Robótica en Educación Primaria

Resumen: En la actualidad, la robótica es una realidad presente en diversos ámbitos de nuestra sociedad. Por ello, el centro educativo se convierte en un entorno propicio para poder implementar estos recursos en relación a las diversas áreas del conocimiento presentes en la legislación educativa. La aplicación de los robots en el aula se enmarca en el contexto de la metodología STEAM, como una propuesta capaz de aunar en una sola realidad disiplinas aparentemente distantes entre sí como son las ciencias y el arte.

 

Palabras clave: Robótica; Educación Primaria; tecnología educativa; STEAM; Desarrollo psicoevolutivo.

 

Abstract: At present, robotics is a reality in different areas of our society. Therefore, the educational center becomes a favorable environment to be able to implement these resources on different areas of knowledge in educational legislation. The application of robots in the classroom is framed in the context of the STEAM methodology, as a proposal capable of combining seemingly distant disciplines such as science and art in a single reality.

 

Keywords: Robotics; Primary Education; Educational innovation; STEAM; Psychoevolutionary development.

ROBÓTICA EN EDUCACIÓN PRIMARIA

El presente artículo pone de manifiesto la estrecha relación existente entre la metodología STEAM y el uso de la robótica en el aula. Con el objetivo de poder lograr que el aprendizaje del alumnado sea significativo, se recurre a una práctica educativa donde cada estudiante pueda experimentar y entrar en contacto directamente con el mundo que le rodea.

En esas dinámicas, dentro de un contexto centrado en la enseñanza de las ciencias, se busca lograr el desarrollo de unas habilidades basadas en el pensamiento científico. De este modo, los procesos de experimentación, indagación y planteamiento de hipótesis se convierten en los pilares fundamentales de unas situaciones de aprendizaje basadas en la interdisciplinariedad. En ese contacto entre el conjunto de áreas que conforman STEAM, cada estudiante aprende a ser más consciente de la realidad que le rodea, y se implica en la transformación de la misma por medio de un trabajo con rigor científico.

¿Qué es la metodología STEAM?

La metodología STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Maths) fue propuesta en el año 2006 por Georgette Yackman, como un modo de integrar la ingeniería y el arte con el resto de las ciencias. Antes de seguir avanzando en el desarrollo de la relación existente entre dicha metodología y el uso de la robótica educativa, resulta necesario conocer más en profundidad el significado de cada una de las áreas que, unidas en perfecta conjunción, constituyen dicho modelo.

En primer lugar, puede hacerse referencia al papel que tiene el concepto de ciencia dentro de esta unión de disciplinas. En este ámbito del conocimiento tiene cabida una amplia variedad de conocimientos relacionados estrechamente con las diversas ramas que la constituyen. Por ello, cabe citar la presencia de la física, química o biología en el trabajo diario con el modelo STEAM.

Teniendo en cuenta los contenidos que se vinculan a ellas, las dos primeras se encuentran vinculadas con el ámbito de la robótica. Tanto en el caso de la física como de la química, el alumnado puede abordar cuestiones de hondo calado social en el entorno actual. Un ejemplo de ello se basa en el uso de la energía renovable a partir de los efectos del cambio climático. De este modo, el campo de la ciencia hace posible que en el aula se generen espacios de diálogo para debatir y desarrollar el pensamiento crítico en relación a estas cuestiones. Por medio de estos intercambios comunicativos en gran grupo, cada estudiante se beneficia al recibir aportaciones de sus iguales, al mismo tiempo que ayuda a los demás con sus propias conclusiones. Estos encuentros en un clima científico permiten aumentar considerablemente el léxico que el alumnado posea en relación a esta rama del conocimiento. No obstante, también cabe citar la importancia de trabajar la biología como parte del modelo STEAM. A partir de la misma, el niño comenzará a ser consciente de su propio organismo y la relación que se establece entre el mismo y el entorno próximo. Así, se da explicación a cuestiones que afectan directamente al alumnado, como es el caso de la presencia de organismos perjudiciales para el ser humano que originan las enfermedades.

