La robótica educativa una herramienta para la
enseñanza-aprendizaje de las ciencias
Ciencia y Líderes - FCE
Volumen 1, Número 1, 2022
Universidad Estatal del Sur de Manabí
ISSN-e: Pendiente
Educational robotics a tool for science teaching-learning
Leopoldo Vinicio Venegas Loor
1
https://orcid.org/0000-0002-3100-6320
Sandra Maritza Pibaque Pionce
1
https://orcid.org/0000-0002-2652-4799
Paola Yadira Moreira Aguayo
1
https://orcid.org/0000-0001-6764-3156
1. Universidad Estatal del Sur de Manabí- Jipijapa, Manabí, Ecuador.
Ciencia y Líderes
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
Volumen: 1
Número: 1
Año: 2022
Paginación: 52-58
URL: https://revistas.unesum.edu.ec/rclideres/index.php/rcl/article/view/5
*Correspondencia autor: leopoldo.venegas@unesum.edu.ec
https://doi.org/10.47230/revista.ciencia-lideres.v1.n1.2022.52-58
Recibido: 20-08-2022 Aceptado: 27-09-2022 Publicado: 11-30-2022
RESUMEN
Se ha aplicado tecnología novedosa para mejorar las habilidades de aprendizaje de los estudiantes en dife-
rentes disciplinas. La investigación en este campo aún está encontrando metodologías, herramientas y me-
canismos de evaluación adecuados para diseñar marcos de aprendizaje con alto impacto en el desempeño
de los estudiantes. La introducción de nuevas tecnologías en la educación no sólo debe exponer a los estu-
diantes a dichas tecnologías para brindarles mejores oportunidades de elegir futuros estudios y trabajos, sino
también mejorar el proceso de aprendizaje en las materias curriculares. La idea de usar tecnologías digitales
para apoyar el desarrollo del funcionamiento mental tiene sus raíces en la psicología constructivista social de
Vygotsky, según la cual las tecnologías educativas son herramientas cognitivas que funcionan como socios
en el aprendizaje Vygotsky.
Palabras clave: Enseñanza-Aprendizaje; Tecnologías Emergentes; Educación; Investigación; Robótica.
ABSTRACT
Novel technology has been applied to enhance the learning skills of students in different disciplines. Research
in this field is still finding appropriate evaluation methodologies, tools and mechanisms to design learning fra-
meworks with high impact on student performance. The introduction of new technologies in education should
not only expose students to such technologies to give them better opportunities to choose future studies and
jobs, but also improve the learning process in curricular subjects. The idea of using digital technologies to
support the development of mental functioning has its roots in Vygotsky's social constructivist psychology,
according to which educational technologies are cognitive tools that function as partners in Vygotsky learning.
Keywords: Teaching-Learning; Emerging Technologies; Education: Research; Robotics.
Ciencia y Líderes Volumen 1, Número 1, 2022
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Introducción
Los robots se están introduciendo cada vez
más en entornos sociales para apoyar el pro-
ceso de aprendizaje (por ejemplo, Atmatzi-
dou y Demetriadis, 2016 ; El Hamamsy et
al., 2019 ; Kory-Westlund y Breazeal, 2019)
con diferentes roles, como plataformas de
enseñanza inteligentes, asistentes y, en al-
gunos casos, también como compañeros y
coaprendices (Belpaeme et al., 2018). La
investigación empírica en robótica educati-
va (RE) se centra en la adaptación del com-
portamiento del robot a las necesidades
específicas de aprendizaje y la evaluación
del aprendizaje y la comprensión de los es-
tudiantes.
Es común utilizar robots para fomentar los
planes de estudio STEM y STEAM (Brown
y Howard, 2014 ; Shiomi et al., 2015) con
resultados positivos (Benitti, 2012 ). Las in-
vestigaciones en RE han documentado una
mayor participación de los estudiantes en
las actividades de aprendizaje, un apoyo
para el pensamiento crítico y la resolución
de problemas complejos, así como una
mayor comprensión de conceptos y pro-
cedimientos complejos, especialmente si
los robots están dotados de una apariencia
humana y habilidades sociales. (Li, 2015).
