Algoritmos y Programación en la Educación Escolar

Algoritmos y Programación Algoritmos y Programación en la Educación Escolaren la Educación Escolar

Fundación Gabriel Piedrahita U.

IX CONGRESO NACIONAL DE INFORMÁTICA EDUCATIVABarranquilla, Julio 9 al 11 de 2008

Juan Carlos López G.Editor EDUTEKA

Coordinador de Materiales EducativosFundación Gabriel Piedrahita Uribe

ALGORITMOS Y PROGRAMACIÓNEN LA EDUCACIÓN ESCOLAR

• FUNDACIÓN GABRIEL PIEDRAHITA URIBE

• Antecedentes del proyecto

• Propuesta planteada

• Experiencia INSA (Cali)

• Experiencia ICESI (Cali)

Fundación Gabriel Fundación Gabriel Piedrahita Piedrahita UribeUribe

ORIGEN

Gabriel Piedrahita Uribe (1973-95)

Establecida 1998

Cali, Colombia.

Fundación Gabriel Fundación Gabriel Piedrahita Piedrahita UribeUribe

MISIÓN

Contribuir al mejoramiento de la Educación Básica y Media en Iberoamérica mediante el uso efectivo de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC).

EDUTEKAEDUTEKA

http://www.eduteka.org

Portal en la Web de la FGPU

Ofrece materiales gratuitos a docentes, directivos escolares y formadores de maestros interesados, tanto en lograr la competencia informática (TIC) de sus estudiantes, como en enriquecer con estas los ambientes de aprendizaje de sus instituciones.

Fundación Gabriel Fundación Gabriel Piedrahita UribePiedrahita Uribe


• Fundación Gabriel Piedrahita Uribe

• ANTECEDENTES DEL PROYECTO




• Tendencia a promover la programación de computadores en la educación media.

• Muchas de las propuestas se enfocan en formación de programadores (competencias laborales específicas).

• Uso de metodologías heredadas de la educación superior.

• Se dedica mucho tiempo a enseñar el entorno y la sintaxis de lenguajes de programación profesionales (Java, C++, VB).

Antecedentes

• Por otra parte, hay consenso en la necesidad de superar la enseñanza basada en transmisión de contenidos y reemplazarla por el desarrollo de competencias (MEN).

• Se demanda implementar estrategias que contribuyan efectivamente a desarrollar las competencias planteadas como fundamentales para la educación en el Siglo XXI.

Antecedentes

• La educación actual debe desarrollar competencias como:– Creatividad e innovación– Pensamiento crítico– Solución de problemas– Comunicación y colaboración

• Estas competencias diferencian a los estudiantes preparados para desempeñarse en los ambientes de vida y de trabajo del Siglo XXI, cada vez más complejos, de aquellos que no lo están.

Fuente: Fuente: http://www.21stcenturyskills.org/http://www.21stcenturyskills.org/

Antecedentes

Antecedentes

• Desde el año 2000 se utiliza en INSA, como introducción a las TIC, el software MicroMundos (http://www.insa-col.org/).

• A partir del año lectivo 2005-2006, se amplió el objetivo y se empezaron a utilizar las funcionalidades de programación que ofrece MicroMundos (procedimientos).

• Con esta decisión se evidenció la falta de libros o manuales de programación para Básica y Media, enfocados en desarrollar en los estudiantes pensamiento algorítmico y habilidades para solucionar problemas.

Antecedentes

• Como muchas Instituciones Educativas no cuentan con recursos económicos para comprar MicroMundos, surge la necesidad de una herramienta alternativa que contribuya al desarrollo de las competencias expuestas.

• Se requiere pues una herramienta de programación gratuita, que pueda instalarse en computadores con bajas especificaciones.




• PROPUESTA PLANTEADA



Propuesta

• Atender recomendaciones educativas actuales:– Enseñar habilidades para el Siglo XXI en el

contexto de las asignaturas curriculares básicas– Ofrecer oportunidades para aplicar dichas

competencias, de manera transversal, en los contenidos de las áreas

– Promover enfoques basados en indagación, solución de problemas y destrezas intelectuales de orden superior

– Facilitar métodos de aprendizaje innovadores que integren el uso efectivo de las TIC

Fuente: Fuente: http://www.21stcenturyskills.org/http://www.21stcenturyskills.org/

• La programación de computadores posibilita activar una amplia variedad de estilos de aprendizaje;

• Autores como Arthur Luehrmann y Seymour Papert resaltan que tratar de enseñarle al computador mejora procesos cognitivos y ayuda a desarrollar habilidades de solución de problemas.

• La programación ayuda a desarrollar el pensamiento algorítmico y compromete a los estudiantes en la consideración de varios aspectos importantes en la solución de problemas.

Propuesta

• Un curso de Algoritmos y Programación bien diseñado puede contribuir efectivamente en el desarrollo del Pensamiento Algorítmico de los estudiantes.

