Diseño de un sistema interactivo como herramienta...

Diseño de un sistema interactivo como herramienta pedagógica para el desarrollo del

pensamiento computacional en niños de 9 a 10 años en el aula regular.

Diana Fernanda Sandoval Rodríguez, [email protected]

María Juliana Lara Arizabaleta, [email protected]

Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero Multimedia

Asesor: Sandra Patricia Cano, Doctor (PhD) en Ciencias de la Electrónica,

Aldi del Carmen Jaramillo Torres, Mg. Alta Dirección de Servicios Educativos

Universidad de San Buenaventura Colombia

Facultad de Ingeniería

Ingeniería Multimedia

Santiago de Cali, Colombia

2018

Citar/How to cite

Referencia/Reference

[1] D. F. Sandoval Rodríguez, y M. J. Lara Arizabaleta, “Diseño de un

sistema interactivo como herramienta pedagógica para el desarrollo del

pensamiento computacional en niños de 9 a 10 años en el aula regular.”,

Trabajo de grado Ingeniería Multimedia, Universidad de San

Buenaventura Cali, Facultad de Ingeniería, 2018.

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https://co.creativecommons.org/?page_id=13

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Dedicatoria

A Dios por permitirnos llegar a este momento tan especial

de nuestras vidas. Por los triunfos y dificultades que nos han

enseñado a valorarlo cada día más. Por brindarnos

sabiduría, entendimiento, conocimientos y creatividad absoluta

para hacer de este proyecto una realidad.

A cada una de nuestras familias

por el apoyo incondicional, por impulsarnos en

los momentos más difíciles de nuestro pregrado,

por el orgullo tan grande que sienten hacia nosotras

al culminar nuestra carrera como

Ingeniera Multimedia.

Agradecimientos

Gracias a nuestras directoras Sandra Patricia Cano y Aldi del Carmen Jaramillo

por ser guía y apoyo incondicional durante el proceso de poder llegar a la

culminación de esta linda experiencia.

Gracias a las Instituciones Pío XII y María Perlaza por abrir

las puertas de sus sedes y permitir llevar a cabo el estudio realizado.

Gracias a los niños y niñas que fueron partícipes

de la creación del proyecto realizando sus aportes creativos.

Gracias al compañero José Javier Palacio, por su asesoría

y apoyo en la herramienta Unity.

Gracias a los docentes de la institución por los conocimientos adquiridos

y por dejar lo mejor de ellos en cada una de nosotras.

Gracias a nuestros compañeros y amigos por

sus enseñanzas y experiencias compartidas durante estos años.

Diseño de un sistema interactivo como herramienta pedagógica para el desarrollo del pensamiento

computacional en niños de 9 a 10 años en el aula regular.

RESUMEN

El Pensamiento Computacional involucra un conjunto de pensamientos, como: lógico-

matemático, algorítmico, analítico, abstracto y divergente, el cual permite desarrollar

habilidades para la resolución eficiente de problemas por medio de la abstracción y el

análisis de los mismos. Esta destreza puede ser aplicada en diferentes áreas de conocimiento

como, ciencias, ingeniería, electrónica y matemáticas. También se puede aplicar en diversos

aspectos de nuestra vida diaria. El estudio se realiza con niños de 9 a 10 años de edad de las

instituciones educativas Colegio Franciscano de Pio XII y la Institución Educativa María

Perlaza, donde por medio de entrevistas a docentes del área de informática y pruebas

aplicadas a los niños que permite identificar elementos fundamentales, para el diseño de un

prototipo funcional compuesto por hardware y software. Este prototipo permite desarrollar

habilidades propias del pensamiento computacional de una forma más divertida y libre de

código. El software equivale a un juego con temática de piratas donde el usuario debe

construir la secuencia de pasos que debe realizar el personaje para llegar a su objetivo, en el

juego se miden y se premian las competencias de plantear soluciones eficientes y cortas,

como también la capacidad de análisis al momento de resolver acertijos durante el juego. El

hardware se diseñó como un teclado, en forma de barco teniendo en cuenta la temática del

juego en un escenario de piratas, donde por medio de esta interfaz física el niño logra

controlar el juego.

Palabras Claves: pensamiento computacional, sistemas interactivos.



ABSTRACT

Computational Thinking involves a set of thoughts, such as: logical-mathematical,

algorithmic, analytical, abstract and divergent, which allows the development of skills for

efficient problem solving by means of abstraction and analysis of them. This skill can be

applied in different areas of knowledge such as, sciences, engineering, electronics and

mathematics. It can also be applied in various aspects of our daily life. The study is carried

out with children from 9 to 10 years of age of the educational institutions Colegio

Franciscano de Pio XII and Institución Educativa Maria Perlaza, where through interviews

with teachers in the area of computer science and also tests applied to children which allows

to identify fundamental elements, for the design of a functional prototype consisting of

hardware and software. This prototype allows for the development of computational

thinking skills in a fun way and free of code. The software is equivalent to a game with the

thematic of pirates where the user must build the sequence of steps that the character must

perform to reach his goal, in the game the competences of proposing efficient and short

solutions are measured and rewarded, as well as the ability of analysis at the moment of

solving puzzles in the game. The hardware was designed as a keyboard, in the shape of a

boat taking into account the theme of the game in a scenario of pirates, where through this

physical interface the child manages to control the game.

Keywords: computational thinking, interactive systems.



TABLA DE CONTENIDO

PÁG.

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................12

A. Antecedentes ........................................................................................................ 12

B. Descripcion del Problema .................................................................................... 14

II. JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................16

III. OBJETIVOS ...............................................................................................................19

A. Objetivo General .................................................................................................. 19

B. Objetivos Especificos ........................................................................................... 19

IV. HIPOTESIS ................................................................................................................20

A. Hipotesis de Trabajo ............................................................................................. 20

V. MARCO TEÓRICO...................................................................................................21

A. Sistema Interactivo Digital ................................................................................... 21

B. Pensamiento Computacional ................................................................................ 22

C. El Pensamiento Computacional en la educación .................................................. 26

D. Pensamiento Computacional a Nivel Mundial ..................................................... 27

E. Pensamiento Computacional en Colombia .......................................................... 28

F. Pensamiento Computacional en Cali .................................................................... 29

G. Aprendizaje en los Niños entre 9 y 10 años de edad ............................................ 30

H. Metodología Design Thinking ............................................................................. 31

VI. METODOLOGÍA ......................................................................................................33

A. Participantes ......................................................................................................... 33

B. Empatizar ............................................................................................................. 35

C. Definir .................................................................................................................. 48

D. Idear ...................................................................................................................... 50

a. Historia ................................................................................................................. 50



b. Nombre (Logo) ..................................................................................................... 52

c. Plataforma ............................................................................................................ 53

d. Diseño del Prototipo ............................................................................................. 54

e. Descripción del juego ........................................................................................... 60

f. Descripción del Gameplay ................................................................................... 60

g. Mecánicas ............................................................................................................. 67

h. Personajes ............................................................................................................. 69

i. Bocetos ................................................................................................................. 70

j. Bonos .................................................................................................................... 73

E. Prototipar .............................................................................................................. 79

a. Modelo de juego ................................................................................................... 79

b. Arte ....................................................................................................................... 81

i. Vectores ................................................................................................................ 81

ii. Música ambiental ................................................................................................. 83

c. Desarrollo Hardware ............................................................................................ 83

d. Diseño del juego ................................................................................................... 86

F. Pruebas ................................................................................................................. 99

VII. RESULTADOS .........................................................................................................103

VIII. DISCUSIÓN ......................................................................................................107

IX. CONCLUSIONES ....................................................................................................109

X. TRABAJOS A FUTURO .........................................................................................111



LISTA DE FIGURAS

PÁG.

Fig. 1. Metodologia del Pensamiento de Diseño (Design Thinking)[44]. ......................... 32

Fig. 2.Prueba con niños externos con juegos de programación. ........................................ 35

Fig. 3.Volante de información de la deficinión del Pensamiento Comptacional............... 37

Fig. 4. Evaluación de la encuesta de la Institución María Perlaza. .................................... 39

Fig. 5. Evaluación de la encuesta de la Institución Pio XII. .............................................. 39

Fig. 6. Modelo 1 del Juego................................................................................................. 40

Fig. 7. Soluciones para el camino 1 del modelo 1 con respecto al juego. ......................... 41

Fig. 8. Soluciones para el camino 2 del modelo 1 del Juego. ............................................ 41

Fig. 9. Respuesta de un niño del Caso 1. ........................................................................... 42

Fig. 10. Respuesta de un niño del Caso 2. ......................................................................... 42

Fig. 11. Respuesta del Caso 1 y 2. ..................................................................................... 43

Fig. 12. Modelo 2 del Juego............................................................................................... 44

Fig. 13. Solución para el camino 1 del modelo 2 con respecto al juego. ........................... 44

Fig. 14. Solución para el camino 2 del modelo 2 con respecto al juego. ........................... 45

Fig. 15. Respuesta del Modelo 2. ....................................................................................... 45

Fig. 16. Primer diseño del logo. ......................................................................................... 52

Fig. 17. Diseño del logo modificado. ................................................................................. 53

Fig. 18. Diseño prototipo 1 Hardware. .............................................................................. 54

Fig. 19. Prototipo no funcional. ......................................................................................... 55

Fig. 20. Resultado prototipo 1 de papel estudiante 1. ........................................................ 55

Fig. 21. Resultado prototipo 1 de papel estudiante 2. ........................................................ 55

Fig. 22. Segundo prototipo hardware. ................................................................................ 56

Fig. 23. Estudiante realizando prueba prototipo de papel. ................................................. 57

Fig. 24. Solución del prototipo de papel por parte de un estudiante. ................................. 57

Fig. 25. Solución de prototipo de papel con niños externos. ............................................. 58

Fig. 26. Tercer diseño prototipo hardware. ........................................................................ 59

Fig. 27. Instrucciones de movimiento. ............................................................................... 60

Fig. 28. Señales de apoyo para movimientos. .................................................................... 61

Fig. 29. Boceto de nivel 1 - la espada. ............................................................................... 62

Fig. 30. Boceto nivel 2 - la brújula. ................................................................................... 63

Fig. 31. Boceto nivel 3 - el mapa. ...................................................................................... 64

Fig. 32. Boceto nivel 4 - las plumas de colores. ................................................................ 65

Fig. 33. Boceto nivel 5 - el cofre del tesoro. ...................................................................... 66

Fig. 34. Representaciones de instrucciones para el manejo del juego. .............................. 68

Fig. 35. Referencia para la creación del personaje principal. ............................................ 69

Fig. 36. Primer boceto del personaje principal. ................................................................. 70

Diseño de un sistema interactivo como herramienta pedagógica para el desarrollo del pensamiento computacional en

niños de 9 a 10 años en el aula regular.

Fig. 37. Boceto final del personaje principal. .................................................................... 71

Fig. 38. Boceto del coco malvado. ..................................................................................... 71

Fig. 39. Boceto de los escenario de niveles. ...................................................................... 72

Fig. 40. Boceto de artefactos.............................................................................................. 72

Fig. 41. Diseño vectorizado de Pregunta 1. ....................................................................... 73






Fig. 47. Estadísticas de respuestas a preguntas según los pensamientos implicados. ....... 79

Fig. 48. Diagrama de modelo de juego. ............................................................................. 80

Fig. 49. Sprites de personaje principal. .............................................................................. 81

Fig. 50. Vector de enemigo. ............................................................................................... 82

Fig. 51. Vector de escenario general. ................................................................................. 82

Fig. 52. Vectores de artefactos. .......................................................................................... 83

Fig. 53. Diseño del hardware. ........................................................................................... 85

Fig. 54. Parte interna de hardware en proceso. .................................................................. 86

Fig. 55. Hardware final, tablero en forma de barco. .......................................................... 86

Fig. 56. Escena del mapa de forma general con logo del juego. ........................................ 88

Fig. 57. Escena del mapa de forma general mostrando una descripción de la historia. .... 88

Fig. 58. Instrucción para el manejo del tablero, en la sección de cómo ingresar las fichas.

............................................................................................................................................. 89

Fig. 59. Instrucción para el manejo del tablero, para el movimiento del personaje. ......... 89

Fig. 60. Solución correcta para el nivel 1. ......................................................................... 90

Fig. 61. Instrucción para el manejo del tablero, para los giros del personaje. ................... 90

Fig. 62. Solución correcta para el nivel 2. ......................................................................... 91

Fig. 63. Instrucción para el manejo del tablero, para defenderse de los enemigos. ........... 91

Fig. 64. Solución más corta y correcta para el nivel 3. ...................................................... 92

Fig. 65. Modal de preguntas para ganar monedas extra. ................................................... 93

Fig. 66. Instrucción para el manejo del tablero, para los movimientos del personaje con

ciclos. .................................................................................................................................. 93

Fig. 67. Posición inicial del personaje en el nivel 4........................................................... 94


Fig. 69. Posición inicial del personaje en el nivel 5........................................................... 95


Fig. 71. Modal si no ha completado los objetivos del nivel 5. .......................................... 96

Fig. 72. Modal si la solución propuesta por el jugador no es correcta. ............................. 96

Fig. 73. Modal de la cantidad de monedas adquiridas en el nivel. .................................... 97

Fig. 74. Escena que describe el resultado del jugador, 30 monedas. ................................. 97



Fig. 75. Escena que describe el resultado del jugador, entre 14 y 26 monedas. ................ 98

Fig. 76. Escena que describe el resultado del jugador, menor a 14 monedas. ................... 99

Fig. 77. Prueba con niños externos. ................................................................................. 100

Fig. 78. Prueba con niños de taller de Scratch María Perlaza. ......................................... 101

Fig. 79. Prueba con estudiante de Colegio Franciscano Pio XII, grado cuarto. .............. 102

Fig. 80. Prueba con estudiante de Colegio Franciscano Pio XII, grado quinto. .............. 103

Fig. 81. Prueba del juego con niños externos, nivel 4. .................................................... 103

Fig. 82. Estadística del promedio de repeticiones por nivel del juego. ........................... 104



LISTA DE TABLAS

PÁG.

