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ChildThink: Propuesta de un Modelo Didáctico para la
Enseñanza de la Programación en Niños
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Yonatan Mamani1​
, Ricardo Linares2​
, Manuel Ibarra3​
, José Herrera4​
, Wilson Mollocondo5​
E.A.P. Ingeniería Informática y Sistemas - Universidad Nacional Micaela Bastidas de Apurímac1,​3, 5​
, Cátedra
2, 4​
Concytec - Universidad Nacional San Agustín de Arequipa​, Perú
, 2, 3, 4​
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{ymamanic, rlinaresjuarez, manuelibarra, ​
jherreraq}@gmail.com1​
, [email protected]​
Abstract— ​
Education has been identified as a one of the major problems in the XXI century, it affects the rate of learning in
different areas of primary schools within the regular basic education system. Peru is in last place in mathematics and
communication, also it has been seen that there’re not teaching learning models for children to include them in other areas
of study. The proposal was evaluated by primary children between 6-12 years old and for 2 teachers, where the 82% of
them accept and give their conformity for the correct examination of this study.
Palabras Claves— ​
Diseño de Algoritmos, Herramienta de Programación Educativa, Modelo Didáctico, Pensamiento
Computacional, Programación para Niños.
I.
NOMENCLATURA
DA: Diseño de Algoritmo
PC: Pensamiento Computacional
L
II.
INTRODUCCIÓN
a educación es un tema que constantemente se cuestiona, muchos se plantean si el sistema educativo en el Perú es efectivo
o no, se realizan comparaciones con otros países y planteamos posibles cambios. En Latinoamérica, Perú ocupa los últimos
lugares de evaluación en matemáticas y comunicación, así lo muestran las pruebas internacionales realizadas por PISA
[17] y LLECE [12]. El porcentaje insuficiente de alumnos que alcanzan los objetivos de aprendizaje en la competencia
“Compresión de Textos” y el área de “Matemáticas”, en el nivel primario en áreas urbanas apenas el 37.5% comprende lo
que lee y en zonas rurales lo hace el 7.0%, en matemáticas estas cifras bajan al 15.2% en las zonas urbanas y 4.1 en el área
rural, los resultados de la ECE también muestran que existen diferencias muy marcadas entre logros alcanzados entre las
Instituciones Educativas urbanas y rurales [22][6].
El gran reto de los gobiernos de América Latina y el caribe en pleno siglo XXI es brindarle a la población el acceso a las
Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) para que más personas tengan educación y con ello puedan disminuir
los actuales índice de pobreza en la región [14] [2]. Las computadoras ahora se encuentran en el corazón de nuestra
economía y la forma en que vivimos nuestras vidas, el ciudadano del siglo XXI debe comprender principios básicos de las
Ciencias de la Computación [20].
El pensamiento computacional es un método de resolución de problemas que utiliza técnicas informáticas, muchos
gobiernos y grandes empresas están promoviendo habilidades de programación entre los niños [15]. Sin embargo poco se
sabe que la programación en los niños contribuye en su proceso de aprendizaje en distintas áreas, esto permite encontrar:
pensamiento lógico, la creatividad, resolver problemas reales, capacidad de análisis, pensar, escribir nuevos tipos de cosas
– cuentos interactivos, juegos, animaciones, simulaciones fomentar la igualdad de género, promueve el uso activo y no el
consumo pasivo de la tecnología [3] [5] [18] [21]. Y al igual que la escritura tradicional, existen poderosas razones para
que todo el mundo aprenda a codificar [18].
Países como España, Finlandia, Estados Unidos y entre otros, plantean iniciar con el curso de “Programación
Informática” al plan de estudios de sus escuelas primarias donde la edad de los niños fluctúa entre 5 y 12 años. Algunas
entidades iniciaron promover la programación con talleres dirigidos a niños [7] [9] [20].
