INTRODUCCIÓN
Durante los últimos años investigadores e industrias han propuesto y desarrollado una gran cantidad de kits para la construcción de robots, diseñados para estimular el aprendizaje de conceptos y métodos relativos a la educación de estudiantes en contenidos científicos como matemáticas, físicas, informáticas y mecánicas. Estos kits han sido utilizados como herramientas para facilitar el aprendizaje en diversas áreas del conocimiento desde la misma educación infantil. Los kits incluyen pequeños motores, sensores, engranajes, ruedas, poleas, relés, resistencias y todo lo que los estudiantes puedan necesitar para construir los robots. Productos como LEGO Dacta y LEGO CyberMaster incluyen cables o equipamientos de radio que posibilitan conectar el robot con un computador para que pueda ser programado y controlado.
Estos kits han sido desarrollado de acuerdo a los principios educativos derivados de las teorías del desarrollo cognitivo de Jean Piaget (1966) revisado por Seymour Papert (1980-1986). Este enfoque indica que en el centro todo proceso de aprendizaje es el papel activo de quien aprende, el que amplía sus conocimientos a través de la manipulación y construcción de objetos. Esta filosofía sugiere que la tradicional construcción de kits y muy adecuada como herramienta de aprendizaje. Sin embargo, dar vida a un objeto por medio de la interacción con un computador personal hace posible desarrollar aplicaciones que van más allá de la idea original de los primeros que propusieron esta metodología. Precisamente, cierto grupo de investigadores han construidos pequeñas maquinas móviles que simulan el comportamiento de animales reales, tiene sensores sensible a la luz o el calor, un sistema motor como brazos mecánicos o ruedas controladas por motores y un cerebro representado por un programa de computador que controla el sistema. Estas maquinas pueden ser consideradas como organismo artificiales y ser usadas a la vez con propósitos educativos y en investigación básica de campos como la psicología y robótica.
La robótica en el aula
Se puede considerar la robótica una estrategia que pueda utilizarse de diferentes maneras en los procesos de enseñanza-aprendizaje, las cuales podrían ser:
* Objeto de aprendizaje: La robótica objeto de estudio en secundaria ligados al uso o desarrollo de robots.
* Medio de aprendizaje: tal y como sucede en el área tecnológica, tanto en secundaria como en la universidad, se desarrollan contenidos que pueden ser trabajados en el aula vía construcción y/o programación de robots permitiendo además una visión global en un contexto real.
* Apoyo al aprendizaje: Utilizar robots en el aula como herramienta que favorezcan el acercamiento a los contenidos del currículo de un modo diferente, y que por sus propias características facilitan el aprendizaje por indagación.
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Debido a la necesidad de mejorar los sistemas productivos, las tecnologías dedicadas a facilitar la vida del ser humano, incluso las necesidades de recreación y esparcimiento, necesitamos, como país e incluso como humanidad, hacer que la tecnología esté más cercana a nosotros, pero un problema que presenta son los costos, en el caso de la robótica, es costoso para los estudiantes, diseñar robots, así que se debe conseguir otra alternativa que les permita acceder al aprendizaje de una manera más sencilla y por supuesto económica, la propuesta: crear objetos mecanizados a través de materiales tecnológicos reciclados ya se partes de computadores u otros electrodomésticos.
En la Institución educativa No 1 existen una cantidad de computadores obsoletos que han cumplido su vida útil y no son necesario para el proceso educativo, debido a la poca capacidades que tienen para trabajar con ellos, ya que hoy en día los programas son más pesado y consumen mucho recursos de hardware, además limitan el trabajo del docente para realizar actividades a favor del progreso tecnológico. Estos equipos se encuentran arrumados ocupando un espacio y de paso contribuyendo a la contaminación ambiental.
Los computadores viejos están conformados por innumerables materiales contaminantes para el medio ambiente, como las mezclas de cientos de materiales, muchos de ellos peligrosos, como metales pesados -plomo, mercurio, cadmio y berilio-, retardantes de flama, bromados y plástico PVC.