Algunos estudios se centraron en las per-
cepciones de los robots y su comporta-
miento social y los efectos consiguientes en
el aprendizaje, para apoyar el proceso de
comprensión y memorización de conceptos
e interpretación de contenidos emocionales
y dinámicas sociales (Leite et al., 2017).
Las contribuciones en el tema de investiga-
ción se centran en enfoques y arquitecturas
robóticas que apoyan el aprendizaje hu-
mano. Scaradozzi y col. Aplicaron técnicas
de aprendizaje automático para la identifi-
cación de diferentes vías de resolución de
problemas. Los autores llegaron a la con-
clusión de que una estrategia de programa-
ción de “pasos incrementales más firmes”
se correlacionó con un mejor desempeño
en la resolución del ejercicio. Esto apoya la
idea de que un proceso de construcción de
conocimiento paso a paso es más efectivo
que un enfoque de grandes cambios.
D'Amico y col. demostraron que la intro-
ducción de un robot conduce a una mejor
comprensión de los conceptos STEM y a
una mayor participación en las actividades.
Según los autores, RE combina experien-
cias físicas y mentales, que permiten a los
estudiantes aprender haciendo, manipular
conceptos y encarnar la cognición. Durante
las sesiones de RE, los estudiantes tuvieron
la oportunidad de abordar una idea tanto
desde un punto de vista abstracto como
concreto. Esto conduce a la creación de
diferentes formas de memoria (semántica
y procedimental) y un aprendizaje episódi-
co preciso. Los autores también concluyen
que la robótica puede aumentar la motiva-
ción para aprender en situaciones que los
niños generalmente ven como pasivas y
poco estimulantes.
El desarrollo de estrategias cognitivas para
la transición de acciones exploratorias ha-
cia la resolución intencional de problemas
en los niños está en el centro del desarrollo
de la cognición humana. Charisi y col. Rea-
lizaron un estudio conductual exploratorio
para mostrar la relación entre la interacción
voluntaria niño-robot y tanto el proceso de
resolución de problemas como el desem-
peño de un niño. En su estudio, los autores
prestan especial atención a la importancia
de la exploración. Veinte niños participaron
en el estudio, incluidas 72 sesiones con 113
tareas de la Torre de Hanoi. La plataforma
utilizada fue un robot de mesa. Los hallaz-
gos indican que los niños que participaron
en el entorno de interacción voluntaria mos-
traron un mejor desempeño en la actividad
de resolución de problemas. Se tienen en
cuenta las implicaciones para el desarrollo
de sistemas robóticos inteligentes que per-
miten la interacción iniciada por el niño, así
como intervenciones robóticas dirigidas y
no constantes.
Venegas Loor, L. V., Pibaque Pionce, S. M., & Moreira Aguayo, P. Y.
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Ciencia y Líderes Volumen 1, Número 1, 2022
De Haas y col. investigar cómo la retroali-
mentación de un robot puede influir en la
participación de los niños y apoyar el apren-
dizaje de un segundo idioma; 72 niños (5
años) aprendieron nombres de animales de
un humanoide en tres sesiones diferentes,
recibiendo diferentes tipos de retroalimenta-
ción de un robot. Los hallazgos indican que
los niños tienden a estar más comprometi-
dos con el robot y la tarea cuando el robot
usa un tipo preferido de retroalimentación.
Las implicaciones sugieren el uso de robots
y retroalimentación variable en interaccio-
nes a largo plazo donde la participación de
los niños a menudo disminuye.
Zhexenova y col. verificaron el efecto de
usar un robot para ayudar a los niños de es-
cuela primaria a aprender un guión recién
adoptado y su sistema de escritura a mano.
Las diferencias entre usar el robot con una
tableta, una tableta solo y un maestro no
fueron significativas, revelando un efecto de
aprendizaje similar en las tres condiciones.
Un resultado importante es que el estado de
ánimo de los niños mejoró al interactuar con
el robot en comparación con otras ayudas
de aprendizaje consideradas en el estudio.