Algunos educadores con experiencia en la enseñanza de fundamentos de programación a niños indican: “Que los niños
que tienen entre 5 y 11 años de edad, tienen una gran capacidad para aprender sobre algoritmos e informática que sería
una pena esperar hasta que fueran adolescentes para enseñarles esos fundamentos” [16]. Mark Zuckerberg, Bill Gates, Jack
Dorsey, Drew Houston y Tony Hsieh aparecen en el video de “​
Code.org​
” que pretenden inspirar a que los niños comiencen
aprender código informático​
cada vez de más pequeños [4].
Por lo expuesto anteriormente, en el presente artículo se presenta un modelo didáctico para enseñar la programación
en los niños, utilizando herramientas de programación educativas, está orientado para el nivel primario en niños de 6 a 12
años de edad, en Educación Básica Regular.
III.
TRABAJOS RELACIONADOS
Moreno [15] realizó una investigación denominado “Computer Programming as an educational tool in the English
classroom a preliminary study”, se realizó el estudio con cuatro grupos de alumnos del cuarto y quinto grado, para medir
el uso de la programación de computadoras en las clases de inglés puede ser una herramienta educativa interesante con
un impacto positivo en el aprendizaje de los alumnos.
En tal sentido el trabajo realizado en las escuelas de San Diego y San Vicente (Madrid, España) durante el tercer
trimestre del año 2013/2014. Los resultados muestran que los grupos de trabajo con las actividades de programación
mejoraron más que los grupos que utilizan los recursos tradicionales. Al final del estudio, la mayoría de los estudiantes
consideraron que la programación era una influencia positiva, no sólo para el aprendizaje del inglés, también para el
desarrollo de otras habilidades importantes como el trabajo en equipo.
Por otra parte Seehorn [20] presidenta del grupo de trabajo de la Asociación de Maestros de Ciencias de la
Computación (CSTA), realizaron el documento denominado “K-12 Estándares para las Ciencias de la Computación”, son
estándares integrales para la educación en ciencias de la computación en las escuelas primarias.
En este documento señalan que hay una necesidad urgente para mejorar el nivel de compresión pública de las ciencias
de la computación como un campo académico y profesional. Donde el propósito del documento es establecer el
conocimiento de las ciencias de la computación y las habilidades que los estudiantes deben tener en todas las etapas de su
aprendizaje, definen un conjunto de estándares de aprendizaje de las ciencias de la computación de K-12 y sugiere pasos
necesarios para su aplicación. También intentan describir la importancia de la enseñanza de computación como parte del
desarrollo intelectual de los estudiantes en todo los niveles.
Así mismo Hurtado [10] realizó una investigación denominada “Child Programming: Una Estrategia de Aprendizaje y
Construcción de Software Basada en la Lúdica, la Colaboración y la Agilidad”. En este trabajo de investigación describen
que los niños representan el futuro para todas las culturas. Hoy en día se cuenta con una industria de software llena de
retos y dificultades. Es relevante considerar que niños de hoy como los actores claves de ese futuro para cualquier
industria.
Por ello en esta investigación proponen un modelo llamado Child Programming (ChP) en el que se crea un ambiente de
desarrollo de software para los niños con una doble búsqueda, por un lado, ofrecer un espacio a los niños para desarrollar
sus habilidades lógica matemática y sociales, y por otro lado darles la libertad para facilitar que emerjan de este ambiente
de desarrollo.
De acuerdo a la revisión bibliográfica se ha podido observar que existen varios trabajos de investigación que abordan
la necesidad de enseñar la programación en los niños de educación, sin embargo no existen modelos didácticos para su
aplicación. El modelo de didáctico para la enseñanza de la programación propuesta en esta investigación propone incluir
al niño del nivel primario la programación mediante herramientas de programación educativas.
IV.
A.
CONCEPCIÓN TEÓRICA
Modelo de Aprendizaje
El estilo de aprendizaje de alumnos, influye directamente en la calidad de aprendizaje [13].
