Uso de las plataformas LEGO y Arduino en la enseñanza de la programación

Abstract

Cada vez es más común que los grados de ingeniería y ciencia incluyan la enseñanza de la programación en sus planes de estudio. Estas asignaturas suponen un auténtico desafío para los profesores encargados ya que muchos estudiantes encuentran bastantes dificultades en su primer encuentro con la programación. En la actualidad existen enfoques docentes innovadores que pueden ayudar en esta tarea, la computación física es uno de los más prometedores. Ésta introduce los conceptos de la programación en el mundo real para que el alumno interaccione con ellos. Utilizando este paradigma hemos desarrollado un conjunto de recursos docentes para la enseñanza de la programación en ciencias e ingeniería. Se han preparado un conjunto de demostraciones para ser utilizadas en clase de teoría y varios módulos para ser utilizados por los alumnos en el laboratorio. Las experiencias de teoría y de laboratorio se apoyan en las plataformas Arduino -una microcontroladora open hardware- y LEGO -una plataforma robótica educativa. El material desarrollado ha sido evaluado en un curso de programación dentro del grado de Biología y con estudiantes voluntarios de primero de Matemáticas. Los resultados han sido positivos: se ha incrementado el número de estudiantes que aprenden a programar satisfactoriamente y disfrutan programando. Estos resultados indican que el uso de este recurso docente como complemento a la docencia tradicional mejora el aprendizaje de los estudiantes facilitando la labor del profesor.

Engineers and scientists increasingly rely on computers for their work. As a consequence most science and engineering degrees have introduced a computer programming course in their curricula. However, lecturers face a complex task when teaching this subject: students consider the subject to be unrelated to their core interests and often feel uncomfortable when learning to program for the first time. Several studies have proposed the use of the physical computing paradigm. This paradigm takes the computational concepts “out of the screen” and into the real world so that the student can interact with them. Using this paradigm we have designed and implemented several introductory programming learning modules for an introductory programming course in science and engineering. These modules are to be used in lectures and laboratory sessions. We selected the Arduino board –an electronic board- and LEGO –a robotic platform- as the hardware platform. The effectiveness of the modules was assessed by comparing two programming courses: in one the teacher used traditional methods; in the other he complemented these with the modules. We evaluated the modules in a programming course for Biology students and found that they were highly effective: more students learned to program and more students enjoyed programming. These results suggest that the physical computing paradigm involves the student more effectively in the learning process.