TABLA 1. Perfil del usuario seleccionado. ........................................................................ 49

TABLA 2. Preguntas y cantidad de respuestas sobre la experiencia con el sistema. ....... 105

10



INTRODUCCIÓN

El pensamiento computacional (en inglés Computational Thinking) puede definirse como

un conjunto de competencias que adquiere una persona, y se encuentran relacionadas con la

capacidad de análisis para resolver un problema. En el ámbito escolar, para la formulación

y resolución de problemas con ayuda de herramientas tecnológicas, se viene promoviendo

en los estudiantes pensamientos, como: lógico, abstracto y creativo. En el 2006 Jeannette

Wing, dio a conocer el término al referirse a la capacidad de análisis que tiene el niño,

explicando el tema en una conferencia en Pensacola (2009).

“El Pensamiento Computacional (PC) será una habilidad fundamental utilizada por todos en

el mundo, el cual puede servir de apoyo en la lectura, escritura y aritmética, a su vez a la

capacidad de análisis de cada niño. El Pensamiento computacional es un enfoque para la

solución de problemas, construcción de sistemas, y la comprensión del comportamiento

humano que se basa en el poder y los límites de la computación. PC ya ha comenzado a

influir en muchas disciplinas, como las ciencias de las humanidades, y en psicología. De

cara al futuro, podemos anticipar incluso efectos más profundos del pensamiento

computacional en la ciencia, la tecnología y la sociedad: Entretanto, nuevos descubrimientos

se realizará, habrá innovación y las culturas evolucionarán”.

Es importante comprender el término para encontrar estrategias adecuadas que ayuden a

potenciar en los estudiantes de educación básica primaria habilidades computacionales para

la resolución de problemas reales en un determinado contexto. Estas estrategias involucran

el uso de herramientas tecnológicas que ayude en el aprendizaje al niño usando software y

hardware. Para lograr en la institución una mirada amplia en uso de las TIC en la enseñanza.

La investigación que se propone realizar acerca del Pensamiento Computacional es diseñar un

sistema interactivo que involucre elementos físicos (Hardware) y digitales (Software) para lograr



incluir la enseñanza del pensamiento computacional usando estrategias interactivas como una

manera de motivar a los niños a aprender.

Un sistema interactivo podría definirse como la relación entre el usuario y el sistema. El nivel de

interactividad es adquirido por los elementos existentes permitiendo al usuario establecer una

participación y un proceso de comunicación con el sistema. Por lo que, la interacción entre el niño

y el sistema es importante, ya que su interés es motivarlo a aprender. De igual manera, la

interacción entre el sistema y el niño depende de un conjunto de aspectos, como: edad,

escolaridad, intereses, entre otros, ya que las actividades deben ajustarse de acuerdo al perfil del

niño.

12



I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A. Antecedentes

A continuación se describen algunos trabajos relacionados con el proyecto de

investigación a proponer.

A nivel nacional se encuentra el trabajo realizado por Basogain et al.[1], el cual describe un trabajo

relacionado con el pensamiento computacional en las escuelas de Colombia. Proponen un proyecto

de innovación educativa realizado con la colaboración internacional de dos instituciones

académicas al servicio de la sociedad. En este proyecto RENATA y UPV/EHU[1], colaboran en

la introducción del Pensamiento Computacional (PC) en las escuelas de Colombia, en estudiantes

que están finalizando 5° de primaria o iniciando bachillerato en el grado 6°, edades comprendidas

entre 10 y 12 años. El objetivo del proyecto es permitir a los estudiantes y profesores que se

familiaricen con los conceptos básicos del PC y a futuro poder incluirlos en el plan de estudios de

las escuelas colombianas para lograr que las nuevas generaciones no sean solamente consumidores

de tecnología, sino productores de ella. Otro trabajo presentado en el 2016 por García et al. [2], el

cual propone unas estrategias basadas en robótica para apoyar el pensamiento computacional. Este

trabajo fue realizado por la Universidad del Cauca, donde expone la enseñanza del pensamiento

computacional usando estrategias basadas en la robótica. En este artículo se presentan algunas

estrategias, como, clubes de robótica, y de cómo aplicar una metodología de enseñanza basada en

problemas. Estas estrategias ayudan en el desarrollo de competencias de varios tipos, y al

desarrollo del pensamiento computacional en los estudiantes. Además, se mencionan los

resultados del proyecto desarrollado en el Instituto Técnico Industrial Pascual Bravo de la ciudad

Medellín-Colombia.



Por otro lado, una tesis presentada por [3] de la universidad nacional de Colombia, donde es

aplicada en el área de la educación en la computación. El objetivo es fomentar las habilidades de

pensamiento en los niños escolares. Un concepto importante en el pensamiento computacional es

la habilidad de programar, sea con el fin de crear simulaciones o solucionar problemas. Por lo que,

el desarrollo de esta tesis se formula la siguiente hipótesis: ¿Cómo aprende un novato en ciencias

de la computación a hacerse experto en programación?, y ¿cómo podría aprender un niño a

programar en el aula de clases?.

Por último, un trabajo del 2016 presentado por Burgos et al.[4], hace una reflexión en torno a la

educación a partir de la concepción de incertidumbre del pensamiento complejo. Se plantean

elementos de conexión entre un pensamiento complejo y un pensamiento computacional. A partir

del conectivismo y los desafíos de una sociedad 3.0 en la que las Tecnologías de la Información y

Comunicación (TIC) se encuentran incorporadas en la vida cotidiana de los seres humanos. A su

vez, una definición de pensamiento computacional indica una nueva forma de pensar a partir de

problemas reales a través de una nueva lógica computacional para encontrar soluciones. El

pensamiento computacional desafía a la educación contemporánea a incorpora este nuevo enfoque

para la solución de problemas.

También a nivel internacional se han realizado investigaciones relacionadas, como es el trabajo

presentado por Scratch en el 2002[5]. Scratch es un lenguaje de programación que facilita la

creación de arte interactivo[5], utilizado por niños, jóvenes, profesores y padres de familia en más

de 150 países diferentes y está disponible en más de 40 idiomas. Scratch ayuda a los usuarios a

aprender a pensar de forma creativa, razonar sistemáticamente, y trabajar de forma colaborativa.

Gran variedad de colegios a nivel nacional e internacional llevan a cabo esta herramienta para

enseñar a programar a los estudiantes, lo cual permite desarrollar habilidades propias del

pensamiento computacional.



Por otro lado, Zapata en el 2015[6], publica un estudio donde menciona que la sociedad y la

economía demandan profesionales cualificados en las industrias tecnológicas. Se da la paradoja de

países con un alto índice de paro en las que actualmente se quedan sin cubrir puestos de trabajo de

ingenieros y técnicos de industrias y servicios digitales. Esto ha sensibilizado a gestores e

instituciones a abordar el problema desde el punto de vista de la formación. Se trata de una nueva

alfabetización, llamada alfabetización digital, y que como tal hay que comenzar desde las primeras

etapas del desarrollo individual, al igual como sucede con otras competencias, como: lectura,

escritura y matemáticas. El planteamiento, el más frecuente ha consistido en favorecer el

aprendizaje de la programación de forma progresiva. Proponiendo a los niños tareas de programar,

desde las más sencillas y más lúdicas a las más complejas.

Por último Basogain en el 2015[7] presenta el concepto de Pensamiento Computacional y cómo

puede ser integrado en el aula a través del diseño e implementación de proyectos de programación.

Se describe la necesidad, el propósito y las principales características del Pensamiento

Computacional. Se muestra con varios ejemplos cómo se pueden desarrollar los elementos

fundamentales del Pensamiento Computacional utilizando un lenguaje de programación.

B. Descripcion del Problema

El programa de ingeniería multimedia de la Universidad de San Buenaventura Cali, cuenta con los

cursos básicos de programación, como lógica e introducción a la programación que se brindan en

los primeros semestres. Éstos exigen una serie de competencias de pensamientos, como: lógico-

matemático, algorítmico, abstracto y creativo, que posibilite un manejo del lenguaje de

programación en los estudiantes. Se ha observado un alto índice de deserción en las materias

mencionadas, y en algunos casos el abandono de la carrera cuando el estudiante no cuenta con las

competencias suficientes para enfrentar los requerimientos académicos de dichos cursos.

Atendiendo el alto índice de decadencia académica y cómo afecta en la formación de un ingeniero

en multimedia, surge la incógnita frente a los procesos de enseñanza y cómo se promueven



competencias de pensamiento lógico y solución de problemas en la básica primaria a través de la

clase de informática. Por lo que, se hace importante identificar la didáctica y metodología que

implementa el docente para potenciar en los niños de 9 a 10 años de edad el pensamiento

computacional. Se ha realizado una indagación en el Institución de Nuestra Señora de la Asunción

en Cali, donde se ha observado que en la materia de informática en los grados de primaria,

incorporan el uso de herramientas interactivas como Scratch para la enseñanza de la programación,

donde el propósito es ayudar a los estudiantes a desarrollar la lógica, análisis de problemas y

abstracción frente a problemas que se le presentan, logrando experiencias significativas en el

proceso de aprendizaje al interactuar con este tipo de plataforma, el cual les permite construir de

manera creativa historias, juegos y animaciones. De ahí, la importancia de revisar las estructuras

curriculares y evidenciar como se viene trabajando al interior de las instituciones educativas la

asignatura de informática, las estrategias y herramientas que pone en circulación y uso el docente

para promover la creatividad e innovación mediante diferentes programas o plataformas.

El crecimiento de las Tecnologías de la Información y Comunicación(TIC) ha servido para

incluirlas dentro de las aulas como material de apoyo para el docente, por lo que se busca con las

tecnologías servir de apoyo para desarrollar competencias de abstracción y resolución de

problemas, de tal manera que pueda motivar al niño durante el aprendizaje.

Por lo que nuestra pregunta está relacionada en, ¿Cómo desde la ingeniería multimedia se puede

apoyar al desarrollo del pensamiento computacional en niños regulares entre 9 a 10 años de edad?.

16



II. JUSTIFICACIÓN

El pensamiento computacional permite desarrollar habilidades para la resolución eficiente de

problemas por medio de la abstracción y el análisis de los mismos. Esta destreza puede ser aplicada

en diferentes áreas de conocimiento como lo son las ciencias, la ingeniería, la investigación, medio

ambiente, los negocios, entre otros. También se puede aplicar en diversos aspectos de nuestra vida

diaria.

Según Chun B. y Piotrowski T[8], las destrezas del pensamiento computacional se pueden

simplificar en:

● Análisis de los efectos de la computación.

● Producir artefactos computacionales.

● Uso de abstracción y modelos.

● Analizar problemas y artefactos.

● Comunicar procesos y resultados.

● Trabajo efectivo en equipo.

● Descomposición de problemas.

● Reconocimiento y generalización de patrones.

● Abstracción.

● Diseño del algoritmo.

El déficit de estas habilidades es notorio en los estudiantes de ingeniería multimedia de la universidad

de San buenaventura Cali, ya que muchos de ellos repiten asignaturas de programación y otros desertan

de la carrera. Lo cual nos lleva a indagar sobre las estrategias y manera cómo se es abordan las clases

de informática, si dentro del desarrollo de competencias y habilidades al interior de esta área disciplinar

se desarrollan competencias relacionadas al pensamiento computacional en los colegios de Cali. Con

esta investigación se pretende llegar a la implementación de una solución creativa e interactiva que

pueda emplearse en niños que se encuentren en el rango de edad de 9 a 10 años, aprovechando que la

infancia es el momento de mayor sensibilidad para el aprendizaje.



Garren Lumpkin, consultor de UNICEF y experto internacional en procesos de inclusión social y

primera infancia, expresa: “Diversas investigaciones demuestran que lo que se haga para

estimular el desarrollo de niños durante sus primeros años es fundamental para su desempeño en

la vida, pues las falencias que se tengan o adquieran durante este período son muy difíciles de

recuperar en los años posteriores”[9].

En este sentido, es fundamental que el docente brinde espacios de interacción, creación,

construcción e indagación a la luz de generación de nuevos conocimientos, incorporando y

haciendo uso de las nuevas tecnologías en el aula como herramientas o vehículos que posibilitan

experiencias significativas en los niños, logrando conexiones neuronales, procesos de aprendizaje

y desarrollo, al potenciar la resolución de problemas, trabajo cooperativo, pensamiento lógico,

crítico, argumentativo, racional y abstracto hacia un pensamiento computacional.

19



III. OBJETIVOS

A. Objetivo General

Diseñar un sistema interactivo que sirva de apoyo para el desarrollo de competencias del

pensamiento computacional para la resolución de problemas en niños de 9 a 10 años de edad

en aula regular.

B. Objetivos Especificos

● Identificar la estrategia y metodología de enseñanza que implementa el docente del

área de informática para el desarrollo del pensamiento computacional.

● Analizar los diferentes pensamientos que puede involucrar el pensamiento

computacional, y cómo podría integrarse en un sistema interactivo orientado a niños

en condiciones regulares.

● Desarrollar un prototipo del sistema interactivo que involucra estrategias de

pensamiento computacional haciendo uso de la tecnología.

● Evaluar el prototipo del sistema interactivo con un grupo de niños entre 9 y 10 años

de los colegios escogidos.

20



IV. HIPOTESIS

A. Hipotesis de Trabajo

A partir del 2016 el Ministerio de Tecnologías y Comunicaciones de Colombia (TIC) desarrolla

un proyecto llamado “Introducción del Pensamiento Computacional en colegios de Colombia” de

implementarlo en los colegios e instituciones, públicas y privadas, el cual busca aumente el

porcentaje de las instituciones y colegio que apliquen esta metodología de estudio en las clases de

informática. Utilizarlo podría ayudar a que los niños mejoren su formación estudiantil, potencien

habilidades de abstracción y la resolución de problemas. Con el proyecto que tiene las TIC, y que

se está ampliando a más colegios e instituciones educativas en Colombia, se quiere que el sistema

interactivo pueda servir de apoyo para el desarrollo de habilidades propias del Pensamiento

Computacional como son: identificar, analizar e implementar posibles soluciones. Podemos ver el

gran potencial que se tiene, dado que el sistema interactivo hace más la alusión de un videojuego

y que a partir de ello se tienen excelentes resultados para el aprendizaje de los niños en el aula de

clase, ya que los niños no solo verán la clase de informática como ir a encender un computador y

aprender de ello, sino que los ayudará a aprender de forma divertida. Además no solo aprender

de la informática sino también incorporar otras áreas de conocimiento de manera transversal.