Para finalizar, puede hablarse de la presencia de determinados robots educativos que, en la actualidad, permiten trabajar contenidos de biología. Este es el caso del kit de Lego WeDo 2.0. que permite crear una rana adulta y posteriormente programarla para que salte a partir de unas sencillas instrucciones. Un recurso con el que cada estudiante de Educación Primaria puede tener un contacto directo con la robótica sin ser una realidad ajena a las áreas trabajadas normalmente en el currículo.

En relación con el concepto anterior surge el uso de la tecnología. Partiendo de las demandas de la sociedad actual, esta segunda realidad aporta el conocimiento de todos los aspectos teóricos y prácticos vinculadas con el uso consciente y responsable de los nuevos dispositivos digitales. Desde edades tempranas el ser humano está en contacto constante con estos recursos tecnológicos y por ello, a partir de este modelo educativo se busca lograr que el alumnado comprenda plenamente las funcionalidades que ofrecen las TIC en los procesos científicos de experimentación. En este sentido, se busca el desarrollo de una capacidad reflexiva y responsable sobre el uso de las nuevas tecnologías, empleándolas por tanto para trabajar en los proyectos planteados inicialmente.

Otro pilar fundamental en el desarrollo de este concepto se basa en la presencia de la ingeniería. De este modo, en las situaciones de aprendizaje en las que se pone en práctica el modelo STEAM también resulta necesario adquirir habilidades relacionadas con el proceso de diseño y construcción de los proyectos. En este sentido, tiene especial relevancia la capacidad para poder conocer las propiedades de los materiales que se emplean en la elaboración de los proyectos tecnológicos. Siendo conscientes de ello, el alumnado podrá alcanzar unos resultados que permitan dar una respuesta eficaz a las problemáticas planteadas.

Por otro lado, también resulta necesario que, además de todas las áreas del conocimiento citadas anteriormente, se tenga en cuenta el desarrollo de las habilidades relacionadas con la creatividad. Así, Sousa y Pilecki (2013) indican que las destrezas que las artes desarrollan influyen en la creatividad, la resolución de problemas, el pensamiento crítico, la comunicación, la autonomía (self-direction), la iniciativa y la colaboración. De este modo, en la elaboración de un proyecto científico la fase de diseño supone una etapa relevante dentro del conjunto del proceso, puesto que a partir de ello se puede dar lugar a una idea revolucionaria que aporte una respuesta a la problemática planteada de una manera novedosa. Por ello, en esta metodología también tiene cabida una perspectiva donde se potencie el pensamiento divergente, apostando por propuestas que vayan más allá de los planteamientos científicos más tradicionales. Las aportaciones del ámbito artístico suponen en paso del concepto de STEM a STEAM.

En relación con las áreas anteriores se plantea dentro de esta metodología la necesidad de aplicar el pensamiento matemático en cada proyecto que se quiera implementar. De este modo, se pretende que los contenidos de esta rama del conocimiento no se queden únicamente en conceptos teóricos, sino que puedan ser aplicados a la realidad que rodea al alumnado. Así, por medio de la puesta en práctica del método STEAM se busca que ciertas herramientas como el análisis de datos y su trasposición a las correspondientes gráficas o el uso de elementos geométricos puedan encontrar una relación directa con los proyectos de innovación científica.

Una vez vistas individualmente cada una de las áreas que componen esta metodología resulta necesario establecer una relación entre todas ellas. En este sentido, las matemáticas implican el nexo, debido a la presencia de sus contenidos en todas ellas. Este es el ejemplo de los algoritmos como la suma y la resta, que serán necesarios para poder resolver cuestiones de ciencia y tecnología (Rooney, 2012).

