El Robot Karel . Guión Introductorio

El Robot Karel

En esta pagina encontraras los temas del indicie, asi como videos para cada tema del indice. Adicionalmente, tendras a tu disposicion, una explicacion escrita de cada tema y subtema, tambien encontarras ejercicios a resolver para cada tema y subtema de este curso.

Multimedia para el desarrollo de la creatividad y del potencial de raciocinio programando a un Robot

Guión Introductorio

Hola, Buen día tengan todos ustedes:

Estamos iniciando un material didáctico multimedia, y en este video introductorio les voy a hablar de los siguientes temas:

1. Datos generales de quien les habla.
2. Principales objetivos de este multimedia.
3. Descripción general de la herramienta didáctica, y Lenguaje de  Programación.
4. Quien y con que propósito diseño y desarrollo esta herramienta didáctica.
5. En donde y desde cuando se utiliza este Lenguaje de Programación El Robot Karel.
6. Habilidades y aptitudes que estimula y desarrolla en el estudiante.

Muy Bien, iniciamos…….

1. Datos generales de quien les habla.

    Yo Soy Gilberto Reyes Barrera maestro de programación del ITNL desde el 2000. Tuve la oportunidad, en el 2003, de proponer esta herramienta y Lenguaje de Programación en la Olimpiada Nacional de Informática, y fue aceptado. Este lenguaje de programación es, desde el 2004, uno de los dos lenguajes de programación oficiales, en esta competencia nacional, y en cada uno de los 32 estados del país.

1. Objetivos de este multimedia.

    Servir como una herramienta de apoyo para los maestros y estudiantes del ITNL, en las áreas de ingenieria, y el de desarrollar la creatividad y el potencial de raciocinio en los estudiantes.

1. Descripción general de esta herramienta didáctica, y Lenguaje de  Programación.

    El software permite editar el mundo del Robot, editar el programa en lenguaje del Robot Karel y además contiene un simulador mediante el cual el Robot interpreta y procesa el programa que edita el estudiante para que el Robot lleve a cabo una determinada tarea. La idea principal consiste en programar a un robot en un mundo intuitivo a través de órdenes imperativas. En esta herramienta vamos a iincluir un modulo evaluador automático para revisar las soluciones a los ejercicios, y que los estudiantes podrán usar por Internet.

1. Quien y con que propósito diseño y desarrollo esta herramienta didáctica. Fue el Prof. Richard Pattis, desde 1981 en la Universidad de Stanford, con el propósito de enseñar a programar a los estudiantes del primer semestre de las carreras de ingeniería.
2. En donde y desde cuando se utiliza este Lenguaje de Programación El Robot Karel :

    El Robot Karel es utilizado desde 1981 en la Universidad de Stanford y en la Universidad de Berkley en California, así como en diversas universidades e instituciones educativas de Estados Unidos y de otros países de Europa, de Asia y de America. Desde el 2004, en México es el segundo lenguaje oficial en la Olimpiada de Informática de los 32 estados de la republica, así como en la Olimpiada Nacional de Informática de cada año. Desde el 2009 se enseña en la materia de las TIC’2 en las preparatorias de nuestra universidad.

1. Habilidades y aptitudes que estimula y desarrolla en el estudiante:

Al programar al Robot Karel para que lleve a cabo una tarea   especifica, al estudiante se le estimula el desarrollo de

a.- Su potencial de raciocinio.

b.- Su capacidad creativa.

        c.- Su capacidad de abstracción.

                d.- La noción de orden.

        e.- La noción de secuencia.

f.- La habilidad de solucionar problemas y simular procesos de una forma estructurada y modular.

Y ahora que sigue?............................

Bueno, pues vamos a comenzar, pero primero voy a mostrarles el índice general de los temas que voy a cubrir:

Temas a cubrir por Sesión:

Sesión 1: En esta sesión vamos a explicar como y de donde descargo el software del Robot Karel, así como una descripción general de los principales módulos del simulador  del Robot Karel.

