Pensamiento computacional. Una tercera competencia clave (VIII). Iniciativas institucionales en educación formal: B Educación Primaria.

Miguel Zapata-Ros, Universidad de Alcalá

Ésta es la octava entrada de una serie que, en conjunto, constituirán un capítulo de un libro que será  publicado por la editorial de la Universidad Católica de Santa María de Arequipa (Perú) con el título “El pensamiento computacional: La nueva alfabetización de las culturas digitales”.

En las anteriores entradas se han planteado distintas cuestiones: que el pensamiento computacional  debe constituir una tercera competencia clave dentro del curriculum escolar, qué son las alfabetizaciones y las culturas digitales , una definición de Pensamiento Computacional, cuáles son las habilidades y procedimientos que lo constituyen y en qué fases de la elaboración de un código intervienen y unas conclusiones de carácter general. En las tres últimas entregas, la segunda a de las cuales es ésta, reseñamos las que se consideran experiencias y prácticas más notables de integración del Pensamiento Computacional, con el sentido expuesto, dentro del curriculum oficial o con repercusión en él.

 

Iniciativas institucionales en educación formal de Educación Primaria relacionadas con pensamiento computacional

En el comienzo de la entrada anterior señalábamos diversas fuentes de donde obteníamos estos datos:

Básicamente del informe Computing our future Computer programming and coding Priorities, school curricula and initiatives across Europe, versiones de 2014 (Balanskat & Engelhardt, October, 2014) y de 2015 (Balanskat & Engelhardt, October, 2015), el trabajo también de la Unión Europea (Bocconi et al, 2016) Developing Computational Thinking in Compulsory Education. Implications for policy and practice y la investigación, en preprint de ArXiv, de Lockwood & Mooney (2017) Computational Thinking in Education: Where does it Fit? A systematic literary review.

En ellos hemos podido constatar la existencia de iniciativas en el marco de la educación formal, promovidas por instituciones o por profesores, individualmente o en grupos, asociaciones, etc., pero siempre con reconocimiento y con repercusión en la acreditación y en la certificación de estudios formales.

Es importante enfatizar qué entendemos por iniciativas relacionadas con el Pensamiento Computacional: Son las que promueven un conjunto de competencias que, si bien son útiles y son utilizadas por los programadores en la elaboración de los códigos, sobre todo son útiles a los individuos en general, en otros contextos que no son los informáticos, para resolver problemas en su vida personal o profesional. O que en general constituyen o forman parte de métodos eficaces para trabajar en otras ciencias, técnicas o servicios, o para resolver problemas en sus respectivos ámbitos de conocimientos y con los objetivos que tienen atribuidos.

No tendremos en cuenta pues los casos de la inclusión de la programación pura y simple, la que sirve para hacer programas informáticos, en los currículos o en los sistemas formales de enseñanza. Por eso hemos excluido los casos de España o de muchos países de la UE que sí están contenplados en los informes Computing our future Computer programming and coding Priorities, school curricula and initiatives across Europe.Aunque el debate sobre este particular está abierto, como lo hemos reseñado en el apartado “El primer dilema del Pensamiento Computacional”.

En la relación que sigue, podemos observar que hay situaciones muy consolidadas y muy potentes como pueda ser la del Reino Unido, junto con otras que o bien son institucionales y no han redundado en una práctica más o menos generalizada pero han sido recogidas por normativas reflejadas en el boletín oficial, o simplemente que hemos visto que hay constancia de ellas:

Primaria
País Referencia Situación en el contexto del curriculum y del sistema educativo oficial Características en relación con la clasificación que hemos determinado (programación sólo / desarrollo de competencias específicas como área transversal) Cuáles de los elementos definidos se pueden detectar
UK- Inglaterra Curriculum Nacional

Orientación legal

Currículo nacional en Inglaterra: programas informáticos de estudio

Publicado el 11 de septiembre de 2013

 

Desarrollo de competencias específicas como área transversal Competencias específicas y competencias claves, reconocidas como tales, incluidas en el curriculum
UK- Escocia Curriculum escocés

 

Adoptan prácticamente uno similar al C.N. pero menos desarrollado Competencias específicas y competencias claves, reconocidas como tales, incluidas en el curriculum
UK-Gales e Irlanda del Norte Incorporan el curriculum nacional como curriculum galés o de Eire.

