Pensamiento computacional en los primeros ciclos educativos, un pensamiento computacional desenchufado (y II)

 

Miguel Zapata-Ros, Universidad de Murcia

ISSN 2386-8562

DOI : 10.13140/RG.2.2.12945.48481

Este artículo está bajo una licencia de Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0

Debe ser citado como:

Zapata-Ros, M. (2018)Pensamiento computacional en los primeros ciclos educativos, un pensamiento computacional desenchufado (II). Blog RED de Hypotheses. El aprendizaje en la Sociedad del Conocimiento.  https://red.hypotheses.org/1662

En el post anterior veíamos que la idea de pensamiento computacional desenchufado (Computational thinking unplugged) hace referencia al conjunto de actividades, y a su diseño educativo, que se diseñan y utilizan para fomentar en los niños, en las primeras etapas de su desarrollo cognitivo (educación infantil, primer tramo de la educación primaria, juegos en casa con los padres y los amigos,…)  habilidades que luego pueden ser evocadas para potenciar un buen aprendizaje del pensamiento computacional en otras etapas, o en la formación técnica, profesional o en la universitaria incluso. Actividades que se suelen hacer con fichas, cartulinas, juegos de salón o de patio, juguetes mecánicos, etc.

Continuamos en esta entrada desarrollando el tema con ideas acerca de cómo pueden ser las actividades, con qué recursos podemos contar, y con la propuesta  de un modelo concreto, adjuntando un prototipo de diseño de actividades. También hablaremos de qué bases reales contamos para ello.

Actividades

El diseño instruccional del pensamiento computacional desenchufado, como en cualquier otro caso, deberá procurar enlazar intenciones, condiciones y recursos con objetivos, con  resultados deseados de aprendizaje. En este caso con el desarrollo de las habilidades que constituyen los elementos del pensamiento computacional tal como lo hemos definido en El pensamiento computacional, análisis de una competencia clave (Pérez-Paredes & Zapata-Ros, 2018) y en Pensamiento computacional: Una nueva alfabetización digital (Zapata-Ros, 2015).  En este esquema, el del diseño instruccional ocupan un lugar clave las actividades. Sin actividades no hay aprendizajes, y es haciendo como se aprende. Pero ¿qué actividades? Las que sin duda propicien el mayor acercamiento y el mayor y más eficiente adquisición de habilidades y constructos cognitivos de  las componentes del pensamiento computacional. Pero además el pensamiento computacional de este tipo supone crear espacios, organizar recursos y dotarse de metodologías adecuadas. Consistemente con lo dicho en otros sitios, y sin anímo de ser exclusivos, dos van a ser las componentes metodológicas dominantes: la perspectiva Montessori de los rincones de trabajo para estas etapas y el dominio del aprendizaje (mastery learning).

En este libro (Pérez-Paredes & Zapata-Ros, 2018, pág. 63), en este artículo (Zapata-Ros, 2015) y en estos posts decíamos que el pensamiento computacional estaba constituido por los elementos siguientes, los definíamos y los describimos. Pues bien las actividades deben desarrollar estos elementos, y habrá que definirlas y diseñarlas con elementos curriculares adecuados (guías para maestros y profesores) y materiales para alumnos.

Los elementos recordemos que eran:

El trabajo que hay por delante es diseñar actividades adecuadas para cada uno o para cada racimo de ellos. Y hay que relacionarlas adecuadamente con las habilidades que desarrollan. También hay que decir cómo se verifican y en qué grado se consigue el domino (evaluación).

El corolario es que hay que encontrar y explorar juegos y actividades con más potencial cognitivo para el desarrollo de esas habilidades. Y que hay que hacer un diseño educativo de esos juegos y de esas actividades.

Veamos un ejemplo:

Pre-álgebra para niños

Vamos a intentar introducir un juego o una actividad para desarrollo de pensamiento abstracto, preálgebra, en niños de entre 4 y 6 años. Conviene aclarar que el intervalo de edad lo hacemos de forma estimativa, porque igual podría el intervalo tomarse en función de otras características madurativas que se puedan tener en cuenta de manera convenientemente documentada y adaptada.

Youkara Youkara 1 PC es un juego infantil fabricado en China, cerca de Cantón, por la empresa Youkara, que se vende a través Amazon por el precio de 0,89€.

Es útil en principio, o está pensado, para que, con ayuda del maestro o de los padres, los niños desde los dos años se ejerciten en identificar los símbolos de los números o guarismos con la cantidad, o con el resultado de contar, abstrayendo esta cualidad de otras como es el color. Y para adquirir la práctica de las operaciones elementales a través de la práctica de contar.

Pero también podemos utilizar un juego tan versátil como éste de otra forma, en el sentido señalado en el preámbulo de este post. Pensemos, para ello, en esta actividad:

Presentar y pedir al niño que realice de forma consecutiva operaciones de multiplicar, con barras y con números indistintamente, hasta que alcance un completo dominio:

En ese punto podemos empezar a proponer prácticas mezclando barritas con números, donde al cabo de un rato si bien puede identificar la cantidad con el dígito, también puede identificar la cantidad o el dígito con un ente sustitutivo:

En este caso el elemento sustitutivo serán las barritas, y además en el mismo  número. En fases alternativas podemos sustituir por una sola barrita o por un objeto,… y ver qué pasa:

Pidiendo al niño que diga a qué equivale o a qué ha sustituido el botón.

Incluso poniendo botones en otras posiciones, como por ejemplo:

Repitiendo la operación hasta el dominio o hasta que el niño empiece a dar muestras de cansancio, pero rápidamente haciéndole ver el gran éxito que supone su logro.

Podemos incluso utilizar el mismo botón para otros casos y ver en ellos a qué número o cantidad sustituye:

Y por último utilizar en vez de un botón otro objeto.

Si finalmente conseguimos que adquiera el dominio en casos así habremos conseguido que adquiera un concepto muy próximo al de incógnita, ecuación y variable.

