Pensamiento Computacional y Educación en una Sociedad Globalizada
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2023-11-22
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Universidad Santo Tomás
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Resumen
La educación requiere cambios para fortalecer la formación de los educandos. Algunos
cambios se están originando por medio del progreso tecnológico, especialmente con el
desarrollo del pensamiento computacional. Este pensamiento potencia habilidades esenciales
para interactuar en una sociedad globalizada, resolver problemas, desarrollar la creatividad y
prepararse para los desafíos del siglo XXI. Además, promueve la comunicación y el trabajo en
equipo.
El desarrollo del pensamiento computacional se apoya en la Ciencia, Tecnología,
Ingeniería, Arte y Matemáticas (STEAM por sus siglas en inglés), los estándares de la
International Society for Technology in Education (ISTE), los ecosistemas digitales de
aprendizaje y las pedagogías activas. Estos elementos impulsan la formación de los educandos,
preparándolos para ser ciudadanos hábiles en una sociedad 5.0. Aunque originado en Japón,
este concepto ha trascendido fronteras y se reconoce como un pilar fundamental para el
desarrollo social. Su influencia ya se evidencia en países como Colombia, donde se percibe su
impacto en la inteligencia artificial y los avances tecnológicos que surgen de manera constante.
En el contexto de la escuela secundaria, surge una problemática crucial en torno al
fomento del pensamiento computacional y la carencia de un ecosistema digital de aprendizaje
que lo posibilite e impulse. Aunque el pensamiento computacional está integrado en el
currículo, su desarrollo se ve obstaculizado. Esta limitación se debe, en parte, a la falta de
adecuación del contexto pedagógico y tecnológico en las instituciones académicas para
fomentar enfoques innovadores. La ausencia de contextos educativos estimulantes restringe la
capacidad para nutrir la creatividad en este ámbito, lo cual genera un desequilibrio en la
educación.
Para ello se formula la siguiente interrogante de investigación: ¿Cómo desarrollar
pensamiento computacional a partir de un ecosistema digital de aprendizaje, a la luz del
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estándar pensador computacional propuesto por ISTE? Desde este punto, la actual
investigación se adentra en el panorama, utilizando un marco de referencia que se concentra en
áreas vitales: el pensamiento computacional, las competencias STEAM, los ecosistemas
digitales de aprendizaje, la sociedad 5.0 y las pedagogías activas. En este contexto, se opta por
la metodología de investigación basada en diseño educativo (IBD), la cual se fundamenta en
un enfoque mixto que fusiona distintas perspectivas.
Cada objetivo específico de esta investigación se vincula con las diferentes fases de la
metodología IBD: análisis y exploración, diseño y construcción, evaluación y reflexión. La
etapa de análisis y exploración arrojó un profundo entendimiento del contexto pedagógico y
tecnológico de una institución académica en Bogotá. Mediante un análisis de la malla curricular
de tecnología y una observación de cómo los educadores incorporan las competencias
establecidas por ISTE en sus prácticas en el aula, se realizó una reflexión sobre el entorno
educativo y tecnológico.
Simultáneamente, se examinaron las inversiones en tecnología educativa en relación
con los estándares de ISTE. De forma paralela, se llevó a cabo un diagnóstico del desarrollo
del pensamiento computacional en séptimo grado, valiéndose de un test específico de
pensamiento computacional, probado y reconocido en el ámbito académico, el cual abarca
conceptos clave como direcciones, bucles, funciones y condicionales. Este análisis articulado
permitió un diagnóstico preciso y completo del estado del pensamiento computacional allí.
Los análisis previos y los diagnósticos efectuados han llevado a la identificación de los
elementos esenciales para la creación de un ecosistema digital que promueva el desarrollo del
pensamiento computacional, enfocado en el estándar de pensamiento computacional
establecido por ISTE. Esta información se ha revelado como esencial para abordar el diseño de
esbozos de dicho entorno, al mismo tiempo que se ha buscado la forma de integrar el juego en
su proceso de creación. Esta perspectiva ha permitido plasmar gráficamente un ecosistema
x
funcional e interactivo que comprende no solo espacios de aprendizaje, sino también áreas
dedicadas a la circulación de nuevas experiencias académicas y a la gestión de actividades.