Concepto de robótica

La robótica es una realidad cada vez más presente en las diversas áreas que constituyen nuestra sociedad actual. Así, su presencia es relevante en ámbitos como el de la medicina, donde en muchas ocasiones se recurre a creaciones robóticas para poder realizar intervenciones quirúrgicas que requieren de una elevada precisión. Partiendo de la capacidad que presenta el aula para manifestar un fiel reflejo del entorno que rodea al centro, el ámbito educativo no queda exento de la presencia de estos recursos robóticos a la hora diseñar las programaciones.

La robótica, como tecnología que es, constituye el saber y el hacer sobre los robots, esto implica el uso del conocimiento de diversas áreas para el diseño, construcción, ensamble y puesta en funcionamiento de un robot con un fin específico (López y Andrade, 2013).

Podría decirse que esta realidad se encuentra estrechamente ligada a la metodología STEAM, especialmente por su capacidad para poder establecer una interrelación entre diversas ramas del conocimiento. Por ello, hablar de robótica implica el desarrollo de habilidades tanto teóricas como prácticas, estableciendo entre ellas un nexo conformado por la creatividad necesaria para el diseño tecnológico. Además, cabe resaltar la finalidad intrínseca al proceso de construcción e implementación del robot. Un aspecto que también queda especialmente vinculado a la nueva normativa correspondiente a las situaciones de aprendizaje, donde se busca en la última fase de la propuesta didáctica un producto final que pueda aportar una respuesta a la cuestión planteada inicialmente.

Teniendo en cuenta el componente pedagógico que adquieren estos recursos, podría hablarse de robótica educativa. Partiendo de las aportaciones de Casado y Checa Romero (2020), la robótica educativa es una excelente herramienta educativa que, unida a una correcta planificación metodológica, podría mejorar significativamente el aprendizaje de los estudiantes, aumentar su motivación e interés, así como el desarrollo de habilidades de cooperación social, resolución de problemas y habilidades creativas.

 

Es así que a la hora de hablar de implementación de recursos robóticos en las situaciones de aprendizaje, en primer lugar resulta necesario que exista una contextualización previa, especialmente en los casos donde el alumnado no ha llegado a tener un contacto previo con estos materiales tecnológicos. Así, el uso de los robots para poder trabajar los saberes básicos presentes en la legislación implica la puesta en práctica de una metodología donde resalte la figura del alumno como investigador, pretendiendo dotar a cada estudiante de un espacio donde pueda interactuar con el robot para favorecer la autonomía y el aprendizaje basado en la experimentación directa con el recurso presentado.

Al igual que ha podido indicarse anteriormente, el aumento del interés que despierta el uso de estos recursos favorece un aprendizaje significativo en el alumnado. En el ámbito del desarrollo de las habilidades sociales, Varney et al. (2012) hacen referencia al papel que tiene la robótica a la hora de hacer que el estudiantado trabaje de manera cooperativa, aportando cada miembro del grupo sus ideas. Por medio de esta interacción entre iguales se puede alcanzar la resolución de un objetivo común. Es así como se busca que por medio de la implementación de dinámicas de colaboración surjan espacios de encuentro donde también puedan trabajarse habilidades basadas en la oralidad y la adquisición de vocabulario específico del área. En ese tiempo dedicado a la interacción en equipo queda presente de manera transversal el trabajo de valores intrínsecos a dichas actividades, como el respeto a las opiniones del resto de miembros.

Por último, cabe citar la oportunidad que ofrece la implementación de material robótico en relación al desarrollo de la creatividad del alumnado. En este aspecto puede hacerse especial mención a la presencia del proceso de programación que se encuentra ligado al funcionamiento del robot. De este modo, a lo largo de un proyecto de investigación con robótica pueden utilizarse diferentes aplicaciones que permiten al alumnado establecer unas órdenes concretas para que sean realizadas por la máquina. En este sentido, cabe citar Scratch, donde cada estudiante puede desarrollar su capacidad creativa diseñando un código de programación a partir de una interfaz intuitiva. Por ello, se pretende que Scratch sea conocido por el alumnado como un lenguaje de programación ligado al componente lúdico, tal y como afirman Vázquez-Cano y Ferrer (2015). A diferencia de otras opciones pensadas para la programación, Scratch no hace al alumno elaborar complejos códigos con una larga lista de líneas de instrucciones, donde pueden existir diversas posibilidades de realizar errores al introducir las órdenes.

