Jorge valenzuela
Un maestro rodeado de tres estudiantes que trabajan en un proyecto de robótica

Si su escuela todavía está enseñando Ciencias de la Computación (CS) conceptos y prácticas bajo el paraguas de carrera y educacion tecnica (CTE) o dentro del clúster de tecnología de la información (TI), debería considerar expandirse.

La informática (CS) se ha infiltrado en casi todo lo que hacen los humanos - desde nuestros trabajos y pasatiempos hasta la forma en que organizamos nuestros hogares y planificamos nuestras vacaciones. Por lo tanto, la informática debe estar integrada en todas las materias, desde ciencias y literatura y asignaturas optativas como arte y Diseño

No importa la disciplina, creando artefactos computacionales es una de las prácticas básicas de informática que los estudiantes deben experimentar constantemente para convertirse en mejores solucionadores de problemas. Artefactos computacionales Puede incluir imágenes, videos, presentaciones, archivos de audio y programas de computadora.

Práctica precisa y consistente en programación de computadoras (CP) ayudará a los estudiantes a construir conocimientos transversales junto con los conceptos y prácticas académicos y de informática. Como CP es el proceso de escribir un programa de principio a fin, los estudiantes reciben exposición en la combinación de prácticas 3-6 que se encuentran en el Marco de Ciencias de la Computación K-12.

Entonces, ¿cómo podemos involucrar con éxito a los estudiantes en el POP? Así es como podemos hacerlo en cuatro pasos principales.

Paso 1: identificar el problema

Cuando los estudiantes son nuevos en CP, generalmente comenzamos a enseñarles cómo programar y codificar usando tutoriales. Aunque no hay nada de malo en eso, no queremos mantenerlos allí.

Por lo general, el escritor de un tutorial ya ha identificado tanto el problema como la solución del programa. La mejor manera de que los niños aprendan es escribiendo sus propios problemas y soluciones y creando sus propios programas. De lo contrario, se centrarán más en aprender a codificar funciones específicas en un lenguaje en particular, que generalmente no es diferente de de memoria, que debería sustituirse por el desarrollo de memoria de trabajo.

Identificar (o definir) el problema es la parte más crítica del proceso del POP, ya que los alumnos deberán desarrollar un plan concreto para lo que hará su programa completo. Este proceso implica la identificación tanto de los conocidos entradas (o datos dados) y lo que se va a obtener a través de salidas (el resultado). Aunque CP no es un proceso simple, la práctica consistente y precisa desarrollará la confianza del estudiante con el tiempo para articular los detalles sobre el tipo de entrada, tratamiento y la salida deseada para sus programas. Para que los estudiantes se inicien en la programación, lea este excelente intro a una lección para construir y compartir aplicaciones por Code.org.

Paso 2: Encuentra una solución

Para encontrar o planificar la solución al problema identificado en el Paso 1, los estudiantes pueden crear un diagrama de flujo o escribe pseudocódigo. Los programadores experimentados pueden y utilizarán cualquiera de estos métodos para transmitir el desarrollo del programa a clientes, profesores, etc.

Un diagrama de flujo es una solución paso a paso a un problema que utiliza una representación pictórica de la dirección del programa y consta de flechas, cuadros y otros símbolos que representan acciones (es decir, entrada/salida, proceso, etc.). El pseudocódigo es similar al inglés y se usa para transmitir la solución con más precisión que en el inglés simple, pero con menos meticulosidad requerida por un lenguaje de programación formal.

El proceso de solución permite que el programador se concentre en el flujo lógico del programa sin tener que adherirse al real. sintaxis utilizado por el lenguaje de programación para el proyecto. Mira esta divertida Technovation lección para ayudar a sus estudiantes a planificar su código.

