Читать книгу Robótica y automatización: de los conceptos a la didáctica - Mario Cwi - Страница 7

Luis G. Perez ¹

Si el conocimiento puede crear problemas, no es con la ignorancia que podemos resolverlos.

Isaac Asimov

Tenemos que construir robots para aprender cómo funcionan. Al hacerlo, aprendemos no solo sobre robots, sino también sobre sistemas tecnológicos de todo tipo: eléctricos, mecánicos y computacionales. Más importante aún, nos involucramos en el diseño tecnológico y en la resolución de problemas, mientras trabajamos en actividades y proyectos inspirados en nuestras propias ideas.

Fred G. Martin

La escena podría transcurrir en un aula o en el taller de una escuela; me gustaría poder decir, de cualquier escuela:

Sobre una mesa se encuentra un pequeño artefacto con una cubierta prismática (la caja de un conocido jarabe para la tos, podría pensar alguno…). No puede verse qué hay dentro de la cubierta; apenas se vislumbran cuatro pequeñas ruedas sobresaliendo por debajo.

El docente se acerca, lo toca y el dispositivo comienza a moverse en línea recta sobre la mesa sin estar conectado a nada. Llamativamente el docente se desentiende, mientras el móvil avanza raudamente hacia el borde (peligrosamente, pensaría alguien…). La expectativa aumenta a medida que se acerca al abismo; de hecho, algunos de los alumnos ubicados en la primera fila, no pueden evitar levantarse para intentar atajarlo. Inevitablemente el vehículo se detiene, instantáneamente, al llegar al borde: mágicamente, pensarán algunos; automáticamente, dirán los más conocedores de los saberes tecnológicos que se pusieron en juego para diseñarlo.

Superado un primer instante de sorpresa y diversión, habiendo suscitado el suficiente interés, el docente plantea un desafío: pide a los alumnos que, trabajando en pequeños grupos, imaginen qué habrá bajo la cubierta; les propone que escriban una lista de los elementos que lo componen, acompañada de una explicación de su funcionamiento. Los desafía, también, a que, si se animan, esbocen un esquema o dibujo que represente cómo es el artefacto por dentro y, además, que piensen algunas posibles pruebas o ensayos a realizar, para comprobar sus hipótesis.

El desafío está planteado, y es el punto de partida a partir del cual esas chicas y esos chicos comenzarán a explorar un campo que probablemente, todavía, no hayan transitado: el de los Robots Móviles; o, quizás, uno aún mayor: el de los sistemas tecnológicos; o, incluso, uno aún más amplio y abarcativo: el de los sistemas en general. Le seguirán otros desafíos, otros proyectos, donde deberán diseñar y construir robots u otros sistemas automáticos, diseñar las estrategias de control y programarlas, ensayar las soluciones y proponer alternativas de mejora, analizar sistemas y aplicaciones reales en diversos contextos. Parafraseando a Fred G. Martin, discípulo de Seymour Papert y desarrollador de muchas de las propuestas y recursos de Robótica Educativa que surgieron del Media Lab del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT): “en el proceso construirán competencias de análisis y diseño tecnológico, de resolución de problemas, motivados por sus intereses y poniendo a prueba sus propias ideas. Se apropiarán de los saberes que les permitirán evaluar críticamente, pero con conocimiento, las implicancias de los desarrollos tecnológicos y los fenómenos sociales y culturales que podrían derivarse”.

Con claridad, de manera amena y amplia, y mostrando conocimiento del territorio, y de los diversos caminos para transitarlo, Mario Cwi nos introduce en este campo fascinante, motivador y desafiante; un campo rico en aprendizajes y logros para los alumnos, y exigente, en cuanto a decisiones curriculares y didácticas, para los educadores. La Robótica, pensada como objeto de estudio, pero también como contexto de aprendizaje es mucho más un campo disciplinar que una área en la cual se integran diversas tecnologías. Fue pensada originalmente como una oportunidad para poner a los estudiantes en un rol activo, como actores principales de sus procesos de aprendizaje. Tal como lo cuenta Mario en este libro, fue Seymour Papert quien, desde el Media Lab del MIT, desarrolló las bases de lo que, como enfoque pedagógico, llamó construccionismo y con el tiempo se ha ido desarrollando y diversificando en lo que hoy conocemos como Robótica Educativa. Se trata de un contexto de aprendizaje desafiante, motivador y significativo por lo que implica en términos de comprensión del mundo en que vivimos y de proyección del mundo que vendrá.

