Desarrollo del pensamiento computacional
a través del aprendizaje de la programación
en estudiantes de ingeniería
DESARROLLO DEL PENSAMIENTO COMPUTACIONAL A TRAVÉS DEL
APRENDIZAJE DE LA PROGRAMACIÓN EN ESTUDIANTES DE INGENIERÍA
DEVELOPMENT OF COMPUTATIONAL THINKING THROUGH LEARNING OF
PROGRAMMING IN ENGINEERING STUDENTS
Augusto Ramiro Brugés Romero
1
https://orcid.org/0000-0002-1047-1071
Universidad de Pamplona, Colombia
Yadira del Pilar Camperos Villamizar
2
https://orcid.org/0000-0002-1926-2479
Universidad de Pamplona, Colombia
Finalizado: Pamplona (Colombia), 2022-02-22 / Revisado: 2021-12-15/ Aceptado: 2022-01-15
_________________________________________________________________________
RESUMEN
Cuando los estudiantes se enfrentan al estudio de la programación deben acceder de
cierta manera a un nivel de deducción y raciocino superior, requiriendo habilidades
cognitivas especiales que les permitan realizar un análisis abstracto de lo que puede ser la
realidad, sobrepasando los procedimientos cognitivos memorísticos y repetitivos comunes,
propios de otras áreas.
Por eso la presente investigación de enfoque cualitativo, con diseño
fenomenológico, se desarrolló con el fin de saber cómo los estudiantes adquieren
habilidades cognitivas asociadas al pensamiento computacional a través del aprendizaje de
la programación. Los informantes fueron 10 estudiantes del curso de programación I y II en
1
Especialista en Gestión de Proyectos Informáticos, Ingeniero Electrónico, Docente, Universidad de
Pamplona. E-mail: abruges@unipamplona.edu.co
2
Doctora en Educación, Magister en Educación, Especialista en Pedagogía Universitaria, Psicóloga, Docente,
Universidad de Pamplona. E-mail: yadira.camperos@unipamplona.edu.co
Desarrollo del pensamiento computacional
a través del aprendizaje de la programación
en estudiantes de ingeniería
el periodo 2021-I, y utilizó como técnicas de recolección de información pruebas al iniciar
y al finalizar el curso, la observación participante y la entrevista semiestructurada.
Los resultados evidenciaron que los estudiantes presentan problemas de
comprensión e interpretación al iniciar los cursos de programación, así como
desconocimiento de conceptos básicos que obstaculizaron el correcto planteamiento de
soluciones a los problemas presentados en las pruebas iniciales. El estudio permitió
concluir que los estudiantes con poco o ningún conocimiento de programación tienen
deficiencias para solucionar problemas, ya que los elementos del pensamiento
computacional son aplicados de manera mínima y los aciertos obedecen más a procesos
mentales de orden inferior. Los resultados de la prueba final mostraron que la adquisición
de conocimientos sobre programación ayudó a mejorar las habilidades de abstracción y
análisis, elementos propios del pensamiento computacional; así como el desarrollo de
elementos adicionales como el aumento de la creatividad; la inclusión de elementos de
diseño, planificación y seguimiento.
Palabras Claves: Abstracción, aprendizaje, habilidad cognitiva, lenguaje de programación
pensamiento computacional, programación, solución de problemas.
ABSTRACT
When students face the study of programming they must access from certain way to
a higher level of deduction and reasoning, requiring special cognitive skills that allow an
abstract analysis of what reality can be, surpassing memory and repetitive cognitive
procedures, proper of other areas.
For this reason, the present research with a qualitative approach, with
phenomenological design, was developed in order to know how students acquire cognitive
skills associated with computational thinking through the learning of programming. The
informants of the research were 10 students of the programming course I and II in the
period 2021-I, tests at the beginning and at the end of the course, participant observation
and semi-structured interview were used as data collection instruments.
The results of the instruments applied showed that students present problems of
understanding and interpretation when starting programming courses, as well as lack of
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a través del aprendizaje de la programación
en estudiantes de ingeniería
knowledge of basic concepts that hindered the correct approach of solutions to the
problems presented in the initial tests. The study concluded that students with little or no
knowledge of programming have noticeable deficiencies in solving problems, since the
elements of computational thinking are minimally and the correct answers obey more to
mental processes of inferior order. The results of the final test and the analysis of the other
applied instruments shown that the acquisition of programming knowledge helped to
improve abstraction and analysis skills, elements of computational thinking; as well as the
development of additional elements such as increased creativity; the inclusion of design,
planning and monitoring elements.
Keywords: Abstraction, cognitive skill, computational thinking, learning, programming,
programming language, problem solving.
