La robótica educativa en contexto inclusivo

La robótica educativa en contexto inclusivo Educational robotics in inclusive context Cristina Conchinha 1, Silene Gomes da Silva 2, João Correia de Freitas 3 1

Estudiante de doctorado de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidade Nova de Lisboa, Lisboa, Portugal 2 Coordinadora Pedagógica de EEEI Profesor José Claret Dionisio, Hortolandia, Brasil 3 Profesor Asociado de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidade Nova de Lisboa, Lisboa, Portugal

Resumen Este artículo describe una actividad de robótica educativa llevada a cabo en una escuela en Hortolandia, São Paulo, Brasil, como parte de un taller de capacitación docente sobre robótica educativa en contexto inclusivo. Los participantes estudian en el nivel de lo sexto y lo séptimo grado y tres participantes tenían déficit auditivo profundo, un participante tenía trastorno del espectro autista y otra participante con déficit intelectual. La metodología fue cualitativa tiendo consistido en la observación participante y en la construcción de los diarios de los profesores e investigadores participantes. Los resultados indican que la robótica educativa promueve la inclusión y el trabajo colaborativo entre los estudiantes con diferentes necesidades especiales y promueve la aprendizaje a través de la resolución de problemas. Los estudiantes han adquirido nuevos conocimientos, en particular, la montaje y la programación de prototipos robóticos, y consolidado el conocimiento previamente adquirido, como las matemáticas y portugués.

Palabras clave Robótica educativa. Necesidades educativas especiales. Escuela Inclusiva.

Abstract This article describes a robotic educational activity carried out at a school in Hortolandia, Sao Paulo, Brazil, as part of a teacher training workshop on robotics in inclusive educational context. Participants are in the sixth and seventh grade and three participants had deep auditory deficit, one participant had ASD and another had intellectual deficit. The methodology was qualitative and consisted in participant observation and construction of the diaries of the teachers and researchers involved. The results indicate that the educational robotics promotes inclusion and collaborative work among students with different special needs and promotes learning through problem solving. Students have acquired new knowledge, in particular the construction and programming of robotic prototypes, and consolidated the previously acquired knowledge, such as mathematics and Portuguese.

Keywords

La robótica educativa en contexto inclusivo

Educational robotics. Special Needs Education. Inclusive School.

INTRODUCCIÓN El acuerdo de Salamanca, firmado por 92 países, entre ellos España y Portugal, y 25 organizaciones internacionales, aboga por la escuela inclusiva y establece los términos que rigen la educación especial, a saber, que todos los estudiantes tienen derecho a aprender juntos, independientemente de su características, limitaciones y potencialidades individuales, mientras que la escuela adapte los planes de estudios, las estrategias y los recursos que se utilizan para diferentes estilos de aprendizaje y ritmos (UNESCO, 1994). Para facilitar la accesibilidad a la inclusión de los niños con necesidades educativas especiales y para cumplir con los términos establecidos en el acuerdo de Salamanca, fue creado uno taller de capacitación de profesores de Robótica Educativa (RE) aplicada a las necesidades educativas especiales, dentro de los cuales se desarrolló el informe de actividades en este trabajo, con el fin de promover la inclusión, la ayuda mutua y la comunicación entre los estudiantes con diferentes tipos de necesidades especiales de comunicación, incluyendo sordera, Trastorno del Espectro Autista (TEA) y déficit intelectual (DI). Fue pensado para fomentar la adquisición de contenido y el currículo a través de la instalación y programación de un robot, la actividad actualmente considerado por algunos profesores una herramienta atractiva y completa (por ejemplo Conchinha, 2012; Santos, Pozzebon, & Frigo, 2013), para lo cual vamos a revisar brevemente la literatura sobre los conceptos de la NEE, sordera, trastornos del espectro autista, déficit intelectual y RE aplicada a NEE y verificar que la robótica educativa tiene potencial educativo y inclusivo con los estudiantes con necesidades educativas especiales específicas, y promover las interacciones positivas entre los participantes, los profesores y el prototipo y las diversas áreas del currículo, incluyendo portugués, matemáticas y expresiones. MARCO TEÓRICO 2.1.1 Necesidades Educativas Especiales Se entiende por necesidades educativas especiales un conjunto de condiciones estructurales y funcionales que pueden impedir que el estudiante alcance las metas educativas de sus compañeros sin necesidades especiales, por lo que los estudiantes con NEE pueden tomar ventaja de la diferenciación curricular y el apoyo de expertos (ME, 2008). Los estudiantes con necesidades especiales pueden ser dotados, ser riesgo educativo, teñir necesidades educativas especiales de tipo leve o temporal o significativo o permanente: - El estudiante superdotado tiene capacidad intelectual y creativa por encima del promedio en una o más áreas, a saber: i) intelectual; ii) una

