Proyecto Materiales Curriculares Robotica

8/19/2019 Proyecto Materiales Curriculares Robotica

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ROBÓTICA EDUCATIVA EN CENTROS TICUNA PLATAFORMA EDUCATIVA Y ACTIVIDADES DEENSEÑANZA-APRENDIZAJE CON SOFTWARE LIBRE

Proyecto de Elaboración de Materiales

Curriculares y Recursos Didácticos

Convocatoria 2010 – Anexo III.a

Junta de AndalucíaConsejería de Educación


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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 1

1.1 GUÍA DE LAPROPUESTA DEPROYECTO ............................................................................................................... 3

2. TÍTULO DEL PROYECTO ............................................................................................................................ 4

3. ETAPAS, NIVELES EDUCATIVOS Y TIPO DE ALUMNADO AL QUE VA DIRIGIDO ......................................... 5

4. DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL A ELABORAR Y DISEÑAR ............................................................................ 7

4.1 MATERIALESCURRICULARES YRECURSOSDIDÁCTICOS .......................................................................................... 7

4.1.1 Diseño e implantación del entorno de programación de robots escolares. .................................... 7

4.1.2 Actividades de aula sobre robótica que integren conocimientos interdisciplinares científicos y

tecnológicos. .................................................................................................................................................. 9 4.2 TIPOS DE SOPORTE(IMPRESO, INFORMÁTICO, AUDIOVISUAL U OTROS). .................................................................. 12

4.3 ASPECTOSINNOVADORES DE LOSMATERIALES AREALIZAR ODISEÑAR ................................................................... 13

4.3.1 Actualización en la robótica educativa con el manejo de los nuevos robots LEGO Mindstorms NXT 13

4.3.2 Creación de una plataforma de desarrollo y actividades de robótica basadas completamente enel manejo de una gran variedad de software libre (inexistente en la actualidad). ..................................... 14

4.3.3 Enfoque de la robótica como un área de trabajo y experimentación interdisciplinar deconocimiento científico-tecnológico. ........................................................................................................... 15

4.3.4 Aplicación de conocimientos de manera práctica a través del desarrollo de las CompetenciasBásicas. 16

4.3.5 La Robótica como asignatura propia: Optativa de Libre Configuración en 4º de la ESO. ............. 17

4.3.6 Recursos de Aula tanto para Enseñanza Secundaria Obligatoria como para Bachillerato en lamodalidad Ciencia y Tecnología. ................................................................................................................. 18

5. FUNDAMENTACIÓN PEDAGÓGICA DEL PROYECTO ................................................................................ 20

5.1 DESARROLLO Y APLICACIÓN DE METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DINÁMICAS, PARTICIPATIVAS Y MOTIVADORASEN AULASTIC ....................................................................................................................................................... 21

6. CONCRECIÓN DE LOS OBJETIVOS, COMPETENCIAS BÁSICAS, CONTENIDOS, MÉTODOS PEDAGÓGICOSY/O CRITERIOS DE EVALUACIÓN QUE SE TRABAJARÁN EN EL MATERIAL Y SU RELACIÓN CON EL DESARROLLDE LAS MATERIAS Y ÁREAS DEL CURRÍCULO .................................................................................................. 23

6.1 CONTRIBUCIÓN ALDESARROLLO DECOMPETENCIASBÁSICAS ............................................................................... 23

6.2 DESARROLLOCURRICULAR DEMATERIAS DEESO YBACHILLERATO ....................................................................... 26

6.2.1 Tecnología - 3º y 4º ESO ................................................................................................................ 26

6.2.2 Tecnología Industrial – 1º y 2º de Bachillerato ............................................................................. 27

6.2.3 Informática – 4º ESO ..................................................................................................................... 28

6.2.4 Tecnologías de la Información y la Comunicación - Bachillerato .................................................. 28


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6.2.5 Física y Química – ESO y Bachillerato ............................................................................................ 29

6.2.6 Matemáticas – ESO y Bachillerato ................................................................................................ 29

7. PLANIFICACIÓN, FASES DE DESARROLLO, PROCESO DE VALIDACIÓN DEL MATERIAL Y CALENDARIO DEPROYECTO ...................................................................................................................................................... 30

7.1 SITUACIÓN INICIAL DE PARTIDA ....................................................................................................................... 30 7.2 CALENDARIO DELPROYECTO .......................................................................................................................... 32

7.2.1 Curso 2010-2011 ........................................................................................................................... 32

7.2.2 Curso 2011-2012 ........................................................................................................................... 33

7.3 MÉTODO DETRABAJO DELEQUIPO, DISTRIBUCIÓN DETAREAS ENTRE ELPROFESORADO ............................................ 34

7.3.1 Nueva Plataforma de Desarrollo de Robots con Guadalinex ........................................................ 35

7.3.2 Nuevos Recursos Didácticos de Robótica Interdisciplinares .......................................................... 36

7.4 PRESUPUESTO ............................................................................................................................................. 38

7.4.1 Kits de Montajes de Robots ........................................................................................................... 38

7.4.2 Sensores Avanzados ...................................................................................................................... 39

7.4.3 Montajes de Electrónica ................................................................................................................ 39

7.4.4 Bibliografía .................................................................................................................................... 40

7.4.5 Presupuesto económico total ........................................................................................................ 43

8. POSIBILIDADES DE APLICACIÓN, ADAPTACIÓN Y GENERALIZACIÓN DEL MATERIAL A OTROS CENTROS YCONTEXTOS EDUCATIVOS .............................................................................................................................. 46

9. OTROS ASPECTOS QUE SE CONSIDERA OPORTUNO DESTACAR ............................................................. 48 9.1 EXPERIENCIAPREVIA DELEQUIPO DETRABAJO .................................................................................................. 48

9.2 RESUMEN DELCURRÍCULUM Y DE LAEXPERIENCIAINVESTIGADORA DELPROFESORADOPARTICIPANTE ......................... 51

APÉNDICE: MARCO LEGISLATIVO ................................................................................................................... 56


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Elaboración de Materiales Curriculares y Recursos Didácticos Robótica Educativa en Centros TIC

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1. INTRODUCCIÓN

A lo largo del último siglo, la tecnología, entendida como el conjunto de actividades yconocimientos científicos y técnicos empleados por el ser humano para la construcción deobjetos y sistemas con el objetivo de resolver problemas y satisfacer necesidades, ha idoadquiriendo una importancia progresiva en la vida de las personas y en el funcionamiento de lasociedad.

La formación de los ciudadanos requiere actualmente una atención específica a la adquisiciónde los conocimientos necesarios para tomar decisiones sobre el uso de objetos y procesostecnológicos, resolver problemas relacionados con ellos y, en definitiva, para utilizar losdistintos materiales, procesos y objetos tecnológicos para aumentar la capacidad de actuarsobre el entorno y para mejorar la calidad de vida.

Según establece la normativa vigente (consultar Apéndice: Marco Legislativo ), son lasasignaturas de Tecnología las encargadas de acercar al alumnado a esta realidad pues el jovende hoy tiene que desenvolverse en un medio tecnológico en constante evolución y desarrollo.Tratan de fomentar los aprendizajes y desarrollar las capacidades que permitan tanto lacomprensión de los objetos técnicos como su utilización y manipulación, incluyendo el manejode las tecnologías de la información y la comunicación como herramientas en este proceso.

Pero este tratamiento requiere, además, ser completado con aspectos específicos de lasTecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), que permiten integrar todos losaprendizajes obtenidos, darles coherencia, mejorar la comprensión de los procesos ygarantizar su utilización de manera autónoma.

Para fomentar los procesos de enseñanza-aprendizaje basados en las TIC, en Andalucía seapoyan y promueven los denominados “ Centros TIC” que consisten entre otras cosas en dotara los centros educativos con acceso de banda ancha a internet y ordenadores con Guadalinex ysoftware libre.

La Robótica es una rama dentro del conocimiento científico y tecnológico que estudia eldiseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas repetitivas, en las que senecesita una alta precisión, realizar tareas peligrosas para el ser humano o tareas irrealizablessin intervención de una máquina.

Las aplicaciones actuales de los robots y autómatas programables son innumerables, y van

desde la domótica, procesos de fabricación industriales y aparatos médicos hasta sondas yexploradores espaciales.

Las áreas de conocimiento tecnológico de las que deriva son:

La mecánica: estructura del robot y transmisión y transformación de movimientos. La electrónica: circuitos electrónicos de control, sensores, motores y actuadores. La informática: manejo de información externa para decidir las acciones a realizar.

Estas áreas son los bloques de conocimiento fundamentales de las asignaturas de Tecnologíaen la Enseñanza Secundaria Obligatoria (ESO) y Bachillerato.

Por otro lado, los jóvenes de nuestros días viven rodeados de aparatos altamente tecnológicosy difícilmente se sienten atraídos por mecanismos simples. Los robots representan para ellosun elemento tecnológico de enorme atractivo al estar muy próximo al tipo de dispositivos que


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ellos manejan a diario. Además, como su comportamiento se “programa” a través de unordenador personal les resulta aún más interesante.

Los robots que pretendemos utilizar son los nuevosLEGO Mindstorms NXT . Estos Robots se han hechomuy populares internacionalmente como roboteducativo desde su aparición en el año 2006.Mucho más que su antiguo predecesor RCX de1998, que nos consta que se utiliza en algunoscentros educativos andaluces.

