LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, septiembre, 2024, Volumen V, Número 5 p 913.
DOI: https://doi.org/10.56712/latam.v5i5.2656
Implementación de prototipos didácticos de robótica como
estrategia de enseñanza en la educación básica
Implementation of robotic didactic prototypes as a teaching strategy in
basic education
Janet Guadalupe Pech de la Portilla
janet.pd@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-1035-5054
Tecnológico Nacional de México, Campus Conkal
Conkal – México
Carlos Humberto López May
carlos.lm@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-8777-992X
Tecnológico Nacional de México, Campus Conkal
Conkal – México
Mario Rodolfo Chan Chí
mario.cc@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0006-4301-1406
Tecnológico Nacional de México, Campus Conkal
Conkal – México
Javier Antonio Martín Vela
javier.mv@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-9478-2343
Tecnológico Nacional de México, Campus Conkal
Conkal – México
Markcus Josué Kam Pacheco
L21800314@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-7937-5263
Tecnológico Nacional de México, Campus Conkal
Conkal – México
Artículo recibido: 02 de septiembre de 2024. Aceptado para publicación: 18 de septiembre de 2024.
Conflictos de Interés: Ninguno que declarar.
Resumen
El uso de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) en la educación básica es
fundamental para la evolución de los métodos pedagógicos y es una estrategia clave para fortalecer
los campos formativos. Este artículo explora cómo los prototipos electrónicos pueden motivar y
potenciar la enseñanza y el aprendizaje en la educación básica. Durante la investigación se analiza la
implementación de prototipos didácticos, el uso de tecnologías emergentes, así como su impacto en
el desarrollo de sus competencias en áreas fundamentales como la comunicación, el pensamiento
crítico y la resolución de problemas. La investigación se basa en muestras tecnológicas realizadas en
dos instituciones educativas del sector público y una del sector privado las cuales son aplicadas a los
estudiantes del primer grado de primaria. Las muestras se llevan a cabo de manera presencial en cada
escuela, presentando los diferentes prototipos didácticos, interactuando los estudiantes con la
finalidad de buscar un impacto en el desarrollo de sus competencias y habilidades dentro de los
campos formativos de su currículo escolar. La metodología utilizada fue cualitativa permitiendo
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ISSN en línea: 2789-3855, septiembre, 2024, Volumen V, Número 5 p 914.
observar el impacto de los estudiantes con el uso de las TIC, al igual que analizar si estas muestras
refuerzan los campos formativos en el aula. Los resultados obtenidos demostraron un desarrollo
académico integral valorando también la parte social y emocional de los estudiantes. Las muestras
tecnológicas mostraron apoyar y reforzar los campos de: lenguaje y comunicación, pensamiento
matemático, exploración y comprensión del mundo natural y social y desarrollo personal y para la
convivencia.
Palabras clave: tecnologías emergentes, educación integral, dispositivos electrónicos,
campos formativos
Abstract
The use of information and communication technologies (ICTs) in basic education is fundamental to
the development of pedagogical methods and a key strategy for strengthening educational sectors.
This article explores how electronic prototypes can motivate and enhance teaching and learning in
basic education. The research analyses the implementation of didactic prototypes, the use of new
technologies and their impact on the development of their competences in fundamental areas such
as communication, critical thinking and problem solving. The research is based on technological
prototypes implemented in two educational institutions in the public sector and one in the private
sector, and applied to students in the first grade of primary school. The samples are carried out in
person in each school, presenting the different didactic prototypes, interacting with the students in
order to seek an impact on the development of their competencies and skills within the formative fields
of their school curriculum. The methodology used was qualitative, allowing to observe the impact of
the students with the use of ICT, as well as to analyze if these samples reinforce the formative fields
in the classroom. The results obtained showed an integral academic development, valuing also the
social and emotional part of the students. The technological samples were shown to support and
reinforce the fields of: language and communication, mathematical thinking, exploration and
understanding of the natural and social world, and personal development and coexistence.
Keywords: emerging technologies, integral education, electronic devices, formative fields
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Cómo citar: Pech de la Portilla, J. G., López May, C. H., Chan Chí, M. R., Martín Vela, J. A., & Kam
Pacheco, M. J. (2024). Implementación de prototipos didácticos de robótica como estrategia de
enseñanza en la educación básica. LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y
Humanidades 5 (5), 913 – 922. https://doi.org/10.56712/latam.v5i5.2656
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, septiembre, 2024, Volumen V, Número 5 p 915.
