Modelo CSTA para el Pensamiento Computacional

En el Congreso European SchoolNet (2014) se ratificó la tendencia universal, entre otras, de incorporar el pensamiento computacional en el currículum escolar oficial. Se trataría de formar ciudadanos que pasen de ser simples consumidores de tecnología a convertirse en creadores de tecnología. Esto no sólo se consigue garantizado el acceso a los recursos tecnológicos ya que en muchos casos se limita al uso educativo de las aplicaciones ofimáticas. Por ello es necesario apostar por iniciativas de formación en pensamiento computacional.

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Fuente de imagen: http://isocuy.org/

Algunos países como Reino Unido, Estonia, Canadá, Israel, etc lo han incluido en su currículum escolar oficial. El objetivo es estimular la formación de una sociedad de creadores digitales que puedan enfrentarse a desafíos complejos, interdisciplinares, innovadores y de interés público. En España, las Consejerías de Educación de Madrid y Navarra han apostado explícitamente por incluirlo en ciertos niveles de la enseñanza obligatoria.

Concepto de pensamiento computacional

Se puede definir como una forma de resolver problemas con una metodología propia que además incorpora creatividad, razonamiento y pensamiento crítico. No se reduce solamente a la capacidad para programar. En la sociedad actual se debe considerar una destreza universal con el mismo nivel de importancia que la capacidad para leer, escribir o calcular.

Jeannete Wing (2010) lo define como los procesos del pensamiento implicados en la formulación de problemas y en encontrar sus soluciones, de manera que dichas soluciones puedan ser logradas de forma efectiva y eficaz por un agente de procesamiento de información (humano, computadora o combinaciones).

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Fuente de imagen: https://flic.kr/p/9es4mr

El pensamiento computacional es un proceso de resolución de problemas que implica el dominio de las siguientes habilidades:

  1. Formular problemas de manera que permitan usar computadoras y otras herramientas para solucionarlos.
  2. Organizar datos de manera lógica y darle sentido a los datos para establecer patrones y sacar conclusiones.
  3. Representar datos mediante la descomposición del problema en partes más pequeñas y la definición de abstracciones: modelos y simulaciones.
  4. Automatizar soluciones mediante el diseño creativo de un algoritmo (secuencia ordenada de pasos para resolver el problema.)
  5. Codificar el algoritmo para aplicarlo: implementación, documentación, etiquetas, módulos, etc.
  6. Depurar y resolver los errores que pudiera contener.
  7. Identificar, analizar e implementar posibles soluciones con el objeto de encontrar la combinación de pasos y recursos más eficiente y efectiva.
  8. Generalizar y transferir ese proceso de solución de problemas a una diversidad de estos.

Dichas habilidades se pueden potenciar si se trabajan además una serie de actitudes:

  1. Confianza en el manejo de la complejidad.
  2. Persistencia al trabajar en problemas difíciles.
  3. Tolerancia a la ambigüedad.
  4. Habilidad para enfrentarse a problemas no estructurados.
  5. Habilidad para comunicarse y trabajar con otros para alcanzar una solución común.

El enfoque interdisciplinar

El principal reto para incorporar el pensamiento computacional al aula es el diseño y puesta en práctica de proyectos en los cuales el pensamiento computacional se integra de una forma transversal a todas las áreas para favorecer un aprendizaje constructivo, conectivo, competencial y tecnológico. En el documento Computacional Thinking Teacher Resources (2016) se ejemplifican 9 experiencias de aprendizaje donde el pensamiento computacional se incorpora de forma transversal.

 

Con y sin ordenadores

El pensamiento computacional se puede trabajar con ordenadores y sin ordenadores. Es posible resolver problemas aplicando la lógica computacional pero sin utilizar un dispositivos digital. De esta forma se enfatiza el pensamiento computacional como sistema para la resolución de problemas. Esto se realiza con juegos, puzzles, pinturas de colores, dibujos, cartulinas, cartas, etc. En estos dos recursos se propone un amplio repertorio de actividades para trabajar el pensamiento computacional sin ordenador:

No obstante el proceso se enriquece y se motiva aún más cuando el programa se escribe y se ejecuta con éxito en un ordenador. En Internet existen multitud de opciones para trabajar el pensamiento computacional de esta forma: Scratch, Alice, Code.org, Snap!, Blocky Games, RoboMind, Code Combat, Tynker, ScratchJR, Lighbot, Kodable, Stencyl, CodeHunt, WIMI5, MIT App Inventor, Mobincube, App Makr, etc.