La cuestión ahora estriba en formar a maestros y dotarles de guías adecuadas, en destrezas docentes para que desarrollen en los niños un pensamiento preabstracto, que pueda ser evocado posteriormente.

Esta actividad enlaza pues con el elemento,  de pensamiento computacional, que hemos considerado como pensamiento abstracto.

 

Materiales

Muchos hemos estado en Ikea y hemos visto juguetes basados en metodologías de aprendizaje por manipulación, los popularmente conocidos como juguetes Montessori. Tienen este nombre por ser esta autora la que más impulsó y desarrolló este tipo de aprendizaje, el que se produce por la manipulación autónoma por el alumno en un entorno, al que en este caso se denomina rincón, organizado para este fin. Son juguetes para que los niños, a través de la exploración y del desarrollo de sus actividades motoras y sensoriales también desarrollen otras habilidades y facultades cognitivas que en otro momento pueden facilitar aprendizajes de este tipo más complejos. Nos referimos, solo a modo de ejemplo, sin ser exhaustivos, a algunos de estos aprendizajes:

A sus habilidades de secuenciación: Por forma, tamaño, color,… con la consiguiente creación de ideas sobre conceptos como variable, o en sentido más amplio, de rasgos multivariantes de los objetos y de otros entes más o menos abstractos.

A sus habilidades de encaje, con discriminación de objetos por formas y tamaños, y del concepto más abstracto de encaje, qué tipos de cosas encajan con qué tipo de cosas. Pensemos en un futuro en variables y tipos de datos. En una variable booleana solo encajan datos booleanos, en una variable string solo encajan datos string,…

A su pensamiento lógico y a su capacidad de resolución de problemas. Puede parecer  exagerado o traído por los pelos. Pero pensemos que con la percepción sensorial  y las facultades cenestésicas se adquieren habilidades y conocimientos, se practica el ensayo-error: Como por ejemplo resolver problemas complejos como el de las Torres de Hanoi.

Que incluso en sus versiones más sencillas sirven para que  alumnos de Educación Infantil puedan secuenciar por formas y colores

También, si en la página de Amazon, en la búsqueda, escribimos las palabras juguetes y Montessori, aparecen multitud de juguetes que podemos utilizar para todas las actividades que vamos describiendo en estos posts.

También, más allá de los diseños educativos y de las guías, en las iniciativas que hemos estudiado (Pérez-Paredes & Zapata-Ros, 2018) (Zapata-Ros, 2018) podemos encontrar más juegos y actividades. Todas ellas tienen en común un mismo rasgo: Con muy poco artificio consiguen un conocimiento, un incremento cognitivo muy fuerte, muy considerable. Vamos a ver algunos ejemplos, pero en los lugares de CS Unplugged y de Play Maker se pueden encontrar muchos más que pueden servir de base o de referencia para diseñar adaptándolo de nuevo o recreándolo adaptado a nuestros entornos y a nuestras condiciones educativas con gran facilidad.

De tipo CS Unpluged (Informática desenchufada)

En https://www.csunplugged.org/en/topics/ podemos encontrar 23 lecciones (actividades completas para desarrollar un tópico) para niños básicamente entre 5 y 10 años, propuestas por Cs Unplugged (https://www.csunplugged.org/es/)

De ellas una ACTIVIDAD MUY IMPORTANTE, aunque las demás también lo sean, es la que dedican a escritura, lectura e interpretación de números binarios. Ese es un tema que, con ser tan importante, se desconoce en la era digital, no solo por alumnos de cualquier nivel, sino por maestros. Lamentablemente hay que reconocerlo: con el nivel que se propone y que se puede conseguir fácilmente para niños de 5 a 10 años, en nuestro país es difícil encontrar a maestros que lo dispongan. Me da la impresión que iniciar un programa de formación de maestros para que desarrollen estas actividades en niños encontraría un primer e insalvable obstáculo: Los destinatarios nos exigirían de entrada otro programa para formarse en numeración binaria.   Me gustaría equivocarme y que alguien me lo demostrara.

En este sitio nos lo dan todo y nos lo explican con un coste cero, o casi, https://www.csunplugged.org/en/topics/binary-numbers/unit-plan/how-binary-digits-work-junior/

El material son cartulinas, que la página del programa nos da como imprimibles. También nos suministra un vídeo decómo se desarrolla una clase. Y donde es fácil ver cuál es el nivel de dominio.

No es este el lugar para explicar con más profundidad las actividades, guías, etc. Sólo remito a que próximamente desarrollaremos nuestro propio material en español, y nuestras propias guías.

Hay otros temas, otras lecciones, por ver y tratar. Tanto las que ellos han previsto: Numeración binaria, kitbots y formas geométricas, redes de clasificación, detección y corrección de errores, y algoritmos de búsqueda. Así como otras que se pueden en un futuro elaborar: Álgebra, tipos de datos y variables, diagramas de flujo, operadores lógicos,…

Actividades con juguetes animados PlayMaker

Desde septiembre de 2015 la iniciativa Playmaker ha estado experimentando con las abejas bee bot en un preescolar experimental dirigido por Temasek Polytechnic. Esto fue tras un proceso de selección (curación) internacional. Toda la información está en este enlace y en éste.