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habilidad específica; iii) la creatividad y la productividad; iv) de comandos; v) las artes; vi) psicomotriz; - El estudiante en riesgo educativo es aquel que siente discapacidad de aprendizaje en un momento particular de su trayectoria educativa. Esta dificultad puede ser causada por las drogas, la violencia, los problemas de salud de transición o los factores económicos y sociales; - El carácter temporario de NEE se detecta generalmente durante los primeros años de escolaridad y sólo requiere la adaptación temporal del plan de estudios. Caen en esta categoría de dificultades específicas de aprendizaje; - El carácter significativo o permanente de NEE requiere adaptaciones curriculares durante la mayor parte o la totalidad de la trayectoria académica del estudiante, se incluyen en esta categoría los cambios sensoriales (por ejemplo, sordera), trastornos del desarrollo (por ejemplo, TEA) y las de carácter de procedimiento, tales como déficit intelectual (Correia, 2013). 2.1.2 Sordera La sordera es la pérdida total o parcial de la audición (Santos, 2014). Esta pérdida puede ser leve, moderada, severa o profunda: - La pérdida de audición leve no implica el uso de prótesis o aparato auditivo (Smith & Silva, 2013) y se encuentra entre 25 y 40 dB (Davis & Silverman, 1996); - Pérdida de audición moderada es entre 41 y 70 dB (Davis & Silverman, 1996), dado que algunos sonidos no pueden ser tratados, puedes echar un vistazo algún retraso en el desarrollo del lenguaje oral (Smith & Silva, 2013); - Pérdida de la audición grave implica una pérdida entre 71 y 90 dB (Davis y Silverman, 1996) y se recomienda el uso de aparatos de apoyo (Smith & Silva, 2013) a la audición; - Pérdida auditiva profunda es mayor que 90 db (Davis & Silverman, 1996). Según Siqueira y Silva (2013) los sordos profundos no escuchan el sonido y se debe buscar medios alternativos de comunicación, como el lenguaje de signos y la oralidad. 2.1.3 Trastorno del Espectro Autista La TEA es un trastorno del desarrollo neurológico, que se distingue por la comunicación y dificultades sociales, la imaginación y la representación, algunos intereses restringidos y inflexibilidad, que se manifiestan a temprana edad (Hewitt, 2010; Silva, Gaiato, & Reveles, 2012) . La TEA se distingue por la alta, media o baja funcionalidad, dependiendo del grado de afectamiento y la autonomía:

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- el autismo de alto funcionalidad: se considera la forma más leve de autismo. Los estudiantes autistas de alta funcionalidad tienen síntomas similares a los de otros autista, a saber: i) el retraso en las habilidades motoras; ii) torpeza social; iii) la falta de entender el lenguaje abstracto; iv) los intereses restringidos y obsesivos; v) exagerada sensibilidad sensorial (WebMD, 2013). - autismo de media funcionalidad: el niño autista de media funcionalidad tiene comportamientos que deben ser evaluados: i) conductas inadaptadas; ii) el aislamiento social y poco contacto visual; iii) la insistencia en las rutinas; iv) retraso en el habla y incomprensión de la comunicación no verbal; v) inteligencia mediana o baja; - autismo de baja funcionalidad: el autismo de bajo funcionamiento se caracteriza por: i) el aislamiento y la necesidad de que dibujen activamente la atención; ii) respuestas inadecuadas al contexto; iii) los comportamientos estereotipados; iv) una fuerte resistencia al cambio; v) la negativa a mirar a la gente y los objetos; vi) la comunicación a través de gruñidos y gritos; vii) la incapacidad de entender las expresiones faciales y los gestos; viii) hipo o hiperactividad; ix) pueden tener inteligencia más baja que la media, pero pueden tiener habilidades inusuales como el conocimiento de la física o las matemáticas (Schopler, Reichler, & Renner, sd). 2.1.4 Déficit intelectual DI es generalmente crónica, y puede ser causada por factores genéticos o ambientales (Cooper, 2013), pero 50 a 80% de las causas son desconocidas (Oliveira et al., 2012). La Asociación Americana de Psiquiatría (APA) distingue lo DI de acuerdo con los resultados obtenidos en la prueba psicométrica y en el test de inteligencia: - ligero: los resultados obtenidos en las pruebas varían entre 50-55 y 70 pelo que la persona con DI leve tiene autonomía y la capacidad de adquirir conocimientos equivalentes al noveno grado; - moderado: las pruebas de CI varían entre 35 y 55. Los adultos pueden tener una cierta autonomía, pero sus conocimientos serán equivalentes al tercero grado; - grave: resultados de la prueba del índice de inteligencia varían entre 20-25 y 35-40. El aprendizaje es lineal y por lo tanto consiguen adquirir conocimientos equivalentes a la enseñanza preescolar, basado en imágenes, el conteo sencillo y reconocimiento visual de algunas palabras. Si no tiene otras enfermedades, puede ser relativamente autónomo; - profundo: el desarrollo sensorial y motor es gravemente afectado y la prueba debe tener valores inferiores a 20-25, por lo que debe ser supervisado (APA, 1994).

