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• javier medrano delgado

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Manual de apoyo al profesor

Pensamiento computacional Contenido didáctico creado y desarrollado por Netex para Fundación

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Pensamiento computacional

Índice 1.

Presentación

3

2.

Justificación de la unidad

4

3.

Objetivos

4

4.

Contenidos

5

5.

Competencias que pretende desarrollar

5

6.

Requisitos previos

6

7.

Secuencia de aprendizaje

7 - 16

8.

Conceptos clave de la unidad

17

9.

Programación didáctica

18

10. Unidades relacionadas

19

11. Bibliografía recomendada

19

2

Pensamiento computacional

1.

Presentación La presente guía constituye una herramienta de apoyo, donde encontrarás los siguientes apartados: Justificación de la unidad: se basa en una introducción a la unidad didáctica explicando qué vas a trabajar,

cómo lo harás y por qué es relevante abordar este contenido. Objetivos: se presentan los objetivos didácticos que te proponemos alcanzar y que los estudiantes deben conseguir tras finalizar la unidad. Contenidos: constituyen los elementos que el estudiante trabajará, tanto en las actividades multimedia como en las actividades de aula para conseguir los objetivos de aprendizaje propuestos. Competencias: hace referencia a aquellas habilidades, conocimientos y actitudes que los estudiantes desarrollarán durante la unidad. Requisitos previos: te indicamos los requisitos previos que el estudiante deberá conocer para alcanzar los objetivos de aprendizaje de la unidad.

Secuencia de aprendizaje: te proponemos varias actividades que ayudan a los estudiantes a reforzar y afianzar los conocimientos tecnológicos tratados en la unidad didáctica. Las actividades están estructuradas de la siguiente forma: ● Actividades de introducción: una serie de actividades destinadas a motivar al estudiante antes de empezar a profundizar en el contenido. ● Actividades de desarrollo: propuestas de ejercicios y/o dinámicas que podrás llevar a cabo durante la unidad didáctica, para reforzar y ampliar los contenidos. ● Actividades de conclusión: actividades transversales para repasar y reflexionar, que refuerzan y consolidan los contenidos trabajados en la unidad. ● Criterios de evaluación: actividad evaluativa multimedia. Además de esta evaluación, también te proponemos un conjunto de ítems de evaluación cualitativa, con el objetivo de que puedas valorar la adquisición de los objetivos de aprendizaje. Conceptos clave de la unidad: hacen referencia a los conceptos básicos y esenciales de la unidad. Programación didáctica: recurso esencial para visualizar y planificar las unidades, según consideres. Esta secuencia tiene en cuenta los contenidos que componen la unidad, las actividades vinculadas a los diferentes contenidos y el tiempo aproximado que tomaría desarrollar los contenidos y las actividades. 3

Pensamiento computacional

Unidades relacionadas: serán aquellas unidades que tengan relación entre ellas por el contenido que trabajan.

2.

Justificación de la unidad La finalidad principal de esta unidad es desarrollar habilidades mentales para la solución de problemas de

manera fácil, rápida y eficaz, simulando la forma en que “piensan” las computadoras. El tipo de vida en la actualidad requiere que las personas, sin importar su condición social o académica, sean capaces de resolver problemas complejos. Asimismo, la última década se ha caracterizado por mostrarnos un mundo en constante cambio que nos exige adaptarnos y mostrar una actitud práctica y eficiente para sobrevivir, por lo cual, desarrollar un pensamiento computacional se ha vuelto una necesidad. La unidad se estructura a partir de la exposición de diferentes términos usados en informática. En un principio parecen conceptos complicados y ajenos a nuestra cotidianidad, sin embargo se explica cada uno de ellos utilizando palabras simples y ejemplos comunes que facilitan la comprensión. La comprensión analítica, la solución recursiva y la evaluación sistemática son algunas de las habilidades que los estudiantes desarrollarán a lo largo de esta unidad y, al finalizarla, serán capaces de aplicarlas tanto a la programación computacional como a los problemas de la vida cotidiana.

3.

Objetivos Los objetivos de aprendizaje que se persiguen con esta unidad didáctica son: •

Resolver problemas cotidianos aplicando el pensamiento computacional.

•

Aprender a descomponer una tarea en otras más pequeñas.

•

Encontrar patrones en los problemas para buscar soluciones comunes.

•

Ver cómo se hacen los algoritmos que resuelven problemas y cómo se evalúan.

•

Descubrir cómo detectar los errores.

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Pensamiento computacional

4.