• Este pensamiento incluye elementos como: descomposición funcional, repetición (iteración y/o recursión), organización de datos (registro, campo, arreglo, lista, etc), generalización y parametrización, diseño por descomposición de un problema en partes más pequeñas y manejables (top-down) y refinamiento (NRC, 2004).

Propuesta

• Para mantener a los estudiantes motivados y comprometidos, se propone el diseño de proyectos de clase interesantes cuyas tareas y retos tengan una complejidad progresiva;

• Proyectos en los que cada reto nuevo parta de la construcción anterior.

• Los procedimientos constituyen un tipo particular de tarea que busca solucionar problemas específicos, que al desarrollarlos, ponen en juego el pensamiento algorítmico.

Propuesta

Propuesta

• Enfocar la enseñanza de Algoritmos y Programación en el desarrollo de:

– competencia para solucionar problemas.– habilidades de pensamiento algorítmico.

• Integrar la Programación con el área de Matemáticas

• Utilizar dos herramientas basadas en Logo con el objeto tanto de ayudar a desarrollar el pensamiento algorítmico de los estudiantes, como de darles la oportunidad para atender aspectos importantes de la solución de problemas.

• Scratch (http://scratch.mit.edu) desarrollada por el grupo “Lifelong Kindergarten” del Laboratorio de Medios del MIT;

• MicroMundos (http://www.micromundos.com), desarrollada por la compañía canadiense LCSI.

Propuesta





• EXPERIENCIA INSA (CALI)


Experiencia INSA

• Desde el año 2005 se lleva a cabo un curso de Algoritmos y Programación con estudiantes de grado 5° en el Instituto Nuestra Señora de la Asunción (INSA).

• Hemos realizado ajustes a la metodología del curso para mejorar la forma de secuenciar los contenidos.

• Parte de la metodología consistió en llegar a acuerdos con los docentes de matemáticas para trabajar en actividades de solución de problemas en esta área.

Experiencia INSA

Instituto Nuestra Señora de la Asunción (INSA) http://www.insa-col.org/

• El curso utiliza una estructura helicoidal en la que los distintos temas se retoman en distintas oportunidades a lo largo del proceso de aprendizaje.

• Esto permite que los estudiantes, progresivamente, comprendan e interioricen los contenidos y desarrollen las habilidades propuestas.

Experiencia INSA


• En INSA, con estudiantes de Grado 5°, se encontró lo siguiente:– Se puso a prueba la comprensión real de los

conceptos matemáticos involucrados en las soluciones de los problemas.

– Se mejoró la interpretación de problemas.

– Las soluciones se acompañaron con el planteamiento del problema, el análisis de los requerimientos y la identificación de los datos disponibles.

– Cuando se enfrentarón a problemas matemáticos identificaron fácilmente ¿qué hacer?

Experiencia INSA


• En INSA, con estudiantes de Grado 5°, se encontró lo siguiente:– Se les facilitó elaborar procedimientos

secuenciales ó paso a paso para algunos conceptos matemáticos.

– Se mejoró la justificación matemática de procedimientos (al desarrollarlos paso a paso)

– Se evidenció mayor interes por explorar, conocer y utilizar el computador para resolver problemas matemáticos.

– Se mejoró la comprensión de conceptos como variable, constante, operador y expresión.

Experiencia INSA


• Lecciones aprendidas:+ Es importante que los docentes de área que van

a integrar programación en sus asignaturas, conozcan la herramienta que se va a usar (MM, Scratch, MSWlogo, etc).

+ Esto permite a los docentes conocer las posibilidades del entorno de programación para diseñar mejor las actividades de los estudiantes.

+ Se deben realizar actividades de aprestamiento en los grados inferiores.

Experiencia INSA


• Lecciones aprendidas:+ Al tratar de solucionar dificultades de sintaxis

sencillas, los estudiantes tienden a deshacer lo que está bien (depuración).

+ La programación es deslumbrante y puede tener muchos enfoques. Esta propuesta busca mantener el rumbo del desarrollo de habilidades.

+ Se deben definir muy bien los objetivos a alcanzar y concentrarse en ellos.

Experiencia INSA


• Resultado de la experiencia en INSA, es la elaboración de dos materiales:

http://www.eduteka.org/AlgoritmosProgramacion.phphttp://www.eduteka.org/AlgoritmosProgramacion.php

Guía Docente

Cuaderno Trabajo

EstudiantesEjemplos

MicroMundos

May-07 34.771 19.245 2.332 Jun-07 17.323 9.031 988 Jul-07 14.324 7.965 963

Ago-07 12.165 7.120 577 Sep-07 17.439 8.676 767 Oct-07 14.699 7.687 602 Nov-07 8.767 4.500 127 Dic-07 4.905 2.403 235

Ene-08 8.104 3.831 490 Feb-08 12.409 6.607 255 Mar-08 10.122 4.730 343 Abr-08 13.313 7.086 335

May-08 9.792 5.882 275 Jun-08 8.781 5.137 335

TOTAL 186.914 99.900 8.624

DESCARGAS EN FORMATO PDF

Experiencia INSA

Pasos para resolver

problemas matemáticos (Polya).

Ciclo de programación.

Uso de metodologías para Solucionar Problemas

Experiencia INSA

Guía para Docentes – Unidad 1

• Énfasis en análizar problemas:

Etapas de la fase de análisis de problemas


• Precisar los resultados esperados – El estudiante debe preguntarse:

• ¿Qué información me solicitan?• ¿Qué formato debe tener esta información?


• Identificar datos disponibles – El estudiante debe preguntarse:

•¿Qué información es importante? •¿Qué información no es relevante?•¿Cuáles son los datos de entrada?

(conocidos)•¿Cuál es la incógnita?•¿Qué información me falta para resolver

el problema? (datos desconocidos)•¿Puedo agrupar los datos en categorías?


• Determinar las restricciones – El estudiante debe preguntarse:

•¿Qué condiciones me plantea el problema?

•¿Qué está prohibido hacer y/o utilizar?•¿Qué está permitido hacer y/o utilizar?•¿Cuáles datos puedo considerar fijos

(constantes) para simplificar el problema? •¿Cuáles datos son variables?•¿Cuáles datos debo calcular?•¿Tengo los conocimientos para solucionar

el problema planteado?


• Establecer procesos (operaciones) – El estudiante debe preguntarse:

•¿Qué procesos necesito? •¿Qué fórmulas debo emplear?•¿Cómo afectan las condiciones a los

procesos?•¿Qué debo hacer? •¿Cuál es el orden de lo que debo hacer?


• Conceptos básicos para diseñar algoritmos:– ¿Qué es un algoritmo?– Formas comunes de representarlos

(seudocódigo y diagrama de flujo)– Conceptos básicos de programación (variable,

constante, identificador, palabra reservada, contador, acumulador, tipos de datos, operadores y expresiones).


• Diseñar y traduccir algoritmos:– Fundamentos de programación en el área de

procedimientos.– Establecer interactividad con el “usuario” del

procedimiento– Abordar las tres estructuras de control básicas:

• secuencial, • iterativa (repetición) y • condicional (decisión, selección).


• Depurar procedimientos:– Dificultad para elaborar procedimientos perfectos

en los primeros intentos.– La dificultad aumenta a medida que los

problemas se vuelven más complejos.– Los resultados se deben probar y validar

(revisión).– El proceso promueve valores como

responsabilidad, fortaleza, laboriosidad, paciencia y perseverancia.


• Incluye ejemplos y actividades diseñados para que los estudiantes aprendan a: – analizar un problema, – descomponerlo en partes, – ordenar lógicamente esas partes, – diseñar un algoritmo que represente una

solución del problema, – traducir el algoritmo a MicroMundos / Scratch y, – verificar la respuesta.

Cuaderno de Trabajo (Estudiantes)





• Experiencia INSA

• EXPERIENCIA ICESI (CALI)

• Preocupación por la falta de interés que los estudiantes de grado 11 demuestran hacía las ingenierías

• Esta situación parece obedecer a la mala formación escolar en Ciencias y Matemáticas.

• Deficiencia esta que se evidenció claramente en la última prueba Pisa (2006), en la cual Colombia ocupó el puesto 53 entre 57 países (OCDE, 2008).

• La enseñanza de Informática, muchas veces no motiva a los estudiantes a contemplar las Ingenierías como opción de vida profesional.

Experiencia ICESI

• Se buscó una herramienta de programación, preferiblemente basada en Logo, atractiva para niños y jóvenes, estable en su funcionamiento, fácil de aprender y gratuita, para que el costo no fuera obstáculo en su implementación.

• Se ensayaron Alice y KPL.• Se tomó la decisión de utilizar Scratch

(http://scratch.mit.edu), por encontrarla realmente valiosa para los ambientes escolares.

Experiencia ICESI

• Elegida Scratch como herramienta para iniciar programación en educación escolar, se comenzó un proyecto de grado para desarrollar una serie de materiales tanto para que los docentes aprendan a utilizarla, como a trabajarla con estudiantes.

• Los materiales mencionados comprenden instructivos ilustrados para cada lección (en formato PDF) y videos que muestran cómo elaborar, en 8 lecciones, un juego básico de Super Mario.

Experiencia ICESI

• Se convocaron 11 docentes de Informática de tres instituciones educativas de Cali (INSA, Comfandi y Corporación Educativa Popular) para validar estos materiales.

• La validación consistió en realizar paso a paso las instrucciones propuestas en los guiones de cada una de las lecciones (8 en total) y en hacer las observaciones del caso.

Experiencia ICESI

GRACIAS

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