Imagen de IMDA

Con diversas modalidades, desde entonces hasta ahora, se han desarrollado múltiples opciones de dispositivo que sin pantallas de ningún tipo permiten hacer con juguetes reales lo que hacía LOGO con las órdenes elementales de la tortuga, y programarle para que camine o salga de un laberinto. Ésta es la idea y la tarea básica. El último ha sido SPRK Sphero del Lightning Lab app, en su versión para Apple que ha comercializado con el nombre de SPRK Sphero, y en el que está invirtiendo mucho, pero siempre desde el punto de vista  de vincularlo a sus otros productos de Apple y a la venta de estos, más que a lo que hemos propuesto como pensamiento computacional, desenchufado o no y a la nueva alfabetización digital. De hecho lo de no utilizar pantallas para niños es algo nominal puramente para ellos, de forma casi inmediata utilizan iPad, iPhone y Mac para programar y controlar el artilugio. Un trabajo al respecto sobre sus posibilidades lo hacen Ioannou y Bratitsis (2017, July) en Teaching the notion of Speed in Kindergarten using the Sphero SPRK robot. Sin embargo los resultados son pobres, sólo aprendizajes conceptuales sobre términos y acciones que serían igualmente posibles, e incluso más eficaces, de adquirir con un diseño mucho más simple y sin tanto aparataje tecnológico que puede complicarlo y hacerlo distractivo.

Un repertorio actual de actividades pueden encontrarlo en Sphero.edu, y de sus programas para el artilugio en https://edu.sphero.com/

Pero volvamos a los juguetes de Play Maker. Del proceso gubernamental, diez juguetes fueron preseleccionados después de un proceso de investigación internacional, después fueron elegidos cuatro candidatos exitosos por un equipo de funcionarios expertos. Finalmente se implementaron Bee Bot y Kibo.

Ninguno de estos juguetes requiere una pantalla. Se trataba de que los niños no sobrepasasen ni se les indujese a pasar más de 2 horas al día usando una pantalla, incluido el uso en el hogar. Y por otra parte se deseaba fomentar la interacción social y desarrollar habilidades de comunicación. 

En 2015 los juguetes fueron validados (Chambers, 2015) en el preescolar Yuhua PCF en el distrito de Jurong Lake. Fue elegido, porque es una escuela con tarifas bajas en lugar de una de las escuelas preescolares más caras de Singapur. El año 2016, se dotó un plan de $1.5 millones para estos juguetes y su uso escolar en otros 160 centros preescolares en toda el país (Chambers, 2015).

Los procesos de validación, continuando con lo que dice la página oficial (Chambers, 2015 y Infocomm Media Development Authority, November 2017)   han asegurado que los maestros pueden incorporar los juguetes en los planes curriculares oficiales, y reunieron una serie de actividades una mezcla de robots complejos y herramientas simples, procurando desarrollar una variedad de habilidades de pensamiento computacional desenchufado en los alumnos.

Todo esto está descrito en las news gubernamentales , en New tech toys debut at pilot preschools as part of IDA’s PlayMaker Programme.

Sin embargo no hemos encontrado registros de la investigación que validó los resultados, sólo el trabajo de Sullivan & Bers (2017) Dancing robots: integrating art, music, and robotics in Singapore’s early childhood centers.

En este sentido hay que decir que, en Singapur, según la ordenación educativa los niños de 3 a 6 años de edad asisten a centros preescolares, en su mayoría de gestión privada. Como en otros países existe una agencia pública autónoma, la Autoridad de Desarrollo de Medios de Infocomm ( The Infocomm Media Development Authority (IMDA)), que fue la que lanzó la iniciativa Playmaker con el objetivo de introducir el Pensamiento Computacional en las Escuelas Infantiles y Preescolares en Singapur (IMDA, 2017). Hay más de 3000 centros preescolares en Singapur, la fase experimental fue en 160 de esos centros. La idea del IMDA para la introducción del pensamiento computacional  era seleccionar juguetes sin pantalla, sin el uso auxiliar o central de tablets, ordenadores o smartphones, que involucrasen a los niños más pequeños en el juego y desarrollasen habilidades del pensamiento computacional,  como son el pensamiento algorítmico.

El papel del IMDA fue proporcionar un kit de juguetes a los centros piloto para que los maestros los usen en el aula.

El paquete estaba compuesto por: 1) Beebot; 2) Kibo y 3) Pegatinas de circuito (peel-and-stick electronics for crafting circuits).

 

Actividades con Beebot en el programa PlayMaker

Beebot (Abeja robot) es un juguete que puede dar pasos sencillos, elementales, como lo hacía la tortuga de LOGO, pero sin tener que utilizar ordenador, pantalla y órdenes de programación. Pasos sencillos que son programables manualmente para controlar el movimiento, y para hacer secuencias de movimiento más complejas. De esta forma los niños pueden programar el juguete para que se place según un camino deseado, mediante la secuencia lógica de pasos, en su número y dirección adecuados, para llegar al destino.

Jugar a Beebot puede ayudar a los niños pequeños a desarrollar habilidades de resolución de problemas y pensamiento lógico al planificar y programar el movimiento del juguete.

En el documento de Jack Graham(2018), reproducido y adaptado después por Infocomm Media Development Authority de Singapur (2018 October) en The game is on for PlayMaker, se dan ideas y conceptos generales de las actividades que se proponen y se han llevado a cabo de forma experimental en PlayMaker. Como hemos dicho antes, la única referencia sobre la validación que da es, la única que hasta ahora hemos encontrado por otra parte es el trabajo de Sullivan & Bers (2017). Dancing robots: integrating art, music, and robotics in Singapore’s early childhood centers en la revista International Journal of Technology and Design Education . Por tanto saltándome la línea argumental de este post quiero aprovechar la ocasión para remarcar la necesidad de investigaciones que validen estas estrategias educativas utilizando este tipo de recursos, y la tendencia de pensamiento computacional desenchufado.

El trabajo de Graham (2018) es muy importante no solo porque hable de actividades y de Beebot, también habla de Kibo y de Play Maker en general, sino porque da referencias sobre el proyecto muy importantes, señala cuales son las ideas generales, cuales son los efectos que supuestamente debe producir (outcomes) todo ello supone un cambio de paradigma, sostiene, y resuelve temas claves como son la animación a las chicas: “¿Por qué no empezar a involucrar a las niñas temprano, antes de que los estereotipos de género estén profundamente arraigados?”.  Y sobre todo porque pone la evidencia de todo, en esta experiencia que después se generaliza, en el trabajo de Sullivan & Bers (2017):

La evidencia muestra que los niños en el piloto dominaron los conceptos de programación muy rápidamente. Al completar tareas que crean órdenes de instrucciones para los robots, los niños aprenden a hacer secuencias. Esta es una importante habilidad pre-matemática y de pre-alfabetización, dijo Amanda Sullivan, investigadora del equipo DevTech de la Universidad de Tufts, que creó el robot Kibo.