Videojuegos y robots

Fuente de imagen: canalTIC.com

Por otra parte la robótica es una forma de trabajar el pensamiento computacional. En este caso se trata de programar el comportamiento de un sistema físico (robot) sobrepasando los límites de la pantalla digital. Algunas de las soluciones más populares para trabajar la robótica en el aula son: Lego Wedo, Lego EV3, Moway, BQ Printbot Evolution, mBot Robot Educativo, BeeBot, Dash&Dot, Arduino, etc.

La propuesta CSTA 

La asociación de docentes CSTA (Computer Science Teachers Associaton) es un colectivo con sede en Estados Unidos que pretende promover la computación entre profesorado y alumnado de K-12 (Primaria y Secundaria, de 6 a 18 años). Se fundó en 2004 y tiene más de 23000 miembros procedentes de 145 países.

Entre sus aportaciones más destacadas es la elaboración y publicación en el 2016 de un borrador con un modelo de estándares K-12 2016 para trabajar Computer Science en las escuelas e institutos. En este informe se recogen los conocimientos y habilidades que deberían tener los estudiantes en función de su edad.

Los estándares son descripciones generales y claras de lo que deben aprender los estudiantes como resultado de la enseñanza que reciben. De esta forma se facilita el seguimiento del alumnado por parte del profesorado y familias.

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Fuente de imagen: Freepik.com

Los estándares K-12 de CSTA se organizan en 5 ejes conceptuales:

  1. Sistemas de computación
  2. Redes e Internet
  3. Algoritmos y programación
  4. Datos y análisis
  5. Impacto de la computación.

Y a su vez también se clasifican en 7 ejes prácticos:

  1. Fomento de cultura computacional inclusiva y diversa
  2. Colaboración
  3. Reconocimiento y definición de problemas computacionales.
  4. Desarrollo y uso de abstracciones
  5. Creación de artefactos computacionales
  6. Testeo y depuración
  7. Comunicación sobre computación

En el documento se especifican los estándares para los siguientes tramos:

  • K-2. Grados 1-2 (5-8 años)
  • K-5. Grados 3-5 (8-11 años)
  • K-8. Grados 6-8 (11-14 años)
  • K-10. Grados 9-10 (14-16 años)
  • K-12. Grados 11-12 (16-18 años)

