Revista Sinapsis. ISSN 1390 – 9770
Vol. 1, Nro. 23, diciembre de 2023
https://www.itsup.edu.ec/sinapsis
Thinking challenge: Pensamiento computacional para el programa de
Tecnología en Desarrollo de Software
Thinking Challenge: Computational Thinking for the Software Development Technology
program
Mary Luz Rubiano Acosta
Universidad de San Buenaventura, Colombia, Ingeniera de Sistemas, Email: ingmaryr@gmail.com,
Código Orcid: https://orcid.org/0000-0002-0848-6653
Contacto: ingmaryr@gmail.com
Recibido: 05-07-2023 Aprobado: 05-10-2023
Resumen
El presente artículo expone los resultados de investigación obtenidos a partir del proyecto
educativo Thinking Challenge, sobre Pensamiento Computacional, implementado para
estudiantes del programa académico Tecnología en Desarrollo de Software de la Universidad San
Buenaventura (Bogotá-Colombia). El propósito del proyecto consistió en aumentar el nivel de
desarrollo de pensamiento computacional en los estudiantes de dicho programa académico de la
universidad. El ambiente de aprendizaje que se llevó a cabo está sustentado en el desarrollo de un
curso virtual en Pensamiento Computacional estructurado en cuatro unidades de aprendizaje. La
investigación se realizó bajo un enfoque mixto, privilegiando la perspectiva interpretativa. Se
aplicó el diseño metodológico de investigación evaluativa correspondiente al modelo CIPP. Los
resultados mostraron que es posible determinar una mejora en las habilidades de pensamiento
computacional de los participantes; así mismo, se motivó una alta expectativa con relación a la
incorporación del pensamiento computacional en su formación académica para un futuro
desempeño profesional; además, se identificaron las estrategias didácticas que fortalecieron este
proceso.
Palabras Clave: Pensamiento computacional, educación, conceptos core, prácticas core,
desarrollo de software.
Abstract
This article presents the research results obtained from the educational Thinking Challenge
project, on Computational Thinking, applied for students of the academic program Technology
in Software Development of the Universidad de San Buenaventura (Bogotá-Colombia). The aim
of the project was to increase computational thinking development in the students from this
university academic program. The learning environment applied on the project is supported by
the creation of a course in computational thinking structured in four learning units. The research
was carried out through a mixed approach, favoring the interpretive perspective. The
methodological design of evaluative research corresponding to the CIPP model was applied. The
results showed that it is possible to determine an improvement in the computational thinking skills
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of the participants. Likewise, a high expectation was motivated in relation to the incorporation of
computational thinking in their academic training for a future professional performance;
furthermore, the didactic strategies that strengthened this process were identified.
Keywords: Computational thinking, education, core concepts, core practices, software
development.
Introducción
Desempeñarse en el mundo de la informática exige, cada día, mayores competencias, habilidades
y conocimientos, tanto para los creadores como los usuarios de los servicios o contenidos
informáticos, en correspondencia a las permanentes actualizaciones o progresos tecnológicos en
el mundo digital. La exigencia computacional constituye el desafío global donde se espera
solución a los grandes problemas actuales, en todos los escenarios posibles (K — 12, 2016). Pese
al reconocimiento de dichas exigencias, la informática enfrenta a sí misma bastantes retos en su
desarrollo, algunos de ellos asociados a la necesidad por generar una cultura computacional que
denote una importancia tan fundamental como la lectura, la escritura y las matemáticas. Muchos
de los estudiantes de hoy usarán las herramientas informáticas en sus carreras futuras, no solo en
campos de ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM, por sus siglas en inglés) sino
también en campos que no son STEM (Change the Equation, 2015).
