Plan de estudios de Code Jumper: lecciones, Lección 8 Descomposición

Objetivos de la lección

Los estudiantes:

• Identificarán un problema complejo que será más fácil de resolver dividiéndolo en problemas más pequeños.
• Comprenderán que un método para resolver un problema complejo es descomponerlo en problemas más pequeños, lo que hace que sea más fácil resolverlo.

Resultados esperados

Los estudiantes:

• Todos ellos podrán identificar un problema complejo que deba dividirse en problemas más pequeños para resolverlo.
• La mayoría de ellos podrán descomponer un problema complejo en partes más pequeñas para que sea más fácil resolverlo.
• Algunos de ellos podrán descomponer un problema complejo que consta de tres o más partes.

Estructura de la lección

• Actividad teórica
• Actividad guiada con Code Jumper
• Exploración
• Estándares y comprobación de lo aprendido

Recursos

• Vídeos didácticos sobre Code Jumper
  • El centro de control: https://www.youtube.com/watch?v=KGb51PW9zJQ&lis=
  • Módulo de reproducción y de pausa: https://www.youtube.com/watch?v=446jCw8qcDI&t=
  • Módulo de bucle: https://www.youtube.com/watch?v=EFKbKLlD3HI
• Tarjetas de código

Vocabulario

Descomposición: estrategia clave en la programación informática para descomponer un problema complejo en partes más pequeñas para que sea más fácil de manejar, entender y resolver.

Configuración de programa de ejemplo

• Programa de ejemplo configurado y ejecutado por el profesor: «Melodía y ritmo 1»
  • Juego de sonidos: Instrumentos MIDI; «Piano» en el Hilo 1

HILO 1 Piano

BUCLE 3 veces

REPRODUCIR C5 durante 1/2 compás

REPRODUCIR D5 durante 1/2 compás

REPRODUCIR E5 durante 1/2 compás

FIN DE BUCLE

FIN DE HILO

• Sonidos de muestra: «Percusión», en el Hilo 2

HILO 2 Percusión

BUCLE 8 veces

REPRODUCIR «Charles 1» a 1,5 veces la velocidad

REPRODUCIR «Charles 2» a 1,5 veces la velocidad

FIN DE BUCLE

FIN DE HILO

Objetivo

Presentar a los estudiantes la estrategia clave para completar una tarea más compleja dividiéndola en tareas más pequeñas.

(Información para el profesor) El concepto de descomposición es fundamental para resolver problemas más grandes. Una de las principales habilidades de los ingenieros de software es su capacidad para descomponer problemas grandes y complicados en problemas más pequeños para facilitar su resolución. Esos problemas más pequeños, a su vez, se descomponen aún más hasta que el problema resulta más manejable. Una vez que se resuelven los problemas más pequeños, se utilizan para resolver los problemas más grandes y el problema se recompone en la cadena, incorporando más y más de los problemas pequeños resueltos resolver el problema original. En los proyectos más grandes, el ingeniero de software puede que ni siquiera sepa cuál es el problema original; solo se ocupará de resolver el problema más pequeño que se le ha proporcionado.

Vocabulario

• Descomposición: estrategia clave en la programación informática para descomponer un problema complejo en partes más pequeñas para que sea más fácil de manejar, entender y resolver.

Materiales

• Una caja de cartón llena de piedras, situada en la clase
• Una caja de cartón vacía, situada en el pasillo
• Piedras
• Al menos una piedra (del tamaño de una pelota de béisbol, aproximadamente) por estudiante
  • Cronómetro
  • Diarios de informática

