Robótica Educativa
La robótica educativa es una subdisciplina de la robótica aplicada al ámbito educativo que se centra en el
diseño, el análisis, la aplicación y la operación de robots.
Se puede enseñar en todos los niveles educativos, desde la educación
infantil y primaria hasta
los posgrados. La robótica también se puede
utilizar para fomentar y facilitar la instrucción en otras disciplinas, tales
como la programación
informática, la inteligencia
artificial o la ingeniería de
diseño.
Este
término tiene sus orígenes en los años veinte, y se ha ido desarrollando hasta
la actualidad, teniendo gran importancia en la educación. En dicho ámbito se sigue una metodología, destacando su influencia en
el desarrollo de las inteligencias
múltiples, así como unas bases para poder alcanzar una serie de
objetivos. Además, esta disciplina ayuda a dar respuesta a los alumnos con necesidades
educativas especiales.
Orígenes e historia
La palabra robot se utilizó por primera vez
en 1920 por Karel Capek en la
obra publicada en 1920, llamada R.U.R.
(Robots Universales Rossum). No obstante, la palabra robot se le
atribuye a su hermano Josef Capek y tiene su
origen en el vocablo checo robota, que en español se traduce como
«trabajo forzado». El primer tercio del siglo XX, se caracterizó por el desarrollo
de grandes avances en distintas ramas de la ingeniería (mecánica, electrónica, informática, telecomunicaciones…).
A mediados del siglo XX, los avances en conocimientos sobre programación y electrónica supusieron
una gran mejora en la evolución de artefactos capaces de realizar
automáticamente acciones del ser humano. El nuevo paradigma
tecnológico aumentó la necesidad de formar profesionales para
dar respuesta a la gran demanda de conocimientos y aplicaciones.
Uno
de los primeros robots en aparecer fue Shackey del SRI International en 1968, primer robot móvil capacitado para razonar
en sus acciones. Posteriormente, en los años 1970 la NASA en
colaboración con el Jet
Propulsion Laboratory crearon el Mars rover con la finalidad de
explorar Marte.
En la década de los ochenta apareció el CART del SRI que trabajaba con un
procesador de imagen estéreo más una cámara adicional, y también apareció el
CMU rover que incorporaba por primera vez una rueda timón, lo que le permitía
alcanzar cualquier posición y orientación.
En
los años 60, con la evolución de los ordenadores, a los que solo universidades y unas pocas empresas y
centros tenían acceso, surgió uno de los primeros lenguajes de programación de
ámbito educativo, el lenguaje LOGO Seymour Papert, Wally Feurzeig y Cynthia Solomon crearon la primera
versión de Logo, el robot tortuga. Este recurso tecnológico se movía utilizando
instrucciones simples con la finalidad de adquirir conceptos básicos de la rama
de la programación para que los estudiantes, posteriormente, resolvieran
conceptos matemáticos más complejos.
A
finales de los 60 un grupo de investigadores del Laboratorio de Medios del Instituto
Tecnológico de Massachusetts propuso la construcción de dispositivos
tecnológicos que permitieran a los niños/as interactuar y
programarlos para ejecutar determinadas acciones. Es aquí cuando establecieron
el convenio con la empresa LEGO para desarrollar
lo que se conoció como LEGO/Logo, consistente en la integración de piezas de
construcción de lego con elementos de programación que podrían ser ejecutados
desde un ordenador. Más tarde, en torno a los años 80, la compañía LEGO ya había
difundido estos equipos o juguetes por todo el mundo con fines educativos.
En
los años noventa del siglo xx, la robótica se empezó a
expandir en diversas tareas del ser humano ganando progresivamente protagonismo.
En sus orígenes, la robótica, dentro del ámbito educativo, empezó a
desarrollarse a principios de los años 90 por medio del uso de dispositivos
elaborados localmente y diseñados concretamente con fines educativos. De esta
manera, se crearon prácticas de robótica educativa, con materiales de múltiples
orígenes, en talleres para el alumnado de educación primaria, que fueron
controlados con los primeros modelos de ordenadores personales como fueron las IBM Personal
Computer XT. Es así como fue evolucionando la robótica en este
ámbito.
La
robótica educativa surge como herramienta educativa entrado el año 2000. Está
directamente relacionada con el Instituto de Tecnología de Massachussets, donde
crean una serie de dispositivos, con la colaboración de la compañía Lego; y
diseñan un lenguaje de programación, Logo, que permitiría a los más pequeños
relacionarse con la construcción de máquinas y edificios.
La
robótica presenta un campo amplio de actuación que genera beneficios tanto en
la industria como en el centro escolar, posibilitando en este último la
creación de ambientes innovadores de aprendizaje. Desde antes de los años 1970
existe interés en el aporte de la robótica en los procesos educativos, lo que
ha llevado a la creación de una nueva corriente de estudio denominada “robótica
pedagógica”, la cual utiliza la robótica con intenciones didácticas.
