(Raymundo Ferreira Filho).

Robotica Industrial: Experiencia de Desarrollo e
Implantacion de un Curso a Distáncia
Raymundo Ferreira Filho
[email protected]
Renato Henriques
[email protected]
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Larissa Martino Pereira dos Santos
[email protected]
Uniâo Educación da Planalto Central
Akemi Leandra Kawagoe
[email protected]
Isa Albuquerque Barbosa
[email protected]
Universidade de Brasília
Brasília - Brasil
Resumen
Este artículo presenta la producción de un ambiente de Enseñanza/aprendizaje
computarizado (AEAC) para el curso de Robótica Industrial realizado para la Red de
Manufactura – Manufacturing Network – (MANET), en una parecería del Núcleo de
Multimedia y Enseñanza a Distancia de la Escuela de Ingeniería de la Universidad
Federal de Rió Grande Del Sur y la Fundación de Emprendimiento Científicos y
Tecnológicos ligada a la Universidad de Brasilia. En el planeamiento y producción de
los contenidos del curso, la atención principal fue al aspecto pedagógico desarrollado a
partir de herramientas cooperativas y colaborativas, síncronas y asíncronas, e
hipermediales, como animaciones, clips audiovisuales accesibles “on-demand” por
videostreaming, emulaciones de la realidad, ofreciendo un producto de contenidos y
bases tecnológicas de calidad para propiciar un aprendizaje efectivo en el AEAC
propuesto. La estrategia pedagógica fue centrada en los alumnos en un proceso de
construcción del conocimiento no lineal y privilegiando diferentes perfiles cognitivos.
Además de la aplicación y tests en el mercado, el curso será base para evaluación de los
paradigmas sugeridos por las nuevas tecnologías educacionales y los procesos de
aprendizaje y conocimiento envueltos en el dominio del abordaje del asunto.
Palabras Clave: Enseñanza/aprendizaje, enseñanza a distancia, multimedia, robótica
industrial.
Abstract
This article presents a Computer-based Teaching/Learning Enviroment implementation
and production (AEAC) to the Industrial Robotics course made by the Manufacturing
Network – MANET, a research group financed by FINEP, in partnership with
Multimedia and Distance Learning Center of the School of Engineering at Rio Grande
do Sul University - UFRGS and Cientific and Technological Enterprises Foundation
(FINATEC) closed to Brasilia University. Planning and developing the course contents,
the focus was mainly pedagogical aspects developed from colaborative tools, sincronous,
asincronous and hypermedials such as animation, audio and video clips accessible on
demand by videostreaming and reality simulation, offering a high quality product on
technological basis and contents that let an effective studying in the AEAC. The
pedagogical strategy was centered in the student in a way to make a knowledge
construction unlinear and privileging such diferent cognitive audience profilesBesides
the market and commercial testing and usability, the course will give knowledge basis to
evaluate the paradigms sugested by the new educational technologies, learning
processes and the knowledge involved in the domain of the exposed subject.
Keywords: Industrial automation, industrial robotic, technological education, continuing
education, distance education.
Introducción
Identificando la necesidad de formación de recursos humanos que soporten los
requisitos exigidos por el mercado y la formación permanente, MANET ha
definido como una de sus prioridades el establecimiento de una cultura de
enseñanza/aprendizaje a distancia para atender las demandas de su red de
actuación con relación a la capacitación de profesionales, con el foco en empresas
del sector industrial, que utilizam automatización en sus líneas de producción, La
coordenación operacional del curso ha sido hecha por los equipos de NMEAD y
EADtec.
A lo largo de dos años de existencia el NMEAD ha realizado muchas
investigaciones sobre la posibilidad de utilización de estructura tecnológica y
modelos pedagógicos para organización, produccdión y distribución de contenidos
educativos. Otras investigaciones fueron realizadas para medir la variables
existentes en el proceso de educación media por computadora así como para
establecer parametros técnicos, estéticos y operacionales de la producción de
materiales didacticos multimediales, en diversos medios, también de Ambientes
Educacionales de Aprendizaje Computarizados (AEAC) y transmisiones de video
por la Internet.
En este contexto se, utiliza la opinión de Moran (1998), de que construir el
conocimiento hoy significa comprender todas las dimensiones de la realidad,
buscando y expresando esa totalidad de manera más amplia y más integrada. Hoy
es verdad que el proceso de construcción del conocimiento es más desarollado
cuando se consigue conectar y relacionar los objetos de muchos puntos de vista,
por caminos distintos de la manera más rica posible.
