Desarrollo de habilidades informáticas mediante el uso de los dispositivos Raspberry Pi y Arduino

Abstract

La Licenciatura en Tecnologías para Información en Ciencias (LTICs) que se imparte en la ENES-Morelia tiene como objetivo la formación de profesionales capaces diseñar y administrar proyectos de investigación o desarrollo tecnológico que involucren sistemas computacionales y manejo masivo de datos. El bajo nivel de alfabetización digital que los estudiantes poseen ha hecho necesario establecer un Taller de Programación para reforzar y ampliar los conocimientos y habilidades adquiridos en el aula para desarrollar proyectos independientes basados en innovación y experimentación.

Con el objetivo de mejorar la oferta de soluciones a las necesidades anteriormente señaladas, proponemos la utilización de computadoras Raspberry Pi y microcontroladores Arduino, dos dispositivos electrónicos diseñados para la enseñanza de programación y para facilitar manejo, comprensión y desarrollo de software y hardware y sus relaciones. Su tamaño y fácil manejo permiten desarrollar proyectos en diferentes áreas y grados de dificultad que pueden ir desde controlar otros dispositivos electrónicos simples en forma remota o alámbrica hasta simular un servidor o construir vehículos de Braitenberg (pequeños robots que realizan tareas sencillas utilizados para el estudio de inteligencia artificial).

Ambos dispositivos han sido incorporados como herramienta didáctica en un creciente número de cursos relacionados con programación, cibernética, ciencias de la computación, desarrollo de aplicaciones, administración de redes, etcétera, en varias partes del mundo. En el presente proyecto planteamos utilizar ambos dispositivos como parte de las herramientas del Taller de Programación, incorporándolas al desarrollo de proyectos tecnológicos que se agruparán en los siguientes rubros principales:

A.Interacciones Físicas. B.Colección, almacenamiento y manejo de datos para trabajo científico. C.Diseño e implementación de software y redes computacionales.

Los proyectos se desarrollarán a partir de los intereses de los estudiantes involucrados, quienes trabajarán en equipo desde el planteamiento del problema hasta la solución final del mismo, contando con la asesoría de los profesores y técnicos de tiempo completo adscritos a la LTICs. Como producto de dichos proyectos, los estudiantes elaborarán tutoriales que permitan a todo el interesado replicar el proceso completo para alcanzar la solución al problema planteado. Entre los proyectos se podría contar con el diseño y desarrollo de teclados de luz mediante el uso de interfaces que detecten el movimiento de las manos; el diseño y construcción de robots programables, armado de un "cluster" de computación o la creación de una red para compartir recursos de cómputo, administración de un servidor para aplicaciones bioinformáticas, etc.

Nos proponemos también, que los dispositivos sean utilizados en otras actividades de enseñanza que vayan más allá de la LTICs y de las actividades regulares del Campus Morelia; en particular las utilizaremos como parte de una Escuela de Primavera en Programación que estará dirigida a estudiantes otras licenciaturas de la ENES-Morelia y estudiantes de nivel medio superior de Michoacán.

Consideramos que contar con instrumentos como los dispositivos Raspberry Pi y Arduino, y una serie de problemas y proyectos desarrollados bajo las estrategias del Aprendizaje Basado en Proyectos y el Aprendizaje Basado en Problemas, impactaría positivamente la formación de los estudiantes en al menos tres aspectos: Primero, al ser herramientas idóneas para explorar la implementación de sistemas en hardware, los alumnos podrían llevar a cabo experimentos en los que puedan observar claramente la forma en que sus conocimientos de programación se aplican al control de sistemas electrónicos, obteniendo así una mejor comprensión del tema. En segundo lugar, algunos de los proyectos que se planea explorar durante el Taller de Programación involucran conocimiento de otras disciplinas, lo que pe