Los sentidos artificiales 🏆

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El estudio y comprensión del funcionamiento de los sensores a través de sus similitudes con los sentidos humanos suele dar buenos resultados pedagógicos. Esta experiencia aborda precisamente qué son los sensores, los tipos y utilidad de cada uno como dispositivos de entrada, estableciendo su similitud con los sentidos humanos, cómo programarlos y las distintas formas de representación de sus lecturas en los actuadores que son salidas en un sistema robótico.

La experiencia comienza con un reto contextualizado al alumnado que despierta su interés: «El alumnado de 1.º y 2.º ESO tiene que crear un robot o sistema robótico que sea capaz de representar los valores de un sensor de la placa Micro:bit de forma que sirva para comprender el funcionamiento de su equivalente sentido humano ¿Te atreves a descubrir las similitudes?»

Esta experiencia ha sido galardonada con el 1º Premio en la categoría Secundaria modalidad A de los “Premios Nacionales a Experiencias Educativas Inspiradoras para el aprendizaje. Convocatoria 2023”.

Punto de partida

La experiencia se ha desarrollado en el IES Jaroso de Cuevas del Almanzora (Almería), es un centro con más de 1000 alumnas y alumnas muy diversos que proceden de todo el municipio.

En nuestro centro llevamos fomentando la vocación por las carreras STEAM desde hace años con un itinerario formativo de Robótica a lo largo de toda la enseñanza secundaria.

Esta experiencia educativa utiliza como REA original “Los sentidos artificiales”, recurso educativo abierto en el que trabajé como elaborador y publicado dentro del Proyecto REA/DUA de la Consejería de Desarrollo Educativo y Formación Profesional de la Junta de Andalucía.

Así que con el objetivo de introducir un cambio metodológico significativo en el aula, a través de las metodología activas que contempla el REA, su diseño siguiendo las pautas del Diseño Universal para el Aprendizaje y que en mi centro no se había trabajado con este tipo de recursos, decidí implantar esta experiencia con el alumnado de Computación y Robótica de 1.º y 2.º ESO. Los resultados obtenidos con esta experiencia y otras similares, junto con el nivel de satisfacción del alumnado han sido muy positivos, de hecho la materia optativa de Computación y Robótica ha sido la más elegida por el alumnado de mi centro en los tres primeros cursos de la ESO durante el curso 2023-24.

Paso a Paso

La experiencia se desarrolló en el aula-Taller de Tecnología donde se dispone de los equipos informáticos con conexión a internet, placa electrónica Micro:bit y accesorios adicionales.
Se llevaron a cabo de forma secuencial las distintas fases de aprendizaje establecidas en el REA que pasamos a describir a continuación.

Paso 1: Presentación (Temporalización: 30 minutos)

Presentación al alumnado de la experiencia destacando los aspectos más relevantes de la situación de aprendizaje (el reto propuesto, producto final, saberes básicos y criterios de evaluación). Además, se le explica la forma de trabajar y se destaca que a lo largo de la situación de aprendizaje, se han planteado diferentes ejercicios, tareas y actividades graduadas en dificultad y con distintos tipos de agrupamientos a lo largo del REA:

1. Individual. Se utiliza fundamentalmente en actividades evaluativas o de comprobación. En este caso, es importante que el profesorado facilite un apoyo y seguimiento al alumnado.
2. Pareja. Se utiliza en actividades en las que sea necesaria la colaboración como herramienta de multinivelado.
3. Grupo reducido. Se utiliza en actividades de reflexión.
4. Grupo-clase. Se utiliza en actividades de reflexión.

Paso 2: Movilización (Temporalización: 30 minutos)

Apartado 1. ¿Qué vamos a hacer?
Presentamos la temática de la experiencia de manera que el alumnado se sienta motivado y tenga interés en aprender. Para ello, se presenta el apartado 1 de forma grupal en el aula, el reto y una serie de vídeos para despertar la curiosidad por aprender de forma que el alumnado se sienta motivado.

Paso 3: Activación (Temporalización: 30 minutos)

Apartado 2. Antes de empezar, activamos nuestros sentidos
En este paso, mediante distintas actividades, se activan los conocimientos previos del alumnado, necesarios para la realización del reto final, en concreto, se activan conocimientos previos sobre las señales, los sentidos, programación y analogías entre los sistemas robóticos y los seres humanos.

Este paso es importante ya que las actividades conectan lo que ya saben con las nuevas tareas que se verán a lo largo del REA.

