“Bailando entre robots”- Educ@bot: Un

“Bailando entre robots”- Educ@bot: Un propuesta educativa para la
mejora significativa del aprendizaje en entornos diversos
Sergio Gallardo Vázquez
IES Francisco de Goya (Molina de Segura, Murcia)
[email protected]
Resumen
Siguiendo una analogía con el argumento del famoso film de Kevin Costnet, “bailando con
lobos”1, podríamos afirmar que la atención a la diversidad es un fronterizo terreno donde el
docente siente a menudo escasa o ninguna “compañía” o apoyo. La falta de herramientas,
recursos o contextos motivadores sobre los que construir su trabajo se suman a esta “soledad”.
Educ@bot es una plataforma eXeLearning que persigue ser un “Calcetines” que acompañe la
dura labor de trabajar en “terreno enemigo” y conseguir que el quehacer del profesor en el
aula constituya, además de un proceso de enseñanza-aprendizaje, un ejercicio de respeto
mutuo entre alumnado y profesor.
El proyecto Educ@bot presenta al docente la “micro-robótica de bajo coste” para así dotar al
profesorado de la posibilidad de utilizar una multidisciplina tan innovadora y atractiva, y en
muchos casos costosa (intelectualmente y económicamente), como son los “robots” en el
contexto del aula. La plataforma se enfoca para que sea independiente del nivel educativo al
que se desee aplicar o el grado de conocimiento previo que tenga sobre programación o
electrónica el profesorado que se interese por su uso.
Partiendo de soluciones sencillas y muy económicas, la plataforma es escalable a las distintas
posibilidades que se presentan en el proceso de enseñanza, siendo adaptable a los diversos
contextos que nos encontramos, contribuyendo a mejorar significativamente el grado de
atención del alumnado, y auspiciando que se desarrollen sobre la misma estrategias de
enseñanza activas, propiciando que se huya del monismo pedagógico que frecuentemente nos
encontramos en estos complejos, “solitarios y fronterizos” contextos educativos.
ANTECEDENTES: En los últimos años estamos siendo testigos de numerosos avances en el campo de la robótica
y la microrobótica, habiendo llegado a “socializarse”. Desde implantes micro-robóticos u
operaciones quirúrgicas llevadas a cabo por sistemas robotizados, coches autodirigidos que
pasean por el planeta Marte en búsqueda de vida, hasta prótesis inteligentes, entre otras
aplicaciones, comienzan a formar parte de nuestro día a día con una precipitada cotidianeidad.
Su grado de inserción en todos los ámbitos de la sociedad llega al punto de poder hoy día ir a
un centro comercial a comprar “un robot” que nos limpie nuestro hogar, también los
encontraremos en la industria, que los ha incorporado en numerosos procesos de fabricación,
1
Breve sinopsis: Durante el transcurso de la Guerra de Secesión estadounidense, el teniente Dunbar es enviado
por el mayor Fambrough a un puesto fronterizo del territorio indio sin ninguna compañía. Conforme avanzan los
días, forja amistad con un lobo al que llama “Calcetines”, su única compañía en sus patrullas, y surgiendo una
relación amistosa con un líder sioux llamado Pájaro Guía. Dunbar irá conociendo más la cultura de su rival y
descubrirá que la enemistad no debería existir entre ambos bandos.
1 especialmente utilizados en aplicaciones que entrañan un peligro específico para el trabajador
(como desactivación de bombas o el manejo de sustancias radioactivas), etc.
Sumado a la “socialización” de estas disciplinas, desde la perspectiva académica, robótica y
microrobótica pueden convertirse en una importante herramienta a utilizar en clase en
multitud de materias y niveles educativos; pudiendo servir como ayuda a la abstracta
matemática, apoyar experimentos físicos, o “dar lecciones de ética, trabajo en equipo y
liderazgo”; aportando una simbiosis entre electrónica, mecánica, tecnología, informática e
incluso la biología, entre otras tantas disciplinas.
