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APLICANDO
LA ROBÓTICA PEDAGÓGICA
ENSEÑANZA
DE LA CIENCIA Y DE LA TECNOLOGÍA A TRAVÉS DE
LA ROBÓTICA
Autor:
Ing. Daniel Héctor Nacif
dnacif@fca.uncu.edu.ar
Acceso a Archivo PDF
Introducción:
..."La
pereza del pensamiento se impone para hacernos creer que el
conocimiento científico es una especie de fotografía
de la realidad, una copia pasiva de sus características
intrínsecas. Esto oculta el hecho de que la ciencia
es una producción, una construcción: por lo
tanto de ninguna manera una simple constatación de
algo pre-constituido"... ("Epistemología
y Sociedad" Roberto Follari. Homo Sapiens ediciones.
2000).
La
historia del ser humano se basa en un proceso de creatividad
de algunos seres anónimos, incomprendidos en su momento,
pero que lograron saltos cualitativos en la historia del conocimiento.
Los
procesos tecnológicos pueden ser siempre mejorados,
las riquezas pueden ser siempre incrementadas y redistribuidas.
Nuevas herramientas pueden ser desarrolladas, la cultura puede
cambiar, inclusive a veces drásticamente, pero, detrás
de todo se encuentra la naturaleza humana.
Innovaciones
como el habla, el lenguaje escrito, la imprenta, los motores,
la medicina moderna, el automóvil, las computadoras,
todos estos hallazgos en su momento causaron un profundo impacto
en cuanto a la forma de vida del hombre, a qué somos
y qué hacemos. Simplemente recordemos que el advenimiento
del automóvil no destruyó puestos de trabajos
sino que al contrario generó otros más. ¿Cómo
concebiríamos nuestra sociedad sin el automóvil?
La
propuesta es "invertir en el ser humano", a través
de inducir un conocimiento creativo, para lograr el nivel
de comprensión y entendimiento adecuado. Esto le permitirá
ser partícipe de estos cambios, basándose en
el conocimiento adquirido por la humanidad pero adaptado a
la cultura real y actual.
Si
pensamos en la robótica, como una técnica interesante
y transformadora, que permite cambiar la naturaleza de los
trabajos del hombre: de manera que el hombre planifique y
controle, mientras que el robot trabaje.
Ahora
imaginemos que nuestros alumnos puedan mediante el aprendizaje
de ciertas habilidades, descubrir una metodología motivadora
en las aulas, mediante la realización de proyectos
apoyados en inteligencia artificial, en donde se busca transformar
las asignaturas tradicionales en más atractivas e integradoras
para los estudiantes, adaptándolas a su realidad y
al futuro de la sociedad en la que deberán insertarse
adecuadamente.
La
robótica educativa no reemplaza las experiencias de
laboratorio sino que las complementa pues permite observar
en tiempo real el comportamiento del sistema en estudio a
través de gráficas en la computadora, como simular
experiencias en pantallas.
Objetivos:
La
hipótesis propuesta es: la robótica en la escuela
es un enfoque construccionista de la educación. Desde
aquí podemos proponer: "...diseñar y construir
en busca de la ciencia desde la tecnología..."
¡¡
Quién aprende investigando no necesita aprender a investigar
!!
Se
explica esta idea como:
Diseñar
y construir implica:
1.
Aprender a pensar con creatividad
2. Diseñar y construir cosas que funcionen
3. Probar cosas con objetividad
4. Trabajo flexible y cooperativo
5. Comunicarse con claridad
6. Resolución de problemas prácticos
En
busca de la ciencia:
1. A través del conocimiento del aparato desde cómo
se hace y cómo opera.
2. Se analizan las ciencias básicas, y los nexos
entre ésta con el robot didáctico.
Desde
la tecnología se analizan los modelos construidos:
1. Confiable
2. Fácil de usar
3. Atractivo
4. Estable, se mueve con facilidad
5. Suficientemente fuerte
Ésto
toma forma a través de un método, cuyos fundamentos
se describen a continuación, y se relacionan a través
de un diagrama caracol.
