La robótica educativa en el aula permite plantear retos en los que el alumnado tiene que programar, observar, formular hipótesis y buscar soluciones. Cuando además incorporamos las matemáticas, el robot se convierte en una herramienta para trabajar el razonamiento lógico, el pensamiento computacional y la resolución de problemas de una manera práctica. Y si a eso le sumamos un buen contexto, como por ejemplo, Halloween, tenemos una actividad de 10 para el aula. Esta actividad de robótica educativa es un reto ambientado en casas encantadas, tarjetas misteriosas y números ocultos. Una propuesta que puede utilizarse en Halloween, pero que también funciona durante cualquier otro momento del curso.
En esta actividad utilizaremos Alvik, un robot educativo programable, para plantear un reto matemático dirigido principalmente a Educación Primaria. El alumnado tendrá que descubrir qué número se esconde detrás de cada una de tres tarjetas de colores a partir de los resultados obtenidos por el robot.
Esta actividad también es compatible con otros robots como el VIncibot o Spike.
La actividad se desarrolla en dos fases:
- Fase 1: resolver el reto. El alumnado observa el funcionamiento de un Alvik ya programado, recoge los resultados de sus recorridos y deduce el valor de cada tarjeta.
- Fase 2: crear un reto propio. Cada equipo asigna sus propios valores a las tarjetas y programa Alvik para que genere los resultados que posteriormente tendrá que interpretar otro equipo.
El reto combina robótica educativa, programación y matemáticas, y puede adaptarse a diferentes niveles de dificultad. Aunque está planteado principalmente para Primaria, también puede llevarse a Educación Secundaria, aumentando la complejidad matemática o incorporando conceptos como las ecuaciones y los sistemas de ecuaciones.
Actividad de Halloween con robótica educativa: descubre los números ocultos
Cuando llevamos una actividad al aula, es importante que el alumnado entienda para qué la realiza y encuentre un sentido al reto. Crear un contexto o una pequeña historia puede ayudar a despertar su curiosidad y convertir una actividad matemática o de programación en un desafío.
Para este ejemplo utilizaremos Halloween como contexto. Esta actividad admite otros contextos, por ejemplo, podemos usarla fácilmente para navidad, o relacionarla con época de cosecha y que las tarjetas representen árboles frutales o con un autobús que recoge personas en diferentes paradas y descubrir cuantos se suben en cada una. Las opciones son ilimitadas.
Nuestra historia
Alvik tiene que ir a recoger caramelos a tres casas diferentes, representadas por tres tarjetas de colores; rojo, azul y verde. En cada casa siempre le dan el mismo número de caramelos.
El problema es que Alvik no nos dice exactamente cuántos caramelos recibe en cada casa, sino la suma de todos los conseguidos.
El reto consiste en descubrir cuántos caramelos corresponden a cada tarjeta de color (cada casa) utilizando únicamente la información que nos proporciona el robot.
Para comenzar, ponemos en marcha un Alvik (que ya estará previamente programado para realizar el recorrido). El robot pasa por las diferentes tarjetas y, al finalizar el recorrido y pasar por las tres tarjetas, se detiene y muestra un resultado mediante sus luces; la cantidad total de caramelos conseguidos.
El reto: ¿qué número esconde cada tarjeta?
Alvik realizará tres recorridos:
- En el primero Alvik pasa por las tres tarjetas y obtiene un resultado.
- Luego realiza dos recorridos más. En cada uno de ellos retiramos una de las tarjetas para obtener los resultado correspondientes a operar las dos tarjetas restantes.
Por ejemplo:
Ahora el alumnado dispone de tres datos que puede comparar y relacionar. La pregunta es:
¿Qué número corresponde a cada color?
A partir de los resultados, tendrá que utilizar la lógica, la observación y la deducción para descubrir los valores ocultos.
Lo importante es plantear retos en los que el alumnado tenga que pensar, tomar decisiones, probar soluciones y corregir sus propios errores.
Resolver el reto mediante lógica y deducción
Aunque matemáticamente podemos plantear el problema como un pequeño sistema de ecuaciones, en Educación Primaria no es necesario que el alumnado conozca formalmente este concepto para resolverlo.
Lo importante es que sea capaz de observar las relaciones entre los resultados y utilizar la información disponible para llegar a una conclusión.
El robot proporciona los datos necesarios, pero el alumnado es quien tiene que interpretarlos, relacionarlos y encontrar la solución.
Este es uno de los aspectos más interesantes de la propuesta: el robot no resuelve el problema. Su función es proporcionar información que el alumnado debe analizar para encontrar la respuesta.
