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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/5176| Título : | Mejoramiento de la calidad educativa en Ciencias Básicas a través de la robótica |
| Autor : | Minami Koyama, Yukihiro Peñuelas Rivas, Ulises Martin |
| Fecha de publicación : | 2012 |
| Resumen : | Este proyecto tiene como finalidad generar diferentes beneficios de aprendizaje y de enseñanza en los estudiantes y profesores de la División de Ciencias Básicas por medio del desarrollo de proyectos de robótica que promuevan la vinculación de la teoría con la práctica, así como dar atención a los alumnos de ingreso reciente con experiencia en competencias de robótica, para continuar con su formación en el área y puedan representar dignamente a la Facultad en las competencias de su categoría. Se elaborará un banco de prototipos simples de robótica, incluyendo sus fascículos descriptivos, que facilite a profesores y alumnos su desarrollo y aplicación. Este banco será elaborado por los participantes del proyecto, entre ellos estudiantes de servicio social y de tesis, de tal manera que se les capacite en la atención de alumnos y profesores por medio de asesoría para la construcción de los robots del citado banco. Estos alumnos desarrollarán proyectos de robótica relacionados con otras necesidades de docencia e investigación de la Facultad de Ingeniería, con objeto de ofrecerles una formación integral como profesionales en ingeniería o como potenciales profesores e investigadores. Con base en el trabajo realizado, se elaborarán ponencias para presentarlos en congresos nacionales e internacionales, tanto de docencia como de las áreas disciplinares. Se contará con la participación de profesores del Colegio de Ciencias y Humanidades y de la Escuela Nacional Preparatoria con experiencia en competencias nacionales e internacionales de robótica, así como en la aplicación de esta área del conocimiento a la docencia. El proyecto incluye la impartición de cursos, talleres y seminarios para alumnos y profesores en los intersemestres, relacionados con el diseño y la construcción de robots, que impulsen la creatividad, el aprendizaje interdisciplinario y el trabajo colaborativo. Para fomentar la difusión de las ideas generadas, se elaborará un Boletín de Robótica y se promoverá la impartición de conferencias sobre tópicos de robótica, con objeto de incidir en la motivación y el interés de la comunidad en la investigación y el desarrollo tecnológico, por medio de la realización de sus propios diseños y prototipos. Con la realización de este proyecto se pretende involucrar a ocho profesores cada año, en promedio, de asignaturas tales como Cinemática y Dinámica, Geometría Analítica, Álgebra y Electricidad y Magnetismo, en el desarrollo de proyectos de robótica, para procurar que sus alumnos, aproximadamente cuarenta de cada grupo, mejoren significativamente el aprendizaje de los contenidos teóricos de sus respectivas materias. Además, se captarán a un alumno de servicio social por semestre y un alumno de tesis cada año, que participen en el desarrollo de los proyectos de robótica. |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5176 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | Minami Koyama, Yukihiro |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2012 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2012-2015 |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura nivel superior |
| metadata.dc.description.objective: | Objetivo General Mejorar la calidad educativa de la División de Ciencias Básicas por medio de: el diseño y la construcción de robots o de dispositivos automáticos simples que realicen los alumnos, incorporando ambientes de aprendizaje interdisciplinarios y la vinculación de la teoría con la práctica; la elaboración y publicación de materiales didácticos tales como modelos y prototipos robóticos sencillos, prácticas que interrelacionen las ciencias básicas con la robótica, y artículos de divulgación; la impartición de talleres, seminarios y cursos dirigidos a alumnos y profesores; la realización de proyectos de robótica que se requieran en la Facultad de Ingeniería y en la propia Universidad, vinculando a alumnos de servicio social y de tesis en su realización. Objetivos Particulares 1 Fortalecer los conocimientos adquiridos por los alumnos en sus cursos teóricos, a través del Aprendizaje Basado en Proyectos y el Aprendizaje Colaborativo, mediante el diseño y la construcción de prototipos robóticos relacionados con los cursos correspondientes, y de esta forma desarrollen sus capacidades para la formulación y resolución de problemas, a fin de que los participantes adquieran habilidades para estructurar investigaciones y resolver problemas concretos. 