Resumen Ejecutivo— El diseño significativo de

prácticas en las ciencias experimentales como física,

requiere implementar soluciones surgidas desde la

necesidad de los alumnos, en particular en sus casas

y comunidades. Por ello, la domótica como

conjunto de tareas capaces de automatizar la

vivienda, aportando servicios de gestión energética,

seguridad, bienestar y comunicación, y cuyos

sistemas pueden estar integrados por medio de

redes interiores y exteriores; se hace posible si

utizamos sensores diseñados por los mismos

escolares utilizando las más de 700,000 XO del

Programa Una Laptop por Niño (OLPC) que

responden a la demanda de calidad educativa y de

equidad a través de la integración de las tecnologías

de información y comunicación (TIC) en el proceso

educativo desde la identidad nacional. Los objetivos

son el facilitar las metodologías activas en la

práctica de la ciencia y la tecnología en amplios

escenarios educativos de laboratorio; permitir el

estudio de los fenómenos atmosféricos mediante

aplicaciones interactivas, fáciles de aprender y

realizar con la XO y otros recursos de la escuela

pública; y brindar la comodidad y seguridad en

una vivienda con aplicación de la domótica escolar.

El resultado obtenido en el Colegio Mayor

Secundario Presidente del Perú se espera

extenderlo al diseño curricular nacional.

En junio del 2011, una implementación de esta

naturaleza ganó el Concurso Nacional

“APRENDIENDO CON LA XO”. El alumno

presentó una compleja sesión de programación

utilizando la actividad tortugarte de la XO, y pudo

visitar la planta de producción de estas

computadoras portátiles en Shanghái. Hoy estudia

mecatrónica en el Tecnológico de Monterrey.

Palabras clave— OLPC, Laptop XO, domótica escolar,

ciencias experimentales, Sugarlabs, Seymour Papert, MIT,

Escuela del Futuro, CTA, Perú.

I. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN CIENTÍFICA,

TÉCNICA Y HUMANÍSTICA

xisten muy pocas experiencias en Latinoamérica

sobre la utilización en ambientes de laboratorio de

ciencias de las laptops XO. Reportes recientes de

Guzmán Trinidad (2011) en el Laboratorio de Física

del Liceo Solymar Nº1 perteneciente a la

Administración Nacional de Educación Pública de

Uruguay (Uruguay Educa) dan cuenta de un trabajo

colectivo sobre todo basado en la página de

SUGARLABS, fundada por Walter Bender. Bender es

cofundador de OLPC junto a Nicholas Negroponte y

Seymour Papert. También es creador del entorno

gráfico SUGAR para las XO. Se han desarrollado en

este Liceo osciladores programando en Python, un

sensor piroeléctrico, la construcción de sensores y

programación Tortugarte creada por Tony Forster,

física con XO y Etoys, gramófono con XO1, robot

BUTIÁ construido en base a la XO, pulsógrafo con

XO, y algunas sensores por experimentar (The OLPC

Wiki, 2011).

Tras un notable trabajo con Piaget en la Universidad

de Viena, el matemático y científico social Seymour

Papert, pasa a formar parte del staff del Instituto

Tecnológico de Massachusetts (MIT), uno de los

principales centros mundiales del conocimiento. Ya en

el MIT, funda el Instituto de Inteligencia Artificial en

unión de Marvin Lee Minsky, padre las ciencias

computacionales. Papert crearía luego el Epistemology

& Learning Research Group desde donde lanzaría la

Escuela del Futuro.

Visitando el Perú en el año 2011, Mitchel Resnick

pudo ver las intenciones del Grupo I+D+i en Robótica

y Energías Renovables del Colegio Mayor Secundario

Presidente del Perú, hoy Club de Ciencias y Robótica

BIONET, donde se había ampliado la potencialidad de

la XO en los laboratorios de ciencias experimentales:

física, biología y química. Resnick trabaja en el

Laboratorio de Medios del Instituto Tecnológico de

Massachusetts. Allí es donde él ha desarrollado sus

opiniones sobre cuándo ocurre el aprendizaje en la

forma más beneficiosa. A los largo de los años ha

incrementado una estrecha relación con el Grupo

LEGO y a través de esta asociación, el MIT se ha

involucrado en el desarrollo del robot LEGO

MINDSTORMS, el mismo que utilizaremos para las

pruebas como actuador del sistema de control

propuesto.

Implementación de Domótica con Sensores en la

Laptop XO para Prácticas Escolares de Ciencias

Experimentales

Hipólito Martín Rodríguez Casavilca

Profesor de la Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Perú

III CONGRESO INTERNACIONAL EDUCACIÓN Y TECNOLOGÍA

EDUTIC – PERÚ 2012 Presentación de apoyo en: http://www.club-robotics.com/recursos/domoticaescolar/

E

II. JUSTIFICACIÓN

2.1. Según el Plan Nacional de Ciencia, Tecnología

e Innovación Tecnológica para el Desarrollo

Productivo y Social Sostenible de nuestro país, este

trabajo se alinea en el área Transversal del

Conocimiento y la línea prioritaria de la investigación

para la ampliación de las capacidades sensoriales y

cognoscitivas en la educación básica. Es importante

porque influye en significativa medida sobre la

integración de información a la estructura cognitiva en

los estudiantes de CTA y sobre la adquisición de

significado de la información en estudiantes de

asignaturas de ciencias.

