Métodos Didácticos para el Aprendizaje en la materia deProgramación Estructurada mediante herramientas TIC.

ResumenSe propone en este trabajo emplear nuevos métodos didácticos para el aprendizaje en laProgramación con herramientas TIC.

La única finalidad de las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) en la educación esla de consolidar las bases educativas en función del logro del aprendizaje es decir unatransformación que favorezcan un aprendizaje activo y participativo.

En ese sentido este trabajo persigue desarrollar un plan de acción que optimice el procesamientode información contenida en las Páginas Web con el fin de lograr aprendizaje en los estudiantesde la materia de Programación Estructurada de la Carrera de Ingeniero Administrador deSistemas en la FIME; se trata de una investigación proyectiva considerando en su primera fase: eldiagnostico, que se llevo a cabo mediante encuestas en que se refleja la necesidad de laaplicación de las TIC para mejorar el resultado de aprovechamiento de la materia y lasnecesidades de capacitación.Palabras Clave: Programación estructurada, TIC, aprendizaje.

AbstractProposed in this study used new methods for learning programming with ICT tools.

The sole purpose of the technologies of information and communication technologies (ICT) ineducation is the consolidate educational databases based on the achievement of learning i.e. atransformation that encourage an active and participatory learning.

In that sense this work aims to develop an action plan that optimizes the processing of informationcontained in Web pages in order to achieve learning in students of matter structured of the careerengineer administrator of systems programming at the FIME; He is a projective research whereasin its first phase: the diagnosis, I carried out surveys which reflects the need for the application ofICT to improve the result of exploitation of the material and training needs.

Keywords: Structured programming, ICT, e-learning.

1.- IntroducciónLa informática hoy en día es una herramienta indispensable en muchos estudios en generaly en ingeniería en particular. Los estudios universitarios van adaptándose a estasnecesidades de modo que en la actualidad muchos planes de estudios de diversasingenierías cuentan con materias de Programación. En la Facultad de Ingeniería Mecánicay Eléctrica (FIME) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), se imparte la materiade Programación Estructurada en segundo semestre de la carrera de Ingeniero Administradorde Sistemas (IAS) Esta materia es de 41 horas repartidas equitativamente entre teoría ypráctica durante el semestre. El objetivo de la teoría es introducir a los estudiantes en elmundo de la computación para aprender los conceptos básicos de la programaciónestructurada utilizando un lenguaje concreto (es decir, “(1)”). La parte práctica consiste en elmanejo de un entorno de programación que el estudiante asimile lo aprendido en la teoría.Al finalizar el semestre académico se espera lograr un aprendizaje cuando ele s t u d i a n t e sepa codificar programas de dificultad media incluyendo el manejo delibrerías y comprenda las bases de la Programación Estructurada.Durante los últimos años se ha identificado los problemas intrínsecos a la materia, analizandosus causas y evaluando el sistema tradicional de enseñanza aprendizaje (es decir, “(3)”). Conel objetivo de solucionar estos problemas, este año se ha puesto en práctica una nuevaestrategia basada principalmente en la selección de un lenguaje más cercano a la realidaddel ingeniero y la introducción de las nuevas tecnologías de las comunicacionescomo herramienta de apoyo. Aquí, analizamos la evaluación de los resultados yproponemos una solución con la cual alcanzar los objetivos de la materia.2.-Problemática de la Enseñanza de la ProgramaciónEl primer paso para abordar el problema de la enseñanza de la materia programaciónEstructurada en la ingeniería es analizar qué debe aportar la programación a la formación deun ingeniero. L o w e , realiza un interesante estudio sobre la contribución de la materia alperfil de un ingeniero. Dicho perfil es descrito a través de un conjunto de atributos, tales comoconocimiento técnico, madurez, capacidad de planteamiento y resolución de problemasagrupados en tres campos: formación profesional, desarrollo personal y desarrolloacadémico (es decir, “(4)”). Esta contribución se realiza a tres niveles:

1. Desarrollo de habilidades en áreas concretas tales como aprender un determinado lenguajede programación o herramienta de software.2. Desarrollo de conocimientos generales acerca de herramientas informáticas, es decir,aprender a conocer las distintas clases de herramientas que están disponibles para uningeniero.3. Conocer las aplicaciones profesionales de sus conocimientos informáticos.

