¿Mejorando aprendizajes con robots? Análisis Sistémico
Improving learning with robots? Systemic Analysis
Nanci Alicia Huapaya Pevez de Tejada
Maestra en educación y gestión educativa,
Universidad César Vallejo, Lima, Perú
nhuapayap@ucvvirtual.edu.pe, Correo
personal nancihuapaya24@gmail.com,
https://orcid.org/0000-0002-2788-7655.
Jesús Emilio Agustín Padilla Caballero
Doctor en administración de la educación,
PhD. en Ética y Responsabilidad Social y
Derechos Humanos, Docente en
Universidad César Vallejo,
jpadillac@ucv.edu.pe,
claimvenst2@yahoo.com,
https://orcid.org/0000-0002-9756-8772.
Haydeé Liliana Vera Rojas
Docente, Maestra en Educación
Universidade de Feira de Santana. Bahía-
Salvador. Brasil., Candidata a Doctora en
Educación. Investigador. Correo electrónico
institucional: hveraro2@ucv.edu.pe, Correo
electrónico personal:
lilianavera033@gmail.com
https://orcid.org/000 0001 7770 5875.
Resumen
Para enfrentar una educación a distancia los diversos
países se han visto obligados a seguir las orientaciones
de los organismos internacionales, en ese sentido se
hace cada vez más urgente el despliegue de la internet
para que los niños y adolescentes de las escuelas en el
mundo puedan acceder al servicio educativo. Uno de
los proyectos lanzados por la ONU y que debe ser
considerada en sus planes de estudio por las escuelas
de los países miembros es la aplicación de la
inteligencia artificial IA, porque provee grandes
beneficios tanto en nivel cognitivo como
socioemocional. El objetivo de este trabajo es la
recopilación sistémica y posterior análisis
hermenéutico sobre el problema que se suscita en
relación a la implementación de la robótica educativa
en los planes curriculares desde las escuelas donde se
imparte la educación básica. Entre los materiales y
métodos se llevó a cabo la revisión de revistas
indexadas tanto en los buscadores Scopus, Google
Académico, Scielo y Redalyc de países
Latinoamericanos y como país referente a España que
están comprendidos entre el periodo de 2017 al 2021.
Entre los resultados se pudo hallar que el tema de
robótica educativa es de creciente interés y que son los
años de 2018 y 2020 donde se incrementaron las
publicaciones, y entre los países de la región donde se
está impulsando su difusión desde las escuelas destacan
Brasil, México y Colombia.
Palabras clave: Robótica Educativa; Inteligencia
Artificial en Educación; Programación Informática;
Tecnología de la Información.
http://centrosuragraria.com/index.php/revista, Published by: Edwards Deming Institute,
Quito - Ecuador, E1 2021, This work is licensed under a Creative Commons License,
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International.
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es
Abstract
In order to face distance education, the various countries have been forced to follow the guidelines of
international organizations, in that sense the deployment of the internet is becoming increasingly urgent
so that children and adolescents in schools in the world can access the educational service. One of the
projects launched by the UN and that should be considered in their study plans by the schools of the
member countries is the application of artificial intelligence AI, because it provides great benefits both
on a cognitive and socio-emotional level. The objective of this work is the systemic compilation and
subsequent hermeneutical analysis of the problem that arises in relation to the implementation of
educational robotics in the curricular plans from the schools where basic education is taught. Among
the materials and methods, a review of indexed journals was carried out both in the Scopus, Google
Academic, Scielo and Redalyc search engines of Latin American countries and as a country referring
to Spain that are between the period of 2017 to 2021. Among the results was able to find that the topic
of educational robotics is of growing interest and that it is the years 2018 and 2020 where publications
increased, and among the countries of the region where its dissemination from schools is being
promoted, Brazil, Mexico and Colombia stand out.
Keywords Educational Robotics; Artificial Intelligence in Education; Computer programming;
Information Technology.
Introducción
A mediados del mes de marzo del año 2020 se reportó que la mitad de la población escolar del
mundo (850 millones de niños y jóvenes) se vio afectada por el cierre de las escuelas a causa
del coronavirus y que al mes de agosto se reportaba a más de 1500 millones de estudiantes
afectados en el mundo, haciéndose evidente en el ámbito educativo el incremento de las
desigualdades, es por eso que organismos internacionales como la ONU (2020) afirmaron que
dependerá de las decisiones que se tomen con la finalidad de remediar esta situación y su efecto
permita el desarrollo de millones de personas así como de sus países, entre las soluciones se
indicó que el aprendizaje se debería dar a distancia en UNESCO, (2020), ese mismo año en el
mes de octubre algunos expertos desde América Latina como la asesora de Educación para la
salud y el Bienestar de la Unesco indicó desde Chile que era indispensable asegurar el acceso
a Internet de los estudiantes de continuar con el servicio de la educación a distancia, en La
Tercera, (2020).
