Manuel Torres Búa

A modo de introdución

No título deste recurso, Creando artefactos informáticos, intentouse condensar a idea coa que se concibiu e desenvolveu. Un artefacto é un produto. Un produto que funciona para realizar unha determinada acción. Que é o que queremos que faga? Cal é o obxectivo polo que o creamos? Intentamos co noso artefacto solucionar un problema, satisfacer unha necesidade. Pero o obxectivo educativo non debería ser nunca a soa fabricación; non buscamos, se falamos de informática, simplemente programar un produto. De feito, malia ser certo que a fabricación final é importante, desde o punto de vista educativo non é o fundamental. A diferenza está en «crear» estes artefactos e non só «construílos». A creación é un proceso moito máis ambicioso que engloba desde a detección do problema que queremos solucionar co noso produto ata o seu deseño, proposta, organización planificación e, tamén, construción e avaliación, tanto do resultado final como das etapas intermedias. É dicir, crear artefactos é desenvolver proxectos e o proxecto é o instrumento educativo que empregamos, o método mediante o que imos creando diferentes escenarios de aprendizaxe significativa de cara a un obxectivo común que desemboca na obtención dun obxecto. Na solución de problemas poñemos en xogo habilidades de pensamento de orde superior (López, 2009). Aprendemos porque temos un obxectivo, unha intención e porque buscamos unha utilidade coa que nos comprometemos (Vergara, 2015). O que nos permite o desenvolvemento de metodoloxías activas é o proceso e os seus feedbacks, máis aló dos resultados obxectivos.

O noso artefacto ten unha característica máis, trátase dun produto informático. Como tal, é tamén un produto dixital, está implementado mediante dispositivos electrónicos, mediante ferramentas tecnolóxicas, no marco dun proceso de aprendizaxe (Trujillo, 2014). 

Pero falamos de informática, dunha implementación a partir da creación e posta en práctica de algoritmos. O algoritmo é o ingrediente que dota de especificidade este tipo de proxectos porque engadimos á propia metodoloxía proxectual as posibilidades educativas que nos proporciona o pensamento computacional. Un algoritmo non é máis que un conxunto de pasos, unha serie de actividades e as relacións que se establecen entre elas e as estruturan no tempo, que nos permiten solucionar un problema mediante a aplicación dun conxunto limitado de regras coñecidas (Peña, 2019). Aproveitamos a esencia das ciencias da computación para aplicala á educación, empregando o algoritmo, representado normalmente a través dun diagrama de fluxo, con fins pedagóxicos. É unha ferramenta útil, non só para un traballo tecnolóxico, senón para intentar resolver calquera tipo de problema, mesmo da vida diaria (algoritmos informais). Unha forma de pensar que emprega as estruturas subxacentes da nosa mente da mesma forma que o fai unha computadora, e que nos permite «falar» do mundo que nos rodea (Christian e Griffiths, 2017). 

Aprender de forma análoga a como se programa ofrece un gran potencial para a mellora das competencias do alumnado e do profesorado; aprender a aprender, pensar sobre o pensar (Papert, 2020). Intentamos detectar e solucionar problemas empregando a programación informática, posibilitando unha ampla variedade de estilos de aprendizaxe e desenvolvendo, cando aplicamos as estratexias de resolución, habilidades de pensamento superior e metacognitivas (López, 2009).

Os algoritmos no proceso de programación

Non é o obxectivo deste traballo «ensinar a programar», aínda que individualmente os contidos poden ser de utilidade para este fin. Ten un propósito máis ambicioso, acompañar e guiar nos proxectos educativos deste tipo, proporcionando os recursos necesarios para que o profesorado e o alumnado configuren o seu escenario educativo particular. A secuencia de contidos do recurso así o evidencia, xa que comeza polo propio concepto e metodoloxía de proxectos, os diagramas de fluxo e a aproximación progresiva á programación informática en si.

Presentación do recurso

Trátase dun recurso educativo amplo, aberto e configurable, especialmente acaído para ser empregado como ferramenta marco no desenvolvemento de proxectos educativos que, mediante o emprego de algoritmos e do pensamento computacional, permitan a solución dos problemas de partida a través de produtos implementados mediante calquera sistema de programación informática.