Un ejemplo es un simple celular móvil, incluye entre 500 y 1000 componentes; un monitor de computadora de escritorio contiene un kilogramo de plomo (los modelos viejos tienen de 2 a 3 kilos). Además, estos productos electrónicos son diseñados de tal manera que se vuelven obsoletos en muy poco tiempo y pasan a ser basura electrónica o desperdicios electrónicos.
Los químicos de los computadores obsoletos o viejos.
Los químicos peligrosos son un riesgo cuando los productos llegan al basurero, pero también cuando se usan como materia prima en las maquiladoras es decir medios de reciclaje de electrónicos, donde los trabajadores están expuestos a su salud.Los materiales y residuos de los computadores viejos afectan en la salud del hombre.
La materia prima en la construcción de monitores es el plomo por eso es perjudicial para la salud del hombre, como en su creación y reciclaje es decir que la exposición al plomo puede causar el deterioro intelectual en niños y puede dañar el sistema nervioso, sanguíneo y reproductivo en adultos.
Los trabajadores que utilizan plomo en procesos que requieren altas temperaturas, como la fundición de metales, están expuestos a humos con plomo que afectan a casi todos los órganos y sistemas en su organismo. También daña a los riñones y al sistema reproductivo.
El cadmio, que es otro material o componente utilizado en las baterías recargables de las computadoras para conexiones de los viejos monitores, también afectan al organismo del hombre como el riñón y huesos.
Con estos materiales mencionados anteriormente, es la base fundamental para crear cualquier electrodoméstico en especial computadores, esto quiere decir que los computadores que se desechan o se botan al basurero, es muy perjudicial para el medio ambiente por la cantidad de estos materiales tóxicos para la naturaleza.Pero, el desechar unidades de sistema viejos (chasis), monitores y otros componentes de la computadora es un grave problema. Las computadoras contienen varios elementos tóxicos, incluyendo plomó, mercurio y bario. Las computadoras arrojadas a vertederos o quemadas en incineradores pueden contaminar el suelo y el aire es decir nuestro medio ambiente.
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿De qué manera se puede integrar la Robótica Educativa al área de Investigación Tecnológica mediante la implementación de actividades donde los estudiantes del grado sexto puedan reutilizar elementos tecnológicos para contribuir al cuidado por el medio ambiente en la institución educativa No 1?
¿Sera posible que a través del Área de Informática y Tecnología se puedan construir robots programables para desarrollar capacidades lógicas e investigativas en los estudiantes del grado sexto de la Institución Educativa No 1?
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVOS DEL PROYECTO
2.1.1 GENERALES
1. Implementar la robótica a través del área de investigación Tecnológica como estrategia pedagógica para mejorar las habilidades cognitivas y el pensamiento lógico – analítico en los estudiantes de la institución educativa No 1 del municipio de Maicao.
2. Fortalecer e impulsar el desarrollo de la investigación en ciencia, tecnología e innovación como instrumento de desarrollo institucional.
2.1.2 ESPECÍFICOS
1. Propiciar cambios en los procesos curriculares de la Institución Educativa No 1.
2. Desarrollar el espíritu científico en los estudiantes de la Institución Educativa No 1.
3. Identificar la actitud de los estudiantes frente al uso de la Robótica Educativa.
4. Diseñar y poner en práctica los módulos teóricos - prácticos de la Robótica Educativa.
5. Evaluar los efectos de la implementación de la Robótica Educativa.
2.2 OBJETIVOS DEL AREA
2.1.1 GENERAL
Desarrollar el espíritu científico en los estudiantes de la institución educativa No 1 del municipio de Maicao, a través de la Robótica Educativa.
2.1.1 ESPECÍFICOS
1. Diseñar y construir modelos propios de objetos mecanizados con un alto grado de dificultad, utilizando materiales reciclables y no reciclables.