En
2007, el Instituto Tecnológico de Massachusetts, publicó y desarrolló el
lenguaje Scratch,
para ayudar a niños a partir de los 8 años a aprender a programar. Ha ido
evolucionando hasta su última versión, Scratch 3.0, desarrollada en 2018.
Definición del
término
El término de robótica es acuñado
por Isaac Asimov, el hombre que inventó las leyes
de la robótica. Es un área tecnológica con mucho auge en los últimos tiempos,
ya que posibilita la creación de nuevos y motivantes contextos de trabajo. Se
entiende como una rama de la programación y como una situación de aplicación de
diversos conocimientos.
La robótica educativa es un área
de la pedagogía que introduce en los procesos formativos
algunos aspectos de la robótica y automatización de procesos, como un elemento
mediador para la consecución del aprendizaje.
Asimismo, promueve el desarrollo de diferentes habilidades y conocimientos basados
en las ciencias, tecnología,
ingeniería y matemáticas.
La robótica educativa es aquella
que "busca despertar el interés de los estudiantes transformando las
asignaturas tradicionales en más atractivas e integradoras, al crear entornos
de aprendizaje propicios, que recreen los problemas del ambiente que los rodea".
Se entiende por robótica
educativa al medio de entornos de aprendizaje o enseñanza interdisciplinaria
basada en la iniciativa y la actividad de los estudiantes en el estudio de las
ciencias y la tecnología. Va mucho más allá de crear robots y programarlos,
sino que incentiva la cohesión de grupo, la capacidad de reflexión,
la resolución de problemas y el trabajo en
equipo a través de recursos tecnológicos, por lo que a través
de estos se promueve la autonomía, el aprendizaje dialógico y el aprendizaje cooperativo, concepciones
útiles para convivir en sociedad.
La robótica educativa desarrolla
diferentes habilidades y conocimientos basados en las ciencias, tecnología,
ingeniería y matemáticas. Estas materias se agrupan en español con las
siglas CTIM,
o en inglés como STEM (science, technology, engineering y mathematics) muy
utilizada en Estados Unidos para englobar todas las
actividades que integran estas disciplinas.
Por otro lado, la 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". Esta disciplina posee numerosos fines didácticos que
pretenden el empleo de herramientas tecnológicas y nuevas metodologías de
enseñanza-aprendizaje para poder hacer diseños y fabricar robots educativos de
forma que los estudiantes se adentren en el estudio de la tecnología y la ciencia
desde edades muy tempranas.
Las diferencias entre robótica
educativa y robótica pedagógica son las siguientes:
·
La
robótica educativa: utiliza materiales que resultan menos asequibles; del mismo
modo, hacen un uso extensivo de sensores y motores,
se centran en la cibernética, (considerada también integradora)
y permite ir de lo concreto a lo abstracto. Promueve la interactividad y
ofrece un sinfín de experiencias educativas, centrándose en habilidades
de lectura, ortografía,
matemáticas y ciencias de la computación. Los robots se
utilizan para desarrollar una serie de competencias y habilidades en el
alumnado. Entre las competencias que se trabajan en la robótica educativa se
encuentran especialmente la ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, las
llamadas disciplinas STEM, pero también puede tocar otras áreas como la historia,
la lengua o la geografía.
·
La
robótica pedagógica: emplea materiales de bajo coste, entre ellos reciclados; e
integra diferentes áreas de conocimiento con énfasis en las matemáticas, ciencias naturales y tecnología. Se
aprende sobre informática, aun sin contar con los recursos necesarios. Se trata
de generar entornos tecnológicos ricos, que permitan la integración de
distintas áreas del conocimiento para la adquisición de habilidades generales y
de nociones científicas, de forma que estas les permitan resolver problemas y
desarrollar un pensamiento sistémico, estructurado, lógico y formal.
Metodología
didáctica
Existe una vinculación muy estrecha entre la robótica educativa y las teorías del constructivismo y la pedagogía activa. El constructivismo es un proceso activo, en el cual la construcción del aprendizaje se lleva a cabo mediante las experiencias y no como resultado de una transmisión de conocimiento. Por ello, utilizar herramientas tecnológicas en el ámbito académico aporta otra modalidad en el proceso de aprendizaje, creando en los alumnos experiencias para la construcción de su propio conocimiento. Así pues, podemos visualizar la relación directa entre el constructivismo y la robótica educativa.
La evolución de los robots nos ha
llevado a poder trasmitir conocimientos sobre algunos ámbitos educativos
relacionados con la electricidad, la electrónica y la mecánica,
sin dejar atrás la programación.
Son numerosos los estudios que
demuestran el interés general por el uso de recursos pertenecientes al campo de
la robótica en los centros educativos como medio para conseguir la
interiorización de contenidos enriquecedores bajo la idea de aprender jugando.
El uso de nuevas estrategias y metodologías acorde a los reclamos del presente
en el que nos encontramos es la premisa que más justifica la incorporación del
ámbito de la robótica en el mundo de la educación.
Así, la incorporación de la robótica a
las aulas requiere de una formación docente inicial sobre su uso y aplicación.