1.
Modelo Didáctico Constituye un instrumento fundamental para abordar los problemas de la enseñanza en los distintos niveles educativos,
en tanto constituye establecer los vínculos entre el análisis teórico y la práctica docente. La idea del modelo didáctico
permite abordar de manera simplificada la complejidad de la realidad educativa al tiempo que ayuda a proponer
procedimientos de intervención en la misma, es decir, es un instrumento que facilita el análisis de la realidad educativa
con vistas a su transformación [19].
2.
Modelo Didáctico Tradicional Pretende formar a los alumnos dándoles a conocer las informaciones fundamentales de la cultura vigente. Es una
obsesión por los contenidos de enseñanza, entendidos por lo general como meras informaciones más que como conceptos
y teorías. El método de enseñanza limita, entonces, a una exposición lo más ordenada y clara posible de "lo que hay que
enseñar" al suponer que el contenido viene dado como síntesis del conocimiento disciplinar.
3.
Modelo Didáctico Alternativo En estos modelos tiene un tratamiento en particular. La metodología didáctica se concibe como un proceso de
investigación desarrollado por parte del alumno con la ayuda del profesor. Lo que considera como el mecanismo más
adecuado para favorecer la construcción del conocimiento propuesto. Desde la perspectiva de los modelos didácticos
alternativos, los conceptos de los alumnos no cambian por el simple enfrentamiento con conocimientos científicos
acabados, sino a través de un proceso dinámico de evolución conceptual.
B.
Programación para Niños
Las ciencias de la computación se aplican virtualmente a casi todo los aspectos de la vida, de modo que puede ser
vinculada fácilmente a los innumerables intereses del estudiante [20]. La programación en niños tiene razones y
beneficios que ayudan a contribuir en la educación, son: [1].
Razones
● Preparar eventuales programadores.
● Enseñar suficiente programación como parte de Computer Literacy.
● Programación como medio para explorar otras áreas del conocimiento.
● Adquirir el pensamiento computacional como herramienta para la vida.
Beneficios
● Fortalecer y desarrollar su capacidad de abstracción y rigor lógico.
● Desarrollar imaginación, confianza y estrategias para crear.
● Desarrollar estrategias y familiarizarse con el equipo.
● Explorar significativamente maneras poderosas de expresar ideas.
● Prácticas e identificar ideas estrategias para resolver problemas. C.
Pensamiento Computacional
El pensamiento computacional se puede utilizar en todas las disciplinas para resolver problemas, sistemas de diseño,
crear nuevos conocimientos y mejorar la compresión del poder y las limitaciones de la computación en la edad moderna
[20].
El PC refuerza los estándares educativos en todas las asignaturas para acrecentar la habilidad del aprendiz para
solucionar problemas y comprometerse con pensamiento de orden superior. Los estudiantes se comprometen con el PC
cuando usan algoritmos para resolver problemas y mejoran la solución de estos con la computación, también ayuda a
comprender que los computadores pueden automatizar soluciones a problemas de manera más eficiente y además
amplían su propio pensamiento [11]. D.
Heurística de Poyla
La heurística propuesta por Poyla, consiste en una serie de pasos y preguntas para ir analizando el texto de un
problema, con la finalidad de encontrar una solución [8].
Figura 1. Heurística de Poyla
V.
A.
PROPUESTA DEL MODELO DIDÁCTICO
Dimensiones del modelo didáctico propuesto
Dimensiones para buscar contribuir en la enseñanza de la programación en los niños. Por un lado conocer el
pensamiento computacional y por el otro lado la capacidad de diseño de algoritmos.
Figura 2. Modelo didáctico en 2 dimensiones
PC implica dar solución a problemas que incluye: analizar problemas, organizar datos de manera lógica, pensamiento
algorítmico, abstracción, etc., aquí es donde se aprende los conocimientos previos para iniciar con DA. DA es la secuencia
ordenada de pasos que conduce a la solución de un problema específico, aquí es donde se realiza el desarrollo del
algoritmo para lograr obtener el producto, DA es un pilar importante para complementar los conocimientos del
pensamiento computacional (PC).