INTRODUCCION
Actualmente los sistemas de información y, en general, los programas de
computador, han sido pieza fundamental en el desarrollo de la sociedad, pues han aportado
a la solución de problemas y al manejo de la información en tiempo real, de allí que la
programación de sistemas trascienda a los conocimientos relacionados con un área
específica y se muestre como una competencia altamente atractiva que le permite al
profesional conformar grupos interdisciplinarios para desarrollar herramientas tecnológicas
que propendan por el crecimiento de las instituciones y las personas. Una de las
competencias que la industria demanda para los futuros ingenieros, independiente de su
área de especialidad, es la escritura de programas para computador, a través de los cuales
sea capaz de sistematizar sus ideas ya sea para simular sus interpretaciones e hipótesis o
para crear soluciones informáticas (Adell Segura, J., Llopis Nebot, M. Á., Esteve Mon, F.
M., y Valdeolivas Novella, M. G. 2019).
Es importante saber que aprender a programar no solo es memorizar un conjunto de
palabras y símbolos para escribirlos de manera adecuada, la programación requiere de una
habilidad especial para la solución de problemas, teniendo en cuenta que cada problema
obedece a un planteamiento particular y que cada programador puede abordarlo de manera
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diferente, dependiendo de su capacidad de análisis y síntesis. Es por ello que se deben
buscar alternativas en las estrategias aplicadas para la enseñanza y aprendizaje de la
programación, haciendo uso por ejemplo de la gamificación, la programación visual, la
robótica educativa, los software diseñados para la enseñanza de la programación, el
pensamiento computacional, las aplicaciones móviles, los efectos de la zona de confort, el
enfoque constructivista de desarrollo de proyectos, entre otras, de manera que se puedan
obtener conclusiones sobre su respectiva eficiencia y efectividad en el aprendizaje de la
programación (Santimateo, Núñez, González, 2018).
Insuasty (2016), menciona en su artículo Problemas de Enseñanza y Aprendizaje de
los Fundamentos de Programación que: “Ciertas habilidades cognitivas son relevantes al
momento del aprendizaje de los fundamentos de programación, tales como la capacidad de
abstracción, una buena aptitud lógico-matemática y la facilidad para la resolución de
problemas de orden algorítmico” (Burgos, B. M. V., de Cleves, N. R., y Márquez, M. G. C.
(2013, p. 235). Con esto se entiende que existen habilidades de pensamiento que, de no
haber sido desarrolladas previamente, se constituyen en factores negativos para el
aprendizaje. Entre las habilidades de pensamiento se destacan: la capacidad de abstracción,
la facilidad de análisis y la destreza para la síntesis, siendo todas ellas habilidades
cognitivas fundamentales en la resolución de problemas (Delval, J. 2001).
Durante años de estudios, se han desarrollado múltiples alternativas que propenden
por una mejor comprensión de los contenidos de los cursos de programación y se han
aplicado muchas de las teorías del aprendizaje con el fin de mejorar su enseñanza y así
obtener profesionales bien formados en el área de programación. Desde la psicología,
donde inicialmente se dan estos aportes, los trabajos sobre aprendizaje se han desarrollado
mayormente sobre los modelos cognitivos y conductistas, sin embargo, dichos modelos han
ido en decadencia al encontrar los esquemas constructivistas como alternativa. De allí se
han trabajado diferentes influencias que han permitido decantar la forma como los
estudiantes pueden adquirir el conocimiento (Fernández, J., Zúñiga, M. E., Rosas, M. V., y
Guerrero, R. A. 2018). Una de las teorías utilizadas recientemente en diferentes
instituciones para fomentar y mejorar la capacidad de análisis, síntesis y de abstracción
propias de la resolución de problemas es el pensamiento computacional (Wing, 2011) y
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puede ser este enfoque el que permita al estudiante de ingeniería mejorar sus habilidades
para apropiar el conocimiento del curso de programación y en general los métodos para
resolver problemas.
ANTECEDENTES
Con el fin de conocer investigaciones relacionadas con el tema objeto de estudio, se
realizaron diferentes consultas bibliográficas que permitieron revisar el estado del arte en
relación con referentes nacionales e internacionales, lo cual se tomó como suministro para
el desarrollo de la investigación y permitió contrastar los resultados obtenidos en este
trabajo con los ya existentes.
