Programación de Computadores: Motivando a Alumnos de Especialistas Alejandra Beghelli UAI

Programación de Computadores: Motivando a
Alumnos no Especialistas
Alejandra Beghelli, Ignacio Cabrera, Miguel Carrasco, Claudio Díaz, Gonzalo Huerta,
Sebastián Moreno, Jorge Villalón
3 DESAFÍOS ÚNICOS
Multiplicidad de lenguajes
de programación
Estudiantes no
especialistas
Sin relación con
especialidad
DISEÑO + PROGRAMACIÓN
MOTIVACIÓN
CREATIVITY FOSTERERS (1)
Keep an open mind
Learning to fail
Ambiguity is good
Search for multiple answers
STUDENT MINDSET
Unique correct answer
Failure is undesirable
TEACHER MINDSET & ACTIONS
Reward for creativity
Encouraging risk
Iterative process+ incubation
Innovation examples
Reward for “correctness”
Low marks for errors
Quick, “efficient” answers
Technical examples
Internal motivation
Ownership of learning
External motivation
Teacher-driven course
(1) Maxims of Creativity in Education (Kazerounian and Foley 2007)
Trabajo en
grupo
construyen
do
prototipo
Aprendizaje de habilidades en
programación
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SEMANAS
11
12
13
14
15
16
17
Evaluación final de prototipo
UN SEMESTRE “NORMAL”
18
ENG.
Aprendizaje
Processing
Aprendizaje
Arduino
Trabajo en grupo
construyendo
prototipo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SEMANAS
11
12
13
14
15
16
17
Evaluación final prototipo
UN SEMESTRE “ANORMAL”
18
ENG.
Aprendizaje
Processing
Aprendizaje
Arduino
Trabajo en grupo
construyendo
prototipo
Métodos de
generación de
Libre
ideas (Dis.
+ Eng)
DES.
Métodos de Diseño
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SEMANAS
11
12
13
14
15
16
17
Evaluación final prototipo
UN SEMESTRE “ANORMAL”
18
ENG.
Aprendizaje
Processing
Aprendizaje
Arduino
Trabajo en grupo
construyendo
prototipo
DES.
“Clases de arte”
Métodos de
Libre generación de
ideas
Observación de
artistas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SEMANAS
11
12
13
14
15
16
17
Evaluación final prototipo
UN SEMESTRE “ANORMAL”
18
ENG.
Aprendizaje
Processing
Aprendizaje
Arduino
DES.
Trabajo en grupo
construyendo
prototipo
Matemáticas para
párvulos
Métodos de
Libre generación de
ideas
Observación clases
de matemáticas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SEMANAS
11
12
13
14
15
16
17
Evaluación final prototipo
UN SEMESTRE “ANORMAL”
18
UN SEMESTRE “ANORMAL”
ETAPAS DEL PROCESO CREATIVO
PREPARACIÓN
DES.
Clases de arte
Métodos de
Libre generación de
ideas
Observación de
artistas
2
3
4
5
Trabajo en grupo
construyendo
prototipo
INCUBA ILLUMINAC
IÓN
CIÓN
PREPARACIÓN
1
Aprendizaje
Arduino
6
7
8
9
10
SEMANAS
11
12
13
14
15
16
17
Evaluación final prototipo
ENG.
Aprendizaje
Processing
VERIFICACIÓN
18
UN SEMESTRE “ANORMAL”
PREPARACIÓN
DES.
Clases de arte
Métodos de
Libre generación de
ideas
Observación de
artistas
2
3
4
5
Trabajo en grupo
construyendo
prototipo
INCUBA ILLUMINAC
IÓN
CIÓN
PREPARACIÓN
1
Aprendizaje
Arduino
6
7
8
9
10
WEEKS
11
12
13
14
15
16
17
Evaluación prototipo final
ENG.
Aprendizaje
Processing
VERIFICACIÓN
18
PREPARACIÓN
0. Video
Publications Research
(Math Learning Outcomes, Chilean
Ministry of Education)
Competitive product survey/Analogous models
(100 per group)
Paper prototyping/Concept sketches
Field visit /Expert interview
PREPARACIÓN
0. Video
2. Conozcamos a un artista
1. ¿Qué es arte?
