lunes, 2 de noviembre de 2015

Reto 5. Difusión de un proyecto de iniciación a la programación

Introducción.

Es curioso que el día que me enfrento al quinto y último reto del #MoocBot "Cómo introducir la programación y la robótica educativa en todas las materias" , al iniciar el navegador me encuentro con el siguiente Doodle de Google:


Está dedicado a George Boole, padre de la moderna aritmética computacional, en el 200º aniversario de su nacimiento. Dos siglos después, y en algunos sectores, se ha dado a esta disciplina la importancia que en una sociedad tan altamente tecnológica como la nuestra merece. Sin embargo, en el ámbito educativo ocupa un lugar insignificante o incluso inexistente.

1. Justificación de la propuesta.

Desde las materias técnicas debemos hacer un esfuerzo por introducir la programación informática y la robótica en nuestras programaciones, si bien es cierto que el papel que se les otorga a las mismas es más que secundario en el Curriculum para ESO y Bachillerato (al menos en Extremadura).
Es en este punto en el que es necesario detallar la situación en la que queda la asignatura de Tecnología en Extremadura tras la publicación del curriculum en nuestra comunidad según LOMCE.
  • La asignatura de Tecnología es obligatoria en 1º y 2º de ESO. En 3º desaparece.
  • En 4º ESO es optativa, pero sólo se oferta en el itinerario destinado al alumnado que continuará sus estudios en la Formación Profesional.
  • Esto hace que los alumnos interesados en realizar estudios técnicos superiores, y que por tanto pretendan cursar un Bachillerato Tecnológico, no puedan siquiera matricularse en Tecnología en 4º ESO, que es precisamente el único curso en el que se enseña programación y robótica.
  • De esta forma los alumnos que se matriculen en Tecnología Industrial en 1º de Bachillerato, llegaría a ésta con conocimientos de 2º de ESO.

Es por esta razón, y porque la LOMCE deja abierta la posibilidad de que cada centro pueda ofertar asignaturas "optativas de centro", por la que desde el Departamento de Tecnología vamos a pedir al Claustro de Profesores y al Consejo Escolar su aprobación para ofertar una asignatura de "Iniciación a la programación y a la robótica" en 3º ESO.
Lógicamente debemos hacer bastante didáctica entre nuestros compañeros, sobre la importancia que tiene para el alumnado trabajar el pensamiento computacional, sin olvidar la importancia de desenvolverse con soltura en materia de programación en la sociedad tecnológica actual. Por ello, el plan de difusión de nuestro proyecto de asignatura será el siguiente:

2. Difusión del plan de implantación de la asignatura "Iniciación a la programación y la robótica.

Seguiremos los siguientes pasos:
  • Solicitud al Director del Centro de la convocatoria de un Claustro extraordinario con el único punto del día de "Aprobación, si así procediera, de la oferta de la asignatura de Iniciación a la programación y la robótica como asignatura optativa de centro".
  • En dicho Claustro debemos explicar los objetivos y contenidos de la asignatura (que más adelante expondré). Para ello, se realizará una breve presentación en la que se recojan los aspectos nucleares de las reflexiones realizadas en este mismo blog sobre la importancia del pensamiento computacional como parte de las "inteligencias múltiples" y sobre cómo pueden contribuir este tipo de enseñanzas a minimizar la brecha de género que todavía sigue existiendo en las disciplinas técnicas (dejo enlaces).

  • Asimismo, se informará sobre el proyecto interdisciplinar que se implantará en el siguiente curso, expuesto en el siguiente post:



  • Si tras votación de los miembros del claustro, la propuesta resultase aceptada, se llevaría la misma al Consejo Escolar, para su aprobación.
  • La asignatura sería implantada en el el curso 2016/2017.