 

Adoptan el C.N.

Orientación legal

Currículo nacional en Inglaterra: programas informáticos de estudio

Publicado el 11 de septiembre de 2013

 

Competencias específicas y competencias claves, reconocidas como tales, incluidas en el curriculum
UK

Capacitación docente

Computer science in secondary schools in the UK: Ways to empower teachers.

Sentance, S., Dorling, M., & McNicol, A. (2013, February).

 

 

Reseñado en Computational Thinking in Education: Where does it fit?

A systematic literary review

James Lockwood, Aidan Mooney.

 

Es una reflexión sobre las necesidades de formación docente que el PC plantea a partir de la situación creada en UK con el PC Los autores dicen que en Inglaterra y otras partes del Reino Unido, se ha asistido a una cantidad y de un alcance sin precedentes a cambios en la forma en que los planes de estudio cambian de un enfoque a otro en cómo se aprende con el uso de aplicaciones de software y a través de la introducción de la informática en las escuelas primarias y secundarias. En este documento describen algunos de los desafíos que enfrentamos, el progreso realizado en la integración de las CC y el apoyo brindado a los docentes en su desarrollo profesional. Pretenden como en otros casos apoyar a los docentes de una manera holística y proponen un modelo transformacional de desarrollo profesional para CC, tanto para maestros en servicio como formando la base de nuevos programas de capacitación docente.

Acompañan una investigación que describen:

Se distribuyó una encuesta a los maestros que deseaban asistir a cursos / capacitación de desarrollo profesional en CC. Concluyen que las áreas donde los docentes buscan apoyo son “orientación sobre las formas de enseñar informática” y la necesidad de recursos y herramientas.

También encontraron que los talleres de un día y el trabajo con un maestro experimentado eran el tipo de desarrollo más útil.

La administración de tiempos, y su consideración, fue el tema al que se dio más importancia con respecto a los maestros y a la voluntad de la escuela para participar en estos cambios.

Presentan algunos ejemplos de estos cursos de capacitación que incluyen Python School, Digital Schoolhouse y Computing at School Master Teachers.

Por último analizan dos temas a trabajar en el futuro: la acreditación y la investigación en la  acción.

EE UU CODE.ORG curriculum for elementary school (Introducing code studio for grades K-5)

 

En EE UU la educación primaria (Elementary School o K-5) está regulada por las autoridades locales. CODE.org es una iniciativa privada sin ánimo de lucro que tiene establecido un curriculum compatible con el que tiene la administración nacional para Secundaria (K-12) y que también contiene directrices para primaria. En este documento están los contenidos y criterios para organizar la programación (code) en Primaria (Elementary School) por Code.org
EE UU Estándares de CSTA.

Computer Science K–12 Learning Standards Adoption Statement

Dorn, R. I. (December, 2016).

 

Son las directrices de la Computer Science Teachers Association (CSTA) aprobadas por la administración nacional de EE UU. Establecen los princios genéricos a tener en cuenta para integrar el pensamiento Computacional de EE UU en K-12 (Secundaria). Pero contiene también directrices para Primaria (Elementary School)
EE UU Common Core

Iniciativa del Distrito Escolar Unificado Paradise Valley (PVUSD) para enseñar la codificación a los estudiantes de K-8, y el pensamiento computacional / modelo requerido a través de las actividades de CCSS y planes de lecciones. Tres maestros de Educación Dotados (1 ° / 2 °, 3 ° / 4 °, 5 ° / 6 ° año) y el Director de Tecnología de la Información la articulan

