lunes, 23 de abril de 2007

Aplicabilidad de la simulación en mi contexto de trabajo.

Utilidad de la simulación para la formación en áreas de la salud.
En este trabajo deseo reflexionar acerca de la simulación aplicada a las ciencias de la salud y su utilidad para la formación del personal de esa área.

Shannon[1] dice que: "La simulación es el proceso de diseñar un modelo de un sistema real y llevar a término experiencias con el mismo, con la finalidad de comprender el comportamiento del sistema o evaluar nuevas estrategias -dentro de los limites impuestos por un cierto criterio o un conjunto de ellos - para el funcionamiento del sistema".

Para que exista una simulación debe haber previamente un “modelo teórico” que contenga los elementos del sistema y una hipótesis. He notado que en muchas ocasiones, entender qué es lo que se quiere simular, es lo que más trabajo cuesta. Pero ya contando con ello, si se comprueba la hipótesis entonces podemos establecer la secuencia, teorema, teoría, ley.

La simulación por computadora, como un intento de modelar situaciones de la vida real para ver cómo trabaja un sistema, se ha convertido en útil para estudiar muchos sistemas naturales en física, química y biología, y humanos como la economía y las ciencias sociales. La característica común es que se generan una muestra de escenarios representativos para un modelo en que una enumeración completa de todos los estados posibles sería prohibitiva o imposible. Un buen ejemplo es su uso en la operación de las redes de tránsito simuladas. En tales simulaciones el comportamiento cambiará en cada simulación según el conjunto de parámetros iniciales supuestos por el entorno.

La simulación en el área de las ciencias es de gran ayuda ya que los estudiantes relacionan conceptos abstractos con reales (el choque de moléculas, por ejemplo) y también ayuda en el aprovechamiento de recursos, ya que sólo se tiene que disponer de un par de computadoras y no de un laboratorio entero.

Rosy Osuna[2] escribe: Con la integración de la simulación educativa a la currícula escolar el estudiante será capaz no sólo de aprender sino de tomar decisiones y aprender de la experiencia, aumentando su capacidad de respuesta y sus habilidades de adaptación al medio. La simulación educativa se basa en el objetivo de enseñanza aprendizaje centrado en el “saber hacer”. Aprender con la computadora (modelo NOM), utilizando un laboratorio virtual para docentes y alumnos para acceder a una valiosa herramienta educativa que permite, de forma lúdica, la experimentación y construcción de aprendizajes. Las herramientas de la simulación pueden ser aplicadas desde el enfoque constructivista del aprendizaje por descubrimiento guiado para conseguir un aprendizaje significativo.

La simulación médica, que resulta el área de mi interés, se incrementa cada vez más y se está desplegando para enseñar procedimientos terapéuticos y de diagnóstico así como para ejercitar en la toma de decisiones al personal en las profesiones médicas. Estos simuladores se han estado desarrollando para el entrenamiento para una gama de procedimientos básicos como la transfusión de sangre, una cirugía laparoscópica, cuidados traumatológicos auscultación pulmonar y cardiaca y aún cirugías riesgosas o complicadas.

En el estudio de la simulación se ha discutido mucho sobre sus similitudes y diferencias con los juegos y su utilidad para el aprendizaje. En el material que se nos brindó para analizar en este módulo de la maestría aparece un concepto que me parece muy afortunado: en una teoría de conjuntos se enlazan los tres elementos anteriores: simulación, juegos y pedagogía, el que es presentado en el esquema siguiente:



















Ello implica que en toda simulación educativa, existen entrelazados elementos de la simulación, del juego y de la pedagogía, que hacen posible el proceso del aprendizaje.

Los modelos de simulación educativa:
1. Reducen el tiempo dedicado al aprendizaje.
2. Permiten la interactividad con aplicaciones que refuerzan el aprendizaje.
3. Utilizan varios canales de comunicación: texto, sonido, gráficos, animaciones y video que producen un impacto afectivo positivo en el estudiante.
Aunque tienen algunas desventajas:
1. Nunca reemplazan a la realidad, por más que la simulación logre excelencia.
2. Crean una atmósfera lúdica e ilusoria, que si bien no es negativa del todo ya que propicia el aprendizaje, si puede llevar al simulante a la idea de que "no hay riesgo" con el proceso.
3. El costo de los simuladores crece en proporción geométrica, respecto de la calidad de los mismos.

Experiencia con el simulador Stagecast Creator
Este programa permite crear simulaciones y juegos, con la opción de publicar la creación en internet. Permite crear un personaje de animación que puede realizar diversas conductas de acuerdo a los objetos situados en su entorno.
Cuenta con 18 sesiones y desde el nivel básico se va adquiriendo destreza para hacer una simulación propia, lo que se logra cuando se llega a la última sesión.
En la sesión 7 se aprende a crear reglas, por ejemplo: “saltar objetos”, y así creamos una regla indicándole a nuestro protagonista que para poder saltar primero debe encogerse, luego estirarse, posteriormente a brincar y luego a aterrizar para continuar de frente. Ya en la sesión 18 se puede establecer una fórmula que nos permita que nuestro personaje principal pueda saltar “N” cantidad de veces, definiendo las dimensiones del “escenario” y creando una formula con variables para que el valor del salto se vaya incrementando y el personaje sea capaz de saltar los obstáculos que le pongamos en su trayectoria.

