Un Experimento de Pensamiento sobre la 4ta R en la Educación

Publicación #241, 15 de Septiembre del 2018

Este boletín gratuito de Information Age Education es editado por Dave Moursund, producido por Ken Loge y traducido al español por Enrique Patiño. El boletín es un componente de las publicaciones de la Educación de la Era de la Información (IAE).

Todos los números anteriores del boletín y la información de suscripción están disponibles en línea. Además, están disponibles siete libros gratuitos basados ​​en los boletines: Alegría del aprendizaje ; Validez y credibilidad de la información; Educación para el Futuro de los Estudiantes; Comprensión y dominio de la complejidad; Conciencia y moralidad: desarrollos recientes de investigación; La creación de un lugar apropiado para el educación del siglo 21; y los Estándares Estatales Básicos Comunes para la Educación en América.

El libro recientemente revisado y actualizado de Dave Moursund, The Fourth R (Segunda edición) ya está disponible (Moursund, agosto de 2018). La 4ta R de Razonamiento / pensamiento computacional es fundamental para capacitar a los estudiantes de hoy y a sus maestros a través del plan de estudios K-12. La primera edición, publicada en diciembre de 2016, y la segunda edición ahora tienen un total combinado de 19.000 vistas de página y descargas.

 

Un Experimento de Pensamiento sobre la 4ta R en la Educación

 

David Moursund, 

Profesor emérito, Facultad de Educación 

Universidad de Oregon

 

Albert Einstein es bien conocido por sus investigaciones en el campo de la relatividad y el desarrollo de la fórmula E = mc2 (la energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado). A menudo usaba experimentos mentales para explicar sus teorías.

Un experimento del pensamiento es un tipo de experimento mental o analogía. Después de algunas consideraciones, comencé a ver que muchos de mis pensamientos son en realidad un tipo de experimento mental. Cuando pienso antes de actuar, estoy considerando mentalmente las posibles consecuencias de mi posible acción. Esto ayuda a mi mente consciente a entender la acción propuesta. Mi conclusión es que todos nosotros frecuentemente hacemos experimentos de pensamiento. Este boletín de IAE explora esa idea.

Albert Einstein

 

 

Citando de la Wikipedia:

Un sello distintivo de la carrera de Albert Einstein fue su uso de experimentos de pensamiento visualizado (alemán: Gedankenexperiment) como una herramienta fundamental para comprender problemas físicos y para aclarar sus conceptos a otros. Los experimentos mentales de Einstein tomaron diversas formas. En su juventud, persiguió mentalmente rayos de luz. Para la relatividad especial, empleó trenes en movimiento y relámpagos para explicar sus ideas más penetrantes. Para la relatividad general, consideró a una persona que se caía de un techo, elevaba los ascensores, los escarabajos ciegos que se arrastraban en las superficies curvas, etc. [Negrita añadida para énfasis.]

 

Un poco de mi carrera profesional temprana

Esta es una historia personal sobre algunas enseñanzas que hice en el verano de 1963. Había terminado mi doctorado en matemáticas en la Universidad de Wisconsin aproximadamente medio año antes y acababa de aceptar un puesto de profesor en la Universidad Estatal de Michigan para comenzar en el otoño. Como parte de mis estudios de doctorado, aprendí a programar en el idioma FORTRAN. Mi tesis fue en el análisis numérico, que es el estudio del uso de métodos computacionales para resolver problemas matemáticos. Hice un uso extensivo de la programación de computadoras en mi tesis doctoral y en mi carrera de investigación en matemáticas.

Un amigo mío y yo fuimos contratados para impartir un curso de verano de 1963 a un grupo de estudiantes de secundaria en la Universidad de Wisconsin. El curso consistió en una combinación de programación de computadoras en FORTRAN y los usos de las computadoras para ayudar a resolver problemas de matemáticas. Mi amigo enseñó el componente de programación de computadoras del curso y yo enseñé la parte de análisis numérico.