Paso a detallar las características de la nueva asignatura que trataremos de poner en marcha:

3. Objetivos de la asignatura.

Los principales objetivos de la asignatura son los siguientes:
  • Identificar y conocer el funcionamiento de los componentes electrónicos básicos, como base para la introducción a la Electrónica Analógica.
  • Asimilar la nociones elementales de la Electrónica Digital.
  • Conocer y manejar correctamente las operaciones básicas de Álgebra de Boole.
  • Conocer los fundamentos de la programación por bloques a través de Scratch.
  • Compilar sencillos programas mediante Screatch for Arduino, que hagan funcionar a distintos actuadores a través de placas de hardware libre.
  • Conocer los fundamentos de la programación para placas de hardware libre (Arduino y Raspberry Pi).
  • Conocer las leyes de la robótica, así como la arquitectura básica de un robot.
  • Montar sencillos circuitos electrónicos que hagan funcionar a un robot, de acuerdo con las especificaciones iniciales marcadas por el profesor.

4. Contenidos.

Los bloques de contenidos con los que se dará satisfacción a los objetivos anteriores, son los siguientes:
  • Electrónica analógica. Resistencias lineales, resistencias no lineales (LDR, NTC, PTC y VDR), diodos, transistores, relés y procedimientos de conexión.
  • Electrónica digital. Tipos de señales (analógicas y digitales), sistemas de numeración, tablas de la verdad, funciones lógicas (Álgebra Booleana) y puertas lógicas.
  • Programación por bloques. Menús, objetos, escenarios, zona de programación, animaciones, interacciones y transiciones. Realización de sencillas animaciones.
  • Hardware libre. Arduino y Raspberry Pi. Nociones básicas de programación.
  • Robótica. Sistemas automáticos, sistemas de control (lazo abierto y lazo cerrado), arquitectura de un robot (sensores y actuadores) y clasificación de los robots.

5. Metodología.

La metodología a emplear será teórico-práctica, de forma que a medida que se vayan introduciendo los contenidos téoricos, se irán poniendo en práctica tanto en el taller, como en el aula de Informática.
Los proyectos se realizarán en grupos lo más heterogéneos posibles, de forma que esta metodología de trabajo favorezca la integración de componentes con distintas capacidades y contribuya a la igualdad efectiva entre sexos.

6. Evaluación.

En la evaluación, y puesto que la metodología es teórico-práctica, los contenidos teóricos tendrán igual peso que las operaciones realizadas en el taller, en las que se valorarán el grado de adquisición de los contenidos teóricos y sus puesta en práctica, el respeto a las opiniones de los demás, la limpieza y el cuidado de herramientas y materiales, y el cumplimiento de las normas de seguridad en el manejo de herramientas y máquinas.

Conclusión.

Mediante este post he tratado de explicar tanto el plan de difusión del proyecto para la implantación de una asignatura de programación y robótica en 3º ESO en el curso 2016/2017 en mi Centro, como las características propias de la asignatura.
Trataremos de seguir la hoja de ruta marcada durante el primer trimestre del presente curso, para si todo va bien, poder empezar a compartir con los alumnos a partir del próximo curso la fascinante aventura de la programación y la robótica. Esperamos con ello abrir nuevos campos en sus vidas y contribuir a desarrollar en ellos una forma de pensar más eficiente.
Por cierto, como el proyecto está en sus inicios, se aceptan todo tipo de sugerencias para su mejora. Serán muy bienvenidas.

jueves, 29 de octubre de 2015

Reto 4. Proyecto interdisciplinar

Tal y como avanzábamos en el post anterior, vamos a proponer un proyecto interdisciplinar, en el que tengan cabida distintas herramientas mediante las cuales trabajemos, de forma indirecta, el pensamiento computacional con nuestro alumnado.
En mi caso particular, y como me resulta un poco complicado por mis circunstancias personales coordinarme online con los componentes de #MoocBot, he optado por coordinarme con compañeros de mi instituto, en concreto con mi compañero de EPV y con mi compañera de Inglés.
Entre todos hemos diseñado un esquema de lo que podría ser un proyecto en el que se trabajara desde tres ámbitos distintos, y que sería muy interesante madurarlo para implementarlo en nuestras programaciones de cara al curso que viene.
El esquema de dicho proyecto es el siguiente (Clic en la imagen para ampliar):
Paso a detallar las distintas fases del proyecto y a especificar el objeto del mismo.

