Alumnado de 3º ESO que curse la asignatura de referencia del proyecto, Computación y Robótica, tratando los contenidos del bloque 2 letra C de dicha asignatura. Ver  Orden de 15 de enero de 2021 (anexo IV). Currículum de la asignatura COMPUTACIÓN Y ROBÓTICA (pág. 961). Actualización sep-2022: dado el nuevo currículo LOMLOE que entra en vigor en 3º ESO, puede ser aplicable a la asignatura de Tecnología y Digitalización, en su bloque C de contenidos y en los aspectos del bloque D, 3 y 4.

Sin embargo, el material a elaborar es flexible. Con pocas adaptaciones podrá escalarse a otros niveles, desde 1º ESO a Bachillerato.

Las enseñanzas STEAM deben adquirir un auge creciente en los años venideros. La formación de nuestro alumnado se verá incompleta sin una comprensión científica y técnica del mundo que le rodea, siendo necesaria una actitud crítica y humanista, valorándose de forma creciente las habilidades que permitan resolver un problema o completar con éxito un proyecto: colaboración, interdisciplinaridad, creatividad, imaginación, constancia, respeto, tolerancia, igualdad, inclusión, etc.

Dentro de las enseñanzas STEAM encontramos un pilar educativo importante en la Robótica Educativa. No sólo perseguimos las capacidades cognitivas que llamamos pensamiento computacional sino que aglutinamos de forma holística conocimientos científicos y habilidades técnicas en electrónica, mecánica y diseño, con una finalidad social: resolver un problema o cubrir una necesidad. 

Este proyecto compendia la experiencia del grupo de profesores del IES Seritium en esta materia, durante doce años (de ahí el título del proyecto) , para ponerlo en valor y adaptarlo a los cambios curriculares, que más que el futuro son ya nuestro presente.

A través de desafíos (aprendizaje basado en proyectos)  STEAM, en su modalidad de Robótica Educativa, se trata de mantener alto el nivel de motivación del alumnado. El alumno/a es el protagonista de su propio aprendizaje, pero éste es compartido en grupo: debe aprender a trabajar en equipo, a cooperar, fomentando la ayuda mutua. Este aprendizaje entre iguales pretende favorecer la inclusión del alumnado con más dificultades. También una cooperación entre sexos (coeducación), con un planteamiento narrativo de cada proyecto que intenta provocar una emoción más allá de la resolución de un problema per sé, intentando motivar a las chicas. 

Otros: aspectos lúdicos, búsqueda de información científica, compatibilidad con los proyectos STEAM de la Consejería de Educación “Investigación aeroespacial en el aula” y “Robótica en el aula”.

(1) Revisar la experiencia acumulada en Robótica Educativa de estos últimos doce años y adaptarla a la nueva realidad educativa para adecuarla al currículum de asignaturas como “Computación y Robótica” o “Tecnología y Digitalización”,

(2) Publicar una guía de proyectos cortos o desafíos que permitan el aprendizaje gradual de la Robótica Educativa.

(3) Fomentar la interdisciplinariedad en los aprendizajes, intentando implicar a docentes de otras áreas o asignaturas dentro del nivel. 

(4) Comprender el funcionamiento básico de los robots, reconociendo sus componentes e identificando sus principales sistemas.

(5) Reflexionar sobre el impacto que la robótica y la computación tienen y tendrán en nuestra sociedad: aplicaciones, beneficios y peligros, cuestiones éticas y sociales, superación de desigualdades, eliminación de sesgos, etc.

(6) Resolver problemas que implican pensamiento computacional, aplicar algoritmos y analizar magnitudes físicas.

(7) Trabajar en equipo: buscar fórmulas de colaboración con los demás y resolver conflictos.

(8) Romper barreras que provocan desigualdades, por razón de sexo o capacidad, fomentando la coeducación y la inclusión.

