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  1. Fundamento Pedagógicode la Robótica Educativa Nivel Primaria DIGETE Ministerio de Educación 13/06/2011
  2. Tabla de contenidoANTECEDENTES ........................................................................................................................................... 3LA ROBOTICA EDUCATIVA .......................................................................................................................... 5FUNDAMENTO PEDAGÓGICO PARA PRIMARIA ......................................................................................... 6 Teorías pedagógicas que apoyan a la Robótica Educativa ..................................................................... 6 Modelo pedagógico para la integración de la robótica educativa ......................................................... 7 Objetivos Educacionales de la Robótica Educativa – Nivel Primaria ..................................................... 9 Fases de enseñanza utilizando la robótica educativa .......................................................................... 10 Diseñar .............................................................................................................................................. 10 Construir............................................................................................................................................ 10 Programar ......................................................................................................................................... 11 Probar ................................................................................................................................................ 11 Documentar y Compartir ................................................................................................................... 11APLICACIÓN DE LA ROBÓTICA EDUCATIVA EN PRIMARIA ....................................................................... 13 Primer Grado (Piezas) ........................................................................................................................... 13 Segundo Grado (Piezas) ........................................................................................................................ 13 Tercer Grado (Piezas con movimiento) ................................................................................................ 15 Cuarto Grado (Piezas, actuadores y programa) ................................................................................... 15 Quinto Grado (Piezas, actuadores, sensores y programa) ................................................................... 15 Sexto Grado (Piezas, actuadores, sensores, programa y diseño) ........................................................ 16Glosario.........................................................................................................¡Error! Marcador no definido. 2
  3. FUNDAMENTO PEDAGÓGICO DE LA ROBÓTICA EDUCATIVAANTECEDENTESA partir del año 1996, el Ministerio de Educación implementó el Proyecto de informática Infoescuela,utilizando material tecnológico didáctico Lego/Logo, con el fin de contribuir al mejoramiento de lacalidad del aprendizaje de los estudiantes del nivel primario. Dicho proyecto se ejecutó en 130 escuelasy se realizó un “Estudio de impacto educacional de los Materiales Lego Dacta-Infoescuela-MED”, que entérminos generales arrojó efectos favorables en el aprendizaje de los educandos. Gradualmente se fueampliando la cobertura de II.EE. involucradas hasta beneficiar a 502 II.EE., teniendo como resultados a11,692 docentes capacitados y 350,000 estudiantes a nivel nacional. En el año 2005 esta iniciativa sesumo al Proyecto Huascarán el cual retomo las acciones de capacitación.Dentro de este marco, en abril del 2009, el Ministerio de Educación y la Institución Educativa ParticularWernher Von Braun firman un Convenio de Cooperación Educativa con el objeto de desarrollarconjuntamente el Proyecto Piloto de Robótica Educativa WeDo 1 que incluyó a las regiones de Ancash,Cusco, Ica, Piura y Lima Provincias con equipos donados por la institución Wernher Von Braun2.Estableciéndose como objetivos principales: Validar y capacitar en ambientes de aprendizaje con Robótica Educativa para contextos de la educación peruana en áreas rurales