Contenidos •

Introducción: pensamiento computacional

•

Algoritmos

•

Pensamiento computacional

•

Evaluación y revisión de algoritmos

•

Descomposición

•

Detección de errores

•

Patrones

•

Resumen: pensamiento computacional

•

Abstracción

•

Evaluación: pensamiento computacional

5. Competencias COMPETENCIAS TRANSVERSALES UNESCO • Pensamiento crítico • Adaptabilidad • Resolución de problemas • Capacidad de cooperación

COMPETENCIAS DESECO, OCDE Categoría 1: usar las herramientas de forma interactiva • La habilidad para usar el lenguaje, los símbolos y el texto de forma interactiva • Capacidad de usar este conocimiento e información de manera interactiva • La habilidad de usar la tecnología de forma interactiva

COMPETENCIAS DEL SIGLO XXI, ACTS21 Herramientas para trabajar •

Apropiación de las tecnologías digitales

•

Manejo de la información

•

Maneras de trabajar

•

Comunicación

•

Colaboración 5

Pensamiento computacional

6. Requisitos previos Para una correcta comprensión de los contenidos de la unidad y el logro de los objetivos de la misma, es conveniente que los alumnos: •

Dispongan de capacidad de análisis de pequeños problemas y sean capaces de darles una solución.

•

Tengan conocimientos suficientes de matemáticas para poder resolver un sudoku operaciones sencillas de suma y resta.

Los contenidos están dirigidos a alumnado de edades comprendidas entre 8 y 12 años. A pesar de que el pensamiento computacional tiene aplicaciones offline, es recomendable que los estudiantes tengan experiencia usando computadoras, por ejemplo programas de ofimática a nivel de usuario y/o videojuegos.

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Pensamiento computacional

7.

Secuencia de aprendizaje Introducción: el pensamiento computacional

Este video pretende atraer y motivar al alumnado, a la vez que presentar el pensamiento computacional.

Calentando motores. ¿Sabes cómo piensan las computadoras?

Descripción Es fundamental suscitar el interés por la materia que se va a abordar, se pretende que la introducción a cada contenido se vuelva una invitación a la reflexión y a la participación de todos los estudiantes. Para ello se pueden formular preguntas abiertas al grupo con estos objetivos: ● Detectar los conocimientos previos sobre la temática: ¿Sabes cómo piensan las computadoras?

¿Qué diferencia hay entre el pensamiento de las computadoras y el de las personas? ● Conexión de los conocimientos con el entorno: ¿Has notado que una computadora puede hacer diferentes cosas con tan solo un clic? ● Interdisciplinariedad y conexión con otras materias: ¿Se imaginan cómo trabajaban las personas antes de que existieran las computadoras? ¿Alguna vez han escuchado hablar del código binario? Duración 10 minutos. Materiales Lista de preguntas relativas a la unidad.

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Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Pensamiento computacional

A través de este recurso los estudiantes conocerán lo que entendemos por pensamiento computacional. Los alumnos se familiarizarán con esta clase de pensamiento a través de varias actividades interactivas.

Actividad en el aula. Me gustan los sudokus

Desarrollo El sudoku es un juego famoso porque, a pesar de su simpleza, permite practicar el pensamiento lógico. En el

recurso digital se incluye un sudoku interactivo, pero esta actividad puede requerir apoyo adicional y acompañamiento a los estudiantes que muestren dificultades. Se pueden utilizar hojas en las que se dibujen cuadrículas vacías para ir creando y completando un sudoku paso a paso, para que los estudiantes entiendan la lógica del mismo.

Al mismo tiempo, para aquellos estudiantes que requieran mayores desafíos, pueden ingresar en el siguiente enlace para obtener nuevos puzles: https://goo.gl/FGE7Ph

Duración 20 minutos. Material Papel y lápices de colores para la creación de nuevos sudokus. Conexión a Internet en el caso de trabajar nuevos sudokus online.

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Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Descomposición

En este recurso los alumnos descubrirán que descomponer una tarea en otras mucho más pequeñas nos facilita la resolución de problemas. Verán su aplicación cotidiana y los dos pasos clave para descomponer cualquier tarea.