21



V. MARCO TEÓRICO

En esta sección se realiza una descripción de los diferentes conceptos que involucra el desarrollo

de este proyecto de investigación. Por lo que, se aclaran diferentes conceptos pertinentes, y que

están relacionadas con el proyecto, como el cambio que ha tenido el aprendizaje en los niños, y la

enseñanza en los niños incorporando las TIC dentro del aula.

A. Sistema Interactivo Digital

En los últimos años el avance tecnológico trajo consigo el apagón de los sistemas analógicos

colocando en funcionamiento los sistemas digitales debido a las ventajas que éste ofrece

como son la manipulación, calidad de registro, facilidad al momento de editar y copias sin

perder la calidad [10].

Un Sistema Interactivo Digital, se puede comprender como un conjunto de dispositivos

destinados a la generación, transmisión, procesamiento y almacenamiento de señales

digitales. La interactividad se refiere a la comunicación entre humanos y computadoras. Rost

se refiere a ella como la capacidad de las computadoras por responder a los requerimientos

de los usuarios[11]. Por lo tanto, un Sistema Interactivo Digital es un medio informático que

permite la interacción entre usuarios y computadoras, donde el usuario es quien determina

el transcurso de la acción de forma autónoma y, al mismo tiempo provoca una respuesta

impredecible.

Para que exista interactividad en un sistema digital, es necesario que exista una

interconexión entre dispositivos (máquina) y usuario (persona), donde el usuario es quien

tiene el control de la información bajo las órdenes dadas y representadas por medio de una

interfaz gráfica.



Los Sistemas Interactivos son usados en diferentes áreas, como: mercadeo, educación,

medicina, entretenimiento, deportes, entre otras. Con el fin de llamar la atención de los

usuarios de forma más creativa, dinámica y divertida, revolucionando al mundo en el campo

de las TICs.

B. Pensamiento Computacional

Uno de los primeros precursores del pensamiento computacional fue Seymour Papert[12].

Papert fue un gran pensador matemático reconocido mundialmente en la teoría del

aprendizaje en inteligencia artificial y visionario de la educación tecnológica. Comenzó a

trabajar en temas relacionados con la programación de computadoras, y el cómo puede

proporcionar a los niños una manera de pensar acerca de su propio pensamiento y aprender

de su propio aprendizaje. Papert se basó en las ideas del construccionismo y afirmó que “los

niños son los que tienen que educar a los ordenadores y no los ordenadores los que tienen

que educar a los niños”. Él tuvo la idea de crear el primer lenguaje de programación dirigido

a niños llamado “Logo”[12], en el cual se programa los movimientos básicos de una tortuga,

hizo un gran aporte en el desarrollo del pensamiento computacional en la infancia,

inteligencia artificial y las tecnológicas informáticas para la educación. Por lo que, se puede

decir que fue quién empezó con el término de pensamiento computacional.

Jeannette Wing, directora de Avanessians y profesora de informática del Instituto de

Ciencias de Datos de la Universidad de Columbia, es una de las principales impulsoras del

pensamiento computacional[13]. En el 2006 Wing publicó un artículo de cómo se puede

incluir el PC en la formación de niños y niñas, ya que representa un ingrediente vital del

aprendizaje de la ciencia, tecnología, ingeniería y matemática. Wing da la siguiente

definición, “El pensamiento computacional implica resolver problemas, diseñar sistemas y

comprender el comportamiento humano, haciendo uso de los conceptos fundamentales de

la informática” [14]. Se ha referido al pensamiento computacional como una forma de

pensar recursivamente.



Otra definición del Pensamiento Computacional es dada por la Sociedad Internacional para

la Tecnología (ISTE) y la Asociación de Docentes en Ciencias de la Computación (CSTA),

quienes colaboraron con líderes de educación superior, de la industria y de educación escolar

(K-12) en el año 2009. Donde suministró un marco de referencia y un vocabulario para

definiéndolo para todos los docentes de la educación escolar.

El Pensamiento Computacional (PC) es un proceso de solución de problemas que incluye

(pero

no se limita a) las siguientes características:

● Formular problemas de manera que permitan usar computadores y otras

herramientas para solucionarlos.

● Organizar datos de manera lógica y analizarlos.

● Representar datos mediante abstracciones, como modelos y simulaciones.

● Automatizar soluciones mediante pensamiento algorítmico (una serie de pasos

ordenados).

● Identificar, analizar e implementar posibles soluciones con el objeto de encontrar la

combinación de pasos y recursos más eficiente y efectiva.

● Generalizar y transferir ese proceso de solución de problemas a una gran diversidad

de estos.

Estas habilidades se apoyan y acrecientan mediante una serie de disposiciones o actitudes

que son dimensiones esenciales del Pensamiento Computacional. Estas disposiciones o

actitudes incluyen [15]:

● Confianza en el manejo de la complejidad.

● Persistencia al trabajar con problemas difíciles.

● Tolerancia a la ambigüedad.

● Habilidad para lidiar con problemas no estructurados (open-ended).

● Habilidad para comunicarse y trabajar con otros para alcanzar una meta o solución

común.



También, se ha definido como “El pensamiento computacional nos permite tomar un

problema complejo, entender cuál es el problema y desarrollar posibles soluciones. Luego

podemos presentar estas soluciones de una manera que una computadora, un ser humano o

ambos puedan entender.”, la anterior definición se basa en la teoría de las cuatro piedras

angulares, las cuales son claves para el pensamiento computacional [16]:

● Descomposición: la cual trata de tomar un problema complejo y dividirlo en partes

pequeñas y manejables.

● Reconocimiento de Patrones: al tener el problema dividido en partes pequeñas se busca

analizar similitudes entre ellas para tener en cuenta problemas que se han resuelto

previamente.

● Abstracción: en esta fase se centra solo en los elementos importantes, ignorando detalles

irrelevantes.

● Algoritmos: se hace por medio del diseño de pasos o reglas que permitan resolver el

problema.

Se hace la definición de algunos pensamientos que puede involucrar el pensamiento

computacional.

1. Pensamiento Crítico:

Es el proceso que ayuda a organizar u ordenar conceptos, ideas y conocimientos. El

Pensamiento Crítico es fundamental como instrumento de investigación considerando que

involucra tres habilidades cognitivas, tales como: analizar, evaluar y conectar [17]. Como

tal, constituye una fuerza liberadora en la educación y un recurso poderoso en la vida

personal y cívica de cada uno [18].

2. Pensamiento Creativo:

Es la capacidad de pensar de manera rompedora y original, Además de que también es

llamada pensamiento divergente, ya que involucra habilidades cognitivas, tales como:

sintetizar, imaginar y elaborar. Implica romper barreras para llegar a soluciones

alternativas genuinas [17].



3. Pensamiento Lógico:

Es la parte más importante del Pensamiento Computacional, ya que el factor lógico ésta en

dar conclusiones realistas, no crear hipótesis que finalmente sean correctas, sino que

basadas en secuencias con información ya existente llegar a una solución correcta [19].

4. Pensamiento Analítico:

Esta forma de razonamiento consiste en una división de una misma realidad en partes más

pequeñas, claramente diferenciadas y homogéneas. El pensamiento analítico ayuda, según

Moya Otero, a ‘encuadrar’ o ‘cuadricular’ la realidad para poder llegar a pensarla mejor

[20]. El objetivo, por tanto, es descomponer un asunto en secciones más asequibles para

lograr las mejores conclusiones, lo que lo convierte en una técnica muy útil en el ámbito

empresarial, dada la complejidad de los problemas [21].

5. Pensamiento Abstracto:

El pensamiento abstracto está presente en todo tipo de situaciones, principalmente es dar

solución, no importa que tan grande sea el problema sino saber dividir el problema en

secciones. Se llevan a cabo un nivel de detalle para sacar requisitos necesarios y en cuántas

partes puede ser dividido el problema para solucionarlo. Pero muchas veces el

razonamiento lógico puede fallar en sacar los requisitos si el nivel de abstracciones es el

adecuado, ya que si el nivel de abstracción es muy alto se pueden omitir información

relevante para solucionar el problema [17].

6. Pensamiento Algorítmico:

Según Cooper et al. (2010), “Este pensamiento no necesariamente necesita de un

pensamiento matemático y una computadora, depende más de la formación del ser

humano para la abstracción”, se considera que este pensamiento es es una habilidad que

implica una aptitud cognitiva para poder comprender y analizar problemas, dado de una

forma más matemática desarrolla un algoritmo o una secuencia finita, ordenada y lógica

de pasos para realizar una tarea determinada [21].



C. El Pensamiento Computacional en la educación

En 1960 Papert fue el pionero en hacer la programación accesible a los niños y a los jóvenes

introduciendo el entorno de programación Logo basado en texto. En un principio el

lenguaje logo permitía programar movimientos y dibujar con un robot en forma de tortuga,

el cual era usado para entornos educativos. Luego, la tortuga física fue reemplazada por

una tortuga virtual [22] sobre una pantalla. Por último, se crea LogoBlocks[23], una

interfaz basada en bloques de arrastrar y soltar siendo este un prototipo inicial para Lego

Mindstorms. Hoy en día, hay más entornos basados en bloques como Alice [24] y

Scratch[5], los cuales cuentan con varios avatares de pantalla, al no ser lenguajes textuales

permiten a los principiantes concentrarse en crear y experimentar.

En la actualidad, se pueden encontrar gran variedad de herramientas que faciliten el trabajo

a los docentes a la hora de enseñar operaciones básicas del pensamiento computacional.

Sin embargo, la mayoría están pensadas para aprender a programar, no para aprender el

pensamiento computacional, ya que este abarca un conjunto más amplio de habilidades

[25]. Las computadoras no pueden pensar la que programación les dice que hacer y cómo

hacerlo. El pensamiento computacional permite calcular exactamente que decir a la

computadora que haga, por lo tanto pensar computacionalmente no es programar [26], y

no solo se desarrolla por medio de código.

Existen otros métodos que permiten el desarrollo del pensamiento computacional uno de

ellos es la computación sin computadora CS Unplugged, es una colección de material

didáctico gratuito que enseña Informática a través de interesantes juegos y acertijos que

utilizan tarjetas, cuerdas, crayones y muchos juegos físicos que implican la resolución de

problemas para lograr un objetivo y, en el proceso, los alumnos tratan conceptos

fundamentales de computación, en este proceso la actividad física la hace dinámica y

motivadora. En el 2013 un grupo de investigadores han propuesto herramientas para la

enseñanza del pensamiento algorítmico. Un trabajo realizado por Danli Wang et al. [27],

donde desarrollan una herramienta de programación tangible para niños con edades entre

los 4 a 10 años, cuyo objetivo es que los niños puedan programar usando un método de



enseñanza llamado e-blocks. Este método se construye mediante bloques, el cual

corresponde a determinadas acciones que hacen que sus personajes se dirijan hacia

direcciones específicas. La interacción de la herramienta con los bloques es usando objetos

tangibles, donde usan un sensor de temperatura, de luz y un botón. Donde el niño va

construyendo la secuencia de bloques, y de la misma manera el juego presenta una animación

a través del ordenador de acuerdo a la secuencia construida.

Otro proyecto es Cubetto [28], el cual es una interfaz física que ayuda al desarrollo de

competencias relacionadas con el pensamiento computacional. El objetivo es que el niño

pueda construir una secuencia de movimientos por medio de un robot. Para este desarrollo

se han basado en método de aprendizaje llamado Montessori para niños entre 3 a 6 años.

Las áreas que apoya, son: comunicación, socio-emocional, matemáticas y razonamiento

lógico. Esta metodologia hace que el niño vea una interaccion real de la programación según

Piaget[29].

D. Pensamiento Computacional a Nivel Mundial

En los últimos años a nivel mundial la programación computacional ha estado presente en

la educación básica, más en secundaria. Hoy en día, ya lo están involucrando en primaria.

El crecimiento de las Tecnologías de la Información y Comunicación, ha hecho que el aula

incluya la tecnología como una actividad fundamental del presente y del futuro para el

desarrollo de diferentes competencias fundamentales, relacionadas con la realidad del

mundo laboral y personal de los estudiantes (Vázquez-Cano y Ferrer, 2015) [30].

Países como Rusia, Sudáfrica, Nueva Zelanda, Reino Unido, Estonia y Australia han

realizado cambios en sus currículos oficiales de educación primaria y secundaria

implementando la programación informática(González, 2009) [31]. Los sistemas educativos

están cada vez más obligados a adaptarse a la realidad social y dar respuesta a las demandas

de alfabetización digital y la incorporación de metodologías docentes innovadoras[32].



Hoy en día, hay una gran variedad de iniciativas que promueven el pensamiento

computacional. A continuación se describen algunas:

● CoderDojo: es un club conformado por voluntarios y de acceso gratuito donde niños de 7

a 17 años de edad pueden asistir luego de las clases, en donde pueden jugar con tecnología

y a la vez programar. existen alrededor de unos 1.100 dojos activos en 65 países con un

total de 45 niños implicados[33].

● Code.org: organización dedicada a propagar el acceso a la computación e incrementar la

participación de las mujeres y de las minorías. 263 millones de personas han probado la

Hora del Código y 11 millones de estudiantes han utilizado Code Studio[34].

● Bebras: organiza retos en línea de fácil acceso y de gran motivación en diferentes países,

su objetivo es promover la computación y el pensamiento computacional principalmente

entre docentes y alumnos de diferentes edades[35].

