Educación del pensamiento computacional en K-12: alfabetización en IA y computación física

En un mundo digital en constante cambio, surge un imperativo apasionante: enseñar al alumnado a pensar y resolver problemas a través de la informática, la inteligencia artificial (IA) y la robótica. Esta guía, titulada “Educación del pensamiento computacional en K-12: alfabetización en inteligencia artificial y computación física”, aborda estos desafíos y oportunidades fundamentales. Estos tres pilares, informática, IA y robótica, conforman las secciones esenciales de este documento, iluminando cómo el pensamiento computacional (PC) puede potenciar la educación hasta los 12 años. Cabe destacar que el PC ha sido recientemente integrado en la legislación educativa española, particularmente en las áreas de Matemáticas y Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural en la etapa de Educación Primaria. 

Esta guía, meticulosamente elaborada, cuenta con la experiencia de líderes globales en el campo del PC, tanto en el ámbito académico como en la investigación educativa. Entre ellos, destacan tres especialistas españoles que han contribuido significativamente al avance del PC en la educación. 

La primera sección de esta guía destaca la multiplicidad de enfoques y perspectivas para enseñar y aprender PC. Los autores profundizan en diferentes métodos, proporcionando reflexiones críticas y constructivas sobre la importancia del PC y cómo podemos respaldarlo de manera más efectiva en la educación K-12. 

En este contexto, el aprendizaje de la programación visual basada en bloques emerge como una alternativa intuitiva y accesible tanto para jóvenes como adultos. Este modelo proporciona una forma de introducir conceptos de programación de manera más tangible y fácil de comprender, al tiempo que destaca que el PC no se limita a una única dimensión. De acuerdo con la teoría de las inteligencias múltiples propuestas por Gardner, existen diversas formas de pensar computacionalmente, dependiendo de las habilidades, intereses y preferencias de cada individuo. Esta perspectiva promueve un ambiente educativo más inclusivo y en sintonía con la diversidad de habilidades de los y las estudiantes. 

Imagen 1. Conceptos computacionales para resolver un problema visoespacial. 

El PC en los centros educativos no solo se limita a la teoría, sino que puede ser cultivado a través de metodologías basadas en proyectos de cocreación. Estas actividades interdisciplinares y contextualizadas se fundamentan en problemas reales del mundo, fomentando así la resolución de problemas de manera práctica y colaborativa. Adicionalmente, se promueve el uso de espacios de creación, conocidos como makerspaces, como entornos de aprendizaje colaborativos y de investigación. 

En la segunda sección, se subraya la estrecha relación entre el PC y la alfabetización en IA. Ambos conceptos comparten fundamentos en la informática, aunque con énfasis y objetivos diferentes. Mientras el PC se enfoca en la creación de algoritmos y programas para resolver problemas definidos, la IA se centra en desarrollar algoritmos y programas que aprendan de los datos y aborden problemas menos definidos. Es crucial que los y las estudiantes K-12 desarrollen competencias en ambas áreas para comprender y participar activamente en un mundo cada vez más moldeado por la tecnología. 

En vista de esto, es de suma importancia preparar al alumnado para ser consumidores conscientes y diseñadores éticos de tecnologías basadas en IA. Estas tecnologías están adquiriendo una presencia e impacto cada vez mayores en nuestra sociedad y en el mercado laboral. Para lograrlo, los autores proponen tres objetivos clave en la educación de IA en la escuela primaria: 

  • En primer lugar, que los y las estudiantes pasen de ser meros consumidores de IA a ser conscientes y críticos respecto a la IA que utilizan.  
  • En segundo lugar, que se conviertan en diseñadores éticos de IA.  
  • Por último, que adquieran la capacidad de participar en discusiones democráticas sobre IA.  

Este enfoque no solo impulsa la preparación en PC e IA, sino que también está intrínsecamente vinculado al desarrollo de competencias en Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas (STEAM). 

Imagen 2.  5 grandes ideas en IA de AI4K12.org.  

En esta etapa educativa, se destaca la importancia de utilizar la robótica como herramienta para fomentar el PC y la investigación científica. Es esencial establecer una interacción dinámica y una sinergia entre tres elementos fundamentales en el proceso de aprendizaje con robótica: el dispositivo robótico, el software y el entorno físico real que el dispositivo explora. 

Estas prácticas se materializan a través de la programación basada en el paradigma de sentido-razón-acción (SRA) con robots, donde se diseñan algoritmos que permiten a los robots percibir su entorno, razonar sobre él y actuar en consecuencia. De este modo, el PC en actividades de robótica interdisciplinares se convierte en el elemento distintivo de STEAM, ya que puede ser enseñado a través de juegos robóticos. 

El artículo presenta evidencia empírica que respalda la efectividad de los juegos en el fomento del desarrollo del PC y el aprendizaje interdisciplinar en estudiantes de Ed. Primaria. Esta metodología innovadora y motivadora no solo potencia la participación activa y social de los y las estudiantes, sino que también les brinda herramientas para abordar y resolver problemas complejos con el apoyo fundamental de la computación. 

En última instancia, la integración de la computación física, la IA y la robótica en el contexto educativo no solo enriquece el aprendizaje del alumnado, sino que también prepara a la próxima generación para enfrentar los desafíos de un mundo cada vez más tecnológico y digitalizado. El PC se erige como una habilidad esencial, no solo en el ámbito de la informática, sino como una herramienta transversal que empodera a los y las estudiantes en su camino hacia la resolución creativa y efectiva de problemas en el siglo XXI.