El libro se inicia con un repaso del desarrollo de propuestas de Robótica Educativa en la Argentina a lo largo del tiempo. Mario explora los distintos espacios educativos que fueron dando lugar al desarrollo de experiencias educativas con robots y sistemas automáticos en general, pero principalmente se centra en las ideas fuerza que impulsaron, y fundamentan dichas experiencias.

No lo hace con el propósito de una mera descripción cronológica, sino como medio para poner en evidencia las razones y modalidades con las que este tipo de propuestas fueron creciendo y las dificultades y limitaciones que fueron surgiendo. Particularmente se centra en la disponibilidad y posibilidades de acceso a recursos para implementar este tipo de propuestas y detalla el crecimiento experimentado en los últimos años a partir del desarrollo de nuevos recursos tecnológicos.

En este repaso, de la evolución del área, toma como punto de partida los desarrollos que determinadas escuelas innovadoras propusieron a los inicios de los ochentas, cada una con sus propias características y modalidades. En este proceso va apareciendo una dimensión que luego se profundiza a lo largo del libro: la de describir en detalle propuestas de enseñanza diversas y de complejidad creciente. Mario se aproxima, así, y sobre la base de su amplia experiencia como docente, a lo que sucede o podría suceder en el aula, en el taller o en el laboratorio y, además, nos da pistas para reflexionar sobre los propósitos y las estrategias. En paralelo, va trabajando sobre las concepciones y teorías de aprendizaje que dieron y dan fundamento a estos tipos de experiencias.

El segundo capítulo nos sumerge de lleno en el mundo de los robots, los reales y los provenientes de la literatura, el cine o la televisión. Aquí comienza a ponerse de manifiesto la formación de base del autor y su conocimiento sobre cuestiones técnicas específicas, la Robótica y la Automatización como campo profesional, pero también su mirada de educador proponiéndonos tener en cuenta cómo juegan las representaciones que los estudiantes traen como preconceptos en relación con estos sistemas. Retoma las definiciones académicas acerca de qué es un robot y las pone en contraste con las representaciones culturales, algunas icónicas, que conforman el imaginario que los estudiantes han construido previamente acerca de cómo son y cómo funcionan estos dispositivos, su fascinación acerca de estos íconos tecnológicos, así como las fantasías y temores que genera su incorporación, no solo al campo la industria, el trabajo, sino también a nuestras vidas cotidianas.

En este proceso no intenta buscar una definición última que los englobe y que permita identificar con precisión qué es y que no es un robot. En lugar de esto, nos propone identificar los elementos característicos que conforman una noción acerca de los robots, sus funciones, alcances y los conceptos sobre los que se basan su diseño y aplicaciones. Al revisar estos elementos característicos de los robots, la mirada se abre hacia los sistemas automáticos en general.

A continuación nos presenta una actividad diagnóstica que retoma y trata de poner en evidencia las ideas previas acerca de los robots y los sistemas automáticos. La actividad y las reflexiones posteriores nos orientan a pensar cómo, partiendo de esas ideas previas, es posible promover en nuestros estudiantes la construcción de una perspectiva general transformadora, comprensiva y crítica acerca de la evolución de este campo de la tecnología, no solo en términos de sus dimensiones técnicas, sino también en sus dimensiones socioculturales. Resulta interesante reconocer qué marco pedagógico da sustento a este tipo de actividades ya que, más allá de abordar cuestiones que tienen que ver con la disciplina, la noción de robot o las características de un sistema automático, aflora también la perspectiva metodológica del autor, filtrándose su “yo” docente constructivista.

Como parte del diverso mundo de la robótica, los robots móviles son el tipo de robot con mayores potencialidades para el desarrollo de proyectos escolares. Es por esto que el capítulo 3 nos presenta un panorama que nos lleva desde la “tortuga de piso” y el lenguaje Logo de Papert, hasta llegar a las actuales opciones que, como docentes, tenemos la oportunidad de implementar.

En ese recorrido, va enfocando la atención en examinar tanto los retos de ingeniería, que representa hacer funcionar un robot explorador en Marte, como las distintas maneras de convocar a las chicas y chicos con esta clase de desafíos. Desafíos que van desde los robots simulados hasta las versiones actuales de robots móviles que incluyen funcionalidades propias de la inteligencia artificial.