Adicionalmente se debe considerar que la agenda al 2030 de la UNESCO, recomendó que se
debe integrar la inteligencia artificial para hacer frente a los desafíos de la educación a través
de una enseñanza y aprendizaje innovadores, los que permitirán el logro del ODS 4. Además,
se destaca la propuesta del programa “la Inteligencia Artificial para todos” porque permitiría
la innovación y el aprendizaje de las personas. Siendo así que los proyectos propuestos por la
UNESCO relacionados a IA en educación, buscan mejorar las capacidades humanas y la
protección de los derechos humanos estableciendo colaboración entre humanos y máquinas en
la vida, el aprendizaje y el trabajo.
En España, (Martí, Aponte, Quevedo y col 2020), indicaron que se promueve el desarrollo de
la robótica educativa RE cada vez más en las aulas, debido a que promueve el pensamiento
espacial, lógico y creativo de una manera dinámica, movilizando las competencias de
diferentes disciplinas aplicando una educación activa y participativa para los estudiantes. En
Costa Rica el desarrollo de la RE evidencia la motivación y promoción del interés de los
estudiantes por el estudio de la ciencia y tecnología en sectores rurales donde el acceso de las
tecnologías de la información y comunicación (TIC) es limitada, por lo que su aplicación en la
educación básica y universitaria se avizora como una oportunidad de atender la demanda de
profesionales para el desarrollo social y económico de la región.
Otro ejemplo es Panamá donde la tecnología y la robótica están cobrando cada vez más
vigencia debido al desarrollo de las Tecnologías de la información y por lo que el sector
educativo incorporó la robótica educativa, por su rol dinamizador en los métodos de enseñanza
para que los estudiantes desarrollan habilidades en la resolución de problemas concretos, al
adquirir nuevos aprendizajes y dando respuestas a las necesidades y demandas de su entorno.
Sin embargo, como afirman algunos expertos la aplicación de estas tecnologías en la educación
sigue siendo una tarea pendiente, Gonzales y col. (2019). Por su parte en Colombia se
desarrolla la enseñanza de RE buscando el desarrollo de competencias en ciencia, tecnología e
innovación con el propósito de introducir nuevas tendencias en los niveles de secundaria y
primeros semestres de la educación superior en (Ortiz 2019) y dentro de los enfoques
educativos donde la enseñanza de la RE puede ser considerada como una herramienta útil en
el desarrollo de los aprendizajes, (Quiroga 2018). Por su parte en Brasil D´Abreu (2017) indicó
que la robótica educativa se incorporó en la escuela primaria de Instituciones públicas y se ha
realizado capacitaciones a los profesores para que la puedan incluir en sus programas. Por su
parte Uruguay ha implementado la RE hace 25 años, iniciando con una ardua preparación de
los docentes e implementando un computador por estudiante en las escuelas públicas y además
utilizando las siguientes palabras clave: imaginar, diseñar, construir y programar, articulando
los trabajos en equipo, en García (2020). Así también Chile.
En el Perú, el desarrollo y aplicación de la robótica educativa se inició a través de
capacitaciones a 2,500 docentes rurales, en el primer curso validado. Donde de evidencio que
los estudiantes fueron los más beneficiados en la comprensión de los procesos utilizando
materiales reciclados, donde la consigna era resolver tareas de su entorno utilizando las XO,
en ese sentido Fernández, Iriarte, Mejía y Revuelta (2018), lograron validar 271 sesiones de
aprendizaje y 5 videos de buenas prácticas en robótica educativa. La propuesta de incluir a la
RE en la planificación de las escuelas favorecerá a los estudiantes en la resolución de
problemas, tanto en las diferentes áreas del conocimiento, así como de su entorno a través de
la manipulación, diseño y construcción de prototipos robóticos, abriendo las posibilidades de
la reflexión y el desarrollo del pensamiento crítico y reflexivo de los estudiantes, que a su vez
les permitiría elevar su rendimiento académico
La presente investigación tiene por objetivo realizar un estudio documental, a través de un
diseño descriptivo, interpretativo, aplicando el análisis heurístico. Las teorías generales que
sustentan la Teoría Cognoscitiva del Aprendizaje (Jean Piaget) quien afirmó que el ser humano
utiliza sus aprendizajes previos y los relaciona con los nuevos saberes y de esta manera resulta
en un aprendizaje significativo, que unida a la teoría Socio-Cultural (Vygotsky), afirmó que el
aprendizaje es resultado de la interacción social, favoreciendo así la adquisición de nuevos
saberes dentro de un proceso colaborativo.