en el marco del Programa Una Laptop por Niño. Elaborar materiales educativos de Robótica Educativa.Como un antecedente al Proyecto Piloto de Robótica Educativa, es necesario precisar además que a lolargo de su vigencia, los resultados positivos del Programa INFOESCUELA han sido comprobados por lasdiversas evaluaciones realizadas, tanto por los especialistas del Ministerio de Educación (MED) como porespecialistas internacionales de reconocido prestigio, entre estas podemos citar: La evaluación técnico cuantitativa realizada en 1996 mediante la aplicación de pruebas de entrada y salida a 3000 estudiantes de un grupo experimental y a 3000 estudiantes del grupo control. Los resultados obtenidos, muestran ventajas en casi todos los ítems para todos los grados (primero al sexto grado de Primaria). En 1998 se realizó una evaluación cualitativa y cuantitativa que concluyó que existían diferencias significativas en los aprendizajes de los niños y niñas del grupo experimental INFOESCUELA respecto al grupo control. En el mismo año 1998, se realizó una tercera evaluación en la cual participó el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), el Centro de Investigaciones de Servicios Educativos (CISE) de la Pontificia Universidad Católica del Perú; el Centro de Innovación y Desarrollo de la misma universidad; y el Instituto Pedagógico de Monterrico. La supervisión del proceso estuvo a cargo del Ministerio de Educación (MED). La conclusión principal del estudio es que existían diferencias significativas a favor del grupo experimental en todas las pruebas de rendimiento y psicológicas aplicadas. Complementariamente se realizó un estudio de durabilidad del material, a cargo del Centro de Innovación y Desarrollo de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En el estudio se compararon piezas usadas con piezas nuevas, realizándose un análisis de laboratorio para conocer el grado de 1 Resolución Ministerial 0113-2009-ED 2 Resolución Jefatural 0815 – 2009-ED con fecha 22 de mayo del 2009. 3
  4. desgaste y el poder de agarre entre las piezas. El estudio concluyó que el material utilizado en INFOESCUELA no mostró desgaste alguno o modificaciones en su diseño y que no existía ninguna diferencia en el poder de agarre entre las piezas usadas y las nuevas. En 1999 se realizó una nueva evaluación, a cargo de la Dra. Marilyn Schaffer, del Centro Internacional para la Educación y la Tecnología de la Universidad de Hartford. Las principales conclusiones de dicha evaluación señalan que mediante la aplicación de estos métodos y el uso de los materiales didácticos interactivos se logra: o Que el estudiante sea hacedor activo dentro del proceso de aprendizaje y no sujeto pasivo relegado a sólo responder el trabajo de otros. o Que se aplique un enfoque de aprendizaje no lineal, donde los estudiantes construyen sus propias jerarquías conceptuales e interconexiones conceptuales, sobre la base de su propio esfuerzo por resolver los problemas que enfrentan en el desarrollo de sus tareas. o Que se desarrolle un entorno de exploración, donde los estudiantes pueden progresar independientemente y en grupos pequeños, a su propio ritmo. o Que se estimule el procesamiento cognitivo de más alto nivel, en la medida que los estudiantes manejan datos para desarrollar sus propios proyectos tecnológicos, y los organizan, visualizan y condensan, para que vaya de acuerdo a sus pensamientos. o Que el esfuerzo del estudiante se centre en el pensamiento y la solución de problemas y no sólo en la memorización. 4
  5. LA ROBOTICA EDUCATIVALa Robótica Educativa es un medio de aprendizaje en el que la principal motivación es el diseño y laconstrucción de creaciones propias.Estas creaciones se dan en primera instancia de forma mental y, posteriormente, en forma física, lascuales son construidas con diferentes tipos de materiales y controladas por un sistema computacional. El Aprendizaje está íntimamente ligado al hacer. Se trata de una experiencia activa de construcción de conocimiento. Hacer es: escribir, diagramar, investigar, probar, intentar, etc.La robótica educativa permite construir nuestras propias representaciones de fenómenos del mundoque nos rodea y esto con la consecuente ventaja de facilitar la adquisición de conocimientos acerca dedichos fenómenos (un mejor entendimiento del mundo real). Anima