  • El objetivo del proyecto es diseñar, proyectar y construir un robot que se dirija hacia una fuente luminosa que se le muestre. Asimismo, los alumnos deberán imaginar una historia en la que el objeto construido interaccione con otros, estableciendo un diálogo en inglés.
  • Este proyecto será realizado por el alumnado de 4º de ESO matriculado en las asignaturas de Tecnología, EPV e Inglés.
  • Para ello, en primer lugar, se diseñará el robot en la asignatura de EPV, teniendo en cuenta las especificaciones iniciales que el profesor proponga (medidas, materiales, etc...). Para ello se empleará la herramienta LibreCAD, instalada en los ordenadores de los centros públicos de la Consejería de Educación de Extremadura.
  • Mientras se lleva a cabo esta fase, en la asignatura de Tecnología se habrán ido impartiendo los temas de Electrónica Analógica y de Electrónica Digital, que son la base para el montaje de los componentes electrónicos del robot.
  • Tras recibir los planos, en el taller de Tecnología se procede a la construcción del proyecto final, primero con componentes electrónicos tradicionales (placa board, dos motores, transistores, diodos, diodos LED, LDR, relés y cables) y finalmente con una placa Arduino y sencillos componentes en la placa board, que sustituirán a los componentes tradicionales.
  • Se finalizará con una prueba de funcionamiento, que bien puede ser una carrera de robots en el taller dirigiéndolos con una linterna.
  • La fase de construcción habría terminado, y puede enriquecerse el proyecto en la materia de Inglés, en la que los alumnos, partiendo de su proyecto real construido, deberán imaginar una situación en la que su robot interaccione con otro elemento, y se establezca un diálogo entre ellos.
  • De esta forma se trabajarían contenidos propios de una materia lingüística, y el diálogo ideado por el alumnado podría ser mostrado mediante una animación creada con Scratch.

Como he manifestado anteriormente, de esta forma se trabajan los contenidos propios de distintas asignaturas empleando herramientas que ayudan al alumnado a trabajar el pensamiento computacional, con el añadido de que se introduce una didáctica novedosa y atractiva que lo predispone para afrontar el proceso enseñanza-aprendizaje de una forma más motivadora.

Un plan de pensamiento computacional: ¿ocurrencia u oportunidad?


Como parte del quinto reto del MOOC "Cómo introducir la programación y la robótica educativa en todas las materias" vamos a reflexionar acerca de las ventajas de establecer un plan de pensamiento computacional en todas las materias y en cualquier nivel o etapa del sistema educativo.
"Vaya ocurrencia" puede pensar alguien. Y en principio no le falta razón, ya que a priori, la idea de pensamiento computacional que tenemos, está relacionada con la programación informática. Y es que además es así. 
Tras esto vendrían otras preguntas o afirmaciones, del tipo de "¿y qué tendrá que ver eso con una materia como Historia, o Ciencias Naturales, o Lengua...?" o "parece interesante, pero para los alumnos que tengan inquietudes técnicas o tengan idea de enfocar su futuro en un campo que tenga que ver con la programación informática". Y es aquí, donde entre todos tenemos que hacer pedagogía con nuestros compañeros, y explicar ciertas cosas que no todo el mundo tiene porqué saber.
En primer lugar, y bajo mi punto de vista, el pensamiento computacional va más allá de saber cómo "piensan" las máquinas para crear programas informáticos que resuelvan problemas concretos. Se trata de desarrollar un método, una forma de desglosar los problemas que se nos planteen, en pequeños subproblemas, que se puedan resolver de forma más sencilla, y que puestos en orden, finalmente den respuesta al problema original. A modo de ejemplo, se muestra la siguiente imagen, en la que se puede apreciar de un modo sencillo, como resolvemos los ingenieros un problema del tipo "¿se mueve?.

