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Aprendizaje de robótica para niños: guía para principiantes para padres y profesores

Cómo empezar a enseñar robótica a los niños

En la reciente conferencia GTC, el cofundador de NVIDIA, Jensen Huang, presentó dos robots llamados “Little Orange” y “Little Green” a una audiencia global. Ambos robots están equipados con Jetson, el primer chip de inteligencia artificial de NVIDIA diseñado específicamente para robots. Esta notable demostración no solo destaca los logros sobresalientes de NVIDIA en el campo de la computación con inteligencia artificial, sino que también abre nuevas direcciones para la tecnología y la educación en robótica. Con la llegada de la era de la robótica, muchos padres y maestros están comenzando a centrarse en cómo implementar la educación en robótica en el hogar o en las escuelas. Este artículo le brindará algunas sugerencias útiles.

 

¿Qué es la educación robótica?

En primer lugar, entendamos qué es la educación en robótica. En pocas palabras, la educación en robótica implica enseñar a los estudiantes a diseñar, programar y operar robots para cultivar sus habilidades de innovación, pensamiento lógico y trabajo en equipo. Este enfoque educativo se caracteriza por su interactividad y practicidad, lo que puede estimular el interés de los estudiantes por aprender y mejorar su calidad general.

 

Contenidos de aprendizaje de la educación robótica

La robótica es un proyecto de aprendizaje integral que abarca conocimientos de múltiples disciplinas y sirve como un importante vehículo de la educación STEAM. Por ello, en la educación robótica es importante enfatizar la integración con otras disciplinas, guiando a los estudiantes a pensar desde múltiples perspectivas y cultivando sus capacidades integrales. Aquí, dividimos el contenido de aprendizaje de la robótica en cuatro módulos principales:

 

Programación informática: el alma del comportamiento robótico

La programación informática es el núcleo del aprendizaje de los robots. A través de la programación, podemos darles a los robots diversas funciones y comportamientos, lo que permite la interacción con ellos. Actualmente, los lenguajes de programación más utilizados en la educación en robótica incluyen Scratch, Python y C. Scratch y Python son los preferidos por los principiantes debido a su sintaxis intuitiva y sus ricas funciones de biblioteca. El lenguaje C, por otro lado, es más profesional y adecuado para estudiantes con cierta experiencia en programación. Durante el proceso de aprendizaje de la programación, los estudiantes no solo pueden dominar el lenguaje de programación en sí, sino también ejercitar su pensamiento lógico, sus habilidades de resolución de problemas y su pensamiento innovador.

Circuitos electrónicos: El sistema nervioso de los robots

Los circuitos electrónicos son un componente importante de los robots, responsables de convertir la energía eléctrica en capacidades de movimiento y detección de los robots. En la educación robótica, los estudiantes necesitan aprender conocimientos básicos sobre circuitos electrónicos, como resistencias, capacitores, inductores y otros conceptos básicos, y cómo usar componentes electrónicos para construir circuitos. A través del aprendizaje de circuitos electrónicos, los estudiantes pueden profundizar su comprensión de los principios de funcionamiento de los robots, sentando las bases para el diseño y la producción de robots en el futuro.

 

Diseño estructural: El esqueleto y la apariencia de los robots

El diseño estructural es otro módulo importante de la educación en robótica. En esta parte, los estudiantes deben aprender a diseñar la apariencia y la estructura de los robots para que sean estéticamente agradables y prácticos. Los estudiantes deben dominar los principios mecánicos básicos y el conocimiento del diseño estructural, como la mecánica de materiales, la cinemática, etc. Además, los estudiantes también deben aprender a utilizar el software CAD para el modelado de robots. A través del aprendizaje del diseño estructural, los estudiantes no solo pueden mejorar sus habilidades estéticas y prácticas, sino también cultivar habilidades de diseño innovador y trabajo en equipo.

