Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al Desarrollo de Pensamiento
Algebraico en Edades Tempranas
Educational Robotics as a Tool for the Development of Algebraic Thinking at an Early
Age
Resumen
Desarrollar pensamiento algebraico propicia construir ideas más complejas, necesarias para
la formación de ciudadanos críticos, con argumentos fundamentados. Tradicionalmente la
escuela siempre ha formado en competencias matemáticas, no obstante, los resultados no
han favorecido a la mayoría de los ciudadanos. Los planes educativos en México
introducen temas algebraicos, formalmente hasta educación secundaria, postergando la
formación temprana muchos años. El objetivo general fue explorar robótica educativa como
recurso didáctico dirigido a desarrollar pensamiento algebraico con estudiantes en edades
tempranas. Se instrumentó una metodología mixta en estudio de caso a cinco estudiantes
con edad de 7 a 9 años, con un taller perteneciente a la Universidad Autónoma de Querétaro,
México. La propuesta implemento una secuencia didáctica sustentada en situaciones
problema con ensambles de robots, enlazando el tema engranes, en conjunto con
proporcionalidad directa. El hallazgo más importante fue identificar a la robótica educativa
como herramienta potencial para favorecer la adquisición a conceptos algebraicos de
incógnita y variable en una relación funcional. Finalmente, robótica educativa se posiciona
como un recurso didáctico poderoso del siglo XXI, además de conjuntar diversas ciencias,
posibilita trabajar contenidos académicos fuera del aula, favoreciendo el desarrollo
cognitivo.
Palabras clave: Robótica educativa, pensamiento algebraico, proporcionalidad directa,
secuencia didáctica.
Abstract
Developing algebraic thinking encourages the construction of more complex ideas,
necessary for the formation of critical citizens, with well-founded arguments. Traditionally,
the school has always trained in mathematical skills, however, the results have not favored
most citizens. Educational plans in Mexico introduce algebraic topics, formally until
secondary education, postponing early training for many years. The general objective was
to explore educational robotics as a didactic resource aimed at developing algebraic
thinking with students at an early age. A mixed methodology was implemented in a case
study of five students aged 7 to 9 years, with a workshop belonging to the Autonomous
University of Querétaro, Mexico. The proposal implemented a didactic sequence based on
problem situations with robot assemblies, linking the subject of gears, together with direct
proportionality. The most important finding was to identify educational robotics as a
potential tool to favor the acquisition of algebraic concepts of unknown and variable in a
functional relationship. Finally, educational robotics is positioned as a powerful didactic
resource of the XXI century, in addition to combining various sciences, it makes it possible
to work academic content outside the classroom, favoring cognitive development.
Keywords: Educational robotics, algebraic thinking, direct proportionality, didactic
sequence.
¹Universidad Autónoma de Querétaro
²Universidad Autónoma de Querétaro
³Centro de Física Aplicada y
Tecnología Avanzada
1
https://orcid.org/0000-0002-3642-1347
2
https://orcid.org/0000-0001-5113-965X
³https://orcid.org/0000-0002-2983-5293
¹México
²México
³México
Merlo-Espino, R., Rodríguez-Hernández,
V. & Castaño-Meneses, V. (2020).
Robótica Educativa como Herramienta
Dirigida al Desarrollo de Pensamiento
Algebraico en Edades Tempranas. Revista
Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 9(2),
245-253.
https://doi.org/10.37843/rted.v9i2.170
R. Merlo-Espino, V. Rodríguez-Hernández
y V. Castaño-Meneses, "Robótica
Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en
Edades Tempranas", RTED, vol. 9, n.° 2,
pp. 245-253, sep. 2020.
https://doi.org/10.37843/rted.v9i2.170
Rocío Damara Merlo-Espino¹, Vicente Rodríguez-Hernández² y Víctor Manuel Castaño-Meneses³
31/julio/2020
6/septiembre/2020
25/septiembre/2020
Merlo-Espino, R., Rodríguez-Hernández, V. & Castaño-Meneses, V. (2020). Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al Desarrollo de Pensamiento
Algebraico en Edades Tempranas. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 9(2), 245-253. https://doi.org/10.37843/rted.v9i2.170
Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en Edades
Tempranas.