Constitúe unha secuencia didáctica, deseñada para abordar a programación informática desde múltiples puntos de vista e co obxectivo de crear artefactos ou produtos. Está composto por seis unidades progresivas montadas nun curso Moodle a modo de maqueta. O curso está estruturado de forma que acolla estas seis unidades e permita a inclusión dos elementos necesarios por parte do profesorado que o active en cada caso concreto.

Os contidos están expostos de forma dinámica con multitude de recursos propios e alleos. Trátase dun recurso educativo aberto, creado para a súa implementación de máis a menos. É dicir, é necesario unha adaptación en cada caso escollendo e modificando o que se precise. Polo tanto, un recurso libre, baseado nas posibilidades dos «catro R» (reutilizar, redistribuír, revisar, remix) e liberdade tecnolóxica para a súa implementación (Wiley, 2010). A existencia de moitos recursos nos paquetes de contido facilita a súa apropiación.
É evidente o interese que está espertando o pensamento computacional para o presente e o futuro da educación. É un concepto que abarca moito máis que o puramente tecnolóxico para converterse nun referente teórico como metodoloxía de análise, reflexión e solución de problemas reais. Permite comprender o comportamento humano na resolución de problemas mediante unha ampla variedade de ferramentais mentais extraídas, en orixe, do campo da computación (Wing, 2006).
A programación informática é a aplicación do pensamento computacional para a resolución de problemas empregando a tecnoloxía de forma activa ou orgánica, é dicir, empregándoa para realizar unha aprendizaxe viva que permita imaxinar, dialogar, compartir, deseñar e construír (Trujillo, 2012). 

Desde esta perspectiva, o pensamento computacional e a programación informática son elementos que deberían estar presentes nos currículos de primaria e secundaria, como así está comezando a ser. Ben de forma específica en materias ad hoc ou ben formando parte do resto das materias como ferramenta de adquisición de competencias propias de cada currículo.
Con base no anterior, cremos que o recurso que presentamos é útil para desenvolver as destrezas propias do pensamento computacional e para guiar a creación de produtos específicos mediante a programación informática.

• Serve de ecosistema de aprendizaxe da programación informática de forma gradual, desde os aspectos básicos de busca, proposta e resolución de problemas aplicando o pensamento computacional; ata o manexo de aplicacións específicas para solucionar estes problemas.
• Está orientado á creación de produtos (artefactos) reais que resolvan os problemas propostos. 
• Ten unha estrutura que permite a implementación e adaptación de unidades específicas por separado, segundo as necesidades dos proxectos que propoñan as diversas materias, sendo unha ferramenta válida que pode facilitar a introdución de elementos de programación e computación na realización de tarefas e proxectos vinculados cos diferentes currículos das materias da ESO.
• A configuración como ecosistema de aprendizaxe posibilita o traballo interdisciplinario entre varias materias e as propostas curriculares que se pensan desenvolver mediante programación, podendo pivotar arredor da materia de programación informática.
• A proposta didáctica permite abordar a creación de produtos ou artefactos informáticos que desenvolvan determinados aspectos do currículo desde unha vertente activa, atractiva e de gamificación da aprendizaxe.

A quen vai dirixido este recurso?

Esta secuencia didáctica é especialmente acaída para a implementación do currículo oficial da materia de libre configuración autonómica para primeiro/segundo da ESO Programación. Todos os elementos do currículo están presentes na proposta que os adapta á metodoloxía e completa con outros. É, polo tanto, unha secuencia didáctica óptima para empregar na devandita materia de Programación.

