Desde mi jubilación, hace ya bastantes años, no me puedo resignar  a no tener una innfluencia activa  en cuestiones sobre la educación científica y sobre nuevas tecnologías que han sido fundamentales en mi vida profesional. Leo la opinión de algunos periodístas y pedagogos generalistas (siempre he entendido que existe pedagogía sobre materias específicas) que opinan y juzgan, muy aventuradamente, lo que deben hacer los profesores sin tener el menor conocimiento.

En esta web, dado el atrevimiento que me da mi antigua experiencia, pero teniendo en cuenta las muchas novedades que se han producido en estas cuestiones  en los últimos años me atrevo a aportar y desarrollar una serie de propuestas

- Ciencia sin laboratorio

Se presentan experimentos que se pueden realizar en casa cubriendo una parte fundamental de la enseñanza de la ciencia que debe apoyarse en la experimentación. Aunque sería deseable utilizar el laboratorio puede paliar las dificultades actuales de su uso. La opción puede complementarse con Juguetes para hacer ciencia  (pajarito bebedor, péndulo de Newton, slinky, tipe top, rattleback, disco de Euler, barco pop pop.... )   con cuyo análisis pueden ilustrarse muchos fenómenos..

- Ciencia Ambulante

• Durante varios  años he visitado muchos  centros escolares realizando demostraciones en  sesiones que cubren una parte importante del currículo de Física, Química, Matemáticas, Tecnología ..- Cada sesión desarrolla una serie de experimentos enlazados por un guion a los que llamo Retablillos. Están concebidos como pequeñas representaciones teatrales con experimentos intercalados. Imitando a las sesiones que se realizó Faraday (y todavía se realizan en  la Royal Institution de Londres) y en el Palias de la Decouverte en Paris, Han asistido a lo largo de estos años 25000 personas.

En este apartado se describen estas sesiones y los experimentos que  se realizan en ellas. También se incluyen experimentos que pueden ampliar los propuestos en las sesiones.  Se utilizan aparatos de gran tradición en la historia de la ciencia: generador Van de Graaff, máquina de Whirmust, bomba de vacío, bobina Tesla, Theremin, bobinas tesla cantarinas... y nuevos equipos como sistema de adquisición de datos por ordenador, robots. En Química se realizan experimentos espectaculares de cambios de color, luz, explosiones...

Instrumentos musicales

En alguna sesión de Ciencia Ambulante se analizan el sonido y la música. Para ello se utilizan instrumentos musicales. Por eso conviene estudiar instrumentos de diferentes tipos, desde instrumentos convencionales (de cuerda, viento madera, viento metal, de teclado(piano, órgano), percusión y la voz) hasta un recorrido por los instrumentos electrónicos (guitarra eléctrica, órgano, Theremin, sintetizador). Se presta especial atención a la descripción de estos, a su sonido, a algunos interpretes destacados (Isaac Stern, Ashkenazi, Jaqueline Dupres, Ercic Clapton, Jimy Hendrix …) y a sus biografías. Se acaba con el ordenador como instrumento musical con  GarageBand y Ableton Live… y un lenguaje de programación para hacer música: Sonic Pi

Programación

La idea de utilizar la programación de ordenadores como medio de aprendizaje  fue propuesta en primer lugar por Seymour Papert en 1980 en su libro  “Mindstorms”. El Dr. Papert también diseñó el leguaje de programación Logo específicamente para este propósito.  Inicialmente llamaba la atención una tortuga  (que literalmente era un pequeño cuadradito ) en la mitad de la pantalla al que se le podían decir cosas  AVANZA 10 pasos y GIRA a la Izquierda 45 grados  o RETROCEDE un paso y gira a la derecha 90º. La tortuga llevaba un lápiz  y se le podía decir a la tortuga SUBE lápiz o BAJA lápiz.. También le podías decir MUESTRA TORTUGA o OCULTA TORTUGA cuando se dibujaba algo verdaderamente interesante y no se quería que la tortuga estuviese a la vista.. A  partir de aquí se podía  automatizar la tortuga con bucles, decisiones condicionales, variables, funciones, y procedimientos. La tortuga también introducía a  conceptos básicos de geometría y al plano cartesiano para conducir mejor la tortuga a través de la pantalla  A esta corriente me incorporé yo que enseñé Logo a mis alumnos y, con uno compañeros escribí un libro sobre Logo. en 1986. Estos inicios en nuestro pía se facilitaron por la aparición de una versión del Logo para el ZX Spectrum y por una versión de Logo en español para los primeros ordenadores PC que se incorporaron a la enseñanza en nuestro país (proyecto Atenea)

Scratch

 En la última década se ha experimentado un cambio dramático y los beneficios de aprender a programar y la ciencia de la computación a niños y jóvenes adultos.  La aparición de lenguajes de programación visuales basados en bloques, entre los que destaca Scratch, ha facilitado el resurgimiento del uso de la programación en las escuelas.

