Presentación Informe Final Proyecto N°834-B2-260 M.Sc. Kryscia Ramírez Investigadora Principal Dr. Luis Guerrero Investigador Colaborador Universidad de Costa Rica Sede Rodrigo Facio Informe Final Consejo Científico CITIC San Pedro, Costa Rica Julio 21, 2015

Agenda Introducción Objetivos específicos Alianzas Resultados principales Trabajo futuro Informe final - CITIC

Pensamiento Lógico-Matemático Introducción Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Nativos Digitales Era Digital Dispositivos Móviles Aprendizaje Lúdico STEM (Science, Technology, Engineering, and Math) Son temas fundamentales que resultan complejos Su enseñanza-aprendizaje es fundamental en la educación de los niños desde edades tempranas (2-8 años) Es interesante, gratificante y divertido abordarlos mediante la programación básica y la robótica TITIBOTS es una tecnología para apoyar el aprendizaje de los niños entre 4 y 6 años sobre conceptos STEM Creación de un entorno de programación en dispositivos móviles para niños entre 4 y 6 años que facilite la creación de aplicaciones para robots Con el fin que los niños aprendan a programar, para lograr el desarrollo del pensamiento lógico y abstracto Programación Robótica Procedimiento Solución Problemas Recursos Tecnológicos en la Educación Informe final - CITIC Pensamiento Lógico-Matemático

Objetivo específico 1 Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Determinar los requerimientos del entorno de programación móvil para realizar al menos tres tareas específicas 100% - SC Visitas de campo en la FOD Entrevistas a tres expertos de la FOD Entrevistas a tres docentes de preescolar Definición de los requerimientos Definición de tres tareas específicas Informe final - CITIC

Requerimientos GUI Intuitivo y fácil de usar Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Intuitivo y fácil de usar Tener entre 8 y 10 comandos como máximo Poder realizar secuencias de acciones Implementar estructuras de control: condicional y ciclo Realizar una plataforma con interfaz multitáctil (tecnología multi-touch) Poder tener un proceso de programación correctivo y progresivo Guardar localmente el último programa Tener análisis de métricas mediante Google Analytics Internacionalización del entorno: español, portugués e inglés Informe final - CITIC

Requerimientos Robot Implementar actuadores: motores y lámparas. Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Implementar actuadores: motores y lámparas. Implementar sensores: tacto y sonido Informe final - CITIC

Tareas definidas Realizar una secuencia de acciones de movimiento. Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Realizar una secuencia de acciones de movimiento. Llevar al robot de un punto a otro. Realizar una secuencia de acciones de movimiento, prendiendo y/o apagando luces. Crear un robot (móvil o estático) con una garra para mover objetos de un lugar a otro. Realizar la repetición de una secuencia de acciones. Realizar determinado conjunto de acciones si se da una condición específica. Informe final - CITIC

Objetivo específico 2 Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Determinar el dispositivo móvil más adecuado, según sus características, para el desarrollo del entorno de programación 90% - SC Evaluación de dispositivos móviles según sus características Selección del dispositivo móvil Informe final - CITIC

Características del dispositivo Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Tablet de 7” u 8” Android OS, v4.1.2 (Jelly Bean) Conexión bluetooth TTS - Text To Speech Multitouch* Samsung GALAXY Note 8 - GT-N5100 Samsung GALAXY Tab 3(7.0) - SM-T211 Samsung GALAXY Note II - GT-N7100 (teléfono) Asus Google Nexus 7 Apple iPad mini, Apple iPad mini 2 Microsoft Surface 2 RT, Microsoft Surface Pro Samsung GALAXY Tab 4 - SM-T230NT (Brasil) Acer Iconia One 7 - B1-730 (Brasil) Informe final - CITIC

Objetivo específico 3 Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Diseñar los elementos de la interfaz de usuario del entorno de programación móvil que puedan ser utilizados por niños entre 4 a 6 años Estudio de diseños de interfaces adecuadas Diseño de los elementos de la interfaz de acuerdo a la especificación de requerimientos (80%) Entrevistas a tres expertos FOD en relación al diseño de los elementos de la interfaz Entrevistas a tres expertas en educación en relación al diseño de los elementos de la interfaz Informe final - CITIC

Metáfora Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Establecer el título del cuento Establecer el (los) autor (es) del cuento: Niños Seleccionar el actor que interpretará al personaje: Tipo de robot Seleccionar el personaje: Robot personalizado Seleccionar crear una nueva historia o abrir la anterior Crear el cuento (escribirlo): Creación del programa (selección de una secuencia de comandos) Actuar el cuento: Ejecución del programa creado Informe final - CITIC

Robots y cases (disfraces) Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Informe final - CITIC

Interfaces Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Informe final - CITIC