Paso 3: Codificarlo

A menudo codificación se confunde con la programación, pero la codificación es solo una parte del proceso de programación. Los buenos codificadores pueden crear instrucciones a partir de las soluciones (discutidas en el Paso 2) y escribirlas en código para que la computadora las entienda. Aquí es donde las habilidades de diseño algorítmico de de pensamiento computacional ven a jugar.

Ayuda cuando piensas en tu problema como un problema matemático, no porque siempre estés haciendo muchas matemáticas mientras programas, sino porque el proceso de pensamiento es el mismo. En matemáticas a menudo usamos conjuntos algorítmicos de instrucciones que seguimos en una secuencia de pasos para lograr un objetivo. Ese proceso se asemeja tanto a un bien detallado diagrama de flujo y código (en un lenguaje de programación específico). 

Practicar la codificación ayudará a los estudiantes a comprender que la codificación no es complicada cuando aprenden a pensar lógicamente y en pasos. Hacer que los estudiantes comiencen a escribir programas simples les enseñará cómo dar instrucciones a las computadoras, cómo funcionan realmente las computadoras y que los buenos codificadores no son vagos y no se saltan pasos. También entenderán que el código que escriben es procesado (traducido) por un compilador dentro Lenguaje de máquina por ejecución.

Para los niños nuevos en la codificación, recomiendo comenzar con un lenguaje de programación visual (VPL), que permite a los niños describir sus algoritmos usando ilustraciones y permite que los codificadores describan el proceso en términos que tengan sentido para ellos.

Estos son algunos VPL populares:

Aunque hay varias maneras de hacer que los estudiantes se inicien en la codificación, recomiendo enfáticamente que toda la escuela participe en una Hora de Código y también enseñar a los niños a codificar dentro del contexto de un STEM/Desafío de diseño de vapor.

Paso 4: Pruébelo

Pruebas  en CP es un proceso crítico usado para determinar la calidad de un programa y encontrar loco (problemas). Como pasante universitario, me presentaron por primera vez a las pruebas y depuración of Controles ActiveX en el capítulo respecto a la Visual Basic lenguaje de programación. Aunque las pruebas tienen diferentes niveles y determinarán si los programas funcionan o no, trabajando para encontrar errores para el desarrolladores de software corregir fue muy poderoso para ayudarme a comprender la calidad de los programas que usaba todos los días y también la importancia de actualización ellos regularmente. 

Requerir a los estudiantes que presenten su trabajo. en público, es una excelente técnica para involucrarlos e inculcarles la importancia del proceso de prueba para discutir y mostrar el trabajo de CS de alta calidad. Nuevamente, el App Lab (en el Paso 1) es una gran lección y proyecto para ayudar a los niños a aprender CP desde el principio hasta el examen.

CP para diferentes niveles de grado

La programación de computadoras puede ser enseñada en todos los niveles de grado. Aquí hay algunas herramientas para usar con diferentes edades y niveles de aprendizaje. 

Grados 3-8: kit de código littleBits

Programas de kit de código viene equipado con bloques de construcción electrónicos y una aplicación con tutoriales de codificación, y es un andamio excelente para enseñar a los estudiantes los conceptos de codificación, luz, sonido y movimiento en el contexto de un desafío de diseño o invento

Lo que encuentro más poderoso sobre el kit de código es el applicación porque ayuda a los usuarios a familiarizarse con los principios básicos de codificación. Un buen codificador, sin importar el idioma o la experiencia de codificación, deberá comprender los conceptos básicos, como entrada/salida, bucles, funciones, variables y también lógica. El éxito siempre se relaciona con el desarrollo del autodominio interno de los fundamentos. Como el Dr. Stephen R. Covey, autor de Los hábitos 7 la Gente Altamente Efectiva, una vez dijo, "Pon primero lo primero".

El kit de códigos también funciona junto con todos los recursos educativos un educador necesitaría, incluidos los planes de lecciones, los folletos para los estudiantes y la alineación con los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación. Muchos de los recursos fueron probados y desarrollados por el Cohorte de Educadores Líderes de LittleBits de 2017 y como miembro orgulloso, ¡fui muy afortunado de haber trabajado y aprendido con un grupo de educadores tan talentoso! 