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2.2 La robótica educativa Impulsada por Seymour Papert y el equipo de investigación del MIT, con el lenguaje de programación Logo y una tortuga de suelo en 1967 (Ratcliff & Andersona, 2011), la robótica educativa es ahora sinónimo de entorno compuesto por el equipo de aprendizaje, componentes electrónicos y electromecánicos y la programación, en la que el alumno construye objetos automatizados del programa con el fin de explorar el contenido y los conceptos (Chela, 2002). Promueve interdisciplinariedad, la inclusión, la interacción, la resolución de problemas y aumenta la autoestima de los participantes (Conchinha, 2012) a través de la práctica, la experimentación y entornos difíciles y motivadores (Ribeiro, Coutinho, & Costa, 2011). 2.2.1 La robótica educative y las NEE Desde su popularización, la RE ha sido objeto de varios estudios empíricos, algunos de los cuales explotan su potencial incluyente de los que podemos destacar el trabajo de Conchinha y Freitas (2015) que presentan los resultados de un estudio de tres estudiantes con autismo de alto funcionamiento que montaran y programaran un prototipo robótico de la Lego® Mindstorms® NXT® e interactuaran con el robot, con los demás y con el investigador. Los autores concluyeron que la RE promueve la participación y la interacción y la adquisición y consolidación del aprendizaje específico con alumnos con NEE. Souza y César (2014) recurrieron a la robótica de bajo costo de capacitación e integración de los alumnos sordos y concluyeron que los participantes en la búsqueda de soluciones a las situaciones expuestas estimulan la creatividad, el razonamiento, la abstracción y el trabajo colaborativo, destacando la necesidad de cumplir con las características de los alumnos sordos por una planificación consciente de que considera el entorno, el acceso a los materiales y los conocimientos de los estudiantes. Santos, Pozzebon y Frigo (2013), utilizaran un robot Lego® Mindstorms® NXT® con ocho estudiantes entre las edades de seis y ocho años. Cuatro estudiantes tenían déficit intelectual y auditiva. Todos los alumnos participaron activamente en la actividad. MATERIAL Y MÉTODOS Este estudio tuvo como objetivo promover la aprendizaje y la adquisición de los contenidos del programa educativo a través de la montaje y la programación de un prototipo de robot de la educación del kit de Lego® Mindstorms® NXT® 2.0. El kit educativo del Lego® Mindstorms® NXT® 2.0 fue lanzado en 2009 y tiene un bloque inteligente, que puede ser programado por ordenador o por el bloque en sí, tres servomotores interactivos, un sensor de ultrasonidos, un sensor de sonido, otro de luz y dos sensores de contacto, una batería recargable, siete cables de conexión, uno cable cargador con entrada USB y