Guneysu Ozgur y col. analizaron el posi-
ble papel de los robots tangibles habilita-
dos con hápticos en el entrenamiento de
habilidades visoespaciales. Diseñaron un
camino educativo para ayudar a los niños
a aprender a escribir letras cursivas pro-
poniendo tareas basadas en actividades
lúdicas y colaborativas. Partiendo de ex-
periencias previas y aplicando un enfoque
iterativo, los autores adaptaron las activida-
des para niños con dificultades de atención
y coordinación visuomotora. Los resultados
experimentales recopilados dentro de las
sesiones de terapia ocupacional brinda in-
formación interesante (los niños que tienen
problemas de escritura pueden mejorar en
la escritura de cartas después de usar el
sistema en una sola sesión) y abren nuevas
perspectivas de investigación.
El trabajo de Kostrubiec y Kruck pertenece
al creciente campo de la robótica para el
apoyo terapéutico de niños con síndrome
de autismo. En comparación con la literatu-
ra, este trabajo se caracteriza por el objeti-
vo de recopilar piezas de evidencia y suge-
rencias que puedan orientar la realización
de nuevas herramientas robóticas. Se han
llevado a cabo actividades experimentales
de acuerdo con el enfoque ABA utilizando
una herramienta robótica esférica que aún
no está disponible en el mercado. Los re-
sultados, si bien muestran una buena acep-
tación por parte de los educadores sobre
la adopción del robot, confirman algunos
efectos indeseables propios del uso de ro-
bots en estos contextos, como la dificultad
de estas herramientas para ser mediadores
sociales eficientes. El trabajo destaca la ne-
cesidad de mirar más allá del aspecto pu-
ramente tecnológico, y se centra en la ense-
ñanza-aprendizaje, el objetivo del presente
trabajo analizar la robótica educativa como
una herramienta para la enseñanza-apren-
dizaje de las ciencias.
Desarrollo
Contextos Cientíco, Institucional y So-
cial
Para comprender cómo podemos trabajar
con la robótica educativa dentro del proce-
so enseñanza- aprendizaje de las ciencias
es necesario analizar los diferentes contex-
tos propios de su área de actuación.
Contexto Cientíco
La robótica es una rama de la tecnología
que incluye la mecánica, la electricidad,
la electrónica y la informática, que se ocu-
pa de los sistemas compuestos de partes
mecánicas y máquinas automáticas y con-
troladas por circuitos integrados, haciendo
motorizada mecánica, controlada manual-
mente o automáticamente por medio de
circuitos eléctricos (Murphy, 2000 como se
citó en Lopes et al., 2015).
ARTÍCULO ORIGINAL: LA ROBÓTICA EDUCATIVA UNA HERRAMIENTA PARA LA
ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS
Ciencia y Líderes Volumen 1, Número 1, 2022
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Los campos de aplicación de la robótica
son muy variados: industrial, encargado del
diseño de robots que permitan realizar dis-
tintas tareas relacionadas a la manufactura;
de servicio, diseño de robots que propor-
cionan servicios a los seres humanos como
sistemas de cirugía, cuidado de personas,
limpieza, rescate, etc.; espacial, diseño de
robots para la actividad espacial como es
la exploración planetaria o la asistencia en
órbita; y educativa, que para el presente es-
tudio es la piedra angular.
Una de las primeras manifestaciones de
la ingeniería dentro del campo educativo
educativa, se conoce como “robótica edu-
cativa” (RE) que tiene por objeto poner en
juego toda la capacidad de exploración y
de manipulación del sujeto cognoscente al
servicio de la construcción de significados
a partir de su propia experiencia educativa
(Barrera, 2014).
Con respecto a la RE, esta tiene sus oríge-
nes alrededor de los años 60 's, a partir de
las investigaciones del Instituto Tecnológi-
co de Massachussets (MIT) que construyó
los primeros robots para ser manipulados
y programados por los niños. Esto se ha
popularizado en las últimas décadas para
el aprendizaje activo y la enseñanza inter-
disciplinaria como matemáticas, ciencia,
tecnología y últimamente el desarrollo de la
creatividad y el arte.
Y es que, la interacción humana con la tec-
nología en la actualidad es una tendencia
casi natural, ya que se encuentra presen-
te en la mayoría de las actividades del ser
humano. En el caso del sistema educativo
ocurre un fenómeno en crecimiento, que es
el uso de la robótica educativa en los proce-
sos de enseñanza – aprendizaje en los niños
y jóvenes en pro del aprendizaje (González
Fernández et al., 2021). Conviene subrayar
que la RE, como herramienta que medios
estos procesos, cumple la dimensión de
medio y no de fin. Barrera (2014) afirma que
no se busca que los estudiantes adquieran
competencias en automatización industrial
y control automático de procesos, sino ha-
cer de la robótica una excusa para com-
prender, hacer y aprehender la realidad.