Actividad de aula en grupo. Programados para bailar

Desarrollo

El objetivo de este juego es usar la descomposición para aprender una coreografía de baile. El docente (o los propios alumnos, para reforzar la integración en su entorno) sugerirán una coreografía sencilla. Los estudiantes (individualmente o en grupos) deberán descomponerla en una serie de pasos. Luego el docente pedirá a un alumno o grupo los pasos que han desarrollado (usando solo palabras, sin gestos) y los interpretará. En el caso de contar con conexión a Internet, se pueden aprovechar estos enlaces con coreografías sencillas para que los alumnos las descompongan: https://goo.gl/hDX916

/

https://goo.gl/VqPd5i

La actividad puede completarse con un debate sobre la descomposición que puede articularse alrededor de las siguientes preguntas: •

¿Qué tenía de fácil/difícil ser el instructor de la coreografía?

•

¿Qué tenía de fácil/difícil ser el instruido?

•

¿Qué tenía de fácil/difícil ser el observador?

•

¿Cómo se relaciona esta actividad con la descomposición?

Duración 25 minutos. Material

Conexión a Internet en el caso de utilizar los videos con coreografías.

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Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Patrones

A lo largo de este recurso los alumnos serán capaces de identificar patrones y entender por qué son importantes en el pensamiento computacional. A través de las actividades interactivas tendrán la oportunidad de reconocer los patrones en secuencias numéricas.

Actividad de aula en grupos. Creando mis patrones

Desarrollo Trabajando en pequeños grupos, los estudiantes crean sus propias secuencias de números, estableciendo patrones entre ellos. El docente puede hacer más sencilla la tarea sugiriendo que la secuencia sea de 5 números o estableciendo algunas reglas. Por ejemplo, “2-4-6-8-10” es una secuencia de 5 números que tiene el patrón de sumar 2. Los equipos de estudiantes pueden intercambiarse sus trabajos para resolver las secuencias. Al finalizar pueden exponerse algunos ejemplos al conjunto del curso, para descubrir los patrones entre los números. Finalmente se conduce una discusión grupal acerca de la utilidad de descubrir patrones para la resolución de problemas, lo que nos permite ahorrar recursos, usando las mismas soluciones que encontramos para más de una dificultad. Se puede cerrar la discusión diciendo para qué puede ser útil en nuestro día a día descubrir un patrón. Duración 20 minutos. Material Hojas de papel y lápices.

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Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Abstracción

Recurso digital: a través de este recurso interactivo los estudiantes conocerán el concepto de abstracción y aprenderán a aplicarlo para resolver problemas. El apartado utiliza elementos de la vida cotidiana, como pentagramas, mapas o resúmenes. Sería positivo que en el salón de clase los ejemplos también se adaptasen lo mejor posible a la comunidad educativa.

Actividad de aula en grupo. Adivina qué es.

Desarrollo El profesor escoge dos estudiantes para participar en un ejemplo del juego. Uno recibe una tarjeta con un objeto, animal o personaje, y debe dibujarlo o moldearlo en plastilina; su compañero debe adivinarlo. El profesor conduce una discusión que lleve a entender cómo pudo el adivinador saber cuál era el objeto modelado. La discusión se centra en que el alumno modelador tuvo que seleccionar qué era lo más importante del objeto y qué debía ser ignorado, lo que ayudó al adivinador a saber qué era. A continuación se extiende el juego a toda la clase. Se puede usar la siguiente tabla como modelo: Objeto

Qué debo incluir

Conejo

Orejas largas, cola corta peluda, nariz y bigotes, zanahoria.

Qué debo ignorar Tamaño, color, pelaje, ojos.

Un jugador saca una tarjeta y modela o dibuja el objeto y los otros deben adivinarlo. Colaborativamente deben trabajar en qué cosas fueron incluidas y cuáles ignoradas, y cómo podría haberse hecho mejor. Los estudiantes deben cambiar de rol durante el desarrollo de la actividad y el docente debe asegurarse de que los estudiantes estén pensando cuidadosamente qué incluir y qué ignorar. Duración 25 minutos. Material Plastilina y/o tarjetas “Adivina qué es”. Conceptos que se pueden usar siguiendo el modelo de la tabla: •

Fáciles: gato, elefante, zapatos, casa, sol, río, volcán, escuela, galletas, flores, boca.

•

Difíciles: astronauta, saltar, hospital, China, rey, huevo frito, libro, feriado, electricidad, música. 11

Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Algoritmos

En este recurso los estudiantes aprenderán qué son los algoritmos y descubrirán que la vida diaria está llena de ellos. Además, aprenderán la importancia de mejorar los algoritmos comparándolos de acuerdo a su economía y eficiencia.

