gran cantidad de aportaciones y ha demostrado su efectividad, asimismo, se siguen desarrollando herramientas robóticas que puedan elevar la cantidad y la calidad de los conocimientos de las personas.

Ventajas del uso de la robótica pedagógica:
• Construyen estrategias para la resolución de problemas. Utilizan el método científico para probar y generar nuevas hipótesis sobre la solución, de manera experimental, natural y vivencial de cada estudiante.
• Utilizan vocabulario especializado y construyen sus propias concepciones acerca del significado de cada objeto que manipulan. Además, toman conciencia de su proceso de aprendizaje y valoran su importancia, al ocupar su tiempo libre en una actividad mental permanente y retadora.
• Seleccionan las piezas de construcción como ejes, engranajes, poleas, además de los actuadores y sensores que son más útiles según el diseño que se ha propuesto.
• Amplían el currículo escolar atendiendo a sus intereses e investigando dentro de su medio sociocultural.
• Reconocen y clasifican; toman decisiones sobre la conveniencia del uso de ciertas piezas.
• Estiman el tamaño y acople posible entre ellas.

Desventajas de la robótica pedagógica:
En efecto, la puesta en marcha de un proyecto de robótica requiere del conocimiento de diversas áreas. Por mencionar algunas, es necesario tener conocimientos de mecánica para poder construir la estructura del proyecto, también se requieren conocimientos de electricidad para poder animar desde el punto de vista eléctrico el proyecto. Así mismo es necesario tener conocimientos de electrónica para poder dar cuenta de la comunicación entre el computador y el proyecto. Finalmente es necesario tener conocimientos de informática para poder desarrollar un programa en algún lenguaje de programación que permita controlar el proyecto. Por consiguiente resultaría difícil tal vez para la mayoría de los educadores por lo menos del nivel básico, contar con todas estas habilidades y conocimientos para aplicar y explotar al 100% la construcción y aplicación de elementos producidos a través de la robótica.

Situación de Aprendizaje. Radiorreceptor de patata:

Es posible convertir una patata en un sencillo radio detector. Para armar dicho radiorreceptor, en primer lugar, tomamos una patata de 8-10 centímetros de largo y la cortamos a la mitad. Entre ambas mitades se coloca una mica y se compone de nuevo la patata asegurándola con un cordel o una liga. Se insertan electrodos de cobre, tal como se aprecia en la ilustración. Usa como detector un diodo del tipo 1N34 y unos audífonos de cristal. En calidad de tierra se aprovecha la tubería del agua corriente. Con una buena antena exterior puede aceptar estaciones de radio locales de una amplia diapasón de ondas.La patata tiene aquí una misión diferente a la de servir de celda eléctrica: funciona como condensador, pues la mica, un elemento aislador, hace las veces de dieléctrico, separando a las dos mitades conductoras de la patata. ¿De dónde, pues, toma energía el radiorreceptor? Del aire, es decir, de las ondas electromagnéticas que cruzan la antena induciendo una corriente eléctrica en ella.

SIMULADORES EN EDUCACIÓN

Los programas de simulación, tienen como propósito suministrar un entorno de aprendizaje abierto basado en modelos reales, tienen un alto nivel de interactividad ya que el funcionamiento depende de las decisiones del usuario. En una simulación, si bien suele ser una simplificación del mundo real, el usuario resuelve problemas, aprende procedimientos, trata de entender las características de los fenómenos, cómo controlarlos o qué hacer ante diferentes circunstancias.
Poseen la cualidad de apoyar aprendizaje de tipo experimental y conjetural, como base para lograr aprendizaje por descubrimiento, la fuente del conocimiento es mediante la interacción, con un micromundo semejante a una situación real, Galvis, (1992).
Los simuladores suelen usarse para apoyar cualquiera de las fases del aprendizaje, pueden ser sólo motivantes o agregar la oportunidad de descubrir el conocimiento, afianzarlo practicando situaciones y recibir la retroalimentación adecuada. Lo importante es que el usuario es un ser activo, participa en situaciones, procesa información que se le suministra en situación problemática, condiciones de ejecución y resultados, convirtiéndose en el constructor de su aprendizaje a partir de su propia experiencia. En los simuladores educativos se pone al alumno en la necesidad de opinar, de implicarse, de incorporar un rol en una situación verídica (o muy similar a la realidad), de escoger sus propias opciones. Se le dan detalles y se le proponen alternativas de actuación.

