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DISEÑO Y DESARROLLO DE SOFTWARE PARA ESTIMULAR
EL APRENDIZAJE DE PROGRAMACIÓN DESDE TEMPRANA
EDAD A TRAVÉS DE LA INTERACCIÓN CON ROBOTS
MÓVILES EN AMBIENTES DE REALIDAD VIRTUAL.
María E. Pérez Mantilla.
Enrique Salazar Sebastiani.
Fundación Universitaria San Martín
(sede caribe)
Grupo de Investigación en Nuevas Tecnologías para el Aprendizaje
–
Directora: María E. Pérez Mantilla. [email protected],ar
Coordinador: Enrique Salazar S. [email protected]
GINTA
RESUMEN
Mediante el software desarrollado, se pretende generar un entorno visual de edición de
algoritmos, el cual posea el atributo de concretar la estructura lógica desarrollada. Tal
objetivo se alcanza mediante la utilización del computador, para dar vida a objetos en un
mundo físico o virtual, en el cual todo objeto del entorno es visto como un pequeño sistema
inteligente que pueda ser estudiado en interacción con el resto del mundo físico (real o
virtual) u otros objetos inteligentes.
De manera que el computador pueda ser usado como puente entre las estructuras formales,
puramente abstractas (programas informáticos) y los aspectos claves del mundo físico real.
El software cuenta con una interfaz grafica que permite al usario construir bloques de
instrucciones: esta interfaz se realizo teniendo en cuenta los conceptos recientes de
usabilidad y accesibilidad, asegurando así que el usuario sea capaz de aprender a usar la
aplicación en poco tiempo y en temprana edad.
Se utiliza bloque, sensores y motores, al implementar los bloques condicionales repetitivos
se manejan variables que controlan la interacción con los sensores y la reacción ante
estímulos, permitiendo crear bloques con instrucciones anidadas. Esta herramienta es
adecuada para introducir conceptos de programación y lógica algorítmica a estudiantes
desde temprana edad.
El sistema laboratorio simulado es una implementación directa de la perspectiva
Constructivista y Heurística en la educación de acuerdo a Piaget y Papert, las personas
seleccionan activamente los aspectos relevantes de su entorno, manipula objetos concretos
y asimila nuevos conocimientos por medio de una observación de los efectos de estas
acciones.
Palabras Claves: Aprendizaje, Constructivismo, Heurística, Aprendizaje significativo,
Metacogniciòn, Robótica, realidad virtual y Simulación.
ABSTRACT
By means of the developed software, it is sought to generate a visual environment of edition of
algorithms, which possesses the attribute of summing up the developed logical structure. Such
an objective is reached by means of the use of the computer, to give life to objects in a physical
or virtual world, in which all object of the environment is seen as a small intelligent system that
can be studied in interaction with the rest of the physical world (real or virtual) or other intelligent
objects.
So that the computer can be used as bridge among the formal, purely abstract structures (you
program computer) and the key aspects of the real physical world.
The software has a graphic interfuse that allows to the usurious to build blocks of instructions:
this interfuse one carries out keeping in mind the recent concepts of usability and accessibility,
assuring the user so is able to learn how to use the application in little time and in early age.
It is used block, sensors and motors, when implementing the repetitive conditional blocks
variables they are managed that control the interaction with the sensors and the reaction before
stimuli, allowing to create blocks with nested instructions. This tool is adapted to introduce
programming concepts and logical algorithmic to students from early age.
The system feigned laboratory is a direct implementation of the perspective Constructivist and
Heuristic in the education according to Piaget and Papert, people select the excellent aspects of
its environment actively, it manipulates concrete objects and it assimilates new knowledge by
means of an observation of the effects of these actions.
Key words: Learning, Constructivism, Heuristic, significant Learning, Metacognition, Robotics,
virtual reality and Simulation.
DISEÑO Y DESARROLLO DE SOFTWARE PARA ESTIMULAR
EL APRENDIZAJE DE PROGRAMACIÓN DESDE TEMPRANA EDAD,
A TRAVÉS DE LA INTERACCIÓN CON ROBOTS MÓVILES
EN AMBIENTES DE REALIDAD VIRTUAL.