3. Los medios del arte
6. Visita MAC, Arte Digital
4. Sinestesia & Cía.
5. Observación,
abstracción y símbolos
INCUBACIÓN
PREPARACIÓN
Aprendizaje
Arduino
INCUBA ILLUMINAC
IÓN
CIÓN
PREPARACIÓN
DES.
Clases de arte
Libre
Métodos
generación
ideas
7
9
Observación de
artistas
1
2
3
4
5
6
8
10
SEMANAS
11
Trabajo en grupo
construyendo
prototipos
12
13
14
15
16
17
Evaluación prototipo final
ENG.
Aprendizaje
Processing
VERIFICACIÓN
18
INCUBACIÓN
PREPARACIÓN
Aprendizaje
Arduino
INCUBA ILLUMINAC
IÓN
CIÓN
PREPARACIÓN
DES.
Clases de arte
Libre
Métodos
generación
ideas
7
9
Observación de
artistas
1
2
3
4
5
6
8
10
SEMANAS
11
Trabajo en grupo
construyendo
prototipos
12
13
14
15
16
17
Evaluación prototipo final
ENG.
Aprendizaje
Processing
VERIFICACIÓN
18
ILUMINACIÓN
Taller de métodos de generación de ideas
100 ideas
3 mejores ideas
(discutidas con expertos educación/artistas)
Idea proyecto final
VERIFICACIÓN
PREPARACIÓN
Aprendizaje
Arduino
INCUBA ILLUMINAC
IÓN
CIÓN
PREPARACIÓN
DES.
Clases de arte
Libre
Métodos
generación
ideas
7
9
Observación de
artistas
1
2
3
4
5
6
8
10
SEMANAS
11
Trabajo en grupo
construyendo
prototipos
12
13
14
15
16
17
Evaluación prototipo final
ENG.
Aprendizaje
Processing
VERIFICACIÓN
18
ALGUNOS PROYECTOS
Aplicaciones sensoriales, Sección 2 Campus Viña (área Arte):
• Observatorio, Invitación a reflexionar sobre la exposición que sufren las personas en el
mundo digital.
• Entrelíneas, visualizar lo invisible.
• I.Dominó, Conexión entre lo real y lo virtual.
• Identidad, Reflexión sobre el liderazgo y la pérdida de identidad.
• Twitter lumínico, el usuario ingresa 140 caracteres los que se transforman en una imagen en
una matriz de luces según su codificación binaria.
https://www.youtube.com/watch?v=1NxFrgPjCi0
RESULTADOS
13p.
65s.
Percentage of projects
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Very high
High
Medium
Low
Novelty degree
Zero
RESULTADOS
Percentage of projects
80
60
40
20
0
Very high
High
Medium
Low
Zero
8p.
40s.
100
Percentage of projects
11p.
55s.
100
80
60
40
20
0
Very high
Novelty degree
High
Medium
Low
Zero
Novelty degree
(8 projects, 40 students)
Percentage of projects
80
60
40
20
0
Very high
High
Medium
Novelty degree
Low
Zero
8p.
40s.
100
Percentage of projects
6p.
30s.