Como primer antecedente se presenta el estudio realizado por Michel Voskoglou y
Sherley Buckley, de la escuela de computación de la Universidad de Sudáfrica, presentado
en 2012 y resumido en el artículo “Problem Solving and Computers in a Learning
Environment” publicado en la revista Egyptian Computer Science. En dicha investigación
se presentan conceptualizaciones respecto a la solución de problemas, el pensamiento
crítico y el pensamiento computacional, la relación entre estos y cómo pueden influenciar
en la metodología de solución de problemas. Además, presenta sendos experimentos sobre
la aplicación del pensamiento computacional en estudiantes del instituto de educación
tecnológica (TEI por sus siglas en inglés) de Patras, Grecia. El artículo menciona que el
proceso de solución de problemas es un proceso cognitivo, y que la capacidad de
pensamiento es proporcional a la complejidad del problema a solucionar, en el cual se
necesita de un pensamiento crítico previo para dar alternativas de solución. Definen en este
estudio el pensamiento computacional como un tipo de pensamiento analítico que emplea el
pensamiento matemático y de ingeniería para comprender y resolver problemas complejos
dentro de las limitaciones del mundo real (Granja, D. O. 2015). Una de las conclusiones
más relevantes y que evidencia la importancia que tiene este estudio para la actual
investigación tiene relación con el aprendizaje de la programación. El estudio concluye que,
aunque los estudiantes deberían primero desarrollar el pensamiento computacional para
luego abordar cursos de programación, la mejor manera de desarrollar el pensamiento
computacional es a través del aprendizaje de la programación (Herrera Clavero, F. 2001).
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Otro de los estudios revisados y que aportan argumentación valedera para plantear
que la estrategia metodológica utilizada en los cursos de programación es fundamental para
la enseñanza y el aprendizaje de los contenidos del curso, se plasma en el artículo
“Estrategia metodológica de la enseñanza de la programación para la permanencia de los
alumnos de primer año de Ingeniería Electrónica” de los autores Arellano, Fernández,
Rosas y Zuñiga de la Universidad de San Luis, en Argentina, artículo publicado en la
revista Iberoamericana de Tecnología en Educación y Educación en Tecnología (TE y ET)
en junio de 2014. Dicho artículo describe las bondades de las estrategias relacionadas con
la metodología de la solución de problemas (incluyendo el pensamiento computacional),
como experiencia obtenida en el primer curso de programación que reciben los alumnos de
primer año en la carrera de Ingeniería Electrónica de la Facultad de Ciencias Físico-
Matemáticas y Naturales, de la Universidad Nacional de San Luis.
El estudio menciona que otra metodología sugerida y que tiene su asiento en la era
digital es el pensamiento computacional, el cual define el autor como “una habilidad que se
encuentra al alcance de todos y que es el resultado de un proceso que permite la solución de
problemas caracterizado por organizar los datos de manera lógica para su análisis,
representar datos mediante abstracciones, formular soluciones a problemas
computacionales y automatizarlas algorítmicamente (Insuasty, J. 2016). El estudio indica
que la formación del pensamiento computacional en la resolución de problemas se puede
utilizar como estrategia de excelentes resultados con el fin de desarrollar en los alumnos del
curso de programación habilidades que estimulen la formación del pensamiento crítico y el
desarrollo de la creatividad, resultado que da un indicio fuerte de lo que se puede obtener
en la presente investigación y como la estrategia asociada al pensamiento computacional
puede contribuir a mejorar los procesos cognitivos de los estudiantes del curso de
programación en la Universidad de Pamplona.
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El Constructivismo
Definido como una teoría epistemológica, el constructivismo fue desarrollado por
Jean Piaget y tomó como influencia pensadores del siglo XVIII como Vico, aunque
también se encuentran elementos más recientes tomados de Kant, Marx o Darwin, con el
fin de analizar la forma en que adquirimos y transformamos el conocimiento.
En esta teoría, Jean Piaget pretendía mostrar cómo se forma y se desarrolla el
conocimiento y como éste cambia a estados de mayor elaboración, además de indicar
cuáles son los procesos que tienen lugar en el sujeto para que este adquiera nuevos
conocimientos. Para Piaget, todos tenemos algunas capacidades generales innatas, sin
embargo, otras se van desarrollando a medida que el sujeto construye su inteligencia y su
conocimiento sobre la realidad, lo anterior lo desarrolla actuando sobre su entorno,
experimentando con los objetos y las situaciones, transformándolos (Delval, 2001).
Como menciona Granja (2015), “desde el punto de vista constructivista, se puede
pensar que el aprendizaje se trata de un proceso de desarrollo de habilidades cognitivas y
afectivas, alcanzadas en ciertos niveles de maduración. Este proceso implica la asimilación
y acomodación lograda por el sujeto, con respecto a la información que percibe. Se espera
que esta información sea lo más significativa posible, para que pueda ser aprendida. Este
proceso se realiza en interacción con los demás sujetos participantes, ya sean compañeros y
docentes, para alcanzar un cambio que conduzca a una mejor adaptación al medio” (Granja,
2015, p. 99).