No obstante, el uso de la robótica y la micro-robótica en el mundo educativo no es ninguna
novedad en sí misma; en 1975 podemos encontrar algunas experiencias de lo que antaño vino
a denominarse “robótica pedagógica” (RUIZ-VELASCO SÁNCHEZ, 1989). A finales de la
década de los 80, Martial Viver define la micro-robótica pedagógica como “... 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 VIVER, 1989).
La micro-robótica nos ofrecerá, por tanto, un contexto interdisciplinar que ofrecerá al docente
la oportunidad de concebir, diseñar y llevar a cabo distintos robots educativos, fomentando el
interés por las ramas de la ciencia y la tecnología del alumnado, teniendo cabida en distintas
áreas de conocimiento; incluyendo las matemáticas, las ciencias experimentales, la ciencias de
la naturaleza, la tecnología, las ciencias de la comunicación y la información, la informática,
la electrónica, la teoría del control, la mecatrónica, etc., integrándolas (RUIZ-VELASCO
SÁNCHEZ, 1989).
Figura.- Alumnos atendiendo a una explicación sobre el funcionamiento de los sensores de
movimiento de los robots.
Se favorecerá la dimensión de aprender a aprender y la capacidad de inducción, así como la
adquisición de conocimientos nuevos de forma guiada, al utilizar un conjunto de casos
2 construccionistas para diseñar y experimentar sobre ellos (RUIZ-VELASCO SÁNCHEZ,
1989), aportando infinidad de ventajas (RUIZ-VELASCO SÁNCHEZ, 1998).
Con el proyecto Educ@bot se persigue dar comienzo a un conjunto de acciones orientadas a
la “democratización” de la micro-robótica, con objeto de permitir al docente utilizarla como
herramienta, de manera interdisciplinar, en distintas asignaturas y materias y teniendo
significancia en distintos niveles educativos, incluida especialmente la Formación Profesional.
Figura.- Algunos micro-robots low-cost de empresas del mercado expuestos en el Campus
de la Ingeniería 2014.
Por otra parte, en los últimos años estamos siendo testigos de una metamorfosis de nuestra
sociedad, haciéndola más plural, globalizada y competitiva, por lo que resultas primordial dar
respuesta desde el contexto educativo a este nuevo marco que se nos ofrece, presentando
nuevas estrategias y plataformas que dinamicen la mejora de la calidad y competitividad de la
enseñanza; fomentando competencias tan importantes como la dimensión lingüística, la
capacidad a aprender a aprender o el trabajo colaborativo, entre otras.
En este sentido, la utilización de NNTT, especialmente las herramientas TIC, como apoyo al
trabajo en el aula se convierte en un indispensable aliado del docente; el cual se enfrenta,
frecuentemente en soledad, a situaciones muy diversas que no favorecen el transcurso normal
de la enseñanza: masificación de las aulas, problemas idiomáticos, diversidad cultural,
pluralidad socioeconómica, etc. Las dimensiones fundamentales del aula deben ser
redefinidas; para lo cual las NNTT deben jugar un papel fundamental; parafraseando a
Castells: “Las localidades se desprenden de su significado cultural, histórico y geográfico, y
se reinventan en redes funcionales o en collages de imágenes, provocando un espacio de
flujos que sustituye el espacio de lugares” (CASTELLS, 2002).
Profesor y alumno deben reinventar el rol en el aula, siendo preciso adquirir metodologías de
enseñanza más activas para así favorecer la interacción entre el alumnado, la capacidad de
comunicarse y colaborar, el cambio de actitudes en orden hacia la cooperación, solidaridad e
integración social y el descubrimiento del placer de aprender así como el desarrollo del
pensamiento (SANTAMARÍA, 2005).
3 Figura.- Izquierda: Seguidor de líneas Elecfreaks. Derecha: Seguidor de líneas DFROBOT.
Las NNTT son un potente instrumento para abandonar el clásico y roído modelo de enseñanza
vertical, y convertir al docente en un “gestor del aula”, imponiéndose una mayor
horizontalidad y transversalidad en la enseñanza, donde el trabajo en grupo, cooperativo y
colaborativo, sea la metodología dominante, con los alumnos como auténticos protagonistas
del aula (SANTAMARÍA, 2005).