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uno manual con instrucciones coloridas y detalladas de construcción. Se recomienda para los niños a partir de 10 años de edad (Júnior, 2011). La metodología utilizada en el estudio fue cualitativa, basada en la observación participante de la segunda autora, profesora y coordinadora educativa de los alumnos participantes, y la observación no participante, por los restantes autores, a través de la filmación realizada durante las sesiones. Se realizaron dos sesiones de trabajo, la primera de las cuales fue dedicada al montaje del prototipo y la segunda sesión se dedicó a la programación, la interacción con el prototipo y la construcción de la historia para ser dramatizada por los estudiantes y el robot. Los talleres permitirán la verificación dé: - la aprendizaje alcanzada; - las dificultades de los estudiantes durante la ejecución de las tareas; - la interacción de los estudiantes; - la comunicación entre estudiantes sordos y estudiantes auditivos; - la motivación de los participantes; - el potencial pedagógico de la actividad; - el potencial inclusivo del Lego® Mindstorms® NXT® 2.0. 3.1 Participantes Lo estudiante A tiene 16 años, asiste al sexto grado y fue diagnosticado con trastorno del espectro autista (F84.0 - CIE 10). Lo alumno presenta, según informe médico, déficit cognitivo leve y pensamiento ligeramente acelerado. Es muy interesado en el aprendizaje, pero sólo puede mantener la atención en tareas cortas y concretas. Tiende a participar en la clase sólo cuando se anima. Muchos profesores se refieren al estudiante como uno alumno que presenta comportamientos agresivos que requieren intervención, orientación y mediación del profesor. La estudiante B, tiene 12 años, asiste en 2015 el séptimo grado y se diagnosticó, en 2015, con déficit intelectual leve (F70 - CIE 10). Fue remitida para el asesoramiento y el control de la conducta agresiva, está siendo medicada con Rispiridona (1 mg) una vez al día. La estudiante fue escogida para participar en las actividades de robótica debido a problemas de aprendizaje, su comportamiento agresivo y su desinterese en las clases. La estudiante C, tiene 13 años, asiste a lo séptima grado y recibe la ayuda de un traductor de signos (TS), responsable por la accesibilidad lingüística de los estudiantes sordos en la educación regular. Muestra sordera profunda bilateral desde poco después del nacimiento.

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C hace uso de un implante coclear y recibe terapia de la habla por el a través del Centro Integrado de Educación y Rehabilitación (CIER). Su rendimiento en la escuela ha evolucionado satisfactoriamente, puede leer y escribir, lo que puede ser probado por sus producciones textuales y razonamiento lógico y matemático. Es una adolescente activa con colegas y tímida con algunos adultos. A pesar de mostrar la evolución del discurso, se comunica principalmente a través de la Lengua de Signos Brasileña (Libras) en el entorno escolar. En el ámbito familiar, requieren que haga uso de la oralidad. El estudiante D, tiene 14 años, asiste al séptimo año y tiene sordera profunda desde su nacimiento. Se hace uso de implante coclear. Se hace uso de LIBRAS y presenta dificultades en la lectura y escritura y el razonamiento lógico matemático. Tiene poca empatía por colegas, pero es un niño muy activo, que no muestra apatía en las actividades y tiene facilidad de hacer actividades manipulativas. La estudiante E, tiene 13 años y asiste el séptimo grado. Recibe ayuda de una TS y presenta hipoacusia neurosensorial bilateral desde el nacimiento. Hace uso de implantes cocleares, pero se avergüenza de mostrar el dispositivo. Su actuación en la escuela no es satisfactoria, ya que el conocimiento académico está abajo de lo esperado. Es una niña activa con algunos estudiantes. A veces presenta rebelión y se comunica principalmente a través de LIBRAS. Es capaz de hablar apenas algunos fonemas pero siente un abrumador deseo de pronunciar palabras. RESULTADOS Los estudiantes mostraron interés en la actividad de montaje del robot. No mostraron dificultades en la realización de la tarea y lograron montar el prototipo en 62 minutos. Lo estudiante D ha tomado la iniciativa y quería montar el robot solo, dejar que sus colegas participan, pero rara vez compartieron el prototipo. La estudiante E estaba sentada al lado del estudiante D y siguió el manual con él, le indicó los siguientes pasos y lo corrigió a veces. Los estudiantes B y C siguieron montaje cuidadosamente el robot y las piezas entregadas al estudiante que estaba montando el prototipo. Al final de la actividad la estudiante C se ha vuelto más activa en la montaje. Los estudiantes estaban muy interesados en el trabajo y tomaron cada oportunidad para retirar el prototipo al estudiante D y montarlo. Todos los estudiantes entienden cómo se montaba pero el estudiante A, tuve una mayor facilidad en la montaje del robot y hay reportado la actividad en el segundo período de sesiones: "Estábamos montando el robot Lego® y el estudiante D se confundió todo, pero yo le ayudé. Le ayudé a arreglar todo.