Durante esta instrucción, comencé a pensar en la posibilidad de que la instrucción que estábamos proporcionando pudiera / debería convertirse en un componente de rutina de los cursos de matemáticas de la escuela secundaria. ¿Qué necesitarían saber los maestros para integrar la programación de computadoras y las matemáticas orientadas a la computadora en su enseñanza, y cómo sería necesario cambiar el currículo general de matemáticas de la escuela secundaria?

En esencia, este fue un experimento mental . Fue el comienzo de mi posterior carrera de toda la vida en la enseñanza a maestros sobre el uso de las computadoras para ayudar a resolver los tipos de problemas y cumplir los tipos de tareas que estaban encontrando en su trabajo y en otras partes de sus vidas. Durante el resto del curso de verano, continué pensando en lo que deben saber y ser capaces de hacer estos maestros de servicio y en servicio para hacer un uso efectivo de la tecnología informática en su enseñanza y en su vida personal.

Esta larga (y continua) carrera finalmente me llevó a escribir The Fourth R (Moursund, diciembre de 2016) y su reciente segunda edición (Moursund, agosto de 2018). La idea básica es bastante simple. Las escuelas han sido la enseñanza de las primeras 3 Rs de R eading, ‘ R iting, y’ R ithmetic durante unos 5.000 años. Las computadoras son una ayuda poderosa para aprender y hacer uso de cada una de estas tres disciplinas. De hecho, las computadoras están cambiando significativamente estas tres disciplinas. Este pensamiento analógico, o experimento mental, me llevó a mi definición actual de la 4ta R de Reasoning / Computational Thinking y mis escritos sobre este tema. 

Volviendo a Einstein y los experimentos de pensamiento en las ciencias.

Einstein utilizó sus experimentos de pensamiento tanto para guiar su propio pensamiento de investigación como para comunicar sus ideas a otros. Los resultados finales fueron sus diversas teorías que fueron enormes contribuciones a la física. Lo llevaron a su gran fama y un premio Nobel. Un aspecto clave del trabajo de Einstein es que sugirió algunos experimentos científicos y análisis de datos que podrían dar crédito a sus teorías o probar que estaban equivocadas. Esta es una idea fundamental en la ciencia.

Parte de mi experimento mental de 1963 fue apoyado por el hecho de que muchos miles de estudiantes de secundaria ya habían aprendido programación de computación y estaban haciendo uso de sus habilidades de programación dentro y fuera de la escuela. No había necesidad de realizar una investigación para ver si los estudiantes de secundaria podían aprender a programar y hacer uso de sus habilidades de programación para resolver problemas. Lo que faltaba era una buena investigación sobre los efectos en la educación matemática cuando los estudiantes de las clases de matemáticas de la escuela secundaria tenían acceso rutinario a computadoras y usaban sus habilidades de programación para aprender y hacer matemáticas.

Usted sabe que muchas disciplinas académicas, incluida la enseñanza y el aprendizaje, incorporan un gran número de investigaciones cada vez más numerosas. Pero, también sabe que la disciplina de la enseñanza y el aprendizaje no tiene una base de investigación subyacente basada en la teoría “sólida” comparable a lo que encontramos en disciplinas como la física y la química. Puedo conjeturar que tener la 4ta R completamente integrada en la educación K-12 mejorará la educación, pero es bastante difícil (¿quizás imposible?) Diseñar y realizar una investigación que demuestre absolutamente si mi conjetura es correcta o incorrecta.

Una de las razones para esto es que no tenemos definiciones universales o conjuntos de criterios acordados sobre lo que constituye una buena educación. Quizás un problema aún mayor es que no hay dos personas idénticas. Mi cerebro es diferente a tu cerebro y a cualquier otro cerebro en la tierra. Eso es muy diferente a lo que encuentra un investigador cuando realiza una investigación física. La ciencia de la física estudia partículas que son iguales en todo el universo conocido.

