Creando a los científicos del futuro con la robótica en el aula

Robótica en el aula

Últimamente, todos hemos oído hablar de la importancia de las competencias STEM dentro de los múltiples foros educativos.

Las competencias en Ciencias, Tecnologías, Ingeniería y Matemáticas (en inglés Science, Technology, Engineering and Mathematics, conocidas bajo el acrónimo STEM) se han convertido hoy en día en una parte importante de cualquier periodo educativo.

La razón no la debemos buscar más allá de todo lo que gobierna nuestras vidas en los últimos tiempos: la economía

De acuerdo con el informe de la Comisión Europea “EU Skills Panorama (2014) STEM skills Analytical Highlight” desde 2003 y hasta 2013, los puestos de trabajo relacionados con STEM crecieron un 12%, tres veces más que cualquier otro tipo de ocupación dentro de la Europa de los 28.

Actualmente, se calcula dentro de este mismo informe, que ya suponen un 7% de todos los puestos de trabajo disponibles.

En la misma línea, se estima que serán necesarios más de un millón de investigadores en 2020 para alcanzar las cotas de desarrollo propuestas.

Por otro lado, existe una necesidad de reducir el espacio entre la enseñanza y la empresa, formando cada día a nuestros estudiantes no sólo en conocimientos, sino en competencias fundamentales para su futuro laboral.

Queda claro que tanto la investigación como la educación son indispensables para la innovación y desarrollo de nuestro país.

Por supuesto, el peso de todo este cambio recae en los profesores.

Si le preguntáramos a cualquier persona donde se comienza a formar un ingeniero o un investigador seguramente nos diría en la universidad. Pero esto no es del todo cierto.

Los jóvenes son el caldo de cultivo de los futuros inventores, y es en esas primeras fases donde se debe intentar que les muerda el gusanillo por la ciencia y adquieran las competencias necesarias desde las primeras etapas del aprendizaje.

Así, la próxima generación de jóvenes, ya conocidos como nativos digitales, se transformará de ser simples consumidores de tecnología a convertirse en sus propios creadores. Y estaremos llevando la sociedad digital a nuestras aulas.

Sólo debemos proponerles retos asociados a  problemas que les interesen y ellos se encargarán de sorprendernos, así rápidamente veremos que son el mecanismo de cambio del mundo.

Desde las instituciones se nos anima a adoptar este cambio de modelo educativo, donde debemos enfocar el aprendizaje hacia las competencias básicas.

Sin embargo, seguro que ya os estáis preguntando como abordar todas las competencias STEM al diseñar una programación didáctica. No sólo eso, sino tratarlas en clase. Y además, ser multidisciplinares para terminar de rizar el rizo.

LA ROBÓTICA

Todo ello podemos realizarlo a través de la robótica.

En los últimos años, aunque no hayamos prestado atención, nos hemos visto rodeados de robots, aunque no los veamos cómo tal.

Hemos pasado de ver los robots en las pantallas de cine, como personajes de ciencia ficción, a encontrárnoslos en los lugares más insospechados.

Poco a poco vemos normal que muchos de nuestros electrodomésticos se puedan “programar”, encender o apagar a través de Internet.

Tenemos relojes que miden el tiempo que caminamos, el tiempo que dormimos y registran nuestro pulso. Es cada vez más habitual encontrarnos con vehículos autónomos, como el famoso coche de Google. Incluso ya podemos encontrar pequeños robots mayordomo para nuestra casa, como el famoso “Hombre Bicentenario” de Isaac Isamov.

Todos ellos y muchos más que se nos ocurren son ejemplos de robótica.

Esta gran expansión en parte se debe al movimiento de “Hazlo tú mismo” (en inglés Do It Yourself, DIY).

Este movimiento ha permitido la proliferación de gran cantidad de kits robóticos de bajo coste a precios más módicos que nos han facilitado a los educadores y a los padres acceder a este tipo de recursos.

LA PROGRAMACIÓN

Sin embargo, la robótica no es nada sin la programación.

En informática se suele hablar de hardware (todo los componentes físicos del ordenador) y software (todos los datos y aplicaciones del ordenador).

Los robots se diseñan para realizar tareas útiles. Cada uno de ellos está diseñado para resolver un problema específico, de una manera concreta.

La creación de un robot que cumpla con su función requiere un esfuerzo de equipo entre los humanos y las máquinas.

Es la misión de los diseñadores planificar una solución y “explicarle” al robot como lograr su función. Esta última parte se consigue con la programación.

Programar en diversos lenguajes no es nuevo en las aulas. Pero sí que es cierto que gracias a los lenguajes gráficos se ha podido abordar su enseñanza en etapas cada vez más tempranas.

Nuestros estudiantes podrán crear presentaciones más interesantes, animaciones o juegos educativos utilizando estos lenguajes gráficos.

La ventaja de combinar la programación con la robótica es que el resultado de nuestros programas no sé ciñe al ordenador, sale al mundo real mediante el robot. Pasa de quedarse quieto a cobrar vida.

IMPRESORAS 3D

Por último, como en cualquier proyecto que nos rete, en ocasiones nos encontraremos con dificultades. La más común suele ser la necesidad de nuevas piezas que se adapten a nuestras necesidades.