Contexto Institucional
Uno de los objetivos principales de la edu-
cación es formar niños desde las etapas
más tempranas hasta la adolescencia, a lo
largo de un recorrido educativo que les guíe
en la adquisición del conocimiento y la au-
tonomía personal (Castro et al., 2017). Para
ello, no basta con disponer conocimientos,
estos deben ir acompañados de capacida-
des, habilidades, motivación y actitudes.
Dentro del aula y como una de las TIC´s pio-
neras en el área de Robótica encontramos
la RE “Lego”, la cual surge de un acuerdo
entre LEGO y Massachusetts Institute of
Technology. La finalidad es lograr que los
estudiantes puedan diseñar, programar
y poner a prueba robots; desarrollando la
creatividad y las habilidades para resolver
problemas (Lamoyi, 2012).
Desde esta perspectiva, es un requisito de
todo sistema educativo diseñar y aplicar en
su sistema un currículum académico que
integre actividades robóticas en las progra-
maciones de las diferentes asignaturas.
Contexto Social
Según Ruíz (2007), citado por Jiménez
(2014) la RE es la disciplina que permite
concebir, diseñar y desarrollar robots edu-
cativos. Bajo esta premisa, es importante
involucrar a la sociedad en la educación de
Ciencia y Tecnología. Para ello, la implica-
ción de las familias y de la propia sociedad
a través de torneos, competencias robóti-
cas, campamentos y clubs tecnológicos es
fundamental.
La metodología empleada en el presente
trabajo de investigación es de corte trans-
versal con un enfoque cualitativo y de ca-
rácter descriptivo observacional. Los in-
vestigadores han realizado una revisión
bibliográfica sistemática para responder al
objetivo de la investigación que es conocer
Venegas Loor, L. V., Pibaque Pionce, S. M., & Moreira Aguayo, P. Y.
57
Ciencia y Líderes Volumen 1, Número 1, 2022
el rol de la robótica en la enseñanza apren-
dizaje. La revisión se ha realizado en bases
de datos como Scielo, Redalyc, PUBMED,
EBSCO y Elsevier.
Conclusiones
La investigación realizada se ha enfoca-
do en el análisis e identificación de herra-
mientas para la enseñanza-aprendizaje de
las ciencias que existen, para involucrar
a los estudiantes y así poder mejorar el
rendimiento académico. En la actualidad
herramientas como los robots se están in-
troduciendo cada vez más en entornos
sociales para apoyar el proceso de apren-
dizaje como parte de la evolución en la co-
municación virtual
Existen muchas herramientas para la ense-
ñanza-aprendizaje de las ciencias que los
estudiantes pueden utilizar para lograr bue-
nos resultados en su rendimiento académi-
co y de esta manera poder incluir a la tecno-
logía como en la mecánica, la electricidad,
la electrónica y la informática, considerando
que estos ocupan sistemas compuestos de
partes mecánicas y máquinas automáticas
y controladas por circuitos integrados; pero
viendo la necesidad con la que cuenta los
procesos de enseñanza aprendizaje en la
ciencia, se llegó a la conclusión que el mo-
delo y sistema responden a esta necesidad.
Mediante este estudio se ha llegado a con-
cluir que para mejorar el rendimiento aca-
démico en los estudiantes se debe incluir
a la robótica como apoyo en el aprendizaje
humano. Aplicando técnicas de aprendiza-
je automático para la identificación de dife-
rentes vías de resolución de problemas.
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Cómo citar: Venegas Loor, L. V., Pibaque Pionce, S. M., &
Moreira Aguayo, P. Y. (2022). La robótica educativa una
herramienta para la enseñanza-aprendizaje de las cien-
cias. Revista Ciencia Y Líderes, 1(1), 52–58. Recupera-
do a partir de https://revistas.unesum.edu.ec/rclideres/
index.php/rcl/article/view/8
Venegas Loor, L. V., Pibaque Pionce, S. M., & Moreira Aguayo, P. Y.