Actividad de aula. Algoritmos para la vida cotidiana

Desarrollo El profesor propone a los estudiantes escribir las “instrucciones para venir a clases”. En ellas describir en 25 pasos el proceso que va desde que abren los ojos hasta que entran en el aula. Posteriormente comparten respuestas en parejas y analizan la efectividad del algoritmo. En el debate se analizarán la capacidad del algoritmo para resolver el problema y se discutirá si se puede hacer más extenso o más breve. En el aula se pueden probar distintos desafíos para crear algoritmos. Por ejemplo: “crea un algoritmo para respirar” o “para preparar una receta de cocina”. En este último sería muy interesante y motivador para los alumnos poder escribir la receta de un platillo de cocina, siguiendo una receta y comparándola con un algoritmo. Duración 25 minutos. Material Hojas de papel y lápiz.

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Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Evaluación y revisión de algoritmos

Este recurso incide en la necesidad de evaluar los algoritmos para detectar y corregir errores. El objetivo es incorporar la evaluación como parte del proceso de creación de soluciones a problemáticas complejas.

Actividad de aula individual. Evaluando algoritmos

Desarrollo

Recomendamos reforzar la práctica de los mismos siguiendo la línea del apartado anterior. En este caso nos centraremos en la necesidad de evaluar los algoritmos y ara ello sugerimos trabajar en pequeños grupos sobre problemas de la vida cotidiana, diagramándolos en cartulinas para someterlos a la evaluación de la clase. Conviene que los alumnos creen sus diagramas a partir de sus propias experiencias vitales: el mantenimiento del huerto escolar, la solución de algún problema de la comunidad, la reparación de algún juguete o elemento de uso habitual por los estudiantes… Una vez diagramados, los trabajos pueden exponerse y entre todos aplicar las técnicas de análisis de las soluciones, proyectándose su implementación y sugiriendo mejoras en la eficiencia y economía. En este proceso podemos utilizar las siguientes preguntas-guía: ¿La solución cumple su propósito? ¿Es eficiente? ¿Es la mejor solución posible? Duración 20 minutos. Material Cartulinas y/u hojas de papel y lápices. 13

Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Detección de errores

En este caso contamos con un video para introducir el concepto de bug y debugging desde una perspectiva ajustada a la edad de los estudiantes. Analizaremos la importancia de la depuración de errores con un ejemplo impactante, el fracaso del orbitador climático de Marte, que nos servirá para incidir en la importancia de la comunicación cuando se trabaja en equipo. Esta actividad la puedes completar con el siguiente “espectáculo de magia” que imita la forma en la que las computadoras averiguan si se ha

producido un error en el almacenamiento de datos. Esto ayudará a los alumnos a entender la utilidad del pensamiento computacional.

Actividad de aula en grupo. El truco de la paridad

Desarrollo Este es un juego para toda la clase, en el que necesitaremos un montón de tarjetas idénticas coloreadas por solo una cara. Un alumno colocará las tarjetas en un cuadrado de 5x5, con una mezcla aleatoria de las caras. El docente añadirá una nueva columna y otra fila, con la disculpa de “hacer el juego más difícil”,

cuidándose de que en cada fila y columna quede un número par de tarjetas. Ejemplos: Un cuadro aleatorio del alumno

/

El mismo cuadro completado por el docente

El profesor se tapará los ojos y pedirá a un estudiante que dé la vuelta a una sola carta. La fila y la columna que contienen la carta cambiada tendrán ahora un número impar de caras coloreadas, lo que identificará la tarjeta cambiada. A continuación se podrá enseñar el truco a los alumnos y organizar turnos para que jueguen entre ellos. En el siguiente enlace el docente encontrará una completa descripción de este truco y un video de su

divertida aplicación en el aula: https://goo.gl/PYVeBN Duración 20 minutos. Material Tarjetas de papel o cartulina coloreadas (sería ideal poder trabajar con tarjetas imantadas). 14

Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Resumen: pensamiento computacional

Actividad de refuerzo. Un mapa conceptual

Desarrollo El objetivo de esta actividad es el de reforzar los conocimientos adquiridos y que adquieran técnicas de estudio para esquematizar los contenidos y resumirlos. El profesor puede proponer a los alumnos que amplíen este esquema con otros datos, anécdotas e impresiones con las que se hayan quedado a lo largo de la unidad, de manera que les ayuden a fijar las ideas aprendidas. Duración 20 minutos.

Material Lápiz y papel.

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Pensamiento computacional 7. Secuencia de aprendizaje Evaluación: pensamiento computacional

Al finalizar la unidad, es importante recuperar los contenidos abordados, reforzar los temas y hacer una medición del aprendizaje individual. Para ello se proponen una serie de preguntas. Las respuestas correctas son las siguientes: 1.