● Cs Unplugged: es una iniciativa de forma gratuita que enseña Informática a través de

interesantes juegos, puzles y acertijos que utilizan tarjetas, cuerdas, crayones. Estas

actividades permiten a los jóvenes relacionarse directamente con la computación sin

necesidad de aprender programación[36].

● Code Club: comunidad de voluntarios expertos en el área de la computación comparten

experiencias con niños y docentes sobre creación digital. En su programa está ofrecer

formación para maestros de primaria[37].

● Made With Code: esta idea está destinada a motivar a las mujeres jóvenes para que se

interesen en aprender programación y de este modo lograr cerrar la brecha de género en la

industria tecnológica. esta iniciativa es patrocinada por Google[38].

E. Pensamiento Computacional en Colombia

En Colombia se han llevado a cabo varios acercamientos para mejorar las habilidades de los

estudiantes al momento en que se encuentren con problemas y a la misma vez acercarlos a

la programación utilizando la herramienta Scratch. Sin embargo, aún no se implementa la

enseñanza del pensamiento computacional como una asignatura que haga parte de los

programas educativos.



La Universidad del País Vasco UPV/EHU en España, la Red Nacional Académica de

Tecnología Avanzada, RENATA y el Ministerio de Tecnologías de la Información y las

Comunicaciones (MinTIC) [39], participan en la realización de un proyecto llamado

"Introducción del Pensamiento Computacional en colegios de Colombia”. Es una propuesta

donde se incluye el Pensamiento Computacional en estudiantes de nivel académico de quinto

(5) de primaria o que estén iniciando bachillerato, en un rango de edades entre 10 y 12 años. El

proyecto consiste en formar un curso virtual en la plataforma Moodle con la asesoría de un

profesor capacitado, realizando un aprendizaje mixto (presencial y online) con los estudiantes.

Otras entidades como el Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA), ha incorporado la

herramienta Scratch para la enseñanza de la programación en su programa de innovación

tecnológica conocido como Tecnoparques , la Red Nacional de Telecentros (espacio que busca

impulsar el uso y aprovechamiento de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones

(TIC) para mejorar las condiciones de vida de las personas) y Eduteka, (portal para docentes y

directivos escolares que busquen mejorar la educación a través del uso de TIC). Algunos de

estos proyectos son el Puri Hipódromo y Narraciones Digitales [40].

F. Pensamiento Computacional en Cali

En Cali- Colombia con el patrocinio de Motorola Colombia la Fundación Gabriel Piedrahita

Uribe, está impulsando el uso del programa en línea y libre de licencia usando Scratch [5] para

incentivar a los niños y niñas de las escuelas al aprendizaje de la programación y formación

del pensamiento computacional. A partir del 2004 el proyecto comenzó a incluirse en las

escuelas nivel socioeconómico bajo.

Desde el 2012 existe un convenio que tiene Eduteka con la Universidad ICESI en Cali, donde

se celebra el Scratch Day Cali. Éste tiene como objetivo compartir experiencias de aula

relacionadas con el uso de las TIC, profundizando en el conocimiento y apoyándose con la

plataforma educativa Scratch. Esta experiencia consiste en incentivar el aprendizaje de la

programación y desarrollar el Pensamiento Computacional en estudiantes de primaria como de

bachillerato. Tiene como objetivo las diferentes etapas que componen un proyecto



multimedial, como adquirir habilidades algorítmicas utilizando las estructuras de control,

secuenciales y cíclicas [41].

G. Aprendizaje en los Niños entre 9 y 10 años de edad

El aprendizaje en los niños de 9 y 10 años es una de las etapas donde comienzan a adquirir

responsabilidad. Es el rango de edad donde forman su personalidad y su carácter. En esta etapa

de vida los niños comprenden mejor los retos y encuentran una fácil solución a ello, cuando

tienen alguna situación consideran lo bueno y malo de las consecuencias y así mismo tomar

una decisión frente a ello.

En estas edades los niños comienzan a manifestar independencia en relación con la familia y

un mayor interés en los amigos. Para ello es importante que los niños adquieran el sentido de

responsabilidad y la obtención de buenas amistades es de gran relevancia para el crecimiento.

Sin embargo, puede existir la presión por parte de grupos, lo cual influye significativamente en

esta etapa. Es necesario que los niños y niñas que se encuentren en este rango de edad cuenten

con pensamiento crítico y una autoestima fuerte. Los niños que poseen una elevada autoestima,

pueden soportar presiones negativas por parte de sus amistades y a la vez tomar las decisiones

adecuadas [42].

En el ámbito escolar se debe tener en cuenta que para que ellos aprendan de una manera más

fácil, su aprendizaje debe ser motivado. Hoy en día, los profesores involucran actividades

didácticas y lúdicas que permitan que los niños puedan trabajar de manera colaborativa y a

través de juegos.

El uso de juegos en los niños en el aula es uno de los principales métodos para que adquieran

conocimiento de una manera motivante. Si el contenido es más motivante, el aprendizaje será

inmediato. Por lo que, podrá tener mejores resultados durante su aprendizaje. En los niños se

pueden identificar varios componentes para su aprendizaje que son [43]:



● Lenguaje

● Aprendizaje Motor

● Cognitivos

● Socio-Afectivos

H. Metodología Design Thinking

La metodología Design Thinking es un concepto que va ligado a los diseñadores y a su forma

de solucionar problemas. Diferentes empresas han venido implementando en los últimos años

este método como una forma de crear productos y servicios que tiendan a satisfacer las

necesidades de los usuarios haciéndolos partícipes del proceso de creación. Este concepto

surgió en los años 1990 en Silicon Valley con la fundación de la empresa IDEO, cuyo CEO es

un profesor de la Universidad de Stanford llamado Tim Brown [44].

Para Brown, en un mundo que cada vez es más complejo y cambiante, el pensamiento lineal

ya no conduce a ninguna parte, por ello se debe dejar surgir nuevos flujos de pensamiento como

el crítico y creativo para generar la creación de nuevos paradigmas. El mismo Brown dijo que

el Design Thinking es un enfoque que se sirve de la sensibilidad del diseñador y su método de

resolución de problemas, para satisfacer las necesidades de las personas de una forma que sea

tecnológicamente factible y comercialmente viable, conectando el pensamiento analítico con

el pensamiento creativo. Es decir, conectar los dos hemisferios cerebrales, tanto el lógico y

racional como el artístico y emocional, hacia una misma dirección [45].

El Design Thinking abarca 5 pasos los cuales son:

● Empatizar: Entender al cliente y ponerse en los zapatos de él es la parte fundamental

de esta primera etapa. Las entrevistas y encuestas son herramientas que pueden ser

de gran utilidad para empaparse del tema.

● Definir: Analizar la información recopilada para identificar cuáles son los

problemas o necesidades que se van a tratar y que nos llevan a buscar una solución

óptima.



● Idear: el objetivo es generar una lluvia de ideas, en este caso todas son

aceptadas ninguna es rechazada puesto que las ideas más extravagantes, a

veces suelen ser capaces de crear soluciones brillantes.

● Prototipar: Se seleccionan las ideas de la etapa anterior para crear un

prototipo de prueba ya sea físico o digital para visualizar las posibles

soluciones.

● Testear: En esta etapa el usuario va a poder interactuar con el prototipo y en

la cual se obtiene retroalimentación por parte de ellos para las mejoras del

mismo. en esta etapa se entra en el ciclo constante de ensayo y error que

permite evolucionar la idea hasta dar con el resultado esperado.

Fig. 1. Metodologia del Pensamiento de Diseño (Design Thinking)[44].

33



VI. METODOLOGÍA

La metodología que se ha usado para el desarrollo del proyecto es la metodología de

Pensamiento de diseño. Por lo que, en este capítulo se describirá lo que se realizó en cada

una de las etapas.

A. Participantes

Para la realización de la investigación fue necesario indagar algunas instituciones educativas

de la ciudad de Cali. En el proceso de selección se tuvieron en cuenta aspectos como:

equipos tecnológicos, ubicación y relaciones entre las instituciones con la universidad San

Buenaventura Cali, con el fin de que el proceso fuera más ameno. Para el análisis del perfil

del niño y evaluación del prototipo se tuvieron en cuenta las instituciones, Colegio

Franciscano Pío XII de carácter privado y la Institución Educativa María Perlaza de carácter

público. El objetivo es realizar indagación acerca de las metodologías, estrategias,

herramientas y modo de enseñanza que se aplican durante la clase de informática como

también comparativas al momento de realizar encuestas y pruebas del prototipo. Se tuvieron

36 niños como participantes, 8 niñas y 8 niños con edades entre 9 y 10 del colegio

Franciscano Pio XII, 8 niños y 5 niñas con edades entre 9 y 10 del Colegio María Perlaza

. También participaron un grupo de niños externos, 3 niños y 4 niñas de diferentes

instituciones educativas, donde 3 pertenecen a instituciones públicas y 4 privadas. Los

participantes están entre edades de 8 a 12.

La Institución Educativa María Perlaza es una entidad sin ánimo de lucro, creada en el año

1943 por egresadas del Liceo Belalcázar, colegio de la ciudad de Cali, Colombia [46]. La

Institución fundó la Escuela María Perlaza, con el objetivo de aportar educación de

vanguardia a niños de escasos recursos. Su objetivo es brindar la mejor formación posible

en los niveles de preescolar y básica primaria teniendo presente que el ofrecer educación de

alta calidad al alcance de todos los niños es un paso fundamental para mejorar la movilidad

social y el desarrollo humano en Colombia.



La Institución cuenta con talleres extracurriculares orientados a la enseñanza de la

programación, son horas de la tarde para los estudiantes que de forma voluntaria deseen

asistir, entre ellos se encuentra la plataforma Scratch para la enseñanza de la programación,

donde participan entre 18 a 20 estudiantes por sesión de los grados 3,4 y 5 de primaria. Este

taller recibe el apoyo de Eduteka de la universidad ICESI.

El Colegio Franciscano Pio XII, es un establecimiento educativo de carácter privado,

calendario B y mixto, situado en la ciudad de Cali Colombia por más de 60 años [47]. La

institución transmite una orientación católica franciscana ofreciendo educación desde la

primera infancia hasta el grado 1º. El Colegio Franciscano Pio XII inculca valores en sus

estudiantes para su formación como persona. En la institución se enseña informática desde

los grados 2º de primaria hasta bachillerato. Según el docente de informática en la institución

se enseña el manejo programas ofimáticos como: Word, PowerPoint y Excel. Además se

usan plataformas de uso libre como: Scratch que utiliza la programación por bloques,

SketchUp el cual es un software de modelado 3D, Wings 3D que también es un programa

de modelado 3D y blogs.

Las instituciones Colegio Franciscano Pío XII y La Institución María Perlaza en pro de

colaborar con el conocimiento e investigación ofrecen la oportunidad de realizar estudios en

sus planteles con los grados 4 y 5 de primaria entre los cuales se encuentran niñas y niños

entre los 8, 9 y 10 años de edad. Los estudiantes en su mayoría son nativos digitales, es decir

se les facilita el manejo de diferentes dispositivos tales como: celulares, tablets, ipad,

computadores entre otros.

Los estudiantes del Colegio Franciscano Pío XII se encuentran en un estrato socioeconómico

un poco más elevado que los estudiantes de la Institución María Perlaza, por lo tanto sus

implementos, herramientas y salas de cómputo varían en tamaño y cantidad, aunque es

importante resaltar que la Institución María Perlaza dispone de tablets donadas por el

gobierno.



B. Empatizar

En esta etapa se realizaron algunas actividades para recolectar información, donde se

aplicaron algunos métodos de evaluación como observación directa, entrevistas y una

prueba de evaluación orientada a evaluar conocimientos básicos de pensamiento

computacional.

Se realiza un primer acercamiento con los niños externos en donde se les pide jugar con un

juego físico que consiste en que un ratón debe llegar al queso, para esto se deben programar

los movimientos del personaje, se implementa la prueba con el fin de observar en la figura

2 a niños manejando de señales, giros y el conteo. Su aplicación fue positiva, los niños

comprenden luego de varios intentos la funcionalidad del juego.

Fig. 2.Prueba con niños externos con juegos de programación.

En base a las observaciones se decide realizar el manejo del juego por medio de señales ya

sean: frente, izquierda, derecha y giros.



1. Observación directa

Se realizó una observación directa en la clase de informática en la Institución María Perlaza.

En la realización de la visita al taller extracurricular de Strach de la Institución María Perlaza

los estudiantes se encontraban en la elaboración de un proyecto educativo, el cual presentarán

en el año actual durante la semana de las TIC con Eduteka en la universidad ICESI de la

ciudad de Cali. Por otro lado, se pudo observar que los niños son bastante curiosos, sociables,

amigables y que poseen cierta devoción por la programación, trabajan en el programa de

Scratch aún sin la presencia de la docente, la cual es amigable y paciente al momento de

explicar o de resolver las dudas de los estudiantes. En los grados 4 y 5 se enseña el manejo de

programas de office como Word, PowerPoint y Excel, también Geogebra un programa

matemático de uso libre.

En el Colegio Franciscano Pío XII la observación se realizó al grado 5 de primaria, donde se

observó la interacción de 20 niños y niñas de edades entre 10 y 11 años en el aula, en la clase

de informática. La clase de informática es brindada por medio de un video beam donde el

docente proyecta un código de Scratch para un videojuego, por lo que los niños son

encargados de replicarlo en sus respectivos programas apoyados con fotografías tomadas

desde sus celulares, cada niño ocupaba un computador aunque en algunos casos habían dos

niños trabajando en un mismo computador. El docente del aula siempre está pendiente de las

inquietudes de los estudiantes, de responder, y brindar apoyo a cada uno.

Las instituciones cuentan con un personal profesional. Sin embargo, se observaron algunas

diferencias en ambos cursos, tomando en cuenta que una institución es privada y otra pública.