La materia Programación Estructurada por su reducido número de horas, está centradaen el segundo semestre. Su docencia está sujeta a algunos problemas iniciales queresumimos desde dos puntos de vista diferentes. Desde el punto de vista del maestro, unode los principales problemas se encuentra en la infraestructura con la que cuentan para impartirsu cátedra y los conocimientos previos en la materia de los estudiantes. Podemos encontrarnosdesde estudiantes que no han tenido contacto con lenguajes de Programación hastaalgunos con ciertos conocimientos de Programación. También hay que añadir la pocamotivación de los estudiantes al no vislumbrar la utilidad de la programación en su vidaprofesional. Por otra parte los conceptos de programación deberían asimilarse lentamentepermitiendo a los e s t u d i a n t e s trabajar la m a t e r i a semanalmente fuera del horario declases. Sin embargo el bajo número de créditos de la materia influye negativamente en esteaspecto.

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Desde el punto de vista del estudiante los principales inconvenientes son la poca relación queaparentemente existe entre la materia y el resto de materias de la carrera, la desproporciónentre el bajo número de horas de prácticas y las habilidades en programación exigidas alfinalizar el curso, que son la programación de los ejercicios de los últimos temas de lamateria ( sentencias repetitivas ,arreglos), también que las aulas no cuentan con la infraestructurarequerida, no contar con herramientas TIC que puedan servir de apoyo.3.- Desarrollo y Aplicación de Métodos DidácticosNos enfrentamos pues a problemas fundamentales: Escasez de horas de prácticas,herramientas TIC que sirvan de apoyo, para solucionarlos se han puesto en marcha una seriede reformas docentes que apoyaran el aprendizaje significativo y que describimos acontinuación.3.1 El lenguaje de ProgramaciónEs importante elegir un lenguaje de programación que ayude a motivar a los estudiantes, deforma que ellos noten la utilidad de esta herramienta.

Todavía seguimos pensando que en aplicaciones ingenieriles es más conveniente continuar conla programación imperativa, por ello, decidimos revisar el currículo de ProgramaciónEstructurada y adaptar los contenidos existentes al IDE Dev C++. C u y a popularidad,potencia y flexibilidad del mismo, con las ventajas de los lenguajes de alto nivel y lafuncionalidad de los lenguajes ensambladores (es decir, “(1)”) ha sido muy bien acogida porlas academias universitarias.

3.2 Nuevas Tecnologías y Otros Recursos PropiosLa aplicación de las Tecnologías de la Información (electrónica + informática +telecomunicaciones) en los procesos educativos y formativos ha dado lugar al desarrollo denuevos métodos de enseñanza (es decir, “(2)”) . Uno de los principales cambios en lamateria deProgramación Estructurada ha sido el uso de estas nuevas tecnologías. Se destaca de entre todasellas la que mayor impacto ha tenido en la educación en los últimos tiempos, sin duda alguna esla Web.

La utilidad educativa de las TIC es evidente. No sólo participa de las características de unsistema hipermedia tradicional, sino que puede utilizarse ventajosamente en campos como laeducación a distancia o la elaboración de materiales de enseñanza/aprendizaje interactivos y/opermanentemente actualizados.De entre las características que hacen de las TIC una tecnología de amplio potencialeducativo (es decir, “(5)”) podemos destacar su capacidad hipertexto/hipermedia, el ser unsistema que puede llegar a un número ilimitado de usuarios, permitir la comunicación entremaest ros y es tudian tes , disponer de forma gratuita de servidores, clientes, navegadores yherramientaspara todas las plataformas hardware existentes y, por último, el permitir el uso de formulariosde entrada de da tos y ejecutar procesos en función de las peticiones de los clientes.