a pensar creativamente, analizar situaciones y aplicar el pensamiento crítico y habilidades para resolver problemas reales. Estimula la imaginación y creatividad, desarrolla la concentración y habilidades manuales. Permite dotar al estudiante de un espacio controlado en donde puede cometer errores y estos no generen perjuicio en el propio estudiante. La robótica educativa nos brinda una forma creativa de utilizar la tecnología para implementar soluciones basadas en nuestro ingenio y destreza y no convertirnos en solamente consumidores de tecnología. Refuerza la visión de usar el computador como una herramienta para fomentar la investigación y el autoaprendizaje, los cuales son ejes fundamentales para el éxito en una formación.La robótica educativa surgió en el seno de unode los mayores centros de producción mundialdel conocimiento: El Instituto Tecnológico deMassachusetts (MIT). La persona encargada dehacerlo fue el científico y educador Seymour Papert, creador del primer software de programación paraniños denominado LOGO y colega, en Viena, del célebre Jean Piaget. 5
  6. FUNDAMENTO PEDAGÓGICO PARA PRIMARIALa integración de las TIC en el proceso de enseñanza – aprendizaje de la educación básica regularresponde a las exigencias y al desarrollo de las nuevas competencias y habilidades que preparen a losestudiantes para la vida en el siglo XXI. Se considera dentro de los principios de educación 3 el promoverla creatividad y la innovación que permita generar nuevos conocimientos en todos los campos del saber,en ese sentido, las herramientas educativas empleadas deben favorecer el desarrollo de competencias.La Robótica educativa parte del principio piagetiano de que no existe aprendizaje si no hay intervencióndel estudiante en la construcción de su aprendizaje, por el cual se permite explorar el conocimiento yllevarlo a solucionar problemas a través de la elaboración de modelos. Por tanto, la robótica educativaes una disciplina que permite concebir, diseñar y construir de forma tangible modelos que simulen algúnelemento de la realidad. Esta integración e interrelación se vuelve significante al establecerse unaconexión entre la acción concreta y la codificación simbólica, complementándose la integración con laconcepción del diseño y la construcción de dichos modelos. Al poner en práctica la enseñanza a través de la robótica educativa se privilegia el aprendizaje inductivo y por descubrimiento guiado, a través de situaciones didácticas construccionistas.Estas definiciones han dado iniciativa para incluir a la robótica educativa como una herramienta deaprendizaje en la educación básica regular a la manera de un programa a nivel nacional en los que todoslos estudiantes de colegios nacionales de nivel primario tengan la oportunidad de acceder a dichaherramienta de manera sencilla, articulada y flexible a su contexto actual y con el Diseño CurricularNacional. La aplicación pedagógica de la robótica educativa, permite la transversalidad curricular y eldesarrollo de la docencia mediante más de un proceso del aprendizaje.En ese sentido no es finalidad de la robótica educativa enseñar a los estudiantes a ser expertos enrobótica sino aprovechar su aspecto multidisciplinario para mejorar sus capacidades de aprenderconstruyendo.Teorías pedagógicas que apoyan a la Robótica EducativaLa concepción, diseño y desarrollo de un modelo permite que aprendan de manera colaborativadistintos temas y conceptos provenientes de diferentes áreas del conocimiento, además de proponerhipótesis, integración, análisis y repetición.La robótica educativa privilegia el aprendizaje inductivo y por descubrimiento guiado ya que seexperimentan las mismas situaciones didácticas constructivistas que permitirán a los estudiantesconstruir su propio conocimiento.4 En ese sentido, las teorías educativas que sustentan la puesta enpráctica como herramienta para la mejora de la enseñanza-aprendizaje y el desarrollo de lascompetencias en los estudiantes de la robótica educativa son:3 Ley general de Educación, Art. 8°4 Educatrónica: Innovación en el aprendizaje de las ciencias y tecnología. Enrique Luis Velasco Sánchez Pág. 21 6