De todas formas el más completo e interesante trabajo sobre propuestas de actividades con BeeBot lo hemos encontrado en la presentación Power Point  de Gallagher, Thissen y Hrdina (2018) Little Coders Computational Thinking in K-2 Classrooms al congreso NCCE 2019. En ella dan una relación muy extensa, pero sólo nominal, de actividades en relación con los objetivos de aprendizaje de pensamiento computacional, prematemáticos y pre-STEM esperados.

Actividades con Kibo en el programa PlayMaker

Kibo fue desarrollado por investigadores en la Universidad de Tufts. Con él los niños pueden crear una secuencia de instrucciones al organizar bloques de madera Kibo. Los bloques se pueden incluir en la secuencia con las instrucciones, que se pasan al robot a través de un escaneo de códigos que llevan los bloques, y éste ejecuta sucesivamente los pasos.

Playmaker Project from Nurul Ameera on Vimeo.

Nurul A. (2016). Playmaker Project. The children were introduced to the robots named Bee-Bot and Kibo for this Playmaker Project. Recuperado de https://vimeo.com/179032348

Todo lo dicho anteriormente y lo tratado por Jack Graham(2018), reproducido y adaptado después por Infocomm Media Development Authority de Singapur (2018 October) en The game is on for PlayMaker, y  la validación que dan, la única que hasta ahora hemos encontrado , en su trabajo Sullivan & Bers (2017). Dancing robots: integrating art, music, and robotics in Singapore’s early childhood centers en la revista International Journal of Technology and Design Education son válidos para KIBO.

El trabajo de Graham (2018) es muy importante porque da referencias sobre el proyecto (también sobre KIBO) muy importantes. Y sobre todo porque nos indica donde se evidencian los resultados de esta experiencia que después se generaliza. Nos referencia en este sentido el trabajo de Sullivan & Bers (2017).

Para empezar a hablar de las actividades con KIBO citaremos las guías que la propia empresa fabricante pone en circulación y regala con el kit de KIBO.

KinderLab ha lanzado una guía curricular para actividades de robótica autodirigida. Realmente va orientada a los aspectos más llamativos, pero no a los más eficaces, en el paso de la Universidad de Tufts ha perdido bastante de la potencia original. KinderLab Robotics es el fabricante del kit de robótica KIBO. Ésta, llamada guía curricular,  proporciona planes de lecciones autoinstructivas para las actividades de los estudiantes, que pueden realizarse bien en un equipo de diseñadores curriculares e en un centro, como actividades escolares.

Las dotaciones KIBO están diseñados para niños de 4 a 7 años de edad, y proporcionan las componentes necesarias para “construir, programar, decidir el aspecto y dar vida a su propio robot” sin la necesidad de ordenador o dispositivo móvil. Hay cuatro tipos distintos de dotaciones disponibles; dos están disponibles en equipaciones para aulas de hasta 24 alumnos e incluyen guías y materiales para maestros.

La nueva guía curricular incluye tres programas de actividades distintas Cada una se centra en un aspecto diferente de la educación STEAM. :

  • KIBO Bowling; se usa para las matemáticas
  • KIBO Dance Party; incluye arte, codificación y música. 
  • Diseño de formas con KIBO. Sirve para el dibujo y la geometría.

A las actividades se puede acceder desde la web oficial de Kinder Lab Robotics, impulsada por el grupo de la Universidad de Tufts (DEVTECH Research Group) en http://kinderlabrobotics.com/ , y de las páginas específicas que de ahí sales. Por ejemplo para niños de 4 a 7 años: http://kinderlabrobotics.com/kibo/

Como en el caso de Bee Bot , más información se puede obtener de la web Apolitical https://apolitical.co/solution_article/meet-the-robots-teaching-singapores-kids-tech/ , que reproduce el trabajo de Graham (2018 July): Meet the robots teaching Singapore’s kids tech. The interactive toys reduce time children spend in front of screens

Actividades desarrolladas en DevTech Research Group, Tufts University:

KIBO es el resultado aparentemente sencillo de décadas de investigaciones complejas sobre aprendizaje cinestésico, construccionismo y otras investigaciones precedentes sobre este tipo de parendizajes, lideradas por la Dra. Marina Umaschi Bers, profesora en el Departamento de Desarrollo Infantil y Desarrollo Humano de Eliot-Pearson y director del Grupo de Investigación DevTech en la Universidad de Tufts. En las páginas del grupo están los trabajos sobre las investigaciones que respaldan Kibo, y las evidencias de que KIBO establece una gran diferencia entre el aprendizaje convencional y ciertos aprendizajes ayudados por este recurso, y además los niños lo hacen con gran motivación por su componente lúdico.

El acceso a estas actividades (mediante compra) está aquí.

Para instituciones educativas

Los KIBO 18 y KIBO 21 están disponibles en varios Paquetes de Aula, que incluyen materiales de currículo (guías).

Además, se pueden comprar a la carta kits de robots individuales, bloques de programaciónmódulosplanes de estudio adicionales y materiales para maestros.

Para individuos

Además KIBO está disponible en 4 configuraciones de robots diferentes. Otros artículos disponibles incluyen bloques y módulos de programación a la carta, currículo y materiales para maestros

Un ejemplo de estas actividades es la que sigue (DevTech Research Group, 2016). Adjuntamos pues el enlace a la guía para Literacy Activities with KIBO’s Expression Module, en la que se describen siete actividades para este tema. Este documento está disponible de forma gratuita en el sitio web de la Tufts University’s Early Childhood Robotics Network.