Introducción
En el presente trabajo de investigación se
documentan los resultados de una situación didáctica
la cual implementa robótica educativa como
herramienta dirigida a desarrollar pensamiento
algebraico a través del tema de proporcionalidad
directa. Dicha investigación surge sustentada en la
necesidad detectada en un taller de estudiantes
multigrado de edades tempranas, implementado en la
Universidad Autónoma de Querétaro, México. En
dicho taller, se enseñan temas de ciencia, tecnología,
ingeniería y matemáticas conocidas como CTIM,
conjuntadas en la construcción de robots.
Al trabajar en el taller con los contenidos antes
enunciados, los estudiantes tienen que realizar
equivalencias y cálculos, los cuales permiten
seleccionar combinaciones de engranes, adecuadas
en el ensamble de un robot. Por ser conocimientos
complejos, aunado a que su consolidación se da a lo
largo de la escolarización, sería importante propiciar
un análisis más profundo enlazando el tema de
proporcionalidad directa, fundamental en la
comprensión de un sistema de engranes.
Por lo anterior, se presenta la experiencia
obtenida en el primer pilotaje realizado al
implementar una secuencia didáctica abordando el
problema anterior, la secuencia contiene cinco
situaciones problema, que apoyan la enseñanza de
engranes con estudiantes de 7 a 9 años, incorporando
robótica como eje rector de la intervención. La
experiencia se estructura como artículo,
desarrollándose en cuatro grandes apartados: 1)
Desarrollo del problema y fundamentos teóricos., 2)
Metodología implementada., 3) Resultados
obtenidos., 4) Conclusiones y hallazgos relevantes
Para finalizar, es relevante enunciar el aporte
de la perspectiva interdisciplinaria plasmada en la
investigación, la cual se materializa inicialmente en
el diseño de la secuencia didáctica que tiene como
finalidad potencializar a través de robótica educativa
el pensamiento algebraico por la ruta de la
proporcionalidad directa. Esta última, como parte de
la aritmética introduce a conceptos algebraicos como
incógnita y variable en una relación funcional,
importantes para el pensamiento algebraico.
Desarrollo
Dentro del taller de robótica los estudiantes
resuelven situaciones problema, rebasando
frecuentemente el grado de conocimiento conceptual
requerido para profundizar en temas de robótica. En
clase los temas comúnmente revisados corresponden
a áreas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y
Matemáticas conocidas por su acrónimo CTIM
(Chalmers, 2018). En el caso específico de esta
investigación, el interés versó sobre el área de
matemáticas, en el taller de robótica uno de los
principales problemas detectados es cuando trabajan
el tema de engranes, los estudiantes en su mayoría no
han tenido acercamiento a conceptos como
funciones, relacionadas directamente con el álgebra.
En el mismo sentido, los estudiantes
participantes en el taller de robótica poseen algunas
habilidades relacionadas a la aritmética, saben sumar,
restar, multiplicar y dividir. El grado de dominio en
ese tipo de operaciones matemáticas varían con
relación a edad, experiencia utilizando operaciones
matemáticas, rango numérico que manejen, por
mencionar algunas (Broitman, 2000). No obstante,
aunque posean conocimientos previos para resolver
problemas, muchas veces no es suficiente, debido al
nivel de comprensión requerido al ensamblar robots.
De este modo, enseñar el tema de engranes,
indiscutiblemente presenta la necesidad de vincular
el tema de proporcionalidad directa, requiriendo
comprensión en la relación de las magnitudes
distintas, puestas en juego al buscar una equivalencia.
En este sentido, en los engranes existe una variable X
y una variable Y, estas tienen una relación
directamente proporcional, si una aumenta o
disminuye, la otra también. Considerando lo anterior,
se observan dificultades cuando los estudiantes
seleccionan medidas de engranes para dar fuerza,
velocidad o dirección a su robot, teniendo como
consecuencia escasa comprensión en los problemas a
resolver, así como una carente apropiación de
conocimiento.
Ante las necesidades enunciadas en el taller de
robótica, se formula la siguiente pregunta: ¿Cómo
implementar robótica educativa con la finalidad de
potencializar el pensamiento algebraico, logrando así
mejorar estrategias de resolución de problemas al
armar un robot? Por lo anterior, se propuso como
objetivo general, diseñar e implementar una
secuencia didáctica que implementó robótica
educativa como recurso didáctico con estudiantes en
edades tempranas.