Á marxe de se se desenvolve no marco da materia de Programación, este traballo ambiciona servir de instrumento de capacitación para a creación de artefactos dixitais concretos relacionados con aspectos curriculares das diferentes materias, da ESO fundamentalmente. Creouse unha estrutura modular, con unidades que poden empregarse na secuencia lóxica na que se presentan de xeito progresivo ou ben desenvolvendo aquelas unidades específicas que se precisen para a creación dos proxectos e artefactos. 
O seu deseño, baseado na concepción da programación como unha ferramenta óptima para o desenvolvemento de destrezas e habilidades relevantes cara á consecución das competencias clave e dos obxectivos xerais da ESO, permite que se empregue todo ou en parte en calquera materia da educación secundaria obrigatoria como instrumento para desenvolver elementos do seu propio currículo.

Actualmente, a integración do pensamento computacional na aprendizaxe formal e informal é unha tendencia crecente en Europa e máis aló dela, polo seu potencial para a educación dunha nova xeración. O pensamento computacional implica moito máis que ofrecer unhas poucas horas de codificación. Integrala no currículo require unha clara visión do seu potencial. Sería interesante reflexionar en que medida se pode aplicar a todo o espectro de áreas e materias e, tamén, a contextos multidisciplinarios e interdisciplinarios (Bocconi, Chioccariello, Dettori, Ferrari, Engelhardt, 2016). Este traballo é un pequeno ofrecemento a este respecto.

Implicacións da introdución do pensamento computacional na educación obrigatoria

Cales son os obxectivos deste recurso?

O seu obxectivo xeral é o de servir de marco de referencia e ferramenta eficaz para o desenvolvemento de tarefas e proxectos baseados na programación informática para a implementación de elementos curriculares das materias da ESO mediante a creación de artefactos dixitais.

Este obxectivo xeral desenvólvese noutros más específicos: a) permitirlle ao alumnado o descubrimento do mundo da programación e a entender esta como un método eficaz para a resolución de problemas; b) servir de ferramenta no adestramento das habilidades relacionadas coa análise e solución de problemas mediante algoritmos; c) contribuír ao coñecemento da relación entre a resolución de problemas mediante o deseño de algoritmos e a vida cotiá; d) estimular a autonomía e a curiosidade na relación do alumnado cos temas desenvolvidos; e) facilitar a resolución de problemas mediante tarefas e proxectos integrados e, finalmente, f) integrar o traballo coordinado en grupos no emprego deste recurso.

Cal é o seu deseño curricular?

Todos os criterios de avaliación e estándares que aparecen no currículo oficial da materia de programación están presentes neste recurso. Nalgún caso están tal e como aparecen na lexislación. Noutros casos atoparémolos en varios apartados. Tamén engadimos novos elementos curriculares compatibles cos que aparecen na orde que nos parecen importantes para a propia coherencia do recurso. Así mesmo, é fácil traspoñer elementos deste deseño curricular ao doutras materias da secundaria, tal e como estamos a expoñer.
Pódese acceder ao deseño curricular do recurso aquÍ.

Como se desenvolve no marco competencial?

Competencias clave son aquelas necesarias para lograr que cada suxeito acade o seu pleno desenvolvemento persoal, social e profesional. No desenvolvemento de calquera material curricular debe estar implícito, deste xeito, a capacitación nas competencias clave que favorezan o pleno desenvolvemento do potencial dos nosos alumnos da ESO.

As aplicacións didácticas baseadas no pensamento computacional e na programación, como o presente recurso, serven de capacitación en aspectos fundamentais na adquisición de competencias clave. O tradicional agochamento da programación en ámbitos moi reducidos dentro da tecnoloxía informática estase a trocar nunha posta en valor como disciplina ou recurso para a adquisición de destrezas relacionadas coas competencias clave. Moitos estudos e disposicións sobre a riqueza do pensamento computacional na escola así o demostran, configurándose este como unha competencia máis. Non se trata de tentar conseguir informáticos, que tamén pode ocorrer, sen dúbida; senón de que a programación debera ser unha habilidade fundamental para todo o alumnado (Partovi, 2016).

A seguinte táboa amosa as características relacionadas coas habilidades que se desenvolven co pensamento computacional segundo varios autores.