INTRODUCCIÓN
Las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) desempeñan un papel crucial en la
transformación y apoyo de los métodos pedagógicos, transformando la educación en los procesos de
enseñanza y aprendizaje en todos los niveles educativos. En este contexto se abarcará sobre el uso y
aprendizaje en los niños de educación básica del primer grado escolar, al interactuar con los prototipos
electrónicos, como herramientas innovadoras, fortaleciendo los campos formativos en la educación
básica y promoviendo una enseñanza más dinámica y efectiva.
Haciendo una revisión literaria, diversos investigadores han abordado cómo estas herramientas
pueden fortalecer la educación básica desde distintas perspectivas. Por un lado, estudios recientes
destacan que las TIC proporcionan un acceso sin precedentes a recursos educativos interactivos y
personalizados, lo que permite a los estudiantes desarrollar competencias digitales cruciales para el
siglo XXI. Según la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OECD, 2021), la
incorporación de las TIC en el aula facilita la creación de experiencias de aprendizaje más atractivas y
adaptativas, promoviendo una mayor equidad educativa y habilidades críticas en los estudiantes. Por
otro lado, la investigación de Bowers (2021) subraya que los prototipos electrónicos, como los kits de
robótica y las plataformas de programación, ofrecen oportunidades únicas para que los estudiantes
interactúen de manera práctica con conceptos científicos y matemáticos. Bowers argumenta que
estos dispositivos no solo mejoran la comprensión de principios complejos, sino que también
fomentan habilidades de resolución de problemas y pensamiento crítico, esenciales para el desarrollo
académico y profesional de los estudiantes. Además, Kafai y Burke (2022) señalan que la utilización
de prototipos electrónicos en el aula se alinea con los enfoques constructivistas del aprendizaje,
proporcionando a los estudiantes experiencias de aprendizaje basadas en la creación y la
experimentación. Esta metodología permite a los alumnos involucrarse en el aprendizaje y aplicar
conocimientos teóricos a situaciones prácticas, lo que puede llevar a una comprensión más profunda
y duradera de los contenidos. Además de estas aportaciones realizadas por diferentes investigadores
es importante destacar que el uso de las TIC aborda cuestiones de equidad y accesibilidad. Según el
informe de la Fundación Bill y Melinda Gates (2022), estas tecnologías pueden nivelar el campo de
juego para estudiantes de diversos contextos socioeconómicos al proporcionar acceso a materiales
educativos y experiencias de aprendizaje que anteriormente podían estar fuera de su alcance. Según
el informe de la UNESCO sobre tecnología educativa, las TIC permiten una personalización del
aprendizaje sin precedentes, facilitando recursos y herramientas que responden a las necesidades
individuales de los estudiantes y promueven la equidad educativa (UNESCO, 2023). La investigación de
Ko et al. (2022) destaca que estas herramientas permiten a los estudiantes experimentar de manera
directa con los principios de la ingeniería y la tecnología, fomentando una comprensión más profunda
y significativa del contenido. Además, la implementación efectiva de TIC y prototipos requiere una
capacitación adecuada para los educadores, así como un enfoque estratégico para integrar estas
tecnologías en el currículo de manera que maximice su impacto (Dede, 2022). Finalmente, Harris et al.
(2020) enfatizan la importancia de la formación docente y el apoyo institucional en la integración
efectiva de las TIC y prototipos electrónicos. Sin una capacitación adecuada para los educadores y una
planificación estratégica, el potencial transformador de estas herramientas podría no materializarse
completamente.
La investigación planteada es determinar si con las TIC y los prototipos electrónicos desarrollados
refuerzan estos campos formativos: Lenguaje y Comunicación, Pensamiento Matemático y
Exploración y Comprensión del Mundo Natural y Social. Estos campos son fundamentales para el
desarrollo integral de los estudiantes y requieren un enfoque pedagógico que favorezca la interacción
y el aprendizaje activo. La intención de construir estos prototipos es para que sean aplicados para el
aprendizaje de los estudiantes de primer grado, reforzando los diferentes campos formativos
mencionados anteriormente. La investigación en este campo requirió del trabajo conjunto con expertos
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ISSN en línea: 2789-3855, septiembre, 2024, Volumen V, Número 5 p 916.
de diferentes áreas del conocimiento. En consecuencia, se tuvieron colaboraciones con expertos en
las áreas de pedagogía, procesamiento digital de señales, electrónica e informática. Los resultados
obtenidos son la potenciación de los campos formativos en la educación básica mediante el uso de
TIC y prototipos electrónicos al representar un avance crucial hacia una enseñanza más moderna y
efectiva. El uso de estas tecnologías logra ofrecer una plataforma para transformar el aprendizaje,
haciéndolo más dinámico y adaptado a los desafíos del futuro.
