LA CIENCIA DE LA COMPUTACIÓN

LA CIENCIA DE LA COMPUTACIÓN

NO ES SOLO PARA UNIVERSITARIOS

Por: Shuchi Grover

Causa más tristeza que sorpresa que la Ciencia de la Computación, que ha sido una disciplina sólida por más de medio siglo, haya encontrado tan poco espacio dentro de los currículos escolares desde Kindergarten hasta grado 11°. Resultado de lo anterior es que a medida que los estudiantes avanzan en su proceso educativo por los grados de primaria, inocentemente equiparan la Ciencia de la Computación al uso de computadores o a aprender a programarlos. Como dijo Edsger Dijkstra, científico de la computación holandés, “la Ciencia de la Computación tiene tanto que ver con los computadores como la astronomía con los telescopios”.

La Ciencia de la Computación es el estudio de los fundamentos teóricos de la información y de la computación [1]. Dado lo expuestos que están los estudiantes con la ciencia del mundo físico tanto vivo como inerte, no hace ningún sentido ignorar completamente la disciplina que gobierna la mayor parte de la tecnología (TIC) y la naturaleza de la “forma” en la que, en nuestras vidas saturadas de tecnología, intercambiamos diariamente información.

Además de una comprensión básica de la definición esencial de lo que es la Ciencia de la Computación, los estudiantes pueden y deben exponerse a algunos de los elementos fundamentales de esta, los cuales se relacionan estrechamente con los objetivos generales del aprendizaje para el Siglo XXI. Estos elementos incluyen pensamiento algorítmico, lógica Boleana, abstracción funcional, así como organización y manejo de datos. La solución de problemas, el pensamiento crítico y la organización y manejo de la información pueden reforzarse mediante la incursión en estos aspectos de la Ciencia de la Computación. Lo maravilloso es que la mayoría de los conceptos de esta ciencia se refuerzan trabajando con las matemáticas y algunos de ellos lo hacen, con las matemáticas de nivel escolar.

La ventaja que tiene esta exposición temprana a los elementos fundamentales de la Ciencia de la Computación es que dará a los estudiantes de Educación Media (9°-12°), que opten por tomar cursos en programación, bases más sólidas de pensamiento algorítmico y de estructuras de datos, elementos básicos de la mecánica de la programación de computadores. Adicionalmente, ofrecerá a los estudiantes mayor claridad de su propio interés en este campo, apoyado en una mejor compresión de la Ciencia misma.

A continuación, algunas sugerencias para incorporar al currículo estos conceptos.

PENSAMIENTO ALGORÍTMICO:

De manera sencilla, un algoritmo consiste en una serie de pasos bien definidos, necesarios para realizar una tarea. Esto es esencial para comprender, cómo y por qué funcionan, de la manera en que lo hacen, los sistemas de las tecnologías de la información.

Descomponer detalladamente una tarea constituye un aspecto importante del pensamiento algorítmico. En mis talleres de robótica, por lo general dedico una o dos sesiones al pensamiento algorítmico antes de exponer a los estudiantes a la programación. Un ejercicio divertido incluye escribir, en lenguaje sencillo, un conjunto detallado de pasos con el que cada uno de ellos guíe a otro compañero, que tiene los ojos vendados, para que realice una tarea específica. Con frecuencia, en este ejercicio, propongo ideas de manejo de excepciones con las que se deben realizar acciones que involucren iteraciones (ciclos repetitivos) y condicionales. Esta manera de escribir “seudocódigo” expone a los estudiantes a una habilidad especial, empleada con frecuencia por los programadores, cuando inician un nuevo programa que les demanda pensar con un algoritmo antes de comenzar a escribir el código de este.

Afortunadamente tenemos acceso a entornos de programación que facilitan a los docentes trabajar estas ideas en el aula. Alice (http://www.alice.org/), por ejemplo, es una herramienta excelente para apoyar el desarrollo de pensamiento algorítmico, así como lo es Scratch (http://scratch.mit.edu/) del Laboratorio de Medios de MIT. La retroalimentación visual que obtienen los estudiantes tanto de Alice como de Scratch, les permite relacionar el programa que realizan con la acción que ven en pantalla y esto les ayuda a refinarlo, parte esencial tanto de la solución de problemas como de la programación. Anteriormente, entornos como Logo ayudaban también a alcanzar estas metas y adicionalmente, posibilitaban a los niños experimentar fácilmente con ideas de: a) repetición, b) funciones y subrutinas, c) pasar y recibir parámetros e inclusive, d) recursión (recurrencia).

El pensamiento algorítmico ayuda a los estudiantes a pasar del problema al programa. Esto implica estar en capacidad de definir y enunciar con claridad un problema; descomponerlo en sub problemas más pequeños y manejables; y, describir una solución en un conjunto de pasos bien definido. Esta es una habilidad importante que los estudiantes pueden transferir a otras asignaturas cuando enfrenten en estas situaciones en las que deban solucionar problemas.

LÓGICA BOLEANA PARA PENSAMIENTO CRÍTICO:

La lógica Boleana o Álgebra Boleana, es una forma de lógica simbólica que constituye la base de la aritmética de los computadores. El trabajo pionero de George Boole en este campo se publicó en el libro “Una investigación sobre las leyes del pensamiento”. En él describe cómo la lógica del pensamiento humano puede reducirse a unas pocas “operaciones” lógicas, sencillas y generales, muy similares a las operaciones matemáticas básicas.

A los estudiantes se les puede iniciar en la idea de lógica en asignaturas como Lenguaje o Matemáticas. Premisas, frases condicionales, negaciones y hacer inferencias (sacar conclusiones) de un conjunto de frases de uso diario, pueden usarse como introducción “suave” a la idea de lógica, aún antes de trabajar con símbolos y operaciones. Ejemplo de lo anterior es:

Si Alemania le gana a Argentina, entonces Alemania gana el mundial Sudáfrica 2010.

Si Lionel Messi no juega, entonces Alemania vencerá a Argentina.

Messi no juega.

¿Cuál es la conclusión?

La belleza de la lógica Boleana radica en la simplicidad de sus operaciones: y, o y no. Cuando me enfrenté por primera vez a las ideas de la lógica simbólica, recuerdo que pensé que esta era una forma poderosamente útil para que personas de cualquier edad aprendieran a

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