Conclusión:
La simulación educativa es un recurso didáctico muy completo y una herramienta lúdica que le permite al alumno construir sus aprendizajes y adquirir habilidades para resolver situaciones problemáticas simuladas.
Para un mejor uso de los simuladores educativos el docente debe crear ambientes que permitan al alumno desarrollar aprendizajes significativos.
El uso de simuladores en las áreas de la salud es totalmente adecuado, ya que preparan al simulante para los trabajos que realizará en su área. Casos como los de cirugía a corazón abierto, laparoscopía, diversas intervenciones en neurología, cuya práctica real sería casi imposible para la mayor parte de los especialistas en formación, quedará bien cimentada con el uso de simuladores que les permitan adiestarse en dichas intervenciones.
No cabe duda de que estamos sólo en el umbral de una nueva realidad, en donde conforme baje el costo de los simuladores más sofisticados y se amplíe su utilización, nuestros egresados en las áreas de salud, estarán mejor preparados para realizar sus funciones.
[1] http://es.wikipedia.org/wiki/ R.E. Shannon
[2] Rosy Osuna. http://computoeducativo.blogspot.com/

lunes, 16 de abril de 2007

La utilidad de la robótica pedagógica para el aprendizaje.

De la robótica[1].
La historia de la robótica ha estado unida al deseo humano de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del trabajo. El ingeniero Torres Quevedo[2] utilizó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Karel Capek, escritor checo, acuñó en 1921 el término Robot en su obra dramática "Rossum's Universal Robots / R.U.R.", a partir de la palabra checa Robbota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica.

  1. Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
  2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la Primera Ley.
  3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.

Robótica pedagógica o robótica educativa.
En esta investigación, no fue fácil identificar las diferencias entre una y otra corriente ya que los términos son utilizados indistintamente en diferentes fuentes. Después de haber analizado algunos trabajos, encontré que probablemente podría identificar a la robótica pedagógica como aquella rama de la educación que propicia un aprendizaje a través de la construcción de robots, mientras que la robótica educativa sería aquella otra que utiliza robots para propiciar un aprendizaje dado y por lo mismo, parte de la primera.

Sánchez Colorado, en su estudio “Ambientes de aprendizaje con robótica pedagógica[3] estableció como tesis central la de proponer un modelo pedagógico que favoreciera la construcción del conocimiento a través de la robótica pedagógica, de tal manera que fomentara el uso de los materiales tecnológicos disponibles en el mercado, con efectividad y pertinencia.

Ella cita a la robótica pedagógica como: “la disciplina que se encarga de concebir y desarrollar robots educativos para que los estudiantes se inicien en el estudio de las ciencias (matemáticas, física, electricidad, electrónica, informática y afines) y la tecnología (Ruiz-Velasco 1987)”.

Teorías de la educación que sustentan el trabajo con la robótica pedagógica.

La robótica pedagógica privilegia el aprendizaje inductivo y por descubrimiento guiado, lo cual asegura el diseño y experimentación de un conjunto de situaciones didácticas que permiten a los estudiantes construir su propio conocimiento.

Según Sánchez Colorado, para identificar una teoría de aprendizaje que fundamente el trabajo con cualquier material didáctico o con cualquier modelo pedagógico, se deben investigar qué carencias han encontrado los especialistas en el proceso de enseñanza aprendizaje, y así valorar si la propuesta o el material realizarán algún aporte significativo o no.

En apoyo de la importancia de utilizar la robótica pedagógica en el aprendizaje, cita que autores como Chiappetta (1976), Desautels (1978), Tellier (1979), han mostrado que la mayoría de los estudiantes de secundaria y educación media no han desarrollado el pensamiento formal tal como lo define Piaget (1964) y que por ello existe una necesidad de encontrar actividades que faciliten el desarrollo de estructuras o estrategias cognitivas. Recupera lo que en este sentido dice Gagné (1984) al plantear dos enfoques en cuanto a la manera sistemática y creativa en que el estudiante realiza su proceso de aprendizaje. Gagné afirma que “... el estudiante debe tener oportunidad de realizar las estrategias propuestas y de refinarlas, solucionando diferentes situaciones problemáticas. Es importante dar al que aprende, la oportunidad de practicar frecuentemente las estrategias cognitivas. ... Si alguien quiere promover el desarrollo de buenas estrategias de resolución de problemas, el mejor método consiste en convencer a los estudiantes que resuelvan nuevos problemas. De esta forma, el individuo aprende a solucionar, organizar y a utilizar estrategias que dirigen los procesos de su pensamiento”.

En esta misma línea, relata que autores como Papert, Davis, Winston, Hasemeer, Solomon, Pylyshyn y Kearsly, en sus teorías sobre el aprendizaje, explican este último en función del desarrollo y estímulo del pensamiento creativo de los estudiantes.