En este capítulo Mario nos presenta un recorrido en el que va pasando por distintos planos que se interrelacionan a la hora de pensar el lugar y las formas que puede adoptar la Robótica en la escuela. El capítulo fluye y establece conexiones entre teorías del aprendizaje, enfoques pedagógicos generales, cuestiones didácticas específicas, la dimensión disciplinar y sus marcos conceptuales y el nivel de la implementación de contextos y actividades de aprendizaje, donde el análisis, diseño, construcción y resolución de problemas (que involucran robots o sistemas automáticos) tienen un rol central.

Es un capítulo con muchos elementos para que el lector se apropie de perspectivas y criterios para tomar decisiones curriculares, didácticas y de gestión educativa, en función de cada contexto y modalidad particular, considerando distintos tipos de recursos y sus combinaciones y los propósitos que impulsan la propuesta. Mario pone aquí en juego otro de los recursos de los que hace uso a lo largo del libro: el planteo de preguntas que, implícitamente, están dirigidas al lector. No solo nos propone reflexionar sobre las decisiones detrás de las actividades que desarrolla, sino también nos invita a considerar, desde su enfoque constructivista, la planificación del tipo de intervenciones docentes a poner en práctica.

Utilizando el recurso de relatar una capacitación docente, y el desarrollo de una propuesta interdisciplinar, en los capítulos 4 y 5 se resalta la riqueza de los diálogos entre los y las docentes con las temáticas y las metodologías, con los saberes, las formas de obtener evidencias de aprendizaje, las prácticas en el aula-taller, presentando puntos de vista, abriendo alternativas y discutiendo sobre valores, ventajas y desventajas, explicitando enfoques y criterios de decisión.

La propuesta detalla consignas, recursos utilizados (Arduino en primer plano, pero no exclusivamente), pasa por contenidos a enseñar y capacidades a desarrollar, presenta distintos tipos de actividades, de análisis, ensayo, resolución de problemas y proyectos. Se menciona también a los “espacios maker”; un nuevo tipo de ámbito escolar, donde alumnos y docentes disponen de materiales, componentes, herramientas y tecnologías de fabricación digital para el desarrollo de proyectos de manera abierta y colaborativa.

Como parte del proceso presenta criterios de secuenciación; los plantea desde diversas perspectivas, la disciplinar, la sociotécnica, la histórica y contextual y la de la formación integral de los estudiantes.

Mario insiste aquí en promover que el lector desarrolle su capacidad metacognitiva, reflexionando sobre lo que hay detrás de las propuestas de actividades, lo que guio su concepción, lo que pudo haber determinado que se oriente en un sentido o en el otro, sus propósitos últimos. Poniendo en juego los mismos enfoques que propone aplicar con los y las estudiantes, apela a nuestro esfuerzo de lectura entre líneas con la expectativa de dotarnos de las herramientas para armar nuestras propias propuestas, de atender a los intereses de nuestros chicos y chicas, de calibrar nuestras planificaciones y mirar sus resultados críticamente. En última instancia, de hacer crecer el lugar que ocuparán en el proyecto, estas propuestas y estos enfoques. Es por esto que, el libro, no está concebido como un manual, no es un conjunto de recetas para llevar a la práctica tal cual están presentadas; es una guía para armar nuestro propio proyecto, el de nuestra escuela, ofreciendo fundamentos y muchos recursos, links, y una interesante bibliografía. Propone la formación de una mirada docente comprensiva que lo aproxime a los contenidos disciplinares, pero también a las estrategias metodológicas.

El capítulo 6, denominado “Robótica e interdisciplina. Una mirada sistémica de la noción de realimentación (feedback)”, aborda el marco conceptual más general, el enfoque de sistemas, aplicable no solo a los sistemas automáticos y como tales a los robots, sino a toda clase de sistemas, artificiales, biológicos, económicos, sociales, entre otros.

Se basa en una secuencia de aprendizaje integrado rica en conceptos a trabajar y competencias a desarrollar, y con una muy bien articulada sucesión de desafíos. Esta interesante secuencia desarrollada por docentes de Biología y Tecnología se potencia sobre la base del recurso atrayente y clarificador de explicitar, a través del diálogo entre los docentes de ambas áreas, los contenidos y las decisiones didácticas que adoptaron al concebir cada una de las fases de la secuencia, cómo se pone en práctica este enfoque interdisciplinar, cómo proponen construir capacidades de orden general, integrando conceptos, pensando analogías, entendiendo los aspectos comunes y diferentes de los procedimientos y modos de pensar de ambas disciplinas.

