Tema 4: Principios Científicos y Objetos de Aprendizaje

La robótica desde una perspectiva Pedagógica

( Fichaje Meta-Cognición)Tema Tesis

Arnaldo Héctor Odorico

Propósito

La robótica pedagógica es una disciplina que tiene como objetivo la generación de ambientes de aprendizaje basados fundamentalmente en la actividad de los estudiantes. Es decir, ellos pueden concebir, desarrollar y poner en práctica diferentes proyectos que les permitan resolver problemas y les facilita al mismo tiempo, ciertos aprendizajes.

Contexto

La Robótica Pedagógica se ha desarrollado como una perspectiva de acercamiento a la solución de problemas derivados de distintas áreas del conocimiento como las matemáticas, las ciencias naturales y experimentales, la tecnología y las ciencias de la información y la comunicación, entre otras. En este ambiente de aprendizaje innovador, los estudiantes ocupan la mayor parte del tiempo simulando fenómenos y mecanismos, diseñando y construyendo prototipos que son representaciones micro de la realidad tecnológica circundante, o sus propias invenciones. La puesta en marcha de un proyecto de robótica requiere del conocimiento de diversas áreas, como por ejemplo:

1) Conocimiento de mecánica para poder construir la estructura del proyecto.

2) Conocimiento de electricidad para poder animar desde el punto de vista eléctrico del proyecto.

3) Conocimiento de electrónica para poder dar cuenta de la comunicación entre el computador y el proyecto, y finalmente.

4) Conocimiento de informática para poder desarrollar un programa de lenguaje de programación que permita controlar el proyecto.

Preguntas de Investigación

¿Porqué promover el uso de Robótica Pedagógica en las Instituciones Educativas?

Método y Validez

Los alumnos al llegar a la unidad temática planificada, tienen adquiridos los conocimientos previos con respecto al espacio curricular (Robótica). Se debe tener en cuenta que tanto la enseñanza como los aprendizajes estratégicos incluyen el desarrollo del menú de estrategias cognitivas y metacognitivas sobre las cuales basarse para adquirir y producir información, resolver problemas y monitorear el proceso de aprendizaje.
Las evaluaciones han sido aceptablemente satisfactorias, es necesario seguir con las investigaciones para continuar con la validez de la metodología propuesta. Cabero (2001), atribuye a los medios un efecto inicial de alta motivación por parte de los usuarios, por lo que habría que superar esta instancia para que el “efecto novedad” Cabero (2001) desaparezca y el medio comience a ser usado en forma constante.

Referencias
Odorico, A “La Robótica desde una perspectiva Pedagógica”
Extraído de:
Digital Library and Archives (Virginia Tech) http://scholar.lib.vt.edu/
Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol.2(5), Págs. 33-48 .2005 ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. liema@fi.uba.ar

Tema 4: Principios Científicos y Objetos de Aprendizaje(Fichaje 2 Papers)

1.- "Robótica: para el desarrollo de habilidades en diseño con niños,
niñas y jóvenes en América Latina. La estrategia metodología"

Ana Lourdes Acuña Zúñiga
FRIDA, Fondo Regional para la Innovación Digital en América Latina y el Caribe. y
FOD, Fundación Omar Dengo, Área de robótica y aprendizaje por diseño, Costa Rica

Propósito

El propósito de este trabajo es la búsqueda de la estimulación para el desarrollo de las capacidades creativas, habilidades en diseño, fluidez tecnológica, trabajo en equipo y resolución de problemas en niños, niñas y jóvenes de América Latina. La propuesta es propicia para involucrar a los estudiantes en procesos de diseño tecnológico que favorece la comprensión de los sistemas de medida, creaciones de estructuras tridimensionales a escala; selección, recuperación y adecuación de materiales para la creación de prototipos.

Contexto

Desde de la experiencia (1998-2006) con proyectos que incluyen la robótica como recursos de aprendizaje, la Fundación Omar Dengo de Costa con el apoyo del Fondo Regional para la Innovación Digital en América Latina y el Caribe (FRIDA) gestó este proyecto de investigación que se espera, brindar insumos para fortalecer y renovar el sistema educativo latinoamericano, ofreciendo opciones de aprendizaje que incluyan la robótica con recurso digital.

Preguntas de Investigación

¿Por qué habilidades en diseño, fluidez tecnológica y creatividad?
Según las investigaciones de Gauge, aquí se encuentran inmersos en una sociedad basada en el conocimiento y es necesario crear propuestas educativas que pongan énfasis en el desarrollo de habilidades que preparen exitosamente a los estudiantes para la vida, el aprendizaje y el trabajo. Ellos agrupan estas habilidades en cuatro áreas: alta productividad, mentalidad creativa, era digital y comunicación eficaz.
En concordancia con los planteamientos de Gauge, desde su diseño, el proyecto FRIDA-FOD proponía fortalecer áreas que resultaran afines con ese planteamiento, las que se han considerado como soporte teórico para esta investigación.