Fundamentos Teóricos
Merlo-Espino, R., Rodríguez-Hernández, V. & Castaño-Meneses, V. (2020). Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al Desarrollo de Pensamiento
Algebraico en Edades Tempranas. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 9(2), 245-253. https://doi.org/10.37843/rted.v9i2.170
Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en Edades
Tempranas.
La tecnología digital asociada al ámbito
educativo se conceptualiza principalmente de dos
maneras: 1) Tecnología como medio de información,
implicando recibir o trasmitir datos, sin necesidad de
generar un aprendizaje a largo plazo. 2) Tecnología
como medio de construcción, implicando que los
estudiantes se involucren en el proceso de enseñanza-
aprendizaje, apropiándose del conocimiento o
habilidades esperadas (Papert & Harel, 2002).
En este sentido, la robótica educativa es
posicionada como tecnología para construir
conocimiento, caracterizada por dos atributos: 1)
Tiene virtud de objeto a fin de contribuir en pensar
sobre nuevos aprendizajes adquiridos, el estudiante la
utiliza como artefacto cognitivo, convirtiéndose así en
una parte constitutiva en la construcción del
conocimiento. 2) Colabora con las construcciones o
representaciones realizadas de manera física, auditiva,
visual de los conceptos de aprendizaje. Otorgando la
posibilidad de involucrar y concientizar al estudiante
durante su proceso de aprendizaje (Ruiz-Velasco et
al., 2010).
Existen trabajos previos los cuales documentan
algunos beneficios al introducir robótica educativa en
educación básica como medio o herramienta para la
socialización del aprendizaje, adquisición de nuevos
conocimientos, incluyendo el desarrollo a esquemas
de pensamiento. Así pues, cuando los estudiantes
interactúan con la herramienta, se favorece el
aprendizaje significativo, potencializando además el
desarrollo de estrategias en conjunto a los métodos de
planificación del propio aprendizaje (Di Lieto et al.,
2017; Mataric, 2004; Vargas et al., 2019).
En relación con la definición encontramos
diversas concepciones, en este sentido Ruiz-Velasco
et al., (2010) la conceptualizan como una disciplina la
cual permite desarrollar robots en el ámbito educativo,
sirviendo como primera experiencia cognitiva de los
alumnos sobre tecnología o ciencias. Asimismo, es
una herramienta con mucho potencial en la
construcción de conocimientos disciplinares,
competencias y alfabetizaciones, dentro del rubro de
tecnologías educativas. Razones que la postulan como
idónea hacia la alfabetización matemática, en
estudiantes de cualquier edad.
Por otro lado, la Organización para la
Cooperación y el Desarrollo Económico OCDE
(2017), plantea a la alfabetización o competencia
matemática, más allá de la adquisición de conceptos,
datos o procedimientos. Implicaría una serie de
habilidades, así como el desarrollo de procesos
cognitivos que el estudiante consolidará a lo largo de
su vida. Lo anterior, propiciaría estudiantes con
pensamiento crítico en todas las áreas, capaces de
tomar decisiones fundamentadas.
La competencia matemática examinada en el
Programa para la Evaluación Internacional de
Alumnos, por sus siglas PISA, implica lo siguiente:
“Capacidad del individuo encaminada a formular,
emplear e interpretar las matemáticas en distintos
contextos. Incluye razonar matemáticamente, utilizar
conceptos, procedimientos, herramientas, así como
hechos matemáticos. Permitiendo juicios y
decisiones fundamentados que necesitan los
ciudadanos constructivos, comprometidos en
reflexión constante (OCDE, 2017, p. 64)”.
Considerando lo anterior, sería oportuno
intervenir desde edades tempranas para el desarrollo
de habilidades de pensamiento que permitan construir
la competencia matemática. En este sentido, existen
experiencias previas sostenidas en la posibilidad de
trabajar conceptos como proporcionalidad directa a
través de problemas de estructura multiplicativa, las
cuales plantean resolución vía suma, resta,
multiplicación o división (Block et al., 1997, 2015;
Mochón-Cohen, 2012).
En relación con lo anterior, los planes y
programas educativos de la Secretaría de Educación
Pública SEP (2011), en nivel de Educación Básica
correspondiente a primaria, marcan iniciar el estudio
de la proporcionalidad principalmente en los dos
últimos grados, quinto o sexto. Es hasta estos grados,
se plantea desarrollar pensamiento proporcional
comenzando a introducir problemas de estructura
multiplicativa: multiplicación, división, número
racional, escala, porcentaje, en conjunto con la
probabilidad.