DESVENTAJAS DE LA SIMULACIÓN POR COMPUTADORA
· Los resultados numéricos obtenidos se basan en el conjunto específico de números aleatorios, cuyos valores corresponden a sólo uno de los resultados posibles Por tanto, los valores finales reportados en una simulación son sólo estimaciones de los valores reales que está buscando.
· Para obtener estimaciones más exactas y para minimizar la probabilidad de tomar una mala decisión, es necesario hacer un gran número de ensayos en cada simulación y repetir toda la simulación un gran número de veces para problemas más complejos.
· Un buen modelo de simulación puede resultar bastante costoso; a menudo el proceso de desarrollar un modelo es largo y complicado.
· La simulación no genera soluciones óptimas a problemas de análisis cuantitativos, en técnicas como cantidad económica de pedido, programación lineal o PERT. Por ensayo y error se producen diferentes resultados en repetidas corridas en el computador.
· El modelo de simulación no produce respuestas por si mismo.
· Cada modelo de simulación es único. Las soluciones e inferencias no son usualmente transferibles a otros problemas.

VENTAJAS DE LA SIMULACIÓN POR COMPUTADORA
· La simulación le permite analizar grandes problemas complejos para los que no están disponibles resultados analíticos. De hecho, la mayoría de los problemas de mundo real encajan en esta categoría. La simulación proporciona una alternativa práctica.
· Como con cualquier forma de simulación, la simulación por computadora permite que el tomador de decisiones experimente con muchas políticas y argumentos diferentes sin cambiar o experimentar realmente con el sistema existente real.
· La simulación por computadora le permite comprimir tiempo; ya que es posible simular o reproducir situaciones que se pudieran llevar un periodo considerablemente largo de tiempo en tan solo unos cuantos minutos.
· Es un proceso relativamente eficiente y flexible.
· Puede ser usada para analizar y sintetizar una compleja y extensa situación real, pero no puede ser empleada para solucionar un modelo de análisis cuantitativo convencional.
· En algunos casos la simulación es el único método disponible.
· Los modelos de simulación se estructuran y nos resuelve en general problemas trascendentes.
· La simulación no interfiere en sistemas del mundo real.

"LABORATORIO DE ENERGÍA"

De los simuladores que se nos presentaron el que más me llamó la atención de acuerdo a mi perfil y el cual utilicé, fue el Laboratorio de Energía.
En este se presentan 4 apartados u opciones principales:
En el primero se presenta un tutorial de cómo utilizar y como cambiar las variables que intervienen en cada una de las 3 simulaciones que trae el software.
En el segundo apartado me da la opción de seleccionar y poner en juego las simulaciones existentes en el software como las que detallo a continuación:
· La energía del sol: En esta simulación se reproduce de que forma el sol interviene en el calentamiento de 3 cuerpos (agua, auto y calentador solar) a través de la radiación desde su aparición en la mañana hasta que este se oculta, mostrando en cada uno de esos casos un medidor de radiación y otro de temperatura; al final presenta una gráfica con los valores que se obtuvieron durante el proceso de temperatura, calor y radiación para su análisis.
· La energía mecánica: En este se presenta las variaciones que tiene una pelota en cuanto a su energía potencial y cinética al lanzarla a ésta por un tobogán con diferentes pendientes; podemos manipular en esta simulación los valores de la fricción, el peso y el impulso de la pelota. Nos presenta indicadores de la altura, velocidad, energía potencial y cinética durante el desarrollo de la simulación y al final una gráfica de estos indicadores para su análisis.
· Acumulador de energía: En esta simulación se deja caer un cuerpo sobre un resorte y los cambios que en este se producen al chocar dicho cuerpo sobre este; en este fenómeno se pueden cambiar los valores del peso del cuerpo y la altura sobre la que se suelta el objeto. Se presentan indicadores durante el fenómeno de energía potencial, cinética, del resorte y total; así como una gráfica al final de estos indicadores para su análisis.
En el tercer apartado se presentan dos videos relacionados a la energía.
El cuarto presenta una guía didáctica donde se presentan ejercicios, actividades y estrategias didácticas, así como una correlación curricular.

