Simuladores en el aula: enseñar robótica sin hardware

Un simulador de robótica permite que toda una clase programe, depure y haga los deberes sin un kit en cada pupitre. Cuándo gana el simulador, dónde no y cómo combinar ambos.

Un simulador de robótica permite que toda una clase escriba, ejecute y depure código real en pantalla, sin un kit en cada pupitre. Eso hace que los simuladores brillen sobre todo en tres momentos: enseñar a programar a toda el aula a la vez, mandar deberes y salvar una sesión el día en que la mitad de los kits están descargados o rotos. Lo que un simulador no puede dar es la sensación de un motor que se cala o de un sensor que se desvía sobre un suelo brillante. La mejor respuesta rara vez es lo uno o lo otro.

Veamos cuándo un simulador se gana su sitio, dónde sigue ganando el hardware y algunos esquemas híbridos que aguantan en un aula real.

Cuándo un simulador gana al hardware

Hay tres situaciones que lo justifican por sí solas.

Programar con toda la clase. Cuando el objetivo es un bucle, una condición o una función, todo el mundo puede estar escribiendo y ejecutando ese código al mismo tiempo. No hay que esperar a que un robot termine su recorrido para que le toque al siguiente alumno. Treinta alumnos consiguen treinta intentos por minuto en lugar de uno.

Deberes y repaso. Nadie se lleva a casa un kit del aula. Un simulador en el navegador viaja a casa en cualquier portátil o móvil, de modo que un alumno puede practicar el mismo código que escribió en clase. Así la robótica deja de ser una cita semanal y pasa a ser algo que se puede retomar cualquier tarde.

Días de kits rotos y de cortes de luz. Los kits se pierden, las pilas se agotan y siempre habrá una parte fuera de servicio cualquier mañana. Cuando no hay corriente y el carro de carga está muerto, un portátil con batería y un simulador que funcione sin conexión mantienen la clase en marcha. La planificación no se viene abajo porque el hardware sí lo haya hecho.

Dónde sigue ganando el hardware

Un simulador modela la versión limpia del mundo. Los robots reales no se comportan de forma limpia, y en esa distancia vive buena parte del aprendizaje.

La intuición física es lo más importante. Un seguidor de líneas que funciona a la perfección en pantalla puede desviarse sobre un suelo satinado. Un motor que gira suelto en el simulador se cala bajo el peso del chasis real. La tensión de la batería cae, los sensores captan ruido y los cables se conectan del revés. Los alumnos solo se encuentran con estos problemas, y aprenden a depurarlos, con hardware real.

La motivación también cuenta. Un robot que se mueve de verdad por la mesa no es lo mismo que una figura que se mueve por una pantalla. Sobre todo con los más pequeños, el montaje físico y el robot compartido son la mitad del motivo por el que acuden.

Basado en el navegador significa no pelearse con informática

Las aulas de informática de los colegios suelen estar bloqueadas. Los alumnos no tienen permisos de administrador, los equipos son antiguos y el departamento de informática no va a instalar un programa nuevo en treinta ordenadores por una sola asignatura. Un simulador que funciona en el navegador se salta todo eso. Compartes un enlace, se abre en Chromebooks, en PC de laboratorio veteranos, en tabletas y en móviles, y no hay configuración por equipo ni versiones dispares que perseguir por el aula.

Ese único detalle práctico decide muchas veces si la robótica llega a existir en un colegio o se queda atrapada en un documento de propuesta.

Esquemas híbridos que funcionan

Trata el simulador y el kit como dos herramientas para un mismo trabajo. Algunos esquemas que aguantan semana tras semana:

Diseñar en pantalla, desplegar en la placa. Los alumnos hacen funcionar la lógica en el simulador y luego cargan ese mismo código en una placa real durante los últimos diez minutos y lo ven funcionar.
Rotar por estaciones. Media clase con simuladores, media con un pequeño conjunto de kits, y luego se cambia. Necesitas muchos menos kits que alumnos.
Deberes en el simulador, montaje en clase. La práctica de conceptos ocurre en casa, así que el escaso tiempo de aula se dedica al montaje.
Vía de emergencia. Cuando un kit falla a mitad de clase, esa pareja pasa al simulador y sigue trabajando mientras tú reparas o cambias el hardware.

La clave de todos los esquemas es que el código sea el mismo en ambos sitios. Si el simulador usa un lenguaje y tu placa usa otro, los alumnos tienen que reaprenderlo todo al llegar al hardware y se pierde la transferencia.

Cómo elegir un simulador para el aula

Al margen de lo que prometa el fabricante, merece la pena usar un simulador de aula si cumple la mayoría de estos puntos:

Funciona en el navegador, sin instalación y sin permisos de administrador.
Usa los mismos bloques y el mismo código (Python o similar) que se ejecutan en la placa con la que enseñas.
Sigue funcionando sin conexión o con un wifi débil.
Es gratuito o de bajo coste por alumno.
Refleja tu hardware real, de modo que pasar de la pantalla a la placa sea un paso corto y no empezar de cero.

Ese último punto es la razón por la que construimos nuestra academy en torno a un simulador de navegador emparejado con la placa sheenbot∞. Los alumnos escriben y depuran en pantalla y luego ejecutan el mismo programa en la placa física sin aprender un lenguaje nuevo. Si quieres verlo antes de comprometerte con los kits, una clase de prueba gratuita transcurre íntegramente en el navegador, y nuestros talleres de vacaciones de las vacaciones de julio combinan pantalla y hardware.

La conclusión

Un simulador no es un robot de saldo. Es una herramienta distinta, mejor para unas cosas (alcance, repetición, deberes y resistencia en un mal día) y peor para otras. Úsalo para que todos los alumnos programen y practiquen, y usa el hardware para la intuición física y la motivación que solo da un robot en movimiento. Combinados, sacas más robótica por rand y por hora que con cualquiera de los dos por separado.

Preguntas frecuentes

¿Se programa de verdad en un simulador o es un juguete?

Se programa de verdad. Un buen simulador ejecuta los mismos bloques o el mismo Python que ejecuta el hardware, así que los alumnos escriben programas auténticos, no van pulsando por un juego. La única diferencia es que el resultado se ve en pantalla en lugar de sobre la mesa.

¿Sigo teniendo que comprar kits?

Menos de los que crees. Como los simuladores cubren la programación con toda la clase y los deberes, un pequeño conjunto compartido de kits, rotando entre grupos, suele bastar para la parte práctica. Presupuesta algunos de repuesto, porque siempre habrá kits fuera de servicio.

¿El trabajo con simulador cuenta para el CAPS y la evaluación?

La programación, la lógica y la depuración que enseña un simulador se corresponden con las mismas competencias que evaluarías con hardware. Vincula la evaluación formal al código y al razonamiento, y no a si un robot se portó bien ese día, y el trabajo con simulador cuenta plenamente.