Dentro de las teorías cognitivas del aprendizaje elaboradas desde posiciones
organicistas, la propuesta por Ausubel es especialmente interesante tras la exposición de la
teoría de Vygotsky, ya que está centrada en el aprendizaje producido en un contexto
educativo, es decir en el marco de una situación de interiorización o asimilación, a través de
la instrucción. Pero además la teoría de Ausubel se ocupa específicamente de los procesos
de enseñanza / aprendizaje de los conceptos científicos a partir de los conceptos
previamente formados por el individuo en su vida cotidiana. En la terminología de
Vygotsky diríamos que Ausubel desarrolla una teoría sobre la interiorización o asimilación,
a través de la instrucción, de los conceptos verdaderos, que se construyen a partir de
conceptos previamente formados o descubiertos por el individuo en su entorno ( Pozo, J. I.
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1989). Además, al igual que otras teorías organicistas – o verdaderamente constructivistas
– “Ausubel pone el acento de su teoría en la organización del conocimiento de estructuras y
en las reestructuraciones que se producen debido a la interacción entre esas estructuras
presentes en el sujeto y la nueva información” (Pozo, 1989, p. 201).
Pensamiento Computacional
Los orígenes del pensamiento computacional se remiten al término utilizado por la
doctora Jeannette M. Wing, directora del instituto de ciencia de datos de la Universidad de
Columbia y consultora informática de la Universidad de Carnegie Mellon, en un artículo
publicado en la revista Communications of the ACM en marzo de 2006, revista que
recopila múltiples recursos en pro de apoyar la investigación y la práctica de la informática.
Dicho artículo pretendía dar un acercamiento a las ventajas que tenía que las personas
pensaran como informáticos, sin tener necesariamente que ser expertos en el área (Riaño,
H. A. V. 2013).
Aunque existen varios intentos por precisar con claridad el término desde diferentes
enfoques, ubicamos la definición dada por la doctora Wing (2011), a quien se le reconoce
como la precursora del concepto, la cual estableció el pensamiento computacional (PC)
como “el proceso del pensamiento que involucramos en la solución de problemas para que
las soluciones planteadas puedan ser llevadas a cabo por un agente de procesamiento de
información” (Wing, 2011).
Una síntesis del concepto la encontramos en el artículo El Debate Sobre el
Pensamiento Computacional, en el cual los autores definen el PC como “un conjunto de
habilidades y destrezas (herramientas mentales), habituales en los profesionales de las
ciencias de la computación, pero que todos los seres humanos deberían poseer y utilizar
para resolver problemas, diseñar sistemas y comprender el comportamiento humano”. Para
ellos, el PC debería formar parte de la educación de todo ser humano (Adell, Llopis, Esteve
y Valdeolivas, 2019, p. 173).
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Componentes y Características del Pensamiento Computacional
Integrantes del comité para el desarrollo del pensamiento computacional (Committee
for the Workshops on Computational Thinking) han coincidido en que el PC debería
entenderse como una habilidad fundamental comparable con la lectura, la escritura, la
expresión oral y la aritmética, que tienen como propósito describir y explicar problemas.
Dicho de otra manera, el pensamiento computacional es comparable con las habilidades
cognitivas básicas que se espera que tenga una persona promedio en esta era tecnológica
(National Research Council, 2010). La mayoría de autores y grupos de trabajo sobre el
pensamiento computacional coinciden en incluir tres términos como base fundamental del
pensamiento computacional: proceso del pensar, la abstracción y la descomposición (Selby
& Woollard, 2013).
Para incluir las habilidades para el desarrollo de problemas soportado en los procesos
computacionales dentro del PC, se definen los componentes propios de este como un
conjunto de elementos específicos, los cuales se representan en la figura 1.
Figura 1
Componentes del pensamiento computacional
Fuente: Elaboración propia.
PC
Analizar
Descomponer
AbstraerGeneralizar
Evaluar
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Habilidades Cognitivas
En palabras de Rigney (1978), citada por Francisco Herrera (2001), las habilidades
cognitivas “son entendidas como operaciones y procedimientos que puede usar el
estudiante para adquirir, retener y recuperar diferentes tipos de conocimientos y ejecución
… suponen del estudiante capacidades de representación (lectura, imágenes, habla,
escritura y dibujo), capacidades de selección (atención e intención) y capacidades de
autodirección (autoprogramación y autocontrol)” (Herrera 2001, p. 1).