La robótica pedagógica por tanto, se inscribe, en las teorías cognitivistas de la enseñanza y del aprendizaje. En un proceso de construcción doblemente activo. Por una parte, demanda en el estudiante una mayor actividad de carácter intelectual; y por otra, pone en juego todas sus características sensoriales. En este proceso de construcción, el error es mirado como factor importante de aprendizaje, pues la equivocación invita al estudiante a motivarse a probar distintas alternativas de solución.

Héctor Odorico Arnaldo[4], en la misma línea, destaca que uno de los principales objetivos de la robótica pedagógica, es la generación de entornos de aprendizaje basados fundamentalmente en la actividad de los estudiantes. Es decir, ellos podrán concebir, desarrollar y poner en práctica diferentes robots educativos que les permitirán resolver algunos problemas y les facilitarán al mismo tiempo, ciertos aprendizajes.

Dice que la robótica pedagógica se ha desarrollado como una perspectiva de acercamiento a la solución de problemas derivados de distintas áreas del conocimiento como las matemáticas, las ciencias naturales y experimentales, la tecnología y las ciencias de la información y la comunicación, entre otras, con una integración de diferentes áreas se da de manera natural
que permite que los estudiantes adquieran habilidades generales y nociones científicas, involucrándose en un proceso de resolución de problemas desarrollando en ellos, un pensamiento sistémico, estructurado, lógico y formal.

El desarrollo de situaciones de aprendizaje en Robótica Pedagógica solicita, que los objetivos de aprendizaje no sean enunciados a priori, que el material sea dado para ser manipulado y observado. Se hace hincapié sobre el proceso de construcción y adquisición de conceptos. Es a través de la manipulación y la exploración que el estudiante va a dirigir y a centrar sus percepciones y observaciones. Cuando esta manipulación es efectuada por el profesor, éste debe según Gagné (1976) dirigir y centrar la atención del estudiante. Aquí, es el desarrollo de la experiencia quien impone la dirección de las observaciones.
Algunas de las ventajas que Odorico identifica con el uso de la robótica pedagógica, son que permiten al sujeto una actividad estructurante, actividad guiada por el docente, con la colaboración de otros compañeros, situaciones que se centran en un contenido determinado de las materias y que explicitan los objetivos de aprendizaje de manera clara, situaciones que aprovechan las potencialidades del medio informático, situaciones diseñadas teniendo en cuenta los conocimientos previos (teorías intuitivas) de los alumnos sobre los contenidos a tratar y situaciones integradas con el resto de las situaciones en clase.
Esto, al ser un aprendizaje personalizado, interactivo y creativo, da al alumno la ventaja de poder seguir su ritmo personal de aprehensión. Éstas prácticas deben mostrar toda la información que se requiera de los procesos simulados para el análisis de los mismos, tanto en forma gráfica como numérica, permitiendo la posibilidad de modificar dichos datos y poder adquirir un nuevo conjunto de valores que le ayuden en la comprensión de la realidad.

Ventajas de la robótica pedagógica para el aprendizaje.

Sánchez Colorado, cita como algunas de las principales bondades de la robótica pedagógica, a las siguientes:

  1. Integra distintas áreas del conocimiento.
  2. Opera con objetos manipulables, favoreciendo el paso de lo concreto a lo abstracto.
  3. Se apropia del lenguaje gráfico, como si se tratara del lenguaje matemático.
  4. Opera y controla distintas variables de manera sincrónica
  5. Desarrollo de un pensamiento sistémico.
  6. Construcción y prueba de sus propias estrategias de adquisición del conocimiento mediante una orientación pedagógica.
  7. Creación de entornos de aprendizaje.
  8. Aprendizaje del proceso científico y de la representación y modelación matemática.

Por su parte, Odorico dice que algunos de los logros que alcanzan los estudiantes que participan en este ambiente de aprendizaje son:

  1. Construyen estrategias para la resolución de problemas, utilizando el método científico para probar y generar nuevas hipótesis sobre la solución, de manera experimental, natural y vivencial de cada estudiante.
  2. Utilizan vocabulario especializado y construyen sus propias concepciones acerca del significado de cada objeto que manipulan. Además, toman conciencia de su proceso de aprendizaje y valoran su importancia, al ocupar su tiempo libre en una actividad mental permanente y retadora.
  3. Seleccionan las piezas de construcción como ejes, engranajes, poleas, además de los actuadores y sensores, más útiles según el diseño que se ha propuesto.
  4. Amplían el currículo escolar atendiendo a sus intereses e investigando dentro de su medio sociocultural.
  5. Reconocen y clasifican; toman decisiones sobre la conveniencia del uso de ciertas piezas.
  6. Estiman el tamaño y acople posible entre ellas.


[1] http://es.wikipedia.org/wiki/Robótica.
[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Leonardo_Torres_Quevedo.
[3] Mónica Ma. Sánchez Colorado mmsanchez@caramail.com http://eduteka.org/RoboticaPedagogica.php
[4]Arnaldo Héctor Odorico Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales Vol. 2(5), págs. 33-48. 2005 ISSN 1667-8338 © LIE-FI-UBA. liema@fi.uba.ar 33