En cuanto a las teorías específicas que respaldan esta investigación se consideraron la Teoría
del Aprendizaje por Descubrimiento (Jerome Bruner) donde estableció que la base del
aprendizaje es el descubrimiento y la inducción en un proceso de asimilación cognitiva y es
más significativo cuando se realiza la exploración activa, por la curiosidad y el deseo de saber
y la Teoría Construccionista (Seymour Papert) quién propuso que el computador puede ser
utilizado de manera didáctica para que el estudiante construya su conocimiento (o reconstruido)
por el propio estudiante a través de la acción y que se puede transmitir.
Entre las teorías sustantivas se consideró para la RE a Vaillant (2013, p 38), quien la definió
como un eficaz instrumento de aprendizaje dentro del enfoque pedagógico centrado en el
estudiante (centro de la enseñanza), y donde se le brinda facilidades en la adquisición de
habilidades al construir objetos tangibles diseñados por sí mismo, al mejorar sus logros en la
resolución de problemas y en la perseverancia para enfrentar tareas retadoras. Convierte al
estudiante en el agente activo al desarrollar tanto la dimensión intelectual y motriz, por lo que
D´Abreu (2017), afirmó que la RE mejora el aprendizaje de las ciencias al utilizar actividades
lúdicas que provocan el interés de los estudiantes, así como asociar áreas interdisciplinares que
favorecen la resolución de problemas.
Por su parte, Ruiz y Velasco, García y Rosas (1996) definieron a la RE como una disciplina
donde el estudiante pueda idear, diseñar y armar robots que le van a permitir incursionar desde
temprana edad en las ciencias y la tecnología, acercándose a la solución de problemas que
pueden estar planteados desde diferentes áreas del conocimiento. Esta integración producida
por el robot favorece el aprendizaje significativo conectando la acción concreta con la
codificación simbólica; y entre las habilidades cognitivas y socioafectivas que pueden
desarrollar niños y adolescentes destacan el trabajo en equipo, creatividad, autoestima,
aprender de los errores, pensamiento crítico, autoevaluación, adaptación al futuro, nuevas
formas comunicativas, emprendimiento, responsabilidad, orden, aprendizaje de los conceptos
de programación.
Materiales y métodos
Entre los materiales utilizados para esta indagación se consideró las publicaciones que se han
realizado entre los años 2017 y 2021 referidas a la variable de investigación Robótica
Educativa, utilizando los principales buscadores como el de Google Académico, Scielo, Scopus
y Redalyc. Se eligió las publicaciones relacionadas con educación principalmente desde las
edades escolares, sea de la escuela inicial, primaria y secundaria. En el proceso de búsqueda
de la información se consideró los buscadores donde se reúne publicaciones de mayor difusión
a nivel regional e internacional. Para ordenar y organizar la información se utilizó documentos
de Word y Excel donde se seleccionó por cada uno de los buscadores con la finalidad de
identificar y establecer las diferencias y similitudes de los trabajos, se llevó a cabo el análisis
de la información que ha permitido identificar el vacío del conocimiento el cual es importante
y necesario para continuar una investigación. Se ha utilizado las plantillas que exigen las
revistas para la presentación y postulación de los artículos.
Resultados
Los resultados obtenidos de la revisión de los artículos relacionados a la variable de
investigación en Robótica Educativa o educational robotics en los principales buscadores como
el de Google Académico, Scielo, Scopus y Redalyc, entre los años 2016 a 2021. Los datos
obtenidos han sido procesados a través del programa Excel, entre los principales gráficos
estadísticos destaca la tabla de frecuencias, porcentajes y de gráfico de barras, los gráficos
circulares y los gráficos lineales para representar las frecuencias y de porcentajes.
Imagen 1 Publicaciones en Scopus sobre Robótica Educativa desde 2017, en países
Latinoamericanos.
La imagen Nº 1 muestra las publicaciones en robótica educativa sobre 56 artículos publicados
en Scopus, considerando 9 países de Latinoamérica los que están relacionados con la
educación, se observa que desde el 2017 al 2019 se mantuvo estable el número de publicaciones
y se evidencia un aumento en el 2020.
Imagen 2 Publicaciones en Scopus sobre Robótica Educativa desde 2017 al 2021 en países
Latinoamericanos.
La
imagen N° 2 muestra las publicaciones de artículos relacionados a robótica educativa en 9
países de Latinoamérica, encontradas en Scopus, relacionados con la educación, desde el 2017
al 2019, donde destaca Brasil con la mayor frecuencia de publicaciones con 23, seguido de
México con 17 publicaciones y en 3er lugar Colombia con 8 publicaciones.