Por otro lado, el uso educativo de la TIC presenta ciertos problemas como la velocidad derecuperación de documentos en redes no muy avanzadas y el riesgo de que el usuariollegue a perderse sin conseguir llegar a la información necesitada.Para diseñar un sistema hipermedia con fines didácticos es muy importante facilitar lainformación suficiente para que el estudiante identifique donde se encuentra, qué recorridoestá realizando y desde dónde puede volver a incorporarse a una determinada posición. Acontinuación describimos los métodos introducidos para mejorar el aprendizajesignificativo de la enseñanza en Programación Estructurada

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Figura 1. Portal NEXUS Programación Estructurada(a) Portal NEXUS (Figura 1). Este portal NEXUS es un sistema desarrollado por laDirección General de Informática (DGI) de la UANL es restringido para estudiantes inscritosen la materia que se imparte por ese medio o bien es usado como herramienta de aprendizaje.

Figura 2. Página NEXUSCalendario de actividades

b) Portal NEXUS (Figura 2) El portar permite que el estudiante identifique las actividades,Bibliografía, apuntes de la materia en formato PDF o HTML, ejercicios y prácticas, programasBásicos.

Figura 3 Página NEXUSComunicación

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c) Un Portal NE X US (Figura 3 ) El portar permite que la comunicación por medio deavisos, equipos, foros, chat, mensajes y correos con el estudiante por ejemplo con los forosse abre una comunicación con todos los inscritos en esa materia ya sea de un grupo o variosgrupos, esto con la finalidad de compartir conocimientos, puntos de vista y propiciar debatesen línea.

Foro de discusión un foro en Internet es donde los estudiantes puedan discutir aspectosrelacionados con la materia de Programación Estructurada, promover nuevas iniciativas,intercambiar ideas y proponer dudas o ejercicios (con o sin su solución) especialmenteorientados a su carrera o relacionando ésta con otras materias.

El foro electrónico es mucho mejor, desde el punto de vista didáctico, que el correoelectrónico, ya que en el foro puede preguntar cualquier estudiante y puede ser respondido porel maestro o por otro estudiante. Además, las respuestas sirven para todos. Por supuesto, esteforo estaría moderado por los maestros de la Academia. Creemos que un foro que permita laparticipación anónima fomentaría (más que el correo electrónico) la participación delestudiantado.

Figura 3 . 1 Página NEXUSComunicación

Correo electrónico (e -mail). Además de la Word Wide Web existe esta otra aplicación congrandes posibilidades para uso didáctico. La principal ventaja del correo electrónico es sucondición de medio de comunicación asíncrono (emisor y receptor no necesitan coincidir ni enel espacio ni en el tiempo). Uno de los grandes usos del correo electrónico en educación es latutoría electrónica. El correo electrónico permite la comunicación en cualquier momento entreestudiantes y maestros por lo que surge el concepto de tutoría permanente y espontánea. Estastutorías son atendidas por los maestros de los diferentes grupos y especialidades. Además, elcorreo electrónico puede usarse para múltiples tareas como asignación de trabajos,interacción entre estudiantes, formación de grupos de estudio con la ventaja añadida de quepermite adjuntar ficheros de cualquier tipo.

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Figura 4 Página NEXUSEvaluación

d) Un consultor de notas on-line (Figura 4) El portar permite la evaluación de lasactividades ya sea por subidas por el estudiante o por el equipo, además de aplicar exámenesen línea y encuestar.Se ha creado un programa que permite la consulta privada on-line no sólo de lascalificaciones obtenidas por cada estudiante en las distintas convocatorias de exámenes sinotambién el estado del proceso de evaluación continua y sugerencias que el maestro leproporciona

Figura 5 Página NEXUSHerramientas

e) Un Portal NE X US (Figura 5) Entre esta información destacamos:- El temario y bibliografía (básica y avanzada) comentada.- Los datos de la materia (créditos, profesorado, horas de tutorías, horarios...).- Sistema de evaluación.- Apuntes de la materia en formato PDF o HTML.- Enlace a compiladores gratuitos de Dev C++ (lo que permite al estudiante trabajar en supropia computadora).- Ejercicios y prácticas semanales.- Programas básicos: navegadores, lectores de PDF.- Manuales de programación on-line de Dev C++, enlaces a portales.Para el próximo año planeamos confeccionar material alternativo consistente en un conjuntode videos, presentaciones con animación dentro de una página web explicativas que apoyen lasclases teóricas y prácticas.