A lo anteriormente expuesto se suma un segundo problema en el aula, quizás aún más
importante, la falta de interés o motivación por parte del alumnado; cuyo origen se encuentra
en ocasiones en el monismo pedagógico, la falta de interactividad, o la carencia de
oportunidades para adoptar actitudes activas en el proceso aprendizaje-enseñanza,
especialmente en contextos educativos complejos. En este sentido, la conjunción del uso de
las TIC (herramienta eXeLearning concretamente) junto con la elección de una temática que
resulte atractiva para el conjunto de alumnos y alumnas puede propiciar una mejora en la
actitud de los mismos, potenciando su interés, su participación, la asimilación de contenidos,
etc., en definitiva, creando un contexto donde el aprendizaje significativo tenga un
protagonismo constante y creciente.
Figura.- Alumnos escuchando una explicación sobre el funcionamiento de un robot.
Concretando sobre el proyecto Educ@bot; éste tiene su epicentro en el diseño de una
plataforma educativa que gravita sobre la herramienta de autor eXeLearning, la cual podrá ser
empleada para la enseñanza tanto asíncrona como síncrona, es decir, fuera o dentro de aula.
La utilización de eXeLearning nos permitirá emplear el proyecto como material Web o bien
4 como paquete de contenido IMS, SCORM, etc., dentro de un CMS (Content Managment
System), como el recientemente instaurado http://aulavirtual.murciaeduca.es, basado en
Moodle.
Figura.- Vista de una sección de la plataforma eXeLearning desarrollada como paquete
SCORM de una asignatura del aula virtual.
En resumen, podemos afirmar que Educ@bot constituye una plataforma educativa
eXeLearning cuyos contenidos se centran en una temática que cada día cuenta con nuevos
adeptos, la micro-robótica low-cost; sin perder en ningún momento la necesidad de
proporcionar un sentido práctico a esta disciplina que, de otra manera, difícilmente sería
comprendida.
ESTRATEGIAS Y ACTUACIONES:
El desarrollo de la plataforma 2.0 Educ@bot se ha llevado a cabo utilizando la herramienta de
autor denominada eXeLearning, la cual presenta similitudes con otros entornos como jClic,
Hot Potatoes, LIM, Ardora o Constructor, entre otros.
eXeLearning, es una herramienta Open Source que facilita la creación de contenidos
educativos sin necesidad de ser experto en lenguajes de programación Web como HTML o
XML, entre otros. Es una aplicación multiplataforma que nos permite la utilización de árboles
de contenido, elementos multimedia, actividades interactivas de autoevaluación, etc. Sumado
a lo anterior, destaca que los recursos que se crean con eXeLearning pueden ser exportados
como paquetes IMS, SCORM 1.2, IMS o incluso como una página Web con una estructura
perfectamente jerarquizada.
5 Figura.- Robot 4WD de la firma 4tronix (http://www.4tronix.co.uk/arduino/)
El proyecto eXeLearning, actualmente bajo desarrollo en la Web www.exelearning.net, fue
financiado por el Gobierno de Nueva Zelanda y coordinado por la University of Auckland,
The Auckland University of Technology y Tairawhiti Polytechnic, participando actualmente
un elevado número de colaboradores de todo el mundo.
De forma desglosada, la utilización de eXeLearning nos permitirá, entre otras posibilidades:







Crear un árbol o estructura que facilitará la navegación.
Escribir texto y copiarlo desde otras aplicaciones.
Incorporar imágenes, aunque no editarlas.
Incluir sonidos, vídeos y animaciones.
Incluir actividades sencillas del tipo preguntas test, verdadero/falso, etc.
Incrustar elementos multimedia (vídeos, presentaciones, textos, documentos, etc.).
Incluir actividades realizadas con otras aplicaciones.
Figura.- Vista de la herramienta de autor eXeLearning y creación del proyecto Educ@bot.