B.
Premisas para el uso del modelo didáctico propuesto
● Seleccionar niños de 6 a 12 años de edad.
● Primer grupo de 6 – 8 años de edad.
● Segundo grupo de 9 – 12 años de edad.
● Conocimiento en lectura y escritura.
● Conocimiento de los números.
● Conocimiento en operaciones matemáticas suma, resta, multiplicación y división.
● Trabajo en equipo.
C.
Fases del modelo didáctico propuesto
El Modelo Didáctico nace por el potencial que tiene la programación de computadoras en el desarrollo de habilidades
de pensamiento [11]. Este modelo llega hacer una alternativa para fortalecer sus aprendizajes en las distintas áreas.
Figura 3. Arquitectura conceptual, 6 fases del modelo didáctico.
Las fases del modelo didáctico se pueden comprender mediante la tabla I.
TABLA I. FASES DEL MODELO DIDÁCTICO
Fases
Segmentación
de grado
Descripción
­ El docente realiza la segmentación de
grado de estudios del nivel primario
(1ro a 6to).
Concepto
­ Enseñar la concepción teórica del
Pensamiento
pensamiento
computacional
y
computaciona
algoritmo.
l y algoritmo
Heurística de ­
Poyla
­
­
­
Diseño
de ­
algoritmo
Entender el problema.
Obtener plan de solución.
Aplicar el plan de solución.
Revisar la solución.
Usar técnicas de diseño de
algoritmos para la solución del
problema, como: diagrama de flujo y
pseudocódigo.
Práctica
de ­ Seleccionar
herramientas
de
programación
software
educativas
para
programación
­ Desarrollo del algoritmo en la
herramienta seleccionada.
Exposición
­ En esta fase se lleva a cabo la
magistral
exposición magistral de resultados.
En la exposición los niños
intervienen dando aportes y
sugerencias.
VI.
PROCESO DE VALIDACIÓN DEL MODELO DIDÁCTICO
Para la validación se trabajó con 2 profesores en aulas distintas y 58 alumnos de diferentes edades y grados del nivel
primario del colegio Miguel Grau de la ciudad de Abancay con duración total de 50 días y total en horas 100. Ver tabla II
para la asignación de grados y edades.
TABLA II. ASIGNACIÓN DE EDADES Y GRADOS A UN GRUPO
Grupo
Alumno
s
Grupo 1
28
alumnos
30
alumnos
Grupo 2
Rango
Edade
s
6–8
años
9 – 12
años
Rango
Grados
Profesor
1–3
grado
4–6
grado
1 profesor
1 profesor
Etapas para la validación del modelo didáctico
Etapa I.​Se asignó docente y alumnos para cada grupo de estudio del nivel primario.
Etapa II. Se entregó una guía del modelo didáctico para la programación en niños en la que se explica las fases de este
modelo.
Etapa III.​
Se entregó guías de usuario y las herramientas de programación que utilizaron.
Etapa IV.​
Se capacitó a cada uno de los profesores para el uso de este modelo didáctico.
Etapa V.​
Cada uno de los profesores y alumnos utilizaron el modelo didáctico.
Etapa VI.​
Se aplicó una encuesta a cada persona que usó el modelo didáctico.
Etapa VII.​
Se realizó opinión del docente y el seguimiento en otras áreas a los alumnos que usaron el modelo didáctico.
A. Material Experimental 1.
Cuestionario Se realizó una encuesta a cada uno de los alumnos y profesores de los grupos asignados, para que den a conocer su
opinión respecto al modelo didáctico usado.
2.
Guía del modelo didáctico Instrumento donde se detalla el aspecto técnico y teórico de las fases del modelo didáctico propuesto para facilitar el
proceso de aprendizaje en programación de los niños.