Es así, que una serie de asociaciones y organizaciones a nivel internacional han emprendido la
formulación y divulgación de un marco unificado que guíe el desarrollo de estándares y planes de
estudio, desarrollen capacidades para la enseñanza de las ciencias de la computación y se
implementen por vías al conocimiento de las ciencias de la computación; dicho marco de las
ciencias de la computación ha sido denominado: K-12, una propuesta investigativa y educativa
dirigida en atender los desafíos a una visión del siglo XXI, donde los estudiantes no solo son
usuarios de computadoras, sino también creadores de las ciencias de la computación, logrando así
una propuesta unificadora e integral para los planes de estudio en los diferentes niveles
formativos.
La educación en ciencias de la computación implica una alfabetización informática, tecnología
educativa, ciudadanía digital, tecnología de la información y las ciencias de la computación.
Como la base de toda la informática, las ciencias de la computación son “el estudio de las
computadoras y los procesos algorítmicos, incluidos sus principios, sus diseños de hardware y
software, sus aplicaciones y su impacto en la sociedad” (Tucker et al., 2006, p. 2).
El marco de las ciencias de la computación K-12 promueve una visión en la que todos los
estudiantes se involucran de manera directa en temas de las ciencias de la computación; abordan
los problemas de manera innovadora; y desarrollan artefactos de la computación con una
intención práctica, personal o social. Dicho marco establece una estrategia sustentada en la
incorporación de conceptos core (es decir, lo que se debe saber) y prácticas core (es decir, lo que
deben hacer los estudiantes). El marco de las ciencias de la computación K–12 organiza este
conjunto de conocimientos en cinco conceptos core que representan áreas de contenido clave en
ciencias de la computación y siete prácticas que representan acciones que los estudiantes utilizan
para interactuar con los conceptos de manera significativa. Los conceptos core, del marco que
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representan las áreas principales de contenido en el campo de las ciencias de la computación son:
1) Sistemas de Computación; 2) Redes y el Internet; 3) Datos y análisis; 4) Algoritmos y
Programación; 5) Impactos de la Computación. Las prácticas core que representan los
comportamientos que los estudiantes con conocimientos de computación y utilizan para
involucrarse completamente con los conceptos core son: 1) Fomentar una cultura de las ciencias
de la computación inclusiva; 2) Colaborar en torno a las ciencias de la computación; 3) Reconocer
y definir problemas computacionales; 4) Desarrollar y usar abstracciones; 5) Crear artefactos
computacionales; 6) Probar y refinar los artefactos computacionales; 7) Comunicar sobre la
computación (K — 12, 2016).
La clave de efectividad o virtud en las prácticas core recae en la implementación y desarrollo del
Pensamiento Computacional (PC), este proporciona un marco para el estudio de la computación
de gran alcance, con aplicación amplia más allá de la computación en sí. El pensamiento
computacional se refiere a los procesos de pensamiento implicados en la expresión de soluciones
como pasos computacionales o algoritmos que pueden realizarse por computadora (Cuny, Snyder,
& Wing, 2010; Aho, 2011; Lee, 2016). Esta definición se basa en la idea de formular problemas
y soluciones en una forma que puede ser realizada por un agente de procesamiento de información
(Cuny, Snyder y Wing, 2010) y la idea de que las soluciones deben tomar la forma específica de
pasos computacionales y los algoritmos serán ejecutados por una computadora (Aho, 2011; Lee,
2016).
El pensamiento computacional resulta entonces como una herramienta indispensable en el
desarrollo de habilidades tanto informáticas como humanas, que implica la forma de resolver
problemas de manera inteligente e imaginativa (cualidades humanas que no poseen los
ordenadores). Además, posee las características de combinar abstracción y pragmatismo, puesto
que se fundamenta en las Matemáticas, un mundo de ideas, y se desarrolla a partir de proyectos
de ingeniería que interactúan con el mundo real (Acevedo, 2018). Entre los rasgos que posibilitan
un aprendizaje basado en pensamiento computacional, que menciona Wing (2006) se encuentran
que: en el pensamiento computacional se conceptualiza, no se programa; son fundamentales las
habilidades no memorísticas o no mecánicas; se complementa y se combina el pensamiento
matemático con la ingeniería; y, lo importante son las ideas, no los artefactos.