6 El desarrollo del proyecto Educ@bot ha perseguido varios objetivos específicos. En primer
lugar, se rompe la asentada percepción de la micro-robótica como una materia lejana,
compleja y de elevado coste, para fomentar su uso no únicamente en materias específicamente
relacionadas con la propia materia, sino como herramienta docente en la enseñanza de otras
disciplinas (control, matemáticas, fundamentos de ordenadores, ética, etc.). También se
pretender que sirva como herramienta para potenciar la atención del alumnado en clase, al
presentar un contexto donde el alumnado pueda trabajar y utilizar la microrobótica de forma
activa y con la posibilidad de trabajar de manera colaborativa. A su vez, se proporciona al
profesorado un background que permite diseñar un diagrama o mapa conceptual que facilite
tomar la mejor decisión en la elección del mejor micro-robot, los elementos que lo componen
y la plataforma de desarrollo más idónea.
El contexto globalizado de la micro-robótica supone que muchos contenidos se encuentren en
otros idiomas, especialmente en inglés (el segundo idioma más utilizado es el chino). Esto
supone un inconveniente en muchos casos para docentes y alumnos, que no cuentan con un
argot suficiente para comprender lo que en estos foros, páginas comerciales, recursos
educativos, se expresa. Educ@bot persigue integrar el contenido en Español con términos y
contenidos en inglés, contextualizándolo de tal manera que se favorezca su comprensión,
siguiendo una metodología similar a la presentada en el método AICLE (Aprendizaje
Integrado de Contenido y Lengua)2, por lo que Educ@bot también podría ser adaptado a
modelos de enseñanza bilingües, potenciando el aprendizaje de idiomas (Coyle, 2008, Lin,
2008, Marsh, 1994).
Sumado a lo anterior, la plataforma da soporte al docente en contextos con un elevado número
de alumnado en el aula, donde resulta complejo adoptar nuevas estrategias de enseñanza que
propicien que el profesorado adopte un rol que permita al alumno una participación más
activa. El uso de herramientas asíncronas reducen el impacto de la masificación.
Finalmente, se persigue utilizar la plataforma como herramienta para la atención de alumnos
con necesidades o circunstancias educativas especiales, atendiendo a la enorme diversidad
que nos encontramos y facilitar el desarrollo cognitivo por parte del alumnado de forma
estratificada, por niveles. Pudiendo adaptarse a la propia situación de partida del alumnado o
un alumno o alumna en particular, potenciando el crecimiento personal individualizado y
favoreciendo el trabajo en grupo como estrategia de integración de aquellos alumnos con
problemas educativos.
2
AICLE consiste en enseñar contenidos y lengua a la vez, de una forma integrada, de manera que se
utiliza la lengua con el objetivo de aprender contenidos y viceversa.
7 Figura.- Alumnos trabajando con micro-robot seguidor y micro-robot funcionando.
RESULTADOS:
El proyecto, desarrollado durante el curso académico 2013-2014, ha comenzado con la
realización de un brainstorming a docentes y alumnos de diferentes sectores (Formación
Profesional, Universidad, Secundaria, antiguos alumnos y alumnos actualmente cursando
materias) con objeto de determinar la posible consecución de los objetivos con el
planteamiento actual del proyecto, así como para poder identificar los elementos más
significativos, los resultados de los elementos que han sido mejor valorados pueden resumirse
en la siguiente figura:
MEDIA (ESCALA LIKERT 1-7)
ID
ÍTEM DE SIGNIFICANCIA
P_FP
P_UNI
P_SEC ANT_ALU ACT_ALU
TOTAL
1
Romper la frontera complejidad microrobótica
6,78
3,56
6,98
6,78
5,99
6,018
2
Potenciar atención alumnado – participación activa
4,56
6,54
6,14
6,89
6,89
6,204
3
Background de utilidad para la comunidad educativa
5,76
4,1
5,89
5,67
6,98
5,68
4
Fomentar la metodología AICLE dentro del proyecto
3,45
6,56
3,78
2,34
4,56
4,138
5
Soslayar elevado número alumnos
3,45
6,44
3,45
1,22
2,34
3,38
6
Favorecer la atención a la diversidad
3,49
4,67
5,78
6,42
5,11
5,094
Desde el punto de vista de la aceptación por el conjunto de la comunidad educativa, se ha
realizado una encuesta en relación al grado de consecución de los objetivos anteriormente
mencionados, a un foco de población (profesorado y alumnado) que ha utilizado la plataforma
de forma experimental (al no estar totalmente terminada) durante un periodo de tiempo
reducido, con los siguientes resultados:
Valoración tras uso
6,7
6,5
6,4
6,6
5,7
7
5
4
6
4,5
4,6 5,1
4,2
5
3,8
4
Romper la frontera complejidad microrobótica
3
Potenciar atención alumnado – participación activa
Background de utilidad para la comunidad educativa
2
Fomentar la metodología AICLE dentro del proyecto
1
Soslayar elevado número alumnos
0
Profesorado
Alumnado
Profesorado
Favorecer la atención a la diversidad
Alumnado
Los resultados arrojan una valoración media de 5,7 y 4,8 en el conjunto del profesorado y
alumnado respectivamente, sobre una escala Likert de 1 a 7.