Inteligencia artificial: la magia de dotar de inteligencia a los robots

La inteligencia artificial es una de las tecnologías fundamentales de la robótica y también un contenido importante de la educación en robótica. En este módulo, los estudiantes aprenderán cómo hacer que los robots tengan comportamientos inteligentes como la percepción, el aprendizaje, el razonamiento y la toma de decisiones. Los estudiantes deben dominar las tecnologías de inteligencia artificial como el aprendizaje automático, el aprendizaje profundo, el procesamiento del lenguaje natural, etc. A través del aprendizaje de la inteligencia artificial, los estudiantes pueden obtener una comprensión más profunda de la naturaleza inteligente de los robots, lo que brinda un fuerte apoyo para futuras investigaciones y aplicaciones de robots.

 

Plan de Acción

Después de comprender el contenido de aprendizaje específico, tal vez ahora tengamos una mejor comprensión de cómo llevar a cabo la educación en robótica. A continuación, profundicemos en cómo tomar medidas y guiar a los niños para que se embarquen en el viaje del aprendizaje de la robótica. Estas sugerencias de acción no están estrictamente ordenadas y la clave es comenzar a actuar.

 

Construir una base sólida de conocimientos básicos

La base de la educación en robótica reside en comprender los principios y componentes básicos de los robots. En el caso de los niños, la experiencia práctica y la observación pueden permitirles comprender intuitivamente los principios de funcionamiento de los robots. Si a los niños les interesan las fábricas inteligentes, podemos comprarles algunos kits de brazos robóticos para que los ensamblen y experimenten de primera mano el proceso de funcionamiento de los brazos robóticos de las fábricas. En el caso de los niños interesados ​​en la conducción autónoma, la compra de un kit de coche inteligente con funciones automáticas de seguimiento de línea y de evitación de obstáculos puede permitirles obtener una comprensión más profunda de la tecnología de conducción autónoma.

Además, al utilizar recursos, kits y libros en línea, podemos guiar a los niños para que aprendan sobre robótica. Por ejemplo, al ver videos didácticos en línea, leer libros relacionados con la robótica y participar en debates en línea, los niños pueden tener una comprensión más completa de los robots. Al mismo tiempo, también podemos organizar algunas competiciones o actividades interesantes sobre robots para estimular el entusiasmo de los niños por aprender sobre ellos.

 

Crear un entorno de aprendizaje que apoye

Para que los niños aprendan mejor la robótica, es necesario crear un entorno de aprendizaje propicio. La creación de un “minilaboratorio” en casa equipado con herramientas y materiales básicos para experimentos científicos, como kits de aprendizaje Arduino, puede proporcionar a los niños una plataforma para la práctica práctica. En este “minilaboratorio STEM”, los niños pueden aprender conocimientos básicos como sensores, módulos y diseño de circuitos completando pequeños experimentos STEM, sentando una base sólida para el futuro aprendizaje de la robótica.

Además, podemos alentar a los niños a que utilicen los recursos que tienen a su alrededor, como materiales de desecho y electrodomésticos viejos, para remodelarlos y reutilizarlos de manera creativa. Esto no solo ayuda a cultivar la conciencia ambiental de los niños, sino que también les permite practicar habilidades prácticas y pensar de manera innovadora.

 

Cómo hacer un buen uso de los recursos educativos para facilitar el aprendizaje

Existen muchas plataformas en línea y recursos educativos de alta calidad disponibles para la enseñanza de la robótica. Por ejemplo, plataformas como Khan Academy y Scratch ofrecen abundantes recursos gratuitos de aprendizaje de programación y robótica, que pueden ayudar a los niños a aprender los conceptos básicos de programación y los principios de control de robots. En el caso de los niños interesados ​​en la electrónica, podemos guiarlos para que se unan a comunidades de hardware de código abierto como Arduino o Raspberry Pi para aprender tecnología electrónica y habilidades de programación a través de la práctica.

Además, podemos animar a los niños a participar en algunos cursos o talleres de programación online u offline para aprender e intercambiar ideas con sus compañeros. Estos cursos o talleres suelen estar guiados por mentores profesionales que pueden ayudar a los niños a dominar mejor las habilidades de programación y control de robots.

 

Despierta la exploración y la curiosidad

La curiosidad y el espíritu de exploración son fuerzas impulsoras importantes para el aprendizaje de los niños. Podemos organizar “días de ciencia” en familia y seleccionar un tema científico cada semana para realizar experimentos y exploraciones con los niños. Por ejemplo, construir un ventilador inteligente o un pequeño humidificador puede permitir a los niños resolver problemas prácticos a través de la práctica. Estas actividades no solo estimulan la creatividad y la imaginación de los niños, sino que también les permiten aprender conocimientos y habilidades científicas a través de la práctica.