Este folleto contiene actividades pensadas para que los niños practiquen la lectura y la escritura utilizando el Módulo de Expresión de KIBO. Las actividades se pueden realizar individualmente o se pueden integrar con un módulo de robótica. Puede elegir las actividades que más se adapten a cada profesor y a sus alumnos. No obstante, si bien están diseñadas para niños de Educación Infantil, pueden adaptarse fácilmente para alumnos de primer ciclo de Primaria, hasta 8 años.

Otro ejemplo de actividad con KIBO es “Dónde viven los monstruos, guías para profesores, un curriculum completo” (Where the Wild Things Are). Como documento en PDF aquí

Esta unidad está Inspirada en el libro  Where the Wild Things Are, los contenidos son sobre alfabetización digital y robótica. Es mediante trabajo en  proyecto. Los estudiantes trabajan solos o en grupos (Metodología Montessori) para recrear el “wild rumpus” del libro original, programando sus robots KIBO para representar esta escena del libro.

Otras guías y recursos se pueden encontrar en el sitio de Tufts University’s Early Childhood Robotics Network.

La página con los recursos y todo lo demás de Tufts University’s Early Childhood Robotics Network está en http://sites.tufts.edu/devtech/  y en The Developmental Technologies Research Group, dirigida por la Profesora Marina Umaschi Bers en el Eliot-Pearson Department of Child Study and Human DevelopmentTufts University ( Grupo de Investigación sobre Tecnologías del Desarrollo, dirigido por la  Prof. Marina Umaschi Bers  en el  Departamento de Estudio del Niño y Desarrollo Humano de Eliot-Pearson , en  la Universidad de Tufts)  http://ase.tufts.edu/epcshd/ 

El repertorio completo de Kinder Lab Robotics está en  http://resources.kinderlabrobotics.com/category/curriculum/

Amazon

Algunos de estas affordances de pensamiento computacional desenchufado y sin pantallas  también las podemos encontrar en Amazon o en otros sitios:

La primera de ella es el kit de Ratón,  similar a bee‑bot, en Amazon Learning Resources Code & Go Robot Mouse Activity Set

Hasta bien reciente ha estado igualmente disponible en Amazon la abeja programable Beet Bot.

Etiquetas adhesivas y circuitos (peel-and-stick electronics for crafting circuits).-

Se trata de un conjunto de herramientas que consta de componentes electrónicos para quitar el plástico y pegar, tales como LED y cintas de cobre como conductor. Con este kit de herramientas, los niños pequeños pueden crear proyectos interactivos de arte, o como artesanía, incrustados con adhesivos LED y sensores que responden al entorno o estímulos externos (ver la figura). Los niños pueden desarrollar su creatividad en actividades prácticas mientras aprenden y aplican conceptos básicos de electricidad, como son circuitos e interruptores. E incluso aprender circuitos lógicos. En el apartado de propuestas de actividades de este trabajo incluimos como ejemplo de actividad con este recurso la construcción de circuitos lógicos (puertas lógicas). 

Bases para la propuesta de actividades.-

Con todo lo dicho en este trabajo cabría hacer una o varias propuestas de guías de actividades que sirviese de modelo. Incluso, en un estado más avanzado, cabría hacer una propuesta de lección (módulo, unidad didáctica,…) que incluyese, organizadas en un diseño instruccional completo, todas las actividades para esa unidad que contuviesen elementos de pensamiento computacional de este tipo, para educación infantil o de primer tramo de primaria.

No hace falta, para hacer la propuesta, que hagamos referencia y describamos todos los elementos de pedagogía específica o los principios de aprendizaje que utilizamos. Todo ello subyace y está presente en la propuesta.

Podemos tomar como ejemplos algunos que ya están consolidados y son de uso avalado por la edición y la práctica en entornos reales.

Material Montessori para actividades en las etapas de Ciclo Inicial primaria y Educación Infantil

Creo que no seríamos excesivamente osados si dijéramos que la aritmética es la ciencia de la computación utilizando números racionales positivos. Si hacemos una restricción utilizando la expresión aritmética como frecuentemente se hace, es decir como una parte de las competencias claves (las otras serían el álgebra elemental, la geometría la lectura, la escritura y la cinestesia), o sea específicamente los  procesos de sumar, restar, multiplicar y dividir, estaríamos dentro de un conjunto de habilidades para las que es idónea la metodología Montessori. Con el añadido de que los materiales del aula infantil y primaria pensada por Montessori también presentan experiencias sensoriales para geometría y álgebra.

Los escritos, basados en experiencias e investigaciones, de Montessori hacen énfasis en que  los niños pequeños se sienten atraídos de forma natural por la peculiaridad y las propiedades del número. Este instinto es el que hace que las matemáticas, como lenguaje, sean el producto exclusivo del intelecto humano. Es parte de la naturaleza de las personas. Las matemáticas surgen de la mente humana cuando entra en contacto con el mundo y contempla en el universo, en el mundo que le rodea, los factores de cantidad, cardinalidad, tiempo y el espacio.

Destacan la evidencia del esfuerzo del humano por comprender el mundo en el que vive, y el uso de los números para ello. Todos los humanos exhiben esta propensión matemática, incluso los niños pequeños. Por lo tanto, se puede decir que la humanidad tiene una mente matemática.

Hay pues un precedente a lo que consideramos el pensamiento computacional en las primeras etapas del desarrollo cognitivo, es lo que María Montessori llama mente matemática.

Esta percepción la tuvieron Maria Montessori, y sus muchos colegas y colaboradores , al observar muchas evidencias espontáneas y no programadas en el contexto del desarrollo de los niños. Estos hechos se pudieron generalizar constituyendo principios que fueron la base de su metodología, al ser invariantes al lugar y al momento donde se producían. Estos principios constituyeron el ambiente preparado de su primera experiencia diseñada en la Casa dei Bambini.