2 Favorecer en los alumnos la vinculación de lo concreto con lo abstracto, por medio de la exploración de experiencias reales, con las herramientas adecuadas y en situaciones didácticas inductivas, con el fin de adquirir procesos cognitivos más eficientes a partir de la integración de la robótica con diversas disciplinas, por ejemplo la mecánica, las matemáticas, el electromagnetismo, la electrónica y el uso de la programación por computadora, cuya integración tenga como propósito crear las condiciones de apropiación de conocimientos y permitir su transferencia en diferentes campos del conocimiento. 3 Proporcionar a alumnos de ingreso reciente a la Facultad con experiencia en competencias de robótica en el ámbito nacional o internacional, en particular en la RoboCup categoría Junior, el apoyo logístico que les permita continuar con su formación en el área y representar dignamente a la Facultad en las competencias de su categoría. 4 Brindar a los profesores de la DCB opciones de estrategias didácticas, originales y creativas, para guiar su labor docente con miras hacia el desarrollo y la implantación de una nueva cultura tecnológica, que permita su entendimiento, mejoramiento y desarrollo en la Facultad. 5 Desarrollar proyectos de robótica relacionados con las necesidades de docencia e investigación de la Facultad de Ingeniería, y vincular en estos proyectos a alumnos de servicio social y de tesis, buscando que dichos alumnos den apoyo en las actividades de orientación y asesoría a sus compañeros de los primeros semestres, con objeto de ofrecer una formación de calidad como profesionales en ingeniería o como potenciales profesores y/o investigadores. 6 Impartir cursos de actualización, talleres y seminarios, dirigidos a profesores y alumnos, tanto de robótica como de las técnicas didácticas relacionadas con este proyecto. 7 Diseñar, desarrollar y elaborar prototipos de robots funcionales relacionados con el proyecto, para implementar los protocolos y las prácticas de robótica. 8 Publicar un boletín sobre temas de robótica. 9 Utilizar los materiales educativos producidos para evaluar la calidad de las nuevas actividades y métodos didácticos diseñados, con base en la opinión tanto de los estudiantes como de los profesores. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | En la Facultad de Ingeniería todos los alumnos cursan asignaturas básicas tendientes a darles una sólida formación en las áreas de matemática, física y química. Sin embargo, debido a la abstracción de los conceptos involucrados son frecuentes los casos de alumnos que les es difícil anclar los aprendizajes adquiridos en las materias cursadas durante los primeros cuatro semestres. Esto es una observación reiterada de los profesores de semestres posteriores lo que refleja que los antecedentes académicos de los alumnos son insuficientes para abordarlas, y denota la carencia de aprendizajes significativos en una gran porción de la población estudiantil. Las evidencias recientes en el campo de las teorías del aprendizaje demuestran que este proceso se mejora considerablemente cuando los estudiantes se involucran en proyectos o actividades que promuevan la aplicación de los conocimientos (asimilación y transferencia) adquiridos en las clases teóricas, amén de desarrollar otras capacidades y habilidades del alumno en las áreas afectiva y social (formación integral) al trabajar en equipo. La enseñanza y el aprendizaje de los contenidos, en las asignaturas de ciencias básicas, por medio de proyectos relacionados con la robótica, es una propuesta innovadora y de vanguardia, dado el reciente desarrollo de esta disciplina científica, tendiente a incrementar sustancialmente en la Facultad de Ingeniería los aprendizajes significativos de los estudiantes a través de la teoría del aprendizaje situado, el cual sostiene que el conocimiento es parte y producto de la actividad, el contexto y la cultura en que se desarrolla y emplea. Por otra parte, mediante la realización de proyectos en equipo y la intervención de un grupo con conocimientos en el área de la robótica, se fomenta el desarrollo de las habilidades comunicativas y se minimiza la posibilidad del fracaso del estudiante que no tiene conocimientos en esa área. Al plantearle actividades que propicien la aplicación de los conceptos en la solución de un problema real y específico, los beneficios serán múltiples, siendo éstos: a) el anclaje o adquisición del conocimiento en su estructura