Instrucciones

1. Antes de comenzar la actividad teórica, sitúa la caja con las piedras en algún lugar del aula donde todos los estudiantes puedan congregarse a su alrededor. Pon una caja vacía en el pasillo.
2. Pide a los estudiantes que se reúnan en un círculo alrededor de la caja con piedras del aula, asegurándote de que la caja se encuentre en el centro de los estudiantes.
3. Explícales que su tarea consiste en encontrar una estrategia para vaciar todas las piedras de la caja del aula y llenar la caja del pasillo de la forma más rápida y eficiente.
   • Condiciones que deben cumplir los estudiantes:
     1. Cada estudiante solo puede coger una piedra.
     2. Cada estudiante puede sostener una única piedra a la vez.
     3. Los estudiantes solo pueden caminar (no correr) por el aula.
     4. Los estudiantes pueden darle una piedra a otro estudiante.
     5. Si una piedra cae al suelo, deberá volver a la caja del aula, y el estudiante deberá comenzar su turno de nuevo.
4. Diles a los estudiantes que propongan una estrategia inicial para intentarlo, y cronométralos mientras llevan a cabo su plan para llevar las piedras de una caja a la otra. (Ejemplo: los estudiantes pueden decidir coger una roca detrás de otra de la caja del aula y caminar rápido hacia el pasillo para dejarla en la otra caja.)
   • Estrategias para estudiantes con discapacidad visual:
     1. Dispón una cuerda desde la caja de piedras hasta la caja fuera del aula para que los estudiantes la sigan.
     2. Asigna a algunos estudiantes el papel de «observadores» a lo largo del trayecto.
     3. Los estudiantes pueden darse instrucciones concisas para encontrarse con la siguiente persona. (Ejemplo: «Camina tres pasos hacia adelante y uno hacia la derecha».)
5. Después de dedicarle un tiempo inicial a la actividad, habla con los estudiantes sobre lo que fue bien y lo que podría modificarse para lograr más eficacia.
6. A continuación, pídeles que piensen en otra estrategia que les gustaría probar. También podrían optar por modificar la estrategia que aplicaron inicialmente. (Ejemplo: los estudiantes forman una fila de una caja a la otra; la primera persona recoge una piedra y se la pasa a quien esté a su lado, y así sucesivamente, adoptando una estrategia similar a una línea de montaje.)
7. Cuando terminen la segunda tentativa de estrategia, compara ambas para ver qué estrategia fue más rápida y eficiente.
8. Discute con los estudiantes por qué una estrategia funcionó mejor que la otra.
9. Si es necesario, repite el proceso de elaboración de otra estrategia y el análisis posterior.
10. Una vez que la clase haya probado tres estrategias, pídeles que valoren cuál de ellas les permitió mover las piedras de una caja a otra de la forma más eficiente.
11. Explica a los estudiantes que la actividad les ha permitido ver cómo el problema más amplio de pasar piedras pesadas de una caja a otra puede facilitarse mediante el desarrollo de una estrategia clave centrada en dividir una tarea grande en otras más pequeñas que permitan completarla.

Cierre

Repasa con los estudiantes que, en la programación informática, la descomposición constituya una estrategia clave para descomponer un problema complejo en partes más pequeñas para que sea más fácil de manejar, entender y resolver.

Actividad guiada: descomposición

Objetivo

Los estudiantes descompondrán los programas en partes más pequeñas y manejables.

Vocabulario

• Descomposición: estrategia clave en la programación informática para descomponer un problema complejo en partes más pequeñas para que sea más fácil de manejar, entender y resolver.

Materiales

• Tarjeta de código de «Melodía y ritmo 1» para la actividad guiada de descomposición
• «Melodía y ritmo 2» para la actividad guiada de descomposición
• Diarios de informática

