La robótica pedagógica busca fomentar el aprendizaje a través de la interacción de los estudiantes con robots, favoreciendo procesos cognitivos en áreas como matemáticas y ciencias. Se fundamenta en metodologías constructivistas y permite a los estudiantes resolver problemas mediante la creación y uso de robots educativos. Su aplicación abarca desde la enseñanza primaria hasta la formación profesional y puede ser utilizada en diversas disciplinas, incluyendo metodologías de apoyo para personas con discapacidades.

1. ROBÓTICA PEDAGÓGICA POR: CINDY J. RODRÍGUEZ R. UNIVERSIDAD DEL TOLIMA LICENCIATURA EN MATEMÁTICA

2. CONTENIDO 1. Introducción 2. Objetivos 3. Ventajas y posibilidades de la robótica pedagógica 4. ¿Qué es la Robótica? 5. ¿Qué es la Robótica Pedagógica? Y ¿Un robot pedagógico? 6. ¿En que áreas se aplica la robótica pedagógica? 7. Fin

3. 1. Introducción La robótica pedagógica ha sido creada con el fin de que los alumnos interactúen con un robot para favorecer los procesos cognitivos en solución de problemas de diversas áreas del conocimiento: matemáticas, ciencias experimentales, tecnología y ciencias de la información y la comunicación, etc. Se fundamenta en las ideas de la epistemología y psicología genética y de otras teorías conceptuales y de didácticas especiales. Se privilegia el aprendizaje inductivo por conocimiento guiado mediante metodologías constructivistas para que el estudiante produzca su propio conocimiento.

4. 2. Objetivos de la robótica pedagógica Generar entornos ricos para la adquisición de habilidades generales y científicas con objetos reales mediante Resolución de Problemas por medio del uso de un pensamiento estructurado lógico y formal empleando robots adecuados en cada caso. Ubicar al estudiante en entornos de diseño real. Generar entornos de aprendizaje basados en la actividad de los estudiantes concibiendo desarrollando y poniendo en práctica robots educativos para resolver problemas y generar conocimiento.

5. 3. Ventajas y posibilidades de la robótica pedagógica Integración de distintas áreas del conocimiento Operación con objetos manipulables, favoreciendo el paso de lo concreto a lo abstracto Apropiación del lenguaje gráfico, como si se tratara del lenguaje matemático Operación y control de distintas variables de manera síncrona El desarrollo de un pensamiento sistémico Construcción y prueba de sus propias estrategias de adquisición del conocimiento mediante una orientación pedagógica Creación de entornos de aprendizaje El aprendizaje del proceso científico y de la representación y modelización matemáticas

6. 4. ¿Qué es Robótica? (Lenguaje Cotidiano) Técnica que aplica la informática al diseño y empleo de aparatos que, en sustitución de personas, realizan operaciones o trabajos, por lo general en instalaciones industriales.

7. ¿Qué es Robótica? (Lenguaje Científico) “ ...Conjunto de métodos y medios derivados de la informática cuyo objeto de estudio concierne la concepción, la programación y la puesta en práctica de mecanismos automáticos que pueden sustituir al ser humano para efectuar operaciones reguladoras de orden intelectual, motor y sensorial.” Legendre (1988)

8. 5. ¿Qué es Robótica Pedagógica? “ ...una actividad de concepción, creación/puesta en práctica, con fines pedagógicos, de objetos técnicos físicos que son reducciones bastante fiables y significativas de procedimientos y herramientas robóticas realmente utilizadas en la vida cotidiana, particularmente en el medio industrial”. Martial Vivet (1990)

9. ¿Qué es un robot pedagógico? Los robots pedagógicos son instrumentos de laboratorio que funcionan cual periféricos (bidireccionales) de una computadora con el objetivo de provocar aprendizajes en los estudiantes adoptando como metodología la experimentación. Son reducciones fieles y significativas de modelos que tienen una estructura con sensores y accionadores y son controlados mediante un programa informático a través de la computadora.