Así pues el trabajo de Montessori se centra en estas características universales del ser humano y de los niños. Para ilustrar este conjunto de características de la mente humana, Montessori rescata el término “mente matemática” de Blaise Pascal (1623-1662), quien dice que la esencia íntima del pensamiento humano (la mente humana) es de “de naturaleza matemática”. En La Mente Absorbente (The absorbent mind)  Montessori (1959) escribe:

En nuestro trabajo, le hemos dado un nombre a esta parte de la mente que se construye con exactitud … la llamamos “la mente matemática”. Tomo el término de Pascal … quien dijo que la mente del hombre era matemática por naturaleza y que el conocimiento y el progreso proviene de la observación precisa.

Así pues Montessori tomó el término del matemático, filósofo y teólogo francés del siglo XVII, Blaise Pascal (1623-1662). Otra coincidencia notable: los intereses de Pascal eran a la vez profundos que amplios, ¿o quizá es que la mente matemática era un ente más amplio, como ahora vemos al hablar de STEM y de pensamiento computacional, y los integraba. Pascal  inventó un artificio que hoy se considera un antecesor, el primero de los ordenadores, pero mecánico: la Pascalina; también produjo puntos de singularidad en la geometría, la teoría de probabilidades y la defensa del método científico como prueba de los asertos científicos (una idea nueva en su época); En esa época, en 1653, ya escribió lo siguiente en un ensayo titulado Discours sur les Passions de l’Amour:

There are two types of mind … the mathematical, and what might be called the intuitive. The former arrives at its views slowly, but they are firm and rigid; the latter is endowed with greater flexibility and applies itself simultaneously to the diverse lovable parts of that which it loves.

En su trabajo La Mente Absorbente (The Absorbent Mind), en la versión versión de 1949,  encontramos que Montessori (1949, a través de Sackett, 2014).) utiliza el término “la mente matemática”en el capítulo “Further Elaboration through Culture”. Lo utiliza para describir una característica universal del ser humano, específicamente, que la mente “se desarrolla y funciona … con exactitud”, a partir en este caso también a partir de las ideas de Pascal:

En nuestro trabajo, le hemos dado un nombre a esta parte de la mente que se construye con exactitud … la llamamos “la mente matemática”. Tomo el término de Pascal … quien dijo que la mente del hombre era matemática por naturaleza y que el conocimiento y el progreso proviene de la observación precisa.

Hay otros autores, además de Pascal y Montessori, que destacan esta característica humana universal. Traemos una que ofrece más detalles sobre este funcionamiento exacto a través de la observación, es en la creación de patrones, se debe al  matemático, y especialista en Matemáticas de la cadena de radio NPR[1], Keith Devlin (2001):

La mente humana es un reconocedor de patrones … La capacidad de ver patrones y similitudes es una de las mayores fortalezas de la mente humana … patrones visuales, patrones auditivos, patrones lingüísticos, patrones de actividades, patrones de comportamiento, patrones lógicos y muchos otros. Esos patrones pueden estar presentes en el mundo, o pueden ser impuestos por la mente humana como parte integral de su visión del mundo.

Pasamos pues a varios ejemplos de guías de actividades que hemos encontrado a partir de propuestas Montessori y que pueden servir de modelo.

Primer ejemplo.- Montessori à la maison de Delphine Gilles Cotte

Un ejemplo de diseño de actividades de este tipo nos lo da el libro Montessori à la maison, para padres, de Delphine Gilles Cotte,  que en España se publica como Montessori en casa (Tu hijo y tú) y en él la actividad “la torre rosa”

El guion es sencillo y la presentación sugestiva. No se necesita más.

Título: La torre rosa

Breve descripción y justificación: “El niño trabaja la lógica e inicia su capacidad de juicio…”

Elementos materiales que se necesitan. Descripción: “Necesitarás: 10 cubos de madera rosa…”

Enunciado de las actividades: “Ejercicio 1.- Pídele al niño que vaya a buscar los diez cubos de la torre…”

Descripción más extensa y comentada de las actividades: “En tiendas puedes encontrar torres…”

Segundo ejemplo.- Actividades Montessori de Matemáticas.

Living Montessori Now. Maths Activities Primary Guide es un repositorio de actividades y recursos para matemáticas que nos parece muy interesante como modelo de repositorio de recursos y actividades para pensamiento computacional desenchufado.

La web Living Montessori Now de Deb Chitwood[2]  dedica una página a Matemáticas. En ella podemos ver una numerosa y variada colección de actividades.

De ellas elegimos, sólo a título de ejemplo significativo, la denominada Small Bead Frame: introduction to addition, substraction and multiplication (Ábaco: Introducción a la suma, la resta y la multiplicación) en el apartado Passage to Abstraction (Transición a la abstracción).

Se trata de un ejemplo que se propone recurrentemente como actividad, conocida por todos, por eso la elegimos. Pero también en ese mismo apartado y en el resto hay numerosos y muy interesantes casos y ejemplos de actividades todos con un esquema y una estructura similar. También señalamos que, aunque utiliza una expresión en inglés muy elaboradaSmall Bead Frame que es la expresión estándar utilizada en los medios Montessori (Lillard, 2011),   se está refiriendo al ábaco decimal, diez cuentas por barra. El que podemos encontrar en Ikea o en Amazon, como tantos otros juegos que en este trabajo citamos.

Pues bien la estructura de estas guías didácticas es la siguiente, tomando como referencia Small Bead Frame: introduction to addition, substraction and multiplication:

Título:

Materiales (Elementos materiales que se necesitan. Descripción): En este caso el ábaco (Small Bead Frame), las pegatinas con las unidades, decenas, etc y materiales de anotación, papel y lápiz.

