Diseño y uso de planes de programación como apoyo para la enseñanza de la programación

Abstract

RESUMEN ESPAÑOL Tomando como referencia la carga cognitiva, este trabajo de investigación tiene como objetivo diseñar, desarrollar y probar material didáctico basado en identificación de planes de programación, esto con el propósito de medir su efectividad en el aprendizaje de la programación en alumnos de primer año del programa educativo de Ingeniería en Sistemas Computacionales de la Universidad Autónoma de Aguascalientes. Las teorías base sobre las cuales se sustenta este estudio son: Teoría de la Carga Cognitiva, Problemas por completar y Planes de programación. La teoría de la carga cognitiva se basa en dos ideas. La primera indica que la cantidad de información nueva que procesa el cerebro es limitada, mientras que la segunda indica que no hay límite en la cantidad de información procesada por el cerebro de la cual ya se tiene almacenada. La teoría de la carga cognitiva respalda los modelos de enseñanza explícitos, porque dichos modelos siguen los principios de cómo el cerebro aprende de forma más efectiva (Kirschner, Sweller & Clark 2006). La teoría de los problemas por completar, Merriënboer & Krammer (1987) señala que los alumnos prestan una mayor atención a los ejemplos resueltos cuando se les proporciona a los alumnos ejemplos por completar. Un problema por completar es un problema parcialmente resuelto en el cual el estudiante tiene que completar la solución al mismo, es importante que cuando se elaboren este tipo de ejemplos por completar, se preste particular atención en que el estudiante complete aquellas partes que se pretende formen un “esquema” de solución en su memoria a largo plazo. Y finalmente un plan de programación se define como una secuencia de instrucciones para solucionar problemas que se desarrollan de la misma manera siempre, es decir, las soluciones siguen un plan uniforme. Un caso típico de éstos son los acumuladores, mismos que se pueden usar en distintas y muy variadas soluciones a problemas de programación teniendo siempre el mismo formato de uso. Así, en base a las teorías anteriores, se llevó a cumplimiento cada uno de los objetivos propuestos al inicio de este trabajo, se identificaron los planes de programación básicos de uso común en la solución de problemas de programación básica, se diseñaron ejemplos resueltos y ejercicios por completar, además se usó como herramienta de apoyo un software. El estudio se aplicó a un grupo de 42 estudiantes de nuevo ingreso a la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales de la Universidad Autónoma de Aguascalientes. Los resultados obtenidos se evaluaron con distintas técnicas estadísticas mismas que dan evidencia de un resultado favorable en dichos estudiantes. Se puede señalar que, si es posible aplicar estrategias didácticas donde basándonos en la teoría de la carga cognitiva, y que ésta nos apoya en la elaboración de los materiales didácticos los cuales facilitan la adquisición de habilidades para la resolución de problemas de programación en los estudiantes de nuevo ingreso a esta área del conocimiento.

RESUMEN INGLES Taking as reference the cognitive load, this research work aims to design, develop and test teaching materials based on identification of programming plans, this with the purpose of measuring its effectiveness in learning programming in first-year students of the Educational Program in Computational Systems Engineering of the Autonomous University of Aguascalientes. The basic theories on which this study is based are: Theory of Cognitive Load, Problems to be completed and Programming Plans. The theory of cognitive load has is based on two ideas. The first indicates that the amount of new information processed by the brain is limited, while the second indicates that there is no limit on the amount of information processed by the brain from which it is already stored. The theory of cognitive load supports explicit teaching models, because these models follow the principles of how the brain learns more effectively (Kirschner, Sweller & Clark 2006). The theory of problems to be completed, Merriënboer & Krammer (1987) points out that students pay more attention to the solved examples when they are given the same examples to complete. A problem to be completed is a partially solved problem in which the student has to complete the solution to it, it is important that when preparing this type of examples to be completed, pay particular attention to the student completing those parts that are intended to form a "scheme" of solution in your long-term memory. And finally, a programming plan is defined as a sequence of instructions to solve problems that has a solution in the same way always, that is, the solutions follow a uniform plan. A typical case of these are the accumulators, which can be used in different and very varied solutions to programming problems always having the same format of use. Thus, based on the previous theories, each of the objectives proposed at the beginning of this work was carried out, the basic programming plans of common use in the solution of basic programming problems were identified, solved examples and exercises to complete were designed, as well as support software to complete the planned method. The study was applied to a group of 42 students of first grades in the career in Computer Systems Engineering at the Autonomous University of Aguascalientes. The results obtained were evaluated with different statistical techniques that give evidence of a favorable result in those students. It can be noted that it is possible to apply teaching strategies based on the theory of cognitive load, and that this supports us in the development of teaching materials which facilitate the acquisition of skills for solving problems of programming in students of first grades into this area of knowledge.