25 de set. 2009

Robòtica i Intel·ligència Artificial a les escoles

Avui hem començat oficialment les classes de robòtica a Shanti Bhavan amb els alumnes de 12th grade. Hem fet una petita introducció teòrica de deu minuts (qùe és un robot, parts, tipus), i després la resta de l’estona ha estat tota pràctica, hands-on vaja.

Quan passi les fotos a l’ordinador i tingui una mica de temps ja les penjaré al blog, de moment, aprofitant que en Ferran l’altre dia em va preguntar què és la robòtica educativa, dedicaré aquest post, més llarg de l’habitual, a explicar una mica de què va això de fer servir robots a les aules (des del meu punt de vista clar), i els seus fonaments teòrics.

Com que el nostre projecte està d’alguna manera inspirat en la teoria del Construccionisme, crec que aquest és un bon punt per començar.

El Construccionisme és a la vegada una teoria de l’aprenentatge i una estratègia per l’educació, ideada per Seymour Papert. Està basat en les teories “constructivistes” de Jean Piaget, que diuen que el coneixement no és simplement transmès del professor a l’alumne, sinó que és construït de forma activa per la ment de l’estudiant. El Construccionisme de Papert va un pas més enllà i diu que els èssers humans construeixen el seu coneixement amb particular eficàcia quan participen en la construcció d’artefactes que els són personalment significatius. Segons això doncs, l’educació hauria de facilitar eines als nens per tal de realitzar activitats que impulsin aquest procés. El construccionisme, enlloc d’instruir a l’estudiant proporcionant-li fòrmules i tècniques (instruccionisme), és més aviat, fent servir una definició de Resnick, “la filosofia d’aprendre construint idees en la pròpia ment tot construint artefactes en el món”. En aquest context hem d’entendre la paraula artefacte en el seu sentit més ampli, tant pot ser un robot, un poema, una escultura o un joc d’ordinador.

Sens dubte quan un pensa en com utilitzar les Tecnologies de la Informació i la Comunicació (TIC) per aplicar les teories construccionistes a les escoles, la robòtica és una de les primeres idees que li venen al cap. La robòtica educativa és bàsicament un mitjà d’aprenentatge en el qual participen persones que tenen motivació pel disseny i la construcció de creacions pròpies. Té el gran avantatge de que és divertida i atractiva però al mateix temps enfronta els estudiants a seriosos i complexos problemes, fent-los pensar i explorar per si mateixos conceptes matemàtics, físics i d’enginyeria.

Els tallers de Robòtica a les escoles promouen els valors de la innovació i la creativitat i ofereixen una visió de la ciència atractiva i dinàmica, desafiant al nens a pensar com científics i enginyers. L’aprenentatge es fa a través del joc però de forma dirigida, i es contribueix al desenvolupament de competències molt variades, no només en el camp de les TIC, sinó també en aspectes més generals, com la comunicació, la resolució de problemes o el treball en equip. Una de les coses més importants que aprenen els alumnes és que no existeix una única solució a un determinat problema, sinó que hi ha un ventall de diferents solucions vàlides per resoldre'l. Aquesta última característica fa que el professor (jo prefereixo capacitador o guia) també està sempre aprenent, perquè contínuament surten situacions inesperades i mai hi ha una solució única. Els errors són positius perquè ens porten a estudiar què ha passat, a entendre què ha anat malament, i a arreglar-ho. Tot això fa que la frontera entre professor i alumne es difumini, fent que tota la classe giri al voltant de l’aprenentatge.

Per suposat no n’hi ha prou amb construir els robots, també cal que els nens els programin per tal que fagin el que ells vulguin, i aquí és on entra la Intel·ligència Artificial (IA). Un pioner en estudiar els efectes d’introduir la programació i la IA a les escoles és el propi Seymour Papert, el pare del Construccionisme. Després de la seva etapa com a alumne de Piaget va anar al MIT (Massachusetts Institute of Technology), on va desenvolupar el famós llenguatge LOGO per ensenyar a programar als nens, i que en les paraules del propi Papert és “un mitjà que pot, en principi, ser usat pels educadors per donar suport al desenvolupament de noves maneres de pensar i aprendre”.

Segons Papert, podem aprendre més, i més ràpid, prenent control conscient del procés d’aprenentatge, articulant i analitzant el nostre coneixement; i aprendre a programar ens ajuda a fer-ho. De fet Papert encara va una mica més lluny i suggereix que aprendre llenguatges formals mentre som petits ens ajuda a parlar i pensar millor sobre problemes complexes, i que ensenyar IA als nens els ajuda a pensar d’una forma més concreta sobre els seus propis processos mentals. D’alguna manera introduir la IA a les aules és propiciar que els nens fagin de petits epistemòlegs, pensant sobre com pensen, és a dir que s’afavoreixen les seves activitats metacognitives.

Després de Papert han estat molts els que han seguit estudiant com, fent servir paraules de Resnick, “dissenyar coses que permetin als estudiants dissenyar coses”. Al MIT, i en concret al Lifelong Kindergarden del Media Lab, han estat molt actius en aquests temes. Ells són els responsables, juntament amb la companyia Lego® dels kits de robòtica educativa Lego-Mindstorms, que són els que fem servir en aquest projecte. Aquests kits han estat dissenyats tenint en compte la concepció de nen com “constructor de les seves pròpies estructures mentals”, i intentant crear un entorn on els estudiants puguin exercir activitats pròpies d’enginyers o inventors com a via per accedir als principis de la ciència i la tècnica.

Algú ara pot pensar, ok tot això està molt bé, però té algun sentit pensar un projecte d'aquestes caràcterístiques per a una escola rural d'un país en vies de desenvolupament? Si us feu aquesta pregunta, fa un temps vaig donar les raons per les quals creiem que els tallers de robòtica són una tecnologia apropiada per a projectes educatius d'àrees rurals de països del sud.

Avui potser m’he excedit, però és que una idea porta a l’altra, i és difícil tallar el discurs.

4 comentaris:

Lluïsa ha dit...

Sempre he pensat que la millor manera d'aprendre una cosa és fent-la, i els nens no són cap excepció.
Treballar i decidir en equip, seguir diferents camins per arribar al mateix lloc,... Això també els servirà per formar-se com a persones.
Bona feina!

najoana ha dit...

molt ben explicat i molt interessant.Crec que serà una bona experència,ja ens l'aniràs explicant poquet a poquet.Cuida't.petons de tota la familia

Ferran ha dit...

Moltes gràcies, Edu, per haver trobat una estona per posar-t'hi i explicar-m'ho/explicar-nos-ho.
M'ha sorprès el que ens dius perquè -ho reconec- jo sóc dels que m'imagino una classe a l'Índia, i no és precisament construïnt "artefactes" com visualitzo els estudiants. D'alguna manera, i quan a Catalunya és ben obert el debat sobre la introducció dels portàtils a les escoles, és com si també allà es plantegés (i posés en pràctica, pel que llegeixo) una manera més dinàmica d'aprendre.

Sense entrar en detalls, perquè és una cosa que desconec, intueixo que ha de ser definitivament més interessant aprendre "fent" que no pas "empollant".

Excel·lent post i feina, Edu. Moltes gràcies.

Dolors ha dit...

Doncs noi ha estat un discurs molt interessant, ara sabem quina tasca estàs realitzant.

Petons