Grados 6-8: robótica 

Hacer que los niños se inicien en la programación es bastante fácil. En mi rol anterior como especialista en currículo, usamos el robot Lego Mindstorms como introducción. Estos fueron los pasos que tomamos para ayudar a los niños a comprender los conceptos clave, así como la programación:

  1. Construir sus robots. Prácticamente todos los niños amaban esta parte.
  2. Aprende lo básico. Mediante la exploración de tutoriales, aprendieron sobre motores, sensores, engranajes y otros componentes.
  3. Aprender a programar. El ladrillo tenía seis misiones integradas, lo que permitió a los estudiantes ver cómo hacer que el robot se moviera con motores y respondiera al tacto o al movimiento con sensores. A medida que se fueron acostumbrando a los programas integrados, comenzaron a crear sus propios programas utilizando bloques de programación ROBOLAB.
  4. Conectar a CS y STEM. Descubrimos que esto ayudó en gran medida a dilucidar los conceptos y la práctica tanto del reconocimiento de patrones como del diseño algorítmico. Y luego, por supuesto, lecciones en CS y STEM, que incluyeron codificación, fuerza y ​​movimiento, y diseño y tecnología. También encontramos que el VEX IQ Kit fue excelente para propósitos similares y usamos tanto VEX como Lego, según los diferentes eventos competitivos que nuestros alumnos participaron en.

Grados 8-12: robótica avanzadas

Para los estudiantes de secundaria que ya han practicado la codificación usando un VPL y tienen o están dominando los principios fundamentales de la programación, el siguiente paso es lograr que codifiquen en una industria codiciada. lenguaje de programación como JavaScript, Python, Pearl o C++. Por suerte programando un robot como el VEX EDR ofrece a los estudiantes de secundaria una introducción a esta valiosa experiencia de aprendizaje. Los estudiantes que programan el VEX EDR aprenden a usar el Basado en ROBOTC C lenguaje de programación y pueden ver los efectos del código que escriben en tiempo real resolviendo problemas usando el proceso de diseño de ingeniería.

Recientemente comencé a aprender a programar el VEX EDR cuando participé en un Curso de diseño de ingenieria entrenando con el Asociación Internacional de Educadores de Tecnología e Ingeniería. Fue allí donde conocí y me asocié con Tim Oltman - El escuela secundaria martha layne collins profesor del año. Él y su colega maestro Shane Ware tienen una experiencia considerable enseñando a los niños a programar robots para varios eventos competitivos de robótica VEX y han ganado numerosos premios en Kentucky.

Le pregunté a Tim qué pensaba sobre cómo deberían proceder los maestros al pasar a los niños de la programación en un VPL a un programa basado en C como para VEX, y dijo: “Primero, establezca relaciones con sus estudiantes y luego aprenda con ellos. Déjelos ver que intenta y falla, y disfrutarán luchando a lo largo del proceso con usted. Eventualmente, te superarán y se convertirán en maestros”.

¡Empiece con la robótica! ¡Empieza a leer!

Jorge Valenzuela es entrenador, autor y defensor de la educación. Tiene años de experiencia como profesor de aula y en línea, especialista en currículos y consultor. Su trabajo se centra en mejorar la preparación de los maestros en el aprendizaje basado en proyectos, el pensamiento computacional y la integración de las ciencias de la computación, la educación STEM y las prácticas restaurativas basadas en la equidad. Jorge es profesor adjunto en Old Dominion University y entrenador principal en Aprendizaje permanente definido. Su libro Rev Up Robotics: pensamiento computacional del mundo real en el aula K – 8 está disponible en ISTE. Esta es una versión actualizada de una publicación que se publicó originalmente el 20 de marzo de 2018.