A partir de
¿Cómo estimular el pensamiento lógico para desarrollar
el aprendizaje de programación desde temprana edad,
a través de la interacción con robots móviles
en ambientes de realidad virtual?
Objetivo
Diseñar y desarrollar una herramienta con base en realidad
virtual por medio de la interacción con robots móviles
para estimular el aprendizaje de programación desde
temprana edad.
Brindar espacios para
estimular el pensamiento
lógico por medio del
manejo del software en el
aula
Estimular el manejo del
lenguaje de programación
a través de la interacción
con robots móviles en un
Ambiente de realidad
virtual
Propiciar la construcción
de espacios bajo esquemas
prácticos mediante la
interacción con los robots
móviles bajo ambientes
virtuales
Busca
Favorecer el
desarrollo del
manejo espacial y
del manejo de
lateralidad
Acto
Pedagógico
Estimular el desarrollo del
pensamiento hipotético por
medio de la interacción con
robots móviles en ambientes
de realidad virtual.
CONCEPTUAL
Teorías
Herramientas
/ Lenguajes
Principios
Conceptos
METODOLOGÍA
PREGUNTAS
CENTRALES
Afirmaciones
sobre
conocimientos
Factibilidad
de Aplicación
Proyección
PREGUNTAS
CENTRALES
1. ¿Qué habilidades cognitivas se estimulan en el
aprendizaje de programación desde temprana edad a
través de la interacción con robots móviles en ambientes
virtuales?
2. ¿Qué condiciones deben tener los estudiantes para usar el
software qué estimula el aprendizaje de programación por
medio de la interacción con robots móviles bajo ambientes
virtuales?
3. ¿Cómo se puede estimular el pensamiento lógico e
hipotético para desarrollar el aprendizaje de programación
desde temprana edad a través de la interacción con
robots móviles en ambientes virtuales?
TEORIAS
Teorías
Herramientas
/ Lenguajes
Teoría Constructivista; Jean Piaget, J. D.
Novak , Gowin y K. Popper.
Teoría del Aprendizaje Significativo de
Ausubel.
Metacogniciòn: J. H. Flavell. Brown, A. L ,
Nickerson R., Fouresten.
Principios
Teoría Heurística: Papert, Seymour.
Conceptos
Robótica
Simulación
PRINCIPIOS
Teorías
Herramientas
/ Lenguajes
Principios
Conceptos
• El óptimo aprendizaje no derivará de encontrar
mejores formas de instrucciones, sino de ofrecer al
estudiante mejores oportunidades para construir
pensamiento.
•Las actuaciones de los sujetos están determinados por
sus representaciones; Analizar, Codificar, organizar,
sintetizar, Almacenar entre otras, constituyendo la
Inteligencia Humana y la capacidad para crear
conocimiento,
innovaciones
y
proyecciones.
Estimulando el Aprender a Aprender.
•El
uso
de
las
herramientas
tecnológicas,
especialmente el computador como un elemento
motivante para estimular la construcción del
pensamiento, la apropiación, concientizaciòn, control,
autoevaluaciòn y proyección de su aprendizaje.
CONCEPTUAL
Aprendizaje Significativo, Metacognitivo.
Teorías
Herramientas
/ Lenguajes
Principios
Aprendizaje Heurístico.
Constructivismo; Asimilación, Acomodación y
Equilibrio.
Robótica.
Realidad virtual.
Conceptos
Simulación.
METODOLOGÍA
Se elabora bajo una investigación descriptiva y
experimental, enfocando la motivación del
estudiante desde temprana edad, para estimular
el aprendizaje de programación por medio de
ambientes virtuales.
Orientado bajo el proceso Unificado de Desarrollo
de Software (Jacobson y Rumbaugh), esta
metodología proporciona estrategias acordes
para trabajar en forma concreta y ordenada,
brindando criterios de control y medición de los
resultados como de las actividades que se van a
llevar a cabo, facilitando el trabajo en equipo y se
alcancen los logros deseados.
Teniendo en cuenta el uso de herramientas con
las restricciones de los recursos nacionales.
Afirmaciones
sobre
conocimientos
Factibilidad
de Aplicación
Proyección
HERRAMIENTAS
• Se
trabaja
con
lenguajes
de
programación y software de modelamiento
y construcción de escenarios virtuales con
robots móviles
•Se usa Tecnología 3D, aplicado a un
simulador, provee una plataforma sólida
para la experimentación de conceptos
algorítmicos.
