PDF de programación - Sensores Tortuga 2.0: Cómo el hardware y software abiertos pueden empoderar a las comunidades de aprendizaje

RED-Revista de Educación a Distancia, 46(5). 15-Sept.-2015
DOI: 10.6018/red/46/5
http://www.um.es/ead/red/46/guzman_et_al.pdf



Sensores Tortuga 2.0: Cómo el hardware y software abiertos pueden

empoderar a las comunidades de aprendizaje Turtle



Sensors 2.0: How open hardware and software empower learning

communities



Guzmán Trinidad

Liceo Solymar N°1 (ANEP-CES). Uruguay.

[email protected]



Andrés Aguirre

Universidad de la República. Uruguay.

[email protected]



Alan Aguiar,

Universidad de la República. Uruguay.

[email protected]



Tony Forster

Sugar Labs

[email protected]



Walter Bender
MIT, E.E.U.U.
[email protected]



Facundo Benavides

Universidad de la República. Uruguay.

[email protected]



Federico Andrade

Universidad de la República. Uruguay.

[email protected]



Resumen
En este trabajo describimos un enfoque abierto en el uso de la computación con el objetivo
de explorar la ciencia y la ingeniería que no está predeterminado o prescrito; por el
contrario, su uso está destinado a ser emergente, donde el cambio es una consecuencia de
que los maestros, los niños y sus padres aprenden juntos, descubriendo nuevas
posibilidades, y comparten esos descubrimientos. Estos diseños abiertos, tanto en hardware
como en software, empoderan a los estudiantes y sus comunidades. Ellos son libres de dar
forma a las herramientas que utilizan para experimentar y para participar en proyectos que
son auténticos en su diseño. Postulamos que cuando a los estudiantes y a sus comunidades
se les da el control son más eficaces en sus aprendizajes.

Palabras Clave
Construccionismo, Programación, Logo, Robótica, Sensores, Hardware Abierto, Software
Libre

Abstract
We described an open approach to the use of the computing for exploring science and
engineering that is not predetermined or prescribed. Rather, its use is intended to be
emergent, where change is a byproduct of teachers, children, and their parents learning
together, discovering new possibilities, and sharing those discoveries. These open
designs—both hardware and software—empower students and the communities in which
they live. They are free to shape the tools that they use to experiment and to engage in



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projects that are authentic in their design. When students and communities are given control
over their learning we postulate that they are more effective learners.

Keywords
Constructionism, Programming, Logo, Robotics, Sensors, Open Hardware, Software Libre

1. Introducción

línea recta. La NASA utiliza múltiples

Mientras estamos escribiendo este artículo, la sonda espacial New Horizons está
pasando por la órbita de Plutón un viaje de alto riesgo de nueve años que tiene el
potencial de aumentar nuestro conocimiento sobre nuestro sistema planetario y dar lugar
a nuevos conocimientos sobre la naturaleza de nuestro universo. El camino a Plutón era
cualquier cosa menos una
impulsos
gravitacionales para acelerar la nave espacial y corregir su camino. Por ejemplo, New
Horizons no se acercó a Júpiter para visitarlo, sino para utilizar la velocidad del planeta
alrededor del sol para aumentar la velocidad de la sonda (relativa al sol). En este
artículo describimos un conjunto de plataformas de hardware y software abierto que
intentamos actúen como aceleradores intelectuales. Nuestro objetivo no es simplemente
sumergir a los estudiantes en el aprendizaje de un lenguaje particular o herramienta o
conseguir un resultado experimental particular, sino que lo usamos como una forma de
estimularlo para perseguir sus ambiciones y objetivos propios. No sabemos el grado de
éxito que hemos logrado en conseguir este objetivo. Citamos casos individuales de
estudio pero no tenemos información longitudinal que nos permita alcanzar una
conclusión definitiva. Más allá del éxito de la misión New Horizons como misión
científica, ya ha logrado aprovechar un rasgo muy humano: el deseo de explorar lo
desconocido y llegar a nuevas alturas; es de esperar que el entusiasmo de la próxima
generación de niños los empuje a llegar aún más lejos. El trabajo descrito en este
documento, en su humilde forma, se nutre de la misma característica humana:
entusiasmar a la próxima generación de niños para sobrepasar sus límites.