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Con esta iniciativa pretendemos indirectamente, a la vez que ayudarlos en el aprendizajede la materia, introducirlos en el conocimiento y manejo de las Nuevas Tecnologías de laInformación, que serán vitales en el desarrollo de su carrera profesional y que no cuentan conuna materia específica dentro del plan de estudios.

3.3 Sistema de Evaluación ContinuoComo mencionamos la materia tiene dos partes: Teoría y Práctica. Las prácticas se deben dellevar a cabo en PCs, con el uso habitual del Dev C++ y ambas partes tienen un examenindependiente que debe ser superado para aprobar la materia.Practicar la materia es pues fundamental, siendo de tres horas semanales de teoría y prácticaresulta insuficiente, por lo que el estudiante deberá practicar fuera de las horas lectivas. Por otrolado, la materia requiere un seguimiento continuo (semana a semana) por parte del estudiante, yaque los conceptos básicos de programación no son difíciles, pero requieren practicar y serasimilados gradualmente.

A pesar de esto, observamos en años anteriores que la asistencia a las clasesprácticas descendía progresivamente a lo largo del curso llegando a ser a finales del semestreun 45% de los estudiantes presentados a examen (con el consiguiente descenso de aprobadosen éste). Para fomentar el seguimiento semanal de la materia por parte del e s t u d i a n t e ,este s e m e s t r e decidimos proponer, una actividad constructiva llamada Producto Integrador(PI) que permite al estudiante ir resolviendo durante el transcurso de las clases practicas o ensus horas libres. Este ejercicio es parte de una relación suministrada con antelación. Si elestudiante consigue resolver el Proyecto Integrador y mostrarlo al m a e s t r o antes de lafinalización del semestre significa aprobar la parte práctica sin necesidad de presentarse alexamen.

Con este método se alcanzan dos objetivos fundamentales: (1) la asistencia del estudiante a lassesiones prácticas y (2) motivar al estudiante a terminar el Proyecto Integrador para evitarel examen práctico lo que supone que debe intentar resolver en sus horas libres la mayoría delos ejercicios. Es necesario tener en cuenta que el hecho de ser estudiantes de segundosemestre supone cierta falta de madurez personal que no se encuentra en estudiantes decursos superiores. El sistema propuesto ayuda además a uno de los grandes retos de laUniversidad: Que el estudiante sea consciente de que él mismo es el principal responsable de suformación.

4 Análisis y Evaluación de los ResultadosLa evaluación que nosotros se ha llevado a cabo no es un estudio profundo acerca de lacalidad de los nuevos métodos didácticos aunque sí es un estudio significativo. La necesidadde obtener indicios a corto plazo de los resultados nos obliga a centrarnos en aspectosrelacionados con el rendimiento académico de los estudiantes y el grado de aceptación delas novedades más relevantes introducidas en el programa docente. A continuaciónmostramos los parámetros escogidos.

4.1 Selección de Indicadores SelectivosSe trata de seleccionar algunos indicadores comparando la media de los tres últimos semestresacadémicos con los valores del curso actual. Los parámetros que pretendemos evaluar son:

Estudiantes matriculados. Estudiantes repetidores. Número medio de asistentes a clases teóricas y prácticas. Número medio de estudiantes que deja la asistencia a clase después de los dos primeros

meses. Número de estudiantes presentados al examen.

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Número de aprobados y suspendidos. Número de estudiantes que usan las tutorías (electrónicas y personales).

Hasta la fecha lo que se ha recopilado permite hacer referencia a los tres cursos anteriores y afalta de los datos que dependen de los exámenes (aún no realizados) se ha observado que elíndice de asistencia a clases y de uso de las tutorías se ha incrementado notablemente.