Interfaces Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Símbolos iconográficos y sonidos Uso de colores primarios y secundarios Diseño atractivo pero sin sobrecargar, dando énfasis a la tarea a realizar Proceso de lecto-escritura De izquierda a derecha y de arriba abajo Las palabras y las oraciones, aunque se dicen por audio, están para ligar que una acción está ligada a una palabra Utilización de niveles Creación de secuencias, algoritmo Comandos de locomoción y manipulación Conexión bluetooth Internacionalización Análisis de métricas Corrección de errores Guarda último programa Informe final - CITIC

Objetivo específico 4 Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Implementar el entorno de programación móvil orientado a niños entre 4 a 6 años Especificación del protocolo de comunicación Implementación de los elementos de la interfaz de acuerdo al diseño realizado (100%) Módulo de configuración para las direcciones de cada robot con su respectiva foto con el disfraz, ahora está en un archivo de texto (XML) que se modifica y el programa lo lee Comunicación bluetooth 1.0, problemas de conectividad Informe final - CITIC

Protocolo de comunicación Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Control COMMAND_START = 1 COMMAND_END = 2 Movimiento COMMAND_FORWARD = 3 COMMAND_BACKWARD = 4 COMMAND_TURN_LEFT = 5 COMMAND_TURN_RIGHT = 6 Acción COMMAND_OPEN = 7 COMMAND_CLOSE = 8 COMMAND_TURN_ON = 9 COMMAND_TURN_OFF = 10 Un protocolo de comunicación que permite crear una serie de comandos de forma incremental Informe final - CITIC

Prototipo Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Bluetooth 2.0, los ladrillos de la FOD 1.0 Mejoras: Configuración de la conectividad uno a uno: robot-tablet Comunicación bluetooth 1.0 Informe final - CITIC

Robots y tipos de comunicación inalámbrica Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro LEGO MINDSTORMS EV3 Comunicación inalámbrica por Bluetooth y WiFi Lynx 5 Arm / RIOS / SSC-32 Raspberry Pi 1 Modelo B Comunicación inalámbrica por WiFi Robotics Shield Kit Parallax Arduino Uno Comunicación inalámbrica por Bluetooth y WiFi Informe final - CITIC

Objetivo específico 5 Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Evaluar el entorno de programación móvil orientado a niños entre 4 a 6 años Validación de los elementos de la interfaz y la interacción Realización de cuasi-experimentos con los expertos y niños Evaluación de las tareas específicas de acuerdo a la implementación realizada Informe final - CITIC

Experimentación Validación – Escuela San Bosco de Mora Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Validación – Escuela San Bosco de Mora Junio, 6, 2014 Test de usabilidad – FOD Noviembre, 10,2014 Taller (curso) – FOD Enero, 19-22, 2015 Informe final - CITIC

Población participante Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Cuarenta niños entre 4 y 6 años 24 mujeres y 16 hombres Dos grupos: Ciclo Materno Infantil y Ciclo de Transición Escuela San Bosco de Mora Prueba de 1 sesión Siete niños de 4 años 4 mujeres y 3 hombres Dos grupos: 4 y 3 niños respectivamente Espacio controlado – Laboratorio de la FOD Taller de 1 sesión por grupo Seis niños entre 4 y 5 años 4 mujeres y 2 hombres Taller de 4 sesiones (4 días) Para llevar a cabo un test, debe haber por lo menos 3 roles: participante o usuario, facilitador o mediador, observadores. Selección de la muestra: Nielsen afirma que 5 usuarios son suficientes para descubrir los problemas más serios de usabilidad. Factores que influyen: La madurez de la interfaz. Si testamos una interfaz nunca evaluada donde esperamos bastantes problemas, 5 o 6 usuarios por tarea a testar ya permiten resultados jugosos. Por el contrario una interfaz ya evaluada puede requerir de 10 a 15 usuarios para detectar problemas de usabilidad. Informe final - CITIC

Validación Facilitadores Investigadores 2 docente de preescolar Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Facilitadores 2 docente de preescolar Investigadores 4 investigadores Concepto de los iconos (comandos) 10 iconos 40 niños entre 4-6 años Proceso de secuencialización 3 tipos de interfaz Proceso de iteración 3 tipos de iteración Conjuntos de 13 niños entre 4-6 años Ciclo Materno Infantil De 4 años y 3 meses de edad hasta 5 años y 2 meses Ciclo de Transición De 5 años y 3 meses de edad hasta 6 años y 2 meses Informe final - CITIC

Test de usabilidad Facilitador Observadores Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Facilitador 1 mediadora de la FOD (docente de preescolar e informática educativa) Observadores 3 investigadores 4 psicólogos Personal de servicio técnico 3 expertos de la FOD Para llevar a cabo un test, debe haber por lo menos 3 roles: participante o usuario, facilitador o mediador, observadores. Selección de la muestra: Nielsen afirma que 5 usuarios son suficientes para descubrir los problemas más serios de usabilidad. Factores que influyen: La madurez de la interfaz. Si testamos una interfaz nunca evaluada donde esperamos bastantes problemas, 5 o 6 usuarios por tarea a testar ya permiten resultados jugosos. Por el contrario una interfaz ya evaluada puede requerir de 10 a 15 usuarios para detectar problemas de usabilidad. Informe final - CITIC