Como ejemplo, en la imagen de la izquierda semuestra un robot de tipo humanoide que puedeandar e interactuar con su entorno.

En la actualidad, los Profesores del Proyecto“Robótica Educativa en Centros TIC” estamosutilizando los nuevos robots LEGO Mindstorms NXT con un enorme éxito en cuanto a la motivación,participación y aprendizaje de nuestros alumnos yalumnas.

Sin embargo el entorno de programación que utilizamos es el propietario de LEGO (llamadoLEGO NXG). Además, no solo no es un software libre, sino que no puede instalarse enGuadalinex ya que solo puede ejecutarse en Windows o Maquintosh.

En este punto cabe resaltar que uno de los objetivos principales del Proyecto que proponemoses desarrollar un entorno de programación educativo de los nuevos robots LEGO MindstormsNXT basado en software libre en lugar de propietario, y que pueda ejecutarse con GuadalinexEDU. Este es inexistente en la actualidad, ya que solo existen en Guadalinex algunos programasbásicos para la antigua versión LEGO RCX .

Esto permitirá su rápida y fácil implantación en cualquier Centro de Enseñanza Secundariaandaluz con los recursos disponibles en un Centro TIC: ordenadores con Guadalinex, softwarelibre y acceso a internet.

Teniendo en cuenta todo lo expuesto hasta ahora, con el desarrollo del Proyecto “RobóticaEducativa en Centros TIC” pretendemos desarrollar materiales curriculares y didácticos que

permitan a los alumnos y alumnas de ESO y Bachillerato de centros TIC en Andalucía acercarseal mundo de la robótica de una forma amena y atractiva a través de las asignaturas deTecnología y Tecnología Industrial.

Además, dado el carácter interdisciplinar de esta área de conocimiento, pretendemosdesarrollar actividades de robótica que interrelacionen conocimientos no solo de Tecnologíasino también de Informática y otras asignaturas de Ciencias más difíciles de entender pornuestro alumnado como Matemáticas, Física y Química.

Para ello se quiere hacer uso de autómatas programables y robots escolares, con cuyo diseño yconstrucción se aprenderán empíricamente los fundamentos tecnológicos básicos de

programación de ordenadores, circuitos electrónicos y mecanismos, medición y el cálculo demagnitudes, y la resolución de problemas basados en la aplicación de expresionesmatemáticas y principios físicos.


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Todas las actividades de trabajo que realizaremos para los alumnos y alumnas estarán basadascompletamente en software libre , de manera que pueda ser utilizado no solo por nuestroalumnado en otros ámbitos fuera del Instituto sino que pueda ser implantado con sencillez encualquier Instituto de Enseñanza Secundaria de Andalucía.

1.1 GUÍA DE LA PROPUESTA DE PROYECTO

A lo largo del presente documento se desarrolla una propuesta de Proyecto de Elaboración deMateriales Curriculares y Recursos Didácticos con el objetivo de acceder a las ayudas que laConsejería de Educación de Andalucía dispone para tal fin según la ORDEN de 14 de enero de2009, por la que se regulan las medidas de apoyo, aprobación y reconocimiento al Profesorado

para la realización de proyectos de investigación e innovación educativa y de elaboración demateriales curriculares .

Este tipo de proyectos pueden desarrollarse según diferentes ámbitos que establece laconvocatoria. El que proponemos se desarrollará dentro del ámbito de las “Tecnologías de laInformación y la Comunicación”. Según la normativa de la convocatoria, se incidirá en lossiguientes aspectos:

1º Fomento de la ciudadanía digital: generación de dinámicas para la concienciación, laparticipación responsable y el desarrollo del espíritu crítico en el uso de las TIC y lasredes sociales on-line.

2º Estrategias, contenidos y actividades que promuevan el uso y desarrollo de softwarelibre.

3º Desarrollo de proyectos de integración de las TIC de carácter interdisciplinar eintercentros.

Además se ha tenido en cuenta que las solicitudes serán valoradas de acuerdo con lossiguientes criterios:

a) Interés educativo del material propuesto, atendiendo especialmente al carácterinnovador e integrador del mismo, a su fundamentación pedagógica y a su coherenciacon los objetivos, competencias básicas, contenidos, métodos pedagógicos y criteriosde evaluación de las enseñanzas del currículo en Andalucía.

b)

Calidad técnica del proyecto en cuanto al rigor en su diseño y planificación, laadecuación del material al soporte o soportes formulado, primando en su confeccióncriterios de calidad e incorporando procedimientos de validación de su utilidad oeficacia didáctica en la práctica.

c) Grado de aplicabilidad, adaptación y generalización del material a preparar a otroscentros y contextos educativos.

d) Viabilidad del proyecto de acuerdo con el grado de dificultad de su ejecución, lasposibilidades reales del Profesorado participante y la adecuación del presupuesto.

Estos criterios de selección se aplicarán con la siguiente ponderación:

Por los apartados a) y b) hasta el 60% de la valoración total. Por los apartados c) y d) hasta el 40% de la valoración total.


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2. TÍTULO DEL PROYECTO

El título que hemos querido darle a este Proyecto es “ Robótica Educativa en Centros TIC - UnaPlataforma Educativa y Actividades de Enseñanza-Aprendizaje con Software Libre”.

El diseño y montaje de robots ya es algo atractivo en sí mismo como herramienta deenseñanza-aprendizaje de conocimientos científicos y tecnológicos. De hecho, la normativavigente (consultar Apéndice: Marco Legislativo ) incluye la robótica dentro del currículo de lasasignaturas de Tecnología tanto en la ESO como en Bachillerato, según se exponedetalladamente en el apartado “6.2 Desarrollo Curricular de Materias de ESO y Bachillerato ”.

Sin embargo, hemos considerado oportuno resaltar en el título que nuestro Proyecto nopretende ceñirse solamente a la robótica como algo cerrado, sino que trata este campo delconocimiento como un vehículo curricular que permite abordar conocimientos más amplios deTecnología y de otras áreas científico-tecnológicas.

Los pilares básicos del Proyecto recogidos en su título son: Utilizar la robótica como elemento integrador de tres bloques de conocimientos

fundamentales en las asignaturas de Tecnología (mecanismos, electrónica einformática) y como herramienta multidisciplinar que integre Tecnología, Informática,y algunos aspectos de Matemáticas, Física y Química.

Proporcionar material de trabajo para el aula (curso de Java adaptado a Secundaria,programaciones, unidades didácticas, actividades, bibliografía comentada, webgrafía,…) actualizado con las últimas tecnologías, tanto para el Profesorado como para losalumnos y alumnas, y contemplando el desarrollo de todas las Competencias Básicas.

Definir, desarrollar e implantar un entorno de programación educativo usandoíntegramente software libre con Guadalinex EDU para los nuevos robots LEGOMindstorms NXT que es inexistente en la actualidad, de manera que pueda serutilizado en cualquier Centro de Enseñanza Secundaria andaluz con los recursosdisponibles en un Centro TIC: ordenadores con Guadalinex, software libre y acceso ainternet.


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3. ETAPAS, NIVELES EDUCATIVOS Y TIPO DE ALUMNADO AL QUEVA DIRIGIDO

Un objetivo que queremos alcanzar con la introducción de la robótica educativa en laEnseñanza Secundaria es mejorar la práctica docente y desarrollar material educativo paracentros que usen las TIC.

Así podremos adaptarnos mejor a la realidad tecnológica que viven nuestros jóvenes,utilizando un nuevo recurso didáctico que posibilite una mejor comprensión de los principiosen los que se apoyan las distintas ingenierías y ciclos formativos de carácter técnico(informática, telecomunicaciones, electrónica, industriales, etc.) e incorporar en la prácticadocente el uso de la robótica.

Con ello conseguiremos que nuestros alumnos desarrollen una actitud favorable hacia el áreade Tecnología e Informática y hacia todas las enseñanzas de carácter científico y técnico en

general.Los cursos y tipo de alumnado a los que irían dirigidos todos los materiales y recursosdidácticos que queremos desarrollar son los siguientes:

3º de la ESO: La asignatura “Tecnologías” es común por última vez en 3º de la ESO,debiéndose alcanzar todos los objetivos establecidos en la normativa para los cursos1º a 3º de la ESO. Informática no existe como asignatura y sus contenidos formanparte de “Tecnologías”. Y los alumnos cursan por primera vez Física y Química comoalgo diferenciado de Biología y Geología.

Las actividades y recursos que realizaremos servirán para:

o Desarrollar tres bloques básicos de conocimiento tecnológico de 3º:Informática, Mecanismos y Electrónica.

o Favorecer el sentido interdisciplinar con otras asignaturas de ciencias, queademás de proporcionar un sentido integrador del conocimiento puedenayudar a comprender leyes, principios y fenómenos difíciles de comprenderpor nuestros alumnos y alumnas.

También permitirá fomentar el conocimiento científico-tecnológico en elúltimo curso antes de elegir asignaturas opcionales de modalidad.

4º de la ESO: La asignatura “Tecnología” es opcional de modalidad, así como lasasignaturas “Informática” y “Física y Química”. La robótica y control automáticoforman parte del currículo de “Tecnología” en este curso.

Las actividades a desarrollar permitirán:

o Realizar actividades de robótica y control automático de manera creativa ymotivadora.

o Facilitar la adaptación curricular en 4º de la ESO para alumnos/as quenecesitan refuerzo en áreas básicas de Tecnología (Informática, Mecanismos y

Electrónica) y están a punto de titular.