Notas.- Este apartado hace referencia a notas metodologías. Observaciones que se hacen al maestro sobre su trabajo con los alumnos.

Actividades.- Descripción de los ejercicios o actividades, en este caso agrupadas en racimos de actividades (a las que llama “presentaciones”). La primera incluye introducción, contando sin cero, contando con cero,…; la segunda incluye adición estática, adición, …; y así sucesivamente.

Más notas metodológicas.- Parece ser que estas son con carácter más generales que las anteriores, en este caso da una nota que vagamente recuerda un criterio de dominio (mastery learning):

Dr. Montessori referred to this piece of material as marking the passage to abstraction.

This material allows the child to stop using the material when he no longer needs it to find the answer to the problem.

Objetivos.- Escritos de forma directa y sencilla, como propósitos. En este caso para mostrar la relación entre las categorías posicionales del sistema decimal y para aclarar el sentido de posición y valor de posición, como requisitos necesarios y de ayuda para sumar y restar.

Control de error.- Se refiere a evaluación formativa, en este caso la propia habilidad del niño y las inscripciones en las anotaciones del niño.

Este apartado es importante y junto con los elementos o criterios de mastery learning los incluiremos en nuestra propuesta.

Edad.- Periodo madurativo para el que de forma estándar está recomendado. En este caso desde 5 años y medio a 6 años

Preguntas y comentarios.-  Apartado dedicado a los maestro para que compartan y discutan. En este caso se da la indicación de que compartan sus tus experiencias en un foro.

Otros materiales Montessori que pueden ayudar a elaborar las guías de actividades

Un ejemplo de proyecto con una colección  de libros que se dedica en su totalidad a la metodología Montessori y con un repertorio muy extenso de actividades es Libros Pedagógicos Montessori Paso a Paso de Escuela Viva. Son libros que agrupan las presentaciones de  materiales importantes desde los 2 a los 6 años.  Incluye traducidos al español varios libros escritos por María Montessori, y varios libros en los que se habla sobre la filosofía del método y en los que puedes profundizar. Lleva una buena presentación, secuenciada, ordenada, y con gráficos de calidad.

En particular recomendamos como útil por su estructura y formato utiizable para actividades de pensamiento computacional desenchufado:

Montessori Paso a Paso. El cálculo y las matemáticas. 3-6 años

Se puede adquirir en Amazon 

Va dedicado al aprendizaje de las matemáticas con el método Montessori . Tiene agrupadas y secuenciadas numerosas actividades y presentaciones para edades entre los 3 a los 6 años.

Podéis ver el índice detallado con todas las presentaciones aquí. Y el índice por aprendizajes en la foto de abajo.

Un ejemplo de actividad es la de La división.  Y de material es el del Gabinete geométrico 

Where the Wild Things Are.

Una exclente guía para el diseño de material curricular y el diseño de actividades lo constituye el Material de para KIBO titulado Where the Wild Things Are.  A KIBO Curriculum Unit on Programming and Robots Integrated with Foundational Literacy Topics de DevTech Research Group (2018), de Tufts University.

Un ejemplo para nuestra propuesta sería la actividad siguiente, incluida en el trabajo:

Activity 3: Vowel Maker

Goal: Students will program their robot to travel around and create new words.

Materials: 1 KIBO set per group of students, one Expression Module per KIBO, index cards, pen/marker

KIBO Concept: Sequencing with KIBOs programming blocks

Activity Preparation: Review KIBO’s different blocks. Identify three letter words that students are familiar with and have a vowel as one of the letters (ex. cat, bat, jet, bus, dog, top, hen, bib, lip). Choose a handful of words (at least as many words as there are robots) and write one word on each index card; however, do not write the vowel. Instead, draw a line to indicate that the vowel belongs in that area.

Activity Description: Students will choose one vowel (either of their choosing or one that is assigned) to write on their Expression Module. Then, they will program their robot to travel from a designated spot to one of the index cards. In order to go to an index card, the vowel on the Expression Module needs to be the vowel that completes the index card to create a real word. For example, if a group has “e” written on their index card, their KIBO could travel to “h_n” and “j_t” but not “c_t.” If desired, this activity can be repeated, either by having the groups change their vowel or have the robots travel to another index card.

Activity Extension: Try lengthening the words or choosing words that have the same vowel in two different places in a word.

Actividad 3: Hacedor de vocales

Objetivo: Los estudiantes programarán su robot para viajar y crear nuevas palabras.

Materiales: 1 conjunto de KIBO por grupo de estudiantes, un módulo de expresión por KIBO, fichas, bolígrafo / marcador

Concepto KIBO: Secuenciación con bloques de programación KIBOs

Preparación de la actividad: revisar los diferentes bloques de KIBO. Identifique las palabras de tres letras con las que los estudiantes están familiarizados y tenga una vocal como una de las letras (por ejemplo, gato, murciélago, avión, autobús, perro, parte superior, gallina, babero, labio). Elija un puñado de palabras (al menos tantas palabras como robots) y escriba una palabra en cada tarjeta de índice; Sin embargo, no escriba la vocal. En su lugar, dibuje una línea para indicar que la vocal pertenece a esa área.

Descripción de la actividad: Los estudiantes elegirán una vocal (ya sea de su elección o asignada) para escribir en su Módulo de Expresión. Luego, programarán su robot para viajar desde un lugar designado a una de las tarjetas de índice. Para ir a una tarjeta de índice, la vocal en el Módulo de Expresión debe ser la vocal que completa la tarjeta de índice para crear una palabra real. Por ejemplo, si un grupo tiene una “e” escrita en su tarjeta de índice, su KIBO podría viajar a “h_n” y “j_t” pero no a “c_t”. Si lo desea, esta actividad se puede repetir, ya sea haciendo que los grupos cambien su Vocal o haz que los robots viajen a otra ficha.

Extensión de actividad: intente alargar las palabras o elegir palabras que tengan la misma vocal en dos lugares diferentes de una palabra.