METODOLOGÍA
Se trabajó con una metodología cualitativa con la finalidad de explorar y comprender si la integración
de las TIC y los prototipos electrónicos influyen en la educación básica dentro de los campos
formativos: Lenguaje y Comunicación, Pensamiento Matemático y Exploración y Comprensión del
Mundo Natural y Social. Usar esta metodología se justifica porque permitió ver más detalladamente
las experiencias y percepciones de los estudiantes al ver el impacto del uso de las TIC y los prototipos
electrónicos desde un enfoque integral. Entre las técnicas cualitativas empleadas se entrevistaron
previamente con los docentes para recopilar información sobre sus percepciones, opiniones y
necesidades de lograr los campos formativos mencionados. Así, se profundizó en el diseño y
desarrollo de los prototipos electrónicos a desarrollar, igual que los docentes se analizaron los
materiales curriculares, la planeación de las clases y los proyectos de los docentes en el aula para
sinergia con las TIC y los prototipos electrónicos. Con esta información se trabajó para desarrollar
prototipos, al igual que se realizó una búsqueda de información sobre la aplicación de la Robótica
Educativa y estrategias didácticas usando TIC en las aulas de educación básica, para obtener
parámetros necesarios e importantes, en la construcciópn de prototipos y estrategias didácticas; dicha
investigación se realizó mediante artículos, tesis, páginas web y videos. Además de las sesiones con
los docentes participantes, se realizaron otras reuniones con expertos pedagogos para conocer y
entender la importancia de los campos formativos para desarrollarlos y aplicarlos en los prototipos
didácticos construidos. Para el diseño de los prototipos electrónicos se utilizó el software CAD, este
es utilizado para el diseño de las piezas, de esta manera se dio forma a los robots educativos. El
siguiente paso fue el diseño y programación del sistema electrónico que gobernará el robot educativo,
el sistema lo controlará con una tarjeta Arduino Uno, que envía señales de control a los dispositivos
electrónicos. En este caso se implementó: vehículos autónomos, brazo mecánico y robots
programables del tipo cuadrúpedo. Otra técnica fue la observación en las aulas donde se realizaron
las muestras, para verificar si el uso de estas herramientas favorece a la dinámica del docente en el
aula y el aprendizaje de los estudiantes. Después de haber realizado en cada plantel escolar estas
muestras, los docentes en reuniones de consejos técnicos se organizaban en grupos de discusión para
obtener las opiniones de sus estudiantes y analizar si hubo un impacto positivo en los campos
formativos. En total se trabajó con una muestra de 120 estudiantes de primer grado, abarcando en su
totalidad al grupo de cada escuela y con 8 docentes, incluyendo a las maestras del grado y los
directivos de las instituciones. Cabe señalar que esta información se recogió para analizar los datos
obtenidos agrupando temas y patrones recurrentes, según lo indicado por los propios docentes del
aula.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Después de realizadas las muestras tecnológicas en las instituciones, cada grupo de docentes por
separados hicieron un análisis dentro de sus consejos técnicos, determinando si estos robots
educativos están impactando en los campos formativos y cómo consideran que es este impacto.
A continuación, en las siguientes tablas se presenta el concentrado de ese análisis de resultados
realizado por los docentes dando respuesta a qué campos formativos impactan estos prototipos
educativos que determinan un papel relevante con la interrelación entre el desarrollo y aprendizaje de
niños y niñas en su educación básica.
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Tabla 1
Impacto del brazo mecánico
Prototipo: Brazo mecánico
Descripción
Realiza movimientos programados para poder levantar objetos
y después girar para cambiarlo de lugar.
Describir en qué campos formativos impacta. ¿Por qué?
Campo de formación exploración del mundo natural y social.
Los alumnos al observar e interactuar con el prototipo
desarrollan las bases para el desarrollo de la formación
científica básica.
La dinámica de su uso fue que con este prototipo las y los estudiantes pudieron realizar movimientos
del brazo del robot para calcular que dirección seguir hasta lograr alcanzar el objeto deseado. En este
prototipo se observó como las y los estudiantes transitan del lenguaje cotidiano a un lenguaje
matemático para explicar procedimientos y resultados.