En este sentido, se ha procedido a seleccionar cuatro categorías de evaluadores, a saber:
estudiantes, docentes, ingenieros y pedagogos externos. Su función ha consistido en analizar y
emitir opiniones respecto a distintos aspectos del diseño y presentación del ecosistema,
incluyendo la pedagogía, el contenido digital, la colaboración y el trabajo en equipo, el
seguimiento y la seguridad.
Las observaciones emitidas han resultado positivas y alcanzan un índice del 90,8 % de
aprobación. No obstante, se ha destinado una especial atención al restante porcentaje de no
aprobación, sometiéndolo a un análisis con el fin de obtener una comprensión completa y, a la
vez, identificar oportunidades para optimizar la funcionalidad del ecosistema. De manera
complementaria, se han planteado alternativas que permitan la evolución del ecosistema en
concordancia con las cambiantes necesidades de la sociedad.
Como consecuencia de este estudio, se ha identificado un modelo para el análisis de
entornos tecnológicos y curriculares. Este modelo se rige por una metodología que resalta la
creatividad y la innovación en el entorno educativo. Asimismo, se ha logrado la construcción
de un ecosistema digital de aprendizaje, destinado a fortalecer el pensamiento computacional
en estudiantes de séptimo grado.
En última instancia, se concluye que el análisis del contexto curricular y tecnológico
subraya la necesidad de actualizar enfoques pedagógicos en el contexto de la tecnología, con
el propósito de integrar de manera efectiva el pensamiento computacional respaldado por ISTE
y el enfoque STEAM. Esto implica adaptar el entorno tecnológico educativo para fomentar la
participación recurrente de los educandos y colaborar estrechamente, con docentes y expertos
tecnológicos, en el diseño de soluciones contextualizadas.
xi
La colaboración entre evaluadores (estudiantes, docentes, expertos en tecnología)
optimiza el diseño y puesta en marcha de ecosistemas digitales, impulsando el pensamiento
computacional y sentando las bases para una educación flexible en un entorno en constante
evolución. La elección de una metodología educativa en el diseño educativo enriquece la
creación de ecosistemas digitales al combinar conocimientos de contenido, pedagogía y
tecnología; esto fortalece la calidad de los resultados finales.
En última instancia, esta investigación enfatiza la necesidad crucial de articular el
pensamiento computacional en la educación y proporciona un modelo para analizar contextos
curriculares y tecnológicos, lo que demuestra la concepción, construcción y evaluación exitosa
de entornos de aprendizaje digital adaptables y eficientes, capaces de responder a las
cambiantes demandas educativas.
Abstract
Education requires changes to strengthen the education of learners; some of these changes are
being driven by technological progress, particularly with the development of computational
thinking. This kind of thinking enhances essential skills for engaging in a globalized society,
solving problems, nurturing creativity, and preparing for the challenges of the 21st century.
Furthermore, it promotes communication and teamwork.
The development of computational thinking finds support in Science, Technology,
Engineering, Arts, and Mathematics (STEAM), the standards of the International Society for
Technology in Education (ISTE), digital learning ecosystems, and active pedagogies. These
elements drive the education of learners, equipping them to be adept citizens in a Society 5.0.
While originating in Japan, this concept has transcended borders and is recognized as a
fundamental pillar for social development. Its influence is already evident in countries like
Colombia, where its impact on artificial intelligence and consistent technological
advancements can be seen.
In the realm of secondary education, a crucial issue arises concerning the development
of computational thinking and the lack of a digital learning ecosystem that enables and
promotes it. Despite computational thinking being integrated into the curriculum, its
development encounters obstacles. This limitation is partly due to the inadequate alignment of
pedagogical and technological contexts in academic institutions to foster innovative
approaches. The absence of stimulating educational contexts restricts the ability to nurture
creativity in this domain, creating an imbalance in education.