Las habilidades cognitivas han permitido al hombre desde la elaboración de
herramientas primitivas para manipular su entorno, hasta alcanzar las grandes proezas
científicas y tecnológicas de la actualidad. Zuñiga, Rosas, Fernández y Guerrero (2014) en
su artículo “El Desarrollo del Pensamiento Computacional para la Resolución de Problemas
en la Enseñanza Inicial de la Programación” menciona que los estudiantes deben desarrollar
una gran variedad de habilidades, más allá de la memorización de sentencias que permitan
codificar, pues antes de escribir un código se requiere entender un problema, es decir,
abstraer, modelar y analizar, con el fin de plantear soluciones acordes a las necesidades
(Zuñiga, Rosas, Fernández y Guerrero, 2014, p. 341). Desde esta perspectiva, el estudiante
deberá desarrollar habilidades cognitivas adicionales que contribuyan al mejoramiento de la
metodología usada para la resolución de problemas.
METODOLOGÍA
Naturaleza de la Investigación
Analizar el desarrollo del pensamiento computacional a través del aprendizaje de la
programación y el consecuente desarrollo de habilidades cognitivas de orden superior,
necesitó de un enfoque cualitativo y un diseño fenomenológico, puesto que el objetivo
principal de dicho enfoque es reconstruir la realidad según la observación que realizan los
autores y la interpretación que hacen sobre los comportamientos de los individuos objeto de
investigación.
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Informantes
Los informantes de la investigación fueron 10 estudiantes y 3 docentes de los cursos
de programación estructurada I y II en el periodo 2021-I, de los programas de ingeniería
ambiental, civil, eléctrica, telecomunicaciones, mecánica y mecatrónica de la sede principal
de la Universidad de Pamplona, seleccionados de manera intencional, teniendo en cuenta
los criterios de inclusión: que no estuviesen repitiendo la materia para programación I y que
estuviesen cursando los programas de ingeniería ambiental, civil, eléctrica,
telecomunicaciones, mecánica y mecatrónica.
Fases de la Investigación
Tal como lo presenta Martínez Miguelez, en su libro Ciencia y Arte en la
Metodología Cualitativa, el método fenomenológico consta de tres (3) etapas diferentes:
etapa descriptiva, etapa estructural y etapa de discusión de resultados. La figura 2
representa las diferentes etapas de la investigación.
Figura 2
Fases de la Investigación
Fuente: Elaboración propia.
En la etapa descriptiva se realizó la recolección y revisión bibliográfica, ubicación
de los antecedentes investigativos relacionados con el pensamiento computacional, el
aprendizaje de la programación y la solución de problemas, que permitieron describir
Estructural
Discusión de
Resultados
Descriptiva
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claramente lo que se pretendía estudiar. Posteriormente se ubicó el método a aplicar y las
formas de recolección de información, que correspondieron a la aplicación de la prueba
diagnóstica, la observación directa, la entrevista semi estructurada y la aplicación de prueba
validadora.
En la etapa estructural se revisó la información obtenida; se aplicó la prueba inicial;
se hizo la observación y se aplicó la entrevista a los informantes estudiantes del curso de
programación I y II. Luego se aplicó la prueba final, se hizo la observación y la entrevista
final a los estudiantes del curso programación II y la entrevista a los docentes. Después se
realizó la categorización de los elementos a evaluar según los resultados obtenidos, se
presentaron los resultados según las fases y se obtuvieron resultados generales.
En la etapa de resultados y discusión se relacionaron los resultados obtenidos con
estudios similares de otros autores, contrastando los logros con el fin de enriquecer el
conocimiento en el área. Los resultados permitieron confrontar las posturas de los autores
plasmadas en el marco referencial con el fin de corroborar o controvertir las
conceptualizaciones dadas por ellos y de esta manera validar la aplicabilidad de los
conceptos en el contexto objeto de estudio.
Técnicas de recolección de información
Los instrumentos utilizados para la recolección de la información buscaron
establecer el desarrollo del pensamiento computacional y las habilidades asociadas a los
niveles cognitivos a medida que el estudiante adquiría conocimientos de programación.
Para obtener la información conducente al logro de los objetivos, se seleccionaron como
técnicas e instrumentos, los siguientes:
Prueba Diagnóstica y Prueba Validadora
Los instrumentos prueba diagnóstica y prueba validadora constaron de ocho (8)
problemas planteados a los cuales el estudiante respondió según su interpretación, haciendo
un breve análisis sobre la forma como lo realizó para llegar a su solución. Este último
mecanismo sirvió como elemento de observación por parte del investigador. Las preguntas
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y problemas allí planteados se tomaron de las iniciativas internacionales “International
Bebras Contest” y “Computer Olympiad Talent Search”. Una característica importante de
dichas pruebas es que no pretendían evaluar conocimientos previos o habilidades
específicas sobre ciencias de la computación, solo se presentaron actividades de resolución
de problemas para que dieran solución a una serie de tareas basadas en problemas.