Creo que todas las personas que están preocupadas por su propia educación y sobre la educación de los demás deberían pensar detenidamente en la 4ta R de R easoning / Computational Thinking. Las siguientes dos secciones explorarán un escenario educativo hipotético (ficticio) establecido en el pasado, y contrastarán esto con los desafíos actuales del mundo de hacer un uso efectivo de la 4ta R en educación.

 

El escenario

Me gusta leer libros de historia alternantes. En tales libros, el autor cambia algunos eventos en la historia y luego explora las consecuencias. Por ejemplo, supongamos que Custer, cuando estaba haciendo su “última resistencia” contra los nativos americanos, tenía disponibles varias de las nuevas armas Gatling que ya se habían inventado en ese momento. Con sus armas Gatling, derrotó fácilmente a los atacantes. ¿Qué le sucede a Custer en el futuro y cómo cambia esto la historia de Estados Unidos?

O supongamos que el arma de John Wilkes Booth no disparó cuando intentaba asesinar a Abraham Lincoln. ¿Cómo habrían cambiado los Estados Unidos si Lincoln continuara sirviendo como Presidente y haciendo el resto de sus actividades durante su vida? 

He escrito varios escenarios alternativos de historia en el pasado. Mi favorito es Chesslandia, en el que enseñar a todos los niños a ser excelentes jugadores de ajedrez es la fuerza impulsora en un sistema educativo (Moursund, marzo de 1987).

 

Un escenario alternante de la historia

La era agrícola comenzó más de 5.000 años antes del desarrollo de la lectura y la escritura. Ahora imagine que, a medida que los pueblos y las ciudades comenzaron a crecer durante los primeros miles de años de la era agrícola, los residentes desarrollaron escuelas para ayudar a sus hijos a aprender las diversas cosas que los ancianos creían que los jóvenes deberían saber. Por ejemplo, estas escuelas enseñaron historia y leyes locales, contando, aritmética usando un dispositivo de tipo ábaco como ayuda, mnemotécnicas como ayuda para memorizar historias y baladas, tejer, alfarería, hacer y usar herramientas agrícolas y muchos otros temas. Todo esto se hizo sin leer ni escribir, que aún no se había inventado.

Con el paso de los años, el plan de estudios de la escuela creció hasta que, finalmente, todos los niños debían ir a la escuela durante seis años. Aquellos que demostraron tener talentos y habilidades de aprendizaje apropiados podrían continuar por seis años más y luego ingresar a trabajos que requerían su nivel de madurez, conocimiento y habilidades. Incluso las aldeas más pequeñas tenían una escuela (típicamente un edificio de una habitación) y un maestro. La enseñanza del conocimiento requerido de la materia que uno enseñaba era, así como saber qué habían enseñado a los estudiantes en los niveles de grado anteriores. También requería el conocimiento de la población local, incluidos sus creencias y valores.

Y luego, se desarrollaron la lectura y la escritura, y también las matemáticas basadas en el uso de la lectura y la escritura. Pronto se hizo evidente que estos eran temas y herramientas muy útiles, y que sin duda beneficiaba a un pueblo o ciudad a contar con una cantidad de residentes que dominaban la lectura, la escritura y las matemáticas básicas. También se hizo evidente que los estudiantes podrían comenzar a aprender estas nuevas habilidades de las 3 R e incluso en el primer grado o antes, pero que tomó ocho años completos o más de escolaridad para cumplir con los estándares requeridos en muchos trabajos de empresas y de servicio civil. Por lo tanto, hubo una presión considerable para aumentar la asistencia escolar requerida a ocho años y para proporcionar educación adicional adecuada para los estudiantes que querían continuar sus estudios durante cuatro o más años adicionales.