Nº	Desafío o pequeño proyecto	Contenidos de la tabla descritos en el anexo IV, Computación y Robótica	Relación con la asignatura de Tecnología y Digitalización
1	¡Llegamos a Marte! Mara llega a Marte y corre a tocar la superficie.	Bloque 2 apartado C Actuadores en un robot. Medios de locomoción: ruedas. Salidas: motores dc (servomotores y motores paso a paso). Operaciones de salida: control de motores. Programación con lenguajes de alto nivel (tipo gráfico por bloques). Alimentación de un sistema robótico. Diseño y construcción de un robot. Bloques 1, apartados A y B Pensamiento computacional: variables, bucles y condicionales. Variable tiempo: esperas. Azar. Otros: usos de otras tecnologías, como impresión 3D para imprimir piezas del robot.	Más relevantes Competencia específica 5: Desarrollar algoritmos y aplicaciones informáticas en distintos entornos, aplicando los principios del pensamiento computacional e incorporando las tecnologías emergentes, para crear soluciones a problemas concretos, automatizar procesos y aplicarlos en sistemas de control o en robótica. Competencia específica 6. Comprender los fundamentos del funcionamiento de los dispositivos y aplicaciones habituales de su entorno digital de aprendizaje, analizando sus componentes y funciones y ajustándolos a sus necesidades para hacer un uso más eficiente y seguro de los mismos y para detectar y resolver problemas técnicos sencillos. Competencia específica 5. Criterios de evaluación 5.1. Describir, interpretar y diseñar soluciones a problemas informáticos a través de algoritmos y diagramas de flujo, aplicando los elementos y técnicas de programación de manera creativa. 5.2. Programar aplicaciones sencillas para distintos dispositivos como por ejemplo ordenadores, dispositivos y móviles, empleando los elementos de programación de manera apropiada y aplicando herramientas de edición, así como módulos de inteligencia artificial que añadan funcionalidades a la solución. 5.3. Automatizar procesos, máquinas y objetos de manera autónoma, con conexión a internet, mediante el análisis, construcción y programación de robots y sistemas de control. Competencia específica 6. Criterios de evaluación 6.1. Hacer un uso eficiente y seguro de los dispositivos digitales de uso cotidiano en la resolución de problemas sencillos, analizando los componentes y los sistemas de comunicación, conociendo los riesgos y adoptando medidas de seguridad para la protección de datos y equipos. 6.2. Crear contenidos, elaborar materiales y difundirlos en distintas plataformas, configurando correctamente las herramientas digitales habituales del entorno de aprendizaje, ajustándolas a sus necesidades y respetando los derechos de autor y la etiqueta digital. 6.3. Organizar la información de manera estructurada, aplicando técnicas de almacenamiento seguro. Saberes básicos implicados más relevantes (pag. 166) TYD 3.A.1, 3.A.2, 3.A.5, 3.A.6 TYD 3.B.1, 3.B.3, 3.B.4 TYD 3.C.1, 3.C.2, 3.C.3, 3.C.4, 3.C.5 TYD 3.D.1, 3.D.2, 3.D.3, 3.D.4, 3.D.5
2	Inspeccionando el cohete. Nico y Mili encargan a Mara que inspeccione los anclajes del cohete tras el aterrizaje.
3	Paseo Espacial. En el primer paseo espacial, Mara vuelve al cohete y debe rodear una roca.
4	Vagabundeo aleatorio. Mara se siente sola y pasea de noche contemplando el fondo de estrellas.
5	No me pienso tropezar. En una cueva marciana Mara se queda sin iluminación y tiene que confiar en sus sensores para no tropezar con las paredes.	Bloque 2 apartado C Sensores de distancia por ultrasonidos. Posible sensor de infrarrojos delantero. Operaciones de entrada. Bloques 1, apartados A y B Pensamiento computacional: eventos, captura y respuesta, estados.
6	Más vale ser prudente. Mara se encuentra con un algo o alguien extraño y guarda las distancias.
A	¡Despierta, Mara! Nuestra robot Mara se ha quedado sin baterías y ha entrado en una especie de shock. Hay que agitarla para hacerla reaccionar.	Bloque 2 apartado C Sensores de aceleración o acelerómetro.
7	¡Por allí se escapa! Mara huye de las linternas de Nico y Mili cuando lo iluminan.	Bloque 2 apartado C Sensores luminosos (LDR). Opcional: sensor de niveles de ruido o micrófonos.
	Opcional: huye al escuchar un sonido fuerte.
8	Debajo de las piedras negras puede haber agua. Mara registra el suelo de una cueva marciana buscando restos de agua.	Bloque 2 apartado C Sensores de infrarrojos en la base. Control del disparo (umbral). Bloques 1, apartados A y B Pensamiento computacional: almacenamiento de datos
9	El camino del cohete a la cueva. Nico y Mili han trazado un camino del cohete a la cueva y así Mara puede recorrer más rápido ese trayecto sin usar las radiobalizas.	Bloque 2 apartado C Sensores de infrarrojos en la base. Control del disparo (umbral). Control de actuadores (motores). Bloques 1, apartados A y B Pensamiento computacional: control inteligente de la velocidad. Desarrollo de algoritmos eficientes. Tabla de estados. Otros: dispositivo de comunicación bluetooth, comunicaciones inalámbricas.
	Ampliación: control del robot por bluetooth.
10	¡No quiero que me toques! Un objeto extraño se presenta ante Mara, pero no deja que lo toque. Se asusta cuando Mara lo intenta. ¡Es el Ingenuity!	Bloque 2 apartado C Sensor de infrarrojos o de distancia por ultrasonido. Efectores/actuadores: zumbadores o generadores de sonidos o tonos. Bloques 1, apartados A y B Pensamiento computacional: nivel en el efector en base al nivel de respuesta del sensor.
11	Mara se ha desorientado. Seguir al Ingenuity es muy difícil, y tiene que hacerlo siguiendo las luces de éste.	Bloque 2 apartado C Sensor de luz LDR Bloques 1, apartados A y B Pensamiento computacional: algoritmo de control del movimiento activado por niveles en el sensor.
	Ampliación: mi robot puedo usarlo como alarma de cajón.
12	No me pienso despeñar. Mara sueña con que el Ingenuity la rapta y la deposita en una meseta en el monte Olimpo, de la que no puede bajar.	Bloque 2 apartado C Sensor de infrarrojos delantero. Bloques 1, apartados A y B Pensamiento computacional: control rápido de los motores en respuesta al nivel del sensor.
13	Proyecto abierto: ¿Qué es capaz de hacer Mara en la Luna? ¿Recolectar muestras? ¿Apartar rocas? ¿Localizar objetos? Una vez conocidas las posibilidades de nuestra robot (según la disponibilidad de actuadores y sensores), podemos proponer al alumnado un desafío que ellos mismos diseñen. También es posible el uso de impresión en 3D de piezas que ayuden a modificar al robot o elaborar el desafío. En función de esta elección y su complejidad podríamos completar los contenidos con otros que se recogen en el bloque 2 apartado C: otros mecanismos (hélices, pinzas, patas) , otros sensores (magnetómetros, efecto Hall, encoders, etc.) , otros actuadores (láseres rojos), operaciones con archivos, introducción a la inteligencia artificial, etc.