Es a partir de la necesidad por estimular o fortalecer la experiencia formativa de los futuros
profesionales en las áreas de la ingeniería de sistema o ingeniería de software que se formuló la
propuesta Thinking Challenge, un proyecto educativo en pensamiento computacional para
estudiantes de Tecnología en Desarrollo de Software de la Universidad San Buenaventura
(Bogotá- Colombia) cuyo propósito estriba en aumentar el nivel de desarrollo de pensamiento
computacional de los universitarios de dicha carrera y apuntar a una posible vinculación de esta
propuesta educativa en el currículo del programa académico, e incluso sugerirlo en otros
escenarios universitarios.
Población y muestra
El presente estudio se enmarcó en un enfoque mixto, el cual posibilita una lectura holística,
inferencial, interpretativa, descriptiva y analítica respecto al fenómeno estudiado. En ese sentido,
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Hernández, Baptista y Fernández (2014) establecen que los métodos mixtos representan un
conjunto de procesos sistemáticos, empíricos y críticos de investigación e implican la recolección
y análisis de datos cuantitativos y cualitativos, así como su integración y discusión conjunta, para
realizar inferencias producto de toda la información recabada (meta inferencias) y lograr un mayor
entendimiento del fenómeno bajo estudio. El alcance de esta investigación comprende así mismo
un trabajo bajo el modelo de evaluación investigativa correspondiente a CIPP (por sus siglas en
inglés) significando esto Contexto, Entrada, Proceso y Producto. A partir de estos criterios fue
posible establecer, una vez que obtenidos los resultados de los análisis cuantitativos, cualitativos
y mixtos, las inferencias, valoraciones, comentarios y conclusiones en la discusión.
Los participantes de la propuesta Thinking challenge corresponden a 33 estudiantes de primer
semestre, de un total de 80 del programa académico de Tecnología en Desarrollo de software (en
Colombia, además de la formación profesional también se oferta otros programas y niveles
académicos previos a dicha titulación, siendo estos: técnico y tecnólogo). Se tomó en
consideración esta población dado su reciente ingreso al programa, en donde aún no se han
enfrentado a asignaturas que ofrezcan contenidos similares al pensamiento computacional.
La muestra, es decir, el número de participantes presentó una variación en lo corresponde al
momento inicial frente al momento de finalización, en tanto, se empezó con un total de 33
estudiantes, pero debido a las condiciones de la emergencia sanitaria (Covid-19) una cantidad
considerable de ellos no pudieron continuar en el proceso, siendo al final un total de 18 asistentes.
Participaron respondiendo los instrumentos de la fase de contexto y entrada 22 participantes, en
proceso diligenciaron los instrumentos 9 y las entrevistas a profundidad fueron aplicadas a 6
estudiantes.
Instrumentos utilizados
En conformidad al enfoque seleccionado, se emplearon diferentes instrumentos para la
recolección de datos los cuales permiten ser codificados como números y también analizados
como texto o ser transformados de cuantitativos a cualitativos y viceversa (Hernández et al.,
2014). Es así como los instrumentos diseñados y aplicados, que se mencionan a continuación,
obedecieron a las fases del modelo CIPP, siendo estos:
• Fase de Contexto y Entrada: se realizó un cuestionario de autoconocimiento en
pensamiento computacional; se aplicó una entrevista de caracterización a la población y
una entrevista al coordinador del programa; así mismo, se recogió diagnóstico inicial, a
través de un test, sobre conocimientos previos sobre pensamiento computacional.
• Fase de Proceso: durante el desarrollo del proyecto se implementó el curso de
pensamiento computacional a través de Microsoft Teams, aprovechando la licencia que
provee la universidad y todas las tecnologías asociadas de que dispone, como por ejemplo
los canales a través de los cuales se realizaron encuentros grupales dando cabida al trabajo
colaborativo y cooperativo, el curso se diseñó en cuatro unidades, cada una apunta a una
de las prácticas core de pensamiento computacional del marco K12. Además, se dispuso
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del correo institucional donde los estudiantes recibieron los contenidos antes de cada
sesión.