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o Favorecer la interdisciplinariedad con Informática, Matemáticas y Física yQuímica.

Además, la normativa vigente permite que los centros oferten asignaturas Optativasde Libre Configuración. Nuestro objetivo también es preparar material y definir en 4ºde la ESOla asignatura “Robótica” como Optativa de Libre configuración de carácteranual.

Esto puede resultar muy interesante para complementar la formación del alumnadode 4º con orientación a ciclos y carreras de carácter técnico: Informática, Electrónica,Telecomunicaciones, Industriales, etc.

1º de Bachillerato: La asignatura “Tecnología Industrial” es un a optativa de lamodalidad de Bachillerato de Ciencias y Tecnología. En 1º de Bachillerato no existeInformática.

Además, antes de la implantación de la LOE la asignatura “Tecnología Industrial” se

ofertaba en muy pocos centros, normalmente los que tienen Ciclos Formativos decarácter técnico. Ahora con la LOE“Tecnología Industrial” es de obligada oferta entodos los Institutos de Enseñanza Secundaria con Bachillerato de Ciencias y Tecnología,por lo que existe una necesidad de recursos didácticos entre el Profesorado deTecnología que nunca ha impartido Bachillerato (la mayoría).

Asimismo con el nuevo modelo de Selectividad la asignatura es de las tres que tienemayor ponderación en la mayoría de las Ingenierías (junto con Matemáticas y Física) ypor lo tanto una de las que se pueden examinar nuestros alumnos y alumnas paraacceder a la Ingeniería que deseen estudiar.

Nuestra pretensión es realizar actividades para alumnos y alumnas de Bachillerato quepermitan:

o Proporcionar material de trabajo para Profesores y alumnos/as de Tecnologíaen Bachillerato.

o Fomentar el gusto por la ciencia y tecnología en alumnos/as de Ciencias,impulsando los estudios posteriores de carácter técnico: Ciclos Formativos eIngenierías.

o Desarrollar contenidos de programación de ordenadores en 1º de Bachillerato.

o Favorecer la interdisciplinariedad con el resto de asignaturas de Ciencias:Matemáticas, Física y Química.


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Por este motivo, los siguientes materiales a elaborar serían:

3) Curso básico de Java: centrándose solo en los aspectos indispensables para programarrobots educativos. Asimismo, debe estar adaptado y graduado según los niveleseducativos expuestos en el capítulo anterior: 3º y 4º de la ESO y Bachillerato.

4) Documentación de referencia de LEJOS: Traducción, resumen y adaptación de lainformación técnica relevante para programar robots escolares de Secundaria. Todaesta documentación servirá como material de soporte para Profesores/as y para lasactividades que realizarán los alumnos y alumnas en clase.

4.1.2 ACTIVIDADES DE AULA SOBRE ROBÓTICA QUE INTEGREN CONOCIMIENTOSINTERDISCIPLINARES CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS.

Con los materiales de trabajo expuestos hasta ahora, ya tendríamos a nuestro alumnado

preparado para comenzar todo el proceso de enseñanza-aprendizaje de robots escolares conla tecnología que proponemos basada íntegramente en software libre.

En este punto conviene recordar que las actividades de robótica educativa que vamos adiseñar no solo tienen como objetivo trabajar aspectos exclusivos de robótica, sino que sobretodo son actividades intercurriculares de desarrollo de un conjunto de conocimientoscientíficos y tecnológicos más amplio: informática; mecanismos de transmisión de movimientoy estructuras; electrónica y sensores; principios, leyes y fundamentos de Matemáticas y Física.

Por ejemplo, con el robot de la figura se pueden poner en práctica entre otras cuestiones lasleyes físicas y fórmulas matemáticas que permiten calcular la fuerza justa con la que hay que

coger un objeto de peso determinado para transportarlo a una velocidad dada. Estos cálculoshay que ejecutarlos en el robot mediante un programa informático para que funcionecorrectamente:

Por lo tanto, el material curricular y los recursos didácticos que habría que desarrollar son:

5) Programaciones y Unidades Didácticas : Para facilitar la integración de todas lasactividades que se expondrán a continuación con la planificación del trabajo de aula,se redactarán Programaciones y Unidades Didácticas para los niveles que se han


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explicado en el apartado “3. Etapas, Niveles Educativos y Tipo de Alumnado al que vaDirigido”:

“Tecnologías” 3º ESO, Asignatura Común.

“Tecnología” 4º ESO, Opcional de Modalidad.

“Robótica” 4º ESO, Optativa de Libre Configuración. Esta asignatura es denueva creación, a impartir en los Institutos de Secundaria que voluntariamentela propongan según se contempla en la normativa vigente.

“Tecnología Industrial” de 1º y 2º de Bachillerato, Optativa de la modalidadCiencias y Tecnología.

6) Actividades guiadas de aprendizaje : conjunto de actividades de clase para elaprendizaje de programación de robots. Se trata de desarrollar los siguientes aspectos:

Técnicas de diseño y programación de software informático. Control de motores y navegación de vehículos.

Manejo de los dispositivos internos: pantalla, botones y altavoz del robot.

Manejo de sensores básicos: luz, sonido, contacto y distancia por ultrasonidos.

Manejo de sensores avanzados: temperatura, aceleración, giróscopo, brújula,cámara de visión, etc.

Se definirán todos los robots necesarios, se concretarán cada una de las prácticasguiadas de diseño y se realizarán las soluciones de los programas Java.

Para atender a los distintos niveles y ritmos de aprendizaje, elaboraremos un nºsuficiente de prácticas guiadas de dificultad graduada.

Para completar la formación básica, se añadirán otras actividades complementariascon robots de síntesis de todos estos aspectos trabajados: trazado de trayectorias,seguidor de línea, control acústico, jugador de golf, radar escolar, etc, etc.

Las actividades más avanzadas requerirán “ equipos” de robots comunicándose entre sípara trabajar de manera colaborativa, como por ejemplo carreras de relevos o equiposde búsqueda y rescate, que utilizan comunicación inalámbrica entre robots.

Como ejemplo, en la imagen semuestra el robot jugador de golfrealizado por alumnos/as de 4ºde la ESO del IES Turaniana, enRoquetas de Mar.

Este robot detecta donde hayuna pelota, se acerca ycomprueba el color (azul o rojo).Si es la suya la golpea y si no se

aleja, emite un sonido y siguebuscando.


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Sin embargo, este robot ha sido programado usando el lenguaje LEGO NXG (softwarepropietario de LEGO) pagando una licencia de aula. Con el Proyecto “RobóticaEducativa en Centros TIC” nuestra intención es que este tipo de robots de aprendizajepuedan usarse íntegramente con software libre en lugar de propietario, de modo queademás de fomentar este tipo de software los centros que decidan usar el material de

nuestro Proyecto no tengan que asumir el coste de comprar ningún tipo de licenciainformática.

Nuestra intención es preparar en total un mínimo de 30 actividades de este tipo, yadicionalmente realizar una recopilación comentada de la bibliografía y webgrafía másrelevante en cuanto al diseño, construcción y programación de robots educativos conLEGO Mindstorms NXT.

7) Actividades de aprendizaje por descubrimiento y experimentación:

Están pensadas para el alumnado que ya ha alcanzado cierta autonomía en diseño,construcción y programación de robots.

Llegados a este punto, resulta mucho más atractivo para nuestros alumnos y alumnas ymás efectivo desde un punto de vista pedagógico plantearles las actividades no comoun proceso guiado paso a paso, sino como un “ desafío” o planteamiento de unasituación que deben resolver.

La resolución de estos desafíos puede incluir no solo la programación del robot, sino sudiseño y construcción. Habría que transformar un conjunto de sensores y motoresinterconectados como los de la figura en un robot perfectamente operativo que

cumpla con los requisitos de diseño.

Además, estas actividades resultan más motivadoras cuando están ambientadas conuna historia que hace de hilo conductor, la solución no es inmediata, el grado dedificultad es asequible y se sintetizan conocimientos de diversas áreas. Normalmentela solución no es única y los equipos de trabajo deben plantearse diversas alternativasy seleccionar la que creen idónea.

Este proceso previo de reflexión y puesta en práctica de conocimientos, y la posibilidadde que cada equipo resuelva las situaciones de distintos modos hace mucho másinteresante la puesta en común y debate con toda la clase.


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A modo de ejemplo, una desafío podría consistir en diseñar una serie de robots paradesplegar una “base espacial” en Marte. Así, habría que hacer un robot que coloca laspiezas para construir la primera base espacial, después tendría que desplegar unospaneles solares apuntando a la luz del Sol para que la base funcione, y finalmente debesalir a rescatar unos “astronautas” que estaban explorando Marte y que están

atrapados entre obstáculos dentro de un laberinto.El material curricular que queremos elaborar estaría constituido por la definición deuna serie de desafíos de dificultad graduada. Cada uno de ellos tendría la descripcióndel desafío, los criterios de puntuación para considerarlos superados, un análisis de lasdiferentes soluciones y ejemplos de soluciones programadas en Java.

En el Proyecto “Robótica Educativa en Centros TIC” que proponemos, queremoselaborar un mínimo de 5 desafíos completos con 10 horas de trabajo de clase cadauno.

4.2 TIPOS DE SOPORTE (IMPRESO, INFORMÁTICO, AUDIOVISUAL U OTROS).

Puesto que los recursos didácticos y el material curricular que proponemos están basados enel uso de las TIC, el soporte en el que estarán será informático.