Ficha de actividad: robótica educativa con Alvik
Etapa: Educación Primaria y Secundaria
Áreas: Matemáticas, Tecnología y Programación
Robot educativo: Alvik
Agrupamiento: Parejas o pequeños grupos
Duración: 2 o 3 sesiones
Nivel: Básico-intermedio
Objetivo: Resolver un reto matemático mediante lógica, deducción y programación.
Conceptos matemáticos: Sumas, relaciones entre cantidades y razonamiento lógico.
Conceptos de programación: Secuencias, bucles, condicionales, variables y programación del recorrido.
Habilidades de pensamiento computacional: Descomposición, identificación de relaciones, formulación de estrategias y comprobación de resultados.
Materiales: Alvik, tarjetas de colores, ordenador o tablet y materiales manipulativos opcionales.
Contexto: Halloween, como ambientación opcional de la actividad.
Contextualizar la actividad te ayudará a motivar a tu alumnado
Obtener y comparar los resultados
Los resultados obtenidos en cada recorrido son las pistas que permiten resolver el problema. Para facilitar el análisis, el alumnado puede recoger la información en una tabla:
|
Pasada |
Tarjetas |
Resultado |
|
1 |
🟥 + 🟦 + 🟩 |
10 |
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2 |
🟥 + 🟦 |
7 |
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3 |
🟥 + 🟩 |
8 |
A partir de esta información, tendrá que buscar las relaciones entre los diferentes recorridos.
Esta forma de organizar los datos permite que el alumnado pase de una observación inicial a una representación más estructurada del problema.
También podemos pedirle que explique qué información nueva aporta cada recorrido y por qué resulta necesaria para encontrar la solución.
Adaptar la actividad de robótica educativa al nivel del alumnado
No todo el alumnado tiene el mismo nivel de desarrollo del razonamiento abstracto. Por eso, una misma actividad puede necesitar diferentes apoyos para que todos los equipos puedan enfrentarse al reto.
Una posibilidad es incorporar material manipulativo. Una vez que Alvik haga la primera pasada, entregaremos al alumnado el número de caramelos totales que ha conseguido el robot en las tres tarjetas. De esta manera, cuando realice la segunda pasada, los caramelos que falten corresponderán a la tarjeta por la que no ha pasado.
Los objetos físicos permiten representar las cantidades y ayudan a relacionar los resultados obtenidos por el robot con el cálculo matemático.
También podemos utilizar dibujos, fichas, tapones o piezas de construcción para representar las diferentes cantidades.
El objetivo no es facilitar la solución, sino ofrecer al alumnado diferentes formas de representar la información y construir su propio razonamiento.
Programar Alvik para crear un reto matemático
Una vez resuelto el reto, llega el momento de invertir los papeles. El alumnado ya ha visto cómo funciona la actividad y ha descubierto la solución. Ahora tendrá que crear su propio reto.
Cada equipo debe asignar un valor a cada tarjeta y programar Alvik para que sume esos valores y nos proporcione un resultado al realizar el recorrido.
El objetivo no es únicamente conseguir que el robot se desplace por el espacio. El alumnado tendrá que programarlo para que realice un recorrido, obtenga información y comunique un resultado que después pueda ser interpretado.
De esta manera, la programación adquiere una finalidad concreta y se conecta directamente con las matemáticas y la resolución de problemas.
Programar el recorrido de Alvik
En primer lugar, el alumnado debe crear el programa necesario para que Alvik realice el recorrido establecido y pase por las diferentes tarjetas. El recorrido puede diseñarse de manera que el robot avance siguiendo un orden determinado.
Durante esta parte de la actividad se trabajan conceptos como la secuenciación de instrucciones, la planificación de un recorrido y la comprobación del funcionamiento del programa.
El alumnado tendrá que probar el programa, observar el comportamiento del robot y realizar los cambios necesarios cuando el resultado no sea el esperado
Asociar el resultado con una variable
Cada tarjeta representa un número desconocido para quien observe el comportamiento del robot, pero en la programación otorgaremos a cada color un valor. La información que obtiene el observador es el resultado de sumar los valores correspondientes a cada tarjeta.
Por tanto, crearemos una variable, a la que llamaremos resultado. Esta variable irá cambiando de valor en función de la lectura del sensor de color y será lo que visualicemos al final del programa.
De esta forma, el alumnado puede relacionar lo que ocurre físicamente durante el recorrido de Alvik con una representación matemática.
Esta conexión entre el comportamiento del robot y la representación simbólica del problema es uno de los elementos más interesantes de la actividad.
Al iniciarse, el valor de "resultado" es cero. Al ir avanzando, si se detecta el color correspondiente, se suma a "resultado" el valor asociado a dicho color.