Igualmente, durante esta fase se levantaron test de conocimientos sobre los aprendizajes
obtenidos; se llevó a cabo un permanente diario de campo que visualiza las observaciones
y valoraciones de las actividades; así como se diligenció un cuestionario, a manera de
entrevista semiestructurada, que diera cuenta de las impresiones de los estudiantes
respecto a las unidades y temáticas abordadas; también se tuvo en cuenta el cuestionario
bloc de notas de clase.
• Fase de Producto, se llevó a cabo una prueba de conocimientos finales y la aplicación de
una entrevista a profundidad donde los participantes pudieron evaluar el proyecto.
Análisis de resultados
Los resultados obtenidos, que a continuación se exponen, se encuentran organizados en
conformidad a las etapas del modelo CIPP:
En la fase de contexto se identificaron las necesidades de los estudiantes frente al pensamiento
computacional; la entrevista con el coordinador del programa de Tecnología en Desarrollo de
Software evidenció que una de las necesidades urgentes corresponde al bajo nivel de desarrollo
en habilidades de pensamiento computacional, que ha sido manifestada en forma recurrente por
los docentes repercutiendo en el bajo rendimiento académico y deserción escolar. Dada la
complejidad del programa académico, y en conformidad como lo manifestaron los estudiantes en
los cuestionarios, su formación en básica secundaria les proporcionó básicos conocimientos, e
inclusive mencionan un nivel nulo en algunos casos, en cuanto al pensamiento computacional se
refiere.
De igual forma, el cuestionario de autoconocimiento en pensamiento computacional arrojó que
tan solo el 35% de los participantes manifestaron estar en un nivel máster de competencia, así se
corrobora el bajo nivel de desarrollo en competencias asociadas al pensamiento computacional.
En este mismo instrumento los estudiantes calificaron en escala de 1 a 5 su desempeño o nociones
referidas a las temáticas asociadas al pensamiento computacional; los resultados arrojaron que los
conocimientos sobre programación en bloque tuvieron el menor promedio, seguido de algoritmos
y lógica matemática.
Por cada una de las prácticas asociadas al pensamiento computacional del marco K-12 se
establecieron criterios de desempeño con niveles junior, senior y máster obteniendo los siguientes
resultados:
Frente al reconocimiento de habilidades de pensamiento computacional en la solución de
problemas, se obtuvo que el 71% de los estudiantes se ubican en el nivel Junior, lo que significa
que aún no resuelven problemas computacionalmente. En cuanto al desarrollo y uso de
abstracciones (funcionalidades), se registró un 76% en este mismo nivel junior, por tanto, aún no
cuentan con la capacidad analítica y conceptual para desarrollar sus propias abstracciones en los
propios proyectos. Creación de artefactos computacionales tuvo un porcentaje de 52% de
estudiantes en nivel Junior lo que traduce que aún no tienen en cuenta la planificación y análisis
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a la hora de crear sus propios artefactos computacionales. Lo anterior permitió establecer que el
nivel de manejo de pensamiento computacional de los estudiantes es bajo.
Dadas las temáticas que abordan los estudiantes en sus procesos académicos tanto en bachillerato
como en las asignaturas de su formación se esperaría que no presentaran dificultades a la hora de
asumir su carrera; sin embargo, el autodiagnóstico en pensamiento computacional realizado a los
estudiantes involucrados en el proyecto, determinó que aspectos indispensables para un
desarrollador de software no se abordaron con anterioridad, tal es el caso de programación en
bloques que solo el 6% de los encuestados manifestó algún conocimiento al respecto; para el caso
de algoritmos, que es una habilidad fundamental en los procesos de programación solo el 11%
demuestran algún conocimiento; frente al pensamiento crítico el 17% de los encuestados
reconoce su importancia y utilidad, estas cifras denotan un porcentaje bajo en competencias
primordiales para esta disciplina.
