TECNOACADEMIAS ITINERANTES Syllabus Curso de Robótica

TECNOACADEMIAS ITINERANTES

Syllabus Curso de Robótica

CURSO

MODALIDAD

TOTAL HORAS

Solución de problemas de contexto mediante la aplicación de sistemas robóticos con un enfoque 4.0

B-LEARNING

120

I. PRESENTACIÓN DEL CURSO

El contenido del curso se divide en 3 módulos de 10 sesiones, con una duración de 4 horas cada una y se desarrolla en modalidad B-learning.

El curso está alineado en un enfoque de educación 4.0 y se desarrolla bajo una estrategia de aprendizaje basado en solución de problemas y gestión de proyectos, PBL por sus siglas en inglés, donde el estudiante aprende la estructura de programación por bloques, aspectos básicos de la ciencia de datos y el uso de máquinas simples para el desarrollo de dispositivos robóticos. A partir de estas herramientas se busca construir un conocimiento sólido en contexto para que el estudiante incorpore los conocimientos adquiridos en la solución de problemas reales y pertinentes a su entorno rural.

Los módulos están diseñados para avanzar en tres niveles de aprendizaje por cada área de STEAM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Artes y Matemáticas) y desarrollar de forma transversal 5 competencias básicas, a saber, comunicativas, de indagación, colaborativas, tecnológicas y laborales. Con estas competencias se busca que el aprendiz esté en capacidad de afrontar retos tecnológicos que trae consigo la industria 4.0 y adquiera habilidades científicas y técnicas en programación, robótica y ciencia de datos, para dar respuesta a las necesidades y objetivos de desarrollo de su entorno.

Para el desarrollo de las sesiones, se cuenta con un kit de libros con la Metodología Inventura, kits de robótica/biotecnología para aprender haciendo y una plataforma virtual que sirve como repositorio de información y guía interactiva, para que el estudiante en compañía del facilitador desarrolle las actividades de aprendizaje propuestas en el curso. Adicionalmente, se podrá acceder a una versión offline de la plataforma gratuita de programación por bloques Microsoft MakeCode; en esta plataforma el estudiante aprenderá de forma intuitiva a programar una tarjeta BBC micro: bit y entrar al mundo de la robótica y la automatización.

II. JUSTIFICACIÓN

La naturaleza, la sociedad y el sector productivo agropecuario e industrial requieren personas, cuyas competencias les permitan dar respuesta a las necesidades y problemáticas del entorno a partir de la industria 4.0.  Por éste motivo, en el sector educativo es fundamental desarrollar las competencias en Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas, por sus siglas en inglés, STEAM, que abordan de manera entretejida diversas habilidades que son fundamentales desarrollarlas desde edades tempranas y que permiten afrontar con éxito los retos de la revolución tecnológica.

La programación, la robótica, la automatización y la ciencia de datos son conocimientos que permiten "investigar, imaginar, planear, crear un prototipo, practicar y evaluar, mejorar e iterar y finalmente preguntar" (Domínguez Osuna et al. 2019, p. 23). Conocimientos claves en la era tecnológica, que aplicados de manera correcta permitirán solucionar problemas sociales y medioambientales a partir del desarrollo de procesos innovadores o incorporando a los procesos ya existentes componentes tecnológicos. Específicamente el campo colombiano, es un sector que aqueja soluciones a los problemas de productividad y deficiencia en servicios básicos, los cuales pueden ser solucionados en gran medida mediante la incorporación de la tecnología. Por esta razón, el curso busca ofrecer herramientas pedagógicas que le permitan a los jóvenes del campo vincular la programación con su cotidianidad y su contexto rural; de este modo, propiciar habilidades para la creación y puesta en marcha de proyectos de seguridad alimentaria, proyectos productivos que propicien el vínculo entre el campo y la ciudad (p.e. apps que vinculen la producción rural con el mercado urbano o mercado municipal), o bien a la posibilidad de dar forma a iniciativas de emprendimiento, o contar con determinadas competencias laborales, entre otras.

III. DEFINICIÓN DE OBJETIVOS

GENERAL

Promover las competencias orientadas al uso, aplicación y desarrollo de innovaciones con programación y robótica para favorecer la competitividad en jóvenes de secundaria de zonas rurales de Colombia.

IV. DEFINICIÓN DE PROPÓSITOS

AFECTIVO

Valorar los elementos básicos de la programación y la robótica para solucionar problemas de su entorno.

COGNITIVO

Identificar los elementos básicos de programación, secuencias, el uso de dispositivos y tarjetas controlables, sensores actuadores y componentes automatizables con Micro: bit.

Comprender la aplicación de los elementos identificados y sus procedimientos en la solución de problemas y creación de proyectos innovadores con tecnología.

EXPRESIVO

Generar un prototipo de proyecto que solucione un problema identificado por su grupo y comunidad a partir de los conocimientos adquiridos.

V. METODOLOGÍA

Los entornos B-learning, en los que se enmarca el presente curso están basados en metodologías de enseñanza- aprendizaje con Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) desarrolladas a partir de los avances en construccionismo y constructivismo usados para el desarrollo de competencias STEAM. Teniendo en cuenta esos fundamentos, los roles de aprendices-facilitador y el contenido-evaluación, modifican completamente las didácticas y las relaciones entre las personas, el conocimiento y los recursos.  