La prueba diagnóstica se aplicaron en cinco (5) informantes estudiantes de
programación I y cinco (5) informantes estudiantes de programación II al inicio del
semestre. El grupo de programación I representó los informantes sin conocimientos de
programación y sus resultados se contrastaron con estudiantes que iniciaban el curso de
programación II que correspondían a informantes con un conocimiento medio de
programación. La prueba validadora se aplicó a cinco (5) informantes estudiantes de
programación II una vez finalizaron el curso. Este grupo representa aquellos informantes
que cuentan con un conocimiento superior de programación respecto a los anteriores.
La observación participante
Para la presente investigación, se hizo observación de los estudiantes a través de la
descripción que realizaron del procedimiento usado al momento de enfrentar las preguntas
de las pruebas diagnóstica y validadora que se aplicaron al iniciar el curso de programación
I y programación II y al finalizar el curso de programación II respectivamente. Con este
instrumento se obtuvo información en un contacto directo con la realidad, que permitió
observar el comportamiento de los individuos objeto de investigación durante el desarrollo
de las actividades al momento de plantear soluciones a los problemas a medida que van
adquiriendo conocimientos de programación. El análisis que realizó cada estudiante es
descrito por él junto con la respuesta de cada ítem en cada prueba, elementos que
posteriormente fueron analizados por parte del investigador.
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Entrevista Semiestructurada
En la presente investigación la entrevista buscó obtener información sobre las
percepciones de los estudiantes sobre el uso, existencia y desarrollo de habilidades
cognitivas y metacognitivas al iniciar y finalizar los cursos de programación y de la manera
como estas influyen al momento de solucionar los problemas planteados. Su aplicación se
realizó en el momento en que cada estudiante completó la prueba diagnóstica y la prueba
validadora y estuvo compuesta de un conjunto de preguntas abiertas que tenían relación con
los elementos que utilizaron para desarrollar cada pregunta o con la forma en que dichos
elementos aportan al desarrollo de los problemas.
RESULTADOS
Para determinar si el estudiante utilizó o no cierta habilidad de manera adecuada,
cada uno de los problemas planteados se relacionó con uno o más elementos del
pensamiento computacional, relación que se encuentra previamente establecida en cada uno
de los problemas presentados a las iniciativas “International Bebras Contest” y “Computer
Olympiad Talent Search” y que se adaptaron a las pruebas aplicadas en la presente
investigación. Cuando el estudiante dio respuesta a algún problema de la prueba aplicada,
el investigador pudo realizar la clasificación de las habilidades utilizadas y al final
determinar si desarrolla el pensamiento computacional. De esta manera, la prueba permitió
evaluar los siguientes elementos: descomposición (DE), abstracción (AB), reconocimiento
de patrones (PR), algoritmos (AL), evaluación (EV), razonamiento Lógico (RL), todos
elementos asociados al pensamiento computacional.
Al aplicar la relación de las preguntas acertadas con respecto a la habilidad que se
utilizó, se obtuvieron los resultados que se presentan en la tabla 1, la cual permite
determinar el uso y efectividad de la habilidad computacional al desarrollar los problemas
planteados.
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Tabla 1: Resultados por Habilidad – Diagnóstico
Habilidad
Programación I
Programación II
Si
No
No
Contestó
Si
No
No
Contestó
Descomposición (DE)
7
6
2
13
2
0
Abstracción (AB)
6
9
0
10
5
0
Reconocimiento Patrones (PR)
4
3
3
6
3
1
Algoritmos (AL)
9
6
5
15
4
1
Evaluación (EV)
6
7
2
11
4
0
Razonamiento Lógico
8
2
0
8
2
0
Fuente: Elaboración propia.
Los resultados obtenidos muestran la debilidad de los estudiantes que inician el
curso de programación en la mayoría de las habilidades computacionales, evidenciando
falencias notorias en más de la mitad de ellos en elementos como la abstracción, el
reconocimiento de patrones, la algoritmia y la evaluación de los resultados. Estos
elementos fueron mejorados en algunos de los estudiantes que contaban con un
conocimiento previo de programación, revirtiendo las fallas al solucionar los problemas y
obteniendo mejores resultados.
El resultado de la observación realizada sobre la prueba diagnóstica y la forma en
que el estudiante sin conocimientos de programación afronta el problema, denotan una alta
deficiencia en elementos cognitivos superiores en la mayoría de los estudiantes, sin
embargo, estos elementos mejoran de manera gradual en estudiantes que han visto al menos
un curso de programación. Por su parte, las habilidades de orden inferior muestran buena
presencia y se van fortaleciendo a medida que el estudiante adquiere conocimientos
mayores de programación y desarrolla el pensamiento computacional.