No obstante, la formación en robótica deberá ser continua, pudiendo así el
docente adaptarse a la evolución de la tecnología. Además, los centros
educativos precisan dispositivos electrónicos para poder trabajar la robótica
educativa. Además, los docentes también deberán de tener en cuenta los
siguientes aspectos a la hora de aplicar la robótica educativa en sus aulas.
Estos son: la edad de los estudiantes, cuándo y en qué asignaturas lo va a
aplicar y con qué dispositivos electrónicos (tabletas, ordenadores, etc.) cuenta el
centro educativo para llevar a cabo este tipo de actividades. Es por ello, que
con esta metodología el alumno pasa a ser el protagonista del proceso de
enseñanza-aprendizaje dónde podrán trabajar en equipos y tendrán que dar
solución a diferentes problemas de la vida real. Cada uno de ellos aprenderán a
su ritmo utilizando la creatividad. Sin embargo, el profesor se convierte en
guía de los alumnos.
Un curso de robótica educativa se
inicia a través del planteamiento, por parte del profesor, de un reto para que
los alumnos lo resuelvan. Para ello, se utilizan materiales didácticos como:
partes mecánicas, componentes electrónicos y piezas de sujeción; estos materiales,
apoyados con herramientas informáticas, permiten generar prototipos
programables para que cumplan con tareas que resuelvan la problemática
planteada en el reto. De este modo, el proceso de concepción, diseño, armado y
puesta en marcha del prototipo enriquece el proceso de aprendizaje del alumno.
La metodología de
la robótica educativa usada en las distintas etapas educativas, está basada
principalmente en la creatividad y la innovación.
A su vez, propicia una metodología activa, basada en el “learn by
doing”, llamada también aprendizaje por la práctica, siendo los
alumnos quienes se impliquen en su propio aprendizaje y realicen la búsqueda de
información en diferentes disciplinas.
Las actividades propuestas serán motivadoras, fomentarán la cooperación y la
autonomía, entre otras capacidades. Ofrece además una serie de estrategias para
que sean los propios alumnos los que resuelvan los problemas. Esta pretende
enseñar y aprender de manera lúdica y a través del juego.
Siguiendo la teoría de Howard
Gardner sobre las Inteligencias múltiples, la robótica
educativa busca que se garantice la posibilidad de ofrecer a cada estudiante
una atención personalizada y desarrollar las inteligencias que más interesen.
Esta teoría plantea, por tanto, una visión plural de la inteligencia,
reconociendo en ella diversas facetas, por lo que se deduce que cada persona
posee un potencial cognitivo diferente.
En este sentido, la robótica
educativa conduce a desarrollar las inteligencias múltiples de la siguiente
forma:
·
La Inteligencia lógico-matemática.
Juegos basados de cálculo numérico y actividades de programación.
·
La
Inteligencia Viso-motriz o visoespacial.
Percepción espacial teniendo en cuenta aspectos como las líneas o las formas.
·
La Inteligencia Lingüística. Trabajo en
equipo favoreciendo la comunicación y las relaciones interpersonales.
·
La
Inteligencia Kinestésica. Trabaja la coordinación mente cuerpo.
·
La Inteligencia Interpersonal. Favoreciendo
el diálogo o el uso de roles.
·
La Inteligencia Intrapersonal. Conocimiento
de nuestras fortalezas y debilidades.
·
La Inteligencia Musical. Creación de aparatos
musicales y sensoriales.
·
La Inteligencia Naturalista. Realización de
robots vinculados con la naturaleza.
En este sentido, esta metodología
favorece el pensamiento modular y analítico, es decir, la capacidad de los
estudiantes de comprender el problema global y dividirlo en los distintos
aspectos, bloques, módulos, tareas, etc. que, en su conjunto, llevarán a la
resolución final. Cabe destacar que esta metodología fortalece las capacidades
de liderazgo, ya que a medida que los estudiantes proponen soluciones y van
consiguiendo los retos y tareas planteadas van aumentando su confianza en sí
mismos. Por otro lado, las dinámicas de robótica educativa se prestan a
implementar metodologías de aprendizaje colaborativo, generando contextos
idóneos para desarrollar competencias sociales como la autoestima, el trabajo
en equipo, el debate o la negociación. Destaca la aparición de cooperación
horizontal, teniendo todos los integrantes del proceso de enseñanza-aprendizaje
una importancia similar. Otro aspecto positivo es la facilidad de integración
de la robótica educativa con otro tipo de técnicas metodológicas innovadoras
como la realidad aumentada y el modelado e impresión 3D, potenciando aún más
todos estos beneficios competenciales.
El hecho de atribuir proyectos de
robótica en las aulas hace que se necesite algunas herramientas de hardware y/o software que
posibiliten al alumno/a construir o reproducir diferentes prototipos robóticos.
La robótica educativa se relaciona con tres paradigmas de aprendizaje
dependiendo del hardware y software que se utilice, y de la interacción
permitida por el robot.
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