Plan de estudios de Code Jumper: lecciones, Lección 18 Números binarios

Objetivos de la lección

Resultados esperados

Después de esta lección, los estudiantes podrán convertir números entre binario y decimal.

Los estudiantes:

• Todos ellos podrán comprender que los ordenadores utilizan números binarios para representar la información.
• La mayoría de ellos podrán convertir entre números binarios y decimales.
• Algunos de ellos podrán explicar por qué los ordenadores usan números binarios y cómo representan las letras.

Estructura de la lección

• Objetivos de la lección
• Actividad de introducción a la lección
• Actividad de extensión de la lección
• Estándares y comprobación de lo aprendido

Vocabulario

• Sistema numérico binario: sistema numérico que los ordenadores utilizan para representar datos mediante ceros (0) y unos (1).
• Sistema numérico decimales: sistema numérico utilizado habitualmente en que cada número se representa con dígitos del 0 a 9 y cada valor posicional tiene una potencia de 10.
• Valor posicional: valor de un número basado en su posición.
• Bit: dígito binario con cero (0) o uno (1) como posible valor.
• Byte: secuencia de 8 bits con 256 valores posibles desde 00000000 hasta 11111111.

Objetivo

Después de esta lección, los estudiantes podrán convertir números entre binario y decimal.

Descripción general

Los estudiantes participarán en una actividad para entender el valor posicional de los números binarios y cómo convertir números de nuestro sistema decimal a binario.

Materiales

• 5 tarjetas de binario. Colorea un gran círculo en un lado de la página y coloca una pegatina o un punto en relieve en el círculo. El otro lado de la página debería estar en blanco.

Instrucciones

1. Explica a los estudiantes que la gente suele utilizar el sistema numérico decimal, que cuenta con 10 números diferentes (del 0 al 9). Este sistema numérico es fácil de usar para nosotros porque, por ejemplo, tenemos 10 dedos. Sin embargo, los ordenadores tienen circuitos, y los circuitos solo tienen dos estados: encendido y apagado. Esto significa que los ordenadores solo pueden utilizar dos números, el 0 y el 1, para representar todos los números. El número 0 representa el estado de apagado, y el número 1 representa el estado de encendido. Este sistema numérico se llama sistema numérico binario.
2. Explícales que en nuestro sistema numéricos decimal empleamos el valor posicional. Esto significa que el valor de un número se basa en su posición. A modo de ejemplo, inicia un debate sobre la diferencia de valor de los siguientes números: 5, 50, 500.
3. Indica que en nuestro sistema numérico decimal, los valores posicionales están en las columnas en las posiciones 1, 10 y 100, pero en el sistema numérico binario, los valores de lugar están en las columnas en las posiciones 1, 2, 4, 8 y 16.
4. Explica que cada dígito de un número binario se llama «bit», y que para crear el número que queremos, ponemos un 1 en las columnas que necesitamos utilizar y un 0 en las columnas que no necesitamos utilizar. (Antes de pasar al siguiente paso, es recomendable que los profesores se sientan cómodos convirtiendo de decimal a binario. Si es necesario, consulta este recurso: https://youtu.be/fDLkBqZpxWQ).
5. Indica a los estudiantes que van a participar en una actividad en la que convertirán números decimales en números binarios utilizando tarjetas de binario. Explícales que hay cinco tarjetas de binario con puntos marcados con cinta táctil en uno de los lados y en blanco por el otro lado. Si es necesario, proporciona a los estudiantes una copia de los materiales disponibles en un punto cercano.
6. Selecciona a cinco estudiantes voluntarios para que se acerquen al frente de la clase para sostener cada uno una de las tarjetas de binario en orden. Elige un número y díselo al grupo en voz alta. Por ejemplo, 26 o 34. Anima a los estudiantes a que indiquen verbalmente a los voluntarios que sostienen las tarjetas qué lado de las mismas deben mostrar a la clase: el lado con los puntos o el lado en blanco.
7. Diles a los voluntarios que siempre empezarán mostrando el lado en blanco de la tarjeta a la clase y luego, si su tarjeta es necesaria para pasar a binario, la darán la vuelta para mostrar los puntos. Explícales que si el estudiante con la tarjeta binaria está mostrando los puntos a la clase, entonces pondríamos un 1 en la columna. Si muestran el lado en blanco de su tarjeta, entonces pondríamos un 0 en la columna. El número binario se determinará en base a los lados de las tarjetas que se muestren.
8. Proporciona algunos ejemplos que sirvan de ayuda a los estudiantes:
   • 10 = 01010

     16	8	4	2	1
     0	1	0	1	0

     10=8+2

   • 5 = 00101

     16	8	4	2	1
     0	0	1	0	1

     5=4+1

   • 26 = 11010

     16	8	4	2	1
     1	1	0	1	0

     26 = 16 + 8 + 2

9. Practica la conversión de los siguientes ejemplos de números decimales a binario, y viceversa, con la clase. Añade más números para practicar según consideres necesario.

Cierre

• Al final de la actividad, repasa con los estudiantes que cada dígito binario se denomina «bit». Explícales que los ordenadores suelen trabajar con grupos de 8 bits, lo que se conoce como «byte». Un byte es una secuencia de 8 bits con 256 valores posibles desde 00000000 hasta 11111111.

Objetivo

Después de esta lección, los estudiantes podrán convertir las letras del alfabeto en números binarios y los números binarios en letras para deletrear palabras.

Materiales

• Tabla para la descodificación del binario (incluida a continuación, a adaptar según sea necesario)

Instrucciones

1. Pregúntales: «Ahora ya sabemos cómo representan los números los ordenadores, pero ¿qué pasa con las letras?».
2. Explica que los ordenadores usan un sistema para asignar a cada letra un número binario. De esta manera, las letras pueden representarse mediante números binarios.
3. Proporciona a cada estudiante una copia de la «Tabla para la descodificación del binario».
4. Pide a los estudiantes que, en primer lugar, determinen cuáles serían sus iniciales en binario utilizando la «Tabla para la descodificación del binario» y que, a continuación, las anoten en sus diarios de informática.
5. Explica a los estudiantes que después escribirán su nombre completo en binario utilizando la «Tabla para la descodificación del binario».
6. Pídeles que compartan con la clase cómo se deletrea su nombre en binario y que creen una etiqueta con su nombre en binario para colocarlo sobre su escritorio. a adaptar según sea necesario)
7. Si hiciera falta algo más de práctica, diles a los estudiantes que continúen utilizando la «Tabla para la descodificación del binario» para deletrear palabras en grupos o toda la clase junta.

Cierre

• Repasa con la clase la razón por la que los ordenadores usan binario. (Respuesta esperada: porque los ordenadores solo tienen dos estados: encendido y apagado).
• Pide a los estudiantes que expliquen de qué forma representan letras los ordenadores. (Respuesta esperada: asignan a cada letra un código binario).

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

• 1A-AP-09: ejemplificar la forma en que los programas almacenan y manipulan los datos utilizando números u otros símbolos para representar la información.
• 1A-AP-09: ejemplificar la forma en que los programas almacenan y manipulan los datos utilizando números u otros símbolos para representar la información.

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.