Como resultado de las entrevistas aplicadas al finalizar las pruebas diagnósticas los
estudiantes de los dos grupos seleccionados se inclinan por mencionar habilidades de orden
inferior para la solución de los problemas. Elementos como la observación, comparación, la
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interpretación, la memoria y el uso de conceptos anteriores aparecen identificados por parte
de los informantes. Al igual que lo refleja la prueba diagnóstica, la entrevista deja al
descubierto problemas generales de interpretación y comprensión en los estudiantes que
inician o han visto un curso de programación, así como deficiencias o desconocimiento de
herramientas y técnicas que les permitan desarrollar de una manera más adecuada los
problemas planteados. Al indagar sobre qué problemas se les facilitaron, las respuestas
dadas permitieron determinar que los problemas con contenidos de algoritmos o
descomposición son fáciles de resolver por los estudiantes, mientras que los que requieren
habilidades cognitivas más complejas como evaluación, abstracción y síntesis se les
dificultan.
Muchas de las dificultades expresadas por los estudiantes con ningún o poco
conocimiento de programación se centran en la falta de comprensión y en no encontrar
alternativas o métodos para solucionar los problemas. Esperan, de forma general, que el
aprendizaje de la programación les aporte estos elementos, de manera que se reflejen en
una mayor efectividad al momento de desarrollar los problemas, generalizando soluciones,
reduciendo tiempos y evitando errores.
Los resultados del siguiente instrumento, correspondiente a la prueba validadora, se
muestran en la tabla 2.
Tabla 2: Resultados por Habilidad Prueba Validadora
Habilidad
Si
No
No Contestó
Descomposición (DE)
14
1
0
Abstracción (AB)
22
3
0
Reconocimiento Patrones (PR)
13
2
0
Algoritmos (AL)
24
6
0
Evaluación (EV)
5
0
0
Razonamiento Lógico
2
3
0
Fuente: Elaboración propia.
Los resultados de la prueba validadora muestran una mejora significativa en el
desarrollo de los problemas, lo que indica un mejor desempeño en cuanto a las habilidades
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asociadas con el pensamiento computacional de los estudiantes que tienen mayor
conocimiento sobre programación. Se observa que logran aplicar elementos asociados con
habilidades de orden superior, como descomposición y evaluación y elementos de
generalización asociados con la síntesis, que se miden a través de la capacidad de
identificación de patrones y de pensamiento algorítmico.
Se observa que las soluciones dadas por los estudiantes se relacionan con una alta
capacidad para seguir secuencias, es decir, son capaces de ejecutar un algoritmo, sin
embargo, otras habilidades que revisten mayor complejidad no son capaces de ejecutarlas
de una manera adecuada o simplemente no se utilizan.
Como elemento particular se debe mencionar que el razonamiento lógico sigue
mostrado un buen desempeño, es una habilidad que permanece a lo largo del tiempo en los
estudiantes y que no se afecta a causa del desarrollo de habilidades asociadas al
pensamiento computacional (Riaño, H. A. V. 2013).
Una análisis entre los resultados obtenidos en la prueba diagnóstica aplicada a
estudiantes con ningún o bajo conocimiento de programación y los resultados de la prueba
validadora, mostró una alta tendencia de mejora en cuanto a la solución de los problemas
para los estudiantes que han obtenido conocimientos de programación en todas las
habilidades cognitivas asociadas con el pensamiento computacional, recalcando avances
significativos en procesos de descomposición, abstracción, generalización y evaluación.
En esta prueba se pudo evidenciar un alto contenido de elementos asociados al
pensamiento computacional, elementos que eran escasos en la primera prueba. Los
resultados presentados y las observaciones realizadas también permitieron identificar que
muy pocos estudiantes del curso de programación II tuvieron dificultades al desarrollar
pruebas con elementos asociados a la descomposición, el pensamiento algorítmico sigue
siendo una fortaleza y además se incluyen elementos de evaluación.
La percepción del estudiante respecto a las habilidades que el aprendizaje de la
programación y el desarrollo del pensamiento computacional está orientada a la mejora de
elementos de análisis y comprensión, así como el desarrollo del razonamiento y la
memoria. Adicionalmente el estudiante expresa tener mejoras en la creatividad y la
concentración. Los estudiantes expresan la importancia del aprendizaje de la programación
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y el desarrollo del pensamiento computacional en los elementos que permiten tener
alternativas en la solución de problemas.
