ALFONSO ANIORTE CARBONELL

Taller de Robótica

Alfonso Aniorte CarbonellI.E.S. San Isidoro

TALLER DE ROBÓTICA

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ÍNDICELa Robótica EducativaEl uso de la robótica en el procedimiento de enseñanza/aprendizaje¿Por qué la Robótica en los Talleres Profundiza? Objetivo GeneralObjetivos del cursoDesarrollo de inteligencias.Desarrollo de capacidades y destrezas.MetodologíaRecursos:

MaterialesEspacios de Trabajo

ContenidosFases de trabajo

Fase IFase IIFase III

Sesión final: Campus Científico.Conclusiones

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LA ROBÓTICA EDUCATIVA

Es una disciplina tecnológica con la que se pueden crear entornos de aprendizaje interdisciplinarios.

Se ponen en práctica diferentes fases del “Método de resolución de problemas”: investigar, diseñar, desarrollar, construir y evaluar.

El aprendizaje de Robótica permite:aprendizajes en distintas áreas del conocimiento: matemáticas, lógica, física, tecnología, tecnologías de la información, …

desarrollar diferentes tipos de inteligencias (creatividad, lógica,emocional,…) y el pensamiento divergente..

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El uso de la robótica en el procedimientode enseñanza/aprendizaje

La Robótica forma parte de las nuevas tecnologías que se emplean en la actualidad, en el sistema educativo, desde tres perspectivas:

como objeto de aprendizaje: Forma parte del currículo formativo en distintos niveles educativos (ESO, CCFF, Universidad),como medio para aprender: Desarrollo de contenidos que pueden ser trabajados en el aula vía construcción y/o programación de robots permitiendo además una visión global en un contexto real.

como apoyo al aprendizaje: herramienta de apoyo al aprendizaje, cuyo uso favorece el acercamiento a los contenidos del currículo de un modo diferente, y que por sus propias características facilitan el aprendizaje por indagación.

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¿Por qué la Robótica en los Talleres Profundiza?

El programa Profundiza tiene como finalidad incrementar la atención educativa a los estudiantes con mayor capacidad y motivación para aprender.

Con este programa se quiere promover en el alumnado:el pensamiento crítico y creativo.el interés por la investigación, la tecnología y la innovación.el gusto por el saber, por descubrir, por explorar.la inquietud por el conocimiento, el deseo de aprender activamente.la capacidad de análisis y reflexión.

En definitiva, estimular el potencial intelectual y las actitudes de cooperación y el trabajo en equipo.

Argumentos suficientes para usar la Robótica como recurso, para cumplir los objetivos de los Talleres Profundiza

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Objetivos generales del Taller de Robótica

Se busca introducir a los estudiantes en el uso de la robótica como medio que les favorezca desarrollar experiencias que les permitainvestigar y desarrollar a través del aprendizaje por descubrimiento.Acercándolos a nuevos conceptos y al desarrollo de pequeños proyectos que despierten su interés por este campo de la técnica, así como se involucren en actividades de diseño que los desafíen a desarrollar su propia solución original para cada problema propuesto, desarrollando así un pensamiento creativo, divergente y crítico, en un ambiente de cooperación y respeto.

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Objetivos específicos del curso de robótica

Enseñar a través del aprendizaje de la robótica los conceptos, bases teóricas y prácticas de disciplinas como física, matemáticas, electrónica, programación y sistemas entre otras.

Potenciar valores y capacidades personales como la disciplina, la concentración, el gusto por el conocimiento, la creatividad, el análisis y resolución de problemas, y el trabajo en equipo que motivará el desarrollo de la autoestima y las relaciones interpersonales.

Generar un ambiente de trabajo donde los estudiantes puedan canalizar sus talentos particulares, experimentando e investigando para llegar al desarrollo de soluciones particulares.