Taller TITIBOTS Facilitador Observadores Personal de servicio técnico Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Facilitador 1 mediadora de la FOD (docente de preescolar e informática educativa) Observadores 1 investigador 2 psicólogos Personal de servicio técnico 1 experto de la FOD Informe final - CITIC

Objetivo específico 6 Divulgar los resultados de la investigación Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Divulgar los resultados de la investigación Artículos publicados: Dos artículos en conferencias internacionales, uno para el Doctoral Consortium y otro para un Special Track Dos artículos en revistas internacionales (uno está aceptado, pronto a publicar) Presentaciones realizadas: tres presentaciones realizadas Informe final - CITIC

Divulgación de la investigación Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro REVISIÓN-NO PUBLICADO. TITIBOTS: Robots' programming assistance tool to support children's learning of STEM concepts. Computers & Education. Vol. 86. Septiembre, 2015. Informe final - CITIC

VIII Edición del Premio Ideas Innovadoras – 2014 Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Cátedra Innovación y Desarrollo Empresarial UCR-CICR – 20 de noviembre del 2014 En la categoría general: 2do lugar Informe final - CITIC

VIII Edición del Premio Ideas Innovadoras – 2014 Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Oportunidad Para Innovar (OPI) “TITIBOTS” Posee novedad y potencial valor comercial Proceso de gestión de transferencia tecnológica PROINNOVA Expediente ING-031 27 de febrero del 2015 Protección de la Propiedad Intelectual Registro Nacional de Costa Rica Nivel Internacional Informe final - CITIC

Alianzas estratégicas Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Ana Lourdes Acuña Zúñiga (Coordinadora) Hugo Esteban Arroyo Fallas Jorge López Gamboa María Castro Rojas Suhany Chavarría Artavia (PRONIE-MEP-FOD) MTE. Mónica Villalobos López (Coordinadora) MTE. Karol Ríos Cortés (Coordinadora) Universidade Federal de Santa Catarina El Programa Nacional de Informática Educativa MEP – FOD (PRONIE MEP - FOD) fue creado en 1988, en un esfuerzo conjunto del Ministerio de Educación Pública (MEP) y la Fundación Omar Dengo (FOD), con el fin de contribuir con la mejora de la calidad de la educación pública, a través de propuestas pedagógicas innovadoras apoyadas en las tecnologías digitales, concebidas como herramientas de aprendizaje. Actualmente el Programa integra centros educativos de primaria y secundaria de todo el país, con una cobertura promedio de la mitad de la población estudiantil del sistema educativo público, desde el Preescolar hasta la secundaria (más de medio millón de estudiantes). Programa de Tecnologías Educativas Avanzadas (PROTEA), promueve la apropiación pedagógica de los recursos que ofrecen las tecnologías digitales de la información y la comunicación (TIC), en la formación de docentes y estudiantes. Dr. João Bosco da Mota Alves (Profesor – Investigador) Dr. Juarez Bento da Silva (Profesor – Investigador) Informe final - CITIC

Resultados principales Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Diseño, implementación y evaluación de un entorno de programación en dispositivos móviles orientado a niños entre 4 y 6 años que permite programar aplicaciones para robots Propuesta de una estrategia didáctica para enseñar a los niños entre 4 y 6 años a programar utilizando el entorno de programación desarrollado Informe final - CITIC

Trabajos de graduación y participación estudiantil Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Trabajos relacionados | Cronograma | Trabajo futuro Tesis de Doctorado en Computación e Informática Fomento del pensamiento lógico-matemático en niños entre 4 y 6 años mediante un entorno de programación colaborativo Kryscia Ramírez Benavides Becaria 11 Revisión bibliográfica sistematizada Programación del robot Arduino Gaudy Blanco Meneses Informe final - CITIC

Trabajo futuro Introducción | Objetivos específicos | Alianzas | Resultados | Trabajo futuro Proyecto 537: Creación de un entorno de programación colaborativo orientado a niños entre 4 y 6 años que fomente el pensamiento lógico-matemático y la solución de problemas Julio 2015 – Junio 2017 El aspecto más importante de la colaboración es la comunicación, por lo que se desea que los niños discutan entre ellos la manera de solucionar el problema que se les presente. Para lograr esto se piensa utilizar una interdependencia positiva de los recursos, donde cada niño tenga una cantidad limitada de comandos, menor a la necesitada para resolver completamente el problema. Esto hará que los niños deban comunicarse y compartir comandos para solucionar, entre varios, el problema. Informe final - CITIC

Equipo de Investigación HCI Informe final - CITIC

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¡Gracias! M.Sc. Kryscia Daviana Ramírez Benavides Estudiante del Programa de Doctorado Universidad de Costa Rica Posgrado en Computación e Informática Sitio Web: http://www.kramirez.net/ E-Mail: kryscia.ramirez@ucr.ac.cr kryscia.ramirez@ecci.ucr.ac.cr Redes Sociales: Informe final - CITIC