Instrucciones

1. Crea el programa «Melodía y ritmo 1» para la actividad guiada de descomposición.
2. Pide a los estudiantes que escuchen el programa «Melodía y ritmo 1». Es importante que no estén haciendo un seguimiento del código ni viendo el programa físico. Discute la idea de que este programa suena complejo y que hay más de una cosa sucediendo a la vez. Pregúntales: ¿Cómo sabemos lo que está pasando? Después de escucharlo, ¿Cómo podríamos crear este programa en Code Jumper?
3. Pide a los estudiantes que piensen en cosas que hagan todos los días y que tengan que dividir en pasos más pequeños. Pregúntales: A la hora de crear, construir o dibujar en relación a una tarea que tenéis que llevar a cabo, ¿sabéis cómo hacerlo o necesitáis averiguar los pasos que hay que dar? ¿Qué pasa cuando algo no sale como debería? ¿Qué proceso seguís para averiguar lo que hay que hacer?
4. Pide a los estudiantes que escriban en sus diarios de informática algo que requiera que descompongan un problema en pasos más pequeños. (Ejemplos: hacer un sándwich, atarse los zapatos, prepararse para ir al centro educativo, etc.)
5. Reproduce el programa de nuevo y hazles preguntas a los estudiantes sobre lo que están escuchando. ¿Cuántos hilos hay? (Dos) ¿Cuántos sonidos? (Cinco sonidos diferentes) ¿Cuáles son los diferentes sonidos? ¿Cómo podríamos a resolver esto?
6. Este proceso se conoce como descomposición.
7. Pídeles que vuelvan a escuchar el programa de nuevo. Pregúntales: ¿Cómo podríamos descomponer el programa de ejemplo «Melodía y ritmo 1»? (Respuesta esperada: trabajando en un hilo cada vez.)
8. Pide a los estudiantes que saquen sus diarios de informática y escriban lo que escuchan.
9. Pregúntales: ¿Cuántos hilos creéis que hay en este programa? (Respuesta esperada: dos.)
10. Diles que decidan en qué hilo van a trabajar primero, en el piano o en la percusión.
11. Vuelve a reproducir el programa. Pide a los estudiantes que se concentren solo en el hilo que acaban de elegir y que apunten los sonidos que escuchen en sus diarios de informática.
12. Vuelve a reproducir el programa y pide a los estudiantes que se concentren en el otro hilo.
13. Diles que recreen el hilo en Code Jumper. Reproduce el programa de nuevo y pide a los estudiantes que, en caso de que haya errores, depuren el hilo. Pídeles que escriban el código en sus diarios de informática.
14. Una vez que estén satisfechos con el primer hilo, diles que pasen al segundo hilo y lo recreen. De nuevo, pídeles que escriban el código en sus diarios de informática.
15. Pide a los estudiantes que comparen su programa completo con el programa original y hagan los cambios necesarios. Para una comprobación final, quita el otro hilo del centro de control. No desmontes todos los módulos, limítate a desconectar el centro de control.
16. Reproduce el programa de ejemplo «Melodía y ritmo 2» para la actividad guiada de descomposición (cuya tarjeta de código se incluye al final de la lección).
17. Pregúntales: ¿Cómo vais a resolver este problema? (Respuesta esperada: descomponiéndolo.)
18. Pídeles que trabajen en grupos para recrear el programa. Diles que levanten la mano si quieren que volver a escuchar el programa original.
    • ¿Cuántos hilos hay? (Respuesta esperada: dos.)
    • Indícales que escojan el hilo en el que quieren trabajar primero y pídeles que lo recreen.
    • Después, diles que pasen al segundo hilo y lo recreen también.
    • Diles que escuchen sus programas, los comparen con el original y, si fuera necesario, los depuren.

Cierre

Pide a los estudiantes que expliquen cómo se puede resolver un problema complejo y que den un ejemplo. Diles que anoten su respuesta en sus diarios de informática.

Exploración

Objetivo

Los estudiantes explorarán programas de descomposición (división) creados por sus compañeros y anotarán sus observaciones en los diarios de informática.

Vocabulario

Descomposición: estrategia clave en la programación informática para descomponer un problema complejo en partes más pequeñas para que sea más fácil de manejar, entender y resolver.