2. Valorar la importancia de la robótica en el avance tecnológico.
3. Fortalecer la capacidad y agilidad para resolver un problema dado.
4. Analizar la arquitectura de un objeto mecánico distinguiendo las partes y sus funciones.
5. Aprender a valorar el impacto ambiental producido por la utilización, transformación y uso de materiales reciclables en procesos tecnológicos.
6. Desarrollar las competencias comunicativas e investigativas en los estudiantes del grado sexto de la Institución Educativa No 1.
3. JUSTIFICACIÓN
La robótica educativa es una estrategia que se quiere incorporar en el proceso de aprendizaje de niños, niñas y jóvenes de escasos recursos, sectores en conflicto o escuelas orientadas al desarrollo tecnológico; a través de módulos teórico-prácticos, aportando al conocimiento y a la ciencia por medio de modelos artificiales, autónomos y no autónomos que realicen movimientos que el hombre y las máquinas hacen en su vida cotidiana.
Los robots son una nueva forma de arte, y son propensos a hibridizarse con diversas tecnologías. Esta cualidad les hace trascender la categoría de objeto para difuminarse en el entorno. El arte robótico puede darse en espacios físicos, en el espacio telemático, en entornos virtuales o en cualquier combinación de estos espacios que incluya una ubicación real.
Implementar este proyecto en la Institución Educativa No 1 a través del área de Investigación puede significar una oportunidad para desarrollar las competencias básicas en los estudiantes ya que ellos muestran interés hacia las diversas herramientas tecnológicas que se encuentran en el medio que lo rodea.
A través de esta propuesta se pretende dar una visión global de las posibilidades de la Robótica en el área de Tecnología, y de transmitir su acción motivadora en el aprendizaje de los estudiantes, de tal forma que los profesores interesados puedan introducirla en sus clases.
4. PROPUESTA APLICADA
El proyecto “La Robótica y la Investigación Científica como estrategia pedagógica para mejorar las habilidades cognitivas y el pensamiento lógico – analítico en los estudiantes la institución educativa No 1 del municipio de Maicao” contempla la necesidad de implementar actividades didácticas donde los estudiantes puedan reutilizar recursos tecnológicos y de esta forma ayudar a la conservación del medio ambiente, ocupando su tiempo libre en actividades que les permitan desarrollarse como persona de bien; favoreciéndose así mismo porque está adquiriendo nuevos conocimientos que les pueden traer beneficios personales.
Estimular el desarrollo de las capacidades creativas, habilidades en diseño, fluidez tecnológica, trabajo en equipo y resolución de problemas en niños, niñas y jóvenes de la Institución Educativa No 1.
Construir un marco de relaciones con los estudiantes que les permitan atender sus deberes con responsabilidad y trabajar comprometidamente sin necesidad de un supervisor constante.
Recibir informaciones académicas adecuadas que los preparen para el cálculo, la lógica, el análisis, la secuencia y principios de programación.
Familiarizarse en el uso y manipulación de los dispositivos para hacer robótica de manera que su desconocimiento no sea una limitante para el avance y los progresos de aprendizajes de los estudiantes.
5. DISEÑO
METODOLÓGICO
La metodología que se utilizaran será serán las siguientes:
Participativa y creativa realizando actividades donde los estudiantes puedan aportar sus conocimientos y punto de vista diferente para diseñar y construir objetos mecanizados con materiales tecnológicos reciclados y no reciclados, comprendiendo la naturaleza tecnológica y funcionamiento de cada una de las piezas que componen la estructura mecánica.
Se trabajara a través de modulo donde cada estudiantes podrá leer las clases siguientes y de esta manera tener una idea del tema de la próxima clase.
El profesor explicara cada clase y resolverá las dudas que traen los estudiantes de la clase leída.
En cada unidad los estudiantes observaran algunos videos de construcción de robot que le servirán de ayuda para que puedan construir sus propios objetos mecanizados.
Por cada actividad desarrollada los estudiantes deberán explicar el funcionamiento de cada uno de estos objetos mecanizados y las herramientas que utilizaron para construirlos.