CONCLUSIONES
Aprender a programar requiere de algunas habilidades cognitivas básicas previas
que le permitan al estudiante adquirir los elementos centrales de un lenguaje en particular,
como su semántica y su sintáctica. Sin embargo, el aprendizaje de la programación en su
etapa temprana no requiere destrezas específicas ni mucho menos complejas. Como efecto
colateral, el aprendizaje de la programación permite desarrollar el pensamiento
computacional, como lo expresaron Voskoglou y Buckley (2012) en su artículo “Problem
Solving and Computers in a Learning Environment”, situación que facilita la adquisición de
elementos adicionales como la algoritmia, la descomposición y la generalización, entre
otras. Estos elementos ayudan al estudiante a desarrollar nuevas habilidades asociadas con
niveles cognitivos superiores que, según Bloom, se relacionan con el análisis, la síntesis y
la evaluación. Como aspecto retroalimentador, el desarrollo de estas habilidades cognitivas
mejoran el proceso de aprendizaje, no solo de la programación, sino de las demás materias.
De esta manera, y en consonancia con lo expresado por algunos autores
referenciados en este trabajo investigativo, se puede decir que las habilidades cognitivas
inferiores sirven para resolver problemas elementales y son el soporte para aprender a
programar con los elementos básicos de un lenguaje de programación; sin embargo, dicho
aprendizaje conlleva a desarrollar habilidades cognitivas de orden superior, algunas
asociadas al desarrollo del pensamiento computacional, que mejoran la forma en que se da
solución a los problemas y contribuye a la obtención de un aprendizaje significativo.
El trabajo investigativo permitió observar que los estudiantes identificaron la
comprensión como un elemento fundamental para afrontar problemas y como una habilidad
casi innata que todo individuo tiene, habilidad que puede llegar a perfeccionarse con el
aprendizaje de la programación y el desarrollo del pensamiento computacional. Otro
elemento que rescataron los estudiantes como una habilidad necesaria y preexistente al
aprendizaje de la programación, y que de hecho utilizaron para afrontar este tipo de
Desarrollo del pensamiento computacional
a través del aprendizaje de la programación
en estudiantes de ingeniería
problemas, es el análisis, tomado este como una simple interpretación de lo solicitado, es
decir, asociada a la comprensión de lo requerido.
Para finalizar, se debe tener en cuenta que el pensamiento es una experiencia interna
e intrasubjetiva, a través de la cual se puede abstraer, discriminar, inferir, inventar,
encontrar respuestas, resolver problemas, analizar, reflexionar, lo cual se manifiesta
mediante la elaboración de hipótesis, razonamientos y emisión de juicios. Es por ello que
se encuentran procesos simples como la observación y la comparación, o procesos más
complejos como el análisis, la síntesis y la abstracción y que son aplicados de formas
diferentes por cada individuo (Burgos, de Cleves, Márquez, 2013). Para las técnicas de
solución de problemas soportadas en lenguajes de programación, el individuo debe ser
capaz de desarrollar y perfeccionar aquellas habilidades de nivel superior que le permitan
tener las herramientas necesarias para transformar su entorno. Dentro de estas habilidades
está el análisis, la síntesis, la argumentación y la abstracción (Burgos, de Cleves, Márquez,
2013). Bajo esta perspectiva, el estudiante espera que el aprendizaje de la programación y
el desarrollo del pensamiento computacional le ayude a potenciar dichos elementos y así
lograr tener una mayor efectividad y asertividad al momento de desarrollar problemas,
logrando generalizar los procedimientos para reducir los tiempos y evitar posibles errores
en los que puedan incurrir.
El desarrollo del pensamiento computacional a través del aprendizaje de la
programación les permitió a los estudiantes desarrollar destrezas en la forma en que dan
solución a los problemas. Si bien dichas destrezas no se enmarcan propiamente dentro de
las estructuras cognitivas de los niveles que establece Bloom, son elementos afines que
permiten complementar los procesos de resolución de problemas. Los estudiantes
expresaron que al adquirir conocimientos de programación pudieron mejorar la forma como
presentan las soluciones, identificando la creatividad, el pensamiento algorítmico, la
planificación, el diseño, el seguimiento y la rapidez con que desarrollan ahora los
problemas, como elementos que se adquirieron o mejoraron.
Se debe mencionar entonces que el aprendizaje de la programación facilita el
desarrollo del pensamiento computacional y este a su vez el desarrollo de habilidades
metacognitivas, tal como lo menciona Burgos, de Cleves, y Márquez (2013), y que permite
Desarrollo del pensamiento computacional
a través del aprendizaje de la programación
en estudiantes de ingeniería
al estudiante adquirir elementos y desarrollar otras destrezas para la solución de problemas
de cualquier tipo. Sin embargo, se debe precisar que el estudio no determina la efectividad
que tendría el desarrollo del pensamiento computacional en contextos diferentes al
educativo y sería un buen punto de partida para realizar nuevas investigaciones al respecto.
Desarrollo del pensamiento computacional
a través del aprendizaje de la programación
en estudiantes de ingeniería
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