La fase de entrada permitió identificar la disponibilidad de recursos disponible para el desarrollo
de la propuesta, y a partir de estos planear las acciones a seguir. Inicialmente, el proyecto fue
planteado de modo presencial, pero debido a la emergencia sanitaria se optó por trasladar la
implementación a la modalidad virtual haciendo uso de Microsoft Teams, por esta razón los
estudiantes tuvieron que disponer de sus propios equipos de cómputo y conexión a Internet, que
al final resultaron suficientes para la consecución del proyecto.
En la fase de proceso, a pesar de que en forma recurrente los estudiantes manifiestan que todas
las actividades les resultan necesarias, se pudo establecer que las actividades del proyecto
Thinking Challenge que tuvieron mayor participación e interés por parte de los estudiantes son
las asociadas a: análisis de problemas, diseño e implementación de patrones, abstracción,
programación orientada a objetos y usabilidad. Es interesante apreciar la relación entre las
temáticas de interés y las fases del ciclo de vida de desarrollo de software donde resultan
aportando significativamente a este proceso.
En la fase de producto se identificaron las mejoras en cuanto a nivel de pensamiento
computacional, se trianguló la información suministrada a través de cuestionarios, diarios de
campo, bloc de notas de clase y entrevistas semiestructuradas, luego se abstrajeron los logros de
los estudiantes frente a: problemas, algoritmos, abstracciones, patrones, planeación, prototipos,
usabilidad, en la categoría LogroPC.
Para ello, en cada sesión, se dispuso del cuestionario bloc de notas de clase, con la estructura que
se aprecia en la ilustración 1, allí se registró el antes y el después de cada encuentro, permitiendo
identificar puntualmente las temáticas en las que los estudiantes presentaron avances más
significativos.
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Figura 1. Captura de pantalla bloc de notas de clase, aprendizajes del día
Fuente: Plataforma institucional Universidad de San Buenaventura (2020)
La primera temática abordada con los estudiantes corresponde a resolución de problemas
haciendo uso de pensamiento computacional; dicha temática, además de ser una de las más
interesantes para ellos, permitió que los estudiantes lograran trasladar a otros contextos lo
aprendido más allá del ámbito académico que compete al desarrollo de software, además
consiguieron ser capaces de analizar un problema dado, definir los requisitos funcionales y no
funcionales de este y por último plantear una solución. Cabe anotar que al inicio del proceso la
mayoría desconocía la temática, de ahí la importancia de estos resultados.
En cuanto a algoritmia, al analizar las respuestas consignadas en el cuestionario de bloc de notas
se obtuvo que, el 46% de los participantes manifestaron no tener conocimientos acerca de resolver
problemas a través de algoritmos o tener conocimientos básicos. Al finalizar en las encuestas y
cuestionarios manifestaron en su mayoría que no conocían Scratch y era la primera vez que
trabajaban con él, luego reconocieron las características que este tipo de aplicaciones aporta en
su proceso formativo.
Una de las dificultades que se presentaron al momento de resolver algoritmos estuvo determinada
por el uso de variables; sin embargo, gracias a la facilidad de Scratch lo lograron comprender, tal
como lo manifestaron los participantes en las entrevistas y cuestionarios.
La abstracción es una de las habilidades de mayor relevancia para el pensamiento computacional,
se pudo extraer del diario de campo que al inicio del proceso los estudiantes presentaron dificultad
para reconocer, identificar e implementar patrones y al finalizar la sesión construyeron sus propios
patrones, además de resolver problemas que implicaron su uso e implementación. Además,
lograron definir patrones correctamente.
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En cuanto a la temática correspondiente a planeación, ninguno de los grupos había implementado
para su proyecto integrador una herramienta que les permitiera hacer el seguimiento de las tareas,
tampoco tenían conocimiento sobre ellas, al finalizar la sesión lograron hacer uso de la
herramienta Planner en donde plasmaron e hicieron seguimiento de las tareas a realizar para su
proyecto. En este mismo aspecto los estudiantes conocieron nuevas herramientas que permiten
hacer seguimiento a las tareas que requiere un proyecto de desarrollo de software.