Método y Validez

Este proyecto se inició bajo el marco de una investigación acción, en la que se diseñó y validó la propuesta metodología, tuvo una duración de 2 años de los cuales, el primer y último semestre se usaron para diseño y ajuste de las producciones y el resto del tiempo para la validación de la metodología. Los criterios de validación estuvieron concentrados en:
- Factibilidad y nivel de exigencia de la propuesta con relación al tiempo de ejecución de las actividades, logro de objetivos y contenidos, dificultades y ventajas demostradas en estudiantes y educadores, fluidez tecnológica requeridas para su ejecución.
- Incidencia, se identificaron las variantes en creencias y conocimientos de estudiantes y educadores respecto a la robótica.
- Habilidades y desempeños que la propuesta metodológica propicia en los estudiantes.

Los datos fueron recogidos en un plazo de 10 meses durante 5 ejecuciones de la metodología con diferentes grupos y educadores. La propuesta se ejecutó en sesiones de 4 horas semanales durante 10 semanas y beneficio a 117 estudiantes entre los 8 y 15 años y 5 educadores quienes fungieron como observadores

Referencias

“Robótica: para el desarrollo de habilidades en diseño con niños, niñas y jóvenes en América Latina. La estrategia metodología”

Ana Lourdes Acuña Zuñiga
FRIDA, Fondo Regional para la Innovación Digital en América Latina y el Caribe . y
FOD, Fundación Omar Dengo, Área de robótica y aprendizaje por diseño, Costa Rica
Extraído de: http://www.formatex.org/micte2006/pdf/962-966.pdf

2.- "Talleres de Solución Creativa con Robótica"
Fundación Omar Dengo - Costa Rica

Propósito:

Este trabajo tiene como propósito que los estudiantes se involucren activamente en el desarrollo de proyectos que evalúan problemáticas comunales con la finalidad de concretar diseños y prototipos de solución, en los que se insertan las tecnologías digitales y otros recursos.

Contexto:

Los Talleres de solución Creativa con Robótica se aplican en 8 colegios públicos costarricenses. Cada uno es coordinado por un profesor de informática nombrado por el Ministerio de Educación, quien recibe capacitación asesoría y seguimiento permanente de parte del Área de robótica y aprendizaje por diseño de la Fundación Omar Dengo y el equipo de asesores del Programa Nacional de Informática Educativa.

Preguntas de Investigación

El rol y la mediación de los profesores tienen la intención de organizar los contextos y orientar los procesos de aprendizaje para favorecer la comprensión profunda de temas o problemas. Preguntándose de forma permanente:
¿Qué estoy enseñando?
¿Es eso trascendental para la vida de mis estudiantes?
¿Cuáles conexiones son posibles?
¿Qué tan profundo y compresivo es el conocimiento que los estudiantes están construyendo?

Método y Validez

Los estudiantes se visualizan como jóvenes diseñadores y ejecutores de proyectos. Los cuales les permiten pensar, imaginar, decidir, planificar, anticipar, investigar, hacer conexiones con el entorno, inventar, documentar, valorar y realimentar a otros compañeros y a sus propios productos.
No se visualiza la validez

Referencias.

Proyecto:”Talleres de Solución Creativa con Robótica”, Fundación Omar Dengo, Costa Rica, extraído de: http://fodweb.net/robotica/index.htm

HERRAMIENTAS LUDICO-TECNOLOGICAS PARA LA ENSEÑANZA. LOS MECANISMOS ROBOTICOS Y SUS APLICACIONES EN EL AULA.

Propósito

El objetivo de este trabajo es mostrar de manera breve algunas de las facetas en la aplicación de herramientas lúdico-tecnológicas, especialmente mecanismos robóticos en el proceso de enseñanza-aprendizaje

Contexto

Esta estrategia es aplicada en aulas de educación presencial, en México, en niveles preescolar y primaria. El mecanismo que se utiliza es un robot humanoide al que se denominó “Panchito el niño robot”, el cual interacciona con su auditorio mediante audio-video y es completamente móvil.

Preguntas de investigación

Las preguntas de investigación son basadas en las propias experiencias de los sujetos en estudio, en hallazgos ocurridos en el transcurso de la investigación, utilizando diversas estrategias didácticas lúdicas.

Método y validez.