  7. Según Piaget5 la enseñanza se produce "de adentro hacia afuera". Para él la educación tiene comofinalidad favorecer el crecimiento intelectual, afectivo y social del niño, pero teniendo en cuenta que esecrecimiento es el resultado de unos procesos evolutivos naturales. La acción educativa, por tanto, ha deestructurarse de manera que favorezcan los procesos constructivos personales, mediante los cualesopera el crecimiento. Algunas implicancias del fundamento constructivista en relación a la robóticaeducativa son: Los contenidos, no se conciben como fines, sino como instrumentos al servicio del desarrollo evolutivo natural. El principio básico de la metodología piagetiana es la primacía del método de descubrimiento. El aprendizaje es un proceso constructivo interno. El aprendizaje depende del nivel de desarrollo del sujeto. La interacción social favorece el aprendizaje. La experiencia física supone una toma de conciencia de la realidad que facilita la solución de problemas e impulsa el aprendizaje.Para Papert, representante de la teoría construccionista la cual se aplica sobre todo en el aprendizaje dela matemática y de la ciencia, plantea una visión sobre las posibilidades del computador en la escuelacomo una herramienta capaz de generar cambios de envergadura: "La medicina ha cambiado al hacersecada vez más técnica; en educación el cambio vendrá por la utilización de medios técnicos capaces deeliminar la naturaleza técnica del aprendizaje escolar" (Papert, 1995, 72).Modelo pedagógico para la integración de la robótica educativaEn concordancia con el marco pedagógico del Diseño Curricular Nacional y la fundamentación de losCentro de Recursos Tecnológicos (CRT) una de las formas de introducción de las TIC en el currículo hasido la Robótica educativa. Al analizar la experiencia internacional y nacional en el tema, muchas hansido las formas de inserción de la Robótica educativa en las prácticas docentes en las institucioneseducativas las cuales son tomadas en cuenta como un marco histórico y relevante para sustentar el usode la robótica educativa.La integración de la robótica educativa se sustenta de acuerdo a las teorías filosóficas constructivistas dePiaget y Vygotski, así como el fundamento pedagógico del construccionismo de Papert.Desde el constructivismo se destaca “la construcción del conocimiento” es decir el aprendizaje semanifiesta a medida que el aprendiz interactúa con su realidad y realiza concretamente actividadessobre ella, en lo que la robótica en sus fases de diseño, construcción, programación y prueba apoyaría alograr esas capacidades.Por su parte el construccionismo, sostiene que “si el conocimiento es una construcción del sujeto activo,la mejor manera de lograr dicha construcción es construyendo alguna cosa”. Pero, esos objetos que son5 Jean William Fritz Piaget (Neuchâtel, Suiza, 9 de agosto de 1896 - Ginebra, 16 de septiembre de 1980), psicólogoexperimental, filósofo, biólogo suizo creador de la epistemología genética y famoso por sus aportes en el campode la psicología evolutiva, sus estudios sobre la infancia y su teoría del desarrollo cognitivo. 7
  8. construidos deben de ser “objetos para pensar”, es decir, estos objetos deberían ser el medio parapensar entre otras cosas, como por ejemplo: “el establecimiento de conexiones más profundas con losconceptos matemáticos y científicos que subyacen en las actividades” (Resnick, M:54, 2001). La propuesta pedagógica que orienta la integración de la robótica educativa en la educación básica regular, posiciona al estudiante en un rol activo en su proceso de aprendizaje, dándole el papel protagónico como actor en el ambiente de aprendizaje que le permitirá incrementar su potencial creativo, expresivo y productivo-cognoscitivo, mientras trabaja en colaboración con otros; resolviendo problemas y encaminándose hacia comprensiones profundas de la realidad que caracteriza el entorno. Personal social, comunicación Matemática Matemática Trabajo en equipo Ciencia y ambiente, ArteIlustración 1: Relación de las fases de enseñanza de la robótica educativa con las teorías pedagógicasLa robótica educativa une lo lúdico con el conocimiento logrando que los estudiantes comprendan loscontenidos curriculares al verlos materializados en proyectos que implican diseño, construcción,programación y pruebas, los cuales generan procesos de investigación.En ese sentido el uso de la robótica educativa se justifica como herramienta de la enseñanza-aprendizaje para lograr las competencias del estudiante del siglo XXI bajo los lineamientos del DiseñoCurricular Nacional con el apoyo de los elementos que intervienen en el proceso de enseñanza como losambientes de aprendizajes, recursos educativos y el trabajo docente. 8