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Desarrollo de inteligenciasDesarrolla su inteligencia lógica-matemática aplicando cálculos numéricos y siguiendo patrones lógicos de programación. Desarrolla su inteligencia espacial trabajando la forma, el volumen, la figura, el espacio y sus interrelaciones, permitiéndole anticipar los movimientos. Desarrolla su inteligencia física-cinestésica al hacer trabajos de construcción utilizando el sentido del tacto con percepción de medidas y volúmenes. Desarrolla su inteligencia lingüística ampliando su vocabulario y empleando eficazmente palabras técnicas en el debate y explicación de sus trabajos. Desarrolla su inteligencia interpersonal mediante la socialización en trabajos colaborativos y en equipo. Desarrolla su inteligencia intrapersonal al reconocer por él mismo sus límites y sus potenciales a la hora de abarcar un trabajo dentro de un grupo. Desarrolla su inteligencia emocional al trabajar en equipo con entusiasmo, empatía, motivación y autoconciencia de sus capacidades y manejo de sus destrezas.

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Desarrollo de destrezas y capacidadesDesarrolla su capacidad creativa y sus habilidades manuales y de construcción. Desarrolla su habilidad para resolver problemas. Desarrolla su capacidad de aprendizaje en forma divertida, despertando así su interés y curiosidad por los principios científicos y tecnológicos que rigen el mundo que les rodea. Desarrollan y fortalecen su autoestima, liderazgo, tolerancia, respeto, personalidad, responsabilidad, cooperación, concentración, habilidad mental y su capacidad negociadora. Desarrolla la virtud del orden que les ayuda a ser más organizados y coordinados para lograr sus objetivos. Desarrolla sus habilidades comunicativas y de investigación. Desarrolla su capacidad analítica e interpretativa. Desarrolla su capacidad de análisis y síntesis, comprendiendo las relaciones causa–efecto. Desarrollan su capacidad para construir nuevos conocimientos, partiendo de lo concreto a lo abstracto.

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La metodología utilizada ha ido orientada a que los alumnos, experimentando e investigando, llegaran a desarrollar sus propias soluciones ante las especificaciones que se les han ido proponiendo.

Se pretende que den solución a diferentes propuestas de configuraciones de robots, a partir de unos conceptos teóricos y de un desarrollo práctico de sus diseños.

Metodología

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Las clases se estructuran como:

Explicaciones de los conceptos a abordar (controladora, sensores y detectores, software, …)

Se plantean retos que los alumnos deben solucionar aplicando los contenidos desarrollados.

Se debaten posibles soluciones entre los miembros de cada grupo.

Se realiza búsqueda de información.

Se afronta el diseño y la programación.

Finalmente se exponen y comentan soluciones desarrolladas.

Metodología

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Dichos retos han consistido en propuestas en las que se deberán construir mecanismos que realicen diferentes movimientos y estén dotados de diferentes capacidades, tales como:

Robot que sea capaz de seguir un determinado camino.

Robot que sea capaz de detectar obstáculos.

Robot que sea capaz de distinguir entre diferentes colores.

Robot que sea capaz de agarrar objetos.

Metodología

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Recursos

MaterialesSe ha usado el sistema modular NXT Mindstorm de LEGO.

Dicho sistema permite desarrollar proyectos en poco tiempo de modo que el alumno obtendrá soluciones de forma rápida, y lo motivará para investigar y mejorarlas.

El Kit de Lego está formado por un controlador programable al que se le pueden conectar diferentes sensores y actuadores para implementar diferentes modelos de dispositivos automáticos, dando mucha libertad al alumno para diseñarlos, permitiendo esto desarrollar su creatividad.

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Recursos Materiales

Sensores

Servomotores

ControladorMaterial

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Espacio de trabajoHemos dispuesto de un aula de informática dónde se han combinado las sesiones teóricas y prácticas (montaje y programación de robots)..

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ContenidosLos contenidos que se han desarrollado en diferentes bloques :

Historia de la RobóticaConceptos básicos de Física, Mecánica, para poder desarrollar:.

Mecanismos de transmisión de movimientos.EstructurasSistemas de locomoción: motores, servomotores. Cadenas, …

Conceptos básicos de electrónica digital para poder desarrollar:Sensores

LuzContactoInfrarrojosSonidoUltrasonidos

Programación del controlador. Uso del software de programación.Conceptos de programación:

buclesdecisionesOperaciones aritméticas y lógicas.operaciones de E/S,..

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Fases de trabajoSe ha desarrollado tres fases de trabajo durante las 15 sesiones,

con la siguiente temporalización:

Fase I: De las sesiones 1 a 7.