Materiales

• Kit Code Jumper.
• Diarios de informática

Instrucciones

1. Los estudiantes tendrán que escribir un programa en sus diarios de informática usando:
   • Un total de seis módulos de reproducción
   • Un bucle
   • Dos hilos
2. Pide a los grupos de estudiantes que creen el programa en sus diarios de informática y en Code Jumper.
3. Una vez que el programa de Code Jumper se haya depurado y coincida con el código escrito, los estudiantes reproducirán el programa para que otro grupo lo descomponga.
4. Las estrategias para esto pueden ser:
   • Colocar un trozo de papel o tela sobre los módulos de forma que solo se vea el centro de control, para que el programa se pueda reproducir varias veces.
   • Girar el ordenador o la tableta para que los estudiantes no puedan ver el código en la pantalla.
5. Diles a los grupos de estudiantes que escriban el código en sus diarios de informática.
6. Una vez que los grupos hayan terminado, pídeles que pongan en común el trabajo para determinar si han descompuesto correctamente el programa.

Cierre

Pide a los estudiantes que reflexionen sobre la experiencia en sus diarios de informática.

Estándares y comprobación de lo aprendidon

Marco de estándares y planes de estudio para las Ciencias de la Computación en la educación primaria y secundaria (K–12 Computer Science Framework)*

• 1B-AP-11: descomponer los problemas en problemas más pequeños y manejables para facilitar el proceso de desarrollo del programa.

Plan de estudios nacional de Inglaterra*

Etapa clave 1:

• Entender qué son los algoritmos, cómo se implementan como programas en los dispositivos digitales y que los programas se ejecutan siguiendo instrucciones precisas e inequívocas.
• Crear y depurar programas simples.
• Aplicar el razonamiento lógico para predecir el comportamiento de programas simples.
• Usar la tecnología deliberadamente para crear, organizar, almacenar, manipular y recuperar contenidos digitales.
• Reconocer usos comunes de la tecnología de la información más allá del centro educativo.
• Usar la tecnología de manera segura y respetuosa, preservando la privacidad de la información personal; identificar a dónde acudir para obtener ayuda y apoyo cuando tengan inquietudes relacionadas con el contenido o los contactos en internet u otras tecnologías en línea.

Etapa clave 2:

• Diseñar, escribir y depurar programas que cumplan objetivos específicos, incluyendo el control o la simulación de sistemas físicos, y resolver problemas descomponiéndolos en partes más pequeñas.
• Utilizar secuencias, selección y repetición en programas; trabajar con variables y varias formas de entrada y salida.
• Aplicar el razonamiento lógico para explicar cómo funcionan algunos algoritmos simples y para detectar y corregir errores en los algoritmos y programas.
• Utilizar las tecnologías de búsqueda de manera eficaz, apreciar cómo se seleccionan y clasifican los resultados y mostrar perspicacia en la evaluación de los contenidos digitales.
• Usar la tecnología de manera segura, respetuosa y responsable; conocer los comportamientos aceptables e inaceptables; identificar diversas formas de transmitir inquietudes acerca del contenido y los contactos.

Actividades de cierre y comprobación de lo aprendido

Pide a los estudiantes que piensen en otros ámbitos de sus vidas en los que descompongan tareas o actividades.

Tarjetas de código

Tarjeta de código de «Melodía y ritmo 1» para la actividad guiada de descomposición

HILO 1 Piano

BUCLE 3 veces

REPRODUCIR C5 durante 1/2 compás

REPRODUCIR D5 durante 1/2 compás

REPRODUCIR E5 durante 1/2 compás

FIN DE BUCLE

FIN DE HILO

HILO 2 Percusión

BUCLE 3 veces

REPRODUCIR «Charles 1» a 1,5 veces la velocidad

REPRODUCIR «Charles 2» a 1,5 veces la velocidad

FIN DE BUCLE

FIN DE HILO

«Melodía y ritmo 2» para la actividad guiada de descomposición

HILO 1 Piano

BUCLE 4 veces

REPRODUCIR C5 durante 1/4 de compás

REPRODUCIR D5 durante 1/4 de compás

REPRODUCIR C5 durante 1/4 de compás

FIN DE BUCLE

FIN DE HILO

HILO 2 Percusión

BUCLE 5 veces

REPRODUCIR «Cencerro» a 2 veces la velocidad

REPRODUCIR «Caja» a 1,5 vez la velocidad

FIN DE BUCLE

FIN DE HILO