Proyecto de aula para el fortalecimiento del pensamiento computacional en estudiantes de secundaria, mediante la enseñanza de programación en Arduino UNO

Abstract

El desarrollo de competencias en programación y Pensamiento Computacional es especialmente crucial para el futuro de los estudiantes en la Industria 4.0. Esta Industria se caracteriza por la integración de tecnologías como la robótica, la inteligencia artificial, y el internet de las cosas que consiste en la interconexión de objetos cotidianos a través de la red de internet. Esto significa que los profesionales con habilidades en Pensamiento Computacional y programación serán fundamentales para operar, mantener y mejorar los sistemas automatizados además de proporcionar soluciones tecnológicas avanzadas. En el presente trabajo se ejecutó un Proyecto de Aula para el fortalecimiento del Pensamiento Computacional en estudiantes de secundaria, a través de la enseñanza de programación en Arduino UNO. Para lo anterior se trabajó con un enfoque de diseño cualitativo no experimental debido a que implicó la recolección de datos en diferentes momentos a lo largo del estudio, lo que permitió conocer la evolución del aprendizaje de los estudiantes y los factores determinantes que influyeron en ellos. Se utilizó como herramienta pedagógica El Proyecto de Aula de (Jolibert, 1994), el cual se llevó a cabo a través de cinco fases: Planificación del proyecto, realización de actividades asignadas, culminación del proyecto, evaluación de los aprendizajes adquiridos y evaluación del proyecto. La utilización de Arduino UNO como herramienta mediadora proporcionó la oportunidad de recopilar datos relevantes y significativos acerca del desarrollo de las competencias en Pensamiento Computacional en los estudiantes, entre las cuales se destacan la capacidad de reconocer patrones para comprender los componentes que conforman la placa de hardware Arduino UNO y el funcionamiento de sus dispositivos electrónicos digitales. Así mismo los estudiantes lograron desarrollar algoritmos a través de diagramas de flujo, para representar la resolución de problemas a través de códigos de programación. Además, lograron abstraer información de diagramas eléctricos, para representar y analizar circuitos electrónicos en serie y paralelo utilizando de la ley de ohm. Finalmente, los estudiantes lograron descomponer un problema grande en fases más pequeñas para el diseño, desarrollo y ejecución de procesos de automatización y control, mediante la plataforma Arduino UNO. Los resultados obtenidos fueron altamente satisfactorios, en tanto que los estudiantes mostraron un aumento significativo en el desarrollo de las habilidades del Pensamiento Computacional, así como un mayor interés y motivación hacia la programación. Además, se observó un progreso en su capacidad para abordar problemas de manera estructurada y encontrar soluciones eficientes (Texto tomado de la fuente)

The development of competencies in programming and Computational Thinking is especially crucial for the future of students in Industry 4.0. This Industry is characterized by the integration of technologies such as robotics, artificial intelligence, and the internet of things, which consists of the interconnection of everyday objects through the internet network. This means that professionals with skills in Computational Thinking and programming will be essential to operate, maintain and improve automated systems in addition to providing advanced technological solutions. The objective of conducting this project is that of empowering computing thinking of students in high school with Arduino Uno. During this research, a non-experimental design was used. This reflected the diverse compilation of data at different moments. The information permitted to see the evolution of students' learning and determining factors that influenced them. The Classroom Project of (Jolibert, 1994) was used as a pedagogical tool, which was carried out through five phases: Planning the project, carrying out assigned activities, completion of the project, evaluation of the learning acquired, and evaluation of the project. The use of Arduino UNO as a mediating tool provided the opportunity to collect relevant and significant data about the development of Computational Thinking skills in students, among which stand out the ability to recognize patterns to understand the components that make up the Arduino UNO hardware board and the operation of their digital electronic devices. Likewise, students were able to develop algorithms through flowcharts, to represent the resolution of problems through programming codes. In addition, they were able to abstract information from electrical diagrams, to represent and analyze electronic circuits in series and parallel using ohm's law. Finally, the students were able to decompose a large problem into smaller phases for the design, development and execution of automation and control processes, using the Arduino UNO platform. The results obtained were highly satisfactory, in that the students showed a significant increase in the development of Computational Thinking skills, as well as a greater interest and motivation towards programming. In addition, progress was observed in their ability to approach problems in a structured manner and find efficient solutions.