1.1 Herramientas abiertas

La computadoras de bajo costo como la computadora portátil XO de OLPC (XO, 2008),
Raspberry Pi (Raspberry Pi, s.f.), y BeagleBone (BEAGLEBONE, s.f.) se encuentran
entre un número cada vez mayor de sistemas de hardware diseñados con énfasis en la
apertura y la apropiación final del usuario. Por ejemplo, la computadora portátil XO fue
diseñada para facilitar la elaboración de extensiones sencillas por el usuario, tales como
sensores de bajo costo que se conectan al conector de entrada del micrófono externo o
las placas de entrada y salida (E/S) externas de bajo costo que se conectan al puerto
USB. La computadora Raspberry PI expone puertos de entrada/salida de propósito
general (GPIO) al igual que la BeagleBone, la cual provee un conjunto amplio de
puertos que pueden ser utilizados con varios sensores y actuadores. Las placas de
entrada salida de bajo costo como Arduino (Arduino, s.f.), ExpEyes (ExpEyes, s.f.),
USB4Butiá
las computadoras
convencionales tengan la capacidad adicional de controlar actuadores y leer sensores.
Estos dispositivos permiten realizar una serie de experimentos científicos a un costo
insignificante, más allá del computador en sí: por ejemplo, una computadora portátil
puede funcionar como un registrador de datos a través de una serie de sensores que se
puede construir con tecnología obtenida de desechos (de disponibilidad universal) a un
costo insignificante.


(USB4Butiá, s.f.), entre otras, permiten que

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Sensores Tortuga 2.0: Cómo el hardware y software abiertos pueden empoderar a las comunidades de
aprendizajeTurtle. Trinidad Guzmán et al.

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La plataforma de software para el aprendizaje Sugar (Sugar, s.f.), originalmente
diseñada para la computadora portátil XO, también pone énfasis en ser abierta. Es
Software Libre licenciado bajo la Licencia Pública General (GPL) (GNU Licences, s.f.)
la cual permite al usuario final realizar modificaciones sin restricciones. Sugar da un
paso más hacia adelante respecto a la mayoría del Software Libre, en el hecho de que
provee propiedades para el usuario final que le permiten realizar duplicación y
modificación. Los usuarios no solo están amparados en una licencia de software para
hacer cambios, se les dan los medios y se les anima a hacer cambios.

Postulamos que la combinación de hardware y software de diseño abierto permite la
apropiación tecnológica tanto a los estudiantes como a las comunidades donde viven.

Los estudiantes y sus maestros, objeto de este estudio, han desarrollado herramientas y
explorado problemas siendo independientes de la tecnología comercial o preestablecida
para sus experimentos científicos o proyectos de diseño. Nuestra pregunta de
investigación en curso es: Cuando se les da a los estudiantes y sus comunidades el
control sobre su aprendizaje, ¿son estudiantes más eficaces?

Existe una larga tradición que apoya este postulado. En resumen, existe una amplia
evidencia de que la motivación intrínseca es más potente y más duradera que la
motivación extrínseca (Lepper et al., 1997). Ejemplos concretos son la clase 6.270 MIT,
desarrollada por Randy Sargent y Fred Martin, donde los estudiantes construyen y
programan robots (Martin, 2000), un formato que ha sido ampliamente replicado como
por ejemplo en el evento First Robotics (First, s.f.). Otros ejemplos incluyen el MIT
8.01X, un curso de física de primer año. 8.01X introduce a los estudiantes a la mecánica
clásica mediante "una práctica en el enfoque, y se acerca a la mecánica a través de
experimentos para llevar a casa" (Física 1, 2002). También en Uruguay, desde el año
2004 la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República está trabajando con
este enfoque con el evento abierto sumo.uy (sumo, s.f.) con el objetivo de motivar a los
estudiantes de diferentes edades al estudio de las ciencias en un contexto cooperativo.
Los estudiantes a menudo faltan a clases, pero logran construir sus propios aparatos y
realizar los experimentos. En el mismo sentido, los estudiantes con peores calificaciones
han sido más motivados para trabajar y cooperar con este tipo de propuestas (Enlaces
Fing, 2012).

Un beneficio adicional de los proyectos abiertos es que pueden ser generadores de
comunidades descentralizadas y multinacionales que
las fronteras
geográficas. Este artículo ha sido escrito por autores en los Estados Unidos, Uruguay y
Australia. Describe sus proyectos educativos independientes pero cooperativos.

trascienden

2. Aprender haciendo
En el aula convencional, el profesor posee "objetos" de conocimiento (por ejemplo,
datos sobre números y adición, lo