Figura 4. Portada del modelo didáctico.
3.
Guía rápida de usuario Instrumento donde se detalla el uso de las herramientas de software para la programación con niños de acuerdo a los
perfiles de usuario.
4.
Herramientas de software para la programación Con fines de plasmar los pasos teóricos a la práctica, se utilizó las siguientes herramientas educativas para la
programación con los niños: Scratch, Alice y Lego.
Figura 5. Niño diseñando algoritmo en pseudocódigo.
Figura 6. Niños aprendiendo programación con el modelo didáctico.
VII.
RESULTADOS OBTENIDOS
Una vez los participantes alumnos y docentes que usaron el modelo didáctico propuesto diligenciaron la encuesta, se
tuvieron los siguientes resultados. En la tabla III muestra que el 82% de los alumnos afirma que “si” contribuye el
aprendizaje de la programación con el modelo didáctico y el 18% que “no” contribuye, sin embargo los dos docentes
afirman al 90% que ayudó en aprender la programación y contribuir en el aprendizaje de otras áreas.
TABLA III. PORCENTAJE DE ACEPTACIÓN DEL MODELO DIDÁCTICO
Opinión
Alumnos
Contribuye
No contribuye
82%
18%
Docent
e
90%
10%
Respecto a la cantidad de alumnos por grupo que esta inconcluso y concluyeron el desarrollo de sus programas utilizando
las fases del modelo didáctico propuesto se muestra en la figura 7 donde podemos apreciar del grupo nro. 1 de 1° a 3°
grado y en la figura 8 apreciamos el grupo nro. 2 de 4° a 6° grado.
Figura 7. Nivel de finalización de sus programas por cada niño del grupo nro.1
Figura 8. Nivel de finalización de sus programas por cada niño del grupo nro.2
A continuación se muestra en la tabla IV una síntesis de algunas preguntas realizadas en la encuesta a alumnos y
docentes.
TABLA IV. SÍNTESIS DE PREGUNTAS DE LA ENCUESTA REALIZADA
Preguntas Alumnos
Preguntas Docentes
Te gusta el software que
utilizaste para desarrollar
tus programas
Termino satisfactoriamente
las fases del modelo
ChildThink
Lograste
terminar
el
software que desarrollaste
Respeto cada uno de las
fases de modelo ChildThink
Aprendiste a desarrollar
tus propios algoritmos
Los niños lograron trabajar
en equipo
Puedes
utilizar
los
conocimientos adquiridos
del modelo ChildThink para
mejorar tu aprendizaje en
otras áreas
El
pensamiento
computacional cree que es
necesario aprender para
contribuir en el aprendizaje
de los niños
Utilizando
el
modelo
ChildThink
lograrías
solucionar problemas de
otras áreas
Se logró dar solución a los
problemas planteados por
los niños utilizando el
modelo ChildThink
Puedes recomendar a tus
compañeros y otro niños a
aprender este
modelo
ChildThink
Recomendaría a otros
docentes el uso de este
modelo ChildThink para
contribuir en el aprendizaje
de los niños
VIII.
CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO
El modelo didáctico propuesto ha sido experimentado con niños del nivel primario y docentes que conocen el área de
diseño de algoritmos de la ciudad de Abancay. Los resultados nos muestran que 82% de alumnos y 90% de docentes están
satisfechos con el modelo didáctico ChildThink.
Obtenido los resultados adquiridos por los alumnos y docentes que usaron el modelo ChildThink, y opinión de otros
docentes que vieron el resultado de los programas echo por los niños y que también han sido utilizados por otros alumnos.
Se concluye que el modelo didáctico propuesto para la enseñanza de la programación en niños ayuda en aprender la
programación y contribuye el aprendizaje en otras áreas.
