Pensamiento computacional

Presentación en el curso "La robótica en la escuela infantil y primaria", Universidad Internacional Menéndez Pelayo, Valencia, 4 de julio de 2016

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1. Pensamiento computacional Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona jgb@gsyc.es http://twitter.com/jgbarah GSyC, Universidad Rey Juan Carlos La rob´ otica en la escuela infantil y primaria Universidad Internacional Men´ endez Pelayo Valencia, 4 de julio de 2016 Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
2. Repasemos por un momento los fundamentos Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
3. Habilidades funcionales b´ asicas Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
4. Habilidades funcionales b´ asicas (2) LEA (en ingl´ es, “las tres erres”): Lectura (reading) Escritura (’riting, writing) Aritm´ etica (’rithmetic, artithmetic) ...que permiten: acceder al conocimiento participar socialmente combinar en habilidades m´ as complejas Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
5. Habilidades funcionales b´ asicas (3) En el siglo XIX (y antes), las LEA permit´ ıan cambiar de mundo: Acceso a vastas cantidades de informaci´ on Enormes posibilidades de expresi´ on Resoluci´ on de problemas de forma independiente Potenciadas por la imprenta, el correo, el ´ abaco... No dominar las LEA era una barrera de exclusi´ on Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
6. Pero ha habido algunos cambios desde el XIX... Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
7. Las TIC como herramientas posibilitadoras... Las tecnolog´ ıas de la informaci´ on y las comunicaciones: Permiten realizar cualquier tarea que pueda hacer un programa ...y los programas pueden hacer muchas tareas ...y sin que la distancia signifique gran cosa Pero adem´ as, cualquier individuo podemos... ...instalar cualquier programa ...construir cualquier programa ...compartir cualquier programa ...combinar programas a distancia Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
8. Software, ordenador, comunicaciones: conocimiento en acci´ on en manos de los individuos Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
9. No es s´ olo utilizar, es tambi´ en comprender — Entonces, ¿por qu´ e quieres saber? — Porque aprender no consiste s´ olo en saber lo que debemos o podemos hacer, sino tambi´ en en saber lo que podr´ ıamos hacer y quiz´ as no deber´ ıamos hacer Umberto Eco Respuesta de Guillermo de Baskerville en “El nombre de la rosa” Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
10. No es s´ olo utilizar, es tambi´ en comprender Necesitamos comprender un mundo donde las TIC son ub´ ıcuas (y cada vez lo ser´ an m´ as) Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
11. Nos hace falta comprender... ...c´ omo se intermedia nuestra relaci´ on social Por ejemplo: ¿Por qu´ e no podemos decir “lo odio”? Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
12. Nos hace falta comprender... ...la informaci´ on asim´ etrica Por ejemplo: “La vida de Malte Spitz”, Zeit Online http://www.zeit.de/datenschutz/malte-spitz-data-retention/ Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
13. Nos hace falta comprender... ...qu´ e derechos tenemos sobre lo que compramos Por ejemplo: ¿De qui´ en son tus libros? “All content included in or made available through any Amazon Service, such as text, graphics [...] is the property of Amazon or its content suppliers and protected by United States and international copyright laws” Amazon Terms of Service, Oct. 2012 “Why Amazon is within its rights to remove access to your Kindle books” http://www.zdnet.com/ why-amazon-is-within-its-rights-to-remove-access-to-your-kindle-books- Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
14. Nos hace falta comprender... ...qu´ e podemos hacer con nuestros aparatos Por ejemplo: Solo apps con permiso de Apple en tu iPhone incluso si el tel´ efono es tuyo incluso si la app es tuya incluso si la usas s´ olo t´ u aunque no haya ley que lo prohiba Agunas apps sin permiso: News Toons, por Mark Fiore. Los comics ganaron el Pulitzer (y la app obtuvo permiso). Drone Strike Alert, por Josh Begley Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
15. Nos hace falta comprender... ...c´ omo aprovechar nuevas posibilidades Por ejemplo: Wikipedia como nueva forma de creaci´ on colectiva Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
16. Nos hace falta comprender... ...para resolver mejor los problemas “Los ordenadores son incre´ ıblemente r´ apidos, exactos, y est´ upidos. Los seres humanos son incre´ ıblemente lentos, inexactos y brillantes. Juntos son inimaginablemente poderosos” Leo Cherne, 1968 (atribuido) Pensamiento computacional: “proceso mental que consiste en formular problemas y sus soluciones de forma que las soluciones sean ejecutables por un agente de procesamiento de informaci´ on”. Cuny, Snyder, Wing (2010) “Demystifying Computational Thinking for Non-Computer Scientists” Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