Paso 4: Exploración (Temporalización: 120 minutos)

Apartado 3. La importancia de los sensores
En este paso se exploran mediante distintas actividades y ejercicios a partir de los conocimientos activados, es decir, sobre las señales, sensores, entradas, salidas y sensores de la placa robótica micro:bit, el entorno de programación MakeCode, los motores y las distintas formas de representación de las medidas destectadas por los sensores, sin incorporar aún nuevos aprendizajes.

Paso 5: Estructuración (Temporalización: 300 minutos)

Apartado 4. El sentido de los sensores
En este apartado se aportan los nuevos saberes necesarios para el reto, el alumnado reflexiona, deduce y completa lo descubierto en la fase de exploración. Es el paso más extenso en el que se adquieren los nuevos aprendizajes como:

1. Señales, tipos. Entradas y salidas de una placa robótica.
2. Sensores, tipos, funcionamiento, importancia y aplicaciones. Similitud con los sentidos humanos.
3. Programación de los sensores.
4. Formas de representación de los valores detectados por los sensores.

Paso 6: Aplicación y comprobación (Temporalización: 240 minutos)

Apartado 5. ¿Creamos un robot con mucho sentido?
En este paso ha llegado la hora de que el alumnado desarrolle todo lo que ha trabajado a lo largo de la experiencia, llevando a cabo el reto planteado ¡Van a crear su propio robot o sistema robótico con mucho sentido!
Para que el camino sea más asequible para todos, se le ofrece al alumnado la oportunidad para aplicar lo aprendido y posteriormente se le ofrece una guía de trabajo con pasos secuenciales. Esto nos garantiza el éxito de todo el alumnado:

1. Elige un sensor para tu robot…¿de la placa o externo?
2. Similitud entre sensores y sentidos.
3. ¡Cómo representar las lecturas del sensor!
4. ¿Cómo será su funcionamiento?
5. Diseñamos el programa.
6. Antes de seguir, reflexionamos
7. Vamos a montar nuestro robot..
8. Realizamos la programación
9. Debugging de la programación del robot o sistema robótico

Al completar esta guía, el alumnado alcanza el reto por transferencia de los aprendido a lo largo de la situación de aprendizaje.

Finalmente, se le propone al alumnado una actividad de profundización voluntaria para investigar los sensores de las cámaras artificiales dentro del Programa Andalucía Profundiza y exponer los resultados en la Feria de las Ciencias de Granada.

Paso 7: Conclusión (Temporalización: 90 minutos)

Apartado 6. Compartimos nuestro trabajo.
Consiste en la presentación de los aspectos más relevantes de la experiencia realizada por el alumnado al grupo clase. Se ofrece al alumnado diferentes formatos para que elijan aquel con el que se encuentre más cómodos. Por ejemplo:

1. Feria de proyectos
2. Grabamos un video
3. Presentamos en diapositivas nuestro proyecto
4. Realizamos una Memoria

Paso 8: Reflexión (Temporalización: 30 minutos)

Apartado 7. Sacamos conclusiones.
Una vez terminado el reto inicial, el alumnado debe dedicar un tiempo a reflexionar sobre el trabajo que han realizado, si han cumplido con el reto propuesto y los aprendizajes adquiridos.
Para ello, se les plantea responder en su diario de aprendizaje la pregunta ¿qué he aprendido? Y además una rúbrica de autoevaluación.

Metodología empleada en el desarrollo del Recurso Educativo:
Los aspectos metodológicos que se ha tenido en cuenta en el desarrollo de esta experiencia han sido los siguientes:

• Aprender haciendo (Learning by doing): aprendizaje mediante la construcción de artefactos u objetos tecnológicos (Construccionismo).
• Aprendizaje Basado en Retos (ABR): se plantean retos a cada estudiante que tiene que solucionar obteniendo un producto final.
• Tutoría entre iguales: agrupación heterogénea de estudiantes que trabajan de forma coordinada para resolver una tarea.
• Aprendizaje cooperativo.

Recursos utilizados:

• Ordenadores con conexión a internet. Preferiblemente uno para cada estudiante.
• Placa robótica Micro:bit.
• Aplicación MakeCode
• Cuaderno de clase o digital.
• REA: Los sentidos artificiales
• Plataforma educativa Moodle centros Almería.

Inclusión en la programación:
Este recurso educativo está incluido en las programaciones didácticas en forma de Situación de Aprendizaje. Es importante destacar que la experiencia se inicia con un reto motivador y significativo para el alumnado plasmado en una situación de aprendizaje dentro del currículo de la materia de Computación y Robótica. Y se establece una cronología de aprendizaje acorde al Diseño Universal para el Aprendizaje.