Tabla 2
Impacto de los carritos electrónicos
Prototipo: Carritos electrónicos
Descripción
Observar carros con sensores que al moverse y
encontrarse con obstáculos en la pista donde se
mueven, retroceden, giran y continúan su trayectoria.
Describir en qué campos formativos impacta. ¿Por qué?
Campo de formación pensamiento Matemático:
Los alumnos descubren y describen trayectorias.
Transitan del lenguaje cotidiano a un lenguaje
matemático para explicar procedimientos y resultados.
En este prototipo las y los estudiantes pudieron realizar cálculos mentales para determinar las
trayectorias de los carritos electrónicos para evitar que estos choquen entre sí o intencionalmente
llegar a un objetivo para observar como el carrito al detectar algún objeto retrocede o gira según su
programación. En este prototipo se observó como las y los estudiantes transitan del lenguaje cotidiano
a un lenguaje matemático para explicar procedimientos y resultados. Estos carritos están construidos
de forma robusta y poseen sensores infrarrojos, infrarrojo reflectivo, ultrasónico y bluetooth, se pueden
programar para detectar objetos y evadirlos o también como seguidor de línea.
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Tabla 3
Kit de electrónica básica
Prototipo: Kit de electrónica básica
Descripción
Siguiendo el diagrama y observando la colorimetría de los
mismos, se pueden armar diferentes proyectos, cada pieza
tiene un número y un color, el cual coincide con los colores
del diagrama.
Los diagramas varían en grados de complejidad y la
explicación del diagrama se encuentra en el idioma inglés.
Describir en qué campos formativos impacta. ¿Por qué?
Mejora en general las competencias matemáticas, la lógica y
la comprensión lectora.
Campo de Pensamiento Matemático:
Construye configuraciones utilizando figuras geométricas.
Analiza sucesiones de números y de figuras con progresión
aritmética y geométrica.
Coding:
Trabajo en equipo: las habilidades y conocimientos
individuales se ponen en común fomentando la
colaboración.
Habilidades socioemocionales:
Autoconfianza y autoestima a medida que se aprende a
programar
Trabajar por proyectos aumentando paulatinamente la
dificultad.
Ayuda a aprender a concentrarse, a fijar la atención para
cumplir un objetivo y a gestionar la frustración.
En este prototipo las y los estudiantes mejoran sus competencias matemáticas, ponen en juego la
lógica de su pensamiento, así como la habilidad para comunicarse y lograr una comprensión lectora.
Construyen configuraciones utilizando figuras geométricas, analizan sucesiones de números y de
figuras con progresión aritmética y geométrica. Con este kit los alumnos podrán identificar las piezas
electrónicas y conocer de manera básica su funcionamiento de comunicación que tienen entre ellas
para lograr algún prototipo establecido en el manual. El kit contiene los componentes suficientes para
poner en práctica diversos circuitos eléctricos y electrónicos que se ven en sus asignaturas de física.
Tabla 4
Robot cuadrúpedo
Prototipo: Robot cuadrúpedo
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En este prototipo las y los estudiantes experimentaron formas de generar calor por la fricción y
contacto que genera este robot al ponerse en movimiento, y también realizar cálculos mentales para
determinar las trayectorias de los robots y evitar que estos choquen entre sí o salgan del espacio donde
interactúan.
A continuación, se presentan imágenes de las muestras tecnológicas realizadas en las instituciones,
observando la participación de los estudiantes del primer grado de primaria de las tres escuelas donde
se ha llevado a cabo este proyecto de investigación.
En la figura 5 los estudiantes observan e interactúan con dos prototipos: el robot cuadrúpedo y el brazo
mecánico.
Figura 5
Prototipos brazo mecánico y robot cuadrúpedo
En la figura 6 los estudiantes observan e interactúan con el prototipo del carrito electrónico.
Figura 6
Prototipo carrito electrónico
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En la figura 7 los estudiantes observan e interactúan con el kit de electrónica básica.
Figura 7
Kit de electrónica básica
Es grato reconocer la participación de los niños y niñas con estas tecnologías, cómo se involucran
estos pequeños estudiantes al lograr despertar su interés por conocer los componentes que
conformaron estos prototipos, haciendo preguntas, organizándose entre ellos para poder participar en
el uso de estos artefactos educativos, los comentarios de los docentes de que los niños y niñas
quedaron satisfechos con estas muestras las cuales trabajaron algunas semanas en sus aulas
escolares para después poder evaluar el impacto causado, al retornar estos prototipos para ser
utilizados en otros centros escolares los estudiantes expresaron su agradecimiento dibujando el o los
prototipos que más les agradaron. La figura 8 muestra dibujos realizados por los niños y niñas de un
plantel escolar público como muestra de agradecimiento por este trabajo de investigación realizado.