Esta idea lleva a afirmar que la WEB no puede ser negada como medio para
intermediar procesos de aprendizaje, una vez que posibilita la construcción de un
conocimiento no lineal; por otro lado, la intención no es sustituir los medios
tradicionales de enseñanza/aprendizaje, sino más aprovechar bien los recursos
resultados de los avances tecnológicos para y la combinación de medios más
eficiente. Es necesario buscar la integración de las teorías y estrategias
pedagógicas aliadas al proceso de aprendizaje por computadora, conocimiento que
se encuentra principalmente en los estudios de la Pedagogía y Psicologia, con
posibilidades de las nuevas tecnologías de las Ciencias de Computación.
El curso
El curso de Robótica Industrial fue planeado e implantado como un curso de 120
horas a distancia, con la Internet como medio, en nivel de especialización, para a
atender las demandas existentes entre los integrantes de la red MANET y entre
empresas medianas y pequeñas del mercado nacional.
La MANET es una red de más de 20 instituiciones de investigación y enseñanza
presente en 10 estados de la federación brasileña más el Distrito Federal. Son más
80 investigadores del área de automatización en los temas de modelaje y gestión,
diseño de sistemas operacionales de las fábricas. El curso a distancia fue
elaborado para ser usado como un instrumiento que puede ser aplicado a
estudiantes de los cursos universitarios de Mecatrónica, Ingeniería Mecánica o
Electrica, así como para cursos de corta duración para alumnos de nivel técnico o
superior. El amplio espectro de audiencia para el curso fue un desafio para los
autores y para la MANET que ha buscado asesoría en las áreas de la pedagogía,
comunicación, estrategias tecnológicas y diseño con los equipos multidisciplinares
del NMEAD y del consorcio EADtec (FINATEC y EADWEB) - para elaboración
de un curso consistente desde el punto de vista metodológico y tecnológico.
El curso está siendo ofrecido por medio de la estructura fisica de la EADtec que
garantiza la disponibilidad del curso en la Internet con toda la seguridad de red y
estabilidad necesaria 24 horas al dia, 7 días por semana.
Estilos
LA EAD se presenta en la esfera pedagógica como una opción metodológica. Ella
tiene caracteíisticas propias que imponen la necesidad de conocimiento específico
por parte de los que planean, desarrollan y hacen la evaluación de contenidos, que
implica la necesidad de construcción de una nueva manera de comprender el
proceso de enseñanza aprendizaje y demanda realización de investigaciones
cientificas para esta area. Los autores sugeren que estas investigaciones deben
alcanzar los dominios de las ciencias cognitivas, de las neurociencias, de la
computación, de la comunicación e educación y también el domínio específico del
contenido del curso. El proceso de aprendizaje a partir de un modelo basado em la
educación a distancia mediada por la WEB tiene caracteristica distintas de las
identificadas en la educación presencial; por otro lado, es importante no olvidar
que esa modalidad no quiere reproducir la clase presencial, tanpoco va sustituir la
enseñanza presencial.
Sin embargo, el proceso de conocimiento ocurre a través de la comparación entre
las nuevas informaciones a las que el ser humano está todo el tiempo expuesto y
aquellas existentes en su estructura mental, así está sometido a las experiencias
personales y sociales del sujeto y su interacción con el medio. Alava et al. (2000)
dicen que la educación en ambiente virtual debe ser programada utilizando el
binomio método/media. Y el papel del profesor o del tutor es insustituible en el
sentido de ayudar a traspasar barreras. Esas dos abordajes siguen al encuentro de
los trabajos desarrollados por Piaget (1976, 1978 e 1980) y Vygotski (2002).
La relación del alumno con la realidad no se limita exclusivamente a su
experiencia personal, las informaciones son diversificadas y la estrategia
pedagógica debe estimular los alumnos a nuevas maneras de investigación y
vivencia. Para que esa función sea ejecutada los profesores deben estar
preparados, principalmente cuando el proceso de enseñanza es mediado por
computadora, porque existen características muy particulares y distintas de las del
proceso presencial. El profesor debe estar listo a pensar, planear el contenido de
su curso aprovechando los recursos que las nuevas tecnologias ofrecen. Algunos
conceptos abordados en cursos del área tecnológica son complejos, como el caso
de los conocimientos de Robótica. Existen posibilidades tecnológicas de
desarrollar simulaciones, interacciones que completan la exposición estática del
contenido y ponen el foco del proceso educativo al alumno. La existencia de
muchas informaciones sobre un mismo tema ofrece otras posibilidades de hacer
caminos personalizados por el contenido y eso es necesario para respetar los
estilos cognitivos de cada alumno.