Fundamentos
del método:
La
aplicación pedagógica de la robótica,
permite la transversalidad curricular y el desarrollo de la
docencia mediante más de un sector de aprendizaje .
Permite
una forma de explorar el conocimiento y llevar al individuo
a solucionar problemas a través del montaje de equipos
y modelos que deberán presentar algunas actividades
físicas.
Vemos
la importancia de tener un método para la utilización
de esta herramienta.
A
continuación se describen las instancias en que se
divide este método, y que son:
1)-Formulación
de problemas y labores a realizar: Se desarrollan los
temas, como por ejemplo: las ciencias básicas aplicadas,
las que podrían generar situaciones incómodas
e intelectualmente difíciles. A través de la
cibernética pedagógica o más particularmente
la robótica educativa posibilitaría desarrollar
estrategias de solución de problemas y la coordinación
de proyectos.
Así
que, consideraremos a la robótica como un medio multi-medio
preparado para el multi-mundo que permite la mirada compleja
de una realidad multidimensional.
2)-Propuesta
de diseños de los sistemas de acuerdo al nivel cultural
que se desea usar: Los diseños pueden ser tan variados
como se los pueda imaginar, por lo que se ha de partir de
un análisis sociocultural en la que se encuentra la
escuela y el alumno que ha de acercarse al conocimiento. Partiendo
del área de conocimiento al que se quiere avanzar,
se ha de apuntar al tipo de materiales que necesitarán
y al tipo de operación útil (dedicada a la persona
y al medio en que se encuentra), que ha de realizar.
Dando
un ejemplo, tal como una simple unidad móvil, que realiza
una trayectoria buscando la mayor intensidad de luminancia.
Es
entendible que, la robótica implica múltiples
relaciones curriculares como por ejemplo:
1.
Matemática (las dimensiones del sistema, trayectorias,
dimensiones del obstáculo, formas de la herramienta,
distancias, etc.).
2. Física (determina las condiciones de movimiento
del sistema y sus restricciones)
3. Investigación y experimentación (optimización
del sistema, de la tarea a a realizar, de nuevas tecnologías,
etc.)
4. Mecánica (diseño e implementación
práctica de los diferentes mecanismos de accionamientos).
5. Programación, técnicas de títeres
(implementación de algoritmos que indican acciones
complementarias entre las diferentes partes del sistema).
6. Artes plásticas, fabricación de muñecos
(la delicadeza y el buen gusto para presentar bien al aparato).
7. Geografía (mecánica de los sistemas planetarios).
8. Historia (simuladores de viajes, explorando escenarios
y momentos históricos personajes de cuentos, análisis
de la historia del control automático y su inserción
en los distintos momentos y espacio de la civilización).
9. Análisis del pensamiento del ser humano, en torno
al mundo que lo rodea (inteligencia, toma de decisiones
por parte de la máquina en forma totalmente automática,
evaluación de la realidad a través de los
sensores del robot).
3)-Detalle
de los diseños de los sistemas propuestos: En cuanto
a la construcción y programación de los sistemas
tecnológicos: Organización de grupos humanos
para la resolución de problemas con funciones específicas
para cada integrante, y que hay infinitas formas de llegar
a una solución, esto implica debates, juegos de poder
educativo dentro del grupo e intergrupos.
*-Construcción de un aparato que desde el punto de
vista físico, esté capacitado para resolver
problemas, sin deterioro de sus partes (área de ingeniería
en diseño).
*-Programación de instrucciones.
*-Los kits de robótica, de vehículos autónomos,
o también de las unidades RC, son una muy importante
herramienta para el aprendizaje de esta tecnología;
no hay nada mejor que entender algo armándolo para
después verlo funcionar.
*-También es posible ver en el modo de que opera
el robot una analogía con la forma de ver la ciencia
del ser humano.