mental al darle sentido práctico a los conceptos abstractos obtenidos en clase; b) la confianza en sí mismo al observar que su conocimiento ha sido aplicado en la solución de un problema real, específico y enmarcado en el contexto de la asignatura; c) el desarrollo de su esfera social, puesto que tendrá que comunicar sus necesidades al grupo que lo asesorará en el campo de la robótica, así como trabajar en equipo para el desarrollo de su proyecto. Asimismo, difundir entre los profesores de ciencias básicas el apoyo que pueden recibir para desarrollar proyectos de robótica relacionados con sus asignaturas, lo cual les permitirá diversificar las actividades de aprendizaje de sus alumnos, con la mejora en la calidad de su labor docente. Por otra parte, el desarrollo de proyectos de diseño y construcción de robots y mecanismos automáticos relacionados a la docencia y la investigación de la Facultad, proporcionará a los alumnos de servicio social y de tesis que participen una formación más sólida, haciéndolos capaces de resolver problemas tecnológicos que requiera la sociedad, y por consiguiente, inculcando en ellos una actitud de servicio. |
| metadata.dc.description.strategies: | a) Para iniciar este proyecto, se recabará la información referente al diseño y construcción de robots, en particular los empleados en las competencias de minirobótica. b) Se analizarán los logros alcanzados en el proyecto PE101411 La Robótica como herramienta de aprendizaje interdisciplinario de la Ciencia, con objeto de incorporar las ideas fundamentales a las actividades de este trabajo. c) Se idearán proyectos de robótica que puedan ser empleados por alumnos y profesores en el proceso enseñanza-aprendizaje de las ciencias básicas. Preferentemente los que involucren de manera conjunta asignaturas de la División, que sean atractivos, económicos y sencillos de realizar. d) Se convocará a alumnos que deseen realizar su servicio social, o bien, desarrollar su tesis profesional en este proyecto. e) Para el desarrollo de cada prototipo de robótica se conformará un grupo de trabajo, en el que participen, cuando menos, dos estudiantes, un académico responsable quien coordinará y asesorará su trabajo, y otros académicos, preferentemente de diferentes asignaturas, con el propósito de ayudar a vincular los conocimientos de sus materias. f) Se realizarán reuniones semanales con los alumnos y profesores participantes que estén a cargo de los prototipos, para revisar el avance de cada uno, los problemas que surjan y las necesidades que se tengan, a fin de que todos los participantes conozcan de ellos, y se propicie el intercambio de ideas e información. g) Se proporcionará a los profesores de la División, el apoyo técnico y de manufactura, para desarrollar los proyectos de su asignatura, o incluso proveerles de ideas de proyectos, y se capacitará a alumnos de servicio social y de tesis para que apoyen como asesores e instructores de los alumnos que acudan a solicitarlo. h) Asimismo, se buscarán cada año proyectos de docencia y de investigación que se requieran en la Facultad de Ingeniería relacionados con el área de robótica, para desarrollar trabajos de tesis de licenciatura por parte de alumnos interesados y a quienes se les capacitará como instructores y asesores. De esta forma se propiciará su sólida formación profesional y su actitud de servicio. i) Se empleará el equipo, las herramientas y los materiales ya existentes en la División de Ciencias Básicas de la Facultad, para abatir costos. j) Se organizarán competencias de robótica abiertas a los alumnos de ciencias básicas, que participen en las modalidades de seguidor de línea y de resolución de laberintos, entre otros. k) Se organizarán e impartirán cursos de actualización y seminarios para alumnos y profesores en general, acerca de temas relacionados con la robótica, con objeto de propiciar el interés sobre esta modalidad educativa. l) Se difundirá el conocimiento, los materiales didácticos y los desarrollos tecnológicos generados, por medio de un boletín de robótica, pláticas dirigidas a la comunidad escolar, tanto de la Facultad como de la Universidad, en particular del sistema de bachillerato universitario, ponencias presentadas en congresos nacionales e internacionales, por ejemplo la Conferencia Nacional de ANFEI, el Foro Nacional de Ciencias Básicas, y congresos de áreas afines a la robótica. |