La Internet tiene atributos particulares que la caracterizan como un medio de
enseñanza aprendizaje. Es flexible en relación a forma de presentación de
contenidos y disponibilidad de herramientas interativas, de cooperación que bién
mezcladas determinan el éxito de la transformación de esta gran biblioteca de
informaciones (internet) en conocimientos dinámicos y compartidos. Además, el
acceso es realtivamente económico y el alcance sobrepasa las fronteras
territoriales. La consciencia del papel de la tecnología y sus barreras es importante
para que la metodología, el planeamiento sean orientadores de la construcción del
contenido con foco en el alumno y que lo prepare para los cambios de paradigmas
en el proceso de enseñanza aprendizaje.
Según Landry (2000, p.120): ... ya no basta saber para ejercer una actividad,
pero es necesario también ser capaz de resolver problemas por su propria
iniciativa y de aprender a lo largo de toda la vida, desarrollando sus
capacidades de autogestión de su formación…
En ese contexto, el curso Robótica industrial busca integrar la nuevas tecnologías
de la información y comunicación (TICs) a los paradigmas de enseñanza
tecnológica y contribuir para formación de profesionales listos para la cultura
tecnológica del siglo XXI en la cual actuarán (Schnaid et al., 2001; Milititsky,
1998; Colombo y Bazzo, 2001).
Hay necesidad de manipulación de múltiples fuentes de referencia delante de la
intervención activa del alumno que tiene la tendencia de aplicar de manera más y
más independiente. Y, por cierto, ese tipo de construcción de conocimiento exige
dos maestros nuevos estudios, principalmente respecto del planeamiento,
desarrollo y evaluacción de programas de EAD.
Producción y Desarrollo de Contenido
En el curso hay seis unidades: Introducción, Sistemas de Cordenadas, Generación
de Trayetorias, Lógica de Programación, Programación y Simulación. El AEAC es
facilitador del proceso de aprendizaje. A implantación de esa idea se debe al
hecho de crear un AEAC efectivo, con elementos pedagógicos, basados en
hipermedia interactiva, para soportar los procesos de cognición y aprendizaje y
apoyar las estrategias pedagógicas basadas en los abordajes socio interactivos de
Vygotski (2002) y constructivistas de Piaget (1976, 1978, 1980). La eficiencia y el
carácter constructivista de programas de EAD no se limita a la calidad tecnológica
de AEAC, tampoco a las herramientas disponibles para interacción y
comunicación, sino que es definido por la estrategia pedagógica adoptada en el
desarrollo de los contenidos.
Hemos buscado traer al alumno más cerca por medio de una aproximación visual
con armonia, que fuera lúdico y culturalmente identificado, con diseños e iconos
comunes de la Internet. A partir de textos e ilustraciones presentes en la pantalla,
el alumno puede accionar videos hechos en las fábricas y editados con la lección
del profesor acerca del tema enseñado a través de las ilustraciones o simplesmente
en el texto. Esta fue una manera ofrecer al alumno una experiencia visual de los
robots trabajando, en tareas distintas en las industrias, y relacionar el video con las
imágenes de simulación en el ambiente virtual.
Además de los elementos de apoyo el ambiente virtual de Robótica Industrial ha
agregado preocupaciones de naturaleza didactico-pedagógicas, de ergonomía, y de
navegación, con objetivo de que sea posible su implantación para facilitar el
proceso de aprendizaje.
Siguiendo este pensamiento y para llegar a los objetivos es importante que los
alumnos sean también responsables por su aprendizaje, lo que exige del estudiante
más madurez y participación activa de los tutores que acompañan el curso.
Una evaluación de la experiencia descrita ha sido hecha, pero sus datos todavía
están siendo analizados para otra publicación. Los instrumentos utilizados para
evaluación fueron desarrollados con base en los conocimientos de la psicología
por profesionales calificados.
Integración de los Contenidos con la Plataforma de Gestion (Learning
Management System - Lms)
Algunas tranformaciones han sido necesarias en la presentación de dispositivos y
herramientas para la implantación del curso. Muchas de las plataformas de gestión
actuales fueron desarrolladas por un equipo de técnicos en telemática, existe una
laguna pedagógico-metodológica en muchos de los productos cerrados del
mercado. Una solución es poner en el contenido particularidades instruccionales
para mejorar el aspecto pedagógico de las plataformas de gestión y, por cierto,
escoger una que sea más flexible a la que uno pueda integrar contenidos pre
desarrollados . A ese conjunto curso+plataforma se da el nombre de AEAC. La
plataforma adoptada fue desarrollada por el parcero EADtec y a lo largo de 2 años
de existencia fue personalizada para introducción de herramientas de carácter
educativo para su disponibilidad, gestión y evaluación de cursos a distancia.