Además, siempre emplearemos formatos multiplataforma para facilitar la difusión a cualquierCentro TIC de Andalucía:

Documentación y presentaciones en “ pdf ”, de modo que puedan consultarse con elprograma gratuito Acrobat Reader .

Programas en Java, que como ya se ha comentado es multiplataforma por definición.

Ficheros ejecutables para Guadalinex EDU.

Para facilitar la utilización de Plataformas Educativas TIC, todo el material estará estructuradotambién para poder ser usado con Moodle , que es un Sistema de Gestión de Cursos de CódigoAbierto utilizado por ejemplo en los CEPs de Almería para impartir cursos a distancia.

El coordinador del Proyecto “Robótica Educativa en Centros TIC” ha recibido formación enMoodle y en su aplicación como soporte pedagógico, y ha colaborado en la implantación deesta plataforma en el IES Turaniana como herramienta de trabajo usada en las asignaturas deInformática en Ciclos Formativos y Tecnología e Informática en ESO y Bachillerato.


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4.3 ASPECTOS INNOVADORES DE LOS MATERIALES A REALIZAR O DISEÑAR

Los aspectos que resultan innovadores en los Materiales Curriculares y Recursos Didácticosque proponemos realizar son los siguientes:

4.3.1 ACTUALIZACIÓN EN LA ROBÓTICA EDUCATIVA CON EL MANEJO DE LOSNUEVOS ROBOTSLEGO MINDSTORMS NXT

Ya existe alguna experiencia previa en Andalucía en cuanto a la enseñanza de robótica enSecundaria usando material educativo de LEGO, pero está basada en la utilización de losantiguos robots LEGO RCX (del año 1999).

Nosotros pretendemos crear material y recursos de aula a partir de los nuevos y más potentesLEGO Mindstorms NXT (del año 2006 y actualizados en 2009) ya que la versión LEGO RCX se ha

quedado obsoleta.Son más fáciles de manejar y más adecuados para la docencia en Enseñanza Secundaria.También incrementan las posibilidades de creación de robots con nuevos tipos de piezas,sensores más sofisticados y motores con retroalimentación.

Como ejemplos ilustrativos de estas nuevas capacidades, en las fotografías siguientes semuestran dos robots hechos con LEGO Mindstorms NXT que son capaces de resolver uno el“cubo de rubik” y otro un “ sudoku”:

Los nuevos LEGO Mindstorms NXT además permiten la utilización de material de terceraspartes creado para estos robots: nuevos sensores para realizar medidas y experiencias deFísica, cámaras para hacer robots con capacidad de visión, comunicación usando Bluetooth que permite intercambio de información entre robots o control remoto desde un teléfonomóvil, etc.

No en vano estos robots educativos son los más utilizados actualmente a nivel internacionaltanto en Enseñanza Secundaria como en la Universidad. Y han desplazado otro tipo de robots

educativos (FisherTechnics , RoboBuilder , tarjetas controladoras, …), incluyendo la antiguaversión LEGO RCX.


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Por este motivo existe multitud de material disponible: concursos, propuestas de montajes,sensores y circuitos electrónicos de diversas compañías, etc.

Pero de todo este material en primer lugar la mayoría está en inglés, ninguno está adaptado ala Enseñanza Secundaria en Andalucía, ni existe ninguna plataforma de trabajo basadaíntegramente en el manejo de software libre, y ni mucho menos hay material preparado parafuncionar con Guadalinex.

Además, no solo hay que actualizar la “herramienta tecnológica”. También hay que rediseñar yelaborar las nuevas actividades para que tengan en cuenta el desarrollo de todas lasCompetencias Básicas como se verá más adelante.

4.3.2 CREACIÓN DE UNA PLATAFORMA DE DESARROLLO Y ACTIVIDADES DEROBÓTICA BASADAS COMPLETAMENTE EN EL MANEJO DE UNA GRANVARIEDAD DE SOFTWARE LIBRE (INEXISTENTE EN LA ACTUALIDAD).

Queremos que toda la elaboración y aplicación de los contenidos y actividades se realiceusando software libre como medida para promover su utilización y desarrollo y para facilitar suimplantación en cualquier Centro TIC de Andalucía.

Ya se ha expuesto anteriormente que la plataforma de programación de robots está integradapor:

Java, como lenguaje de programación.

LEJOS, como plataforma de desarrollo y ejecución de programas Java para los robotsLEGO Mindstorms NXT .

Eclipse, como entorno de programación Java.

Guadalinex, como sistema operativo.

Además, también queremos que nuestros alumnos y alumnas utilicen como herramientas detrabajo los siguientes programas de software libre:

QCAD, para el diseño de nuevos montajes con herramientas de Diseño Asistido porOrdenador (CAD en inglés).

Audacity y Soundtracker , para la edición de los sonidos que emitirán los robots por sus

altavoces. GNUPaint y GIMP, para edición de imágenes que visualizarán los robots en su pantalla.

OpenOffice , para la elaboración de diseños, memorias y exposiciones en clase.

Moodle , como plataforma educativa para el acceso y publicación del material detrabajo en clase.


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4.3.3 ENFOQUE DE LA ROBÓTICA COMO UN ÁREA DE TRABAJO YEXPERIMENTACIÓN INTERDISCIPLINAR DE CONOCIMIENTO CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO.

Según la normativa actualmente en vigor, la robótica es un conocimiento que forma parte dela asignatura “Tecnología” en 4º de la ESO y “Tecnología Industrial” en 1º y 2º de Bachillerato.

Ya se ha explicado en otros apartados de este documento que la robótica es un campo delconocimiento tecnológico que engloba tres bloques de conocimientos fundamentales en lasasignaturas de Tecnología: mecánica, electrónica e informática.

Construyendo la estructura de un robot los estudiantes aprenden intuitivamenteconceptos como estabilidad estructural, ventajas mecánicas y relación de transmisión.

Usando motores y sensores los estudiantes están aprendiendo conceptos comoretroalimentación y control.

Programando el comportamiento del robot los estudiantes han de analizar las tareasnecesarias para que su creación pueda cumplir su función, definir las acciones ycomprobar resultados.

Por este motivo se pueden utilizar las actividades de diseño, construcción y programación derobots como una herramienta que siendo atractiva y motivadora para nuestro alumnado nospermita desarrollar con gran profundidad el proceso de enseñanza-aprendizaje de áreas demuy amplias de Tecnología e Informática.

Pero es que además no nos conformamos solo con esto (que ya sería bastante). Los Profesoresque formamos parte del Proyecto “Robótica Educativa en Centros TIC”, como IngenierosSuperiores que somos, sabemos perfectamente que la tecnología sin fundamento científico

que la origine queda reducida a una simple técnica.

Por ejemplo, un robot como el de la figura que hace algo aparentemente tan sencillo comocoger un objeto y colocarlo en otro lugar necesita una gran precisión en sus cálculos:geometría del objeto, trayectoria del movimiento, fuerza de empuje, etc.

Precisamente por esto, por entender la tecnología como algo inseparable de la ciencia que lasustenta y partiendo de un enfoque interdisciplinar de la educación que aplicamosnormalmente en nuestra labor docente, pretendemos que todos los materiales curriculares y

recursos didácticos realizados lleven siempre implícito la puesta en práctica de alguna ley físicao fundamento matemático.


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De esta manera, no solo enriquecemos el proceso de enseñanza-aprendizaje de nuestrosalumnos y alumnas sino que les ayudamos a que entiendan y aprecien conocimientos quenormalmente les resultan difíciles de entender y poco útiles.

4.3.4 APLICACIÓN DE CONOCIMIENTOS DE MANERA PRÁCTICA A TRAVÉS DELDESARROLLO DE LAS COMPETENCIAS BÁSICAS.

Citando textualmente la normativa vigente, “la inclusión de las Competencias Básicas en elcurrículo tiene varias finalidades:

Permitir a todos los alumnos/as integrar sus aprendizajes. Ponerlos en relación con distintos tipos de contenidos y utilizarlos de manera efectiva

cuando les resulten necesarios en diferentes situaciones y contextos .”

Este espíritu integrador de conocimientos ya ha quedado reflejado en el apartado anterior.

Así mismo, se ha explicado que la elección de la robótica como tema de desarrollo curriculartambién ha tenido en cuenta que es una manera de aplicar de manera práctica esosconocimientos teóricos de diversas áreas de conocimiento.

Aunque la contribución al desarrollo de las Competencias Básicas se detalla más adelante en elaparatado “6.1 Contribución al Desarrollo de Competencias Básicas”, aquí podemos resumirbrevemente diciendo que:

La programación de robots educativos a través de los recursos propios de un CentroTIC de Andalucía proporciona una oportunidad especial para desarrollar lacompetencia en el tratamiento de la información y la competencia digital .

A la adquisición de la competencia de aprender a aprender se contribuye conestrategias de resolución de problemas tecnológicos, combinando los recursoscaracterísticos de un centro TIC en Andalucía, el contexto interdisciplinar de la robóticay el atractivo de la construcción y programación de robots.

La contribución a laautonomía e iniciativa personal se centra en el planteamiento delos problemas tecnológicos como retos que los alumnos/as deben resolver, para eldesarrollo de cualidades personales como la iniciativa, el espíritu de superación, laperseverancia frente a las dificultades, la autonomía y la autocrítica, contribuyendo alaumento de la confianza en uno mismo y a la mejora de su autoestima.