10. 6. ¿En que áreas de estudio se puede aplicar la Robótica Pedagógica? 6.1 En la enseñanza primaria y secundaria 6.2 En formación profesional de adultos 6.3 En metodologías de apoyo para educación y rehabilitación de discapacitados 6.4 Como herramienta de laboratorio 6.5 En el desarrollo de los procesos cognitivos y de representación 6.6 Fomentando la Robótica Educativa

11. 6.1 La robótica pedagógica en la enseñanza 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 alumnos la idea de "aprender jugando". Esta es el área en la cual los investigadores se han enfocado con mayor frecuencia.

12. Ejemplo 1 Enrique Ruíz Velasco Sánchez desarrolló un robot pedagógico para el aprendizaje de conceptos informáticos. Él creó un ascenso r miniatura que puede ser programado por los alumnos (niños de primaria) y con esto ha demostrado que una herramienta nos puede permitir agilizar el proceso enseñanza-aprendizaje. Se empieza con problemas y conceptos muy sencillos y se va aumentando la complejidad de los primeros, así como el alcance de los segundos para que el alumno llegue a construir programas muy poderosos para resolver cuestiones complejas apoyadas por importantes conceptos informáticos.

13. Parte superior del elevador hay un controlador de un motor de paso que permite que el elevador suba o baje; lo anterior corresponde a la parte eléctrica. Existe una interfaz de comunicación entre el elevador y la computadora, aprovechando las ventajas que ofrece el puerto paralelo de la microcomputadora. Finalmente está la parte informática que se encarga del control del robot. Para ello, se desarrolló un sistema-elevador, el cual, tiene tres funciones principales: a) La función de diálogo entre el alumno y la computadora (software); b) Una función interactiva (control de procedimientos) entre la computadora y el dispositivo experimental vía una interfaz material (hardware); y c) Una función de representación gráfica construida a través de la computadora a partir de ejercicios (variables) experimentales que se representa en el monitor de la computadora (software).

14. Ejemplo 2 Brazo mecánico

15. 6.2 En formación profesional de adultos Pretende apoyar la enseñanza en diversas disciplinas del conocimiento con personas adultas en formación profesional o en formación continuada.

16. Ejemplos Robótica en la enseñanza de la medicina. Enseñar las funciones cerebrales. Este trabajo también menciona un robot que sirve para simular y enseñar el proceso de contracción muscular. El nombre de este trabajo es Robótica y Medicina.

17. Maniquíes de Simulación en Educación

18. 6.3 En metodologías de apoyo para educación y rehabilitación de discapacitados Usar propiedades de los mecanismos robóticos para ayudar a minusválidos a desenvolverse de forma más normal a pesar de sus limitaciones. Pedagógicamente: los investigadores plantean metodologías que apoyen la formación de personal discapacitado mediante el entrenamiento con diseño de robots.

19. Ejemplos Michel Gilbert y Richard Howell: diseñaron y usaron robots manipuladores como apoyos físicos y cognitivos para estudiantes ortopédicamente discapacitados. Esta investigación también propone mezclar las diferentes metodologías de trabajo de las disciplinas que pueden intervenir en el proceso de creación de estos robots.

20. 6.4 Como herramienta de laboratorio Los robots apoyan en gran medida la enseñanza acerca del comportamiento de muchos sistemas y simulan los procesos de producción de la industria, apoyando didácticamente a diversas ciencias. Se hacen mecanismos parecidos a los “robots industriales” pero con finalidades didácticas. Se practican los conceptos aprendidos en las aulas. Los fenómenos del mundo real pueden ser representados por medio de mecanismos robóticos.

21. Ejemplo 1 Base de datos con fotos y videos. Software especializado para la simulación de: - área clínica y quirúrgica - área crítica - área de quirófano Simuladores que permiten actividades y adquisición de destrezas en la práctica médica. Laboratorio de Simulación Base de datos con fotos y videos. Software especializado para la simulación de: - área clínica y quirúrgica - área crítica - área de quirófano Simuladores que permiten actividades y adquisición de destrezas en la práctica médica.