| metadata.dc.description.goals: | Metas comunes a los tres años del proyecto: 1 Proporcionar asesoría y apoyo a 100 alumnos y a tres profesores por semestre, en proyectos de robótica. 2 Convocar y organizar un concurso de robótica cada semestre, para estudiantes que cursen asignaturas de ciencias básicas. 3 Difundir entre la comunidad académica de la División para que incorporen la robótica al proceso enseñanza aprendizaje, por medio de cursos intersemestrales, tanto para profesores como para alumnos, cuando menos dos cada semestre. 4 Apoyar a los alumnos que participen en competencias nacionales e internacionales de robótica, proporcionándoles recursos materiales y asesoría técnica y de manufactura, para la puesta a punto de sus robots. 5 Generar un proyecto de robótica como tema de tesis relacionado con las necesidades de docencia e investigación de la Facultad, y la titulación de un alumno al final del año. 6 Dirigir las actividades de servicio social de dos alumnos cada semestre, relacionadas con este proyecto. 7 Presentar ponencias en congresos nacionales e internacionales, tanto de docencia como de áreas afines a la robótica. 8 Editar y publicar un boletín de robótica. Otras metas que se pretende en el primer año: 1 Crear dos proyectos de robótica, incluyendo su fascículo descriptivo, idóneos para el mejoramiento del aprendizaje de las ciencias básicas, que sean económicos y con vinculación con los contenidos teóricos abordados por los alumnos. 2 Construir robots modelo, uno de seguidor de línea y otro que resuelva laberintos, apoyados por estudiantes de servicio social y de tesis, con objeto de que sirvan para capacitarlos como asesores e instructores de cursos intersemestrales, además de emplearse para la impartición de los cursos y los talleres de robótica. En el segundo año: 1 Incrementar en dos, los proyectos de robótica del banco respectivo. 2 Diseñar y construir otros dos robots modelo, que diversifiquen los tópicos considerados tanto en la impartición de cursos y talleres, como en el aprendizaje basado en la construcción de robots. 3 Incrementar el número de alumnos y profesores atendidos por semestre. 4 Diseñar y organizar un curso intersemestral para académicos que quieran incursionar en "Aprender a aprender con el diseño y la elaboración de robots". 5 Realizar el seguimiento de los alumnos que participen en los cursos impartidos. 6 Organizar e impartir pláticas de difusión sobre temas de robótica, cuando menos una por semestre. En el tercer año: 1 Incrementar el número de alumnos y profesores atendidos por semestre. 2 Generar material didáctico para promover la incorporación de los proyectos como parte de la evaluación del curso, en algunas asignaturas de ciencias básicas. 3 Propiciar el intercambio de información con grupos y sociedades de conocimiento afines, con objeto de generar nuevas ideas y proyectos aplicables, con miras a resolver problemas nacionales. 4 Organizar talleres para preparar a los alumnos para participar en competencias de robótica, tanto en el ámbito nacional como en el internacional. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | Durante los tres años de duración de este proyecto, además del responsable, 10 profesores de Ciencias Básicas (CB) por semestre, en promedio, han aplicado la modalidad de Aprendizaje basado en problemas propuesto, para potenciar el aprendizaje de sus alumnos. Con base en las encuestas aplicadas a estos alumnos para evaluar el impacto del proyecto, la gran mayoría opina que les ha sido útil para afianzar el aprendizaje de la propia asignatura, con el valor agregado de realizar por primera vez una actividad estrechamente relacionada con la ingeniería, con la cual reforzaron su motivación para el estudio de su carrera. Alumnos de servicio social y de tesis participantes en este proyecto, han sido quienes han apoyado el diseño y la construcción de los prototipos robóticos por parte de los alumnos de CB, proporcionándoles asesoría, además de ser los instructores de los Cursos-taller de la tarjeta Arduino. Cada semestre se proporcionaron unas 250 asesorías, y se impartieron 5 cursos con una asistencia de 30 alumnos por cada uno, en promedio. Dichos alumnos han asumido el rol de protagonistas de este proyecto. En ellos descansa gran parte de los logros obtenidos, por lo cual se puede calificar como estupenda su labor, y como uno de los aciertos más importantes de este proyecto su reclutamiento, capacitación y desarrollo. Se ha logrado difundir el uso de la tarjeta Arduino para mejorar el aprendizaje de alumnos, en particular de las áreas científicas y tecnológicas, primero en la propia Facultad de Ingeniería, luego en los sistemas de bachillerato de la UNAM, y en el último año se ha extendido a una preparatoria de la ciudad de México, y al Tecnológico de Cancún. Los canales principales