Al primer momento la herramientas de comunicación (forum y chat) y otras
funcionalidades estaban implantadas como parte del contenido como lo muestra la
Gráfico N° 1. La plataforma ya tenía esas herramientas y por esto las herramientas
del curso fueron desactivadas. La consecuencia más grande fue de cambios
necesarios en el diseño gráfico como lo muestra la Gráfica N° 2.
Gráfico N° 1
Ambiente del curso con las herramientas de comunicación chat, forun, mural
e iconos de acceso a los contactos con tutores, herramientas de notas, enlaces
y otros.
Las actividades propuestas son preguntas relacionadas al contenido presentado
que deben ser contestadas a partir del contenido existente en curso y otros enlaces
propuestos en la Internet. Las respuestas son armacenadas en una base de datos
identificadas por alumno para que el profesor pueda analisar.
En la Gráfica N° 3 se muestra el ambiente de estudios del alumno a partir del cual
el tiene acceso a las lecciones del curso (Introducción, Sistemas de Cordenadas,
Generación de Trayectorias, Lógica de Programación, Programación y
Simulación), la presentación del curso (imagen 4) y la guía de estudio de los
alumnos. Esta guía fue desarrollada por los equipos del NMEAD y EADtec para
orientar los alumnos acerca de como estudiar, comunicarse y otras informaciones.
La primera pantalla es de presentación con un texto científico y un video de
bienvenida presentado por el Profesor Renato Henriques. La utilización de videos
y otras medias ya ha sido detallada por Henriques et al. (2002).
Gráfica N° 2
Ambiente del curso con los cambios implantados.
Gráfica N° 3
Ambiente de estudios del curso de Robótica Industrial.
Gráfico N° 4
Pantalla de la presentación del curso, por donde el alumno tiene acceso a un
artículo y a un video de presentación hecho por el Profesor Renato Henriques
deseándoles un bueno curso.
Soporte al estudio efectivo
No es suficiente publicar en el AEAC herramientas de comunicación, indicaciones
de auto estudio o poner a disposición del alumno herramientas maravillosas sin
tener una buena definición del modelo pedagógico. Depover (2000, p.153)
argumenta que: “... a escoja fundamental no esta en el facto de optar por una o otra
tecnologia, pero na decisión de conceber una secuencia o un ambiente de
aprendizage según un modelo pedagogico adecuado...” Y segun Vicari (2003,
p.155): “Todo programa puode ser considerado un programa educacional, desde
que utilice una metodologia que lo ponga en el proceso de enseñanza
aprendizaje”.
Así, la solución propuesta fue de estimular el alumno a aprender explorando
independentemente el AEAC y los contenidos, construyendo el conocimiento por
medio de las informaciones disponibles no solamente por el sistema tecnológico
sino fuera de él también y además por contenidos de apoyo en otras medios
(libros, bibliotecas, videos, presentaciones y otros).
Los ambientes interactivos basados en hipermedia, proporcionan a los estudiantes
navegación a traves de instrucción especializada. El curso de robótica industrial
fue planeado para involucrar al alumno en un ambiente creativo, interactivo
compuesto de elementos audiovisuales, animaciones, simulaciones y otros
elementos de apoyo al proceso de aprendizaje (Henriques et Al, 2002) .
Es importante tener un sistema de tutoría que personalice el proceso de
aprendizaje, proporcione relaciones sociales e interactivas y esté disponible para
contestar preguntar, dudas y que ayude a los alumnos a traspasar barreras en la
busqueda del conocimiento. Los tests con el primer grupo experimental de
alumnos mostrarán la necesidad de intervenciones del equipo pedagogico,
administrativo y de tutores del curso en el sentido de guiar el alumno para la
solución de problemas de muchas órdenes, sea tecnológicos, sea de contenidos.
Perspectivas Futuras
El curso esta en periodo de testes con un primero grupo. El maximo periodo para
conclusión del curso para este primero grupo es de 45 días. Este periodo se
finaliza en 28 de marzo de 2003. Todos los alumnos deben al final del curso llenar
un questionario desarrollado por psicologos para evaluar la safisfación relacionada
a 3 factores: tutoria, procedimientos instrucionales y ambiente eletrónico.
Además, conocer los datos de las caracteristica de los alumnos (datos
demograficos) que han estudiado en este periodo y intentar conocer mejor las
estrategias individuales de aprendizage consideradas muy importantes nel
desarrollo y planeamiento de un curso a distancia. Todos los analisis de los datos
seran publicados. Las deficiencias identificadas seran arregladas para la proxima
oferta.
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