Destacar los siguientes criterios de evaluación recogidos en la orden del 15 de enero (anexo IV) de la asignatura de Computación y Robótica: 

1. Comprender los principios de ingeniería en los que se basan los robots, su funcionamiento, componentes y características. Competencias clave: CCL, CMCT, CD, CAA.

• Podemos considerar superado este criterio si son capaces de explicar qué es un robot, su funcionamiento básico, describir las tecnologías que lo constituyen, identificar y señalar las características  de sus elementos así como sus funcionalidades.

2. Comprender el impacto presente y futuro de la robótica en nuestra sociedad. Competencias clave: CSC, SIEP, CEC.

• Superamos este criterio si aprendemos a clasificar los diferentes tipos de robots según sus características o aplicaciones, si describimos cuestiones éticas vinculadas a su comportamiento, y si comprendemos que su uso implica beneficios y riesgos.

3. Ser capaz de construir un sistema robótico móvil, en el contexto de un problema del mundo real. Competencias clave: CCL, CMCT, CD, CAA, CSC, SIEP, CEC.

• Debemos ser capaces de conocer los requisitos que necesita un sistema robótico, analizar sistemas similares para adaptar soluciones ya alcanzadas, diseñar robots móviles y elegir sus componentes, diseñar algoritmos que los controlen e implementarlos en un lenguaje de programación que sepamos depurar, llevar a cabo el montaje e interconexión de un sistema robótico de manera segura y realizar pruebas y evaluaciones de su desempeño.

4. Trabajar en equipo en el proyecto de construcción de un sistema robótico, colaborando y comunicándose de forma adecuada. Competencias clave: CCL, CD, CAA, CSC, SIEP.