17. Las TIC como habilidad b´ asica En el siglo XXI, comprender las TIC permite acceder a un mundo nuevo S´ olo algunos ejemplos: Periodismo de datos El c´ odigo como nueva ley Impresi´ on 3D Financiaci´ on en masa (crowdfunding) Cursos masivos en l´ ınea (MOOC) Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
18. Pensamiento computacional Podemos extender las capacidades de nuestra mente usando inform´ atica y comunicaciones ¡Hag´ amoslo! Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
19. ¿Qu´ e es el pensamiento computacional? Pensar con ideas y datos... ...combinarlos con la ayuda de las TIC... ...y de esta forma resolver problemas No s´ olo las herramientas “habituales”: Usar herramientas especializadas Encontrar y usar datos Construir nuevas herramientas Reelaborar los datos Combinarlo todo seg´ un mejor convenga Actitud y habilidades ´ utiles para todo el mundo Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
20. Objetivo principal Pasar de ser usuarios a creadores (de herramientas, de informaci´ on) Analog´ ıa: En lugar de juntar algunas letras y escribir nuestro nombre convertirnos en lectores y escritores creativos Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
21. Algunas caracter´ ısticas Conceptualizar, no (s´ olo) programar Habilidad fundamental, no repetitiva Como piensan las personas, no los ordenadores Pensamiento matem´ atico e ingenieril Ideas, no (s´ olo) artefactos Para todo el mundo, en todas partes Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
22. Proceso de resoluci´ on de problemas Formulaci´ on de forma que la inform´ atica pueda ayudar Organizaci´ on y an´ alisis l´ ogico de los datos Uso de abstracciones (modelos, simulaciones) para representar los datos Automatizaci´ on de soluciones mediante pensamiento algor´ ıtmico Identificaci´ on, an´ alisis e implementaci´ on de soluciones posibles (eficiencia, uso de recursos) Generalizaci´ on y transferencia a otros problemas Ejemplo (ejercicio): ¿C´ omo contar gente en una manifestaci´ on? Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
23. Habilidades necesarias para todo el mundo Entender qu´ e aspectos de un problema pueden tratarse con inform´ atica y comunicaciones Evaluar las herramientas y t´ ecnicas TIC a usar con un problema, incluyendo sus limitaciones Aplicar o adaptar herrameintas TIC a nuevos usos Reconocer oportunidad de usar las TIC de nuevas formas Aplicar estrategias de computaci´ on en cualquier dominio Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
24. Principales t´ ecnicas Descomposici´ on (divide y vencer´ as) Reconocimiento de patrones (qu´ e se repite, c´ omo se repite) Generalizaci´ on de patrones y abstracci´ on (el bosque tras los ´ arboles) Dise˜ no de algoritmos (descripci´ on detallada de procesos) Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
25. Nuevos tiempos... Redefinici´ on del concepto “alfabetizaci´ on” Herramientas b´ asicas: lectoescritura, aritm´ etica, pensamiento computacional Si no sabes aprovechar la inform´ atica, las comunicaciones est´ as en riesgo quedar excluido (y cada vez m´ as) La popularaci´ on del ordenador e Internet est´ a jugando el mismo papel que jug´ o la imprenta Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
26. Ejemplos en educaci´ on Ciencias f´ ısicas: simulaciones con datos capturados por los alumnos con sensores Ciencias de la vida: Simulaciones num´ ericas de un ecosistema Matem´ aticas: visualizaci´ on de funciones complejas, trabajo con ellas (¿qu´ e pasa si cambio este par´ ametro?), y aplicaciones Ciencias sociales: uso de datos para entender la din´ amica electoral Expresi´ on: realizaci´ on multimedia para expresar ideas Artes: herramientas CAD para expresi´ on art´ ıstica Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
27. Algunas implicaciones La creatividad se ve tremendamente potenciada Las posibilidades de colaboraci´ on aumentan Se extiende el ´ ambito de lo posible La transmisi´ on de conocimiento mejora Es necesario un cambio de mentalidad, de costumbres, de actitud Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
28. En la encrucijada Nuestro mundo se est´ a redefiniendo: o lo comprendemos y nos desenvolvemos bien en ´ el o quedaremos excluidos Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