Como parte del trabajo futuro para dar mayor alcance y valides a este modelo ChildThink, es necesario hacer pruebas
con otras instituciones educativas del nivel primario de toda la región de Apurímac; de tal manera que se pueda mejorar la
validez de la herramienta del enfoque planteado y seguir contribuyendo en el aprendizaje de los niños.
IX.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a los alumnos del nivel primario, APAFA y director del colegio Miguel Grau de la ciudad de Abancay por su
apoyo en la presente investigación
X.
REFERENCIAS
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http://neoparaiso.com/logo/programacion-para-ninos.html​
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Ultimo acceso 10 de marzo del 2015.
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http://mobileworldcapital.com/es/262/​
. Ultimo
acceso 13 de noviembre del 2013.
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videojuegos
para
que
los
niños
aprendan
a
programar.
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[7] Finlandia
introducirá
cursos
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programación
informática
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escuela.
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http://mba.americaeconomia.com/articulos/notas/finlandia-introducira-cursos-de-programacion-informatica-en-escuelas
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[10] Hurtado, Julio Ariel. “Child Programming: Una Estrategia de Aprendizaje y Construcción de Software Basada en la Lúdica, la Colaboración y
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[13] Maraza, Benjamin. “Modelado del Estudiante a partir de los Estilos de Aprendizaje”. Publicado en XVII Congreso Internacional de
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[14] Minedu. “Gobiernos asumen reto de ampliar uso de las TIC para democratizar la educación y acabar con la pobreza”. Ministerio de
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[16] Pastor, Javier (2013). “Cinco Motivos por los que los niños deben aprender a programar”. Mobile World Capital Barcelona. España.
[17] PISA
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International
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[19] Requesens. E y Días. G.M. “Una revisión de los modelos didácticos y su relevancia en la enseñanza de la ecología”. Revista Argentina de
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[20] Seehorn, Deborah. (2011). “K-12 Estándares para las Ciencias de la Computación”. Asociación de Maestros de Ciencias de la Computación
(CSTA), New York.
[21] Siete
(7)
razones
para
enseñarle
a
los
niños
a
programar.
Disponible
http://codigoespagueti.com/noticias/7-razones-para-ensenar-ninos-programar/​
. Ultimo acceso 30 de abril Del 2014.
en:
[22] Unicef.
“Educación
básica,
equitativa
y
http://www.unicef.org/peru/spanish/education.html
en:
de
calidad”.
Unicef
únete
con
la
niñez.
Disponible
XI.
BIOGRAFÍAS
Yonatan Mamani Coaquira​
, nacido en Apurímac. Titulo obtenido como Ingeniero Informático y Sistemas en la Universidad
Nacional Micaela Bastidas de Apurímac en el 2014. Docente en la Universidad Nacional Micaela Bastidas de Apurímac.
Ricardo José Linares Juárez​
, nacido en Tacna. Bachiller en Ingeniería Informática y Sistemas en la Universidad Jorge
Basadre Grohmann. Becario en la Cátedra de Concytec para optar la Maestría en Informática de la Universidad Nacional San
Agustín de Arequipa.
Manuel Jesús Ibarra Cabrera​
, nacido en Cusco. Título obtenido como Ingeniero Informático y de Sistemas en la Universidad Nacional de San
Antonio Abad del Cusco en el 2002. Magister en Ciencias, mención Computación, grado obtenido en la Universidad de Chile en el 2011.
José Herrera Quispe​
, nacido en Arequipa. Título de Ingeniero de Sistemas en la Universidad Nacional San Agustín de Arequipa. Doctor en
Ciencias de la Computación en la Universidad Nacional San Agustín de Arequipa. Docente de la Catedra de Concytec de Postgrado en
Informática de la Universidad Nacional San Agustín de Arequipa.
M.Sc. Wilson John Mollocondo Flores​
, nacido en Puno. Título obtenido como Ingeniero Estadístico e Informático en la
Universidad Nacional del Altiplano en 1999. Magister en Informática en la Universidad Nacional del Altiplano en el 2005.