Tras el acceso a la presidencia de Trump, o más bien tras la paralización de hecho, de lo que sólo fue expuesto como directrices por la administración Obama y por el CSTA, el panorama queda reducido a iniciativas aisladas como es la Iniciativa del Distrito Escolar Unificado Paradise Valley (PVUSD), en el contexto del Common Core de otras materias de Lengua o de Matemáticas Competencias instrumentales en el contexto del Common Core: Se evidencia que el pensamiento computacional y su modelo pueden llevar a una práctica de uso de codificación donde se pueden incorporar muchos de los cambios necesarios para el aprendizaje de los estándares de ELA y matemáticas (Mensing, K. et al, 2013, October)
EE UU Computational Thinking in Education: Where does it fit?

A systematic literary review

James Lockwood, Aidan Mooney.

 

Se presentan numerosos casos en los que se identifican y describen elementos de pensamiento computacional que sirven de apoyo a materias y a destrezas del curriculum La estructura y el tratamiento es muy común se trata de una formación transversal y su experimentación en destrezas del curriculum, como son matemáticas, lenguaje, conocimiento del medio, etc. Se aíslan y determinan elementos del PC como pueden ser

1) Abstracción

2) Tratamiento de datos

3) Gestión de recursos y herramientas informáticas

4) Algoritmos

5) Diseño

6) Evaluación

7) Visualización y representación de datos.

Frecuentemente va acompañado de una materia con contenidos que favorecen el aprendizaje y el trabajo tal como se hace en programación, suele ser de un lenguaje.

Irlanda Computational Thinking in Education: Where does it fit?

A systematic literary review

James Lockwood, Aidan Mooney.

PACT: An initiative to introduce computational thinking to second-level education in Ireland. Mooney et al (2014).

Numerosas iniciativas transversales. Ninguna en el curriculum estatal.

En la República de Irlanda, como en muchos otros países, la Ciencia de la Computación o la Informática todavía no es un tema que los estudiantes pueden realizar un examen estatal. Aunque se han tomado medidas para incluirlo, hasta ahora, todo lo que está disponible para los estudiantes en el currículum es un curso corto de programación

Como ejemplo y formando parte de este movimiento, los investigadores del Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Maynooth, Irlanda, diseñaron el programa PACT. PACT es un acrónimo de Programming ^ Algorithms = Computational Thinking. La esperanza era presentar a los estudiantes y profesores de secundaria irlandeses a la informática a través de programación y algoritmos, con la esperanza de mejorar la habilidad vital de CT en los estudiantes participantes.

El programa incluye material en cinco unidades diferentes para enseñar a los estudiantes del Año de Transición de Primaria a Secundaria. Estos fueron Programación 1, Programación 2, Algoritmos, Gráficos y Recursión.

Francia Computational Thinking in Education: Where does it fit?

A systematic literary review

James Lockwood, Aidan Mooney.

 

Chiprianov & Gallon (2016, July). Introducing Computational Thinking to K-5 in a French Context. In Proceedings of the 2016 ACM

Francia ha tomado recientemente decisiones políticas para integrar CT Education (CTE) en el plan de estudios nacional obligatorio. En Primaria y en Secundaria. Asociaciones e institucionaes están elaborando propuestas de currículum.

Ésta es una propuesta de curriculum para Primaria.

En esta propuesta Chiprianov y Gallon (2016) presentan un resumen de un proyecto para integrar PC en la educación primaria francesa. Ofrecen una visión general del estado actual del PC en Educación en Francia y hablan sobre el desarrollo cognitivo y afectivo del niño.

Discuten el marco teórico del currículum.