• Como puedo obtener y descargar el software de Karel el Robot: Es de uso libre y lo podemos descargar de la siguiente dirección de internet http://gilberto2112.brinkster.net/programaconkarel/version_anterior/kareloriginal.exe, en este momento voy a copiar esta dirección de internet en el navegador de internet, descargo el software y lo instalo (ver pantalla de la computadora). El paquete del Robot Karel ya quedo instalado en nuestra computadora, ahora lo voy a ejecutar, e inicio la explicación de los tres módulos  (o pestañas del menú principal) (ver pantalla de la computadora).
• Descripción general de los principales módulos y características del software simulador de Karel el Robot: Veamos los tres principales módulos (pestañas del menú principal), estos son: 1.- La opción del mundo del Robot (World para la versión en ingles), 2.- La opción programa (program para la versión en ingles), y 3.- La opción ejecutar (execute para la versión en ingles).
• Veamos primero los principales elementos y características de la opción de “mundo” o “world”  (ver pantalla de la computadora). El mundo del Robot Karel se visualiza como una ciudad vista desde un avión, es decir veremos una cuadricula de cuadrados que son las manzanas de la ciudad, la cual esta dividida horizontalmente en calles y verticalmente en avenidas, las calles y las avenidas están numeradas con valores consecutivos y secuenciales empezando desde uno (o desde cero, dependiendo de si la versión del software se instalo en ingles o en español) (ver pantalla de la computadora), explicare a continuación los cuatro elementos o componentes principales del mundo del Robot. El elemento principal es el Robot Karel, que esta representado por la flecha de color azul como lo podemos ver aquí en la pantalla ) (ver pantalla de la computadora), el Robot al estar representado como una flecha, tiene dirección y sentido, de tal manera que el Robot, en cualquier momento puede tener una de las cuatro direcciónes de orientación posibles, es decir en dirección este (east), oeste (west), sur (south) o al norte (north) (ver pantalla de la computadora). Continuando con las características de la ciudad del Robot, debemos saber que al cruce o intersección de una calle y de una avenida se le conoce como “una esquina”  (ver pantalla de la computadora). El segundo elemento que explicare se refiere a los trompos o zumbadores (beepers en ingles), los trompos o beepers son números arábigos, que podremos colocar en el cruce de una calle y una avenida, es decir en las esquinas del mundo del Robot. Un tercer elemento son las bardas, estas son líneas rectas que podremos colocar a mitad de calle (o a mitad de una cuadra), con el propósito de cerrar áreas de la ciudad del Robot, debemos saber que el Robot no puede atravesar por una barda. El cuarto elemento es la mochila (virtual) que lleva el Robot en su espalda, y es en esta mochila en donde el Robot coloca cada trompo o beeper que levanta de las esquinas de la ciudad, y también es de esta mochila de donde el Robot toma los trompos que podrá dejar en las esquinas de su mundo.
• Ahora explicare como colocar y manipular los cuatro principales elementos del mundo del Robot Karel. Empecemos por como colocar al Robot en alguna de las esquinas de su mundo, antes de iniciar una nueva tarea, es decir cuando estamos diseñando las características del mundo del Robot para una nueva tarea o ejercicio a resolver (ver pantalla de la computadora). Llevamos el apuntador del mouse (ratón) al cruce de la calle y de la avenida en donde queremos colocar la posición inicial del Robot, ahí presionamos el botón derecho del ratón, y aparece la siguiente interface (ver pantalla de la computadora), aquí seleccionamos la opción “place Karel” (coloca a Karel en español), luego seleccionamos una de las cuatro direcciones, como la dirección inicial que queremos que tenga el Robot al momento de que vaya a dar inicio la nueva tarea del Robot (ver pantalla de la computadora).
• Veamos como colocar uno o más trompos o beepers, en una esquina especifica del mundo del Robot (que es el cruce de una calle y una avenida). Llevamos el apuntador del ratón al cruce de la calle y la avenida en donde queremos colocar uno o mas trompos o beepers, ahí presionamos el botón izquierdo del ratón y aparece la siguiente interface (ver pantalla de la computadora), seleccionamos un valor del 1 al 9, el cual representara la cantidad de trompos o beepers que queremos colocar en la esquina seleccionada, si queremos colocar mas de nueve trompos escribimos el numero correspondiente de trompos, dentro de la ventana que esta en la parte central de la parte superior del mundo, en donde dice “Corner Beepers” (trompos en la esquina) (ver pantalla de la computadora).