100
80
60
40
20
0
Very high
High
Medium
Novelty degree
Low
Zero
INNOVACIÓN + PROGRAMACIÓN
3 DESAFÍOS ÚNICOS
Multiplicidad de lenguajes
de programación
Estudiantes no
especialistas
Sin relación con
especialidad
3 PROPUESTAS
Multiplicidad de lenguajes
de programación
Distintas secciones
aprenden distintos
lenguajes
Estudiantes no
especialistas
Sin relación con
especialidad
Que el estudiante
elija
Lenguajes de
desarrollo ágil +
proyecto con cliente
real
4 LENGUAJES
HTML+CSS+PHP
PROCESSING + ARDUINO
PROCESSING.JS + JAVASCRIPT
COORDINADOR + 4 VICE-COORDINADORES
COORDINADOR GENERAL
(4 SECCIONES)
(2 SECCIONES)
(3 SECCIONES)
(3 SECCIONES)
DESAFÍO: LO COMÚN Y LO DISTINTO
PRUEBAS COMUNES
Algoritmo
Variables & operadores
Bifurcaciones condicionales
Ciclos
Arreglos
Funciones
PLANIFICACIÓN SEMESTRAL
Semana
1
2
Variables & Operadores
Bifurcaciones simples y
anidadas
Variables & Operadores
3
Ciclos simples y anidados
Bifurcaciones simples
Variables & Operadores
Bifurcaciones
4
Variables & Operadores
Ciclos simples
Bifurcaciones anidadas
Ciclos simples
5
Bifurcaciones simples y
anidadas
Bifurcaciones y ciclos
anidados
Ciclos anidados
6
Ciclos simples y anidados
7
Preparación P1
Preparación P1
Preparación P1
Preparación P1
8
PRUEBA 1
PRUEBA 1
PRUEBA 1
PRUEBA 1
PLANIFICACIÓN SEMESTRAL
Semana
Arreglos
Arreglos
10
Arreglos 2D
Arreglos 2D
11
Funciones
Funciones
9
Arreglos y funciones
Arreglos
Funciones
12
13
14
Preparación P2
Preparación P2
Preparación P2
15
PRUEBA 2
PRUEBA 2
PRUEBA 2
PRUEBA 2
15-17
Avance proy.
Avance proy.
Avance proy.
Avance proy.
EJEMPLO EVALUACIÓN COMÚN
“Se le pide que programe una aplicación que
calcule el Índice de Alcohol en la Sangre (IAS) de un
conductor. Dependiendo del resultado de la
medición, la aplicación debe desplegar uno de los
siguientes mensajes:
• 0 IAS 0.3: Dentro del límite legal.
• 0.3<IAS  0.5: No conduzca. Arriesga accidente
menor y retención de licencia por un mes.
• 0.5<IAS: No conduzca. Riesgo vital.
El IAS se calcula según la siguiente fórmula:
(0.39*ml*p/peso)*r
donde: ml es la cantidad de ml bebidos en las
últimas 4 horas, p es el porcentaje de alcohol de la
bebida ingerida, peso es el peso de la persona en kg
y r es un factor de género (0.73 para hombres y
0.66 para mujeres)”.
EJEMPLO EVALUACIÓN SIMILAR
1. size(400,400);
2. int l=50;
3. for(int i=0; i<400; i+=50)
4. {
5. for (int j=0; j<400; j+=50)
6. {
7.
if(i==0 || i==350)
8.
{
9.
fill (200);
10.
rect(i,j,l,l);
11.
}
12. else
13.
if(j==0|| j==350)
14.
{
15.
fill(200);
16.
rect(i,j,l,l);
17.
}
18.
else
19.
{
20.
fill(255);
21.
rect(i,j,l,l);
22.
}
23. }
24. }
<?php
2. echo '<table>';
3. for ($i=0;$i<8;$i++)
4. {
5. echo '<tr>';
6. if($i==0 || $i==7)
7. {
8.
for($j=0;$j<8;$j++)
9.
{
10. ?>
11. <td style="background: grey; height:10px;
width:10px"></td>
12. <?php
13.
}
14. }
15. else
16. {
17. for($j=0;$j<8;$j++)
18. {
19.
if ($j==0 || $j==7)
20.
{
21. ?>
22. <td style="background: grey; height:10px;
width:10px"></td>
23. <?php
24.
}
25.
else
26.
{
27. ?>
28. <td style="background: white; height:10px;
width:10px"></td>
29. <?php
30.
}
31. }
32. }
33. echo '</tr>';
34. }
35. echo '</table>';
36. ?>
RESULTADOS
ALGUNOS PROYECTOS
Aplicaciones sensoriales, Sección 1 Campus Peñalolén (área Salud):
• Monitoreo online de orina en pacientes en estado crítico (sensores de flujo y de ultrasonido)
• Máquina de asistencia kinesiológica aplicada en el esfuerzo de las piernas (sensor de fuerza,
RFID y pantalla LED)
• Sistema de medición de rayos UV (sensores de UV, humedad y temperatura)
• Sistema de rehabilitación y ejercitación de brazos (sensores capacitivos de flexión)
• Asistencia para no videntes (sensores de ultrasonido e infrarrojo)
ALGUNOS PROYECTOS
Aplicaciones Móviles – Sección 1 Campus Viña (área libre):
• Menú online de cafeterías de la Universidad, muestra la disponibilidad y precio de cada
producto.