El uso instrumental de conocimientos y técnicas matemáticas contribuye a configuraradecuadamente la competencia matemática en la medida en que brinda situacionesde aplicación práctica. El procesamiento de la información que el robot recibe de sussensores permite trabajar en el aula cuestiones como la medición y el cálculo demagnitudes, el uso de escalas, y la resolución de problemas basados en la aplicaciónde expresiones matemáticas y principios físicos.

La contribución a la competencia en comunicación lingüística se realiza a través de laadquisición de vocabulario específico que se utiliza en los procesos de búsqueda,

análisis, selección, resumen y comunicación de información, así como la lectura,interpretación y redacción de informes y documentos técnicos.


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Además, han sido los alumnos que comenzaron el curso anterior con la asignatura de robótica(el 80% de ellos ahora en Bachillerato) los que han demandado continuar con este tipo deactividades en el curso actual 2009-2010 como parte de su formación académica.

Queremos que esta medida tan innovadora forme parte del Proyecto (en los pocos Institutosde Andalucía que se imparte robótica se suele hacer como Unidades Didácticas dentro de laasignatura de Tecnología). Aprovecharemos esta iniciativa y la experiencia previa delcoordinador del Proyecto para redefinir la asignatura de libre configuración utilizando losmateriales curriculares y recursos didácticos que queremos elaborar, que como ya se haexplicado estarán basados íntegramente en software libre y con un fuerte carácterinterdisciplinar.

Otra ventaja de incorporar esta iniciativa al Proyecto que planteamos es que con lo quesupone contar con el apoyo, aprobación y reconocimiento de la Consejería de Educación deAndalucía, la difusión y facilidad para propagar los resultados de nuestra labor y materiales deaula en otros Institutos de Andalucía es mucho mayor.

4.3.6 RECURSOS DE AULA TANTO PARA ENSEÑANZA SECUNDARIA OBLIGATORIACOMO PARA BACHILLERATO EN LA MODALIDAD CIENCIA Y TECNOLOGÍA.

Los materiales que pretendemos desarrollar abarcarán los niveles educativos de 3º y 4º de laESO y 1º y 2º de Bachillerato.

Los últimos cursos de la ESO son clave para las asignaturas de ciencias en nuestro alumnado,ya que son donde se reflejan los resultados de su posible desmotivación y desinterés por los

estudios. Además, a partir de 4º de la ESO las asignaturas de ciencias empiezan a ser optativasy es donde se aprecian los pocos alumnos que tienen intención de continuar sus estudiospostobligatorios en algún campo de la ciencia o la tecnología.

Por esto creemos que en estos cursos son en los que más debemos esforzarnos por ayudarlesa comprender la importancia y aplicaciones de los conocimientos científico-tecnológicos, asícomo hacer que el proceso completo de enseñanza aprendizaje se base en la aplicación de lasTIC. Las TIC no son solo una herramienta tecnológica sino que tiene la facultad de despertar elinterés y la motivación de nuestros alumnos y alumnas.

Esto en cuanto a la ESO. En cuanto a Bachillerato las últimas estadísticas indican que desde

hace años son pocos los centros en que los alumnos de Ciencias y Tecnología enpostobligatoria superen el 30%. Un ejemplo de la carencia que tenemos en nuestro país eneste sentido son los datos oficiales del Ministerio de Trabajo que indican que a pesar de lafuerte destrucción de empleo que hemos padecido como consecuencia de la crisis, en Españaquedaron por cubrir 200.000 puestos de Ingenieros, sobre todo relacionados conTelecomunicaciones, Informática y Energías Renovables.

Uno de los objetivos que pretendemos conseguir es facilitar un material que fomente el gustopor lo científico-tecnológico y por lo tanto anime a nuestros alumnos y alumnas a continuarcon sus estudios postobligatorios: Bachillerato, Ciclos Formativos y Universidad.

Además, centrándonos ahora un poco en la casuística de la asignatura de Tecnología Industrial,desde la implantación de la LOE las antiguas modalidades de Ciencias se agrupan en una única


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de Ciencia y Tecnología. Y la asignatura Tecnología Industrial es de oferta obligatoria en todoslos Institutos que impartan esta modalidad de Bachillerato.

Además, con el nuevo formato de Exámenes de Acceso a la Universidad (Selectividad) queentra en vigor a partir del curso 2009-2010, para la mayoría de las Ingenierías la asignaturaTecnología Industrial se encuentra entre las tres asignaturas con mayor ponderación, siendoesto un indicador claro de la importancia de la asignatura en la formación de los futurosestudiantes de Ingeniería.

Antes todo esto no era así y eran muy pocos los centros en que se impartía la asignatura“Tecnología Industrial”. Ahora el panorama es diferente: el número de alumnos y alumnas deTecnología Industrial se ha incrementado en muy poco tiempo, muchos Profesores/as deTecnología nunca han dado la asignatura en Bachillerato y la cantidad y calidad del materialeducativo disponible es insuficiente.

Por todas estas razones, consideramos fundamental proporcionar material curricular yrecursos didácticos a Profesores/as y alumnos/as de Tecnología en:

Enseñanza Secundaria Obligatoria, para fomentar el interés por los conocimientoscientífico-tecnológicos y para ayudarles a comprender asignaturas que muchas vecesresultan difíciles de entender.

Bachillerato, para proporcionar material de trabajo adecuado a los alumnos de lamodalidad de Ciencia y Tecnología que pretenden continuar con estudios superioresde carácter técnico, ya sean Ingenierías o Ciclos Formativos.


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5. FUNDAMENTACIÓN PEDAGÓGICA DEL PROYECTO

Los principios pedagógicos que seguiremos en la elaboración de materiales curriculares yrecursos didácticos son los siguientes:

Los estudiantes deben ser responsables de su aprendizaje, deben aprender aaprender .

El proceso es a menudo más importante que el resultado . Con el desarrollo de lasCompetencias Básicas se busca precisamente saber aplicar los conocimientosadquiridos, y esto se consigue poniéndolos en práctica.

Se pretende que aprender sea divertido . La motivación es fundamental para que losalumnos y alumnas pongan el máximo de sus facultades en su proceso de aprendizaje.

Los estudiantes deben disfrutar del aprendizaje y del trabajo en grupo . La satisfacciónpor los logros conseguidos es fundamental para su autonomía y autoestima.

El hecho de proponer los problemas a modo de desafío que todos los equipos han de

resolver, implica cierta competitividad que atrae enormemente a los alumnos/as yfavorece la comunicación en clase.

Compartir lo aprendido publicando los resultados para que otros aprendan esenriquecerse.

La experimentación es, por parte del estudiante y del Profesor, muy importante. Aveces nadie conoce la respuesta correcta y esto obliga a dar lo máximo de uno mismo.

Potenciar la creatividad , tanto por parte del estudiante como del Profesor.

Estos fundamentos pedagógicos son los que intentamos aplicar en el aula los Profesores queformamos parte de este Proyecto.

Nuestra experiencia docente nos muestra claramente que nuestros alumnos se sientenenormemente atraídos por todo lo que sean TIC y nuevas tecnologías. Por lo tantoentendemos que este es el mejor camino para contar con la motivación y participación activadel alumnado.

Utilizando robots educativos en clase tenemos la oportunidad de ofrecer a nuestros alumnos yalumnas unos materiales didácticos basados precisamente en TIC y nuevas tecnologías.

De este modo tenemos más fácil conseguir que les resulten novedosos y atractivos, que lespermitan aprender, experimentar y aplicar los conocimientos adquiridos en Tecnología y enotras asignaturas de ciencias como Informática, Matemáticas y Física.

En definitiva pretendemos aplicar de manera práctica conocimientos intercurriculareshaciendo uso intensivo de las TIC con software libre; motivar a nuestros alumnos para queaprendan a aprender y por sí mismos; favorecer como consecuencia su autonomía e iniciativapersonal; y desarrollar habilidades de trabajo en equipo para alcanzar unos objetivos.

Resumiendo todo lo anterior, el diseño, construcción y programación de robots educativosserá una propuesta para desarrollar en el aula todas las Competencias Básicas.

En el siguiente apartado se explica la aplicación de estos principios pedagógicos desde el puntode vista de Tecnología.


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En el capítulo “6.1 Contribución al Desarrollo de Competencias Básicas” se detalla rán comopueden contribuir los materiales curriculares y recursos didácticos del Proyecto al desarrollode todas las Competencias Básicas.

5.1 DESARROLLO Y APLICACIÓN DE METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DINÁMICAS, PARTICIPATIVAS Y MOTIVADORAS EN AULASTIC

La gran razón metodológica por la que queremos realizar este Proyecto es conseguir que losalumnos/as desarrollen sus conocimientos no solo de manera teórica y a partir de la labor desu Profesor/a sino, sobre todo, de manera práctica y a partir de sus propias experiencias yconclusiones. Es cada individuo quien va desarrollando su árbol cognitivo de manera dinámica,su propia estructura de conocimiento, creando tanto nuevos elementos de conocimiento

como nuevas relaciones entre ellos.Creemos firmemente que tenemos una gran oportunidad de lograr este objetivo pedagógicocombinando:

Los recursos característicos de un centro TIC en Andalucía. El contexto interdisciplinar del currículo de Tecnología. La actualidad y atractivo de la construcción y programación de robots.

Aprovecharemos también el interés natural del alumno en crear, construir e inventarmotivándole a aprender, investigar y pensar.

