Proyecto de robótica pedagógica

LA ROBÓTICA PEDAGÓGICA.



Introducción:


La robótica pedagógica (RP) se ha desarrollado como una perspectiva de acercamiento a la solución de problemas de una manera heurística, asimismo, ayudándose de la Inteligencia Artificial (IA). Lo anterior, derivado de distintas áreas del conocimiento como las matemáticas, las ciencias naturales y experimentales, así como, de las tecnologías de investigación y comunicación.

En este ambiente de aprendizaje innovador, los alumnos harán sus modelos de enseñanza, soportado por un conjunto de experiencias científicas, donde la computadora tiene un rol esencial, ocuparán la mayor parte del tiempo simulando fenómenos y mecanismos, diseñando y construyendo sus propios prototipos, de tal manera que ellos puedan ordenar, planificar y controlar sus experiencias, a través de un vector de variables independientes, asimismo, los alumnos puedan explorar y experimentar de manera libre e imaginativa, pudiendo verificar sus predicciones. Es decir, van a tratar de crear las condiciones de apropiación de conocimiento para que las puedan transmitir, a los diferentes campos del conocimiento.


Historia de la Robótica.

Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imitan las partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicos, los cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos.El inicio de la robótica actual puede fijarse en la industria textil del siglo XVIII, cuando Joseph Jacquard inventa en 1801 una máquina textil programable mediante tarjetas perforadas.

La palabra robot se empleó por primera vez en 1920 en una obra de teatro llamada "R.U.R." o "Los Robots Universales de Rossum" escrita por el dramaturgo checo Karel Capek. La palabra checa 'Robota' significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo al ingles se convirtió en el término robot.Entre los escritores de ciencia ficción, Isaac Asimov contribuyó con varias narraciones relativas a robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el acuñamiento del término Robótica. La imagen de robot que aparece en su obra es el de una máquina bien diseñada y con una seguridad garantizada que actúa de acuerdo con tres principios.Estos principios fueron denominados por Asimov las Tres Leyes de la Robótica, y son:
1.- Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
2.- Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.
3.- Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.
Finalmente la historia de la robótica la podemos clasificar en cinco generaciones (división hecha por Michael Cancel, director del Centro de Aplicaciones Robóticas de Science Application Inc. En 1984). Las dos primeras, ya alcanzadas en los ochenta, incluían la gestión de tareas repetitivas con autonomía muy limitada. La tercera generación incluiría visión artificial, en lo cual se ha avanzado mucho en los ochenta y noventas. La cuarta incluye movilidad avanzada en exteriores e interiores y la quinta entraría en el dominio de la inteligencia artificial en lo cual se esta trabajando actualmente.

Desarrollo:

La robótica pedagógica, busca proveer ambientes de aprendizaje interdisciplinarios, donde los alumnos adquieran habilidades para estructurar investigaciones y resolver problemas específicos. Por lo tanto, va a contribuir al desarrollo de la creatividad.

Los logros que pueden obtener los alumnos en este ambiente de aprendizaje son:

a) Resolución de problemas
b) Vocabulario especializado
c) Estimaciones y mediciones
d) Comparten sus modelos
e) Su forma y función
f) Desarrollan el sentido crítico
g) Interiorizan diversos conceptos tecnológicos
h) Juego e interacción social


Podemos decir, que la robótica pedagógica es una disciplina que tiene por objeto la generación de ambientes de aprendizaje, basados fundamentalmente en la actividad de los alumnos. Es decir, ellos pueden concebir, desarrollar y poner en práctica diferentes proyectos que les permitan resolver problemas, y les facilite al mismo tiempo, ciertos aprendizajes.






Proyecto de Robótica Pedagógica:


Corroborar una ley física.




Metodología a seguir: Método científico experimental.




1) Identificación del problema:



Obtención de una ley física




Objetivo:


Corroborar conocimientos y Obtener una ley física como resultado de experimentar con las deformaciones sufridas por un cuerpo elástico al aplicarle una fuerza.

2) Observación del Fenómeno

Dispositivo para estudiar los alargamientos que sufre un cuerpo elàstico al aplicarle una fuerza (imagen de pc y soporte)

Material:

1.-Un soporte
2.-Un resorte
3.-Cuatro pesas
4.-Una regla graduada
5.-Una aguja indicadora
6.-Un censor


3) Planteamiento del problema.

¿Que elongación experimenta un resorte respecto a fuerzas proporcionales que se le apliquen?


4) Formulación de hipótesis


Hipótesis:

Existe una relación directa entre el alargamiento de un cuerpo elástico y la fuerza que recibe.



5) Investigación bibliográfica

(Investigación a cargo del alumno)



6) Experimentación


a) Monta un dispositivo como el de la figura. Observa en la regla
graduada qué longitud inicial señala la aguja antes de colocarle
alguna pesa al resorte y anota la medida.


b) Pon una pesa de 5 g en la parte inferior del resorte y mide con la regla graduada cuál fue su alargamiento.


c) Después coloca una pesa de 10 g y mide nuevamente el alargamiento del resorte.

d) Repite la misma operación pero ahora con 15 g y después con 20 g


e) Repite tu experimento cuando menos tres veces a fin de confirmar los datos obtenidos.


7) Registro e interpretación de datos

Registra los datos obtenidos en la siguiente tabla (imagen de tabla)

8) Comprobación de la hipótesis

uso de la computadora:

Con los datos obtenidos construye una gráfica F vs L , colocando en el eje de las ordenadas o de las Y los datos de la fuerza y en el eje de las abscisas o de las X sus correspondientes alargamientos. Une los puntos obtenidos.

Determina, mediante el cálculo de la tangente de la recta el valor de su pendiente.

Dibuja un triángulo rectángulo entre dos puntos de la recta, misma que equivaldrá a la hipotenusa.


9) Enunciado de una teoría

¿Explica el por qué del fenómeno?

Diagrama de flujo del sofware que se implementaría para la práctica
(imagen diagrama de flujo)


Conclusión.

La robótica pedagógica nos permite una forma de explorar el conocimiento, y llevar al alumno a que aprenda cuando crea y construye por sí mismo el conocimiento que necesita, a través de la experimentación y exploración, asimismo, en la interpretación de resultados y actividades concretas, controlables y manipulables, es decir, cuando los alumnos son capaces de producir un resultado, al hacer uso de una computadora, y generar gráficas, o hacer un cambio de parámetros de alguna de las variables, experimentando al mismo tiempo el proceso científico. Finalmente, se trata de desarrollar en el alumno un pensamiento estructurado, que le permita encaminarse hacia el desarrollo de un pensamiento más lógico y formal.




Atentamente.


Juan Palacios Hernández.