Estos nuevos elementos necesarios para llevar a cabo los proyectos pueden crearse mediante impresoras 3D.

Igual que ha ocurrido con la robótica, el movimiento de Open Hardware permite comprar pequeñas impresoras 3D cuyo coste no es tan elevado como en el pasado. Aunque, si no tuviéramos una impresora 3D, también se pueden crear nuevas piezas para completar nuestros kits robóticos mediante la imaginación: reciclando cajas de leche, botones de botellas, palos de helados,…

PROGRAMACIÓN Y ROBÓTICA EN EL AULA

Una clase en la que se trabaja con equipos robóticos o diseño de aplicaciones no es una lección que tiene lugar en silencio. Suelen oírse constantemente el zumbido de motores, los beeps de los dispositivos, los clicks de encajar piezas junto con exclamaciones de euforia por los logros alcanzados o gruñidos por la frustración de “lo que no sale”.

En esa misma clase los estudiantes no permanecen sentados en sus pupitres. Se mueven por el aula, comentan y preguntan A otros compañeros cómo han conseguido esto o aquello.

A veces, los estudiantes tímidos se convierten en el centro de atención del grupo.

A veces, los estudiantes no quieren que termine la hora en la que trabajan con los robots.

Por todo ello, incorporar la programación y la robótica en el aula te permite trabajar gran cantidad de competencias: la motivación, la imaginación, el liderazgo, el aprendizaje colaborativo,…

1 – Fase de la imaginación, donde se potencia la creatividad y el trabajo colaborativo.

Aquí encontraremos técnicas como la lluvia de ideas donde dejaremos volar su imaginación.

2 – Fase de diseño, donde el liderazgo, la búsqueda de información y el aprendizaje colaborativo aparecen como principales competencias. En esta fase también afloran las competencias más técnicas, pero además es necesario el pensamiento abstracto para plasmar una solución en el papel.

3 – Fase de construcción de la solución, ésta es una fase más abstracta y en ella se desarrollan las competencias motrices.

4 – Fase de programación de la solución.

En éste último paso se desarrolla el pensamiento computacional de los estudiantes. Ayuda a gestionar la frustración de lo que no sale bien a la primera. Suele surgir la motivación que acompaña a la satisfacción de los logros conforme avanza el proyecto.

La competencia más popular que se logra con estas cuatro fases es la de “aprender a aprender”.

Ya te habrás dado cuenta de que la metodología que casa con esta enseñanza es la basada en proyectos.

A través de todo el proceso de resolución del problema el estudiante aprende a enfrentarse a los retos del día a día fuera del aula de una forma analítica.

Pero no consiste sólo en lanzar el reto y esperar que nuestros estudiantes encuentren una solución.

Los profesores pasamos a ser guías, ofreciendo los recursos educativos necesarios para que ellos puedan recorrer el camino. Y nuestros estudiantes pasan a ser el centro de todo proceso de aprendizaje, protagonistas absolutos de nuestras clases.

Un efecto colateral que muchos profesores me comentan cuando incluyen talleres de programación y robótica en el aula es el altísimo grado de motivación que se consigue. Incluso muchas veces son los estudiantes los que les acaban exigiendo actividades más complejas y desafiantes.

En algunos casos, involucran a los padres en este proceso de aprendizaje pidiéndoles que les compren kits robóticos o enseñándoles sus aplicaciones en casa.

Pero no siempre los estudiantes pueden comprar los kits robóticos que usamos en clase.

Es en estas ocasiones cuando la tecnología y la investigación en educación vienen a nuestro rescate mediante laboratorios virtuales y remotos.

Por un lado, podemos encontrar múltiples simuladores que de forma gráfica imitan ciertos kits robóticos. Se les llama laboratorios virtuales.

Los laboratorios remotos por su parte consisten en robots accesibles a través de sitios web o programas que permiten que los estudiantes practiquen sus actividades sin estar en la misma aula que el robot. De esta forma, pueden seguir trabajando desde casa.

Estas opciones también pueden ser útiles si no tenemos suficientes kits robóticos para nuestros estudiantes, compartiendo recursos y facilitando el acceso ordenado y seguro a los mismos.


CONCLUSIÓN

Por último, muchos piensan que sólo se puede incorporar la robótica en el aula en las clases de tecnología, y eso no es así.

Sin embargo, existen proyectos que nos permiten abordar otros ámbitos no tan frecuentes desde un primer instante: lingüística mediante el modelado del lenguaje, música utilizando la capacidad de reproducción de sonidos, arte mediante la manipulación de imágenes capturadas por webcams. Junto con la impresión 3D, que precisa de la necesidad de crear imágenes tridimensionales que permiten trabajar el dibujo técnico.

Placa Makey Makey para crear pianos con frutas.

Placa Makey Makey para crear pianos con frutas. Autora de la foto: Llanos Tobarra

Incluso existen iniciativas que permiten trabajar con estudiantes con necesidades especiales, como el kit robótico Leka pensado para niños autistas.

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LLANOS TOBARRA

 


AUTOR

Llanos Tobarra es doctora en Tecnologías Informáticas Avanzadas por la Universidad de Castilla-La Mancha y actualmente trabaja para la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). Entre sus intereses está la cocina, las largas caminatas y la lectura.

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