Podemos establecer catro conceptos clave do pensamento computacional, catro aspectos que o sustentan:

1. descomposición (o primeiro que debemos facer para afrontar un problema é descompoñelo en partes mínimas abarcables);

2. recoñecemento de padróns (analizando todos os aspectos do problema buscaremos semellanzas, puntos de conexión, relacións...);

3. abstracción (esforzo por seleccionar a información relevante e as súas relacións, e ignorar os aspectos irrelevantes);

4. algoritmia (preparar a solución ao problema en forma de algoritmo: secuencia de pasos ordenados e relacionados e un fluxo de información que permitirá a solución do problema).

Catro patas do pensamento computacional

Para un recursos didáctico como o que se está a presentar, completamos o ciclo do proxecto con dous conceptos máis: modelización ou prototipado; e a avaliación. Na infografía seguinte represéntase este modelo de seis pasos do pensamento computacional como marco tanto na concepción deste recurso como para a proposta da súa posta en práctica.

Os seis pasos do pensamento computacional

Que metodoloxía é a máis acaída para empregar este recurso?

A proposta está enfocada á súa aplicación con base en metodoloxías activas centradas na capacitación do saber facer mediante o desenvolvemento de tarefas engarzadas de cara á creación de artefactos dixitais. Este recurso concibiuse de forma modular e progresiva, para engadirlle tarefas de complexidade crecente baseadas nas anteriores. O seu desenvolvemento non é lineal, senón que responde máis a un achegamento sucesivo á programación desde diferentes aspectos, xirando sempre arredor da idea do problema e a súa solución como centro sobre o que se repiten os mesmos aspectos metodolóxicos con diferentes ingredientes, como nunha espiral. 

O desenvolvemento dos contidos é moi coidado, ao servizo sempre dos obxectivos e directamente relacionados co deseño curricular. Pero é posible acadar satisfactoriamente os obxectivos propostos sen abordar todos os contidos ou facelo con diferente profundidade. Esta asimetría estará ao servizo da implementación que se realice en cada caso. Queda claro, non obstante, a metodoloxía activa que se propón baseada na realización de tarefas e proxectos. O seguinte gráfico amosa o desenvolvemento dos contidos no tempo e os produtos que se poderían obter en cada caso.

Contidos e produtos da proposta Creando artefactos informáticos 

Como se pode atender á diversidade mediante este recurso?

O deseño modular e aberto do recurso permite unha implementación deste con base en medidas concretas de cara á adecuación á variedade do alumnado. Os puntos clave nos que cremos que a proposta favorece a atención á diversidade serían:

- A abordaxe de contidos autónoma e autorregulada, con posibilidades de ampliación, de ser o caso, e de cuestionamento para a resolución en grupo ou co profesorado.

- O traballo cooperativo en grupo onde os diferentes carismas e personalidades se complementan e autorregulan de cara ao obxectivo do proxecto.

- O traballo mediante proxectos onde se pode participar desde situacións ben diferentes.

- A insistencia na capacitación metodolóxica en resolución de problemas, de forma redundante ao longo de todas as etapas e partes do recurso, que posibilita que acade a competencia correspondente ao alumnado, independentemente da habilidade tecnolóxica á hora de programar.

- O recurso é modular e adaptable non só de cara a implementacións concretas, senón, como mencionamos anteriormente, de cara a persoas concretas: grupos, ambientes e alumnado. Da mesma forma que atende á diversidade en xeral, pode servir para especificidades, en canto a altas capacidades, necesidades educativas especiais, dificultades de aprendizaxe, trastornos relacionados coa atención, incorporacións tardías ao sistema e todas as características socioeconómicas, familiares e persoais que se poden atopar. O profesorado que aplique o recurso estará atento a todas estas necesidades e implementará medidas para adecualo. As adaptacións curriculares son fáciles de ter en conta nun recurso aberto como este.

Como pode ser a avaliación?