Hence, the following research question is posed: How can computational thinking be
developed through a digital learning ecosystem, in accordance with the computational thinking
standard proposed by ISTE? From this point, the present research delves into the panorama,
employing a framework concentrating on vital areas: computational thinking, STEAM
xiii
competencies, digital ecosystems, active pedagogies, and Society 5.0. In this context, the
research opts for the Instructional Design-Based Research (IBD) methodology, which is
grounded in a mixed approach that amalgamates various perspectives.
Each specific objective of this research is linked to different phases of the IBD
methodology: analysis and exploration, design and construction, evaluation, and reflection.
The analysis and exploration phase yielded a deep understanding of the pedagogical and
technological context of an academic institution in Bogotá. Through an analysis of the
technology curriculum and observation of how educators incorporate ISTE-established
competencies into their classroom practices, a reflection on the educational and technological
environment was carried out.
Simultaneously, investments in educational technology were examined in relation to
ISTE standards. In parallel, a diagnosis of the development of computational thinking in
seventh grade was conducted using a specific computational thinking test, a well-tested and
recognized concept in the academic field, encompassing key concepts such as directions, loops,
functions, and conditionals. This articulated analysis allowed for a precise and comprehensive
diagnosis of the state of computational thinking there.
The preceding analyses and diagnoses have led to the identification of essential
elements for creating a digital ecosystem that promotes the development of computational
thinking, focused on the computational thinking standard established by ISTE. This
information has proved crucial for addressing the design of drafts of this environment, while
also seeking ways to integrate gamification into its creation process. This perspective has
allowed for the graphical representation of a functional and interactive ecosystem that
encompasses not only learning spaces but also areas dedicated to the circulation of new
academic experiences and activity management.
xiv
In this regard, the selection of four categories of evaluators has been undertaken: students,
teachers, external engineers, and pedagogues. Their role has been to analyze and provide
opinions regarding different aspects of the ecosystem's design and presentation, including
pedagogy, digital content, collaboration and teamwork, monitoring, and security.
The issued observations have been positive, reaching a 90.8% approval rate. However,
special attention has been paid to the remaining percentage of disapproval, subjecting it to
analysis to gain a comprehensive understanding and, concurrently, identify opportunities to
optimize the ecosystem's functionality. Additionally, alternatives have been proposed to
facilitate the ecosystem's evolution in line with society's changing needs.
As a result of this research, a model for analyzing technological and curricular
environments has been identified. This model is guided by a methodology that emphasizes
creativity and innovation in the educational realm. Furthermore, the construction of a digital
learning ecosystem has been achieved, intended to promote the development of computational
thinking in seventh-grade students.
Ultimately, it is concluded that the analysis of the curricular and technological context
underscores the need to update pedagogical approaches in the technology context, in order to
effectively integrate computational thinking supported by ISTE and the STEAM approach.
This involves adapting the educational technological environment to encourage recurring
student engagement and close collaboration with teachers and technological experts in
designing contextualized solutions.
Collaboration among evaluators (students, teachers, technology experts) optimizes the
design and implementation of digital ecosystems, propelling computational thinking and laying
the foundation for flexible education in an ever-evolving environment. The choice of an
educational methodology in instructional design enriches the creation of digital ecosystems by
xv
combining content, pedagogical, and technological knowledge, enhancing the quality of the
final results.
Ultimately, this research emphasizes the crucial importance of integrating
computational thinking into education and provides a model for analyzing curricular and
technological contexts, demonstrating the successful conception, construction, and evaluation
of adaptable and efficient digital learning environments capable of responding to changing
educational demands.
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Citación
Mono Catañeda, A. (2023). Pensamiento Computacional y Educación en una Sociedad Globalizada. [Trabajo de Doctorado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.
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