2.2. Para UNESCO, la Tecnología de la

Instrumentación a través de sistemas de

Automatización, deberían influir en significativa

medida sobre la adquisición de significado en los datos

obtenidos a través de los sensores diseñados y

construidos por los propios alumnos.

2.3. El actual Diseño Curricular Nacional insiste en

desarrollar capacidades específicas de indagación y

experimentación, tal como la interpretación y

descripción de los fenómenos físicos de la materia,

como el calor y el sonido. Solicita que los escolares

realicen medidas con instrumentos adecuados, registro

de observaciones, desarrollo de componentes y análisis

de los procesos de la transformación de energía

mecánica en energía térmica (MINEDU, 2009)

III. HIPÓTESIS

El diseño de sensores y actividades de programación

para XO, con sistemas de control domótico, promueve

el desarrollo de metodologías activas en las ciencias

experimentales.

IV. OBJETIVOS

4.1. Facilitar las metodologías activas en la práctica

de la ciencia y la tecnología utilizando la XO en

amplios escenarios educativos de laboratorio.

4.2. Realizar mediciones de los fenómenos

atmosféricos con actividades de programación en la

XO y otros materiales caseros de la escuela pública.

4.3. Brindar comodidad y seguridad a una vivienda

con aplicación experimental de la domótica escolar

secundaria, siempre desde un enfoque de procesos.

V. METAS ESPECÍFICAS

5.1. Implementar un sistema de calefacción y

ventilación utilizando sensores caseros y la XO.

5.2. Desarrollar una aplicación TortugArte para XO

para el control de diversas variables físicas, como el

sonido, la temperatura y la luz.

VI. CONTRIBUCIÓN E IMPACTO

6.1. Desarrollo de una metodología de control y

automatización con domótica escolar, utilizando las

casi un millón de XO en manos de estudiantes de la

escuela pública.

6.2. Desarrollo de competencias, capacidades,

conocimientos y actitudes científicas a través de

actividades vivenciales e indagatorias.

6.3. Se abordan, respecto de los conocimientos, los

temas eje desde los problemas tecnológicos de

impactos sociales y ambientales tales como la

contaminación ambiental, el cambio climático y el uso

de las energías renovables.

VII. METODOLOGÍA DE TRABAJO

Teniendo en cuenta los objetivos planteados en el

proyecto la metodología propuesta para su

consecución está compuesta por dos partes

fundamentales: la exploración inicial y primera

aproximación a la realidad de las actividades de

programación en las escuelas peruanas, y una segunda

en la que se profundizará en el conocimiento de

aquellas que sí usan el software TortugArte y sus

razones para hacerlo, una valoración de las

herramientas-sensores utilizados y la integración de

dicha información en una metodología activa para la

práctica de las ciencias experimentales en laboratorios.

Se abordará el tema eje de la domótica escolar.

En consecuencia se plantea en torno a estas dos

fases, desglosadas en cuatro tareas principales:

7.1. Primera fase: Primera Aproximación

a. Identificación de los entornos programativos en

software libre sobre la XO, adoptados de forma

institucional por la Dirección General de Tecnologías

Educativas y creación de base de datos con la

información obtenida.

7.2. Segunda fase: Desarrollo

b. Justificación del uso de esa herramienta en

concreto en cada contexto.

c. Análisis de Expertos de las herramientas.

d. Creación de una metodología activa para la

práctica de las ciencias experimentales fisica en

laboratorios con el tema eje de la domótica en la

escuela pública.

VIII. RESULTADOS PRELIMINARES

8.1. Se viene desarrollo una metodología de control y

automati-zación con domótica escolar, para poderla

utilizar en las casi un millón de XO en manos de

estudiantes de la escuela pública peruana.

8.2. El desarrollo de competencias, capacidades,

conocimientos y actitudes científicas a través de

actividades vivenciales e indagatorias, están siendo

implementadas en la asignatura de Física, nivel

superior del IBO.

8.3. Se vienen probando una serie de sensores

básicos utilizando dispositivos electrónicos

comerciales actuales y económicos, con las mismas

prestaciones que los sensores e interfaces comerciales.

REFERENCIAS

[1] Balbín Hurtado, G. (2011). El primer vuelo del

cóndor: una experiencia educativa a seguir. Lima: Los

Andes. Disponible en:

https://www.youtube.com/watch?v=6GBENcm43t0

[2] MINEDU (2009). Diseño Curricular Nacional de

la Educación Básica Regular. Disponible en:

http://www.minedu.gob.pe

[3] Trinidad Scolnik, Guzmán (2011). Física con

XO. Montevideo: Uruguay, Educa. Disponible en:

http://sites.google.com/site/solymar1fisica/fisica-con-

xo-investigacion-

[4] The OLPC Wiki (2011). Disponible en:

http://wiki.laptop.org/go/The_OLPC_Wiki

[5] Sugar Labs wiki (2011). Disponible en:

http://wiki.sugarlabs.org/go/Welcome_to_the_Sugar_L

abs_wiki

[6] Sugarlabs Programación (2011). Disponible en:

http://activities.sugarlabs.org/es-

ES/sugar/browse/type:1/cat:107