• Este criterio se supera cuando somos capaces de explicar las decisiones tomadas en el equipo, cómo nos hemos organizado y planificado y cuando aportamos nuestras ideas al grupo a, valorando las de los demás.

La robótica educativa, imbricada básicamente en una estrategia de aprendizaje basada en proyectos, integra de forma natural las competencias clave en un alto grado. La competencia digital es evidente: se maneja software, se programan soluciones (algoritmos), se fomenta el uso creativo y crítico de diversas tecnologías informáticas, se presta atención a la seguridad informática, se obtiene y genera información… Pero no es la única que se favorece. 

Un algoritmo se plasma en un lenguaje de programación, por lo tanto el alumno/a que lo diseña adquiere competencia lingüística expresándose en ese lenguaje. Y además, la comunicación dentro del equipo, debatir, presentar los proyectos, la comprensión de las narraciones de los desafíos y la redacción de la documentación de los resultados, son también aspectos que contribuyen a mejorar esta competencia. 

La competencia matemática está íntimamente ligada con la programación informática ya que diseñar un programa es básicamente resolver un problema que implica cálculos (computación), aspectos lógicos, secuenciación e iteración de órdenes y estructuración, todo ello herramientas de la racionalidad matemática. La competencia básica en Ciencias y Tecnología se ve favorecida por el aprendizaje del funcionamiento del entorno inmediato del robot, es decir, las variables físicas implicadas (naturaleza del movimiento, la luz, el sonido, etc.) y la comprensión de los mecanismos, los sistemas eléctricos y los sistemas electrónicos. Inclusive, constantemente aplicamos el método científico para resolver los problemas: planteamos hipótesis y diseñamos pruebas que los comprueben. 

Investigar y buscar información relevante para resolver un desafío, aplicar el pensamiento computacional, dividir en fases un problema complejo, diseñando y persistiendo en su propio aprendizaje, y tomar decisiones entre las opciones que puedan barajar para resolver un problema, favorece la competencia “aprender a aprender”. La competencia social y cívica la alcanzamos dando una narrativa humanizante a cada desafío, planteando la problemática de la robot Mara con cierta sensibilidad y creando empatía hacia ella. La robot Mara debe convertirse en un miembro más del equipo al que ayudamos, colaborando y trabajando juntos, llegando a acuerdos, valorando los resultados y asumiendo responsabilidades. 

Resolver el desafío implica iniciativa. Implica tener ideas imaginativas y creativas que aún no se conocen y que nadie te va a transmitir directamente, ni siquiera un profesor. Implica que esas ideas se plasmarán en una realidad tangible: lo que la robot Mara será capaz de hacer.  Esto favorece la competencia “sentido de iniciativa y espíritu emprendedor”. Además, nuestra robot Mara tiene una personalidad que moldeamos entre todos los miembros del equipo, siendo quizás objeto de nuestras inquietudes artísticas, contribuyendo a la competencia “conciencia y expresiones culturales”.

(1) Aprendizaje basado en proyectos, en base a desafíos que resuelven un problema y tienen un resultado final, una evidencia tangible.

(2) Visión humanista de los desafíos robóticos, para intentar captar la atención de las chicas y su interés hacia la Robótica (coeducación).

(3) Trabajo colaborativo y cooperativo, intentando promover el aprendizaje entre iguales (inclusión).

(4) Aspectos lúdicos.

(5) Variedad de ejercicios de programación informática.

(6) Búsqueda de información de carácter científico. 

El instrumento de evaluación idóneo es la redacción diaria de un portfolio, entendido éste como la recopilación de documentos y evidencias del progreso realizado en cada proyecto. Para favorecer su difusión, se elegirá un formato de publicación en la web: página web o blog. Es muy deseable generar contenido multimedia: p. ej., vídeos de cómo los robots superan los distintos desafíos. Para evaluar el portfolio irá acompañado de, al menos, una rúbrica de evaluación que será conocida por el alumnado de antemano. 

Cuando el o la docente no es el protagonista del aprendizaje sino que lo es, en este caso, el grupo de trabajo, debe convertirse en observador. Los datos obtenidos de la observación directa serán muy útiles en el proceso de evaluación.