Sin embargo, de acuerdo a la descripción de la
competencia matemática planteada por la SEP
(2011), un estudiante además de desarrollar, tendría
que consolidar a lo largo de la trayectoria escolar lo
siguiente: 1) Resolver problemas de manera
autónoma. 2) Comunicar información matemática. 3)
Validar procedimientos y resultados. 4) Manejar
técnicas eficientemente. Lo anterior no es una tarea
sencilla, por lo cual sería relevante analizar a detalle
en qué medida se logra, debido a que los indicadores
nacionales e internacionales en la alfabetización
matemática, indicarían lo contrario (OCDE, 2019). A
continuación, se presenta la Tabla 1, representando
Merlo-Espino, R., Rodríguez-Hernández, V. & Castaño-Meneses, V. (2020). Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al Desarrollo de Pensamiento
Algebraico en Edades Tempranas. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 9(2), 245-253. https://doi.org/10.37843/rted.v9i2.170
Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en Edades
Tempranas.
las cuatro competencias matemáticas para desarrollar
en los estudiantes al término de la Educación Básica
en México.
Tabla 1
Competencias Matemáticas Para Desarrollar en
Educación Básica.
Resolver
problemas de
manera
autónoma
Comunicar
información
matemática
Validar
procedimientos
y resultados
Manejar
técnicas
eficientemente
Identifica,
plantea y
resuelve
diferentes tipos
de problemas o
situaciones
Resuelve un
problema
utilizando
diversos
procedimientos
Comprueba la
eficacia de un
procedimiento
Generaliza
procedimientos
de resolución
Expresa,
representa e
interpreta
información
matemática
Comprende y
emplea
diferentes
formas de
representar la
información
Expone con
claridad las
ideas
Infiere
propiedades,
características
o tendencias
Adquiere
confianza
suficiente para
explicar y
justificar los
procedimientos
y soluciones
encontradas
Argumenta a
sus
posibilidades
Usa
razonamiento
deductivo y
demostración
formal
Usa
procedimientos
y formas de
representación
a efectuar
cálculos
Desarrolla el
significado y
uso d ellos
números y las
operaciones
Elige
adecuadamente
las operaciones
al resolver un
problema
Utiliza el
cálculo mental
y la estimación
Evalúa la
pertinencia de
los resultados.
Nota. con datos de (SEP, 2011). Esta tabla describe las cuatro
competencias matemáticas y las habilidades que las componen,
elaboración propia (2020).
Considerando lo anterior, se propone en la
investigación implementar una secuencia didáctica,
con el propósito de profundizar contenidos de la clase
de robótica, específicamente a través de la
proporcionalidad directa. Si bien, el material
didáctico utilizado funciona para trabajar contenidos
de manera concreta, posibilitando la observación e
interacción con el objeto de aprendizaje, no es
suficiente cuando se pretende consolidar contenidos
del área matemática (Fregona, 2013).
En este sentido, el diseño de la secuencia
implementada considera variables didácticas, las
cuales contemplan determinados elementos que el
profesor modifica intencionalmente, para provocar
un cambio de estrategia de los alumnos, con la
finalidad de llegar a un saber determinado
(Brousseau, 2000).
Las variables didácticas seleccionadas para la
investigación consideraron principalmente el nivel de
conocimiento tanto en matemáticas como en robótica
de los estudiantes participantes. Por otra parte,
también se consideró el nivel de desarrollo cognitivo
de los estudiantes, así como el tipo de problema a
resolver, planteado en cada situación.
Teniendo en cuenta las variables didácticas, en
la generalidad intervenciones en matemáticas,
consideran el tipo de problema, así como el lugar que
ocupará la incógnita a resolver. Siendo relevante para
la selección de lo anterior, observar en una previa
evaluación las estrategias de resolución presentadas
en los estudiantes al tomar decisiones. Lo anterior,
otorga conocimiento, de en qué medida y cómo el
docente ofrecerá situaciones dirigidas al progreso en
la resolución de problemas, con la finalidad de
mejorar la alfabetización matemática (Echeverría-
Anaya, 2019; Torres-Chávez, 2019).