El nuevo plan de estudios francés incluyó la programación y está en línea con el estándar de la Computer Science Teachers Association (CSTA) (Dorn, R. I., December, 2016)), pero no incluye explícitamente Ciencias de la Computación. A continuación, ofrecen una descripción general de las herramientas y actividades que planean usar para enseñar PC, que incluye juegos (code.org) y robots. Además, dan una visión general de cómo llevarlo a la práctica, es decir, el desarrollo de 10 lecciones y dan algunas estrategias de enseñanza que por lo general coinciden con las siguientes:

 Discusiones y demostraciones de toda la clase, seguidas por

 Aprendizaje colaborativo o individual, y finalmente

 Reflexionando sobre las soluciones y discutiendo estos

Por último, ofrecen una visión general de algunas conclusiones que obtuvieron, que incluyeron su creencia de que los maestros son importantes tanto para una actitud positiva como para adaptar los materiales a sus aulas. También encontraron que los niños adquirieron y aprendieron habilidades, como la ubicación del espacio, a partir de las tareas ejercitadas. Es la parte empírica del trabajo.

Macedonia Computational Thinking in Education: Where does it fit?

A systematic literary review

James Lockwood, Aidan Mooney.

 

Jovanov, M., Stankov, E., Mihova, M., Ristov, S., & Gusev, M. (2016, April). Computing as a new compulsory subject in the Macedonian primary schools curriculum.

En este documento tenemos constancia de que la situación y los presupuestos de PC llevaron a los responsables políticos en Macedonia a incluir la programación como parte de una nueva asignatura obligatoria para los alumnos a la edad de 8 años. Jovanov, M., Stankov, E., Mihova, M., Ristov, S., & Gusev, M. (2016, April) en su documento e investigación se centran en el cambio citado en el currículo macedonio: la introducción del curso “Trabajo con computadoras y conceptos básicos de programación”, que en breve se denominará” Informática”en 2015. Presentan el plan de estudios propuesto y aceptado, con énfasis en los temas sobre pensamiento computacional y programación. También discuten el software disponible y las herramientas adecuadas para la implementación de los temas mencionados en la propuesta, y presentan un juego recientemente desarrollado. Al final explican la formación necesaria de los profesores,y el formato de la capacitación preliminar de todos los maestros de escuela primaria en el país. La investigación incluye las primeras impresiones de los capacitadores que realizaron la capacitación, y la elaboración de las opiniones de los maestros.

 

Jovanov et al. (2016) ofrecen una descripción general del contenido que incluye siete unidades que se impartirán en dos clases por semana:

 Primeros pasos para usar la computadora

 Gráficos por computadora

 Procesamiento de texto

 Vida en línea

 Concepto de algoritmos y programas

 Pensamiento computacional a través de un juego

 Creación de programas simples

Los últimos tres que se centran en PC. A los estudiantes se les enseña la noción de programación y aprenden a través de un juego que fue especialmente diseñado, el DigitMile, que está diseñado para ser utilizado en este plan de estudios junto con él. Finalmente, los estudiantes usan ScratchJr para desarrollar programas simples.

EE UU

California

Computational Thinking in Education: Where does it fit?

A systematic literary review

James Lockwood, Aidan Mooney.

 

Miller, R. B., Kelly, G. N., & Kelly, J. T. (1988). Effects of Logo computer programming experience on problem solving and spatial relations ability

 

Experiencia muy antigua que no puede referenciarse a lo que tratamos en el estdo actual del PC, pero que James Lockwood y Aidan Mooney la incluyen en su estudio. Miller et al. [1988] presentan un estudio sobre la resolución de problemas y las relaciones espaciales de los estudiantes de quinto y sexto grado que tuvieron un año académico de experiencia usando Logo. Se utilizaron dos programas, The Factory y Teasers de Tobbs para evaluar la capacidad de resolución de problemas y relaciones espaciales mediante subtests del CTMM (Prueba de Madurez Mental de California: Nivel 1) y PMA (Grados de habilidades mentales primarias 2-4). Se describen los dos programas, así como los datos de los participantes. Los resultados mostraron que hubo una diferencia significativa entre el grupo de tratamiento y los grupos control tanto en las medidas de resolución de problemas como en una de las tres pruebas espaciales. Sin embargo, no se realizaron pruebas previas, por lo que no se puede probar que un grupo aprendió menos o más.
Brasil Discussing the challenges related to deployment of computational thinking in brazilian basic education.