• Vamos ahora a colocar bardas a mitad de cuadra en el mundo del Robot. Llevamos el apuntador del ratón a la mitad de cuadra de la calle y avenida en donde queremos colocar una barda, ahí presionamos el botón izquierdo del ratón, y aparecerá una barda de color negro, esta operación la podemos estar repitiendo para cerrar áreas de la ciudad, de acuerdo al diseño de una nueva tarea o ejercicio (ver pantalla de la computadora). Para borrar una barda solo colocamos el apuntador del ratón en la barda que queremos borrar, y presionamos el botón izquierdo del ratón.
• Como colocar trompos o beepers, dentro de la mochila del Robot, como parte de las características iniciales del mundo del Robot. Para esto llevo el apuntador del ratón en la ventana que esta en el lado derecho de la parte superior del mundo del Robot, en donde dice “Beepers in bag” (trompos o zumbadores en la mochila), y ahí escribimos el numero de trompos que queremos con el teclado numérico de nuestra computadora.
• Trabajemos, ahora, con el modulo o pestaña de “Program” (programa). En este modulo vamos a escribir las instrucciones que le vamos a dar al Robot Karel, las podemos escribir en lenguaje de Pascal, de Java o en Lisp, pero vamos a escribir en el lenguaje de Java. Para escribir en Java seleccionamos la opción de “java”, (ver pantalla de la computadora), para escribir un programa nuevo, presionamos el botón “new” (Nuevo), ahora estamos viendo que aparece la estructura inicial y básica de todo programa en el lenguaje de “java”. En cualquier momento podemos cambiar el tamaño de la letra, haciendo el cambio correspondiente dentro de la ventana de “size” (tamaño), en la parte superior de la derecha de este modulo (ver pantalla de la computadora). En este modulo contamos con los botones de “save” (guardar) y el de “save as” (guardar como) para estar salvando nuestro programa, cada tres o cuatro minutos, en el disco duro o en algún otro medio de almacenamiento masivo (USB) (ver pantalla de la computadora).
• Ahora voy a escribir un primer programa de prueba para explicar como lo escribo y luego como lo “compilo” y como lo salvo en mi computadora (ver pantalla de la computadora), este programa le ordenara al Robot Karel que avance (move ( )) cuatro cuadras en la misma dirección en que se encuentra en este momento.
• Para compilarlo, presiono el botón “Compile” (Compilar), para que sea revisada la “sintaxis”, es decir la forma correcta de escribir cada instrucción u orden del programa (ver pantalla de la computadora), si no me regresa ningún comentario es porque el programa esta correctamente escrito, de lo contrario me envía una descripción del error, indicando el numero de línea, y el tipo de error que va encontrando. Ahora ya estamos listos para usar el modulo del simulador del Robot, es decir el modulo o pestaña de “Execute” (Ejecutar), veamos como.
• Para probar nuestro programa usamos el modulo de “Execute” (Ejecutar), aquí presionamos el botón “Initialize” (Inicializar), y veremos del lado izquierdo nuestro programa, y del lado derecho el mundo que hemos diseñado previamente para la nueva tarea o ejercicio a resolver, ahora presionamos el botón “Run” (Correr) (ver pantalla de la computadora), en este momento estamos observando como el Robot Karel esta procesando cada orden que hemos escrito en nuestro programa.
• Ahora veamos como puedo cambiar la velocidad de ejecución del programa que esta procesando e interpretando el Robot, para esto tenemos la ventana que dice “Steps/Min” (Pasos por minuto) (ver pantalla de la computadora), ahí escribimos la cantidad de pasos por minuto que queremos que el Robot este procesando.
• Al presionar el botón “Run” (Correr), este cambiara a botón de “Pause” (Pausa), este botón lo usamos cuando queremos hacer una pausa en la ejecución del programa. También tenemos el botón “Step” para ver la ejecución del programa de instrucción en instrucción, es decir de paso en paso. También se cuenta con el botón “Unstep”, con este botón podemos hacer que el proceso de ejecución se regrese de paso en paso hacia atrás. (ver pantalla de la computadora).
• En este momento termina esta primer sesión, gracias por su atención, y que tengan un buen día.

Sesión 2: En esta sesión vamos a diseñar el mundo de Karel, para un primer ejemplo de una tarea o ejercicio a resolver. También vamos a explicar las cinco órdenes básicas de este lenguaje de programación, y explicaremos algunos ejemplos con estas órdenes o instrucciones básicas y primitivas.

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