El alumno utiliza la observación y la exploración que incluye el montaje y desmontaje del robot, lo que permite no solo el acercamiento con él, sino el material utilizado para su construcción. Los alumnos intercambian opiniones, dudas, comentarios y preguntas de acuerdo a su nivel escolar, promoviendo así la investigación y el generamiento del pensamiento lógico. Se narra la historia de la creación del robot. Los niños llegan a conclusiones acerca del funcionamiento del robot.
Es importante destacar que se utilizó dentro de la etnografía, las historias de vida y las historias orales, ya que son consideradas herramientas descriptivas y narrativas útiles en el proceso de generación de procesos de comunicación y desarrollo del lenguaje, las cuales aportan interpretaciones cualitativas de proceso y fenómenos histórico – sociales.


Referencias
García. R. Universidad Autónoma Metropolitana (México) Uzziel. D, Universidad Autónoma Metropolitana (México) Valencia. J, Instituto Politécnico Nacional (México)
Ruiz-Velasco. E Universidad Nacional Autónoma de México, “Herramientas Lúdici-Tecnológicas para la enseñanza. Los mecanismos Robóticas y sus aplicaciones en el aula”, VIII Congreso Internacional de Informática en la Educación.

Extraído de: http://www.google.cl/search?q=investigaciones+de+robotica+de+Ruiz+Velasco+Sanchez&hl=es&lr=&start=10&sa=N

ROBÓTICA PEDAGÓGICA: DESARROLLO DE ENTORNOS DE
APRENDIZAJE CON TECNOLOGÍA

Propósito
En esta investigación uno de los principales objetivos de la robótica pedagógica, es la generación de entornos de aprendizaje heurístico, basado 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.

Contexto
Se trabajará en el salón de clases en un laboratorio de exploración y experimentación en donde los estudiantes (grupos de 4 personas) serán convocados a resolver sucesos problemáticos mediante su participación en situaciones didácticas construccionistas. Cada una de las situaciones didácticas construccionistas pretende la construcción-desarrollo-exploración experimentación de conceptos de ciencia y tecnología.

Preguntas de investigación

Esta investigación trata de verificar si los jóvenes son capaces de construir conceptos de ciencia y tecnología útiles para la programación y el control de dispositivos tecnológicos mediante el diseño y el armado, la construcción y el control de los robots educativos, a través de la pregunta ¿ Puede lograrse que los estudiantes construyan sus propias representaciones y conceptos de ciencia y tecnología en general y de robótica en particular, utilizando su experiencia práctica en la manipulación, planificación y resolución de problemas concreto?

Método y validez.
Utilizarán grupos de 4 personas donde conciban y diseñen un robot didáctico. Escriben en un procesador de texto en la computadora el proyecto a realizar, discutiendo la viabilidad del proyecto con sus compañeros de equipo, elaboran la parte mecánica de su prototipo, animan desde el punto eléctrico, conectan a la computadora, desarrollando programas informáticos dándoles las órdenes pertinentes. Informan acerca de su utilidad y posibilidades de mejorarlo. Presentan a los demás grupos, explicitando sus aciertos, dificultades y aprendizaje en el desarrollo del robot.
Es importante destacar la centralización del aprendizaje de los alumnos en la experimentación y en la exploración; en la interpretación de resultados y en la trayectoria del proceso científico, por lo tanto es necesario la adquisición de datos en tiempo real, o a través de archivos, emisión de hipótesis por los propios alumnos. El análisis de datos y de gráficas, la adquisición de las nociones y conceptos necesarios para el desarrollo de la experiencia, la simulación y el número de pruebas necesarias para la verificación de los objetivos planteados.

Referencias
Ruiz- Velasco E, CESU-UNAM, Beauchemin M Colegio Vanier Quebec Canadá, Freyre A, Facultad de Ciencias –UNAM, Martínez P, DGSCA-UNAM, García J, CUAED-UNAM, Rosas L, CUAED-UNAM, Minami Koyama Y, Facultad de Ingeniería-UNAM, Velásquez M, CESU-UNAM, “ Robótica Pedagógica: Desarrollo de entornos de Aprendizaje con Tecnológica”.
Extraído de:
http://somi.cinstrum.unam.mx/virtualeduca2006/pdf/78-ERS.pdf

ROBÓTICA: ESPACIOS CREATIVOS PARA EL DESARROLLO DE HABILIDADES
PARA EL DISEÑO EN NIÑOS, NIÑAS Y JÓVENES EN AMÉRICA LATINA

Propósito
Esta propuesta pretende contribuir al desarrollo de las capacidades creativas, habilidades en diseño y fluidez tecnológica de los niños, niñas y jóvenes de Latinoamérica, por medio de la Robótica.