En este caso introduce además de los apartados de titulo, descripción. Materiales, etc un apartado con el objetivo efectivo de la actividad (Goal): “Los estudiantes programarán su robot para viajar y crear nuevas palabras.” Que puede servir como en casos anteriores como criterio de dominio.

Propuestas de actividades

1. Preálgebra

Pre-álgebra para niños

Objetivo.- Vamos a intentar introducir un juego o una actividad para desarrollo de pensamiento abstracto, preálgebra, en niños.

Intervalo de edad.- Niños de entre 4 y 6 años. Conviene aclarar que el intervalo de edad lo hacemos de forma estimativa, porque igual podría el intervalo tomarse en función de otras características madurativas que se puedan tener en cuenta de manera convenientemente documentada y adaptada.

Materiales.- Youkara Youkara 1 PC es un juego infantil fabricado en China, cerca de Cantón, por la empresa Youkara, que se vende a través Amazon por el precio de 0,89€.

Descripción de la actividad.-

  1. Presentar y pedir al niño que realice de forma consecutiva operaciones de multiplicar, con barras y con números indistintamente, hasta que alcance un completo dominio:

  1. Cuando lo consiga, podemos empezar a proponer prácticas mezclando barritas con números, donde al cabo de un rato si bien puede identificar la cantidad con el dígito, también puede identificar la cantidad o el dígito con un ente sustitutivo:

  1. Cuando consiga esa familiarización podemos sustituir las barritas, en intentos alternativos, por una sola barrita o por un objeto,… y ver qué pasa:

Pidiendo al niño que diga a qué equivale o a qué ha sustituido el botón.

  1. En una última fase podemos pedir que diga a qué números corresponden los botones (u otro objeto) poniéndolos en distintas o en varias posiciones, como por ejemplo:

Repitiendo la operación hasta el dominio o hasta que el niño empiece a dar muestras de cansancio, pero rápidamente haciéndole ver el gran éxito que supone su logro.

  1. Podemos incluso utilizar el mismo botón para otros casos y ver en ellos a qué número o cantidad sustituye:

Y por último utilizar en vez de un botón otro objeto.

Si finalmente conseguimos que adquiera el dominio en casos así habremos conseguido que adquiera un concepto muy próximo al de incógnita, ecuación y variable.

La cuestión ahora estriba en formar a maestros y dotarles de guías adecuadas, en destrezas docentes para que desarrollen en los niños un pensamiento preabstracto, que pueda ser evocado posteriormente.

Comentario.- Esta actividad enlaza pues con el elemento,  de pensamiento computacional, que hemos considerado como pensamiento abstracto.

 

2. Pegatinas y circuitos lógicos.- Puertas lógicas. OR

Título.- Puerta lógica OR con pegatinas, leds y circuitos electrónicos

Objetivo.-

Se trata de construir con pegatinas de circuitos circuitos lógicos OR, AND y NOT, y que los niños lo manipulen, experimenten reiteradas veces y hablen sobre ello.

Empezamos con ésta dedicada a la puerta OR, pero con un esquema similar se pueden diseñar actividades para AND, NOT o XOR

Materiales.-  Etiquetas adhesivas y circuitos.- Pegatinas de circuito (peel-and-stick electronics for crafting circuits).

Se trata de un conjunto de herramientas que consta de componentes electrónicos para quitar el plástico y pegar, tales como LED y cintas de cobre como conductor. Con este kit de herramientas, los niños pequeños pueden crear proyectos interactivos de arte, o como artesanía, incrustados con adhesivos LED y sensores que responden al entorno o estímulos externos (ver la figura). Los niños pueden desarrollar su creatividad en actividades prácticas mientras aprenden y aplican conceptos básicos de electricidad, como son circuitos e interruptores. En este caso, incluso se puede aplicar para aprender circuitos lógicos.

Los circuitos electrónicos con pegativas (Peel-and-stick Electronics for Crafting Circuits)  se pueden encontrar en muchos sitios en internet, por ejemplo Circuit Sticker Starter Kit with Chinese Sketchbook – Peel-and-stick Electronics for Crafting Circuits[1]

 

Actividad

Construir, con luces leds y etiquetas, un circuito OR

El maestro debe de dar explicaciones (muy sencillas) sobre lo que es un circuito OR y lo que se esperan que los niños hagan (en pequeño grupo de dos o tres o de forma individual) enseñándole fotos e imágenes construidas por él, de la forma más próxima al resultado de lo que se espera que hagan. Y a ser posible mostrándoles un prototipo construido por él.

Se trata de que los niños adquieran una idea lo más cercana posible de lo que es y cómo funciona un circuito lógico OR.

Debe hacerlo funcionar tantas veces como haga falta con todas las posiciones de la tabla de verdad

Y enseñar el simbolismo

Por último explicar de forma combinada de todo y manipular hasta el dominio todas las posiciones y el sentido que tienen

Poner sencillos ejemplos de la vida real. Por ejemplo que su madre los mande a comprar:

“Helados y chuches”, y discutan cosas que puedan pasar y en cuales de ellas se cumple el recado.

También la madre les puede decir que traigan “helados o chuches”. En este caso también tienen que discutir cosas que puedan pasar y en cuales de ellas se cumple el recado.

[1][1]https://www.seeedstudio.com/Circuit-Sticker-Starter-Kit-with-Chinese-Sketchbook-Peel-and-stick-Electronics-for-Crafting-Circuits-p-1935.html


Este trabajo está bajo una licencia de Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 

DOI : 10.13140/RG.2.2.12945.48481

Debe ser citado como:

Zapata-Ros, M. (2018) Pensamiento computacional en los primeros ciclos educativos, un pensamiento computacional desenchufado. Blog RED de Hypotheses. El aprendizaje en la Sociedad del Conocimiento.  https://red.hypotheses.org/1662


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