Inicialmente, algunos adultos, incluidos algunos maestros, aprendieron a leer y escribir. Algunos niños aprenden a leer, escribir y aritmética en casa, y algunos fueron a clases especiales “Fuera de la escuela normal” donde aprendieron las 3 Rs . Tres problemas principales surgieron a medida que estas nuevas habilidades se agregaron al currículo tradicional:

1. ¿Quién produciría los materiales de lectura que necesitan los profesores y los estudiantes? ¿Quién les proporcionaría a los estudiantes y maestros la parafernalia de escritura apropiada? (¡Recuerda que los libros, papel, bolígrafos y lápices todavía no se habían inventado!)
2. ¿Qué harían las escuelas con los pocos estudiantes que ya habían progresado bien en el aprendizaje de las 3 R en casa, cuando sus maestros y compañeros de clase no sabían leer y escribir?
3. ¿Qué pasaría con los maestros actuales a medida que más y más niños aprendieran a leer y escribir y las 3 R se convirtieran en una parte obligatoria del plan de estudios de los grados 1-8? Por ejemplo, ¿se requeriría que los maestros en los niveles superiores de grado aprendan las 3 R que se enseñan a todos los estudiantes en los grados 1-8? Además, ¿se espera que desarrollen un plan de estudios, métodos de enseñanza y evaluación adecuados para los estudiantes que saben leer y escribir?

Por supuesto, hubo otros problemas. Supongamos que un maestro asigna tareas que involucran las 3 Rs . ¡La mayoría de los padres aún no podían leer y escribir, por lo que no entendían lo que sus hijos estaban aprendiendo o sabían cómo ayudarlos! Además, los documentos escritos (como los libros) serían bastante caros y pocos hogares tendrían bibliotecas de dichos materiales para que los alumnos lean, aprendan y disfruten. Los estudiantes de familias ricas tenían una ventaja decidida. 

 

El paralelo con la cuarta R de razonamiento / pensamiento computacional de hoy

Existe un paralelo obvio entre el escenario de historia alternativa anterior de las 3 R y la situación actual de la posible integración de la 4ta R en nuestras escuelas de hoy. En el escenario, hubo tanto un problema de infraestructura como un problema de la necesidad de rediseñar el currículo, la instrucción y la evaluación.

Hoy ya contamos con el Internet, la Web, una gran capacidad de producción de computadoras, muchos adultos que tienen un gran conocimiento de computadoras y una gran colección de materiales informáticos para leer y escribir. La tecnología de la información y la comunicación (TIC) es una disciplina de estudio bien establecida, especialmente en la educación superior. Las computadoras, incluidos los teléfonos inteligentes y las tabletas, son partes rutinarias de la vida cotidiana fuera de las escuelas. Por lo tanto, ya hemos logrado un progreso sustancial en las tareas subyacentes de los materiales y la infraestructura.

¿Qué sucede con el contenido curricular, los procesos de instrucción y la evaluación necesarios y estructurados verticalmente? Este contenido curricular y la evaluación pueden ser producidos por un pequeño grupo de personas y luego ser distribuidos en masa. (Recuerde, hemos tenido una industria de libros de texto durante muchos años). Ya tenemos un conocimiento considerable sobre la enseñanza de computadoras y la enseñanza con computadoras a estudiantes de todos los niveles de grado.

Pero, ¿qué pasa con los maestros? Recuerde que los maestros de hoy en cada nivel de grado han tenido cuatro o más años de educación universitaria por encima del nivel de 12º grado. Durante estos años de universidad, se involucraron continuamente en la lectura y escritura, y en el aprendizaje en un entorno de lectura y escritura. Muy pocos, sin embargo, han usado computadoras a lo largo de sus años de preuniversitario y universidad de una manera diseñada para desarrollar conocimientos y habilidades de 4ta R equivalentes al nivel de sus conocimientos y habilidades de las 3 Rs. Es decir, esencialmente todos los estudiantes universitarios de hoy en día usan computadoras, pero para la mayoría de ellos el uso es bastante superficial y autodidacta. No están aprendiendo el contenido “más profundo” que se puede enseñar incluso en los primeros niveles de grado e integrarse en todo el plan de estudios.