A continuación, se presenta el diseño de la
secuencia didáctica implementada, dicha secuencia
describe el objetivo y las principales variables
didácticas consideradas para la intervención, ver
Tabla 2.
Tabla 2
Diseño de Secuencia Didáctica Implementado en la
Clase Multigrado de Robótica.
Instrumento
Objetivo
Variables
didácticas
Secuencia
didáctica
Desarrollar
pensamiento
algebraico por
medio de problemas
de equivalencia en el
uso de engranes,
utilizando tablas de
proporcionalidad
Elaboración de 5
situaciones
Implementaciones
durante 5 dias
Duración 45 minutos
a 1 hora cada
situación
Material didáctico
Set 9686, Maquinas
Simples y
Motorizadas, LEGO
Educación
Hoja de papel con
problemas impresos
Problemas de
estructura
multiplicativa
(proporcionalidad)
Uso de números
naturales
Rango numérico del
1 al 100
Nota. Esta tabla describe de manera general los elementos
considerados para el diseño de la secuencia didáctica en la clase
de robótica, elaboración propia (2020).
Merlo-Espino, R., Rodríguez-Hernández, V. & Castaño-Meneses, V. (2020). Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al Desarrollo de Pensamiento
Algebraico en Edades Tempranas. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 9(2), 245-253. https://doi.org/10.37843/rted.v9i2.170
Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en Edades
Tempranas.
Metodología
El enfoque de la presente investigación fue
mixto, reuniendo las virtudes de lo cuantitativo-
cualitativo, en este sentido Hernández, Fernández y
Baptista (2010), consideran que dicho enfoque
posibilita realizar análisis de datos tanto descriptiva
como numéricamente, ajustándose a necesidades
requeridas en la investigación. El diseño de
investigación fue no experimental, transeccional,
correlacional-causal, pretendiendo recolectar datos en
un tiempo específico, con el propósito de describir
variables, analizar su incidencia, así como la relación
entre estas (Hernández et al., 2010).
Por otra parte, se utilizó estudio de caso como
método de investigación, realizando intervención a un
grupo multigrado de 15 estudiantes. Respecto al
pilotaje de la secuencia didáctica se selecciona una
muestra por conveniencia de cinco estudiantes,
hombres de 7 a 9 años de edad. La investigación fue
implementada en la Universidad Autónoma de
Querétaro, Facultad de Ingeniería, perteneciente a la
ciudad de Santiago de Querétaro, México. La Tabla 3
muestra los instrumentos implementados en la
recolección de información.
Tabla 3
Técnicas e Instrumentos para Recolectar
Información.
Instrumento
Técnica
Objetivo
Variables
Tareas de
ejecución
Análisis de
procedimientos
utilizados al
resolver los
problemas
planteados
Conocer el
progreso de los
estudiantes al
introducir las
variables
implementadas.
Estrategias
usadas
Tipo de
operación
matemática
implementada
Resultado
obtenido
Diario de
campo
Análisis
documental de
la intervención
Observar la
motivación y
actitud de los
estudiantes al
utilizar material
de robótica
para resolver
problemas
Actitudinal
Motivacional
Nota. Esta tabla describe los instrumentos y técnicas
implementados en la recolección de datos durante la
intervención realizada. Se describen dos instrumentos, con sus
técnicas, objetivos y variables evaluadas, elaboración propia
(2020).
Instrumento 1, tareas de ejecución
El instrumento recolecta datos en relación con
tres aspectos: 1) estrategias usadas, 2) tipo de
operación matemática implementada, 3) resultado
obtenido. Los tres aspectos representan las variables
medidas, teniendo como objetivo conocer el progreso
de los estudiantes durante la secuencia didáctica
aplicada. Para implementar la secuencia se utilizaron
hojas de papel impresas que incluyeron instrucciones,
problemas, preguntas y tablas de proporcionalidad
directa.