*-Aprender lleva a profundizar y seguir armando robots con
diferentes grados de dificultad, por ejemplo: "insecto
seguidor de luz"como el esquema que recién presentamos;
ascensores: unidades RC; robot autónomo; operación
de robots cooperativos; brazo; display de letras flotantes,
arácnidos, reptiles ; bípedos; robot de uso
hogareño; robots de uso industrial.
4)-Implementación
del software y hardware adecuado para estos sistemas:
no apunta a buscar los desarrollos de tecnologías de
punta sino el aprovechar lo que tenemos a disposición;
por ejemplo el uso de PC viejas, que pueden estar archivadas
en las escuelas; en donde se pueden completar software sencillos
adecuados para cada máquina que se desarrolle
5)-Validación
de los diseños técnicos y pedagógicos
como herramientas de inducción del conocimiento:
La robótica educativa permite la formación científica
y tecnológica y / o la expresión de emociones
y sentimientos por parte de los usuarios de estas tecnologías.
En sus primeros años los alumnos aprenden haciendo,
que es lo natural en ellos; y al trabajar en equipos se sienten
motivados al asociar esfuerzos.
Además
la alegría de poder ver realizado y funcionando algo
que elaboraron por sí mismos y que representaba un
desafío para ellos. A demás con el acceso directo
de tecnologías apropiadas a los grandes bancos de información
y redes internas y externas, puede lograrse la conexión
entre diferentes medios para permitir estimular el desarrollo
cognitivo del estudiante (relaciones con la sociedad global
del conocimiento).
Acá
habría que distinguir dos caminos de labor, uno hacia
la ciencia y otro hacia la tecnología.
6)-Testeo
en cuanto a los resultados logrados en los alumnos desde las
diferentes áreas del conocimiento: Se ha de evaluar
las actividades de los alumnos en base a las siguientes actitudes
a lograr: investigar; verificar; discutir; registrar; construir;
entender; diseñar; cooperar; preguntar; clasificar;
producir; estimar; medir; justificar; desarrollar.
7)-Tomas
de datos y elaboración estadística: con
la obtención de estos datos acerca de las actitudes
encontradas en los alumnos, se puede analizar los resultados
en base a lo logrado, a lo que no se logró y una propuesta
de mejora e innovación.
8)-Elaboración
de un modelo de efectividad del método: los resultados
definitivos, permitirá ir desarrollando un programa
de la asignatura.
Secuencia del método. Diagrama Caracol.
La
trayectoria representada por esta curva espiralada, expresa
un proceso de realimentación, y conexión, de
las diferentes áreas que componen la construcción
de este método. El crecimiento de la curva es en sentido
horario. Las vueltas indican cuantas secuencias o ciclos completos
se han realizado. La curva de crecimiento temporal es indicada
como la trayectoria espiral.
El
área de los sectores, no indica el tiempo de duración
de la actividad enmarcada.
Este
diagrama es sólo indicativo de las actividades, indica
cómo se secuencian éstas.
Las
debilidades del proyecto
*Pasar
de la ciencia a la técnica significa, aceptar cierta
complejidad de conceptos como algo habitual. Es difícil
de llegar al poder de síntesis en un área del
conocimiento dado que indirectamente se relaciona con el robot.
*Costos
operativas de instalación y de los kits con respecto
a las áreas que no tienen tecnologías.
*Los
inconvenientes que trae cualquier cosa nueva: desconocimiento
inicial, falta de lógica en los profesionales del momento,
etc.
*A
estas innovaciones comparadas con los cambios que se avecinan
en las próximas décadas se las puede considerar
lentas y poco profundas.
Es
una linda herramienta de aprendizaje, para invertir en el
ser humano.
Referencias:
-"Epistemología y Sociedad" Roberto Follari.
Homo Sapiens ediciones. 2000.
-Ciencia y tecnología a través de la robótica
cognoscitiva. Ruiz Velasco Sánchez. Programa teórico
APRA la construcción de un robot como recurso didáctico
para el aprendizaje de la ciencia y la tecnología.
-Sitio
de Robótica de Mendoza.edu.ar. Página de referencia:
http://roboticajoven.mendoza.edu.ar/art_auto.htm
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