Pensamiento computacional

El pensamiento computacional es una realidad que ha ido evolucionando a gran velocidad en los últimos años.

El pensamiento computacional implica la resolución de problemas, el diseño de los sistemas y la comprensión de la conducta humana haciendo uso de los conceptos fundamentales de la informática (Wing, 2006).

Para el desarrollo de este concepto resulta necesaria la adquisición de una serie de habilidades. En primer lugar, puede hablarse de la resolución de problemas, haciendo uso de las nuevas tecnologías. En este sentido, resulta de especial relevancia que el alumnado sea conocedor de todas las posibilidades que ofrecen las distintas aplicaciones de los dispositivos digitales. Además, el hecho de intentar dar una respuesta a problemáticas planteadas permite a los estudiantes poder trabajar de manera cooperativa. En la actualidad, podemos encontrar plataformas web que permiten al alumnado realizar una misma actividad aportando cada miembro del grupo aquellas ideas o destrezas que mejor conoce. Este es el caso de Google Drive, donde todos los estudiantes pueden editar un mismo documento al mismo tiempo.

Además, el pensamiento computacional también está relacionado con la anotación de los datos obtenidos en las investigaciones y su posterior análisis e interpretación. De este modo, tiene cabida la puesta en práctica de conceptos relacionados con los cálculos algorítmicos y las representaciones de los resultados por medio de gráficas. A partir de esta realidad, puede verse cómo interactúan diversas áreas del conocimiento en la resolución de un caso práctico. En esa transversalidad se fundamenta el pensamiento computacional, ya que pretende hacer que el alumnado sea capaz de desarrollar habilidades que le permitan actuar en situaciones de la vida diaria.

Interactuando con robots

En la actualidad, el equipo docente puede encontrar una amplia variedad de robots diseñados para ser aplicados directamente en el aula con fines educativos y su implementación en las diferentes áreas del currículo permite favorecer el desarrollo psicoevolutivo del alumnado en las diversas etapas educativas.

En primer lugar, cabe destacar la presencia del Bee Bot, pensado para ser utilizado en edades tempranas debido a la sencillez de uso que presenta, como indican Diago et al. (2018). En este caso, cada estudiante puede interactuar directamente con el robot similar a una abeja para programar unas instrucciones de movimiento a partir de las flechas ubicadas en la parte superior del mismo. Para poder utilizarlo en el aula también es necesario poseer con un tablero de 16 casillas, contando cada una con una medida de 4x4cm, de manera que el robot pueda ubicarse correctamente en aquella para la que ha sido programado. Con respecto a este recurso, puede decirse que existen tableros que ofrecen la posibilidad de intercambiar el contenido de las tarjetas correspondientes a las casillas, de manera que se puedan trabajar diversas áreas curriculares con el mismo recurso.

En la misma línea de implementación de la robótica en el aula se encuentra Cubetto, pensado también para ser utilizado en edades tempranas. Con Cubetto se da oportunidad de que los niños desarrollen procesos cognitivos avanzados como: pensamiento sistémico, creativo, trabajo colaborativo y comunicación social que juntos dan la posibilidad de potencializar nuevas habilidades que serán útiles en su futura formación (Anzoátegui et al. 2017).

Se puede plantear este robot partiendo de la metodología Montessori, apostando desde el primer momento por introducir desde edades tempranas dicho concepto, pero alejado en este caso de las habituales pantallas. Por tanto, se genera un recurso con el que cada niño puede descubrir las nociones básicas de la programación con sencillas instrucciones, al mismo tiempo que se divierte a partir de su sistema lúdico.