Por último, a cada grupo por turnos le tocará exponer un desafío. Esta exposición también será evaluada mediante rúbricas. 

El carácter altamente competencial de este proyecto de elaboración de materiales hace que docentes de otras áreas, principalmente STEAM, puedan colaborar en él. En concreto con docentes de  asignaturas como Lengua Castellana, Matemáticas,  Física y Química, Educación para la Ciudadanía y los Derechos Humanos, Educación Plástica y Visual, y Tecnología existen muchos puntos de integración.

Por ejemplo, con profesores de lengua se puede trabajar la lectura de libros de ciencia ficción sobre robótica, vocabulario técnico, comparativa sintáctica y léxica con lenguajes de programación la realización de debates. Con profesores de diversos idiomas la lectura de cuentos sobre robótica y vocabulario técnico. En Educación para la Ciudadanía, análisis del impacto de la robótica en nuestra sociedad. En Ed. Plástica,  aspectos visuales de los robots: “pieles”. En FQ /BG fundamentos de la física que usan los sensores, trayectorias estelares, búsqueda de vida en exoplanetas, investigaciones en curso en Marte, etc. En Economía e Iniciativa empresarial, costes de un viaje aeroespacial, logística, oportunidades de negocio, etc.

El proyecto puede desarrollarse en una unidad didáctica que abarque al menos dos trimestres. Dada su flexibilidad, puede llevar menos tiempo simplemente descartando algunos desafíos. 

Los desafíos cuyas sesiones se marcan con asterisco conforman un itinerario reducido con los que consideramos imprescindibles para el aprendizaje de la robótica. 

1) ¡Llegamos a Marte! 2 (*).
2) Inspeccionando el cohete. 2 (*).
3) Paseo Espacial. 3 (*).
4) Vagabundeo aleatorio. 2.
5) No pienso tropezar. 3 (*).
6) Más vale ser prudente. 2. Ampliación: ¡Despierta, Mara! 1.
7) ¡Por allí se escapa!  Ampliación: huye al escuchar un sonido. 2 + 1.
8) Debajo de las piedras negras puede haber agua. 3 (*)
9) El camino del cohete a la cueva. Ampliación: control del robot por bluetooth. 4 (*) +1.
10) ¡No quiero que me toques! 2.
11) Mara se ha desorientado. Ampliación: mi robot puedo usarlo como alarma de cajón. 3 (*) +1.
12) No me pienso despeñar. 2.
13) Proyecto abierto. 5 (*)

En total, entre treinta y cinco y treinta y nueve sesiones más dos o tres sesiones de exposición de proyectos. El itinerario imprescindible se reduce a veinticinco sesiones.

El espacio ideal es una aula específica amplia, o un aula transformada en el aula del futuro. Pero con voluntad, superando algunas dificultades, pueden llevarse a cabo en un aula normal.

Los recursos evidentemente son ordenadores y robots, contando con los sensores necesarios para cada tarea. En el caso de comunicarse a través del bluetooth, es necesario un móvil. Lo ideal es trabajar en pequeños grupos de 3 ó 4 personas, cada grupo con un robot y un ordenador.

Para algunas tareas son necesarios otros recursos, como circuitos (se dejan en el apartado correspondiente imprimibles)  y materiales de uso común, como cartulinas. En la tarea 11, se necesita fabricar dos módulos sensores de luz y en ella se especifica el material y los pasos para lograrlo.

1. Orden de 15 de enero de 2021 (anexo IV). Currículum de la asignatura COMPUTACIÓN Y ROBÓTICA (pág. 961).
2. Posteriormente a la solicitud de este proyecto, la asignatura de Tecnología en 3º ESO ha pasado a denominarse Tecnología y Digitalización. Se toma como referencia la INSTRUCCIÓN CONJUNTA 1 /2022, DE 23 DE JUNIO, DE LA DIRECCIÓN GENERAL DE ORDENACIÓN Y EVALUACIÓN EDUCATIVA Y DE LA DIRECCIÓN GENERAL DE FORMACIÓN PROFESIONAL, POR LA QUE SE  ESTABLECEN ASPECTOS DE ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO PARA LOS CENTROS QUE IMPARTAN EDUCACIÓN SECUNDARIA OBLIGATORIA PARA EL CURSO 2022/2023. Páginas 160-169