En la primera, el docente de informática está completamente capacitado en el área y su deber

es brindar cursos referentes a su profesión. Mientras que en la segunda, la docente de

informática no está capacitada para la enseñanza de ciertos programas como scratch, esto

puede suceder por diferentes razones una de ellas es debido que su labor es brindar todas las

asignaturas del grado o tienen cierto temor al manejo de programas tecnológicos, también es

importante mencionar que la docente del taller de Scratch está totalmente capacitada en el

área.



2. Entrevistas y encuestas

Las entrevistas y encuestas se realizaron a los estudiantes y docentes de ambas instituciones.

Para relacionarse con el usuario es vital conocer, escuchar y entender sus necesidades,

comportamientos y gustos e inquietudes.

El objetivo fue indagar sobre la cercanía que tienen los estudiantes con la herramienta

Scratch e identificar competencias relacionadas con el pensamiento computacional.

También para recolectar información sobre los conocimientos que tienen los docentes

acerca del tema, se realizaron entrevistas. Las preguntas de las entrevistas se realizaron

durante las visitas, donde se se les formuló un conjunto de preguntas, de diferentes tipos,

como abiertas y otras con respuesta única, de tal manera que fuera más flexible y ligera.

Antes de realizar la entrevista se les hace entrega de un volante con la información de que

es el pensamiento computacional y las principales características (Figura 3).

Fig. 3.Volante de información de la deficinión del Pensamiento Comptacional.



La entrevista fue realizada a los dos profesores de informática de las instituciones

educativas, el cual tiene algunas preguntas, como:

¿Sabe usted qué es el pensamiento computacional?, donde la respuesta por parte de los

docentes fue “no el término como tal” o la palabra “no”. Lo que indica, que desconocían

el término Pensamiento Computacional. Otra pregunta fue, ¿Qué pensamientos considera

usted que están aplicando los niños al utilizar Scratch?. Ambos profesores respondieron

después de observar el volante que contenía la explicación acerca del término pensamiento

computacional. A lo que respondieron “lógico-matemático, algorítmico, creativo y crítico.”.

Las siguientes preguntas se realizaron al docente del Colegio Franciscano Pio XII ¿Si el

pensamiento computacional permite desarrollar habilidades para la resolución eficiente de

problemas. Usted considera que los estudiantes de 4 y 5 tienen estas habilidades? El docente

respondió “si se les plantea un ejercicio de matemáticas, sí.”. Otra pregunta, ¿Los niños

tienen la capacidad de realizar un reto desde cero sin visualizar ningún código como guía?

A lo que respondió “no ahora que están en la etapa de implementación, pero si en la etapa

de diseño”, ¿El estudiante está pensando o planeando estrategias para la realización del

juego?, la respuesta fue “lo hacen en la etapa de diseño”.

También participaron 20 estudiantes, donde se realizaron un conjunto de preguntas

relacionadas con Scratch. Los resultados obtenidos se muestran en la Figura 4 de la

institución María Perlaza donde se evaluaron a 4 niños de grado 5. Del colegio Franciscano

Pío XII participaron 16 estudiantes como se muestra en la Figura 5. Como se observa en los

resultados obtenidos de los estudiantes, los niños conocen Scratch, y no solo interactúan en

clase con esta herramienta, También les gusta practicar por fuera de la institución.



Fig. 4. Evaluación de la encuesta de la Institución María Perlaza.

Fig. 5. Evaluación de la encuesta de la Institución Pio XII.

Lo mismo indica para los resultados obtenidos de la Institución Pio XII, como se observa en

la Figura 3, los niños conocen Scratch y para ellos es fácil su interacción. De los 16 niños

encuestados el 94% respondieron que les gusta Scratch, mientras que un 6% respondieron

que no.



3. Instrumento de evaluación PC

Se elaboró un instrumento de evaluación (Ver Anexo 2 -3) para conocer competencias

relacionadas con pensamiento computacional. La actividad consistía en que debían escribir los

pasos que debe hacer el ratón para llegar al queso, lo cual se trabaja el pensamiento algorítmico

como una secuencia de instrucciones ordenadas con un objetivo específico. El instrumento tiene

2 modelos de juego. El primer modelo cuenta con 2 caminos y 6 movimientos. El orden correcto

de los pasos son: arriba, abajo, izquierda, derecha, giro a la derecha y giro a la izquierda, como

se observa en la Figura 6. En la Figura (7 y 8) se muestran las posibles soluciones para que el

ratón pueda llegar al queso.

Modelo de evaluación 1

Fig. 6. Modelo 1 del Juego.



Fig. 7. Soluciones para el camino 1 del modelo 1 con respecto al juego.

Soluciones para el camino 2

Fig. 8. Soluciones para el camino 2 del modelo 1 del Juego.

Se evaluaron a 21 estudiantes, donde 10 estudiantes del grado 5 fueron del Colegio Franciscano Pio

XII y 11 estudiantes de la Institución María Perlaza de grado 5.



Del modelo 1 aplicado a estudiantes del Colegio Franciscano Pio XII, se obtuvieron los siguientes

resultados: 2 niños se equivocaron en algunos pasos, 2 realizaron un conjunto de instrucciones que

no tenían sentido, mientras que 4 niños respondieron exactamente la solución 2 del camino 2.

También se presentaron dos casos, en que los niños respondieron de forma diferente, pero sus

respuestas eran correctas, por lo que no se considera que estén de forma incorrecta. A continuación

se realiza una breve descripción de dos casos que se tuvieron en cuenta.

● Caso 1: Camino 1, como se observa en la Figura 7, el estudiante solo toma los giros

para las orientaciones de izquierda y derecha según el camino(Figura 9).

Fig. 9. Respuesta de un niño del Caso 1.

● Caso 2: los estudiantes solo toman los giros para las orientaciones de izquierda y

derecha.(Figura 10).

Fig. 10. Respuesta de un niño del Caso 2.

En la Institución María Perlaza, 6 estudiantes tomaron el camino 2, mientras que 3 niños

respondieron de forma incorrecta. También se observó que dos estudiantes dan soluciones



diferentes no estipuladas en los posibles modos de respuestas, las soluciones se muestran en

la Figura 11 .

Fig. 11. Respuesta del Caso 1 y 2.



Modelo de evaluación 2

Para el modelo 2, se realizan algunos ajustes puesto que se considera que si el personaje

realiza un giro no tiene sentido que sus movimientos sean hacia los lados cuando se debe

avanzar siempre de frente. Este modelo consta de 2 caminos y 3 movimientos: adelante, giro

a la derecha y giro a la izquierda como se observa en la Figura 12. En la evaluación

participaron 10 niños, 6 niños del Colegio Franciscano Pio XII y 4 niños de la Institución

María Perlaza.

Fig. 12. Modelo 2 del Juego.

En la Figura 13 se muestra la solución del camino 1, mientras que en la Figura 14 se muestra

la solución del camino 2.

Fig. 13. Solución para el camino 1 del modelo 2 con respecto al juego.



Fig. 14. Solución para el camino 2 del modelo 2 con respecto al juego.

En la Institución María Perlaza, se obtuvieron los siguientes resultados: 2 niños tomaron el camino

2, mientras que un niño lo realizó de manera diferente, y otro niño no lo logró. Una niña lo

resolvió de manera diferente (Figura 15), por lo que no se puede asegurar que la niña lo realizó

de forma incorrecta, ya que ella interpretó los movimientos de manera diferente, para ella los

movimientos de giro eran orientaciones de derecha e izquierda. La secuencia de pasos que propuso

realiza el objetivo esperado, que el ratón debe llegar al queso. Aunque en el momento de realizar

la prueba en un prototipo funcional la solución no sería correcta, ya que el personaje realiza los

giros correspondientes.

Fig. 15. Respuesta del Modelo 2.

El modelo modificado, fue evaluado en el Colegio Franciscano Pio XII con 6 niños de los cuales

4 tomaron el camino, y dos niños lo resolvieron exactamente de la manera 2, mientras que 2 niños

resolvieron de manera incorrecta el camino.



Luego de aplicar los 2 modelos en las instituciones se puede observar que la comprensión

del segundo es un poco más confusa al inicio, pero al momento que comprenden el objetivo

y la interpretación correcta de cada uno de los movimientos realizar, les fue fácil resolver y

aplicar la función de los giros.

4. Comentarios de docentes y estudiantes

Se consideró importante tener en cuenta algunos comentarios y aportes que los docentes

realizaron durante las visitas.

Las docentes de la Institución María Perlaza, una perteneciente al taller de Scratch y la otra

al aula de informática realizaron los siguientes comentarios:

● Enseñan programas que se realizan a los estudiantes tales como el de la

fraccionalidad aplicada a la ciencia y al lenguaje. También un programa realizado en

Scratch para que los estudiantes aprendan algebra.

● Recalcó los programas hechos por sus estudiantes para que otros compañeros de su

misma escuela puedan practicar los temas vistos en clase.

● En ocasiones los docentes se colocan de acuerdo con los temas para así mismo tener

una complementación en los talleres.

● El modo de enseñanza consiste que primero se hace una introducción al programa,

luego la enseñanza de los algoritmos, relacionados en un entorno real, como eventos

de la vida diaria y después se pasa al manejo de la herramienta Scratch.

● La docente del grado 5, es la encargada de brindar todas las materias. Ha indicado

que en la parte académica se puede notar la diferencia entre los estudiantes que

asisten a los talleres de Scratch con respecto a los que no asisten.

● Después de la encuesta la docente del taller explica que los niños aún no entienden

muy bien el concepto de giro debido a que aún no han visto el tema.



El docente del Colegio Franciscano Pio XII efectuó lo siguiente:

● El proceso de enseñanza para Scratch es el siguiente; identificación, con una

duración de 3 semanas, implementación, con una duración de 3 semanas y por

ultimo· diseño, con una duración de 2 semanas.

● Según el docente los niños que tienen problemas para socializar con las personas son

los que tienen mayor concentración y a la vez mejores habilidades al momento de

programar. son buenos usuarios de software.

● También recalcó que los niños hiperactivos tienen más concentración con los juegos

físicos.

También los estudiantes han realizado algunos comentarios, como que les gustaría poder

manejar el juego de una forma diferente. Otros comentan que les gustaría manejarlo con el

teclado y el mouse. Al observar la estructura de los mapas sugieren que se le agregue más

enemigos y obstáculos al laberinto.

5. Análisis de los resultados obtenidos

Se describen algunos resultados analizados realizados en las dos instituciones

seleccionadas:

Colegio Franciscano Pio XII:

● Fue muy positivo el conocer que en el colegio se implementa desde primaria la

enseñanza de Scratch.

● Durante las encuestas se observó que no todos los niños muestran el mismo interés

por Scratch, ya que la mayoría de ellos solamente lo hacen por obligación. Aunque

algunos no comprenden muy bien los objetos que se manipulan en el entorno gráfico.

Sin embargo hay otros niños que están muy interesados en la creación de videojuegos

en Scratch y tienen una cuenta en la página web con varios videojuegos.

● Durante la observación en la clase se plantearon preguntas como: ¿Si el estudiante

hace el ejercicio de copiar lo que se proyecta en el video beam en las primeras 2

etapas, las cuales son identificación e implementación, y si éstas se brindan en un

tiempo de 6 semanas, realmente los niños están desarrollando algún pensamiento



con esta práctica? También ¿Es suficiente el tiempo que se le da a la etapa de diseño

el cual es 2 semanas para que el niño ponga en práctica según lo aprendido con la

herramienta, la planeación de estrategias, creatividad o la resolución de problemas?.

Institución María Perlaza:

● Se puede observar que los niños que asisten al taller se divierten usando Scratch.

● Los docentes de aula no tienen el nivel de formación necesario para la enseñanza de

la herramienta Scratch, en parte ello se debe a que no reciben capacitaciones o cursos

de formación sobre el tema.

● Aparece el siguiente interrogante: ¿Quién define qué es lo que se debe enseñar en

cada institución y porque en los colegios públicos no se aplica la enseñanza de

Scratch en las aulas de informática?

C. Definir

Para el diseño del sistema interactivo se han observado aspectos relevantes en el momento

en que se tuvo acercamiento con el usuario final. Según las pruebas que se realizaron con

los estudiantes se llegó a la conclusión de que no se puede brindar una solución única, el

niño debe tener la opción de decidir mediante un análisis previo entre 2 o varias soluciones,

y elegir cuál es la más adecuada según su modo de entender y comprender el problema.

Para la construcción del prototipo se tiene en cuenta algunos pensamientos, como:

● Pensamiento analítico: cuando el usuario comienza a visualizar e indagar sobre los

diferentes caminos o rutas alternativas para llegar a su objetivo.

● Pensamiento Crítico: al momento en que el usuario decide que ruta es la más

adecuada teniendo en cuenta a los enemigos y complejidad del camino.

● Pensamiento creativo: al elegir un camino, y si éste tiene un enemigo, el usuario

planifica de qué forma lo destruye o esquiva.

● Pensamiento algorítmico: al ordenar de forma correcta los pasos de la solución.

● Pensamiento abstracto: al visualizar el teclado con las señales el usuario hace

elección de cuales va a utilizar.



● Pensamiento lógico: al momento de utilizar los ciclos.

Para el diseño del sistema interactivo se propone una interfaz física, donde el niño pueda

interactuar con ella y pueda observar cada uno de sus movimientos que elige a través de una

retroalimentación visual. Por lo que se decide que la interfaz que va a interactuar el niño, no será

interfaces tradicionales, sino que se diseñará una interfaz hardware que permite que interactúe

con un juego.

Por lo que para la interacción física se tiene como opción de tecnología usar un sensor de color,

el cual contaría con cierta cantidad de fichas físicas las cuales se identifican con diferente color

cada una, o un lector de tarjetas RFID, que tendría la misma dinámica de utilizar fichas físicas o

un teclado de PC que tenga las diferentes acciones.