A avaliación é un elemento metodolóxico fundamental no propio funcionamento do recurso. É unha valiosísima ferramenta que proporciona orientacións específicas sobre o desenvolvemento do traballo, sobre cambios que hai que realizar, sobre os diferentes niveis de capacitación, sobre o estado do produto… 

En canto aos momentos nos que avaliar, tendo en conta que acompaña todo o proceso como un compoñente metodolóxico fundamental; podemos falar de avaliación ou avaliacións iniciais. Trátase de comprobar ao iniciar unha unidade (ou a iniciar un proxecto) a relación que o alumnado ten co tema, xa que o punto de partida debería ser acordado para que sexa positivo. Tamén o feito de incluír os obxectivos da unidade obriga a certa reflexión sobre a preparación para o que vén. Trátase de animar, de motivar. O que se ve ten que ser apetecible, ten que animar a rematar o anterior e estar preparado para o seguinte. Neste aspecto o grupo de traballo é fundamental. Deberíase avaliar durante todo o proceso de traballo en varios momentos. Ao final de cada unidade haberá un exercicio para autoavaliación, co único propósito de obter información sobre o progreso.
As avaliacións finais poden ser fitos como a consecución dunha tarefa, a entrega dun produto-programa ou o remate final do proxecto. Proporciónase algún recurso para a creación de rúbricas e outros que axudan a completar a maqueta do curso Moodle coas tarefas e proxectos concretos que se decida en cada caso.

Tamén debemos ter claro quen avalía. Diciamos que o primeiro que avalía é o propio alumnado, no seguimento dos contidos, no traballo en grupo, na implementación de programas nas tarefas… Avalía tamén o grupo, o seu propio funcionamento, o cumprimento das funcións, as tarefas e os produtos; así como o proceso en xeral e o profesorado. Finalmente está a heteroavaliación que fai o profesorado, nos mesmos termos que o mencionado. No curso marco en Moodle poderanse desenvolver diversos recursos para estas avaliacións.

Que contén este recurso?

Os contidos divídense en seis unidades didácticas. Tendo en conta a súa finalidade subsidiaria aos obxectivos xerais e criterios de avaliación, optouse por esta secuencia que nos parece idónea para o achegamento progresivo ao mundo da resolución de problemas mediante proxectos de programación.

1. Sobre problemas, proxectos e programas

Nesta primeira unidade introdúcese aos principios do pensamento computacional mediante a aplicación da metodoloxía de resolución de problemas ou método de proxectos como sistema máis eficaz para afrontar retos, problemas e necesidades, tamén da vida cotiá. Preséntase a programación como un recurso válido dentro desta metodoloxía. Preséntase o mundo da programación e o concepto de algoritmo, con exemplos para resolver problemas concretos. Finalmente asociamos todo coa máquina, a computadora: a súa linguaxe, as linguaxes de programación que facilitan a comunicación e introdúcese a programación en código de forma moi básica con exemplos concretos.

A tarefa ou tarefas correspondentes que o profesorado cree no curso Moodle estarán relacionadas coa programación mediante código, vinculándoas cun aspecto concreto do problema ou necesidade do proxecto.

2. Representación mediante diagramas de fluxo

Antes de abordar a programación propiamente con diagramas de fluxo, parécenos interesante un traballo específico sobre a representación dos problemas e a súa solución mediante estes diagramas. A programación corresponderá á seguinte unidade. Introdúcese esta metodoloxía de representación cos seus elementos, regras e procedementos. Amósanse diferentes ferramentas para o traballo con diagramas. Realizamos propostas para, tal e como se pode ver nos exemplos, pasar dun problema ou necesidade a un proceso de resolución que se representará nun diagrama de fluxo mediante unha aplicación específica.

A tarefa ou tarefas correspondentes a esta unidade deberían estar relacionadas co deseño de diagramas de fluxo específicos, apoiándose nunha ferramenta escollida, que amose o proceso de resolución do problema ou necesidade que aflorou no proxecto.

3. Programamos mediante diagramas fluxogramas e pseudocódigo

Nesta unidade vese como representar algoritmos mediante os diagramas de fluxo para desenvolvelos nun programa informático. Preséntanse varias ferramentas e amósanse diferentes exemplos. Pídeselles que realicen a programación dun algoritmo sinxelo, previamente representado cun diagrama de fluxo e empregando unha das ferramentas propostas.