A continuación se detalla el proceso que nos ha llevado a esta conclusión y las característicasde la metodología que pretendemos desarrollar en el aula.

Los montajes de Tecnología normalmente representan la parte que resulta más atractiva anuestro alumnado. Aunque hay que evitar confundir los montajes con simples manualidades.Recordamos que el objetivo de cada construcción no es construir una manualidad más omenos aparente, sino poner en práctica los conocimientos propios de Tecnología y de las áreasrelacionadas.

El método de proyecto-construcción tiene esa mezcla de experimentación y puesta en prácticade la teoría con la construcción de un objeto técnico que sigue un funcionamientodeterminado. Es el principal mecanismo para imbuir al alumnado en los procedimientospropios de Tecnología, en las normas de higiene y seguridad en el taller, en la importanciatanto de los conocimientos teóricos como de las habilidades manuales, en la importancia deinterpretación y redacción de documentos técnicos, en la importancia del ingenio y lacreatividad, etc.

Por último, también la metodología proyecto-construcción es la mejor herramienta quetenemos en Tecnología para dar cabida a la creatividad de los alumnos y alumnas.

Sin embargo, al desarrollar el proyecto de construcción de forma tradicional nos encontramosque se pueden abarcar áreas de conocimiento limitadas, debido a limitaciones de tiempo yherramientas disponibles. Una gran parte del tiempo se ocupa en manipular materiales y


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herramientas muy conocidas por el alumnado (madera, sierra, martillo, destornillador, …) ypor tanto se pierde un poco el sentido de experimentación y adquisición de nuevosconocimientos. Esto ocurre de modo especial en los últimos cursos de la ESO y en Bachillerato.

Este Proyecto que presentamos se basa en la utilización en el aula de un material didácticonuevo que aprovecha las ventajas del proyecto-construcción tradicional y soluciona susinconvenientes habituales : el autómata programable LEGO Mindstorms NXT.

Se basa en piezas ensamblables que permiten una fácil y rápida construcción de mecanismosque pueden ser conectados a dispositivos controladores. El control automático de losmecanismos se realiza gracias a la programación del robot LEGO.

Por tanto dispondríamos de autómatas programables de muy fácil ensamblaje.

El desarrollo de los conocimientos de robótica queremos enfocarlo con una metodologíadinámica, participativa y motivadora, y dando un papel primordial a los procesos deenseñanza-aprendizaje significativos, funcionales y cooperativos:

A pesar de que el alumno no tenga una base sólida de conocimientos sobre robótica, seguroque sabe más cosas de las que se imagina. Este conocimiento de partida será el punto dearranque del aprendizaje significativo , basado en los conocimientos previos propios de cadaalumno/a.

Además, se pretende aprovechar el inicio de cada actividad para tratar de motivar al alumnobien mediante un adelanto del tipo de cosas que estudiaremos, bien planteando debates oincluso contradicciones al tratar de explicar situaciones utilizando únicamente su conocimientoprevio. Se inicia así el proceso de investigación y experimentación que recorrerán losalumnos/as en el transcurso de sus aprendizajes.

En el desarrollo de cada actividad, pretendemos desarrollar los distintos contenidos haciendoespecial énfasis en mostrar cercano el conocimiento, ofreciendo de forma atractiva unautilidad y finalidad clara a los aprendizajes.

Es especialmente importante llenar de ejemplos y anécdotas las clases: objetos o sistemastécnicos conocidos, noticias de actualidad, situaciones de deportes o películas del gusto denuestro alumnado, etc. Para esta finalidad, la búsqueda y acceso a la información que permiteinternet resulta un elemento fundamental a la vez que motivador.

Queremos por tanto impulsar también un tipo de aprendizaje funcional : el alumno debepercibir que conforme va integrando el conocimiento en su estructura cognitiva, esteconocimiento sirve para algo, explica el mundo que nos rodea y le permite comprender másconocimientos, no solo de robótica sino también de Tecnología en general, y de Informática,Matemáticas, Física y Química, etc.

Finalmente, el tipo de actividades que proponemos basadas en la resolución de “desafíos” porequipos (a veces incluso con múltiples soluciones) favorece el trabajo cooperativo ycolaborativo en clase entre los alumnos y alumnas.

Trabajar en grupo ofrece oportunidades de desarrollar habilidades de comunicación entre losmiembros del grupo, potenciando el sentido de la comunicación y colaboración entreestudiantes. Valores todos ellos deseables para los jóvenes adolescentes.


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6. CONCRECIÓN DE LOS OBJETIVOS, COMPETENCIAS BÁSICAS,CONTENIDOS, MÉTODOS PEDAGÓGICOS Y/O CRITERIOS DEEVALUACIÓN QUE SE TRABAJARÁN EN EL MATERIAL Y SURELACIÓN CON EL DESARROLLO DE LAS MATERIAS Y ÁREASDEL CURRÍCULO

6.1 CONTRIBUCIÓN AL DESARROLLO DE COMPETENCIAS BÁSICAS

Las Competencias Básicas, que se incorporan por primera vez a las enseñanzas mínimas con laLOE, permiten identificar aquellos aprendizajes que se consideran imprescindibles desde unplanteamiento integrador y orientado a la aplicación de los saberes adquiridos.

Su logro deberá capacitar a los alumnos y alumnas para su realización personal, el ejercicio dela ciudadanía activa, la incorporación satisfactoria a la vida adulta y el desarrollo de unaprendizaje permanente a lo largo de la vida.

La incorporación de Competencias Básicas al currículo permite poner el acento en aquellosaprendizajes que se consideran imprescindibles, desde un planteamiento integrador yorientado a la aplicación de los saberes adquiridos. De ahí su carácter básico. Son aquellascompetencias que debe haber desarrollado un joven o una joven al finalizar la enseñanzaobligatoria para poder lograr su realización personal, ejercer la ciudadanía activa, incorporarsea la vida adulta de manera satisfactoria y ser capaz de desarrollar un aprendizaje permanentea lo largo de la vida.

Las ocho Competencias Básicas en nuestra Enseñanza Secundaria Obligatoria son:

1. Competencia en comunicación lingüística.2. Competencia matemática.3. Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico.4. Tratamiento de la información y competencia digital.5. Competencia social y ciudadana.6. Competencia cultural y artística.7. Competencia para aprender a aprender.8. Autonomía e iniciativa personal.

Los materiales curriculares y recursos didácticos de robótica que se proponen en este Proyectopermitirán desarrollar todas las distintas Competencias Básicas en el modo que se describe acontinuación.

La programación de robots educativos a través de los recursos propios de un Centro TIC deAndalucía proporciona una oportunidad especial para desarrollar la competencia en eltratamiento de la información y la competencia digital .

Se contribuirá al desarrollo de esta Competencia Básica en la medida en que los aprendizajespropuestos se basan en el uso de los ordenadores, en las destrezas básicas asociadas a un usosuficientemente autónomo de estas tecnologías y, en definitiva, contribuyen a familiarizarse

suficientemente con ellos.


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Además, todo el material educativo estará asociado al desarrollo de contenidos que permitenlocalizar, procesar, elaborar, almacenar y presentar información con el uso de Tecnologías dela Información y Comunicación.

También se ha expuesto ya que toda la elaboración y aplicación de los contenidos y actividadesse realizará usando software libre como medida para promover su utilización y desarrollo yfacilitar la implantación en otros Centros TIC de Andalucía.

A la adquisición de la competencia de aprender a aprender se contribuye por el desarrollo deestrategias de resolución de problemas tecnológicos, en particular mediante la obtención,análisis y selección de información útil para diseñar todos y cada uno de los robots deaprendizaje que se plantean.

Se pretende conseguir que nuestros alumnos y alumnas desarrollen sus conocimientos no soloa partir de la labor de su Profesor/a sino, sobre todo, a partir de sus propias experiencias yconclusiones. Aprovecharemos el interés natural del alumno en crear, construir e inventarpara motivarle a aprender, investigar y pensar.

Tenemos una gran oportunidad de contribuir al desarrollo de esta Competencia Básicacombinando los recursos característicos de un centro TIC en Andalucía, el contextointerdisciplinar de la robótica y la actualidad y atractivo de la construcción y programación derobots.

La contribución a la autonomía e iniciativa personal se centra en el modo particular con queeste Proyecto abordará los problemas tecnológicos, planteándolos como retos que losalumnos y alumnas deben resolver. Y será mayor en la medida en que se fomenten modos deenfrentarse a ellos de manera autónoma y creativa, se incida en la valoración reflexiva de lasdiferentes alternativas y se prepare para el análisis previo de las consecuencias de lasdecisiones que se toman en el proceso.

A través de esta vía se ofrecen muchas oportunidades para el desarrollo de cualidadespersonales como la iniciativa, el espíritu de superación, la perseverancia frente a lasdificultades, la autonomía y la autocrítica, contribuyendo al aumento de la confianza en unomismo y a la mejora de su autoestima.

Recordemos que uno de los principios en que nos basamos es el hecho de que el proceso es amenudo más importante que el resultado.

Además, el proponer los diferentes robots como un desafío de trabajo que todos han de

resolver implica cierta competitividad, afán de superación y satisfacción por el logro que atraeenormemente a los alumnos/as.

El uso instrumental de conocimientos y técnicas matemáticas contribuye a configuraradecuadamente la competencia matemática , en la medida en que brinda situaciones deaplicación a diversos campos, facilita la visibilidad de esas aplicaciones y de las relaciones entrelos diferentes contenidos matemáticos y puede colaborar a la mejora de la confianza en el usode esas herramientas matemáticas.