La primera variable indagó las estrategias
usadas al resolver los problemas planteados, de
acuerdo con la edad de los estudiantes se
contemplaron las siguientes posibles estrategias:
representaciones gráficas, procedimientos de conteo,
operaciones matemáticas y resolución en lo concreto
a través de material didáctico. De las estrategias
enunciadas resaltan solo tres tipos, a continuación, se
describen en orden de complejidad.
a) Estrategia dibujo, implica la
representación gráfica del problema,
optan por dibujar para organizar las
ideas, favoreciendo algunas veces la
compresión del problema mismo. Lo
anterior sucede cuando el estudiante no
tiene una operación matemática en
mente o interiorizada, así como cuando
tampoco han tenido experiencia previa
al incorporar material didáctico que
ayude a resolver.
b) Estrategia uso material didáctico,
implica incorporar material de robótica
permitiendo hacer conteo directo o
estimaciones, permitiendo observar los
tamaños de engrane. El conteo directo
se observaría cuando el estudiante
agarre los engranes en físico,
procediendo a contar cada diente en
éstos, así como la relación de vueltas
que dan cada uno en función del otro.
Por ejemplo, un engrane con 4 dientes,
dará dos vueltas completas,
compensando una vuelta completa a un
engrane con 8 dientes.
c) Estrategia operación matemática,
teniendo como objetivo analizar la
utilización de algoritmos de suma, resta,
multiplicación y división. Es importante
enunciar que esta estrategia, implicaría
Merlo-Espino, R., Rodríguez-Hernández, V. & Castaño-Meneses, V. (2020). Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al Desarrollo de Pensamiento
Algebraico en Edades Tempranas. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 9(2), 245-253. https://doi.org/10.37843/rted.v9i2.170
Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en Edades
Tempranas.
d) ser la más evolucionada comparando
con las pasadas dos.
La segunda variable analizada es la
implementación de operaciones matemáticas, en este
sentido se registró el tipo de operación aritmética
seleccionada. La utilización de cualquiera denotará, la
comprensión del problema, así como los
conocimientos previos puestos en marcha para
resolver el problema. Los problemas implicaron
realizar tablas de proporción directa, pudiendo utilizar
como opción de operación matemática: a) suma, b)
resta, c) multiplicación, d) división.
La tercera variable analiza las respuestas dadas
por cada estudiante, clasificándolas como acertadas o
no acertadas, teniendo como objetivo un análisis
estadístico en función de errores o aciertos
presentados en cada estudiante durante toda la
intervención. Los errores presentados por los alumnos
servirán solo para una mejor comprensión del
fenómeno de investigación, no siendo considerados
como única evidencia del aprendizaje. No obstante, lo
anterior ayudará en la valoración al progreso de los
estudiantes, así como para ajustes futuros de la
secuencia didáctica.
Instrumento 2, Diario de Campo
Durante las 5 sesiones se registró la motivación
como variable cualitativa a considerar como parte
importante del proceso de enseñanza-aprendizaje, las
observaciones documentaron lo siguiente: 1) El
entusiasmo expresado al resolver problemas que
enlazarán el tema de robótica, así como el uso de
material didáctico. 2) Aspecto actitudinales,
observando el comportamiento de los estudiantes al
resolver los retos presentados. 3) Interacciones entre
compañeros, con especial interés en el trabajo
colaborativo y la comunicación.
Resultados
Los resultados recabados son tanto cuantitativos
como cualitativos, son presentados con relación a los
instrumentos descritos en párrafos anteriores: 1)
Tareas de ejecución, implicó análisis de
procedimientos utilizados por los estudiantes al
resolver los problemas. 2) Diario de campo, recabó
información cualitativa durante la implementación de
la secuencia.
Tareas de Ejecución
Variable 1, Estrategias utilizadas para
resolver las situaciones problema.
Las estrategias observadas son tres: dibujo,
material didáctico y operación matemática. Primera
situación: Dibujo, 1 estudiante., Material didáctico, 3
estudiantes., Operación matemática, 1 estudiante.
Segunda situación: Material didáctico, 5 estudiantes.,
Operación matemática, 4 estudiantes. Tercera
situación: Material didáctico, 5 estudiantes.,
Operación matemática, 5 estudiantes. Cuarta
situación: Material didáctico, 4 estudiantes.,
Operación matemática, 5 estudiantes. Quinta
situación: Material didáctico, 3 estudiantes.,
Operación matemática, 5 estudiantes.
La intervención fue solo a 5 estudiantes,
encontrando relevante la utilización de dibujo como
estrategia de resolución por parte de un estudiante.
Dicha estrategia no vuelve a presentarse durante las
demás sesiones, mostrando un gran avance en la
evolución de sus estrategias. Por otra parte, es
interesante encontrar más de una estrategia
seleccionada por algunos estudiantes al resolver los
problemas, presuponiéndose lo anterior como parte
de la comprobación de los resultados. A
continuación, es presentada la Figura 1,
representando gráficamente los datos anteriores.