Destaca los orígenes de la Robótica y la Cibernética, surgidas como una integración de disciplinas, desde el trabajo de ingenieros y biólogos, sentando las bases al desarrollo de la teoría general de sistemas. Llevado al contexto escolar aparece como marco conceptual para abordar objetos de estudio complejos, como lo son un robot, una fábrica, una ciudad, un organismo o un ecosistema. Presenta a la robótica educativa como contexto de aprendizaje privilegiado para desarrollar capacidades para resolver problemas y llevar adelante proyectos, analizar contextos y temáticas con base en analogías, pensamiento funcional y utilizar distintas formas de representación para develar la estructura y funcionamiento de un sistema, sea este artificial o natural.

El último capítulo (capítulo 7) sale del terreno de la formación general, para abordar el lugar de la robótica y los sistemas automáticos en la formación técnico profesional. Las transformaciones tecnológicas asociadas con las Tecnologías de la Información, la Robótica, la Automatización, Internet de las Cosas, la Fabricación Digital, la disponibilidad de datos masivos en tiempo real, la Inteligencia Artificial y las otras temáticas incluidas en lo que hoy se conoce como Industria 4.0 vienen revolucionando los modos de producción y la manera de diseñar, gestionar procesos y proyectos en todos los campos profesionales. Esto implica también significativas transformaciones en los saberes y competencias que deben poner en juego quienes se desempeñan como técnicos en esos campos. En esta parte final del libro se establecen interrogantes en relación con el lugar que deben tener estos contenidos transversales en el currículum y las propuestas educativas de las distintas familias profesionales; se repasa el lugar de las TIC, la Robótica y la Automatización en los cuatro campos formativos definidos para la Educación Técnico Profesional, destacando la importancia y los alcances en la construcción de capacidades de orden general, de aquellas relacionadas con el trabajo interdisciplinar con profesionales de otras áreas y con la construcción de una “ciudadanía técnica” que mire de manera crítica el impacto social y medioambiental de los desarrollos tecnológicos, y que ayude a difundir las buenas prácticas propias de la cultura técnica, las cuales mejoran el modo en que la comunidad toma decisiones en relación con estos temas. También se analizan los aspectos metodológicos asociados a este tipo de propuestas educativas y en qué medida aportan valor a la formación técnica general. Se analiza la manera en que el aprendizaje basado en proyectos, el pensamiento computacional, las propuestas de currículum invertido, el desarrollo del pensamiento sistémico y los espacios maker juegan un rol clave en una escuela que busca formar capacidades para innovar y trabajar colaborativamente.

Al leer el libro y evocar las imágenes de chicos y chicas al transitar por este tipo de actividades, recordé otra escena que me gustaría destacar, una que, quienes hemos pasado por talleres y laboratorios implementando actividades de Robótica, hemos tenido la felicidad de presenciar. Una escena que, a pesar de lo espontáneo y efímero de sus apariciones, resulta extremadamente significativa desde lo simbólico.

Retomemos el relato inicial de este prólogo. Los mismos estudiantes a los que se les cortó la respiración imaginando al vehículo cayendo del abismo, golpeando el suelo y rompiéndose en varias partes, ahora ya han experimentado con sensores, conocen algunas estructuras de programación, han practicado codificando algunos algoritmos básicos. Ahora su docente les planteó como desafío construir un robot que permita transportar ciertas piezas entre un punto y otro, con cierta exigencia de precisión en la posición de llegada para que pueda ser descargada apropiadamente. Están probando cómo su solución funciona: el robot avanza hacia la posición donde debe detenerse, y lo hace con la precisión esperada; espontáneamente surge el clásico gesto de “chocar los cinco”. Este simple gesto no es solo una simpática situación que se dio en una clase, y una muestra del clima que suele enmarcar este tipo de propuestas: es una clara representación del placer que les produce darse cuenta de que lo que ellos desarrollaron funciona, y pone en evidencia algo mucho más profundo: el entender qué aprendieron y qué son “capaces de”.

Estoy confiado en que este libro acompañará y ayudará a los y las docentes a construir caminos diversos para sus estudiantes dentro de este amplio y desafiante territorio de descubrimientos, aprendizajes y construcción de capacidades, que se da en llamar Robótica Educativa. Y también confío en que les permitirá disfrutar y celebrar, junto a las chicas y los chicos, de los muchos “chocá los cinco” que seguirán ocurriendo.

NOTA

1. Director educativo de ORT Argentina. Ingeniero en Electrónica (UBA). Exvicepresidente de la Asociación Argentina de Control Automático (AADECA).