Obviamente es broma, pero a falta de un par de detallitos o tres, en esencia se trata de elaborar una estrategia de resolución de problemas.
Este método, que emplean las máquinas para resolver de forma más rápida y eficiente los problemas que les planteamos, es perfectamente aplicable al ser humano.
Y es precisamente en este punto, en el que empezamos a ver de una forma más clara su importancia. Si desde niños, entrenamos esta forma de pensar, de analizar, y en definitiva, de resolver retos, estaremos más preparados para afrontar de forma eficiente cualquier problema que se nos plantee en el futuro.
Para entenderlo mejor, en la materia de Tecnología, que es la que yo imparto, se propone a los alumnos un determinado problema tecnológico, que se habitúan a resolver siguiendo unos pasos muy concretos:

  • Análisis de necesidades. Difícilmente vamos a resolver correctamente un problema tecnológico si no lo conocemos en detalle.
  • Estudio de distintas soluciones. Existen múltiples formas de resolver un problema. Estudiémoslas.
  • Elección de la mejor solución. De entre todas las soluciones estudiadas, seleccionamos la que a nuestro juicio nos parezca la mejor.
  • Secuenciación de operaciones. Antes de empezar a trabajar, vamos a establecer unos pasos para ello. ¿O acaso parece lógico empezar una casa montando el tejado?.
  • Construcción del proyecto. Siguiendo los pasos ordenados anteriormente, comenzamos el proceso de construcción.
  • Comprobación. Tras su construcción, comprobamos que lo construido dé solución al problema inicialmente planteado. De no ser así, habrá que analizar el porqué y rediseñar y construir en su caso, la parte o pieza que nos esté dando problemas. Cuando hagamos esto, habrá que volver a comprobar el funcionamiento, y sólo cuando comprobemos que todo está correcto se da por finalizado el proyecto.
Tras leer esta parrafada, habrá quien siga pensando que el pensamiento computacional es más propio de disciplinas técnicas. Pero no es es del todo cierto. Si releemos las fases anteriores, éstas pueden ser aplicadas a cualquier problema y en cualquier ámbito de la vida.
Y aquí radica su importancia. Existen multitud de herramientas que con un poco de imaginación pueden ser empleadas en cualquier materia (Scratch, Arduino, BeeBOT...), y que para su empleo requieren un conocimiento básico de programación informática. Si logramos que el alumnado se familiarice con ellas habremos conseguido un triple objetivo:

  • Trabajar nuestra materia, de un modo innovador, y probablemente más motivador para el alumnado.
  • Familiarizarse con la programación informática, que en un mundo tecnológico como en el que vivimos es de capital importancia.
  • Y finalmente, trabajar el pensamiento computacional, que como acabamos de argumentar, les permitirá afrontar problemas cotidianos de una forma más eficiente.
Además, este método es fácilmente integrable dentro de una Metodología de trabajo por proyectos interdisciplinares. Y es precisamente a esto a lo que dedicaremos el siguiente post del MOOC.