1. Perfil del usuario

Según el acercamiento que se tuvo con los niños y niñas entre los 9 y 10 años de edad, que

están en los grados de 4º y 5º de primaria, se identifica que es un rango de edad adecuado

para implementar el sistema interactivo en atención a las habilidades adquiridas y

cercanía con las Tic, evidenciando un proceso de formación en ambientes interactivos desde

los grados anteriores, lo cual permite con mayor facilidad el manejo de herramientas

tecnológicas al ser nativos digitales. Los conocimientos que poseen como: multiplicación,

geometría, lectura, pensamiento crítico, entre otros favorecen el manejo de una herramienta

tecnológica para el desarrollo del Pensamiento Computacional promoviendo la resolución

de problemas desde ambientes de aprendizaje digital. Son niños y niñas que se encuentran

en una etapa donde la toma correcta de decisiones es vital para la formación de su carácter,

a continuación se presenta el perfil del usuario final seleccionado (Tabla 1):

TABLA 1. Perfil del usuario seleccionado.

Perfil de Usuario

Edad 9 - 10 años

Género Masculino y Femenino

Ciudad Santiago de Cali



Estrato 3 y 4

Estudios Primaria

Horario de estudio Primaria en un periodo de aproximadamente entre 6 y 8

horas.

Experiencia con

tecnología

Son niños que manipulan dispositivos tecnológicos como

computadores, tablets, celulares entre otros.

Nota: Perfil del niño escogido con las edades establecidas.

Lo que se quiere lograr con los niños que utilizan el sistema interactivo es que no solamente

desarrollen habilidades para la parte educativa, sino también para la resolución de problemas

de la vida cotidiana.

D. Idear

Las ideas iniciales como la del sensor de color y el lector RFID que se tuvieron sobre

hardware, fueron cambiando a medida que se realizaban pruebas con los usuarios utilizando

prototipos de papel.

El diseño del juego estará relacionado con piratas ya que siendo un género de aventura

resulta ser más llamativo y entretenedor para los niños. El software será manejado por el

hardware por medio de movimientos, como: ir hacia adelante, giro a la derecha y giro a la

izquierda.

A continuación se describe la historia del juego que se propone:

a. Historia

Un pirata llamado Alex se encuentra encerrado en uno de los calabozos de la comisaría del

muelle perteneciente a la isla de Roatán. Fue arrestado por robar a uno de los príncipes de

la isla. Después, de varios intentos por escapar, el pirata Alex logra salir del calabozo.



Al salir de su celda, el pirata debe recuperar su espada y su brújula, las cuales fueron

tomadas por los guardias que lo encerraron. Alex va en búsqueda de sus pertenencias, ya

que no hay guardias en ese momento. Luego de tomar los caminos adecuados recoge sus

artefactos de defensa y se da cuenta que al final de la oficina hay una salida más rápida para

salir de la comisaría.

Al salir de comisaría el pirata Alex ve al capitán Francis a lo lejos, el cual deja caer un mapa

cerca al muelle, que seguramente será el del tesoro. Alex emprende su camino a tomar el

mapa, pero este contiene enemigos con los que tiene que tener cuidado, luego de haber

recogido el mapa sube a un barco abandonado del muelle y se fuga por completo. Atraviesa

el mar para llegar a una pequeña isla desconocida donde se encuentra el tesoro. El pirata

Alex debe luchar contra enemigos y recolectar elementos que le permitan romper un hechizo

que ha protegido al tesoro durante mil años, para así tomarlo.

Se decide realizar una propuesta de diseño del logo que represente el sistema interactivo,

por lo que se propone SkillComp. SkillComp es una combinación de dos palabras

provenientes del inglés las cuales significan:

● Skill: Habilidades.

● Comp: Palabra recortada de Computational, equivalente a computacional en español.

● SkillComp: Habilidades Computacionales.



b. Nombre (Logo)

Fig. 16. Primer diseño del logo.

En la Figura 16, se puede observar el primer diseño del logo, la propuesta es presentada a

un grupo de estudiantes de ingeniería multimedia de la universidad San Buenaventura Cali

con el propósito de recibir críticas constructivas del mismo. Por lo que, se obtienen algunos

comentarios relacionados con la tipografía, donde expresan que debe ser un poco más

aventurera. En cuanto a las espadas algunos estaban de acuerdo y otros no por lo que se

generó un debate sobre ellas, los que no estaban a favor argumentaron que las espadas podían

generar un cierto grado de violencia en los niños, más aún si se propone el sistema para ser

utilizado dentro del aula, mientras que los demás expresan que se ven bien.

Tomando en cuenta los comentarios se propone un segundo logo, como se muestra en la

Figura 17, donde se realizan modificaciones en la tipografía para dejarla más aventurera,

las espadas se omiten debido que se nota una sobrecarga de elementos.



Fig. 17. Diseño del logo modificado.

Los elementos que lo componen son:

● Un sombrero pirata, debido a la temática del juego.

● Bombillo, demuestra las ideas y creatividad que pueden tener los niños.

● Tipografía: Black Pearl.

● Colores: Amarillo, el cual inspira alegría, diversión, optimismo y sabiduría.

c. Plataforma

La plataforma que se escogió para el videojuego fue Computador ya que tiene las siguientes

ventajas:

● Flexibilidad. El sistema interactivo puede ser adaptado a los planes educativo.

Ayuda en el aprendizaje no solo de la parte informática sino también en la lógica y

las matemáticas, entre otros. Además la flexibilidad que hay en los colegios

considerando que la mayoría de instituciones y colegios en Colombia tienen salas de

informática.

● Interactividad. El estudiante se convierte en el protagonista de su propio

aprendizaje cumpliendo retos escolares de una forma divertida.

● Usabilidad. Facilidad con que los estudiantes pueden utilizar el sistema interactivo

con la finalidad de aprender y además que se tienen la plataforma y el sistema

operativo indicado, ya que el juego puede generarse para sistemas Windows, Mac y

Linux.



d. Diseño del Prototipo

Prototipo 1

Inicialmente el hardware estaba planteado para manejarlo con fichas físicas, las cuales

contaban con señales para el manejo del juego. El proceso consiste en construir la secuencia,

primero con las fichas para luego ir pasando cada una por un lector RFID. Este lector

funciona por medio de detección de códigos, los cuales se encuentran adheridos a las fichas

como se muestra en la Figura 18.

Fig. 18. Diseño prototipo 1 Hardware.

se diseña un prototipo en papel Figura 19. El prototipo se pone a prueba con los estudiantes

de quinto de primaria de la Institución María Perlaza. Al momento de explicar la

metodología y las mecánicas se comprende fácilmente. Con la implementación de este

prototipo se pretende observar el manejo de las fichas físicas por parte de los estudiantes.

El prototipo se imprime en una hoja carta como se muestra en la Figura 19, consta con una

cantidad de 30 fichas aproximadamente para resolver el problema.



Fig. 19. Prototipo no funcional.

Se obtuvieron imágenes con algunas de las soluciones propuestas por los estudiantes (Figura

20-21).

Fig. 20. Resultado prototipo 1 de papel estudiante 1.

Fig. 21. Resultado prototipo 1 de papel estudiante 2.



Las observaciones obtenidas fueron que los niños trataron de organizar las fichas de acuerdo

a la forma del laberinto. Fue algo incómodo para ellos ordenar las fichas, ya que necesitaban

de espacio suficiente para organizarlas. En esta observación se determina que el modo de

interacción con las fichas debe ser diferente.

Prototipo 2

En esta propuesta se quiere que el usuario utilice menos fichas, consiste en un tablero con

6 lectores artesanales de colores RGB Figura 22, los cuales detectan el color de las fichas.

Por lo que, cada tarjeta cuenta con un color único para diferenciar cada movimiento. El

tablero cuenta con un contador en la parte superior para indicar la cantidad de veces que se

desea implementar la ficha y un botón para dar inicio al juego.

Fig. 22. Segundo prototipo hardware.

Se realizaron pruebas con un prototipo de papel el cual está conformado por el mismo

laberinto planteado en la Figura 19, por fichas que indican cómo mover el personaje, una

especie de tabla donde se organizan las fichas y además se pone la cantidad de veces que va

a utilizar la ficha. Su implementación fue realizada en ambas instituciones, en el Colegio

Franciscano Pío XII participaron un total de 4 niños, por parte de la Institución María Perlaza

4 niños y 3 niños externos a las instituciones.

Inicialmente se explica el juego, su metodología, los niños comprenden mejor la manera en

que deben de utilizar las fichas ya que en la prueba inicial los niños ponen las fichas de

manera horizontal, y lo que se espera es que sea de forma vertical.



A continuación de muestran imágenes obtenidas en las pruebas:

Fig. 23. Estudiante realizando prueba prototipo de papel.

Fig. 24. Solución del prototipo de papel por parte de un estudiante.



Fig. 25. Solución de prototipo de papel con niños externos.

Posterior a las pruebas se observó que algunos niños querían seguir colocando más tarjetas

pero el hardware limitaba esta acción, también seguían organizando las fichas de acuerdo al

camino por lo cual se hizo necesario replantear el hardware para el manejo del juego.



Prototipo 3

Se propone un tercer prototipo teniendo en cuenta las dificultades de limitación observadas

en la pruebas anteriores, se diseña otro prototipo, Se trata de un teclado en forma de barco

que cuenta con 14 pulsadores cada uno corresponde a una instrucción diferente para la

manipulación del juego como se muestra en la Figura 26. Se pretende que el usuario tenga

un fácil y rápido manejo de las instrucciones por medio de botones.

Fig. 26. Tercer diseño prototipo hardware.

Discusión

Posterior a las pruebas se les pide opiniones de que es lo que se espera y qué cambios se

harían, en general gusta la idea de la forma en que el pirata llega a su tesoro, se da la idea

de poner dificultades u obstáculos en los caminos para que sea más entretenido.

La idea de las tarjetas gustó en cierto niños y en otros no argumentando de que el proceso

para la programación del camino es más demorada a diferencia de hacerlo mediante un

teclado.

Se ha decidido trabajar con el prototipo 3, el cual es el teclado de programación en forma de

barco, por su fácil ingreso de movimientos y agilidad al momento de interactuar con el

software.



e. Descripción del juego

El juego consiste en un pirata llamado Alex que va en busca de un tesoro perdido, se deben

de programar sus movimientos para llegar al objetivo. Primero debe recolectar ciertos

elementos para romper el hechizo que protege al tesoro, en el transcurso va a tener

enemigos cocos y con la espada los puede derrotar.

f. Descripción del Gameplay

● Movimientos: El jugador hace uso de un teclado para mover al pirata por medio de

las siguientes instrucciones: adelante, giro a la izquierda y giro a la derecha como se

muestra en la Figura 27.

Fig. 27. Instrucciones de movimiento.

El personaje avanzará un paso a la vez con una distancia proporcionada según el

nivel en el que se encuentra. El pirata se moverá de acuerdo a sus propias

coordenadas, es decir hacia adelante, a la izquierda del personaje y a la derecha del

personaje, el usuario no debe confundir las señales de derecha e izquierda según sus

propias coordenadas.

La secuencia puede ser construida por medio de las 3 instrucciones básicas: adelante,

giro a la izquierda y giro a la derecha. También puede estar acompañada de otras que

le pueden servir de apoyo al momento de atacar un enemigo o de querer reducir el

tamaño de la secuencia por medio de ciclos los cuales consisten en repetir cierta

cantidad de veces lo que se encuentre dentro del mismo.



Estas instrucciones son: espada, abrir ciclo, cerrar ciclo, X2, X3,X4 como se muestra en la

Figura 28.

Fig. 28. Señales de apoyo para movimientos.

● Construir: El jugador construye la secuencia a realizar del pirata con las señales

utilizando los botones que hay en el teclado (barco pirata).

● Capturar elementos: Para obtener los elementos en el juego, el jugador deberá dirigir

el personaje hacia el elemento y pasar por encima de él.

● Niveles: El videojuego cuenta con 5 niveles en los que el usuario debe de completar

un objetivo por nivel, para poder llegar al tesoro. En el transcurso del juego se

encontrará con obstáculos como enemigos y caminos en modo de laberinto. Se

pretende que el jugador planee su estrategia eligiendo el camino que más le convenga

teniendo en cuenta al enemigo y la cantidad de monedas que puede obtener.

Al momento de iniciar el juego se presenta gráficamente por medio de cuadros de texto una

breve descripción de la historia del pirata y las indicaciones de cómo manejar el tablero para

poder mover el personaje. En cada nivel se encuentra un aviso con el objetivo a realizar en

el mismo.



● Nivel 1 “La espada”:

Objetivo: Recuperar la espada.

El pirata Alex luego de haber salido del calabozo debe de recuperar su espada

mágica, encuentra un camino hacia la oficina donde se encuentra con más artefactos.

Comandos: Mover adelante.

Fig. 29. Boceto de nivel 1 - la espada.

El primer nivel trabaja solo el movimiento hacia el frente para dar una explicación

sencilla al usuario de cómo debe jugar. Se involucran los pensamientos: algorítmico,

ya que el usuario debe plantear un secuencia de pasos ordenados, abstracto porque

se debe seleccionar en el teclado que movimiento es el indicado y lógico debido a

que los movimientos y señales deben tener una coordinación lógica.



● Niv2 “La Brújula”:

Objetivo: Recuperar la brújula.

Ya luego de que el pirata Alex haya recuperado su espada, va en busca de la brújula

que se encuentra en la oficina de al lado, cuando la recupera encuentra una salida a

la playa, el pirata logra salir y seguir en busca del tesoro.

Comandos: Mover adelante, giro izquierda.

Fig. 30. Boceto nivel 2 - la brújula.

En el segundo nivel se introduce un camino sencillo con giros para que el usuario

tenga una comprensión de su uso, Se aplican los pensamientos: algorítmico,

abstracto, lógico y analítico ya que el usuario debe realizar un análisis de que giro es

el indicado para la solución de la secuencia.



● Nivel 3 “El Mapa”:

Objetivo: Recolectar el mapa.

Cuando ya recupera la espada y la brújula, el pirata va camino hacia el mapa que está

en el muelle junto al barco para llegar al tesoro, para llegar al mapa hay dos caminos,

en el cual se encuentran enemigos que el jugador debe derrotar, en caso de tener

contacto con el enemigo coco este le quitara 1 moneda.