  9. Ilustración 2: Relación del DCN con la Robótica EducativaTomando como referencia a Ruiz Velasco (2008)6, la robótica educativa puede lograr el desarrollocognoscitivo en: Integración de distintas áreas del conocimiento (Matemática, Ciencia y ambiente, personal social, arte y comunicación) Operación con objetos manipulables, favoreciendo el paso de lo concreto a lo abstracto (Psicomotricidad). Apropiación de distintos lenguajes: gráfico, icónico, matemático, natural, etc. Desarrollo de un pensamiento sistémico y crítico. Construcción y prueba de sus propias estrategias de adquisición de conocimiento mediante orientación pedagógica. Creación de entornos de aprendizaje (interacción estudiantes - computadora – modelo – docente). Trabajo en equipo y colaborativo.Objetivos Educacionales de la Robótica Educativa – Nivel PrimariaLa robótica educativa como herramienta para mejorar las estrategias de aprendizaje en la enseñanza deciencia y tecnología va a permitir de acuerdo a los propósitos de la educación: Poner a disposición en los contextos educativos públicos, herramientas tecnológicas y pedagógicas para innovar los ambientes de aprendizaje de manera que contribuya a lograr aprendizajes significativos en los estudiantes y se lleven los contenidos curriculares a una aplicación práctica, profunda y creativa dentro de los contextos sociales. Mejorar las estrategias de enseñanza interrelacionándolas para el desarrollo del pensamiento lógico, creatividad, arte, innovación y desarrollo de capacidades. Desarrollar destrezas psicomotoras en la manipulación de elementos concretos y la construcción de modelos como principio educacional. Contribuir a la capacidad de resolución de problemas, trabajo en equipo y toma de decisiones.6 Ruiz-Velasco, E. (1998). Robótica pedagógica. Sociedad Mexicana de Computación en la Educación. México. 9
  10. Fases de enseñanza utilizando la robótica educativaLa actividad de trabajar con la robótica educativa la podemos dividir en fases; esto es, actividadesrelativamente independientes entre sí que definen una acción manual o intelectual en la ejecución de larobótica educativa. Diseñar La idea y su representación basada en la necesidad de resolver algún problema dará origen al desarrollo de una maqueta, modelo, diseño.  Se emplea ejemplos de la realidad (imitación).  Se emplea la imaginación para crear algo nuevo. Se debe plasmar la idea en un medio físico (bosquejar la posible solución). Ejemplo: Dibujar en un papel. Construir En base al diseño planteado se empezará a construir una solución al problema, valiéndose de piezas, conectores, sensores y conexiones.  Introducir el tema de la robótica primero como un juego para armar “modelos básicos”, los cuales son representaciones de cosas del entorno cotidiano: casa, puente, etc.  Armar “modelos intermedios” que sean representaciones de cosas o seres vivos de la naturaleza. Ejemplo: el león, el cocodrilo, el sapo, etc. Se busca representar la naturaleza en forma artificial.  Armar “modelos avanzados” que son representaciones de mecanismos o creaciones propias, etc. Hacer o fabricar algo con los elementos necesarios y siguiendo un plan u orden. 10
  11. ProgramarActividad basada en la utilización de un software de fácil uso (iconográfico) que permitaprogramar los movimientos y el comportamiento en general del modelo robótico.  Pensar en una solución al problema planteado (creatividad).  Plasmar la solución pensada en una secuencia clara, finita y ordenada de pasos (instrucciones) que han de seguirse para resolver el problema (algoritmo).  Traducir el algoritmo en una secuencia de instrucciones que deben ser ingresados al “subsistema de control” del modelo robótico (lenguaje iconográfico).  Ingresar el programa en el “subsistema de control” del modelo robótico. Puede ser en forma manual mediante el teclado o transferencia desde un computador.ProbarVerificar visualmente que el modelo implementado funciona.Documentar y CompartirUna vez que se ha probado el modelo y que funciona como lo hemos diseñado, entoncesdebemos documentar el trabajo desarrollado. Esto se puede hacer de varias maneras: 11