22. Ejemplo 2 José Nieto, en la Universidad de Montreal, tiene su robot de laboratorio llamado El Péndulo: un sistema robótico pedagógico para iniciar el estudio experimental de los fenómenos periódicos. Este sistema robótico posee un gran potencial didáctico, pues permite a los estudiantes ver el funcionamiento periódico de un péndulo con la facilidad de poder controlar elementos que intervienen en este tipo de movimiento.

23. Ejemplo 3 En su laboratorio, Eric Bruillard y Loïc Lepennec hicieron un proyecto con la idea de fomentar un conjunto de actividades creativas. Su investigación lleva el nombre de Concebir, Programar, Recortar: El proyecto filicouper (En francés fil significa hilo y couper significa cortar). El filicouper es un hilo que se calienta y puede recortar placas de poliestireno. Este dispositivo es controlado por una computadora. Esta herramienta: es muy poderosa para enseñar geometría plana; es productiva, y posee además gran precisión, y es didáctica en áreas como la geografía, las artes plásticas, las matemáticas y la informática.

24. Ejemplo 4 Jean-Baptiste La Palme y Maurice Belanger entrenan a grupos de estudiantes cuyas edades oscilan entre los 13 y los 17 años en un laboratorio en el que desarrollan un proyecto llamado: un teatro robotizado de marionetas construido y programado por los alumnos con ayuda de un lenguaje creado para el robot. Objetivos: Proporcionar a los alumnos ciertos conocimientos relacionados con la construcción y programación de algunos mecanismos robóticos. Realizar prácticas en las cuales los alumnos apliquen los conceptos que han aprendido.

25. 6.5 En el desarrollo de los procesos cognitivos y de representación La construcción y la utilización de herramientas robóticas permiten que el estudiante 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. Otros autores consideran micromundo la construcción mental o esquema cognitivo.

26. Ejemplo 1 Monique Noel y Guy Bergeron: exponen las ventajas que existen en la fabricación y el uso de estas herramientas robóticas pedagógicas para capacitar a los alumnos desde temprana edad para tratar y resolver problemas. Estas actividades generan una importante cantidad de conocimientos en los niños y desarrollan sus aptitudes en el análisis, el cuestionamiento y la síntesis.

27. Ejemplo 2 La integración de lo teórico con lo práctico. Es mucho más fácil aprender de fenómenos observables que de teorías complejas y abstractas, La enseñanza del proceso científico. Se debe conocer cuál es el orden en que debe realizarse el trabajo que permita obtener conocimientos, La manipulación directa de los mecanismos. Se puede proporcionar capacitación en un laboratorio para efectuar tareas que impliquen el manejo de diversos sistemas, La explotación de las representaciones gráficas. Se debe enseñar a interpretar información gráfica (curvas, esquemas, tablas, ecuaciones) para poder utilizarla proporcionando una adecuada instrucción en el manejo de ésta, y Utilización de representaciones matemáticas. Cada persona debe ser capaz de crear sus propias representaciones matemáticas de los fenómenos que pueda observar en su derredor. Pierre Nonnon y Jean Pierre Theil encuentran elementos del proceso de enseñanza-aprendizaje favorecidos por la robótica:

28. 6.6 Fomentando la Robótica Educativa Las empresas gracias a ingeniosos desarrollos robóticos han incrementado sus utilidades, reduciendo sus accidentes y en definitiva, mejorado su productividad. " La Robótica no es exclusividad de grandes empresas, sus asequibles costos y la simplicidad de su programación han logrado que podamos contar con pequeños robots para ser usados en proyectos caseros a muy bajo precio “ UAB. Chile Existen cientos de productos a precios accesibles para las instituciones, tenemos infinitos desafíos y proyectos para desarrollar, y alumnos que siempre soñaron con tener robots construidos por ellos mismos. Institución Santa Rosa de Lima en SAN PEDRO en Sucre Colombia: 19/11/2007 inauguraron el laboratorio robótico

29. Gracias por su atención y aportes