Comandos: Mover adelante, giro derecha, giro izquierda, espada.

Fig. 31. Boceto nivel 3 - el mapa.

En el tercer nivel el personaje se encuentra con dos caminos para llegar al mapa, los

cuales tienen enemigos. Se involucran los pensamientos: algorítmico, abstracto,

lógico, analítico, crítico, por que el usuario debe decidir cuál es la ruta más adecuada

y el creativo ya que debe crear una estrategia para derribar a los enemigos.



● Nivel 4 “Las Plumas de Colores”:

Objetivo: Recolectar tres plumas de colores.

Al momento de llegar a la isla el pirata Alex debe de recolectar varios elementos

para desencantar el cofre del tesoro, como primer elemento se tiene las tres plumas

de colores, a partir del nivel 4 se pueden implementar los ciclos los cuales consisten

en realizar la secuencia ingresada un cierto número de veces según elija el jugador,

esto permitirá recortar la cantidad de veces que se ingresan los movimientos

presentando así una solución más eficiente. Al final del nivel se le presenta al jugador

una pregunta en modo de acertijo para ganar 5 monedas extra si esta es respondida

correctamente.

Comandos: Mover adelante, giro derecha, giro izquierda, espada, abrir ciclo, cerrar

ciclo, X2, X3, X4, V, F.

Fig. 32. Boceto nivel 4 - las plumas de colores.

En el cuarto nivel aparecen diferentes opciones de caminos donde ya se puede hacer

uso de los ciclos o repeticiones para la creación de soluciones cortas y eficientes. Se

involucran los pensamientos: algorítmico, abstracto, lógico, analítico, crítico y

creativo.



Nivel 5 “El Cofre del Tesoro”:

Objetivo: Recolectar dos flores y dos frascos de poción mágica.

Luego de haber recogido las plumas de colores, el pirata va tras las pociones y flores

que se encuentran en el camino, teniendo la totalidad de elementos podrá realizar el

hechizo de desencantamiento y tomar el tesoro. En el presente nivel también se

pueden implementar los ciclos los cuales se premiará con una cantidad de 5 monedas

su uso eficiente.

Al tomar el tesoro el juego finaliza y se presenta una breve descripción al jugador de

acuerdo al número de monedas que se obtuvieron durante el transcurso.

Comandos: Mover adelante, giro derecha, giro izquierda, espada, abrir ciclo, cerrar

ciclo, X2, X3, X4, V, F.

Fig. 33. Boceto nivel 5 - el cofre del tesoro.

En el quinto nivel aparecen diferentes opciones de caminos donde además de poder

aplicar los ciclos, estos pueden ser anidados, es decir se puede introducir un ciclo

dentro de otro ciclo. Se involucran los pensamientos: algorítmico, abstracto, lógico,

analítico, crítico y creativo.



g. Mecánicas

En la Figura 34 se muestra cada uno de los controles que tendrá el juego en el dispositivo

hardware:

● Abre proceso: Timón, cuando presione el botón comienza a ingresar las fichas sean

de movimiento o ciclos para que el personaje se mueva.

● Cierra proceso: Ancla, cuando presione el botón indica que finaliza el ingreso de las

fichas y el personaje se comienza a mover.

● Mover hacia Adelante: Flecha, mueve el personaje una casilla hacia al frente.

● Giro a la derecha: Gira al personaje a la derecha del mismo en la misma casilla.

● Giro a la izquierda: Gira al personaje a la izquierda del mismo en la misma casilla.

● Espada: Atacar a los enemigos.

● Abre ciclo: Abre el ciclo para el ingreso movimientos que se quieran repetir.

● Cierra ciclo: Cierra el ciclo con la cantidad de movimientos a repetir.

● X2: Se coloca después de cerrar un ciclo, e indica que el ciclo se repetirá 2 veces.



● Verdadero: Responder acertijos si es verdadero.

● Falso: Responder acertijo si es falso.

● Borrar: Elimina toda la secuencia ingresada.



Fig. 34. Representaciones de instrucciones para el manejo del juego.

Reglas:

● El sistema está elaborado para el uso de niños entre 9 y 10 años.

● El jugador debe utilizar los comandos del teclado necesarios para programar la ruta

del personaje en los diferentes niveles.

● Al colisionar con un coco enemigo, este le resta una moneda al jugador.

● Luego de cumplir los objetivos en los niveles 1 y 2, se presenta para los siguientes

una pregunta por nivel orientadas al los pensamientos algoritmo, matemático,

lógico, abstracto, crítico y analítico las cuales se componen por temas relacionados

a las matemáticas, español, lógica y cultura general, estas se resuelven contestando

falso o verdadero.

● El paso de cada nivel sumará una cantidad de monedas, estas varían de acuerdo al

modo de elección y organización de fichas. Si la solución fue corta y efectiva, tendrá

un total de cinco monedas, pero, si la solución no fue muy efectiva y sin embargo se

logró el objetivo recibirá un total de 4 monedas.

● Al final se dará una calificación al usuario con respecto al número de monedas que

posea, acompañada de una descripción.



h. Personajes

● Pirata

El personaje recolecta elementos y gana cierta cantidad de monedas según el

modo de jugar por parte del usuario (Figura 35).

○ Especie: Ser humano.

○ Género: Masculino.

○ Edad: 9.

○ Historia: El personaje va tras el tesoro debe de cumplir retos y

recolectar ciertas cantidades de 3 tipos de elementos para obtener el

tesoro.

○ Personalidad: Entusiasta, creativo e ingenioso.

○ Características: niño pirata, entusiasta, creativo.

○ Concept Art: Referencia del personaje Jake (Jake y los piratas de

nunca jamas - Disney).

Referencia:

Fig. 35. Referencia para la creación del personaje principal.



● Cocos

Los enemigos cocos restan una moneda al pirata cada vez que este tenga

contacto con él, en caso de que el personaje se quede sin monedas se reinicia

el juego desde el primer nivel.

○ Especie: Fruta.

○ Género: No tiene.

○ Historia: Los cocos están en toda la isla protegiendo el tesoro

encantado, además de proteger el tesoro son obstáculo para el pirata

Alex.

○ Personalidad: Colérico y frío.

○ Características: fruta malvada colérica.

i. Bocetos

Personajes: En el juego se han considerado los siguientes participantes; el personaje

principal y el personaje enemigo.

Fig. 36. Primer boceto del personaje principal.



Se presenta los bocetos del primer diseño a un grupo de niños de la institución María Perlaza

con el fin de obtener sus opiniones, sin mencionarles que es un pirata. Los niños mencionan

que el personaje es parecido a un ninja, luego se les pregunta que si ven rasgos de un pirata,

los niños expresan que no debido a que le hacen falta elementos como un parche en el ojo y

una espada.

Teniendo en cuenta las sugerencias presentadas por los estudiantes se agregan los elementos

y se modifica un poco su vestimenta.

Fig. 37. Boceto final del personaje principal.

● Coco malvado

Fig. 38. Boceto del coco malvado.



Escenarios

Escenarios de niveles

Fig. 39. Boceto de los escenario de niveles.

● Artefactos

Los artefactos que el pirata debe de recoger durante el recorrido de cada nivel son (Figura

40):

○ Espada: Cuando lo recoge puede atacar los cocos enemigos y eliminarlos del

camino.

○ Brújula: Cuando lo recoge puede guiarse durante la trayectoria al tesoro.

○ Poción: Artefacto necesario para romper el hechizo del tesoro, cantidad: 2.

○ Flor: Artefacto necesario para abrir el tesoro, cantidad: 2.

○ Plumas de Colores: Debe de recoger 3 plumas de colores y otros artefactos para

abrir el tesoro.

Fig. 40. Boceto de artefactos.



j. Bonos

Para ganar puntos extra el juego presentará al jugador preguntas en modo de acertijo los

cuales se pueden encontrar al final del nivel 3 donde la dificultad del juego aumenta, al

responder correctamente la pregunta se le sumarán 5 monedas a las ganadas por haber

resuelto el nivel. Las preguntas están basadas en diferentes pensamientos tales como:

Crítico, Abstracto, Creativo, Algorítmico, Analítico y Lógico-matemático, presentadas en

temas como literatura, matemáticas y cultura general. A continuación se presenta en el modo

en que se visualizará en el juego una totalidad de 7 preguntas:

● Tema: Matemáticas

Pregunta: 1

El pensamiento que se desarrolla con esta pregunta es lógico-matemático ya que por

medio de cocos, calaveras y un pulpo se hacen representaciones numéricas, se realiza

una sumatoria por cada fila, hallando el valor por cada figura y de esa forma

determinar si es correcta o no la afirmación de la pregunta, ¿El pulpo equivale a 8?

(Figura 41).

Fig. 41. Diseño vectorizado de Pregunta 1.



● Tema: Cultura general

Pregunta: 2

El pensamiento que se desarrolla con esta pregunta es abstracto ya que debe de

extraer cada uno de las palabras que hay en el grupo y saber cuáles sí pertenecen y

cuáles no y de esa forma afirmar si es correcto o no el grupo de palabras (Figura 42).




● Tema: Literatura

Pregunta: 3

Los pensamientos que se desarrollan con esta pregunta son el crítico y abstracto ya

que debe de leer el texto sobre el día de la raza, captar lo más importante del texto y

según ello responder si es correcto o no lo que dice la pregunta (Figura 43).





Pregunta: 4

El pensamiento que se desarrolla con esta pregunta es el analítico ya que debe de

observar muy bien la imagen y ver la cantidad de diferencias que hay entre ellas y

finalmente responder si es correcto o no la cantidad que da como respuesta (Figura

44).





Pregunta: 5

El pensamiento que se desarrolla con esta pregunta es el analítico puesto que se está

jugando TRIKI, debe realizar un análisis para saber de quién es el siguiente turno y

responder si es correcto o no la pregunta (Figura 45).




● Tema: Matemáticas y arte

Pregunta: 6

El pensamiento que se desarrolla con esta pregunta es el creativo puesto que tiene

que ver con la combinación de colores que se puede lograr y responder si es correcto

o no la mezcla conformada por los colores primarios azul y amarillo (Figura 46).




Con el fin de identificar la capacidad de respuesta a las preguntas planteadas, se realizan pruebas

en las dos instituciones a un total de 10 niños donde se obtienen los siguientes resultados:

Fig. 47. Estadísticas de respuestas a preguntas según los pensamientos implicados.

E. Prototipar

En esta etapa se describe la realización del prototipo final tanto del hardware como del

software.

a. Modelo de juego

El modelo del juego presentado en el diagrama de flujo (Figura 48) , se basa en las

diferentes acciones que el jugador puede realizar al momento que inicie el juego, está

compuesto por condicionales que pueden hacer que avance o retroceda en el proceso.



Fig. 48. Diagrama de modelo de juego.



b. Arte

El juego será realizado en 2D (2 dimensiones) y su línea de diseño es el Flat

Design, el cual consiste en presentar un diseño plano, simple y libre de detalles

explícitos como las sombras y las texturas. Los vectores principales serán

elaborados en el programa Illustrator, con colores vivos en paletas pastel y pocas

variaciones en cada color.

i. Vectores

A continuación se presentan los vectores principales de los personajes y elementos

que componen el juego.

Sprite de personaje principal.

Fig. 49. Sprites de personaje principal.



● Vector de enemigo

Fig. 50. Vector de enemigo.

● Vector de escenario

Fig. 51. Vector de escenario general.



● Vectores de artefactos a recoger

Fig. 52. Vectores de artefactos.

Para algunos los artefactos que debe de recoger el personaje durante el juego fueron

descargados de dos plataformas web que son creadores de vectores dando consigo licencias

de derecho de autor para utilizarlo en la parte independiente y comercial, Vecteezy[49] y

Freepik[50].

ii. Música ambiental

La banda sonora que se utiliza como apoyo musical en el juego para que el personaje

atraviese los niveles es Call to Adventure de Kevin MacLeod, dado que esta banda sonora

expresa lo brillante, épico y la acción que se tiene al pasar cada nivel y las dificultades que

se van presentando en cada uno. Está compuesta por instrumentos como: bajo, violonchelo,

violín, tuba, trombón, trompeta, clarinete, flauta, percusión, xilófono, entre otros. Tiene una

duración de 4:07, la banda sonora está bajo la licencia Creative Commons: Por Licencia de

Atribución 3. 0[51].

c. Desarrollo Hardware

Se realiza un teclado en madera en forma de barco pirata con los comandos

necesarios para el manejo del juego, compuesto por elementos electrónicos tales

como:

● Protoboard

● Arduino Mega



● 14 pulsadores

● 14 resistencias

● Cables macho macho

● Cable usb

El teclado se comunica con el software por medio del puerto serial, donde se

transmiten datos digitales con los que el software interpreta y lleva a cabo

funcionalidades asignadas.

El algoritmo de lectura de datos digitales fue realizado en el programa arduino por

medio del lenguaje C++ . El arduino que se trabajó, es un arduino mega. Se realiza

el circuito usando los siguientes elementos: protoboard, arduino MEGA, pulsadores,

resistencias y cables como se muestra en la Figura 53.



Fig. 53. Diseño del hardware.

Se utilizan 2 tablas delgadas, las cuales se cortan en forma de barco para las tapas

del teclado y para dar soporte se agregan palos delgados de madera, el barco se cubre

con vinilo café, sobre los pulsadores se ponen las señales impresas en vinilos y por

último se forra el barco por sus alrededores con un cartón café rizado (Figura 54 -

55).



Fig. 54. Parte interna de hardware en proceso.

Fig. 55. Hardware final, tablero en forma de barco.

d. Diseño del juego

Para la realización del juego se selecciona el programa Unity ya que se cuenta con

conocimientos básicos obtenidos durante la carrera de Ingeniería Multimedia. Unity

es una herramienta reconocida a nivel mundial para el desarrollo de videojuego en

2D y 3D, multiplataforma que soporta sistemas como: Microsoft Windows, OS X,



Linux. Unity puede manejar los siguientes lenguajes; C#, UnityScript y Boo, el

lenguaje utilizado para el desarrollo de SkillComp es C# debido a que es el lenguaje

en el que Unity da soporte, basa toda su documentación y es el más utilizado por los

desarrolladores por lo que permite el fácil acceso a librerías.