  12.  Dibujo a mano alzada, etc.  Procesador de textos, editor de gráficos, etc.La documentación también nos sirve para algo muy importante, el compartir nuestro trabajocon los demás, de esa manera difundimos el conocimiento.Finalmente estas 5 fases se relacionan según el siguiente diagrama de flujo: 12
  13. APLICACIÓN DE LA ROBÓTICA EDUCATIVA EN PRIMARIAPara introducir la robótica educativa en primaria se plantea la siguiente secuencia: Primer Grado (Piezas) El estudiante se acerca a la robótica educativa mediante el juego.  Ejemplo: Con las piezas de kit de robótica, construir la representación de los números. Se busca familiarizar a los estudiantes con las piezas y componentes del kit de robótica. Segundo Grado (Piezas) El estudiante se acerca a la robótica educativa mediante el juego. Usando las piezas del kit para construir modelos básicos.  Ejemplo: Armar las siguientes representaciones de animales y escribir el nombre de cada uno de ellos. Se busca familiarizar a los estudiantes con las piezas, componentes, del kit de robótica. 13
  14. Nombre: Nombre: Nombre:Nombre: Nombre:Nombre: Nombre:Nombre: Nombre: 14
  15. Tercer Grado (Piezas con movimiento)El estudiante empieza a trabajar con los modelos que tiene movimiento. Mediante la manipulacióny uso de estos componentes aprende como funcionan. El control de los modelos es manual.Aprende a seguir instrucción de un manual.  Ejemplo: Construir los siguientes modelos y explicar cómo funcionan.Cuarto Grado (Piezas, actuadores y programa)El estudiante empieza a construir modelos intermedios previamente diseñados (secuencia de pasospara la construcción) y les da movimiento mediante un programa. Aprende a seguir instrucción deun manual e ingresar un programa al computador para controlar el modelo construido. Aprende lasprimeras instrucciones del lenguaje de programación iconográfico.  Ejemplo: Armar la siguiente construcción siguiendo la guía.Quinto Grado (Piezas, actuadores, sensores y programa)El estudiante sigue instrucciones para armar diversos modelos, les da movimiento mediante unprograma e incluye sensores.Aprender más instrucciones del lenguaje de programación iconográfico que involucran sensoresque le permiten variar el comportamiento del modelo.  Ejemplo: Armar la siguiente construcción siguiendo la guía. 15
  16. Sexto Grado (Piezas, actuadores, sensores, programa y diseño)El estudiante diseña, construye, programa, prueba y documenta modelos, les da movimientomediante un programa.Aprender más instrucciones del lenguaje de programación iconográfico que le permiten variar elcomportamiento del modelo.Podemos observar que el estudiante pasa por diferentes niveles de uso de los componentes ymateriales de la robótica educativa: Diseño Sensores Programa Actuadores Piezas Reconocimiento de piezas Manipulación de piezas. Utilización de actuadores e inicio en la programación. Utilización de sensores y desarrollo de programas. Diseño y construcción de sus propios modelos robóticos.En ese sentido se debe considerar que la robótica educativa: Genera interesantes y motivadores ambientes de aprendizaje. Promueve la transversalidad curricular, donde distintos saberes concurren a la solución del problema en que se está trabajando. Permite establecer relaciones y representaciones. El rol del docente se torna como un facilitador del aprendizaje y el estudiante desarrolla un aprendizaje protagónico y activo. 16
  17. Otro elemento importante dentro de la fundamentación pedagógica de la robótica educativa es elconcepto de la zona de desarrollo próximo de Vygotski, descrito como ese espacio que avanzacognitivamente una persona, gracias a la interacción y la ayuda de otros con quienes trabaja, seresuelve un problema o se elabora una tarea. Algunos temas que se pueden explicar con el kit derobótica educativas WeDo™ para el nivel primario son: Ciencia: trabajar con máquinas simples, engranajes, palancas, poleas y transmisión de movimiento. Tecnología: programación, utilización de programas, diseño y creación de un modelo. Matemáticas: medición de tiempo y distancia, sumar, restar, multiplicar y dividir. Lenguaje, lectura y escritura: escritura creativa, narración de historias, explicar, entrevistar, interpretar, documentar, etc. Personal Social: Socialización, trabajo en equipo. 17

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