Fase II: De las sesiones 8 a 11.

Fase III: De las sesiones 12 a 14.

Actividad final: Sesión 15.

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Fases I

Objetivos:Conocer la Historia de la RobóticaAdquirir conocimientos de diferentes sensores y actuadores.Familiarización con el Kit Lego NXT MindstormAdquirir destrezas y técnicas básicas de programación de sensores y actuadores

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Fase IContenidos Teóricos

¿Qué es la Robótica?Conceptos básicos:

Historia de la Robótica.Estructura del robot.Tipos y categorías de Robots.

Familiarización con el KIT Lego Mindstorm.Estudio de elementos:

Controlador NXTMotrices: Servo motoresEstructuras: Piezas de montaje.Sensores: Tacto, Sonido, Ultrasonidos, Infrarrojos

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Fase I

Contenidos PrácticosProgramación del Robot, resolviendo retos.

Robot que sea capaz de seguir un determinado camino.Robot que sea capaz de detectar obstáculos.Robot que sea capaz de distinguir entre diferentes colores.Robot que sea capaz de agarrar objetos.

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Familiarización con el KIT Lego Mindstorm.

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Familiarización con el KIT Lego Mindstorm.

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Diseño de robot con diferentes sensores.

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Diseño de robot con diferentes sensores.

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Programación del Robot. Resolviendo retos.

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Programación del Robot. Resolviendo retos.

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Programación del Robot. Resolviendo retos.

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Modelos con varios sensores

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Fase II

Objetivos:Aprender a calibrar sensoresConocer el uso de la botonera como dispositivo de entrada de datos.Realizar diferentes usos del display.Adquirir destrezas y técnicas avanzadas de programación.

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Fase II

Contenidos Teóricos Calibración de sensores.Control de botones del controladorTipos de variables lógicas y numéricas en programación.Nuevas estructuras de programación.

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Fase II

Contenidos PrácticosMontaje de robots complejos dotados de:

Diferentes sensoresSistema de locomociónSistema de agarre

Programación de robots de forma rotativa cada equipo.

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Modelos Fase II

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Modelos Fase II

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Montaje de modelos

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Montaje de modelos

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Programación de modelos

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Programación de modelos

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Programación de modelos

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Programación de modelos

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Fase III

Objetivos:Consolidar destrezas de diseño y programación de robots, diseñando un robot, de forma libre, dotado con los sensores y con la estructura adecuada para competir en lucha de sumo.

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Fase III

Contenidos Teóricos Competiciones de robots de sumo.

Tamaño y forma del campo de competición.Rondas y lucha.

Tipos de estructura: Estabilidad y centro de gravedad.SensoresAccesorios de defensa y ataque.Programación de robots de sumo.

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Fase III

Contenidos PrácticosMontaje de robots para sumo:

Diferentes sensoresSistema de locomoción y estructuraSistema de ataque y defensa.

Programación de robots de sumo.Competición entre los robots desarrollados.

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Competición de robots de sumo

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Competición de robots de sumo

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Modelos robots sumo

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Competición

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CompeticiónRondas a 2

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CompeticiónRondas a 2

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CompeticiónRondas a 3

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Sesión final: Participación en el CampusCientífico de la UPCT

OBJETIVOS:

Fomentar la cultura de investigación científica en los centros educativos, realizando proyectos científicos en el aula para mejorar las distintas competencias relacionadas con las ciencias.

Favorecer la vocación científica en el alumnado desde edades tempranas.

Ofrecer un cauce de participación al profesorado (Infantil, Primaria y Secundaria) para el intercambio de experiencias y buenas practicas.

Promover el acercamiento de alumnos y profesores de etapas no universitarias al entorno universitario, por medio de actividades de divulgación científicas.

Comunicar las experiencias y trabajos realizados en las aulas a la comunidad educativa.

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Campus científico

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Conclusiones

A nivel del profesor:Experiencia profesional gratificante propiciada por la actitud mayoritaria de:

Interés y motivación Aprender de forma lúdica

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Conclusiones

A nivel del alumnado:Experiencia flexible, fuera de la rigidez del aula formal.Motivados por el tema de la robótica y las experiencias prácticas de desarrollo de robots.

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN