Fundación Gabriel Piedrahita U.
Algoritmos y Programación
en la Educación Escolar
Juan Carlos López G.
Editor EDUTEKA
Coordinador de Materiales Educativos
Fundación Gabriel Piedrahita Uribe
IX CONGRESO NACIONAL DE INFORMÁTICA EDUCATIVA
Barranquilla, Julio 9 al 11 de 2008
ALGORITMOS Y PROGRAMACIÓN
EN LA EDUCACIÓN ESCOLAR
• FUNDACIÓN GABRIEL PIEDRAHITA
URIBE
• Antecedentes del proyecto
• Propuesta planteada
• Experiencia INSA (Cali)
• Experiencia ICESI (Cali)
Fundación Gabriel Piedrahita Uribe
ORIGEN
 Gabriel Piedrahita Uribe (1973-95)
 Establecida 1998
 Cali, Colombia.
Fundación Gabriel Piedrahita Uribe
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).
Fundación Gabriel Piedrahita Uribe
EDUTEKA
 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.
ALGORITMOS Y PROGRAMACIÓN
EN LA EDUCACIÓN ESCOLAR
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Fundación Gabriel Piedrahita Uribe
ANTECEDENTES DEL PROYECTO
Propuesta planteada
Experiencia INSA (Cali)
Experiencia ICESI (Cali)
Antecedentes
• 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: http://www.21stcenturyskills.org/
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.
ALGORITMOS Y PROGRAMACIÓN
EN LA EDUCACIÓN ESCOLAR
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Fundación Gabriel Piedrahita Uribe
Antecedentes del proyecto
PROPUESTA PLANTEADA
Experiencia INSA (Cali)
Experiencia ICESI (Cali)
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: http://www.21stcenturyskills.org/
Propuesta
• 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
• 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
Propuesta
• 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.
ALGORITMOS Y PROGRAMACIÓN
EN LA EDUCACIÓN ESCOLAR
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Fundación Gabriel Piedrahita Uribe
Antecedentes del proyecto
Propuesta planteada
EXPERIENCIA INSA (CALI)
Experiencia ICESI (Cali)
Experiencia INSA
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.
Instituto Nuestra Señora de la Asunción (INSA) http://www.insa-col.org/
Experiencia INSA
• 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.
Instituto Nuestra Señora de la Asunción (INSA) http://www.insa-col.org/
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?
Instituto Nuestra Señora de la Asunción (INSA) http://www.insa-col.org/
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
Instituto Nuestra
Señora deconstante,
la Asunción (INSA) operador
http://www.insa-col.org/
variable,
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.
Instituto Nuestra Señora de la Asunción (INSA) http://www.insa-col.org/
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.
Instituto Nuestra Señora de la Asunción (INSA) http://www.insa-col.org/
Experiencia INSA
• Resultado de la experiencia en INSA, es la
elaboración de dos materiales:
DESCARGAS EN FORMATO PDF
Guía Docente
May-07
Jun-07
Jul-07
Ago-07
Sep-07
Oct-07
Nov-07
Dic-07
Ene-08
Feb-08
Mar-08
Abr-08
May-08
Jun-08
TOTAL
Cuaderno
Trabajo
Estudiantes
Ejemplos
MicroMundos
34.771
17.323
14.324
12.165
17.439
14.699
8.767
4.905
8.104
12.409
10.122
13.313
9.792
8.781
19.245
9.031
7.965
7.120
8.676
7.687
4.500
2.403
3.831
6.607
4.730
7.086
5.882
5.137
2.332
988
963
577
767
602
127
235
490
255
343
335
275
335
186.914
99.900
8.624
http://www.eduteka.org/AlgoritmosProgramacion.php
Experiencia INSA
Uso de metodologías para Solucionar Problemas
Pasos para resolver
problemas matemáticos (Polya).
Ciclo de programación.
Guía para Docentes – Unidad 1
Guía para Docentes – Unidad 1
• Énfasis en análizar problemas:
Etapas de la fase de análisis de problemas
Guía para Docentes – Unidad 1
• Precisar los resultados esperados
– El estudiante debe preguntarse:
• ¿Qué información me solicitan?
• ¿Qué formato debe tener esta información?
Guía para Docentes – Unidad 1
• 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?
Guía para Docentes – Unidad 1
• 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?
Guía para Docentes – Unidad 1
• 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?
Guía para Docentes – Unidad 2
Guía para Docentes – Unidad 2
• 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).
Guía para Docentes – Unidad 3
Guía para Docentes – Unidad 3
• 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).
Guía para Docentes – Unidad 4
Guía para Docentes – Unidad 4
• 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.
Cuaderno de Trabajo (Estudiantes)
• 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.
ALGORITMOS Y PROGRAMACIÓN
EN LA EDUCACIÓN ESCOLAR
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Fundación Gabriel Piedrahita Uribe
Antecedentes del proyecto
Propuesta planteada
Experiencia INSA
EXPERIENCIA ICESI (CALI)
Experiencia ICESI
• 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.
GRACIAS
http://www.eduteka.org/Ribie2008.php
[email protected]