•Facilidad de uso en la herramienta.
Entorno CASE sencillo, manejando
conceptos lógicos y algoritmitos básicos
(ciclos y condicionales).
•Editor de entornos que
experiencia más flexible.
hace
la
Afirmaciones
sobre
conocimientos
Factibilidad
de Aplicación
Proyección
ESTRATEGIAS
Se utilizan técnicas de entornos
virtuales para la creación de mundos
concretos bajo modelos Heurìsticos y
constructivistas.
Bajo el esquema de:
“Aprender a Aprender”
Adquisición del conocimiento a través
de la interacción con la tecnología,
especialmente el uso del ordenador
desde temprana edad.
Afirmaciones
sobre
conocimientos
Factibilidad
de Aplicación
Proyección
ALCANCES
las habilidades cognitivas a
través del desarrollo de nuevas tecnologías
para el aprendizaje.
Afirmaciones
sobre
conocimientos
 potenciar la motivación del estudiante para
estimular el proceso lógico y algorítmico a
estudiantes desde temprana edad.
Factibilidad
de Aplicación
 Estimular el pensamiento lógico e
hipotético en la interacción con robots
móviles en ambientes de realidad virtual.
Proyección
 Estimular
 Qué el estudiante planifique, controle y
autoevalué su proceso de aprendizaje.
PROYECCION
• Se proyecta como una herramienta para
uso doméstico y en el aula de clase desde
temprana edad.
• Alta factibilidad gracias a los bajos costos
de implementación para la aplicación en
instituciones educativas públicas y privadas.
• La robótica móvil aplica algoritmos de
navegación, planeación de rutas e
inteligencia artificial.
• Difusión del software por la Web gracias a
la tecnología Shockwave 3D.
Afirmaciones
sobre
conocimientos
Factibilidad
de Aplicación
Proyección
CONCEPTUAL
Teorías
METODOLOGÍA
PREGUNTAS
CENTRALES
Herramientas
/ Lenguajes
Factibilidad
de Aplicación
Principios
ACONTECIMIENTOS
Conceptos
Afirmaciones
sobre
conocimientos
 El conocimiento como una construcción del
pensamiento bajo entornos de aprendizajes
significativos y metacognitivos.
 Interpretar la programación realizada con los
bloques y simular en un laberinto 3D creado por
el usuario.
 Interacción de la robótica y simulación en
entornos virtuales para el desarrollo de
aprendizajes.
Proyección
ENFOQUE
Desarrollo
Cognitivo
En relación
Máquina
Como
Mediado
Herramienta
técnica
Actos
Pedagógicos
Por medio
Como
Lenguajes
Algoritmos
Simular actos
Concreto
Genera
Estimular
Pensamiento
lógico
Estimular
Potenciar
REFERENCIAS:
Brown, A. L., B. B. Armbruster y L. Baker,(1986) "The role of metacognition in
reading and studyng", en J. Orasanu (ed.), Reading Comprehension from Research
to Practice, Lawrence Erlbaum, Hillsdale.
Flavell, John H. (1976). Metacognitive Aspects of Problem Solving. En L. B.
Resnick (Ed.) the Nature of Intelligence. Hillsdale, N.J.: Erlbaum.
Desarrollo Cognitivo. Editorial Océano, 2000.
Nickerson R. Kinds of Thinking Taught in Currents Programs. Educational
Leadership, 42(1), 26-36. (1988). On Improving Thinking Through Instruction.
Novak, J.(1988). Aprendiendo a aprender. Martínez Roca. Barcelona.
Olaskoaga, Koldo. Tecnología en la Robótica. Departamento de educación del
gobierno Vasco. España.
Papert, S. (1980) Mindstorms, children, computers and powerful ideas. Brighton
Harvester Press.
Piaget, Jean (1964). Seis estudios de Psicología.
Introducción a la epistemología genética. Edit. Paidos, 1977.
Pozo Municio, Juan Ignacio. (1996) Teorías cognitivas de Aprendizaje Madrid
Morata.
PRESENTACIÒN DEL SOFTWARE Y
RESULTADOS DE LA PRUEBA PILOTO.
(Se presentará la información en la presentación de la ponencia.)