 

Aquí hay tres preguntas básicas que enfrenta nuestro sistema educativo:

1. ¿Cómo preparamos a los nuevos maestros para desarrollar sus conocimientos y habilidades de 4ta R a un nivel comparable al de sus conocimientos y habilidades actuales proporcionados por la educación universitaria en las primeras 3 R ?
2. ¿Cómo impactará este proceso de integración de la 4ta R en todo el plan de estudios a los maestros actuales, muchos de los cuales todavía tienen de 10 a 20 o más años por delante como maestros?
3. ¿Cómo abordamos las preguntas 1 y 2 en un momento en que la 4ta R está cambiando rápidamente debido a la investigación y el progreso tecnológico en las TIC? Es importante que tanto los maestros como el currículo estén al día con estos cambios. Nuestros sistemas educativos nunca se han enfrentado a un ritmo tan rápido de cambio.

Considero que esta última pregunta es especialmente desafiante cuando considero el ritmo actual del progreso en inteligencia artificial (IA). Quizás mis preguntas educativas favoritas son:

1. Si una computadora puede resolver o ayudar en gran medida a resolver un tipo de problema o realizar un tipo de tarea que los estudiantes estudian actualmente en la escuela, ¿qué cambios (si los hay) debemos realizar en el contenido del currículo, los procesos de instrucción y la evaluación? Imagine los cambios necesarios en estas áreas si todas las pruebas fueran “computadora abierta conectada a la Web”. Después de todo, somos adultos que tenemos la necesidad de funcionar rutinariamente en un entorno de “computadora abierta conectada a la Web”. En el lenguaje de los investigadores educativos, nuestro currículo y evaluación escolar no son auténticos .
2. ¿Qué se debe eliminar del currículo y qué se debe agregar a medida que las computadoras y la buena conectividad estén cada vez más disponibles en todo el mundo? En este momento, el mundo está produciendo y distribuyendo 1,5 billones de teléfonos inteligentes por año. Eso es aproximadamente uno por cada cinco personas en la tierra. El Smartphone de hoy es una computadora mucho más poderosa que la computadora central de varios millones de dólares de hace 30 años.

 

Observaciones finales

Todos pensamos en nuestros futuros inmediatos y a largo plazo. Estamos realizando el tipo de experimento mental que usamos para ayudar a comprender y resolver los problemas que enfrentaremos durante el día y a lo largo.

Los maestros están haciendo un experimento mental cuando crean un plan de lección y / o repasan un plan de lección que intentan usar al día siguiente en clase. Mentalmente consideran el problema de ayudar a sus estudiantes a aprender, y están imaginando los efectos de usar el plan de lección.

Nuestros sistemas educativos actuales han evolucionado lentamente durante los últimos 5.000 años. Tomó casi el 90% de ese tiempo desarrollar la imprenta de tipos móviles y comenzar la producción en masa de libros. (La prensa de Gutenberg se inventó alrededor de 1440). Desde entonces, gradualmente hemos decidido que es beneficioso para los estudiantes de todo el mundo proporcionar (y, en general, requerir) diez o más años de escolaridad.

Solo durante los últimos 200 años hemos desarrollado tecnologías como telégrafo, teléfono, luz eléctrica, radio, fotografía cinematográfica y televisión. La producción comercial de computadoras comenzó hace menos de 70 años. La web tiene menos de 30 años y los dispositivos como el teléfono inteligente y la tableta tienen menos de una docena de años. Por lo tanto, en comparación con el ritmo históricamente lento del cambio en la educación durante los primeros 4.500 años posteriores a la invención de la lectura y la escritura, los sistemas educativos de hoy en día están avanzando muy rápidamente en el tratamiento de la nueva tecnología. El desafío es que esta nueva tecnología sigue viniendo y viniendo.

He pasado los últimos 55 años de mi vida trabajando para aumentar el uso efectivo de las TIC en la educación. De vez en cuando me he sentido frustrado por el ritmo lento de tal “progreso” y deseé que pudiera ser mucho más rápido. Sin embargo, mirando hacia atrás, veo que se ha logrado un progreso asombroso y continúa ocurriendo en la integración de esta nueva 4ta R en todas las áreas del currículo y en todos los niveles de grado. A todos ustedes que han apoyado y ayudado a implementar tal cambio, les digo: “Gracias. Sigan con el buen trabajo. Lo mejor está por venir. ”

 

Referencias y Recursos

Moursund, D. (2018). Alfabetización informática en 1972. IAE-pedia. Obtenido el 8/17/2018 de http://iae-pedia.org/Computer_Literacy_in_1972 .