• Gestor de actividad física de la persona, determina la cantidad de grasa y sugiere una
rutina de ejercicios (2 grupos). Uno de los grupos además usó la plataforma Bitalino para
medir actividad real, pero no fue capaz de integrarlo a la solución móvil.
• Sistema de control de gastos (2 grupos), el usuario ingresa los gastos y se obtiene un
reporte diario de ellos.
• Geo-localización de gimnasios, categorizados según el tipo de ejercicio que ofrece (artes
marciales, pilates, etc)
• Gestor de medicamentos con alarma recordatoria de toma de medicamentos para
pacientes y geolocalización de farmacias
• Tutor de matemáticas para niños, donde pueden practicar operaciones aritméticas básicas
• Buscador de locales comerciales cercanos, a través de palabras claves
RESULTADOS (EVALUACIÓN ALUMNOS)
a) Utilidad (1-7) b) Relevancia (1-5) c) Interés (1-5) d) Aprendizaje (1-5)
2013
6.0
3.9
3.9
4.0
RESULTADOS (EVALUACIÓN ALUMNOS)
• “En lo personal, no encuentro que sea tan útil el tipo de programa en el que
estamos trabajando (appinventor), hubiese sido mejor programar en otros
lenguajes como es arduino entre otros”.
• “Aprender aplicaciones móviles es totalmente inútil para el futuro de la
carrera puesto que no es un idioma y, además, para los otros ramos se
usarán otros idiomas como PHP o Arduino de los cuales muchos no tenemos
ningún conocimiento sobre ellos”.
• “Muy util es el ramo […]lo unico que no me gusto es que separaran en
lenguaje, java para hacer juegos creo que no es muy util y arduino todos
consideramos que es interesante, útil y se necesitara mas adelante[ …]
mejor desarrollar el pensamiento de como abordar el problema que te
dan con un lenguaje mas accesible en primera instancia […] y quizas en
otro ramo tener esto mas especifico o profundizar algun lenguaje
("sabor")”.
RESULTADOS (EVALUACIÓN ALUMNOS)
• “Me gustó por lo general el curso, aunque siento que en ocasiones se nos
empujó a problemas que no podíamos solucionar con las herramientas
entregadas”
• “Esta fue una asignatura complicada pero por no ser por el profesor y los
ayudantes creo que hubiese sido mucho peor”.
• “Igual encuentro un poco injusto que haya un curso de arduino, que
es mucho mas exigente y dificil que el resto de los cursos de
programacion.”
• “La materia es muy difícil”
• “Creo que a veces las actividades continuas y de gran complejidad
reducían mucho el tiempo necesario para otras asignaturas”.
RESULTADOS (EVALUACIÓN ALUMNOS)
RESULTADOS (EVALUACIÓN ALUMNOS)
RESULTADOS (EVALUACIÓN PROFES)
• Valoración positiva de la experiencia
• Tres preocupaciones:
a) aprendizaje (mejoró?)
b) desempeño repitentes
c) impacto de ambiente simple de AppInventor
• Propuestas:
a) integración (videojuegos móviles; Arduino
controlado vía web, etc)
b) evaluaciones conocidas por profesores al inicio del
semestre
c) elección de especialización
COMENTARIOS
1. Dar tiempo y energía para incluir métodos de diseño en
asignaturas con proyectos finales parece tener un efecto
beneficioso en la creatividad de los productos finales
2. Dificultad en medir el impacto de la experiencia en el
largo plazo (“out of the box thinking”)
3. La inexperiencia de los estudiantes pareciera impedirles
apreciar oportunidades interdisciplinarias (ningún
comentario respecto de la experiencia en encuesta
docente).