El Pensamiento Computacional es la destreza necesaria para entender las tecnologías del futuro. Es un proceso de pensamiento, más que un cuerpo específico de conocimiento sobre un dispositivo o lenguaje. El pensamiento computacional se asocia a menudo con las computadoras y la codificación, pero es importante señalar que se puede enseñar sin un dispositivo.

A medida que nuestras tecnologías se han desarrollado rápidamente y la manipulación de esas tecnologías ha surgido como una habilidad clave para la escuela y la universidad y la carrera de enseñar a los estudiantes cómo programar, cuestionar y manipular los dispositivos digitales se ha convertido en algo común en nuestras escuelas. Pero la codificación es la aplicación del aprendizaje. Antes de que los estudiantes puedan realizar estas tareas de forma efectiva, deben entender los conceptos detrás de esa aplicación.

Por esa razón, el pensamiento computacional puede formar parte de cualquier clase, incluyendo las clases de nuestros alumnos más jóvenes en los grados primarios. Y, yo diría que se está convirtiendo rápidamente en una habilidad fundamental necesaria para los estudiantes. Al enseñar explícitamente y dar espacio para el desarrollo del pensamiento computacional, los profesores pueden asegurar que sus jóvenes estudiantes están aprendiendo a pensar de manera que les permita acceder y comprender su mundo digital. La enseñanza del pensamiento computacional, en resumen, prepara a los estudiantes para el éxito futuro. Además, puede integrarse en las rutinas y planes de estudio existentes.

¿Qué es el pensamiento computacional?

El pensamiento computacional es el paso que precede a la programación. Es el proceso de descomponer un problema en pasos lo suficientemente simples como para que hasta una computadora lo entienda. Todos sabemos que las computadoras toman las instrucciones muy literalmente, a veces con resultados cómicos. Si no proporcionamos a los ordenadores instrucciones precisas y detalladas, su algoritmo podría olvidar acciones vitales que la mayoría de la gente da por sentadas.

Por ejemplo, considera una actividad simple como cepillarse los dientes. Al principio parece una tarea bastante simple, pero en realidad, cepillarse los dientes implica muchos pasos sencillos. Primero, necesitarás un cepillo y una pasta de dientes. Necesitarás un lavabo con agua fría. Necesitarás poner la pasta de dientes en el cepillo. No olvides abrir el agua y pasar el cepillo por debajo. Como ves, una actividad tan simple en realidad implica muchos pasos, si te pierdes un paso o pones uno fuera de servicio, ¡podrías terminar con un gran desorden!

Que habilidades desarrolla el pensamiento computacional

El pensamiento computacional ayuda a los estudiantes a desarrollar habilidades que son atractivas para futuras oportunidades de empleo. La informática es el mercado laboral de más rápido crecimiento y las habilidades de los estudiantes en la codificación son muy buscadas por los solicitantes de empleo. Mientras que las habilidades de tecnología dura son muy importantes, son las habilidades más suaves de razonamiento y resolución de problemas las que los empleadores realmente encuentran atractivas. Estas habilidades para el éxito son la clave para entender por qué el pensamiento computacional es tan valioso.

Mientras que hay beneficios obvios para el futuro empleo, es el desarrollo del pensamiento crítico y las competencias emocionales lo que prepara a los estudiantes para el éxito a largo plazo. Cuando los niños aprenden habilidades de pensamiento computacional, les ayuda a desarrollar habilidades importantes no sólo para las asignaturas STEM, sino también para las ciencias sociales y las artes del lenguaje. De hecho, un estudio reciente demostró que las habilidades de pensamiento computacional estaban altamente correlacionadas con una medida no verbal de la inteligencia.

Cuando los niños desarrollan habilidades computacionales son capaces de articular un problema y pensar lógicamente. Les ayuda a desglosar los problemas que tienen a mano y a predecir lo que puede suceder en el futuro. Les ayuda a explorar la causa y el efecto y a analizar cómo sus acciones o las de otros afectan a la situación dada. Estas habilidades pueden tener poderosos impactos en los niños y en la forma en que manejan sus relaciones con los que los rodean.

Habilidades clave para el pensamiento computacional

Hay cuatro habilidades clave en el pensamiento computacional:

  • Descomposición
  • Reconocimiento de patrones
  • Abstracción de patrones
  • Diseño de algoritmos

Descomposición

La descomposición está dividiendo los problemas complejos en trozos más pequeños y manejables. Con los niños pequeños, puedes enseñar la descomposición haciendo que te enseñen a realizar una tarea simple. Cualquier actividad simple como cepillarse los dientes, hacer el desayuno o leer un libro funcionará. Los estudiantes necesitarán dividir la tarea en pequeños pasos sencillos. Asegúrate de darles un desafío y sólo haz lo que se te pida. Con esta actividad, los niños verán rápidamente lo importante que es dar las instrucciones EXACTAS.

La descomposición permite a los estudiantes evaluar el problema en cuestión y resolver todos los pasos necesarios para realizar la tarea. Una forma de enseñar a los estudiantes mayores la habilidad de la descomposición es hacer que construyan algo sólo mostrándoles el proyecto terminado. Dales los suministros necesarios y haz que lo hagan sin instrucciones. Los estudiantes tendrán que averiguar los pasos necesarios para completar el proyecto final.