No obstante, como se ha indicado anteriormente, en la actualidad pueden encontrarse robots destinados a diversas etapas del desarrollo psicoevolutivo del alumnado. Así, en el aula de Educación Primaria también está presente el Makeblock mBot. Por ello, se trata de un robot pensado para ser utilizado con estudiantes de entre 9 y 12 años, permitiéndoles desarrollar el ámbito creativo (Gómez Rodríguez, 2022).  En lo referente a la programación del mismo, puede decirse que el alumnado establece una serie de sencillas instrucciones a partir una interfaz intuitiva. De esta manera, se pretende que, por medio de Scratch 2.0., se introduzca el concepto de programación de manera paulatina entre los más jóvenes. Se huiría así de los lenguajes de programación que pueden presentar una mayor dificultad en su implementación como es el caso de C++ o Python. A la hora de utilizar este entorno digital, cada estudiante únicamente tiene que desplazar los bloques que contienen las instrucciones para crear una cadena que permita al robot realizar acciones básicas. De este modo, el alumnado puede hacer que este recurso educativo sea capaz de moverse en distintas velocidades o ser programado para que frene ante un obstáculo a partir del uso de sus sensores.

En el ámbito de la robótica española, cabe destacar la existencia de Aisoy1, pensado para ser aplicado en el área de las relaciones sociales. De este modo, dicho recurso puede ser empleado en muchas ocasiones para trabajar con niños que cuentan con Trastorno del Espectro Autista (TEA). Debido a la facilidad que presenta para desarrollar actividades con él a partir de la programación de su software, han sido diversas las investigaciones realizadas aplicando este robot con niños y niñas de Atención Temprana. Así, Martínez et al. (2018) aportan diversas conclusiones en su investigación con Aisoy1, para dejar constancia de la gran aceptación que recibe el robot por parte de este grupo, haciendo que su interacción con el mismo sea más prolongada y frecuente que en el caso de los seres humanos de su entorno. Todo ello hace ver el relevante papel que desempeña la implementación de los robots en el ámbito educativo, incluso más allá de la adquisición de las competencias ligadas a las diversas asignaturas del currículo.

Una vez presentada la estrecha relación entre la metodología STEAM y el uso de robots en el aula, puede inferirse que el trabajo con dichos recursos en las situaciones de aprendizaje implica que el alumnado pueda prepararse progresivamente para las demandas tecnológicas que presenta la sociedad.

Actualmente, para poder lograr un pleno desarrollo en la misma resulta necesario contar con ciertas capacidades en ciencia y tecnología, tanto para acceder a la información de las diversas áreas como para transformarla en conocimiento aplicable a la resolución de los problemas reales. Por ello, cuando se implementa en el aula todo lo expuesto, se busca alcanzar una estrecha relación con el entorno más cercano a cada estudiante.

Resulta interesante que en las programaciones exista una diversidad en los modelos de robots y en sus usos, pero siempre pensando en superar la frontera del centro educativo y poder así aplicar todo lo aprendido en su vida diaria. En el caso de alcanzar ese propósito se estará logrando la creación de un estudiantado entendido como agentes de cambio, llevando a cada uno de sus entornos una realidad tecnológica capaz de abrir la mente del ser humano, e interconectando saberes de varias ramas del conocimiento.

Como ha podido verse, la presencia de los robots en las programaciones de las diferentes áreas ofrece la posibilidad de aprender por medio de un proceso experiencial. No obstante, para poder lograr la plena intregración de estos recursos en el aula se ha visto que resulta necesario contar con una formación específica por parte del equipo docente. En este elemento, junto con la coordianción del profesorado, reside el éxito de la puesta en práctica de las metodologías que otorgan un papel relevante a la robótica educativa.

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