SOFTWARE PARA USO EN UN SALON DE CLASE

Creo que para poder catalogar o decidir en dado momento y emitir un jucio sobre que software es mejor que otro, necesitariamos conocer todos los existentes; pero por lo menos trataré de dar mi opinión de aquellos con los que he estado más en contacto o conozco un poco más.

1.-ENCICLOMEDIA:
Gran proyecto en la que se han digitalizado el contenido de libros de texto y se les ha vinculado a estos gran cantidad de recursos didácticos como imágenes fijas y en movimiento, interactivos, audio, videos, mapas, visitas virtuales, recursos de la enciclopedia Microsoft Encarta, entre otros más. Aporta varios beneficios a:
Los niños como...
Aprender de forma efectiva y divertida, al comprender mejor los contenidos de las lecciones; tener clases interactivas, gracias a demostraciones y actividades donde participan junto con sus profesores y compañeros; entender mejor temas y conceptos que popularmente se consideran difíciles, entre otros.
Para el maestro...
Desempeña el rol de guía y mediador de un proceso en el que las clases son más completas y enriquecedoras; ejercita nuevas prácticas docentes y aprovecha mejor las que siempre ha utilizado en el salón de clases; utiliza con mayor frecuencia recursos tecnológicos y audiovisuales destinados a la educación; dispone de más herramientas didácticas y alternativas sencillas para utilizarlas.
Para el aprendizaje...
Potencia las capacidades cognitivas de los alumnos y maestros; facilita la comprensión de situaciones complejas o abstractas (particularmente en matemáticas); estimula los sentidos y las habilidades de los niños; amplía el conocimiento de otro tipo de lenguajes (auditivo, visual) y sus aplicaciones para la enseñanza.

2.-CLIC:
Clic 3.0 es un programa de libre distribución para el desarrollo de actividades educativas multimedia.
Permite crear diferentes tipos de actividades: rompecabezas, asociaciones, sopas de letras, palabras cruzadas, actividades de identificación, de exploración, de respuesta escrita, actividades de texto y otros.
Las actividades pueden contener texto, gráficos, sonidos y otros recursos multimedia. También es posible encadenar grupos de actividades en paquetes con el fin de ejecutarlas secuencialmente. El programa puede registrar los resultados de las actividades en una base de datos.

3.-POWER POINT:
Programa diseñado para hacer presentaciones prácticas con texto esquematizado, fácil de entender, animaciones de texto e imágenes, imágenes prediseñadas o importadas desde imágenes de la computadora. Se le pueden aplicar distintos diseños de fuente, plantilla y animación. Este tipo de presentaciones suele ser muy llamativas y mucho más prácticas.

WEBQUEST Y MINIQUEST

WEBQUEST:

WebQuest es un modelo de aprendizaje extremamente simple y rico para propiciar el uso educativo de Internet, basado en el aprendizaje cooperativo y en procesos de investigación para aprender; es una actividad enfocada a la investigación, en la que la información usada por los alumnos es, en su mayor parte, descargada de Internet. Básicamente es una exploración dirigida, que culmina con la producción de una página Web, donde se publica el resultado de una investigación. También es una metodología de aprendizaje basado fundamentalmente en los recursos que nos proporciona Internet que incitan a los alumnos a investigar, potencian el pensamiento crítico, la creatividad y la toma de decisiones, contribuyen a desarrollar diferentes capacidades llevando así a los alumnos a transformar los conocimientos adquiridos.

MINIQUEST:
Las MiniQuests al igual que las Webquest son módulos de instrucción en línea diseñadas por profesores para sus estudiantes y promueven el pensamiento crítico además de la construcción de conocimiento. Éstas fueron desarrolladas en respuesta a las limitaciones de tiempo y dificultades prácticas para diseñar, producir e implementar WebQuests; pueden ser construidas por educadores que tengan alguna experiencia en el uso de Internet en tan sólo 3 ó 4 horas. Además, son diseñadas para que sean cubiertas completamente por los estudiantes en un tiempo máximo de dos clases de 50 minutos cada una, lo cual ayuda considerablemente a que se puedan insertar con mayor facilidad en la secuencia curricular de un curso. Se pueden usar además las MiniQuests para desarrollar múltiples actividades instructivas en un tiempo relativamente corto, infundiendo a su proceso de enseñanza, de manera rápida y efectiva, experiencias de aprendizaje que se apoyen en investigación.