Imagen 3 Publicaciones en Scopus sobre Robótica Educativa desde 2017 al 2021 según áreas
en países Latinoamericanos.
La imagen N° 3 muestra las publicaciones de artículos relacionados a robótica educativa en 9
países de Latinoamérica, encontradas en Scopus, relacionados con la educación, desde el 2017
al 2019, donde se observa las áreas donde existe mayor número de publicaciones entre las que
destacas las Ciencias de la computación, (25,5 %), Ingeniería (21,8 %) y Ciencias Sociales
(18,26 %).
Imagen Nº 4 Tabla e frecuencias de las revistas publicadas en temas de robótica educativa.
Revistas publicadas en robótica educativa desde 2017 al 2021
GOOGLE
ACADEMICO
SCIELO
Scopus
Redalyc
f* por año
% por año
2017
4
1
1
6
18
2018
8
1
9
28
2019
2
2
4
12
2020
4
3
6
13
39
2021
0
0
1
1
3
TOTAL
18
7
7
1
33
100%
* (Abreviatura de frecuencia)
En la imagen Nº 4 se observa que en el año 2017 el porcentaje de las revistas publicadas alcanzo
el 18%, en el 2018 el porcentaje alcanzo el 28%, el 2019 el porcentaje disminuyo al 12%,
mientras que en el 2020 el porcentaje se elevó a 39% y en 2021 por ser un año en inicio el
porcentaje se encuentra en el 3%.
Imagen Nº 5 Gráfico de la frecuencia de artículos publicados en robótica educativa por
buscador entre los años 2017 al 2021.
El gráfico Nº 5 permite observar la comparación de las publicaciones de los cuatro buscadores
y su evolución entre los años 2017 hasta el 2021; así en Google académico la frecuencia más
alta de las publicaciones en el tema de robótica educativa fue en el año 2018 alcanzando 8
publicaciones, en tanto que en 2017 y 2019 con 4 publicaciones; en el caso de Scielo 1
publicación en 2017 y 2018, 2 publicaciones en 2019 y 3 publicaciones en 2020; En el caso de
Scopus con 6 publicaciones en el año 2020 y Redalyc con una publicación en 2017.
Entre los resultados mostrados a través del análisis sistémico en Robótica Educativa realizados
para el ámbito educativo se evidencia que el año 2020 se incrementó las publicaciones,
sobresaliendo entre los países latinoamericanos Brasil, México y Colombia, en tanto que Perú
no aparece en el Rankin de Scopus. Por otra parte, las publicaciones en el área de las ciencias
sociales representan el 18, 2% y donde está incluida la educación. Entre los países de la región
que vienen desarrollando la RE se encuentran Costa Rica, Panamá, Colombia, Brasil, Uruguay
y Perú. Costa Rica reconoce a la RE por la motivación en los aprendizajes en ciencias; en
Panamá (Gonzales y col 2019) la RE está cobrando vigencia a través del desarrollo de las TIC
que logran dinamizar la enseñanza, en Colombia se busca el desarrollo de la ciencia, la
tecnología y la innovación, en Brasil como lo afirma D´Abreu (2017) se ha estado
implementando desde la escuela primaria, en Uruguay la aplicación de la RE tiene una base de
25 años en las escuelas públicas desde la preparación de los profesores (García 2020). En Perú
los avances son escasos debido a que no se ha equipado en las escuelas públicas con materiales
para el aprendizaje de la RE, sim embargo se implementó para un piloto, equipando a escuelas
de nivel primaria como lo afirmó Fernández, Iriarte, Mejía y Revuelta (2018).
Conclusiones
La RE viene siendo impulsada por los países de la región por sus características ya que se
muestra como una alternativa a ser utilizada para mejorar los aprendizajes relacionando
diferentes disciplinas del conocimiento y lo que y aún está pendiente es insertarla de manera
amplia en los planes educativos de las escuelas desde los niveles iniciales hasta la educación
secundaria y superior. En Perú de acuerdo a los estudios reportados se evidencia que la RE es
escasamente impulsada desde la planificación que realizan las escuelas en la educación estatal
de primaria y secundaria. De la revisión realizada se encontró además la escasa continuidad
que se da en las instituciones educativas donde se aplica la RE en un determinado nivel
educativo, constituyéndose en un caso que también sería útil de aplicar y evaluar sus resultados
en el nivel pedagógico en relación a sus aprendizajes.
Consideramos que por la importancia que tiene la RE en la educación en cuanto a la innovación,
desarrollo de habilidades cognoscitivas, reflexivas y creativas se requiere realizar más
investigaciones que nos permitan verificar a través de diversos estudios los beneficios que
implican su aplicación en la educación secundaria pública.
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