En lo referente a prototipos la mayoría de los estudiantes manifestaron desconocimiento total
acerca del tema, durante la sesión se familiarizaron con el proceso de construcción de un prototipo
llegando al punto de realizar los propios ejemplares haciendo uso de una metodología adecuada,
que consiste en primero diseñar a mano alzada por medio de sketch, luego realizar el wireframe,
pasar al mockup y finalizar con el prototipo; además los estudiantes socializaron los prototipos y
retroalimentaron a sus compañeros.
En cuanto a usabilidad al iniciar la sesión correspondiente a esta temática, se evidencia en el diario
de campo, que solo uno de los estudiantes tenía conocimientos previos al respecto, los demás
participantes manifestaron que para ellos era un tema nuevo. Al finalizar la sesión, los
participantes logran reconocer la importancia de la usabilidad para el desarrollo de productos
software de calidad.
En esta fase se evidencia una mejora significativa en cada uno de los contenidos asociados a
pensamiento computacional por parte de los estudiantes, cabe anotar que a pesar de ser un curso
que no representaba ningún tipo de obligatoriedad en su proceso formativo, siempre los
estudiantes tuvieron una actitud proactiva y participativa, a pesar de las dificultades que conlleva
pasar de una formación presencial a virtual.
Conclusiones
1. Los estudiantes que inician su proceso formativo en Tecnología en desarrollo de software
presentan pocos o nulos conocimientos informáticos y más específicamente en
pensamiento computacional a diferencia de otros países del mundo donde inclusive han
contemplado incluir contenidos asociados al pensamiento computacional dentro de los
currículos. Conforme con Acevedo (2018) a lo largo de todo el mundo son diversas las
investigaciones que se han realizado en el campo del pensamiento computacional donde
es unánime la conclusión de que el aprendizaje de la programación de computadores es
una de las herramientas más eficaces que se poseen en la actualidad para este propósito.
Es así como esta temática resulta un gran aporte para todos los programas de formación,
pero con mayor relevancia en los que tienen que ver con desarrollo de software.
2. Es posible mejorar las habilidades de pensamiento computacional en estudiantes de
tecnología en desarrollo de software mediante proyectos como Thinking Challenge o
similares, que presenten una estructura pedagógica y didáctica que se ajuste a diferentes
niveles de formación. Es en esa línea se proyecta la implementación de las ciencias de la
computación que plantea K-12 (2016), en tanto, es posible comenzar desde los primeros
grados y continuando hasta el máximo nivel de formación, donde los estudiantes
desarrollarán una base de conocimiento de las ciencias de la computación y aprenderán
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nuevos enfoques para la resolución de problemas aprovechando el poder del pensamiento
computacional para convertirse en usuarios y creadores de la tecnología de las ciencias
de la computación.
3. Resulta un reto mantener la participación de los estudiantes en la modalidad virtual,
debido a los distractores como redes sociales y entornos no apropiados (tal como lo
señalaron los mismos participantes) para estar dispuestos en las sesiones, de ahí la
importancia de planear metodologías y herramientas adecuadas. Conforme a Henao
(2002) el diseño de materiales de instrucción para utilizar en la red debe basarse en
principios o leyes de la percepción. No obstante, esta norma se viola frecuentemente en
el diseño de muchos contenidos en línea, —incluidos los cursos virtuales —, donde se
sugiere crear material audiovisual adecuado para evitar la aparición de elementos
distractores o que generen dificultad en su comprensión.
4. Es aconsejable que los programas que están vinculados con el desarrollo de software
implementen estrategias que propendan al mejoramiento del pensamiento computacional,
en los ciclos técnico, tecnólogo y profesional. Esto coincide con lo planteado por Acevedo
(2018), en tanto, en diferentes países se observa cómo se vinculan a diferentes proyectos
para el desarrollo del pensamiento computacional las universidades, gobiernos y algunas
entidades privadas, quienes aportan sus recursos con el fin de estimular a los jóvenes al
estudio de la programación y de esta forma desarrollar en ellos las habilidades propias
del pensamiento computacional.
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