29. Para profundizar... Textos, peque˜ nos ensayos, res´ umenes: Entrada en IAE-Pedia: http: //iae-pedia.org/Computational_Thinking “Computational Thinking”, por Jeannette M. Wing: http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/usr/wing/ www/publications/Wing06.pdf “Computational Thinking: What and Why?”, por Jeannette M. Wing: http://www.cs.cmu.edu/~CompThink/ resources/TheLinkWing.pdf Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
30. Para profundizar... (2) Centros, listas de recursos: Center for Computational Thinking: http://www.cs.cmu.edu/~CompThink/ Computational Thinking at International Society for Technology in Education: http://www.iste.org/learn/ computational-thinking Exploring Computational Thinking: http://www.google.com/edu/ computational-thinking/index.html Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
31. Para profundizar... (3) Cursos, materiales de aprendizaje: Curso “Computer Science: Principles” http://www.csprinciples.org/ Computational Thinking: A Problem-Solving Tool for Every Classroom: http://education.sdsc.edu/resources/ CompThinking.pdf “Great Principles in Computing”, por Peter J. Denning: http://cs.gmu.edu/cne/pjd/GP/gp_ overview.html Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
32. Ejemplo (ejercicio): contemos gente Problema: “¿Cu´ antas personas asistieron a una cierta concentraci´ on?” Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
33. Ejemplo (ejercicio): contemos gente (2) Formulaci´ on: “Utiliza pensamiento computacional para definir un m´ etodo que permita calcular cu´ antas personas asistieron a una concentraci´ on de la forma m´ as exacta y verificable posible, usando unos recursos al alcance de un grupo de voluntarios.” Primera formulaci´ on concreta: “¿Cu´ anta gente cabr´ ıa, de pie, en la Plaza mayor de Madrid?” Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
34. Ejemplo (ejercicio): contemos gente (3) Organizaci´ on y an´ alisis de datos: Superficie ocupada: Planos via web (OpenStreetMap, Google Maps) Wikipedia Estimaci´ on de espacios no ocupados: Fotos a´ ereas o de sat´ elite Observaci´ on directa Fotos durante la concentraci´ on Ocupaci´ on de la superficie: Pruebas con personas en espacios controlados Estimaci´ on a partir de fotos a´ ereas en cualquier lugar Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
35. Ejemplo (ejercicio): contemos gente (4) Abstracciones F´ ormula matem´ atica: TotalPersonas = (EspacioTotal − EspacioNoOcupado) ∗ OcupacionMedia Puede hacerse por zonas Algoritmo: Modelado de espacio ´ util como una superficie Rellenado sucesivo con objetos que modelan personas Pueden modelarse rellenados variables Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
36. Ejemplo (ejercicio): contemos gente (5) Automatizaci´ on: Obtenci´ on semi-autom´ atica de los datos de superficie: Utilizaci´ on de la API de OpenStretMap C´ alculo semiautom´ atico de ocupaci´ on en espacios representativos: Estimaci´ on a partir de fotos a´ ereas Interfaz para introducir datos manualmente C´ alculo final: Programa que implemente las abstracciones propuestas Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
37. Ejemplo (ejercicio): contemos gente (6) Otros enfoques (que requerir´ ıan su an´ alisis): Cuenta de cabezas sobre fotos de sat´ elite Uso de drones para fotografiar a baja cota (no afectado por nubes) Uso de se˜ nales de m´ oviles, y suposciones sobre m´ oviles por persona Mesas de firmas para indicar participaci´ on en la manifestaci´ on Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
38. Ejemplo (ejercicio): contemos gente (7) Generalizaci´ on: Cuenta de olivos en una finca Estimaci´ on de cosecha de una zona a partir de cuenta de espigas Estimaci´ on de coches en un atrasco Otros problemas (s´ olo planteados): ¿En cu´ anto tiempo podr´ ıan desplazarse todos los habitantes de una ciudad a una distancia de al menos 100 kil´ ometros? ¿Cu´ antas personas salen de una ciudad durante el comienzo de un fin de semana? Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
39. c 2013-2016 Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona. Algunos derechos reservados. Este art´ ıculo se distribuye bajo la licencia “Reconocimiento-CompartirIgual 3.0 Espa˜ na” de Creative Commons, disponible en http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/es/deed.es Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional
40. Cr´ editos “Blackboard Cupcakes’, foto de Sh4rp i en Flickr Creative Commons Attribution 2.0 http://flic.kr/p/ak1MQ7 “A Magazine Is an iPad That Does Not Work”, video de UserExperiencesWorks en Youtube http://youtu.be/aXV-yaFmQNk “William of Ockham, from stained glass window at a church in Surrey” foto de Moscarlop en Wikimedia Commons Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported http://commons.wikimedia.org/wiki/File: William_of_Ockham.png Jes´ us M. Gonz´ alez Barahona Pensamiento computacional