Baseámonos, xunto cos fluxogramas, no emprego de pseudocódigo como ferramenta ideal para o deseño dos produtos informáticos. Empregarase a aplicación PSeint para este fin.

As tarefas correspondentes a esta unidade poderían consistir en modificar o diagrama da unidade anterior para que teña a estrutura e funcionalidade dun algoritmo. Poderíase pedir que se implemente o algoritmo en Pseint.

4. Programamos mediante bloques

Introducimos aquí a programación con linguaxe de bloques, que posibilita a resolución de algoritmos máis complexos mediante conxuntos de instrucións ou procedementos. Preséntanse os fundamentos deste sistema e os programas máis habituais. Desenvólvese especificamente a programación mediante Scratch, con exemplos varios, e pedindo que vaian creando os seus propios programas.

As tarefas correspondentes deberan incluír a creación dun programa mediante unha aplicación de programación por bloques para o proxecto. Neste punto vai depender un pouco da aplicación que se realice. Se é posible, sería interesante que o programa desta tarefa interrrelacionase co medio físico mediante a programación de dispositivos con Arduíno, ou de robótica e automática.

5. Programamos a web

Introdúcese o concepto de marcaxe, as linguaxes de marcas, as que existen na actualidade. Centrámonos no HTML e pedímoslles que realicen programacións sinxelas. Introducimos o mundo dos editores HTML que nos facilitan a programación. Finalmente, traballarán nas aplicacións de creacións de contidos web, practicando con algunha delas e relacionando o contido co código correspondente. Introdúcense aspectos sobre a importancia e as boas prácticas na accesibilidade web.

A tarefa nesta etapa correspondería coa creación de contido web, de ser o caso, relacionado co proxecto, coa solución adoptada ou/e coa súa presentación pública.

6. Programamos o móbil

Esta unidade non aparece no currículo oficial de programación, pero parécenos de grande interese. O mundo dos dispositivos móbiles está aínda crecendo e a maioría do alumnado ten algún terminal. É bo que comprendan que detrás das aplicacións que existen hai un proceso de resolución de problemas mediante proxectos de programación similar ao que se amosou nas outras unidades, aínda que se empregue unha linguaxe distinta. Preséntanse as características fundamentais da programación de dispositivos Android e poderán ensaiar a creación de aplicacións mediante a ferramenta App Inventor.

Para esta unidade, e dependendo das características do proxecto, poderíase crear unha aplicación relacionada co proxecto, coa súa solución, ou un xogo relacionado coa súa temática.

Por que nun curso virtual?

Os contidos ou unidades anteriores, como estamos a comprobar, pódense adaptar libremente ás necesidades de cada situación. Como a proposta é a de «crear artefactos», a secuencia de traballo dos proxectos de fabricación destes artefactos pode ter no marco dun curso virtual un escenario ideal. É por esta razón pola que o conxunto de unidades se «montan» nun curso virtual que cadaquén pode descargar e modificar. Realmente trátase dunha maqueta, non dun curso completo. É unha estrutura configurada para a adaptación e posta en práctica dunha proposta educativa baseada neste recurso. Contén, ademais dos contidos en formato web, a estrutura básica para inserir tarefas, ligazóns e todas as posibilidades que nos ofrece Moodle nas aulas virtuais dos centros.

Ligazón á presentación do curso virtual

Epílogo

Traballouse arreo coa intención de ofrecer un recurso ambicioso que facilite a introdución da programación informática en ámbitos diversos da educación secundaria. Ao igual que para este recurso se empregou o traballo de moitos «creadores docentes», ofrezo este recurso didáctico para quen desexe «apropiarse» del, para que se adapte, cambie e corrixa. Esta é a bondade das licenzas abertas na construción do coñecemento, aglutinar o traballo de todos e permitir, co emprego libre dos materiais, que se multiplique o seu potencial, compartindo cada nova adaptación ou modificación. Só é preciso nomear a autoría do orixinal e compartir o froito de cada modificación do mesmo xeito.

Agardo, de verdade, que o resultado, con todos os erros e incoherencias que de seguro existen, polas que me desculpo, sexa útil e que as «apropiacións» sexan moitas.