Además, podemos llevar a los niños a visitar museos de robótica o museos STEM para que experimenten de primera mano el encanto de la tecnología. A través de la interacción con profesionales, los niños pueden adquirir una comprensión más profunda de las perspectivas de desarrollo y aplicación de la robótica y los campos relacionados.

 

Colaboración entre padres e hijos para crear proyectos

Establecer pequeños objetivos para proyectos junto con los niños y completarlos de manera colaborativa es una forma importante de mejorar las relaciones entre padres e hijos y desarrollar las habilidades de los niños. Podemos empezar con proyectos sencillos, como fabricar un pequeño coche que funcione con energía solar o un juego electrónico sencillo. Aunque esto puede resultar complicado para los padres sin conocimientos de ciencia y programación, el proceso de investigación de materiales, debate de las direcciones del proyecto y construcción práctica entre padres e hijos puede cultivar el trabajo en equipo y las habilidades de resolución de problemas de los niños. Estas experiencias son beneficiosas para el futuro aprendizaje de los niños en proyectos de robótica y otros aspectos del desarrollo.

 

Sugerencias de rutas de aprendizaje

Si está buscando una ruta de aprendizaje recomendada para el aprendizaje de robots para niños, lea atentamente el plan de aprendizaje formulado por nuestro equipo después de discusiones en profundidad. Este plan tiene como objetivo ayudar a los niños a dominar gradualmente la tecnología robótica y realizar un aprendizaje específico de acuerdo con sus intereses y habilidades.

 

Camino para principiantes

Para los niños que recién comienzan a explorar la tecnología robótica, recomendamos comenzar con conocimientos básicos. Los niños pueden aprender algunos conceptos fundamentales de programación como variables, bucles, declaraciones condicionales, etc. Además, es fundamental comprender los principios y componentes básicos de los robots. Mediante la construcción de modelos de robots simples, los niños pueden familiarizarse gradualmente con las operaciones básicas y los métodos de control de los robots. Kits recomendados para principiantes: Arduino, Micro:bit, ESP32.

 

Vía intermedia

Una vez que los niños han establecido una base sólida en la etapa inicial, pueden pasar a la etapa intermedia para profundizar en habilidades de programación y tecnologías robóticas más complejas. En esta etapa, los niños pueden aprender conceptos de programación avanzados como programación orientada a objetos, estructuras de datos, algoritmos, etc. Al mismo tiempo, pueden comenzar a explorar proyectos robóticos más complejos como navegación autónoma, reconocimiento de voz, procesamiento de imágenes, etc. Para ayudar a los niños a dominar mejor estas tecnologías, los padres pueden alentarlos a participar en competencias o proyectos de robots desafiantes como partidos de fútbol de robots o presentaciones de baile de robots. Kits recomendados para intermedios: Serie Inventor, serie de coches robóticos.

 

Camino avanzado

Los niños que ya han adquirido una cierta base en tecnología robótica pueden optar por avanzar a la etapa de alto nivel para explorar áreas de vanguardia de la tecnología robótica. En esta etapa, los niños pueden aprender tecnologías avanzadas como inteligencia artificial, aprendizaje automático, etc., y aplicarlas a proyectos de robótica. Pueden intentar desarrollar robots con capacidades de aprendizaje y toma de decisiones autónomas, como automóviles de conducción autónoma, robots domésticos inteligentes, etc. Además, los niños pueden participar en proyectos de investigación de robótica innovadores y colaborar con profesionales para avanzar en el desarrollo de la tecnología robótica. Kits recomendados para estudiantes avanzados: kits Raspberry Pi.

 

Conclusión

En conclusión, la educación en robótica es crucial para mejorar las cualidades integrales de los estudiantes en la era de la robótica. Al seleccionar plataformas robóticas adecuadas, mejorar las habilidades, centrarse en la práctica e integrar el conocimiento interdisciplinario, los padres y los maestros pueden crear un entorno favorable para la educación en robótica en el hogar y la escuela, sentando una base sólida para el desarrollo futuro de los niños.

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