Algunas de ellas están especialmente presentes debido al manejo de la informaciónprocedente de los sensores del robot, procesamiento de la información según el programa defuncionamiento y envío de órdenes a los servomotores de salida. Esto permite trabajar en el


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aula cuestiones como la medición y el cálculo de magnitudes, el uso de escalas, y la resoluciónde problemas basados en la aplicación de expresiones matemáticas y principios físicos.

La contribución a la competencia en comunicación lingüística se realiza a través de laadquisición de vocabulario específico, que ha de ser utilizado en los procesos de búsqueda,análisis, selección, resumen y comunicación de información. La lectura, interpretación yredacción de informes y documentos técnicos contribuye al conocimiento y a la capacidad deutilización de diferentes tipos de textos y sus estructuras formales.

De aquí la importancia que cobra la recopilación bibliográfica comentada que elaboraremos,con comentarios sobre posibles aplicaciones en el aula. De esta manera se facilita tanto lalabor del Profesor/a de preparación de actividades de clase como la aplicación directa de labibliografía para el fomento de la lectura en clase.

También para facilitar el desarrollo de la competencia lingüística, todas y cada una de lasunidades didácticas terminaran con una cita de algún personaje famoso que permita plantearactividades de reflexión, debate, etc.

Por otro lado, la robótica es un área de conocimiento tecnológico muy actual. Como todos loscampos de alta tecnología y en constante desarrollo, la mayoría de la nomenclatura técnica seencuentra en inglés. Esto permite contribuir al plurilingüismo con actividades de manejo devocabulario técnico en inglés.

Se contribuye a la adquisición de la competencia en el conocimiento y la interacción con elmedio físico principalmente mediante el conocimiento y comprensión de procesos y sistemastecnológicos asociados a los robots y a través del desarrollo de destrezas técnicas y habilidadespara manipular objetos con precisión y seguridad.

La interacción con un entorno en el que lo tecnológico constituye un elemento esencial se vefacilitada por el conocimiento y utilización del proceso de resolución técnica de problemas y suaplicación para identificar y dar respuesta a necesidades, evaluando el desarrollo del proceso ysus resultados.

Por último, la contribución a la adquisición de la competencia social y ciudadana , en lo que serefiere a las habilidades para las relaciones humanas vendrá determinada por el modo en quese desarrollan los contenidos asociados al proceso de diseño y construcción de los robotseducativos.

El alumnado tendrá múltiples ocasiones para expresar y discutir adecuadamente ideas y

razonamientos, escuchar a los demás, abordar dificultades, gestionar conflictos y tomardecisiones, practicando el diálogo, la negociación, y adoptando actitudes de respeto ytolerancia hacia sus compañeros.

Al conocimiento de la organización y funcionamiento de las sociedades colabora la robóticadesde el análisis del desarrollo tecnológico de las mismas y su influencia en los cambioseconómicos y de organización social que están teniendo lugar actualmente en la evolución ydesarrollo tecnológico de la humanidad.


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6.2 DESARROLLO CURRICULAR DE MATERIAS DE ESO Y BACHILLERATO

Con los materiales curriculares y recursos didácticos del Proyecto “Robótica Educativa enCentros TIC” podemos abarcar gran parte del currículo de Tecnología e Informática, además deapoyarnos en otras disciplinas difíciles de entender para nuestros alumnos como Física y

Matemáticas.Además, se potencia el interés por los estudios de carácter técnico, como son las Ingenierías yCiclos Formativos de Telecomunicaciones, Informática, Industriales, Electrónica, etc.

Construyendo la estructura de un robot los estudiantes aprenden intuitivamente conceptoscomo estabilidad estructural, ventajas mecánicas y relación de transmisión. Usando motores ysensores los estudiantes están aprendiendo conceptos como retroalimentación y control.

Programando el comportamiento del robot los estudiantes han de analizar las tareasnecesarias para que su creación pueda cumplir su función, definir las acciones y comprobarresultados.

Se tocan diversas áreas del conocimiento, investigando, redactando documentación ytrasmitiendo contenidos relacionados con las áreas de las ciencias, las matemáticas, laarquitectura y la ingeniería.

Teniendo en cuenta el currículo oficial que establece la normativa vigente (detallada en el Apéndice: Marco Legislativo ), los Objetivos, Contenidos y Criterios de Evaluación que setrabajarán están recogidos en los núcleos temáticos que se detallan a continuación.

Conseguir aún más concreción curricular es uno de los recursos del proyecto, con laelaboración de Programaciones y Unidades Didácticas para todos los niveles y asignaturascomentadas en el apartado “3. Etapas, Niveles Educativos y Tipo de Alumnado al que vaDirigido”.

6.2.1 TECNOLOGÍA - 3º Y 4º ESO

Control y robótica. – Experimentación con sistemas automáticos, sensores, actuadores y aplicación

de la realimentación en dispositivos de control.

– Diseño y construcción de robots. – Uso del ordenador como elemento de programación y control. Trabajo con

simuladores informáticos para verificar y comprobar el funcionamiento de lossistemas diseñados.

Estructuras y Mecanismos. – Elementos de una estructura y esfuerzos a los que están sometidos. Análisis de

la función que desempeñan. Tipos de apoyo y triangulación. – Mecanismos de transmisión y transformación de movimiento. Relación de

transmisión. Análisis de su función en máquinas.

– Diseño y construcción de prototipos que incluyan mecanismos de transmisióny transformación del movimiento.


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Electricidad y Electrónica. – Experimentación de los efectos de la corriente eléctrica. – Determinación del valor de las magnitudes eléctricas mediante instrumentos

de medida. – Aplicaciones de la electricidad en sistemas técnicos. – Circuito eléctrico: funcionamiento, elementos, simbología y diseño. – Electrónica analógica. Componentes básicos y simbología. – Electrónica digital. Aplicación del álgebra de Boole a problemas tecnológicos

básicos. Puertas lógicas. – Uso de simuladores para analizar el comportamiento de los circuitos

electrónicos. – Realización de montajes de circuitos característicos.

Tecnologías de la comunicación. Internet.

– Utilización de tecnologías de la comunicación de uso cotidiano. – Descripción de los sistemas de comunicación alámbrica e inalámbrica y sus

principios técnicos, para transmitir sonido, imagen y datos. – Internet: conceptos, terminología, estructura y funcionamiento. – Herramientas y aplicaciones básicas para la búsqueda, descarga, intercambio y

publicación de la información. Proceso de resolución de problemas tecnológicos.

– Fases del proyecto técnico. Elaboración de ideas y búsqueda de soluciones.Distribución de tareas y responsabilidades, cooperación y trabajo en equipo.

– Realización de documentos técnicos. Diseño, planificación y construcción deprototipos.

– Proceso creativo, de diseño y de construcción. – Utilización de las tecnologías de la información y la comunicación para la

confección, desarrollo, publicación y difusión del proyecto.

6.2.2 TECNOLOGÍA INDUSTRIAL – 1º Y 2º DE BACHILLERATO

Elementos de maquinas y sistemas: – Transmisión y transformación de movimientos. – Soporte y unión de elementos mecánicos. Montaje y experimentación de

mecanismos característicos. – Elementos de un circuito genérico: generador, conductores, dispositivos de

regulación y control, receptores de consumo y utilización. – Representación esquematizada de circuitos. Simbología. Interpretación de

planos y esquemas.

– Montaje y experimentación de circuitos eléctricos y neumáticos. Principios de maquinas: Motores eléctricos. Tipos y aplicaciones.


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Sistemas automáticos: – Elementos que componen un sistema de control: transductores, captadores y

actuadores. – Estructura de un sistema automático. Sistemas de lazo abierto y realimentados

de control. Comparadores. – Experimentación en simuladores de circuitos sencillos de control.

Control y programación de sistemas automáticos: – Circuitos lógicos combinacionales. Puertas y funciones lógicas. Procedimientos

de simplificación de circuitos lógicos. – Aplicación al control del funcionamiento de un dispositivo. – Circuitos lógicos secuenciales.

– Circuitos de control programado. Materiales de uso técnico.

La normativa resalta que en Tecnología Industrial, el alumnado debe tener la oportunidad deaplicar los conocimientos adquiridos para experimentar con diferentes máquinas, analizar suselementos estructurales y sistemas técnicos, los mecanismos de transmisión y unión y larelación entre ellos, así como para comprender la función de cada uno y las aplicacionescaracterísticas de los distintos tipos de máquinas.

6.2.3 INFORMÁTICA – 4º ESO

Conexiones inalámbricas e intercambios de información entre dispositivos móviles. Adquisición y tratamiento de imagen mediante periféricos de entrada. Captura de sonido y vídeo a partir de diferentes fuentes. Edición y montaje de audio y vídeo para la creación de contenidos multimedia . Publicación y difusión de contenidos. Internet y redes sociales. La propiedad y la distribución del software y la información: software libre y software

privativo, tipos de licencias de uso y distribución.

6.2.4 TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y LA COMUNICACIÓN - BACHILLERATO

Nuevas tecnologías de la Información y la comunicación en la sociedad. Hardware, sistema operativo y redes. Aplicaciones de edición y presentaciones Los servicios web y el trabajo con redes sociales. Edición y diseño asistido por ordenador. Lenguajes de programación. Control de procesos. Hojas de cálculo y software de análisis de datos numéricos. Bases de datos. Simulación.