En cada unidad se construirá uno o dos modelos de objetos mecanizados.
En las primeras tutorías los estudiantes armaran objetos estáticos con materiales reciclados de fácil acceso que les permitan ir desarrollando la creatividad para luego proponer y armar sus propios diseños estáticos.
Competencias a desarrollar
Cognitivas
* Resolver actividades grupales.
* Liderar proyectos tecnológicos.
* Adquirir un vocabulario técnico en robótica.
* Desarrollar conocimientos lógicos y matemáticos.
* Analizar un problema y dividirlo en partes pequeñas para darle soluciones.
VENTAJAS
* Fomenta el trabajo en equipo.
* Permite a los estudiantes crear sus propias ideas de los conceptos que están siendo aplicados y al mismo tiempo relacionarlos con la realidad Incentiva a los estudiantes a participar activamente en la clase.
* Fomenta en los estudiantes la curiosidad, interés por los temas.
DESVENTAJAS
Se cree que este tipo de herramientas solo pueden ser manipuladas por personas que tengan experiencia y conocimientos de robótica.
* La falta de conocimiento y experiencia en el manejo de un robot por parte de los docentes, genera en ellos temor e inseguridad al momento de usarlo frente a sus estudiantes.
* Los docentes no ven claramente cómo pueden aplicar estas herramientas en su área.
* No todos los colegios están en la capacidad de adquirir uno o más kits de robótica porque son costosos.
* Un salón está conformado generalmente por más de 30 estudiantes lo que dificulta el desarrollo de la actividad práctica con un solo material, debido a que no todos los estudiantes pueden interactuar y participar activamente en la clase.
5.1 Estrategias Curriculares
5.1.1 Estrategia Uno
Elaboración del plan de área.
Este plan servirá de guía para incorporar la robótica educativa en el proceso de enseñanza – aprendizaje de los estudiantes y docentes de la Institución Educativa No 1.
Logros Esperados
* Diseñar e implementar un plan que permita incorporar la Robótica Educativa en el proceso de enseñanza - aprendizaje.
* Utilizar la Robótica Educativa como apoyo en el área de Investigación.
Recursos
Docente del área de Investigación, Informática, Coordinadora académica y Rectora de la Institución.
* Actividades Propuestas: Establecer lo que se espera lograr con la integración de la Robótica Educativa al área de Investigación.
* Metodología Propuesta: El equipo se reunirá cada periodo para evaluar y garantizar los procesos.
5.1.2 Estrategia Dos
Conformación del Club de Robótica.
El club estará formado por sesenta estudiantes del grado sexto (6º), docente del área de Tecnología, investigación, coordinadora y rectora de la Institución.
El grupo de sesenta estudiantes estará dividido en dos subgrupos de treinta integrantes cada uno.
Logros esperados
* Promover actitud científica en los estudiantes.
* Desarrollar las competencias tecnológicas
* Desarrollar capacidad de liderazgo en los estudiantes.
* Conformar grupo de trabajo mixto.
Recursos
Docente del área de Investigación, Informática y estudiantes del grado sexto.
* Actividades Propuestas: Se realizara una inducción sobre el área y se formaran los grupos de trabajos.
* Metodología Propuesta: Los estudiantes seleccionaran sus compañeros para formar los grupos de trabajos con los cuales realizaran las actividades durante el transcurso del año escolar.
5.1.2 Estrategia Tres
* Elaboración de Actividades.
Los estudiantes desarrollaran actividades donde pondrán en práctica la parte teórica con la reutilización de materiales tecnológico, contribuyendo así en el cuidado por el medio ambiente.
Logros esperados
* Fomentar el usos de herramientas tecnológicas en el proceso de enseñanza – aprendizajes.
* Contribuir al cuidado por el medio ambiente.
* Sustentar las actividades delante de sus compañeros de clases.
* Fomentar el espíritu investigativo en los estudiantes de la Institución.
Recursos
Todos los que se encuentran descritos en el capitulo seis (6)
* Actividades Propuestas: Todas las que se encuentran descrita en el plan de área para cada grado.