Moursund, D. (2018). Historia de las computadoras en la educación. IAE-pedia. Consultado el 26/6/2018 de http://iae-pedia.org/History_of_Computers_in_Education .

Moursund, D. (2018). Lo que nos depara el futuro. IAE-pedia . Consultado el 26/6/2018 de http://iae-pedia.org/What_the_Future_is_Bringing_Us .

Moursund, D. (agosto, 2018). La Cuarta R (Segunda Edición). Consultado el 12/12/2018 en http://iae-pedia.org/The_Fourth_R_(Second_Edition) . Descargue el archivo de Microsoft Word desde http://iae.org/downloads/free-ebooks-by-dave-moursund/307-the-fourth-r-second-edition.html . Descargue el archivo PDF desde http://iae.org/downloads/free-ebooks-by-dave-moursund/308-the-fourth-r-second-edition-1.html .

Moursund, D. (1/18/2018). Lo que nos depara el futuro: 2007 a 2018. IAE-pedia. Consultado el 01/07/2018 de http://iae.org/iae-blog/entry/what-the-future-is-bringing-us-2007-to-2018.html .

Moursund, D. (2016). Objetivos de la educación en los Estados Unidos. IAE-pedia. Consultado el 26/6/2018 en http://iae-pedia.org/Goals_of_Education_in_the_United_States .

Moursund, D. (marzo de 1987). Chesslandia: una parábola. El profesor de computación (aprendizaje y liderazgo con tecnología). Eugene, OR: ISTE. Obtenido el 8/19/2018 de http://iae-pedia.org/Chesslandia .

Moursund, D., y Sylwester, R, eds. (4/10/2015). Educación para el futuro de los estudiantes. Eugene, OR: Educación de la Era de la Información. Descargue el archivo de Microsoft Word desde http://iae.org/downloads/free-ebooks-by-dave-moursund/268-education-for-students-futures.html . Descargue el archivo PDF desde http://iae.org/downloads/free-ebooks-by-dave-moursund/269-education-for-students-futures-1.html .

Wikipedia (2018). Los experimentos de pensamiento de Einstein. Consultado el 24/24/2018 de https://en.wikipedia.org/wiki/Einstein%27s_thought_experiments .

Autor

David Moursund  es profesor emérito de educación en la Universidad de Oregon y editor del boletín informativo del IAE . Su carrera profesional incluye la fundación de la Sociedad Internacional de Tecnología en Educación (ISTE) en 1979, desempeñándose como oficial ejecutivo de ISTE durante 19 años, y el establecimiento de la publicación principal de ISTE, Aprendizaje y liderazgo con tecnología (ahora publicado por ISTE como Aprendiz empoderado). Fue el profesor principal o co-profesor principal de 82 estudiantes de doctorado. Ha presentado cientos de charlas y talleres profesionales. Es autor o coautor de más de 60 libros académicos y cientos de artículos. 

Muchos de estos libros están disponibles gratuitamente en línea. 

Ver http://iaepedia.org/David_Moursund_Books .  

En 2007, Moursund fundó Information Age Education (IAE). IAE proporciona materiales educativos en línea gratuitos a través de IAE-pedia , IAE Newsletter , IAE Blog y libros de IAE. Consulte http://iaepedia.org/Main_Page#IAE_in_a_Nutshell . Information Age Education ahora está completamente integrado en la corporación sin fines de lucro 501 (c) (3), Avance de la Tecnología y Educación Globalmente Apropiadas (AGATE) que se estableció en 2016. David Moursund es el Director Ejecutivo de AGATE.     

Correo electrónico: [email protected]

 

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