han sido 9 cursos impartidos a profesores, y también la organización y realización del Seminario de robótica aplicada al aprendizaje de la Ciencia y la Tecnología en 2013, y del Simposio de Robótica Pedagógica en 2014, en las que han participado académicos del CCH, de la ENP, y de las facultades de Ingeniería y Ciencias entre otras. Un equipo conformado por alumnos de CB con experiencia en competencias de robótica, fue apoyado tanto técnica como materialmente, para su participación en el Toneo Mexicano de Robótica. Lograron quedar en primer lugar, por lo que se ganaron el derecho de representar a México en la RoboCup 2014 Brazil. A partir del inicio del proyecto, se registraron 4 tesis de licenciatura, de las cuales 3 de ellas se culminaron con éxito, resultando 5 alumnos titulados, 4 con mención honorífica. Asimismo, durante los 3 años de duración del proyecto se han presentado 19 ponencias en 5 congresos nacionales y 6 internacionales, con las cuales se ha logrado difundir con bastante amplitud las ideas de este proyecto así como los resultados logrados. Además hasta la fecha se han publicado 9 números del boletín UNAMente Robótica. Se logró la creación de un banco de 12 proyectos, para ser empleados por los profesores que deseen aplicar esta técnica didáctica. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Inter-Semestre 2014-1 Se impartió el curso "Aplicación de la tarjeta Arduino al desarrollo de proyectos de Ciencias Básicas", asistieron 15 profesores con duración de 35 h. Semestre 2014-2 Asesoramiento a 300 alumnos. Ingresó un profesor de la Facultad de Ciencias al proyecto. Se organizaron dos concursos de proyectos de robótica para las asignaturas Estática y Cálculo Integral. Se impartieron 4 Cursos-taller introductorios de la tarjeta Arduino para alumnos, con 30 alumnos por curso. Se dio apoyo técnico y material a 5 alumnos de CB, para participar en el Torneo Mexicano de Robótica, realizado del 10 al 12 de abril, en Cd. del Carmen, Campeche, y luego en la RoboCup 2014 Brazil, del 20 al 25 de julio, en Joao Pessoa, Brasil. Intersemestre 2014-2 Se impartió un curso "Aplicación de tarjetas Arduino", en el Instituto Tecnológico de Cancún, del 9 al 18 de junio en las instalaciones del propio Tecnológico, con duración de 48 h. Asistieron 15 profesores y 5 alumnos. Se impartió el curso "Aplicación de la tarjeta Arduino a proyectos sencillos de robótica", en las instalaciones de la preparatoria Otilio Montaño perteneciente al IEMSDF, del 30 de junio al 11 de julio, con duración de 30 h y al que asistieron 8 profesores. Semestre 2015-1 Asesoramiento a 250 alumnos en el desarrollo de proyectos. Se integró un profesor de la Facultad de Ingeniería. Se impulsó la participación de alumnos en el X Concurso de diseño y construcción de modelos y prototipos experimentales, convocado por la DCB. Se impartieron 5 Cursos-taller del uso de la tarjeta Arduino a proyectos de Ciencias Básicas, con una asistencia de 35 alumnos por curso. Para la evaluación del proyecto, se aplicaron encuestas a todos los alumnos involucrados, y además se realizaron tres grupos de enfoque, uno con alumnos de CB, otro con los profesores participantes, y el tercero con el grupo de alumnos asesores, quienes también impartieron los Cursos-taller de Arduino. Se titularon dos alumnos con la tesis "Equilibrio dinámico en tiempo real de un robot tipo ballbot", apoyado por el proyecto. Se registró el tema de tesis "Diseño, modelado y control de un robot móvil con forma esférica", que hasta la fecha lleva un avance del 75%. En el año realizaron su servicio social 5 alumnos, quienes apoyaron en las actividades relacionadas con este proyecto. Se organizó el “Simposio de Robótica Educativa”, que se realizó el 3 de junio en el auditorio Sotero Prieto; se presentaron 20 ponencias orales y 10 en cartel, y hubo una mesa redonda. Se presentaron tres ponencias en congresos internacionales. Se publicó el núm. 8 del boletín UNAMente Robótica, tanto impreso como electrónico. Se participó en la Feria de Hacedores, organizado por el Gobierno del D. F., del 14 al 16 de noviembre en la Plaza Tlaxcoaque, Centro Histórico. Se elaboraron vídeos para las primeras 2 prácticas del Curso de Arduino. Se diseñaron y construyeron dos prototipos como modelos para posibles proyectos a desarrollar por alumnos de CB. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Ingeniería |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| metadata.dc.contributor.coresponsible: | Peñuelas Rivas, Ulises Martin |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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