* Metodología Propuesta: La Metodología que se trabajara será la descrita en el Diseño metodológico.
5.1.2 Estrategia Cuatro
Experiencias Significativas
Esta observación se realizo durante el año escolar 2011 en la sala de Tecnología, Laboratorio de Ciencias y salo de materiales.
* Encuestas oral
* Contribuir al cuidado por el medio ambiente.
* Sustentar las actividades delante de sus compañeros de clases.
* Fomentar el espíritu investigativo en los estudiantes de la Institución.
Recursos
Todos los que se encuentran descritos en el capitulo seis (6)
* Actividades Propuestas: Todas las que se encuentran descrita en el plan de área para cada grado.
* Metodología Propuesta: La Metodología que se trabajara será la descrita en el Diseño metodológico.
5.1.2 Estrategia Cuatro
Experiencias Significativas
Se darán a conocer a la comunidad educativa cada una de las actividades desarrolladas por los diferentes grupos en el encuentro de experiencia significativa institucional y municipal.
Logros esperados
* Mejorar las competencias comunicativas en los estudiantes a través de las sustentaciones que realizar en cada evento y en el aula de clase de las diferentes actividades realizadas en el área.
* Metodología Propuesta
La exhibición se hará de acuerdo al reglamento de cada evento en el que se participe.
5.2 Población Beneficiada.
Este proyecto iniciara teniendo como población 60 estudiantes de los grados sextos que poseen actitudes académicas cuyas edades oscilan entre los 11 y 13 años, la mayoría pertenecen a estrato socioeconómico bajo y provienen de familias disfuncionales con diferentes problemas intrafamiliares y sociales, los cuales se ven reflejados en el comportamiento de los niños y niñas de estos grados.
Para la selección de este grupo se tuvo en cuenta la actitud de los estudiantes para superarse, la convivencia y la disponibilidad para hacer parte del club de Robótica de la Institución.
5.3 Instrumentos y Técnicas de Recolección de la Información.
El proceso de la recolección de información se realizo a través de las siguientes técnicas:
* Observación Directa: Se observo que en la Institución Educativa No 1 existen una gran cantidad de computadores arrumado que ya cumplieron su vida útil en el proceso educativo, los cuales está haciendo parte de la contaminación ambiental y ocupando un espacio necesario para realizar otras actividades, ya que en nuestra institución los espacio para implementar actividades extracurriculares son escasos para cubrir las necesidades de la población estudiantil.
* Encuestas oral
Esta encuestas orales se le hicieron a los estudiantes del los grados quinto (5-01, 5-02, 5-03), donde se le pregunto si le gustaría dar clases de Robótica Educativa en el año 2012 como complemento del área de Informática, donde un grupo de 30 estudiantes accedió y propusieron que estas tutorías se dieran en la jornada de la mañana.
6.1 RECURSOS HUMANOS.
Ø Estudiantes del grado sexto (2012).
Ø Docente del área de informática.
REGLAMENTO PARA EL SALON DE ROBÓTICA EDUCATIVA
1. Los estudiantes solo podrán entrar cuando estén acompañado por el docente responsable del aula.
2. Cuidar las herramientas con las que trabaja.
3. Mantener limpio y en buen estado el aula de Robótica e Investigación.
4. Acatar las instrucciones que da el profesor para manipular cada una de las herramientas tecnológicas.
5. Permanecer en orden y silencio.
6. Abstenerse de realizar cualquier actividad mientras el profesor no de la orden.
7. Dejar cada una de las herramientas utilizadas en el aula de de Robótica e Investigación.
8. No ingerir alimentos dentro del aula.
9. No ingresar elementos inflamables que puedan causar accidentes.
10. Evitar manipular el trabajo de los demás grupos.
11. Todo el equipo es responsable del material que utilizará y de reemplazar los componentes que no estén funcionando.
12. El profesor es el último en salir del aula de de Robótica e Investigación.