La descomposición es una habilidad importante en la vida futura cuando los estudiantes y los adultos necesiten asumir tareas más grandes. Los estudiantes aprenderán formas de delegar en proyectos de grupo y construirán habilidades de manejo del tiempo

Reconocimiento de patrones

El reconocimiento de patrones es simplemente buscar patrones en los rompecabezas y determinar si alguno de los problemas o soluciones que hemos encontrado en el pasado podría aplicarse aquí? ¿Qué hemos aprendido en el pasado que pueda ayudarnos a resolver este problema? Si alguna vez has construido un mueble de IKEA, entenderás la importancia de los patrones. Cuando construyas una cajonera de IKEA, probablemente te lleve más tiempo montar el primer cajón que el cuarto o el quinto. Cuando repetimos los pasos en nuestra construcción aprendemos a resolver las instrucciones más rápidamente y aprendemos de nuestros errores. El meticuloso proceso de ensamblaje de esa primera parte nos enseña las habilidades para realizar el proceso de forma más eficiente en el futuro.

¿Alguna vez has construido un mueble modular? ¡Sabrás que es más fácil cuando llegues al último cajón! Ese es el poder del reconocimiento de patrones.

Con los niños pequeños podemos usar ejemplos de la vida diaria para enseñar el concepto de patrones (y bucles para el caso), buenos ejemplos son comer; la repetición de llevar cada bocado a la boca, masticar y tragar.

Hay muchas maneras de enseñar el reconocimiento de patrones en el aula. Los estudiantes más jóvenes pueden beneficiarse de la exploración de patrones usando música o bloques de colores. Los alumnos mayores pueden aprender sobre los patrones mirando la tabla periódica o explorando los patrones que se ven en las tablas de multiplicar. Los estudiantes que aman a LEGO pueden usar sus habilidades de construcción para explorar patrones. En los juegos de LEGO a menudo hay patrones repetidos para partes similares de una construcción. Por ejemplo, un juego de LEGO puede requerir que se construyan 4 ruedas de la misma manera. Los maestros pueden dar a los estudiantes un objeto para construir que tenga varios patrones repetidos y sólo dar instrucciones para la primera parte.

Generalización y abstracción de patrones

La generalización de patrones ayuda a los estudiantes a aprender a identificar los detalles que son relevantes para resolver el problema e ignorar los detalles que no son relevantes para el asunto en cuestión. Identificar la información crucial de un problema y hacer caso omiso de la información irrelevante es una de las partes más difíciles del aprendizaje computacional.

Las salones de escape son un ejemplo de una actividad popular que ayuda a construir sobre los conceptos de generalización y abstracción de patrones. Los participantes tendrán que resolver una serie de rompecabezas, adivinanzas y cerraduras para escapar de su habitación en un tiempo récord. Las salas de escape a menudo tienen muchos detalles irrelevantes y accesorios diseñados para despistar a los participantes. Sólo los mejores abstractores serán capaces de resolver los detalles relevantes para resolver su rompecabezas. Una actividad de escape en el aula es una manera perfecta de hacer que los niños usen sus habilidades de abstracción mientras se divierten.

Los estudiantes más jóvenes pueden beneficiarse de una actividad de construcción en la que se les da una variedad de piezas y objetos extra que no son parte del diseño. Los estudiantes tendrán que entender qué piezas son importantes para el diseño y cuáles son irrelevantes.

Diseño de algoritmos

El diseño de los algoritmos está estableciendo los pasos y las reglas que se deben seguir para lograr el mismo resultado deseado cada vez. Una forma fácil de enseñar este concepto a los jóvenes estudiantes es darles una tarea y decirles que escriban los pasos. Uno de los más comunes son los pasos para hacer un sándwich de mantequilla de maní y jalea. Haga que cada estudiante escriba todos los pasos y luego que intercambien con otro estudiante. Usando sólo las instrucciones que tienen delante, que hagan sus sándwiches. Esto ilustrará cómicamente la importancia de incluir pequeñas instrucciones como “usar un cuchillo” o “juntar los pedazos de pan” para formar el sándwich.

Actividades y lecciones de pensamiento computacional

Hay una gran variedad de recursos disponibles para ayudar a los educadores a planificar lecciones para los estudiantes que trabajan para mejorar sus habilidades de aprendizaje computacional y muchos son gratuitos! Estos recursos van desde los básicos para principiantes (¡tan jóvenes como en el preescolar!) hasta conceptos de pensamiento computacional más avanzados para estudiantes mayores o más avanzados.

El pensamiento computacional en el aula

Si está buscando ejemplos de proyectos de pensamiento computacional para hacer con los estudiantes, entonces ha venido al lugar correcto. Aunque el pensamiento computacional se asocia a menudo con la informática, su proceso guía la resolución de problemas a través de una variedad de contextos diferentes.