domingo, 25 de octubre de 2015

Tecnología y mujer


En la unidad 4 del MOOC "Cómo introducir la programación y la robótica educativa en todas las materias" se nos invita a reflexionar sobre lo que un plan de pensamiento computacional puede aportar para solucionar la brecha de género en el mundo de la tecnología y para el desarrollo de un nuevo modelo de mercado laboral.
Sobre ese particular comentaré mi experiencia en dos ámbitos bien distintos: teniendo en cuenta mi experiencia cuando estudiaba Ingeniería (hace ya algunos años) y confrontando dicha experiencia con mi ocupación actual, que es la de profesor de Tecnología.
En el primero de los casos he de decir que en la Escuela de Ingeniería los hombres éramos una clara mayoría. La Ingeniería en particular y las carreras técnicas en general eran los que podríamos decir "cosa de hombres".
Lo cierto es que nunca lo entendí. El trabajo de un ingeniero o un arquitecto puede ser desempeñado del mismo modo por una mujer. Es más, las chicas que estudiaron conmigo, además de ser especialmente brillantes, tenían un punto a su favor muy importante: sabían lo que querían. De lo contrario no habrían ido a contracorriente, y habrían estudiado algo que se ajustara más a lo que la sociedad esperaba de ellas: una carrera "para mujeres".
La realidad es que finalizaron sus carreras y en la actualidad muchas de ellas están trabajando para grandes empresas o enseñando Tecnología, que es justamente lo que yo hago.
Y esto nos lleva a la actualidad. Hace doce años ya, que tras ejercer libremente la profesión de ingeniero, decidí probar suerte en la educación. Doce años son suficientes para tener una perspectiva clara de cómo han ido cambiando las cosas, así que paso a comentar cómo desde las asignaturas con un perfil técnico, podemos contribuir a que se normalice el papel de la mujer en el mundo tecnológico.
En primer lugar, hay que destacar la etapa en la que la asignatura de Tecnología es obligatoria. Para muchas chicas, entre los doce y los catorce años, trabajar en el taller se antoja algo difícil: "no es lo que se espera de una chica". Pues esos miedos se disipan el primer día, ya que empleamos un método de trabajo por proyectos en el que los grupos de trabajo son lo más heterogéneos posibles (en cuestión de sexo, y en cuestión de capacidades). Es justo en ese preciso momento en el que se dan cuenta de que pueden hacer las cosas igual o mejor que sus compañeros, convirtiéndose algunas en auténticas líderes de sus equipos.
Y así llegamos a la época en la que la asignatura es optativa. Y ahí es donde he notado un cambio abismal desde la primera vez que impartí Tecnología Industrial en Bachillerato, en la que tenía a nueve chicos y a una sola chica, hasta la actualidad, en la que tengo séis chicas y cuatro chicos. Algo está cambiando, y para bien.
Las alumnas que tengo son brillantes. Las conozco desde hace cuatro años. Y en este curso, como en los anteriores, seguro que obtendrán mejores resultados que sus compañeros. Aunque no es una muestra relevante para extrapolar conclusiones, lo lógico es pensar que chicas y chicos tienen las mismas capacidades. Por eso considero que los profesores de asignaturas técnicas tenemos una apasionante labor por delante, que es la de inculcar esta idea a nuestro alumnado.
En mi caso particular, hasta hago horas extraordinarias en casa con mi hija, como se puede ver en las fotos. Y disfrutamos de esos momentos compartidos. Padre e hija compartiendo una afición.


Y he de decir que igual que le gusta montar en bicicleta conmigo, le gusta jugar con muñecas, e igual que le gusta jugar con su hermana pequeña, le gusta jugar con sus amigos mayores. No forcemos gustos en los niños, ya los desarrollarán ellos mismos. Y cuando crezcan con estas ideas interiorizadas, habremos conseguido que la sociedad sea mucho más sana y justa.

martes, 20 de octubre de 2015

Reto 3. Avanzando con Scratch



Bueno, pues seguimos avanzando. Para el tercer reto, en este caso he elegido el nivel WorkBoot, añadiendo nuevas funcionalidades que me han permitido continuar con la historia del reto anterior.
Para ello he creado nuevos escenarios y un nuevo personaje (una pelota) que me ha permitido diseñar un juego consistente en señalar la pelota con el puntero y en función del tiempo que logremos seguirla, se añadirán puntos a la variable "Marcador" . Sólo cuando dicha variable supera los 20 puntos se puede pasar a la siguiente pantalla.