Contexto

Hasta Septiembre de 2006, el proyecto fue ejecutado por Costa Rica, Colombia y Panamá. La Fundación Omar Dengo (FOD) es la institución coordinadora regional y la Universidad Tecnológica de Panamá es coordinadora local. Los beneficiarios directos del proyecto, son los niños, las niñas y los jovenes de los países participantes en los talleres de validación. Indirectamente se benefician otros estudiantes de los centros educativos que participan durante la ejecución de los talleres. Además, con la experiencia obtenida al final proyecto se podrán beneficiar otros estudiantes de otros países de América Latina.

Preguntas de investigación
La propuesta pretende orientar los procesos de aprendizaje de los estudiantes hacia la generación de conocimientos, habilidades y destrezas ligadas al Diseño Tecnológico.
Está compuesto por seis situaciones de aprendizaje que replican los procesos de diseño tecnológico de un producto: Generación de la idea, selección de productos, diseño preliminar,
construcción de prototipos, prueba, diseño definitivo.

Método y validez.
Esta propuesta metodológica, se fundamenta en el “Modelo Espiral de B. Boehm”. De igual forma, el enfoque pedagógico, corresponde al marco filosófico del Programa Nacional de Informática Educativa MEP-FOD, que define los postulados filosóficos constructivistas de Piaget y Vygotski y los fundamentos pedagógicos el Construccionismo de Papert.
“Desde el Constructivismo se destaca “la construcción del conocimiento”
independientemente de las circunstancias del aprendizaje, es decir el aprendizaje que se manifiesta a medida que el aprendiz interactúa con su realidad y realiza concretamente actividades sobre ella.

Referencias
Sánchez C M, Proyecto de Investigación propuesto por la fundación Omar Dengo(Costa Rica) y financiado por el fondo regional para la innovación digital en América Latina y el Caribe (FRIDA)
Extraído de:
http://www.colombiaaprende.edu.co/html/mediateca/1607/article-106817.html

Fichando Papers de Robótica Educativa

DESARROLLO DE HABILIDADES COGNITIVAS EN NIÑOS(AS) ORIENTADO
EN LA METACOGNICION A TRAVES DE LA INTERACCION CON ROBOTS
MOVILES EN AMBIENTES DE REALIDAD VIRTUAL.

Propósito
El propósito de ésta investigación busca reforzar varias áreas cognitivas en estudiantes de temprana edad de la siguiente forma:
-Potenciando las habilidades cognitivas a través del desarrollo de nuevas
Tecnologías para el aprendizaje.
- Enfocando la motivación del estudiante para estimular el proceso lógico y
algorítmico a estudiantes desde temprana edad.
- Incentivando al estudiante para que maneje sus recursos cognitivos, controle y autoevalué su proceso de aprendizaje.
- Incentivando al estudiante para que construya entornos virtuales, según su creatividad y su potencial lógico.
- Incentivar al estudiante para que estimule su pensamiento lógico en la interacción con
robots móviles en ambientes de realidad virtual.

Contexto
Este trabajo de investigación se llevó a cabo en dos instituciones educativas. Cada una con tres grupos pilotos de 30 niños de ambos sexos. El primer grupo con 10 niños con edades de 5 a 6 años. El segundo con 10 niños con edades entre 6 a 9 años y el tercer grupo con 10 niños entre 10 a 12 años.
Todo el trabajo estuvo a cargo de un grupo de investigación conformado por un equipo interdisciplinario: una Licenciada en Educación y especialista en pedagogía informática, dos ingenieros de sistemas con énfasis en programación y Web, asesores de realidad virtual, simulación y robótica y seis estudiantes de Ingeniería de sistemas del grupo de investigación GINTA de la Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB) Colombia.

Preguntas de investigación
La investigación busca responder a ciertas incógnitas de sus objetivos planteados:
¿Cuáles habilidades cognitivas desarrolla el estudiante desde temprana edad bajo
un enfoqué metacognitivo en ambientes de realidad virtual?
¿Cuál es el comportamiento de la precisión en los juicios de autonomía del
aprendizaje cuando se presenta dificultad o facilidad en el desarrollo del juego
lógico en términos de tiempo o eventos realizados?
¿Qué conducta expresa el estudiante en la precisión de sus juicios de aprendizaje
cuando determina estrategias de solución en el juego lógico y las compara con las
estrategias que el sistema le sugiere como solución de acuerdo al desempeño en
el juego (forma adaptativa)?

Método y validez.
El proyecto de investigación es de tipo Descriptivo – Experimental, de desarrollo
tecnológico, fundamentándose en los aportes de pedagogía, realidad virtual y
robótica.

Referencias:
Mantilla, María E, Grupo de Investigación GINTA,”Desarrollo de habilidades cognitivas en niños(as) orientado en la metacognición a través de interacción con robots móviles en ambientes de realidad virtual”
Extraído de: http://www.tecnoneet.org/docs/2004/3-142004.pdf