Evaluamos

Para la evaluación de esta experiencia se utilizan diferentes instrumentos a lo largo de todo el proceso atendiendo a la diversidad de nuestro alumnado.

Lista de cotejo
Una forma rápida de realizar comprobaciones de la finalización de las diferentes actividades entregadas a través de la plataforma moodle.

Observación en el aula
La mayor parte del trabajo se realiza en el aula-taller, así que esta herramienta tiene gran relevancia.

Portfolio
En esta experiencia el alumnado disponía del “Diario de aprendizaje” en formato papel y digital para ir reflejando todas las evidencias y proceso metacognitivo de reflexión sobre su propio aprendizaje.

Rubricas de autoevaluación
La autoevaluación del alumnado es una parte muy importante del proceso de evaluación. Se trata de que sea consciente de sus propios logros y que tenga la posibilidad de reflexionar sobre el trabajo que ha realizado. Se ha trabajado la rúbrica de la imagen.

Presentación de trabajos
Una parte importante de la experiencia educativa es compartir el trabajo realizado. En este caso, he utilizado una rúbrica de evaluación para valorar la exposición, atendiendo a:

1. Calidad de la presentación.
2. Nivel de participación.
3. Comunicación verbal y no verbal.
4. Entre otros.

Nuestro DAFO
Es importante que el alumnado reflexione sobre su desempeño en la experiencia. Para ello, les planteo que realicen un DAFO

Evaluación de la propuesta y de la práctica docente
Se realizó una encuesta de valoración en moodle centros de la experiencia d que el alumnado completó de forma anónima. Los resultados fueron muy positivos, destacando que le había gustado cómo habían aprendido.

Conclusiones

Esta experiencia ha permitido innovar en el aula ya que se ha desarrollado con alumnado que se enfrentaba por primera vez a este tipo de recursos educativos digitales. Además, aunque en el área de Tecnología se suele trabajar con el aprendizaje por proyectos o retos, la experiencia también permitió probar el Diseño Universal para el Aprendizaje. Una vez finalizada la experiencia educativa, podemos asegurar que los resultados obtenidos son muy positivos ya que se ha conseguido una mayor motivación del alumnado para el aprendizaje y un aula más inclusiva, Además, se ha promovido el aprendizaje autónomo y el desarrollo de la metacognición gracias a la exhaustiva evaluación.

Por último, destacar que con esta experiencia el alumnado ha alcanzado los objetivos propuestos, además, se ha conseguido una mejora notable en el proceso de aprendizaje del alumnado y sobre todo han adquirido los saberes básicos sobre los sensores y sus similitudes con los sentidos humanos de una forma diferente, atractiva. motivadora y desarrollando la competencia digital.

¿Te animas?

Una vez que has visto esta experiencia espero que te animes a utilizar recursos educativos abiertos en tus clases. Puedes encontrar recursos similares en alguno de los repositorios indicados en el material complementario. Para empezar te animo a visitar el Proyecto REA/DUA de la Junta de Andalucía, seguro que podrás encontrar recursos para tu materia o ejemplos que te permitan dar tus primeros pasos para crear tu propia experiencia educativa.

Si te animas a diseñar y crear tu propio recurso educativo deberás invertir un tiempo que merecerá la pena porque los resultados al utilizarlo, son muy positivos. Además, es una excelente oportunidad para crear situaciones de aprendizajes muy completas. Debes tener presente que es necesario que tengas conocimientos básicos en el uso de herramientas digitales como eXeLearning, pero no te preocupes que con algunos tutoriales serás capaz de hacer muchas cosas. Si no dispones de mucho tiempo puedes descargar un REA ya creado y modificarlo para adaptarlo a tu contexto.

Anímate a hacer cosas diferentes en el aula. Los REA diseñados con DUA constituyen una forma diferente de enseñar, que aporta resultados muy positivos y que permiten avanzar hacia una educación inclusiva.

Ahora, ¿te atreves tú a cambiar la dinámica de tus clases?