Carvalho, T., Andrade, D., Silveira, J., Auler, V., Cavalheiro, S., Aguiar, M., Foss, L., Pernas, A. and Reiser, R. (2013, October).

y también aquí

 

Computational Thinking: Possibilities and Challenges.

Ribeiro, L., Nunes, D.J., Da Cruz, M.K. and Matos, E.D.S. (2013, October).

 

Reseñado en Computational Thinking in Education: Where does it fit?

A systematic literary review

James Lockwood, Aidan Mooney.

 

En Brasil no existe una integración transversal o en el curriculum nacional o de otros niveles de enseñanzas de PC. Si embargo estos documentos son un claro avance en los trabajos previos para incluirlos Carvalho et al. (2013) presentan un documento sobre las dificultades en el despliegue de CT en educación, específicamente en su contexto de Educación Básica y Media Brasileña. Ofrecen una descripción general de CT, así como algunos ejemplos de otros cursos e iniciativas para promover CT en la educación. Presentan igualmente algunos desafíos que el sistema educativo brasileño plantea para la incorporación del CT. Estos son:

 Falta de infraestructura, es decir, falta de ordenadores

 ¿Reordenación del plan de estudios, es decir, qué contenidos nuevos deben incluir las disciplinas nuevs o ser incorporado en otras? Debido a la estructura de las instituciones educativas en Brasil, cualquiera de estos es posible ya que es un sistema bastante flexible

 Cualificación y antecedentes de los instructores, es decir, ¿se necesita un grado de informática adaptado o un nuevo perfil?

 Estrategias para diseminar CT, es decir, talleres, libros de texto, etc.

 

Riberiro et al. (2013) también analizan algunos desafíos y posibilidades para incluir el PC en las escuelas brasileñas.

Están de acuerdo con Carvalho et al. en que se necesitarían cambios curriculares y la capacitación de los educadores de Computación es vital. También citan las Políticas del Gobierno como un problema potencial y señalan que es importante que el gobierno cree grupos de trabajo para liderar la inclusión de PC en la educación. También concluyen que las personas y las tradiciones en el aprendizaje pueden ser reacias a incluir el PC, ya que pueden ser difícil de convencerles de que es una habilidad que es necesaria y todavía no poseen.

Nueva Zelanda Computer science unplugged: School students doing real computing without computers. 

Bell, T., Alexander, J., Freeman, I., & Grimley, M. (2009).

 

A case study of the introduction of computer science in NZ schools.

Bell, T., Andreae, P., & Robins, A. (2014)

aquí.

 

 

A pilot computer science and programming course for primary school students

Duncan, C., & Bell, T. (2015, November)..

y aquí.

 

Reseñados en Computational Thinking in Education: Where does it fit?

A systematic literary review

James Lockwood, Aidan Mooney.

 

El programa CS Unplegged es un programa completo de actividades desarrollado por CS ducation Research Group  (http://cosc.canterbury.ac.nz/research/RG/CSE/) en la Universidad de Canterbury, Nueva Zelanda (http://www.canterbury.ac.nz/ ), Está explicado por Bell et al (2009) y por James Lockwood y Aidan Mooney.

Básicamente está orientado a Educación Secundaria e informa al  Certificado Nacional de Secundaria que incluye Ciencias de la Computación entendidas en el sentido de PC.

Pero esto implica actividades incluidas en el curriculum para etapas anteriores a partir de los cinco años.

CS Unplugged (http://csunplugged.org/) es una colección de actividades de aprendizaje gratuitas que enseñan Ciencias de la Computación a través de interesantes juegos y acertijos, que usan tarjetas, cuerdas, lápices de colores y muchos juegos como los de Ikea o Montesori-Amazon, del tipo de los que explicamos en el artículo de referencia de este trabajo (Zapata-Ros, 2015). Fue desarrollado para que los jóvenes estudiantes puedan interactuar con la informática, experimentar los tipos de preguntas y desafíos que experimentan los científicos informáticos, pero sin tener que aprender primero la programación.