Comunicar el resultado mediante las luces de Alvik
Finalmente, programarán Alvik para que represente el resultado mediante luces intermitentes.
Cada vez que se enciende y apaga la luz representa una unidad.
En el caso de que el resultado final sea un número de dos dígitos o más, este sistema puede dejar de ser operativo. En ese momento podemos plantear un nuevo problema de programación:
¿Cómo podemos representar números más grandes de una manera sencilla de interpretar?
Las decenas y las unidades podrían representarse de manera diferente, utilizando distintos colores de LED o diferentes intervalos de tiempo.
Existen diferentes soluciones posibles y podemos dejar que sea el propio alumnado quien proponga y pruebe una forma de representar la información.
Esta parte convierte la comunicación del resultado en un nuevo pequeño reto de pensamiento computacional y representación de la información.
¿Qué aprende el alumnado con esta actividad?
Esta propuesta de robótica educativa para Primaria permite trabajar diferentes aprendizajes al mismo tiempo.
1. Pensamiento lógico y resolución de problemas
El alumnado tiene que analizar información, relacionar diferentes datos y encontrar una solución a partir de las pistas disponibles.
No se trata simplemente de obtener un resultado: debe explicar cómo ha llegado hasta él.
2. Pensamiento computacional
La actividad permite trabajar diferentes habilidades relacionadas con el pensamiento computacional, especialmente la descomposición de problemas, la identificación de relaciones, la formulación de estrategias y la comprobación de resultados.
El alumnado tiene que dividir el problema en partes, identificar la información relevante y buscar una estrategia que le permita llegar a una solución.
3. Programación
Para resolver el reto, el alumnado tiene que programar el comportamiento de Alvik y comprobar que el robot realiza correctamente los recorridos.
Esto permite conectar la programación con una finalidad concreta: obtener información que después será utilizada para resolver un problema.
4. Razonamiento matemático
La actividad utiliza sumas y relaciones entre cantidades para que el alumnado pueda deducir valores desconocidos.
De esta manera, las matemáticas dejan de aparecer como un ejercicio aislado y se integran dentro de un reto práctico en el que los resultados tienen una finalidad.
5. Formulación y comprobación de hipótesis
Durante la actividad, el alumnado puede plantear posibles valores para las tarjetas y comprobar si son compatibles con los resultados obtenidos.
Este proceso favorece una forma de trabajo basada en proponer, comprobar y corregir.
Materiales necesarios
Para realizar esta actividad de robótica educativa necesitaremos, por cada trío:
- Un robot Alvik.
- Tres tarjetas de colores.
- Un ordenador o tablet para programar el robot.
- El entorno de programación utilizado con Alvik.
- Un espacio en el que realizar el recorrido.
- Papel y lápiz para anotar los resultados y realizar las deducciones.
- Material manipulativo: caramelos, tapones, piezas de construcción o similar.
También puede ser útil utilizar una pizarra o pantalla para explicar la programación y poner en común las estrategias utilizadas por los diferentes equipos.
Variantes de la actividad de robótica educativa
Una de las ventajas de esta propuesta es que puede modificarse fácilmente para adaptarla al nivel del alumnado.
Aumentar el número de tarjetas
Podemos introducir cuatro o más tarjetas. Esto aumenta la dificultad y obliga al alumnado a buscar nuevas estrategias para relacionar los resultados.
Cambiar las operaciones
Podemos modificar el reto para utilizar otras operaciones matemáticas. Por ejemplo, podemos plantear actividades en las que intervengan restas o multiplicaciones en lugar de utilizar únicamente sumas.
Utilizar números negativos
En cursos en los que el alumnado ya haya trabajado con números enteros, podemos asignar valores negativos a algunas tarjetas. Esto permite aumentar la dificultad matemática manteniendo la misma dinámica de observación, programación y deducción.
¿Para qué edad está recomendada esta actividad?
La actividad está planteada principalmente para los últimos cursos de Educación Primaria, adaptando la dificultad de las operaciones y el nivel de programación a la edad y experiencia del alumnado.
El nivel de dificultad no depende únicamente del curso, sino también de los conocimientos previos que tenga el grupo sobre programación, variables y resolución de problemas.
Adaptación para Educación Primaria
Este reto está pensado para alumnado que tenga cierta experiencia en programación y que domine al menos los conceptos de secuencia y condicionales.
Si no han trabajado nunca con variables y utilizamos esta actividad como iniciación en su uso, recomendamos realizar la programación de manera guiada, paso a paso, con toda la clase.
Una vez realizada, podemos pedirles que piensen en otros números para las tarjetas y adapten la programación que acaban de hacer.