Materiales complementarios

REA empleados en el proyecto:

• REA de partida: Los sentidos artificales.
• REA Adaptado: Los sentidos artificiales.
• Guía docente del REA.
• Secuencia didáctica del REA

Documentos adicionales:

• Guía para crear un REA-DUA
• Rúbrica de calidad de la secuencia didáctica del REA
• Material de apoyo identifica sensores de la placa micro:bit
• Material de apoyo micro:bit planificador de iconos o animaciones en la matriz
• Diccionario de español utilizado en los REA
• Ejercicios interactivos de los REA

Herramientas digitales utilizadas:
Entre las herramientas digitales empleadas por el alumnado y el profesorado en esta experiencia educativa tiene licencia Open Source (Código Abierto), podemos destacar las siguientes:

• Crear el recurso: eXeLearning.
• Buscadores de internet: Mozilla Firefox.
• Procesador de textos: LibreOffice Writer.
• Programación por bloques: MakeCode.
• Editor de imágenes: Gimp.
• Editor de vídeos: ShotCut o OpenShot.
• Editor de diagramas de flujo: Dia.
• Editor de sonido: Audacity.
• Creador de presentaciones: LibreOffice Impress.
• Crear y compartir contenido interactivo: H5P
• Alojamiento del REA: Moodle centros Almería

Difusión de la experiencia:

• Vídeo de la experiencia.
• Vídeo de la actividad de ampliación: Cámaras de IA en la robótica.
• En la página oficial del IES Jaroso.
• En el Blog de robótica del IES Jaroso.
• En la cuenta de Facebook del IES Jaroso.
• Exposición de la actividad de ampliación de la experiencia educativa en la Feria de las Ciencias de Granada celebrada en Granada el día 13 de mayo de 2023: En la web del centro, Blog de robótica y redes sociales.
• Fin de la experiencia: Página web del centro IES Jaroso, Blog de Robótica IES Jaroso.
• Notas de prensa del premio recibido por la experiencia.
• Ponencia experiencia educativa inspiradora “Los sentidos artificiales” dentro del programa de formación del profesorado Novel de Almería. Enero de 2024.

Vídeos de referencia en la experiencia:

• Boston Dynamics. Atlas ; Partners in Parkour ((Youtube))
• DFRobot. micro: Maqueen Assembly & Play ((Youtube))
• PLEN PROJECT. PLEN:bit Sensor controlled Robot using the micro:bit ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller con cocodrilo kit para micro:bit. Reto 02 Tocar un tono ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller con cocodrilo kit para micro:bit. Reto 06 Detector de obstáculos ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller con Cocodrilo Kit para micro:bit. Reto 01 Encender LED ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. micro:bit radio ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. micro:bit pins ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. LED de micro:bit ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. Input and output devices ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. micro: detección de temperatura de bits ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. micro:bit light sensing ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. micro:bit compass ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. micro:bit accelerometer ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. Sensing and making sound on the BBC micro:bit ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. micro:bit buttons ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. Touch sensor ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller: Programando la micro:bit con MakeCode. Sensores 1. Mostrar el valor de los sensores ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller: Programando la micro:bit con MakeCode. Sensores 2. Mostrar el valor de los sensores ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller: Programando la micro:bit con MakeCode: Sensores 3. Acelerómetro evento o condición ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller: Programando la micro:bit con Makecode. Programación como condición ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller: Programando la micro:bit con MakeCode. Pulsadores. Programación como evento. ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller. Programando la micro:bit con MakeCode. Cómo compartir un proyecto creado con Makecode ((Youtube))
• Jorge Ferreira. Condicionales. MakeCode. micro:bit ((Youtube))
• Micro:bit Educational Foundation. Transfering your program to the BBC micro:bit ((Youtube))
• Jose Antonio Vacas Martinez. Cómo programar la micro:bit desde una tableta Android vía Bluetooth ((Youtube))
• Álvaro Molina. micrófono y altavoz para microbit V2 ((Youtube))
• micro:bit Ceibal. Trabajando con un servo motor. microbit ((Youtube))
• almeriBOT. Reto 04. Mostrar la temperatura. Programando la micro:BIT con MakeCode ((Youtube))
• almeriBOT. micro:Taller con Cocodrilo Kit para micro:bit. Reto 07 Alarma de luz ((Youtube))

¿En qué materias podrías usar este recurso?
En aquellas materias en las que se vaya a hacer una introducción a la Inteligencia Artificial se podría utilizar este recurso educativo. Por ejemplo:

• Robótica 5.º de Primaria.
• Robótica 6.º de Primaria.
• Computación y Robótica de 2º y 3º ESO, Bloque: Robótica.
• Tecnología y Digitalización de 3º ESO.
• Creación Digital y Pensamiento Computacional de 1.º de Bachillerato.
• Programación y Computación de 2.º de Bachillerato