4.2 Encuestas de EvaluaciónLa opinión del estudiante es fundamental para calificar la calidad de nuestras mejoras. Por ello secreo un cuestionario de 25 preguntas donde los estudiantes han evaluado, anónimamente,aspectos diversos de la materia de Programación Estructurada tales como la calidad delprofesorado, los recursos materiales de la materia (portal Web Nexus), transparencias,apuntes...) o la forma de evaluación entre otros temas.Esta encuesta fue respondida por 100 estudiantes lo cual nos parece una muestra muysignificativa.Especialmente informativas fueron las respuestas de los estudiantes repetidores (80 en total)pues éstos podían evaluar el cambio de metodología con respecto a la seguida en semestres santeriores.Las Figuras 5 y 6 muestran los resultados de algunas preguntas. Se observa que más del 70%de los estudiantes repetidores evalúan positivamente tanto el cambio de lenguaje como lanueva metodología empleada (a destacar que casi el 50% la considera excelente). Tambiénhacemos notar la aceptación (aún mejorable) que obtiene el material docente y, sobre todo, laforma de evaluación de las prácticas. Por otro lado, el 75% de los estudiantes declara haberusado algún recurso disponible a través nuestro portal Nexus aunque todavía existe una cuartaparte que declaran que nunca (o pocas veces) han accedido a estos recursos.Es importante destacar que a la pregunta sobre su opinión sobre la página en Nexus de lamateria más del 63% contestó favorablemente o muy favorablemente, frente a un 22% que semostraba indiferente y un 12% que la valoró negativamente.

Con respecto a si la mate r i a les resultó útil para aprender Programación un 73% delos estudiantes encuestados revelaron que en su opinión la materia era útil o muy útil, un17% indicaba que era algo útil y aproximadamente un 5% declaraba que la materia era pocoo muy poco útil para aprender la Programación.

Figura 5.- Algunos resultados de la encuesta de evaluación

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5.- Conclusiones

Figura 6.- Algunos Resultados de los Estudiantes repetidores

En este artículo s e h a analizado la problemática que rodea la enseñanza de la m a t e r i ad e P rogramación Estructurada, en la FIME de la UANL y se ha propuesto un nuevoenfoque a la docencia de esta disciplina que trata de solventar los problemasidentificados y de conseguir los objetivos básicos marcados inicialmente.Nuestro enfoque acerca la materia al estudiante incitándole a participar activamente en suformación, a resolver ejercicios y a programar siguiendo la máxima de que "la única formade aprender a programar es programando". Además, este enfoque "obliga" al estudiante aconseguir uno de los objetivos más importantes de la materia: resolver creativamente unproblema (en este caso, un problema de programación).El método seguido consiste en animar a los estudiantes de Programación Estructurada a utilizarlas nuevas tecnologías explotando el gran potencial de Internet como herramienta educativa yconsiguiendo que se familiaricen con su uso. Aunque esto no es algo novedoso, sí se haintroducido otros recursos adicionales tales como el uso de dos herramientas interesantes: elconsultor de notas on-line y un sistema de auto-evaluación adaptativo. A estos recursos hayque añadir el cambio del I E D de programación y un nuevo sistema de evaluacióncontinúa especialmente pensado para la parte práctica, incluyendo una actividad llamadaProducto Integrador (PI) que permite no solo evaluar ciertos aspectos sobre el aprendizaje si no quetambién las competencias de análisis, desarrollo, estructuración, comunicación, trabajo en equipo,integración de otras materias para llevarlas a la programación (multidisciplinariedad) que ayuda amotivar al estudianteTan importante o más que lo anteriormente expuesto es el proceso de evaluar si loselementos seguidos han conseguido los objetivos. Por ello se ha realizado un estudiopreliminar de los resultados de la aplicación de todas estas estrategias a partir de los datosproporcionados anónimamente por los estudiantes mediante encuestas y se ha mostradoalgunos resultados esperanzadores. Además se ha proporcionado otros parámetros para realizaren cursos sucesivos una evaluación cualitativa más profunda incluyendo otros factores apartede los académicos que influyen en el éxito de un estudiante.

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