“Scratch es un lenguaje de programación y una comunidad en línea donde los niños pueden programar y compartir medios interactivos historias, juegos y animaciones con personas de todo el mundo. Cuando los niños crean con Scratch, aprenden a pensar creativamente, trabajar colaborativamente, y razonar sistemáticamente. Scratch está diseñado y mantenido por el grupo Lifelong Kindergarten del Laboratorio de Medios del MIT.” Se proponía un software poderoso, gratuito, fácil de aprender, que nos capacita a buscar jugar, combinar  nuestros proyectos con otros miembros de la comunidad educativa . Scratch es un lenguaje visual que tiene mucho en común con la funcionalidad del Logo pero renovado. Con Scratch en lugar de decirle a una tortuga lo que hacer se le dice a un gato. Los usuarios de scratch  no necesitan memorizar comandos — la interface gráfica no sólo hace todos los comandos disponibles sino que permite intuitivamente construir los bloques de código como un  puzzle.

Python

Denominado  asi por el autor del proyecto Von Rossum  por su admiración  al grupo de comedia Monty Python, pasó de ser un proyecto  construido como un hobby, que se presentó al público en 1991 , a un lenguaje de programación que se ha aplicado y se aplica a una gran cantidad de proyectos en finanzas, economía, ciencia de los datos,  Machine Learning…

De forma  diferente al entorno visual Scratch, Python está basado en texto: se escriben las instrucciones, utilizando un lenguaje inglés simplificado y un formato específico.

Es gratis, Python cuenta con una gran y activa comunidad científica con acceso al código fuente contribuyendo al continuo desarrollo y mejoras del mismo, dependiendo de las necesidades de los usuarios. Se han creado miles de librerías, módulos, códigos y programas de uso libre para que cualquiera pueda empezar a programar.

Por esta  razón Python es multiplataforma, es decir se encuentra disponible para la mayoría de los sistemas operativos disponibles, Windows, Mac y Linux.

Los ordenadores utilizan lenguaje de máquina como primer nivel y Python va traduciendo cada instrucción a la vez que se utiliza, a lenguaje de máquina (como ocurre con Logo o Basic) mientras otros lenguajes como C o Java  debe traducirse a lenguaje de máquina antes de ser ejecutado.

- Rasberry Pi

Fundación Raspberry Pi  en el Reino Unido (Universidad de Cambridge) con el objeto de estimular la enseñanza de informática en las escuelas de todo el mundo. Fue comercializado en 2012 y ha tenido tanto éxito que se han vendido varios millones y  han ido apareciendo  diferentes modelos. El último hasta ahora es el Raspberry pi 4 B del que nos ocuparemos aquí-

El concepto es el de un ordenador desnudo de todos los accesorios que se pueden eliminar sin que afecte al funcionamiento básico. Está formada por una placa que soporta varios componentes necesarios en un ordenador común y es capaz de comportarse como tal. El ideólogo del proyecto, David Braven, un antiguo desarrollador de videojuegos, afirma que su objetivo es que los niños puedan llegar a entender el funcionamiento básico del ordenador de forma divertida, y sean ellos mismos los que desarrollen y amplíen sus dispositivos (“ábrelo y mira cómo funciona¨). El co-fundador de la fundación es Eben Upton, un antiguo trabajador de la empresa Broadcom, el cual es el responsable de la arquitectura de software y hardware de la raspberry pi. Conectado a un monitor (o un televisor), a un teclado, y un ratón se puede interactuar con él como con cualquier ordenador.

La Raspberry Pi se puede usar en proyectos de electrónica y para tareas básicas que haría cualquier ordenador de sobremesa como navegar por internet, hojas de cálculo, procesador de textos, reproducir vídeo en alta definición e incluso jugar a ciertos juegos.

 Control con Raspberry

Hacia finales de los 80  los PC llegaron al sistema educativo español a través  del Proyecto Atenea. Disponían de una tarjeta interna para conectar un joystick de juegos. Soldando unos conectores podían acoplarse a la tarjeta un potenciómetro, una resistencia LDR, una resistencia NTC… lo que nos  permitía hacer medidas con el ordenador por medio del lenguaje Logo /también con Basic). Fueron los primeros tiempos del laboratorio asistido por ordenador. Un compañero afirmaba que estábamos Sacando los Brazos al ordenador.

Con Raspberry Pi se puede hacer esto mas fácilmente utilizando su conexión GPIO a la que se pueden conectar LEDS, interruptores, zumbadores---

 Un dispositivo construido para conectarse a la GPIO, el Sense Hat, propuesto para realizar medidas en la estación Internacional con con ocasión del vuelo  del astronauta británico Tim Peak en 2015  con  experimentos propuestos por alumnos ( proyecto Astro Pi).

 El Sense Hat está equipado con una serie de sensores: temperatura, presión, acelerómetro/giroscopo, campo magnético  y humedad , así como un display multicolor de 64 canales y un pequeño  joystick con el que puedes interactuar sin teclado para dar ordenes sencillas.

Un módulo camara fotográfica se puede conectar sl Raspberry Pi para realizar fotografías y vídeos.

Existen dos versiones disponibles: la versión normal y la versión ‘NoIR’. Si quieres tomar imágenes normales y vídeo en entornos bien iluminados, deberías siempre utilizar la versión normal para mejor calidad de imagen. La versión The NoIR  – llamada así porque no tiene filtro infrarrojo, o IR,  – está diseñada para utilizarse con fuentes de luz infrarrojas para tomar imágenes y vídeo en oscuridad total. Puede accederse a ellas a través de librerías escritas en Python.