Figura 1
Estrategias Utilizadas para Resolver las Situaciones
Problema.
Nota. La figura describe las estrategias de resolución utilizadas
por los estudiantes en cada situación, se observa el uso de una o
más estrategias para una misma situación problema, elaboración
propia (2020).
Variable 2, Tipo de operación matemática
implementada. Los problemas implicaban realizar
tablas de proporción directa, pudiendo utilizar como
opción: suma, resta, multiplicación y división.
Primera situación: Suma, 2 estudiantes.,
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Algebraico en Edades Tempranas. Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 9(2), 245-253. https://doi.org/10.37843/rted.v9i2.170
Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en Edades
Tempranas.
Multiplicación, 3 estudiantes. Segunda
situación: Suma, 1 estudiante., Multiplicación, 4
estudiantes. Tercera situación: Multiplicación, 5
estudiantes. Cuarta situación: Multiplicación, 5
estudiantes. Quinta situación: Multiplicación, 4
estudiantes., División, 1 estudiante, la resta como
opción de respuesta, es contemplada como posible
respuesta, sin embargo, no se presenta en quinta
situación. Por otra parte, en la implementación de la
situación 3 y 4, los alumnos seleccionan misma
opción de operación. Por último, se encuentra solo a
un estudiante en la última sesión implementando el
uso de la división. A continuación, es presentada la
Figura 2, representando gráficamente los datos
anteriores.
Figura 2
Tipo de Operación Matemática Implementada.
Nota. La figura describe las operaciones matemáticas usadas
por los estudiantes en cada situación problema. Es importante
señalar que se esperaban principalmente 4 tipos de operación en
la resolución: suma, resta, multiplicación y división,
elaboración propia (2020).
Variable 3, Resultados obtenidos en cada
situación problema. Los resultados son analizados en
función de las respuestas escritas otorgadas a cada
problema, clasificándolas para un mejor
procesamiento como respuestas acertadas o no
acertadas. Lo anterior enunciado solo es considerado
para comparar estadística y gráficamente todas las
situaciones, sirviendo como valoración de la
secuencia implementada. En la primera y segunda
situación un estudiante presenta error y los demás no.
En situación tercera, cuarta y quinta no se encuentran
errores en los resultados finales. No obstante, durante
la situación tercera se observa a tres estudiantes
modificando estrategias de resolución y resultados,
sucediendo después de intercambiar información con
sus compañeros. A continuación, es presentada la
Figura 3, representando gráficamente los datos
anteriores.
Figura 3
Resultados Obtenidos en Cada Situación Problema.
Nota. La figura describe el resultado final dado por los
estudiantes en cada situación problema, presentándose como
acertado o no. Sin embargo, lo relevante fue documentar el
proceso de evolución de las estrategias de resolución por cada
estudiante, elaboración propia (2020).
Diario de Campo
La motivación como variable cualitativa es
observada en tres aspectos:1) La clase de robótica
educativa en si misma causa motivación, la asistencia
a clase es voluntaria. 2) Incorporar problemas reales
con temática de robots también causa interés en los
estudiantes, mostrando entusiasmo al ensamblar y
resolver los retos presentados. 3) Trabajar con
material didáctico de robótica como apoyo para
resolver retos, genera una mayor confianza al
resolver, posibilitando comprobación inmediata de la
solución seleccionada por los estudiantes.
En el mismo sentido, la actitud de los
estudiantes durante las clases da evidencia de
motivación. La conducta general mostrada fue
tranquila, cooperativa, con interacción y
comunicación constante. No obstante, es importante
señalar que durante la tercera situación decayó el
ánimo de un estudiante durante clase. Mostrando una
atención dispersa a las instrucciones, así como en las
actividades encomendadas. El origen de la conducta
apática detectada en el estudiante es desconocido. Sin
embargo, puede presuponerse que se debió a causas
relacionadas al contexto familiar del alumno, ya que
no se presentó en otras intervenciones.
A continuación, es presentada la Figura 4,
representado de manera gráfica la motivación
constante en toda la intervención
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Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en Edades
Tempranas.
Figura 4
Motivación Presentada por los Estudiantes.