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(...) Y yo estaba tratando de alcanzar el robot para montar y él no dejo, entonces hablé: da-me el robot, que hablé con él, ¿sabes? Eso es todo". La estudiante B también se describe en la segunda sesión de la experiencia conjunta del robot: "Había una vez un grupo de niños que construyó un robot Lego® y fueron muy felices cuando logró construir y ahora están escribiendo la historia para él" (robot). En la segunda sesión, los profesores explican como se programaba y solicitaran a los participantes que construyesen una historia que más tarde fue dramatizada por el robot. Los estudiantes oyentes estaban más envueltos en la construcción de la historia. Estudiantes sordos dijeran más tarde a la segunda investigadora que ya non son niños para "inventar" historias. Todos los estudiantes eligieron nombres para sus personajes de ficción (Tavares, Mariana, Larissa, Electricus y Frigorífica) y el relato fue titulado como "grupo de combatientes". Pero, sólo los estudiantes A y B han contribuido activamente para la trama de la historia: "A el robot Legorino se encantaba jugar con los niños (estudiante B) debido a que los niños se divirtieron demasiado (estudiante A). Un día fue a la escuela para mostrar su funcionamiento y también entretenerlos. Él enseñó a los niños a aprender más (...) Tavares aprendió matemáticas, historia y geografía; Mariana aprendió (...) para organizarlo (el robot); Larissa aprendió a ayudar a otros niños; Electricus aprendió muchas cosas: las matemáticas, geografía, ciencia, inglés; Frigorífica aprendió portugués (...) los verbos con el robot y que verbos significa acciones propias. Un día el Legorino estaba en el autobús, para ir a la escuela. Luego fue pisoteado por la gente que viene hacia abajo (...) el equipo de combatientes le vio en la escuela, lo pegaron, llevaron al comedor y lo puso como nuevo. Así que el Legolino volvió a ser un robot estándar y continuó siendo una diversión para los niños (estudiante B) ". Después de que los estudiantes que escribirán la historia, el maestro la leyó en voz alta a todos los presentes, y fue traducida a la lenguaje de signos para los estudiantes no oyentes. Al final todos interactuaron con el robot, después de haber sido muy participativos en las actividades y protectores con el "Legorino". Muy entusiasmados, los estudiantes hicieron una demostración del robot "construido" a otros compañeros de clase.

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Discusión y análisis de los resultados Los resultados nos han permitido comprobar que la actividad ha tenido éxito debido a que los estudiantes podrían trabajar juntos, e interactuar entre sí y comunicarse a través de la lenguaje oral y de signos, y los estudiantes oyentes aprendieron a decir su nombre en lenguaje de signos y la traducción entre los estudiantes oyentes y no oyentes hay sido hecha con la ayuda de dos traductores que minimizaran las dificultades. Durante la montaje todos los estudiantes trabajaron bien juntos, a pesar de que el estudiante D tuve una posición más dominante. Todos pudieran participar activamente en la selección de las piezas, la lectura del manual y la construcción del prototipo, sin embargo se encontró que los estudiantes sordos a veces tenían dificultad para seguir las instrucciones de los maestros cuando tenían que buscar en el manual y dividir simultáneamente su atención con los traductores. Los maestros tuvieron un desempeño ejemplar para explicar inicialmente la actividad y dejarlos superar las dificultades solos, pero que los estudiantes aprendieron mediante la resolución de problemas y tuvieran que depender de la ayuda del grupo o que ayudó a crear un mayor espíritu de unidad y asistencia mutua. La actividad confirmó a el equipo de la escuela la importancia de la introducción de materiales manipulativos a la clase, o qué puede hacer diferencia en la promoción del conocimiento y la interacción entre los estudiantes. El conjunto del Lego® Mindstorms® permitió explorar tamaños, colores, la posición del prototipo en comparación con el manual y pasar la imagen 2D de las figuras al prototipo en 3D. Los trabajos de construcción de la historia permitieron explorar lo idioma portugués y las expresiones dramáticas. Dependiendo de la actividad seleccionada, la programación permite trabajar contenidos multidisciplinares y la resolución de problemas a través de la práctica y de lo juego. Los maestros que optaren por utilizar la RE en sus clases pueden usar el manual de montaje proporcionado por la propia Lego® y hacer la programación a través de los softwares del Lego® Mindstorms®, o softwares alternativos como el Scratch®. Pueden optar por dramatizar una historia existente o construir su propia historia, también pueden optar por directrices de programación existente. Consideramos que el kit disponible respondió a las necesidades específicas de los estudiantes por lo que no consideramos necesario ajustarlo. Los maestros nunca habían manipulado el Lego® Mindstorms® y estaban fascinados por su potencial y motivados para incluir el resto de los estudiantes y profesores en otras actividades de robótica.

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