¿Por qué es importante evaluar? Respuesta: Para asegurarnos de que la solución es la más adecuada y eficaz.

2.

¿Qué es un bucle? Respuesta: Un proceso que la computadora repite.

3.

La descomposición consiste en… Respuesta: Dividir una secuencia de acciones en sus pasos.

4.

Los patrones facilitan… Respuesta: La descripción de todos los integrantes de una categoría.

5.

¿Qué es un algoritmo? Respuesta: Una lista de pasos para lograr una tarea.

6.

¡Elige el número correcto para continuar esta serie: 1, 4, 10, __. Respuesta: 22, es decir: (x+1)*2

7.

La abstracción…

Respuesta: Simplifica las cosas. 8.

Lee estas afirmaciones y señala si son ciertas o no: Respuestas: Las instrucciones de una receta de cocina son un bucle. Falso / Las

instrucciones de una receta de cocina son un algoritmo. Verdadero / Existen algoritmos para la elaboración de rutas. Verdadero. 9.

Completa la frase para formar la definición correcta. Respuesta: La evaluación es el proceso que permite asegurar que nuestra solución funciona.

10. Los errores en los algoritmos se llaman…

Respuesta: Bugs.

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8. Conceptos clave de la unidad Abstracción •

Proceso que consiste en aislar un elemento de su contexto o del resto de los elementos que lo acompañan.

Algoritmo •

Es un conjunto ordenado y delimitado de operaciones que permite hallar la solución de un problema.

Bucle •

Es lo que hacen las computadoras para repetir automáticamente determinados pasos, ahorrándonos tiempo.

Bug •

Es un término en inglés, cuya traducción literal es “bicho”, aunque en el mundo de la informática se refiere a los errores en un algoritmo.

Debugging •

Proceso de identificar y corregir errores de programación.

Descomposición •

Proceso de identificar y corregir errores de programación.

Detección de errores •

Importante práctica para el mantenimiento e integridad de los datos a través de diferentes procedimientos y dispositivos.

Evaluación •

En el caso de los algoritmos, se refiere al proceso para asegurarnos de que la solución cumple su

propósito y de cómo podemos mejorarla antes de usarla. Ofimática •

Conjunto de técnicas, aplicaciones y herramientas informáticas que se utilizan en funciones de oficina para optimizar, automatizar y mejorar tanto tareas como procedimientos.

Patrón •

Son las similitudes o características comunes en un pequeño problema o situación. Al definir patrones, podemos usar la misma solución en problemas distintos.

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9. Programación didáctica Es importante que el docente revise y adapte su secuencia de aprendizaje respecto a su propia planeación y a las necesidades de los estudiantes. Presentamos un ejemplo de propuesta temporal. Contenido Introducción

Pensamiento computacional

Descomposición

Patrones

Abstracción

Algoritmos

Evaluación y revisión de algoritmos

Detección de errores

Resumen

Evaluación

Actividad

Tiempo

Recurso digital

15’

Actividad de aula. Calentando motores. ¿Sabes cómo piensan las computadoras?

15’

Recurso digital

20’

Actividad de aula. Me gustan los sudokus

20’

Recurso digital

20’

Actividad de aula. Programados para bailar

25’

Recurso digital

20’

Actividad de aula. Creando mis patrones

20’

Recurso digital

20’

Actividad de aula. Adivina qué es

25’

Recurso digital

20’

Actividad de aula. Algoritmos para la vida cotidiana

25’

Recurso digital

20’

Actividad de aula. Evaluando algoritmos

20’

Recurso digital

20’

Actividad de aula. El truco de la paridad

20’

Recurso digital

10’

Actividad de aula de refuerzo. Un mapa conceptual

20’

Actividades interactivas evaluativas

10’

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Pensamiento computacional

10. Unidades relacionadas Esta unidad se relaciona con :

11.

•

Aproximación a la programación.

•

Introducción a la programación por bloques (Scratch).

•

Programación avanzada con Scratch.

Bibliografía recomendada Recurso

URL

Barefoot Computing. Computational Thinking

https://goo.gl/ebvgyG

Pensamiento computacional a través de la programación: paradigma de aprendizaje

https://goo.gl/vTsaoq

Creative Computing

https://goo.gl/cQuCAF

Computer Science Field Guide

https://goo.gl/sXB9ga

Bitesize on Computational Thinking

https://goo.gl/dH9UVJ

Código QR

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