Nota. La figura describe la motivación presentada por los
estudiantes en cada situación problema, la cual se mantiene
constante y alta en la mayoría de las intervenciones, elaboración
propia (2020).
Conclusiones
Frente a la evidencia recabada en
investigaciones previas consultadas, se detecta la
implementación de robótica educativa desde hace
algunos años con diversas poblaciones y variados
contextos educativos. Encontrando que, gracias a su
dinamismo, accesibilidad y versatilidad, como
características distintivas a ésta, posibilita trabajar
contenidos curriculares en contextos educativos
formales, no formales e informales. Así, se destacan
las ventajas al usarla en ámbitos de enseñanza-
aprendizaje, específicamente para el área de Ciencia,
Tecnología, Ingeniería y Matemáticas, conocidas
como CTIM o STEM. Por lo anterior, es importante
conocer que la robótica educativa se puede
implementar como metodología, material didáctico,
recurso educativo, por mencionar algunos,
considerando su uso con relación a las necesidades
del contexto educativo.
En relación con la investigación realizada del
taller no escolarizado multigrado de robótica, se
propone a la robótica educativa como alternativa
didáctica que potencializa el pensamiento algebraico.
Respecto a lo anterior, cuando los estudiantes de
edades tempranas aún están consolidando
conocimientos y habilidades en lo concreto,
necesitan apoyarse de objetos físicos para pensar, los
cuales permitirán operar con y en la realidad. Más
aún, cuando las actividades implican encontrar
relaciones funcionales entre magnitudes, trabajo
requerido seleccionan engranes y ensamblan robots.
En este sentido, algunos estudiantes
generalmente no tienen apropiado el concepto
proporcionalidad directa, teniendo errores con los
robots ensamblados. Lo anterior, como consecuencia
de no identificar relaciones proporcionales, requeridas
en conceptos como fuerza, velocidad o dirección a sus
robots. No obstante, al aprovechar la problemática
referida, la secuencia didáctica diseñada e
implementada, muestra resultados preliminares
favorables, encontrando una notable mejoría con
estrategias implicadas para comprender y resolver
problemas que requieren selección de engranes.
Por lo anterior, la experiencia es valorada
positivamente como primer acercamiento al problema
detectado, algunos hallazgos preliminares relevantes
son: 1) Plantear problemas reales, contextualizados y
desafiantes, idóneos con retos a robots que involucran,
rapidez, fuerza u velocidad. 2) Utilizar tablas de
relación proporcional directa, otorgándolas impresas,
buscando propiciar un análisis profundo al área
matemática, con la finalidad de obtener
procedimientos diversos en las respuestas. 3)
Proporcionar material didáctico que les permita operar
en lo concreto cuando requieran observar
proporcionalidad de los engranes en los robots
ensamblados, oportuno con estudiantes operadores
concretos.
No obstante, aunque ya existe lo anterior
enunciado se coloca como propuesta diseñar
secuencias didácticas considerando el uso de
tecnología, colocando énfasis a la adquisición
conceptual significativa, en este caso el área
matemática. Asimismo, estimar los saberes previos, en
conjunto de las habilidades mentales que poseen los
estudiantes, con relación a la etapa cognitiva
detectada, es fundamental para poder evolucionar sus
estrategias en resolución de problemas, así como
también consolidar la alfabetización matemática.
Finalmente, la robótica educativa se posiciona
como un recurso didáctico muy pertinente en el siglo
XXI, posibilitando trabajar contenidos, competencias
y habilidades a estudiantes de diferentes niveles
educativos. Por otra parte, es relevante el desarrollo
profesional docente desde la perspectiva inter, multi y
transdisciplinaria, requerida para intervenciones de
mejor calidad en la actualidad. En definitiva,
experiencias pasadas muestran que implementar solo
tecnología con estudiantes no genera impacto
trascendental a la educación, pero conjuntada con
otras áreas como: psicología, pedagogía y
neurociencias, podría brindar interesantes resultados
aplicados al campo educativo.
Merlo-Espino, R., Rodríguez-Hernández, V. & Castaño-Meneses, V. (2020). Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al Desarrollo de Pensamiento
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Robótica Educativa como Herramienta Dirigida al
Desarrollo de Pensamiento Algebraico en Edades
Tempranas.
Reconocimiento
Agradecimiento a la Universidad Autónoma de
Querétaro, Facultad de Ingeniería.
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