En este sentido, se retoman estrategias del Aprendizaje Basado en solución de Problemas y gestión de Proyectos, junto con la metodología “Inventura” la cual permite aprender haciendo, comprender y aplicar a la solución de problemas la lógica de la programación y la robótica, desarrolla en los aprendices su capacidad inventiva, creativa y la colaboración. De esa manera, integra las áreas STEAM de manera contextualizada y significativa. Adicionalmente, las actividades se desarrollan en un concepto de gamificación, en las cuales se ejecuta  el juego de roles y el trabajo colaborativo para ayudar al facilitador a identificar los diferentes estilos de aprendizaje que se pueden presentar en los aprendices. 

Como herramienta de aprendizaje y acompañamiento se usa la tarjeta programable BBC de micro: bit, la cual se programa por bloques, siendo amigable en su interacción con los y las aprendices. Como estrategia de permanencia de los aprendices, en la parte didáctica se crean narrativas de gamificación y se retoman dinámicas de aprendizaje experiencial.

En resumen, es un enfoque pedagógico multi metodológico y multididáctico, encaminado a facilitar el proceso de aprendizaje y de formación siendo el centro del proceso los aprendices.

VI. DEFINICIÓN DE COMPETENCIAS GENERALES

COMPETENCIAS COMUNICATIVAS

• Muestra habilidades sociales básicas y algunas avanzadas con diferentes interlocutores y contextos.
• Utiliza herramientas y estrategias comunicativas sincrónicas y asincrónicas para el aprendizaje.
• Emplea lenguajes propios de la programación de micro: bits y la robótica para solucionar los problemas de su entorno.

COMPETENCIAS DE INDAGACIÓN

• Identifica ciertos fenómenos de la naturaleza y sociales.
• Busca información en diversas fuentes e indaga.
• Formula preguntas y problemas con niveles de complejidad a partir de la experimentación y el análisis
• Sistematiza y analiza hallazgos, construye respuestas y emplea modelos para representar los fenómenos.

COMPETENCIAS COLABORATIVAS

• Reconoce, respeta y aprecia la diversidad de capacidades y visiones al trabajar en grupos.
• Muestra iniciativa y participa en grupos de solución de problemas y creación de proyectos personales o de su entorno con robótica, programación y ciencia de los datos con base en estrategias de trabajo colaborativo.

COMPETENCIAS TECNOLÓGICAS

• Compara y elige los recursos tecnológicos necesarios para el desarrollo del proyecto formulado.
• Desarrolla prototipos con creatividad a partir de conocimientos adquiridos y las herramientas tecnológicas aprendidas para solucionar problemáticas de su entorno que involucren automatizaciones de procesos y robots.

COMPETENCIA LABORAL

• Propone proyectos y estrategias donde aplica el conocimiento de robótica y programación en el diseño de soluciones a problemas identificados en el contexto.

VII. NIVELES DE AVANCE POR ÁREA DE STEAM. Realizadas con base en Competencias STEM de Global STEM Alliance. (Villavicencio, 2018 en AP STEM, 2019)

CIENCIA

Los aprendices desarrollan habilidades para observar, explorar, preguntar, suponer e identificar problemas de entornos agropecuarios y posibles soluciones con tecnología. Buscan información frente a los problemas identificados para plantear respuestas a las preguntas, crear, probar, evaluar y mejorar la solución brindada.

Conceptos claves

Nivel de dificultad

Módulo 1

(Nivel 1)

Módulo 2

(Nivel 2)

Módulo 3

(Nivel 3)

Ciencias de la tierra y biotecnología

Aprenden acerca de:

-Sistema de monitoreo agrícola con micro: bit
Aprenden a:

- Medir los niveles de humedad, temperatura y luz para cuidado agrícola.

-Realizar observaciones, organizarlas y relacionarlas con conocimiento previo.

Aprenden acerca de:

-Sistemas multiusos para ayudar a solucionar problemas del entorno usando la biotecnología.
Aprenden a:

-Descubrir e identificar los posibles usos de los recursos los sensores, actuadores y robots para implementarlos en las ciencias de la tierra.

-Reproducir y analizar un sistema multiusos que ayuda a solucionar problemas del entorno.

Aprenden acerca de:

- Identifican problemas de propios o de su comunidad relacionados con su entorno y la aplicabilidad de los robots, sensores y actuadores para generar soluciones.
Aprenden a:

- Identificar y recolectar objetos y recursos de reciclaje útiles para usar en los proyectos planteados como solución a los problemas identificados.

Ciencias Físicas

Aprenden acerca de:

-Electricidad, materiales aislantes y conductores.
Aprenden a:

-Reconocer cuáles materiales son aislantes y conductores usando el micro: bit.

Aprenden acerca de:

-La relación entre fuerza y movimiento en las máquinas simples.

Aprenden a:

-Seleccionar y manipular objetos que pueden interactuar entre ellos para un propósito específico.

Aprenden acerca de:

- Sensores capaces de convertir fenómenos físicos en eléctricos.
Aprenden a:

-Seleccionar sensores capaces de convertir fenómenos físicos en señales eléctricas.

-Crear y diseñar una solución para resolver una necesidad identificada.