A continuación se recoge, a modo de ejemplo, los estándares para el tramo K-2

Grad Interim CSTA K-12 CS Estandar Concepto Práctica
K-2 Indicar los créditos de autor cuando se utilice código, música o imágenes que han sido creados por otros Algoritmos y Programas Comunicación sobre computación
K-2 Construir programas para realizar una tarea o como un medio de expresión creativa, la cual incluirá secuenciación, eventos y bucles simples utilizando un lenguaje de programación visual basado en bloques, tanto de forma individual como en equipo (p.e. programación en parejas). Algoritmos y Programas Creación de artefactos computacionales
K-2 Planificar y crear un guión para ilustrar pensamientos, ideas e historias de una forma secuencial (paso a paso) (por ejemplo un story map, un storyboard, organizador secuencial gráfico, etc.) Algoritmos y Programas Creación de artefactos computacionales
K-2 Usar números y otros símbolos para representar datos (por ejemplo, los pulgares hacia arriba/abajo para indicar sí/no, el color por número, flechas de dirección, codificación/decodificación de una palabra usando números o pictogramas, etc.) Algoritmos y Programas Desarrollo y   uso de abstracciones
K-2 Descomponer un problema más grande en subproblemas más pequeños con la ayuda-guía del profesor o de forma autónoma Algoritmos y Programas Reconocimiento y definición de problemas computacionales
K-2 Clasificar un grupo de elementos atendiendo a sus atributos o acciones, con o sin dispositivo de computación. Algoritmos y Programas Reconocimiento y definición de problemas computacionales
K-2 Construir y ejecutar algoritmos (conjunto de instrucciones paso a paso) que incluyan secuencias y bucles sencillos para ejecutar una tarea, tanto de forma autónoma como colaborativa, con y sin dispositivo computacional. Algoritmos y Programas Reconocimiento y definición de problemas computacionales
K-2 Analizar y depurar un algortimo que incluye secuencias y bucles sencillos, con y sin dispositivo computacional. Algoritmos y Programas Testeo y depuración
K-2 Identificar y usar software para controlar dispositivos computacionales (p.e. usar una aplicación para dibujar en pantalla, usar software para escribir una historia o controlar robots) Sistemas de computación Comunicación sobre computación
K-2 Usar una terminología adecuada al nombrar y describir la función de los dispositivos de computación más comunes y componentes (p.e. ordenador de sobremesa, ordenador portátil, tableta, monitor, teclado, ratón, impresora, etc) Sistemas de computación Comunicación sobre computación
K-2 Identificar, usando terminología precisa, problemas sencillos de hardware y software que podrían ocurrir durante su uso (p.e. una app o programa que no funciona como se espera, no hay audio, el dispositivo se bloquea o no enciende, etc.) Sistemas de computación Testeo y depuración
K-2 Recoger datos durante un tiempo y organizarlos en un gráfico estadístico con intención de hacer una predicción Datos y análisis Comunicación sobre computación
K-2 Utilizar un dispositivo de computación para almacenar, buscar, recuperar, modificar y borrar información, definiendo la información almacenada como datos. Datos y análisis Desarrollo y uso de abstracciones
K-2 Crear un modelo de un objeto o proceso para identificar patrones y elementos esenciales (p.e. ciclo del agua, ciclo vital de la mariposa, patrones climáticos esacionales, etc) Datos y análisis Desarrollo y uso de abstracciones
K-2 Comparar y contrastar ejemplos de cómo la tecnología de la computación ha cambiado y mejorado la forma de vida de las personas, del trabajo y de la interacción. Impacto de la computación Comunicación sobre computación
K-2 Usar los ordenadores y otros dispositivos de computación para conectar con otras personas usando una red (p.e. Internet) con intención de comunicarse, acceder y compartir información como una clase. Redes e Internet Colaboración
K-2 Utilizar contraseñas para proteger información privada y discutir las consecuencias de un mal uso de la contraseña. Redes e Internet Comunicación sobre computación

 

Más información

  • Estándares CSTA K-12 para Computer Science: www | pdf

Conclusión

La propuesta de la asociación CSTA es un excelente referente de cómo integrar el pensamiento computacional en el currículum escolar. Resulta de sumo interés en la iniciativa de crear y poner en práctica una propuesta progresiva y estructurada de pensamiento computacional a lo largo de todos los niveles de la enseñanza obligatoria.

Fuente de la imagen: canalTIC.com

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A nivel institucional la importancia que se pueda conceder al pensamiento computacional podría cristalizar de múltiples formas en el curriculum oficial. Una de ellas es la definición de una asignatura específica. Así ha ocurrido en algunos países como por ejemplo el Reino Unido o en la Consejería de Educación de Madrid. Otra posibilidad es redefinir y extender el concepto de Competencia Digital al de “Computacional Thinking” en la idea de lograr una base curricular que respalde y justifique su inclusión.

No obstante, aunque esto no ocurra, persisten otras vías de inclusión no solo a nivel gubernamental sino también a nivel de centro o grupo de profesores/as. Se trataría de crear y poner en práctica una propuesta gradual y progresiva desde infantil hasta secundaria con un enfoque interdisciplinar y basado en el aprendizaje por proyectos. Esta iniciativa supondría una selección de recursos, materiales y tareas en función de edades y tramos. Su propósito sería la integración en el aula del pensamiento computacional como una metodología de resolución de problemas. Todo ello bajo la premisa de favorecer un aprendizaje constructivo, conectivo, competencial  y tecnológico e incluyendo la necesidad de plantearse una evaluación coherente de esta competencia teniendo en cuenta criterios, competencias, herramientas, rúbricas, etc.

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