Las actividades para las primeras etapas podemos verlas en https://www.csunplugged.org/en/topics/

Bell et al. (2009) son ​​los investigadores responsables del proyecto CS Unplugged y en este documento, dan una visión general inicial del proyecto y también exploran por qué se ha popularizado y describen las diferentes formas en que se ha adaptado, que son

Videos de diferentes actividades

Hacer pulseras codificadas en binario

Competiciones

Adaptar las actividades de CS Unplugged a diferentes temas del currículo.

Actividades al aire libre

Actividad en línea

También analizan y justifican los principios de aprendizaje al diseñar las actividades y discuten sus planes futuros

Singapur Sullivan, A., & Bers, M. U. (2017). Dancing robots: integrating art, music, and robotics in Singapore’s early childhood centers. International Journal of Technology and Design Education, 1-22.

 

Programa piloto PlayMaker de Singapur.

Su objetivo es proporcionar ejemplos de éxitos y de áreas donde mejorar  el trabajo futuro en implementación de PC de los cuatro años en adelante. Estos ejemplos  se ofrecen como  resultados válidos, del año en el que se ha llevado a cabo la experiencia piloto del programa Playmaker de Singapur, que pueden ser útiles no solo para el trabajo futuro en este país, sino también en otros países que están desarrollando nuevos programas para la educación de la primera infancia.

Para abordar la creciente necesidad de nuevos programas de tecnología educativa (en este caso de PC a través fundamentalmente de robótica) en las aulas de la primera infancia, se lanzó el programa PlayMaker de Singapur. Es un programa en línea destinado a los maestros, para introducir a los niños más pequeños a la tecnología (Chambers 2015; Digital News Asia 2015). Según Steve Leonard, vicepresidente de la Autoridad de Desarrollo de Infocomm de Singapur (IDA), “a medida que Singapur se convierta en una nación inteligente, nuestros hijos necesitarán sentirse cómodos creando con tecnología” (IDA Singapur 2015).

Aprovechando el creciente movimiento STEAM, el objetivo del programa Playmaker no es solo promover el conocimiento técnico sino también brindar a los niños herramientas para divertirse, practicar la resolución de problemas y generar confianza y creatividad (Chambers 2015; Digital News Asia 2015).

Como parte del programa PlayMaker, 160 centros preescolares en Singapur fueron dotados de una variedad de juguetes tecnológicos que involucran a los niños con la robótica, la programación, la construcción y la ingeniería, incluyendo: BeeBot, Circuit Stickers y la robótica KIBO (Chambers 2015). Además del lanzamiento de nuevas herramientas, los educadores de la primera infancia también recibieron capacitación en un simposio de 1 día sobre cómo usar y enseñar con cada una de estas herramientas (Chambers 2015).

Estas escuelas piloto también reciben apoyo técnico continuo y asistencia con la integración curricular como parte de este enfoque integral (IDA Singapur 2015).

El estudio de referencia (Sullivan & Bers, 2017) se centra en evaluar los resultados de aprendizaje y compromiso de una de las herramientas de Playmaker implementadas: el kit de robótica KIBO. KIBO es un kit de construcción de robótica diseñado específicamente para niños de 4 a 7 años de edad para aprender habilidades básicas de ingeniería y programación (Sullivan y Bers 2015). Las características del kit KIBO y cómo se utilizó se describen en detalle en la sección ”Métodos’ del estudio’. Además de evaluar los conceptos técnicos que los niños dominan con KIBO, este estudio también examina el potencial de la robótica KIBO para promover conductas personales y sociales positivas en niños pequeños. Finalmente, describe la experiencia desde la perspectiva de los docentes.


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