8 CONCLUSIONES:
En la actualidad el proyecto de innovación Educ@bot se encuentra en fase de finalización del
desarrollo del mismo, habiendo obtenido unos resultados provisionales que apuntan una
buena aceptación por parte de la comunidad educativa. Tras una primera clasificación de los
objetivos e items más significativos para la comunidad educativa, el análisis de la población
que ha probado las primeras versiones supera el umbral de calidad deseado; incidiéndose en
tres pilares principalmente, la utilización de una temática como la micro-robótica para
potenciar una enseñanza más activa, colaborativa y significativa en materias no
necesariamente técnicas ni relacionadas con la materia en sí misma, la utilización de una
herramienta de autor libre, eXeLearning, que nos da la opsibilidad de desarrollar contenidos
que tienen cabida en la web 2.0, con actividades, inclusión de multimedia, sin conocimiento
previo de diseño Web, y con la posibilidad de integrarlo en Moodle o WebCT, entre otras
plataformas CMS o LMS y, finalmente, integrar la plataforma con AICLE, que consiste en
enseñar contenidos e idiomas al mismo tiempo, potenciando el desarrollo del bilingüismo de
manera efectiva.
FINANCIACIÓN Y AGRADECIMIENTOS:
Manifestar que, el presente proyecto se desarrolla y financia en el marco de la Resolución de
28 de octubre 2013, de la Dirección General de Recursos Humanos y Calidad Educativa, por
la que se establece la convocatoria de proyectos de innovación e investigación educativa para
profesorado de enseñanzas no universitarias de la Región de Murcia y se regula el proceso de
selección, seguimiento y evaluación de dichos proyectos para el curso 2013-2014.
Asimismo, el presente proyecto cuenta con el apoyo, soporte y cofinanciación de numerosas
empresas del sector a nivel internacional, sin las cuales, el mismo no sería una realidad:
DFROBOT
www.dfrobot.com
ELECFREAKS
www.elecfreaks.com
4TRONIX
www.4tronix.co.uk/arduino/
TOSHIBA
COMPONENTS
www.toshibacomponents.com
9 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
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“Remote Instrumentation Laboratory for Digital Signal Processors Training”, Editorial
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SANTAMARÍA, F. (2005). “Herramientas colaborativas para la enseñanza usando
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TORRE A., (2006). Gacetilla bitacorera, Volumen 1. “RSS navegará por ti”
http://www.adelat.org/media/gaceta/gaceta01.pdf.
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Ruiz-Velasco, E. (1989). Un robot pédagogique pour l´apprentissage de concepts
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International Association for Cross-cultural Communication, Language Teaching in
the Member States of the European Union (Lingua) University of Sorbonne. Paris.
Gallardo, S. (2014) Bailando entre robots- Educ@bot: Un propuesta educativa para la mejora
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Lineros, R.; y Soto, F.J. (Coords.) Claves para una educación diversa. Murcia:
Consejería de Educación, Cultura y Universidades.
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