PROYECTO DE UNA MINIQUEST:
TEMA: Laboratorio virtual en la materia de Física, una forma de aprendizaje.
OBJETIVOS: Utilizar y comparar los experimentos físicos realizados en un laboratorio escolar con aquellos que se pueden realizar a través de simulaciones virtuales utilizando una computadora personal.
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA: Hoy en día cada vez es más común observar y vivir la experiencia por la que atraviesan un sin número de escuelas secundarias en la cual los laboratorios escolares se encuentran en un abandono total en cuanto a cuidado de materiales e instalaciones y al re equipamiento de los mismos; por tal motivo una nueva opción que se nos presenta para resolver en gran medida estas carencias es la incorporación y la utilización de las TIC´s para la puesta en marcha de estas prácticas. Ahora en cambio es más común ver escuelas con salas de medios con conexión a Internet o por lo menos unas cuantas computadoras con este servicio. De tal manera se pretende no dejar a un lado estas prácticas escolares, que es bien sabido que contribuyen en gran medida a la reflexión, al análisis y a la construcción del propio aprendizaje de los educandos; si no darle un giro de 360° y cambiar la forma de recrear los fenómenos, siendo ésta gracias a las simulaciones.
TAREA:
¿Qué es una simulación?
¿En que materias es posible utilizar una simulación?
¿Qué ventajas observas al realizar experimentos de fenómenos físicos con simulaciones?
Qué aspectos crees que no podrías recrear en un laboratorio escolar al realizar experimentos físicos?
Se te recomienda visitar estos sitios:
http://www.eduteka.org/instalables.php3
http://phet.colorado.edu/web-pages/simulations-base_es.html
http://www.explorelearning.com/
http://www.ibercajalav.net/curso.php?fcurso=1000&fpassword=LAV&fnombre=784825

PRODUCTO:

Elaborar un informe de tus conclusiones obtenidas.

COSTEO DE UN PROYECTO DE INTRODUCCIÓN DE CÓMPUTO EDUCATIVO A ESCALA DE UN SALÓN DE CLASE

La modalidad empleada en el siguiente proyecto según el modelo NOM será la siguiente:
1.-En cuanto a los Niveles de Uso:
Se hará uso de programas existentes tales como las herramientas de office o bien la utilización de la enciclopedia Encarta.
También se adaptarán actividades de uso de programas existentes como el Clic y el Cabri Geometric.
2.-En lo que respecta a las Orientaciones de Uso:
Se puede utilizar el equipo para la producción de materiales didácticos como esquemas, mapas conceptuales, síntesis, etc. creados por el profesor para ser utilizados en forma impresa en clase por sus alumnos.
También se puede utilizar el equipo en apoyo al docente a la presentación de contenidos a través de presentaciones incorporando en ellas la utilizando de multimedios.
3.-En cuanto a las Modalidades de Uso:
Como la implementación es a nivel de salón de clase, el uso principal de la misma la tendrá el maestro encargado de grupo que se encuentre en ese momento como apoyo en el proceso enseñanza-aprendizaje; en ocasiones según la dinámica del maestro no se niega la participación de alumnos pero no de forma simultánea sino uno o dos a la ves. Así pues el tiempo de uso será el destinado por el maestro y por su tiempo de clase frente a grupo; siendo utilizada como generadora y administradora de una experiencia de aprendizaje grupal.
También en forma grupal se puede utilizar como generadora de experimentos y fenómenos a través de un laboratorio virtual gracias a las simulaciones.
Además utilizando e incorporando gran cantidad de multimedios en diferentes situaciones según las habilidades de los maestros para realizar esto y adecuarlos a sus clases.

LISTADO DE HARDWARE Y SOFTWARE PARA EL EQUIPAMIENTO:

El costo de capacitación mejor conocido como Mindware; se solicitará a la autoridad local para que ésta se haga cargo en lo que respecta a este rubro, tanto en la selección del personal a capacitar, como el lugar y fecha de la capacitación.

DIAGRAMA DE INTERCONECCIÓN DEL EQUIPO