En el caso de que ya hayan trabajado con variables, podemos animarles a empezar la programación desde cero y ofrecer ayuda únicamente cuando sea necesario.
Adaptación para Educación Secundaria
En Educación Secundaria, el reto matemático inicial tiene poca dificultad, pero podemos utilizar la actividad para trabajar otros objetivos.
Por un lado, podemos explicar el reto y pedir al alumnado que realice directamente la programación. Una vez terminados, los Alvik pueden convertirse en un juego deductivo para alumnado de cursos inferiores.
Por otro lado, podemos introducir el concepto de ecuaciones y sistemas de ecuaciones.
La actividad ofrece así una situación sencilla en la que el alumnado puede relacionar una representación matemática con una situación práctica y observar cómo los datos obtenidos mediante un robot pueden utilizarse para resolver un problema.
Cómo llevar esta actividad de robótica educativa al aula
Podemos dividir al grupo en parejas o tríos. Para comenzar, mostraremos el funcionamiento de Alvik y plantearemos el reto matemático. Hacerlo con toda la clase a la vez puede ser complejo, por lo que proponemos hacerlo en grupos de unas 9 personas. Durante la demostración deberán observar los diferentes recorridos, recoger los resultados y resolver el problema.
Una vez resuelto el reto, cada trío se pondrá a trabajar y realizará la programación correspondiente de su Alvik. Si disponemos de una persona de apoyo en el aula, podemos programar dos Alviks y realizar esta parte de la actividad de manera simultánea.
Mientras esperan su turno, el resto del alumnado pueden colorear y recortar figuras relacionadas con Halloween —o con el contexto que hayamos elegido— para decorar el tablero por el que se desplazará Alvik.
Cuando las programaciones estén terminadas, los tríos pueden rotar e intentar resolver el reto programado por otros equipos. De esta manera, cada grupo tendrá la oportunidad de programar, crear un reto, intercambiarlo y resolver el de sus compañeros.
Preguntas para ampliar el reto
Para los equipos que terminen antes o como reflexión final, podemos plantear preguntas relacionadas con la experimentación y la programación:
- ¿Qué ocurre si cambio el orden de las tarjetas?
- ¿Qué ocurre si las coloco a otras distancias?
- ¿Cuántas maneras de expresar el resultado se me ocurren?
- ¿Puedo asignar a las tarjetas números negativos?
- ¿Puedo usar multiplicaciones en vez de sumas?
Estas preguntas permiten ir más allá de la resolución del reto inicial y animan al alumnado a experimentar con la programación y con las posibilidades matemáticas de la actividad.
Preguntas frecuentes sobre robótica educativa y Alvik
Una forma de trabajar la robótica educativa es plantear retos en los que el alumnado tenga que programar un robot para alcanzar un objetivo concreto.
En esta actividad, Alvik se utiliza como herramienta para obtener datos que después deben ser interpretados para resolver un problema matemático.
Los robots educativos pueden utilizarse para trabajar programación, pensamiento computacional, matemáticas, lógica, resolución de problemas y diferentes proyectos interdisciplinarios.
Una buena actividad parte de un reto y utiliza el robot como herramienta para encontrar una solución.
Una posibilidad es utilizar el robot para representar situaciones matemáticas que el alumnado tenga que observar, analizar y resolver.
En esta propuesta, Alvik genera diferentes resultados a partir de sus recorridos y el alumnado utiliza esos datos para descubrir los números ocultos.
La actividad permite trabajar programación, razonamiento lógico, resolución de problemas, razonamiento matemático, formulación de hipótesis y diferentes habilidades relacionadas con el pensamiento computacional.
Lleva la robótica educativa a tu aula con Alvik
Utilizar un robot educativo no tiene por qué limitarse a aprender a programar. Alvik puede convertirse en una herramienta para plantear retos en los que el alumnado tenga que pensar, probar, analizar información y buscar soluciones. La robótica educativa en Educación Primaria y Secundaria es un recurso valioso a la hora de conseguir una clase dinámica y motivadora sin descuidar la parte pedagógica.
En esta actividad, el robot proporciona las pistas, pero la solución está en manos del alumnado.
La combinación de robótica, programación, matemáticas y resolución de problemas permite plantear una actividad en la que el alumnado aprende a través de la observación, la experimentación y la búsqueda de soluciones.
Si quieres llevar este tipo de propuestas al aula, descubrir otras posibilidades para trabajar robótica educativa, programación y pensamiento computacional en más artículos del blog.
María Gutiérrez Segú Berdullas
Acompaño al profesorado y a las nuevas generaciones a descubrir el mundo a través de la ciencia y la tecnología, impulsando un aprendizaje activo, retador y con alma.