Para ayudar a enseñar el pensamiento computacional en el aula, este artículo revisará cuatro ejemplos de proyectos en matemáticas, artes del lenguaje inglés, ciencias y estudios sociales. Todos ellos pueden ser fácilmente modificados para adaptarse a diferentes niveles de grado.

Análisis de datos en la clase de matemáticas

En una clase de matemáticas de la escuela media, los estudiantes se embarcaron en un proyecto impulsado por la investigación en el que curaron y recogieron datos y los analizaron algebraicamente. Hicieron un mapa de las variables cuantitativas en gráficos de dispersión para identificar tendencias y luego usaron representaciones de valores r para mostrar sus hallazgos.

El profesor enfatizó a lo largo de este proyecto que “los datos son una herramienta para que la gente te escuche”. Con análisis concisos y atractivos visuales, los estudiantes pudieron crear proyectos convincentes sobre temas que les apasionaban.

Un estudiante analizó casos de cáncer de mama usando una base de datos online para recopilar datos que datan de 1995. Después de que su madre fuera diagnosticada con la enfermedad, así como dos amigos de la familia, quiso estudiar las tasas de mortalidad y medir la tasa de aumento de los diagnósticos. Mirando los datos, aplicó las habilidades de pensamiento computacional para encontrar patrones y resumir la información más importante.

Como ventaja adicional a la práctica del pensamiento computacional, los estudiantes practicaron otras habilidades digitales en este proyecto, como navegar por las bases de datos, utilizar herramientas matemáticas en línea para calcular los números, introducir datos en hojas de cálculo y construir tablas y gráficos.

Comprensión de las conexiones de los personajes en las artes del lenguaje inglés

Las clases de artes del lenguaje también son oportunidades para aprovechar el pensamiento computacional en el aula. En este ejemplo, los estudiantes utilizaron las habilidades de pensamiento computacional para realizar análisis literarios en libros como Hamlet y Harry Potter. Los estudiantes desarrollaron diagramas de red y gráficos de interacción para abstraer las diferentes conexiones entre los personajes.

Esta técnica ayudó a contextualizar la literatura para que los estudiantes pudieran comprender mejor la obra, como las dinámicas de poder o las relaciones importantes que impulsan la narrativa. Esto también ayudó a los estudiantes a construir una comprensión más completa de la lectura y a seguir el flujo de las narraciones sobre cualquier cosa, desde el Gato con sombrero hasta Beowulf.

Como explicó el escritor, este tipo de análisis permitió a los estudiantes entender las preguntas que los datos pueden responder y qué análisis de datos pueden ser automatizados. Más allá de construir una mejor comprensión de la lectura y habilidades de pensamiento computacional, los estudiantes también practicaron técnicas como el mapeo visual y el uso de recursos multimedia para diseñar la comprensión.

Usar el pensamiento del diseño para construir modelos en la ciencia

En esta clase de ciencias, los estudiantes aplicaron el pensamiento computacional, la física y el diseño de ingeniería para construir puentes resistentes a los terremotos. La unidad comenzó con la comprensión de la función de los puentes y los diferentes tipos. Luego los estudiantes pasaron a estudiar los terremotos y el impacto de sus fuerzas.

Para diseñar un puente resistente a los terremotos, los estudiantes aplicaron tanto el pensamiento de diseño como el pensamiento computacional. El pensamiento computacional permitió a los estudiantes analizar una variedad de modelos de puentes para encontrar patrones en su estructura y abstraer de esto los elementos importantes necesarios en un diseño funcional. A medida que probaban los diferentes prototipos, el pensamiento computacional les permitía recoger datos y encontrar oportunidades para mejorar la estructura.

Este puede ser un gran proyecto “unplugged” que honra la colaboración de los estudiantes y el pensamiento crítico a través del trabajo de diseño de modelos funcionales y también mejora sus habilidades de diseño de ingeniería.

Decodificación de la criptografía en los estudios sociales

Al estudiar la importancia de la criptografía para el envío de mensajes codificados en la Segunda Guerra Mundial, centrándose específicamente en la máquina alemana Enigma, los estudiantes aprendieron cómo se pueden desarrollar y descifrar los códigos secretos utilizando algoritmos y otros aspectos del pensamiento computacional. En este ejemplo de pensamiento computacional, los estudiantes diseñaron su propia rueda de cifrado para enviar mensajes codificados y aprendieron cómo los algoritmos son parte integral del desarrollo de los lenguajes codificados.

Si bien este ejemplo es excelente para que los estudiantes participen en una unidad sobre la Segunda Guerra Mundial con prácticas prácticas en colaboración, también puede traducirse en proyectos similares para otros lenguajes codificados utilizados en el combate, el código Morse o el lenguaje en general. El lenguaje, en esencia, es una serie de patrones de los que podemos abstraer diferentes reglas, lo que lo convierte en una excelente forma de involucrar a los estudiantes en el pensamiento computacional en contextos del mundo real.

Además de aumentar su comprensión del código en la Segunda Guerra Mundial, los estudiantes también profundizan su comprensión del lenguaje y la capacidad de reconocer los patrones que existen a nuestro alrededor.