Además he añadido nuevas funcionalidades para que el espectador interaccione con la historia
Para superar este reto, he tenido que comprender mejor la dinámica de trabajo con Scratch, mejorando la interacción entre los personajes, además de obligarme a entender los bucles.
Ahora todo parece mucho más claro para mí, por lo que las tardes invernales se me antojan bastante entretenidas inventando una aventura junto a mi hija. Seguiremos avanzando...
El resultado se puede ver en este enlace:

https://scratch.mit.edu/projects/83169322/

Dejo aquí las secuencias creadas para cada uno de los personajes:






domingo, 18 de octubre de 2015

Reto 2. Primeros pasos con Scratch



La dinámica de trabajo del MOOC "Cómo introducir la programación y la robótica educativa en todas las materias", consiste en la proposición de retos semanales a los participantes para que vayan siendo resueltos, con distintos grados de dificultad en función del nivel de conocimientos previos de los participantes.
La primera tarea fue hacer una sencilla reflexión sobre porqué la programación y la robótica pueden ser interesantes en los procesos enseñanza-aprendizaje en todos los niveles del sistema educativo.
En cuanto al primer reto, tuvimos que construir un sencillo "robot". En mi caso particular, conté con la inestimable ayuda de mi hija de cinco años.
Para este segundo reto, hemos sido emplazados a crear una historia utilizando Scratch. Aunque había leído cosas interesantes sobre esta plataforma, nunca había trabajado con ella, y a decir verdad, me parece un punto de partida más que interesante para introducir al alumnado en el mundo de la programación.
Otro punto a favor de Scratch es su entorno colaborativo. Con la opción "ver dentro" cualquiera se puede introducir en las entrañas de la animación para leer el programa con la que ha sido creada, y seguir aprendiendo de esta forma.
Para este segundo reto, también me ha ayudado mi hija, eligiendo los personajes y el fondo. Además, ha estado a mi lado mientras construía el programa, y ha logrado entender la forma en la que interactúan los personajes de la historia.
Ella sola ha sacado la conclusión de que con Scratch podríamos dar forma a un cuento que se invente, por lo que me esperan algunas tardes entretenidas este invierno. Familia que programa unida, permanece unida... o algo así era.
Mientras diseña su historia y dibuja a sus protagonistas, yo trataré de seguir aprendiendo nuevas funcionalidades de Scratch. De momento aquí dejo mi primera historia (muy sencilla), diseñada con Scratch. Ésta constituirá la base para los siguientes retos...

https://scratch.mit.edu/projects/83052968/

Estos son los bloques que crean la animación para los dos personajes:

Animación del personaje 1

Animación del personaje 2 

martes, 6 de octubre de 2015

Reto 1. Secuencia de luces


Expongo aquí mi primer reto, consistente en establecer una secuencia luminosa similar a las famosas lucecitas del coche fantástico. La verdad es que es bastante sencillo compilar un programa con Arduino que resuelva este problema, por lo que en próximos retos trataremos de hacer algo más complejo. 
Lo novedoso es que es la primera vez que trabajo en un sencillo problema tecnológico con mi hija de cinco años, y a decir verdad, hemos disfrutado mucho los dos. Esto da una idea de las inmensas posibilidades de implementación que tienen este tipo de enseñanzas  en el curriculum escolar desde edades tempranas.
El programa compilado es el siguiente (se puede hacer de una forma más sencilla, pero para explicarlo a una niña pequeña es más fácil así):

void setup() {
  pinMode(7, OUTPUT);
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(7, HIGH); 
  delay(200);  
  digitalWrite(7, LOW); 
  delay(20);    
  digitalWrite(8, HIGH);
  delay(200);
  digitalWrite(8, LOW);
  delay(20);
  digitalWrite(9, HIGH);
  delay(200);
  digitalWrite(9, LOW);
  delay(20);
  digitalWrite(10, HIGH);
  delay(200);
  digitalWrite(10, LOW);
  delay(20);
  digitalWrite(9, HIGH);
  delay(200);
  digitalWrite(9, LOW);
  delay(20);
  digitalWrite(8, HIGH);
  delay(200);
  digitalWrite(8, LOW);
  delay(20);
}

Hasta ahora, lo único que ha hecho mi hija ha sido conectar cables y ayudar en el diseño del modelo a partir de materiales reciclados. Más adelante dará sus primeros pasitos en el mundo de la programación.
Expongo a continuación una serie de fotos de cómo se ha ido desarrollando el proceso y un vídeo del resultado final.







video