Figura 8
Dibujos realizados por los estudiantes
CONCLUSIÓN
El uso de las TIC suministra medios para la mejora de los procesos de enseñanza y aprendizaje, al igual
que para la gestión de los entornos educativos; de esta manera, el uso de recursos tecnológicos en la
enseñanza básica no sólo despierta el interés por aprender en el alumnado, también lo prepara para
incorporarse en la sociedad en la que vive, cada día más tecnificada. El uso de las TIC debe lograr en
la formación de las y los estudiantes una alfabetización digital, competencia digital y educación
integral. Esta investigación subraya la importancia de integrar las TIC en la educación básica como
una herramienta clave para mejorar los métodos pedagógicos y fortalecer los campos formativos. El
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análisis de los prototipos electrónicos aplicados en las distintas instituciones revela que estas
tecnologías emergentes tienen un impacto positivo en el desarrollo de competencias esenciales como
la comunicación, el pensamiento crítico y la resolución de problemas. La metodología cualitativa
utilizada ha permitido obtener una visión detallada de cómo estas herramientas influyen en la
comprensión de los campos formativos y contribuyen al desarrollo académico integral de los
estudiantes. Con la implementación de estos prototipos también se pudo observar el desarrollo de
otras habilidades socioemocionales destacando: Autoconfianza y autoestima a medida que se
aprende a programar estos prototipos, aprendizaje basado en proyectos los cuales se podrán ir
aumentando paulatinamente en nivel de dificultad, obtener una mejor concentración al momento de
interactuar con los prototipos para poder lograr los retos propuestos, fijar la atención para cumplir un
objetivo y a gestionar la frustración, trabajo en equipo, entre otras. Finalmente, podemos observar que
con la interacción de estos prototipos el campo formativo Desarrollo Personal y Social se encuentra
inmerso cada vez que los niños interactúan entre ellos para jugar aprendiendo, es importante destacar
que estas actividades han fomentado actitudes positivas en las y los estudiantes al interesarse en
aprender y descubrir cosas nuevas que los ayudan a resolver problemas sencillos vinculados con sus
aprendizajes en el aula. Los resultados destacan que la implementación efectiva de las TIC refuerza
significativamente áreas fundamentales como el lenguaje y comunicación, el pensamiento
matemático, la exploración y comprensión del mundo natural y social, y el desarrollo personal y para la
convivencia. En resumen, las TIC no solo facilitan el aprendizaje académico, sino que también
promueven el crecimiento social y emocional de los estudiantes, ofreciendo un enfoque más completo
y enriquecedor en la educación básica.
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, septiembre, 2024, Volumen V, Número 5 p 922.
REFERENCIAS
Bowers, C. A. (2021). Educational technology and the transformation of education: Beyond the digital
revolution. Palgrave Macmillan.
Dede, C. (2022). The role of technology in shaping future learning environments. Harvard Education
Press.
Fundación Bill y Melinda Gates. (2022). The state of education: A global perspective. Gates Foundation.
Harris, J., Hoffer, S., & Harris, A. (2020). Integrating technology into education: Challenges and
opportunities. Journal of Educational Technology, 25(4), 345-359.
Kafai, Y. B., & Burke, Q. (2023). Constructionism and the digital age: How making and tinkering support
learning. MIT Press.
Ko, H., Liu, H., & Chiu, T. (2022). Enhancing STEM education with electronic prototypes: An analysis of
student outcomes and engagement. Journal of Educational Technology, 19(3), 45-63.
Liu, Y., Wang, Z., & Li, X. (2023). The impact of educational robotics on STEM learning: A meta-analysis.
Journal of Computer Assisted Learning, 39(1), 23-37.
OECD. (2021). The impact of technology on education: A global perspective. Organisation for Economic
Co-operation and Development.
UNESCO. (2023). Global Education Monitoring Report: Technology in education. United Nations
Educational, Scientific and Cultural Organization.
Wang, M., Zhang, L., & Yang, J. (2022). Enhancing digital literacy through educational technology: A
review of current practices and future directions. Computers & Education, 173, 104293.
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