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La normativa establece que debe establecerse una metodología que permitasimultáneamente, por un lado, adquirir los conceptos, estrategias y procedimientosinstrumentales específicos asociados a cada herramienta TIC, y por otro la integración yaplicación de estas en el ámbito específico de la modalidad de Bachillerato de que se trate encada caso (en nuestro caso Modalidad de Ciencias y Tecnología).

6.2.5 FÍSICA Y QUÍMICA – ESO Y BACHILLERATO

Las fuerzas y los movimientos. Estudio del movimiento. Dinámica. Electricidad. Aproximación al trabajo científico. Ciencia, tecnología y sociedad.

6.2.6 MATEMÁTICAS – ESO Y BACHILLERATO

Funciones y gráficas. Uso de las tecnologías de la información para el análisis conceptual y reconocimiento

de propiedades de funciones y gráficas. Estadística y Probabilidad. Utilización de la calculadora y la hoja de cálculo para organizar los datos y realizar

cálculos. Modelización matemática.


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7. PLANIFICACIÓN, FASES DE DESARROLLO, PROCESO DEVALIDACIÓN DEL MATERIAL Y CALENDARIO DEL PROYECTO

El Proyecto“Robótica Educativa en Centros TIC” que proponemos tendrá una duración de doscursos escolares: 2010-2011 y 2011-2012.

Y además será un Proyecto intercentros que se realizará en dos Institutos de EnseñanzaSecundaria: IES Celia Viñas en Almería, IES Turaniana en Roquetas de Mar. Así podemosdesarrollar y probar mejor los materiales y recursos docentes con las siguientes ventajas:

Con un mayor número de alumnos y alumnas trabajando el proceso de validación esmás exigente y el resultado obtenido será de más calidad.

Con un espectro mayor de alumnado se tiene más diversidad, y esto mejora la facilidaden la implantación en otros Institutos.

Antes de exponer la planificación del trabajo a lo largo de estos dos años es necesario resumiralgunos aspectos de la labor previa de los Profesores que realizaremos el Proyecto. La razón esentender cuál sería el punto de partida y conocer los recursos que ya tenemos y con los quecontamos para realizar el Proyecto.

En cualquier caso, más detalles de la experiencia previa relacionada con este Proyecto sedescribirá en el apartado “9.1 Experiencia Previa del Equipo de Trabajo”.

7.1 SITUACIÓN INICIAL DE PARTIDA

Tras probar hace dos cursos los nuevos robots LEGO Mindstorms NXT en un grupo de trabajode Tecnología que coordinaba uno de los participantes de este Proyecto, los miembros de esteProyecto “Robótica Educativa en Centros TIC” decidimos empezar a implantarlos como recursodidáctico en nuestras aulas:

Dentro la asignatura “Tecnología” de 4º de la ESO desde el curso 2008-2009 en el IESCelia Viñas de Almería.

Para impartir la asignatura “Robótica” como optativa de libre configuración en 4º de laESO, desde el curso 2008-2009 en el IES Turaniana de Roquetas de Mar.

Dentro de la asignatura “ Tecnología Industrial” de 1º del Bachillerato “Ciencias yTecnología” , desde este curso 2009-2010 en el IES “Turaniana”.

Estamos muy satisfechos con los resultados que estamos obteniendo. Conseguimos quenuestros alumnos y alumnas aprendan, se esfuercen, trabajen, participen, y todos se muestranmuy interesados en la materia.

Siguiendo esta línea de trabajo, este curso 2009-2010 estamos realizando las siguientesacciones:

Creación de un grupo de trabajo sobre robótica, coordinado por el mismo coordinadorde este Proyecto que proponemos. El objetivo principal es crear la primera versión

básica de plataforma de desarrollo basada en software libre y ejecutable enGuadalinex.


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El coordinador de este Proyecto ha impartido un curso de 30 horas en el CEP de ElEjido sobre “Robótica en el Aula” en Noviembre de 2009. El curso y el materialelaborado ha sido puntuado con la máxima valoración por todos los asistentes alcurso, y a lo largo del curso 2009-2010 todos ellos están utilizando el material delcurso para impartir clase de robótica en 4º de la ESO en Tecnología.

El CEP de Cuevas-Olula ya ha mostrado su interés en este curso. Quiere contar con elmismo ponente y el material de trabajo que elaboró y actualmente está estudiando silo convoca para Abril de 2010 o lo saca el próximo curso, en Octubre de 2010.

La dotación y recursos materiales que hemos adquirido en nuestros Institutos y queutilizaremos para desarrollar el Proyecto “Robótica Educativa en Centros TIC” son lossiguientes:

12 kits de robótica educativa LEGO Mindstorms NXT (4 en el IES Celia Viñas y 8 en el IES Turaniana). Cadakit está compuesto de:

1 robot básico LEGO Mindstorms NXT. 1 batería para robots LEGO. 1 cargador de baterías LEGO. 1 relación de actividades guiadas.

Material bibliográfico con algunas propuestas de desafíos de aprendizaje de LEGOMindstorms NXT , del prestigioso centro de robótica educativa “ Carnegie MellonRobotics Academy ”:

“Introduction to Robotics” “Robotics Projects”

La dotación propia de Tecnología en un Instituto de Enseñanza Secundaria enAndalucía que además es centro TIC:

Taller de Tecnología: Por un parte las mesas de trabajo del Taller serán el lugarhabitual de montaje de robots en grupo. Por otra, con las herramientas detrabajo disponibles también servirá como lugar de construcción de los“escenarios” de funcionamiento de los robots, como circuitos de obstáculos,laberintos, rampas, etc.

Aula de Informática: será el lugar donde se programa el comportamiento delos robots con el nuevo entorno basado en software libre y Guadalinex.También se realizarán las tareas de simulación y diseño por ordenador,búsqueda de información en internet, manejo de herramientas ofimáticas y decomunicación, etc.

Para continuar con nuestra labor innovadora y dar un impulso a la difusión de los resultados denuestro trabajo e investigación, necesitamos más recursos que nos permitan probar, evaluar yseleccionar de entre el abundante material disponible el que resulte más adecuado para unCentro TIC de Andalucía. Y a partir de aquí, desarrollar todos los materiales curriculares yrecursos didácticos necesarios para su aplicación y hacer un diseño de la equipación necesariapara su implantación en cualquier Centro TIC de Andalucía.

Esta es una de las razones por la que proponemos el Proyecto “Robótica Educativa en CentrosTIC”.

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El objetivo por tanto no es conseguir dotación para nuestros centros, ya que ésta laadquiriremos cuando hayamos definido en el Proyecto cual es exactamente la dotaciónnecesaria.

7.2 CALENDARIO DEL PROYECTO

A continuación se expone la planificación que nos comprometemos a cumplir en el Proyecto,tanto de entregas intermedias como de finalización de todos los materiales y recursosexplicados en el apartado “4. Descripción del Material a Elaborar y Diseñar”, y para los nivelesdescritos en “3. Etapas, Niveles Educativos y Tipo de Alumnado al que va Dirigido”.

Los materiales curriculares y recursos didácticos que se elaboran en cada curso seguirán lamisma numeración que la seguida cuando se describieron en el apartado 4.

7.2.1 CURSO 2010-2011

En este primer curso los objetivos son:

Recurso 1, completo: Diseño, implantación y pruebas de la nueva plataforma dedesarrollo de robots educativos basada íntegramente en manejo de software libre.

Recurso 2, completo: Guía detallada de instalación de la plataforma de desarrollo. Recurso 3, completo: Curso Básico de programación en Java, adaptado tanto a la

programación de robots como para Enseñanza Secundaria.

Recursos 5, parcialmente: Programación y Unidades Didácticas solo para 3º y 4º de laESO de Tecnología.

Recursos 6, parcialmente: Materiales y recursos didácticos de las actividades guiadasde aprendizaje solo para 3º y 4º de la ESO, que dentro de la asignatura Tecnología sonde carácter iniciático a la robótica y con cuestiones interdisciplinares de Informática,Matemáticas, y Física y Química.

La idea es que el esfuerzo del primer curso escolar se centrará en el material de carácter más“técnico” ( plataforma de desarrollo, guía de instalación y curso de Java), y probarlo

inicialmente en los cursos cuyas actividades son más sencillas y parecidas a las que estamosrealizando en la actualidad en los IES Celia Viñas y Turaniana.

Este material nos servirá para todos los niveles y será de fácil implantación en cualquier IES deAndalucía.

El esfuerzo en cuanto a planteamiento de actividades de aula será menor ya que en su mayorparte consistirá en una adaptación a la nueva plataforma del material docente que ya estamosutilizando.

La temporización de estos hitos sería la siguiente:

Julio-Septiembre de 2010:o Definición de la nueva plataforma de desarrollo.


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o Programación y Unidades Didácticas de Robótica para 3º y 4º ESO Tecnología,con actividades tanto de Tecnología como interdisciplinares.

Octubre-Diciembre de 2010:o Guía detallada de instalación de la plataforma de desarrollo.o Diseño, pruebas e implantación de la plataforma de desarrollo.

Enero-Marzo de 2011:o Curso Básico de programación en Java, adaptado tanto a la programación de

robots como para Enseñanza Secundaria.o Elaboración de las actividades de aprendizaje básicas y guiadas.

Abril-Mayo 2011:o Aplicación y prueba en clase (3º y 4º ESO) de todo el material preparado hasta

el momento: plataforma de desarrollo, guía de in

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