La versión a utilizar es Unity 2018.2.0x-ImprovedPrefabs (64-bit), debido a su fácil

manejo de los prefabs, los cuales son componentes que se crean en caso de llegar a

ser utilizados en diferentes escenas.

El juego se compone por 5 escenas principales y una llamada “Init”, donde se

presenta la introducción. A continuación se presentan las pantallas del videojuego

desde su inicio hasta su fin como también los modales con los que se interactúan

tales como: las preguntas, tablero de puntaje, entre otros.



Diseño de las interfaces

● Pantalla de entrada, donde se presenta de forma general el mapa del juego con

el muelle donde inicialmente se encuentra el pirata encerrado y la isla donde

está el tesoro. en seguida aparece el logo del sistema.

Fig. 56. Escena del mapa de forma general con logo del juego.

● Pantalla de inicio, luego de presentar el logo, este se queda por 5 segundos y

desaparece, enseguida sale una breve descripción de la historia para colocar en

contexto al jugador, tiene una duración de 14 segundos.

Fig. 57. Escena del mapa de forma general mostrando una descripción de la historia.



● Nivel 1, al entrar al primer nivel se presenta en un modal las instrucciones para el

manejo del tablero (Hardware), donde se le explica al usuario que debe hacer para

iniciar la creación de la secuencia.

Fig. 58. Instrucción para el manejo del tablero, en la sección de cómo ingresar las fichas.

Fig. 59. Instrucción para el manejo del tablero, para el movimiento del personaje.



Nivel 1, luego de que el usuario presione la tecla indicada puede ingresar los

movimientos, se puede visualizar en la parte superior el contador de los elementos

que debe recolectar durante el juego y en la parte derecha un mapa con la descripción

del objetivo a realizar a continuación se presenta el nivel con solución correcta

Fig. 60. Solución correcta para el nivel 1.

● Nivel 2, se presenta las instrucciones para el uso de giros

Fig. 61. Instrucción para el manejo del tablero, para los giros del personaje.



● Nivel 2 con solución correcta

Fig. 62. Solución correcta para el nivel 2.

● Nivel 3, instrucciones para el ataque de enemigos

Fig. 63. Instrucción para el manejo del tablero, para defenderse de los enemigos.



● Nivel 3, en los caminos se pueden encontrar enemigos cocos los cuales deben ser

derribados con la espada atacando desde una casilla anterior, para luego pasar por la

casilla donde se encontraba el enemigo. se presenta el nivel con la solución más corta

y correcta.

Fig. 64. Solución más corta y correcta para el nivel 3.



● Ejemplo del modal de preguntas para ganar monedas extra, esta aparece luego de

tomar el mapa y se responde con verdadero o falso mediante los botones del teclado,

si el jugador responde de forma correcta gana 5 monedas extra y si responde de forma

incorrecta no afecta en nada el puntaje que obtiene y pasa al siguiente nivel.

Fig. 65. Modal de preguntas para ganar monedas extra.

● Nivel 4, se presenta las instrucciones para el uso de ciclos o repeticiones de una

secuencia.

Fig. 66. Instrucción para el manejo del tablero, para los movimientos del personaje con ciclos.



● Inicio del Nivel 4 donde se puede observar la posición inicial del personaje

Fig. 67. Posición inicial del personaje en el nivel 4.

● Nivel 4 con solución corta y eficiente creada por ciclos




● Nivel 5, es el último nivel, se puede visualizar el tesoro y los elementos que se

debe recolectar el personaje para romper el hechizo, a continuación se muestra la

posición inicial del jugador, el nivel contiene ciclos anidados.

Fig. 69. Posición inicial del personaje en el nivel 5.

● Nivel 5 con solución corta y eficiente presentada con el uso de ciclos anidados.




● Modal que se muestra al usuario al momento de querer tomar el tesoro sin cumplir

el objetivo del nivel.

Fig. 71. Modal si no ha completado los objetivos del nivel 5.

● Modal que se muestra al usuario al momento de ejecutar la secuencia y que esta sea

incorrecta.

Fig. 72. Modal si la solución propuesta por el jugador no es correcta.



● Tablero de puntuación que se muestra al usuario al momento de pasar de nivel con

las monedas obtenidas de acuerdo a la solución brindada.

Fig. 73. Modal de la cantidad de monedas adquiridas en el nivel.

● Imagen final con descripción si el usuario obtuvo un total de 30 monedas, esto quiere

decir que el usuario realizo todas las soluciones cortas y efectivas incluyendo los

ciclos, tampoco perdió monedas al tener contactos con cocos y las respuestas a las

preguntas fueron correctas.

Fig. 74. Escena que describe el resultado del jugador, 30 monedas.



● Imagen final con descripción si el usuario obtuvo un total de monedas ubicado el

rango: mayor a 25 y menor a 30. El usuario realizó los objetivos y pueda que haya

respondido correctamente alguna pregunta, sin embargo perdido monedas quizás al

tocar algún enemigo.

● Imagen final con descripción si el usuario obtuvo un total de monedas ubicado el

rango: mayor a 14 y menor a 26. El usuario cumplió los objetivos de la misión, pero

pueda que no haya brindado las soluciones más efectivas o tuvo varios contactos con

los enemigos.

Fig. 75. Escena que describe el resultado del jugador, entre 14 y 26 monedas.



● Imagen final con descripción si el usuario obtuvo un total de monedas inferior a 14,

logró el objetivo que era llegar al tesoro, pero debido a que sus soluciones no fueron

las mejores llego a perder varias monedas en el proceso.

Fig. 76. Escena que describe el resultado del jugador, menor a 14 monedas.

F. Pruebas

El prototipo funcional se evalúa con 13 niños del colegio María Perlaza , 8 del Colegio

Pío XII, y 2 niñas externos. Se hace un primer acercamiento con un grupo de niños externos

con el fin de observar si se presentan inconvenientes con el sistema antes de aplicar la

evaluación directamente en los colegios. Se cuenta con la participación de 2 niñas con

edades de 9 años (Figura 78) y se obtienen las siguientes observaciones:

● El tiempo promedio que el niño se toma para leer la historia e instrucciones del juego

son 8 segundos. Para evaluar este tiempo, se le solicita a las niñas que lean en voz

alta para identificar si el tiempo es suficiente. Ambas niñas no logran terminar de

leer la historia ni las instrucciones.

● Hay dificultad para identificar los giros de derecha e izquierda del personaje.

● Al ir avanzando en los niveles y ver que las soluciones no son correctas comienza a

observarse una frustración por querer lograr el objetivo. Por lo que repiten el proceso

una y otra vez convirtiendo al juego en un reto a alcanzar.



● Durante el tiempo que se realizó la prueba no lograron pasar al tercer nivel.

● Se les ha preguntado acerca de la temática, los gráficos y el diseño del teclado, a lo

que han indicado que si les gusta.

Fig. 77. Prueba con niños externos.

A partir de las observaciones obtenidas con las niñas externas. Se realizan las correcciones

y ajustes al prototipo para llevar a cabo la prueba a las instituciones educativas. Se ajusta el

tiempo de lectura de la historia e instrucciones a 14 segundos.

Se evalúan a 13 participantes, el cual corresponden a 5 niños del grupo del taller de Scratch

de la Institución María Perlaza y a 8 estudiantes de quinto grado.

Las observaciones obtenidas de la Institución María Perlaza (Figura 79):

● Los niños logran leer sin dificultad la historia y las instrucciones. Les llama la

atención la interfaz gráfica del juego y la interacción con el dispositivo hardware.

● Se observa que enfocan toda su atención en el juego. Cada vez que tenían mayor

experiencia con el juego, se les dificultaba menos y los motivaba cada vez cuando

se acercaban a la solución.



● A pesar de que tengan conocimientos en programación por bloques, no pudieron

resolver el nivel 4 que está relacionado con ciclos. Este nivel les tomaba mayor

dificultad.

● La interpretación de los giros a la izquierda y derecha, se les dificultaba y ocasionaba

que eligieran pasos incorrectos para lograr el objetivo.

Fig. 78. Prueba con niños de taller de Scratch María Perlaza.

Las observaciones obtenidas de la Institución Pio XII:

Participaron 8 estudiantes, 4 niños y 4 niñas de grado 4 y 5 de la institución Pio XII. Las

evaluación tuvo un tiempo promedio de 15 minutos, cada uno para el uso del sistema

interactivo (Figura 80). La mayoría de niños leyeron las instrucciones para comprender el

proceso y manejo de la interacción del l juego. Las observaciones obtenidas fueron (Figura

80 - 81):

● Solo un estudiante logra llegar al nivel 5, donde en su 3 intento se le acaba el tiempo.

● No utilizan ciclos, a pesar de tener conocimientos en Scratch.

● Presentan dificultades con los giros, tienen que mover sus manos y en ocasiones

pararse y voltearse para comprender hacia dónde debe girar el personaje.

● A medida que avanzan de nivel se logra observar concentración y frustración.

● Cada vez que realizan un nuevo intento logran comprender mejor los giros.



● Por último se les pregunta a los estudiantes que les pareció el juego donde expresan

que está muy chévere y bonito pero difícil sobre todo el comprender para donde debe

moverse el personaje. también mencionaron que les gustaría seguir jugando para

mejorar las estrategias en los videojuegos.

Fig. 79. Prueba con estudiante de Colegio Franciscano Pio XII, grado cuarto.



Fig. 80. Prueba con estudiante de Colegio Franciscano Pio XII, grado quinto.

Se aplica la prueba a los niños externos con las correcciones. Por lo que, se observa un

cambio significativo debido a que ya conocen la mecánica del juego logran pasar el nivel 1

y 2 sin problemas, el nivel 3 lo repiten máximo 2 veces, en el 4 lo repiten alrededor de 5

veces pero se obtuvo la primer solución presentada con el uso de ciclos, aunque no es la más

efectiva se obtuvo una comprensión de su uso que se puede ir mejorando, a continuación se

presenta la solución presentada por Sara de 8 años de edad.

Fig. 81. Prueba del juego con niños externos, nivel 4.

VII. RESULTADOS

En esta sección se desplegarán los resultados obtenidos de un grupo de 23 estudiantes, al

evaluar el prototipo final en las instituciones educativas con niños de 9 a 10 años. Se toman

como medidas cuantitativas las variables, como: repeticiones por nivel, y un cuestionario

que contiene 10 preguntas y que fue realizado una vez el niño interactúo con el sistema

interactivo. Por lo que, en la Figura 83, se observa una medición cuantitativa relacionada

con la cantidad de veces que el usuario tuvo que realizar un determinado nivel. A

continuación se presenta un gráfico comparativo (Figura 83) con todos los grupos evaluados,

en donde se observa que los niños no lograron llegar hasta el nivel 5, el cual no cuenta con



ningún valor. Aunque hubo 2 usuarios que lo lograron, pero sus intentos efectuados para

obtener el tesoro no fueron suficientes para ganar, debido a que tocó interrumpir la actividad

por el tiempo estimado para cada usuario el cual era de 15 min aproximadamente. El nivel

4 no se limita al número presentado debido a que fue donde se interrumpió a la mayoría de

los niños para proseguir con el resto de pruebas.

Fig. 82. Estadística del promedio de repeticiones por nivel del juego.

Como se observa en la Figura 83 los niños realizan el primer nivel con un solo intento. Sin

embargo, a medida que avanzan sus intentos aumentan debido que aumenta el nivel de

dificultad., Se observa que los niños que ya han usado Scratch en sus clases, presentan un

número menor de repeticiones. El motivo se debe que tienen más acercamiento a este tipo

de ejercicios, y mayor comprensión del lenguaje de programación.

Al finalizar la prueba se le pide a cada niño responder de forma verbal “si o no” a las

siguientes preguntas (Tabla 2), Estas preguntas pretenden medir algunos aspectos de



usabilidad y satisfacción del sistema interactivo. En la Tabla 1 se presentan las preguntas

realizadas y respuestas dadas por parte de los usuarios:

TABLA 2. Preguntas y cantidad de respuestas sobre la experiencia con el sistema.

Pregunta Pio XII

María

Perlaza

Grupo

Scratch MP

Grupo

Externo

si no si no si no si no

¿Te pareció difícil el juego? 6 2 8 4 1 2

¿Comprendiste las instrucciones del juego? 8 8 4 1 2

¿Puedes ver sin dificultad las letras de la

interfaz? 8 8 5 2

¿El juego te pareció divertido? 8 8 5 2

¿Te gustó el personaje? 8 8 5 2

¿El juego te puso a pensar mucho? 7 1 6 2 5 2

¿Te gustaría utilizar el juego en tu clase de

informática? 8 8 5 2

¿Te gusto el teclado? 6 2 8 4 1 2

¿Te parecieron duros los botones? 7 1 6 2 5 2

Nota: Resultados sobre la experiencia que tuvo el uaurio con el sistema.

Con el anterior cuestionario se obtienen resultados positivos en cuanto a la satisfacción y

usabilidad del usuario, como se puede observar la temática, los gráficos y la estructura del

juego fueron aceptados en un 100%. De los 23 estudiantes, 20 manifestaron que el juego

genera en ellos un esfuerzo cognitivo, el cual implica comprender la estructura del juego,

las instrucciones para pasar cada nivel y avanzar, la capacidad de construir soluciones ante

los obstáculos que le presenta el juego. Se observa que el 100% ha respondido que el juego

es divertido, por lo que es una manera en la que el niño puede interactuar de forma lúdica y

así mismo desarrollar habilidades de pensamiento computacional, También les gustó la idea

de que el juego sea empleado en las clases de informática. La interacción presentada en

forma de teclado fue de su agrado a pesar de que en ocasiones presentaban dificultades al

presionar los botones, debido a que no obtenían una retroalimentación inmediata, sino que

tomaba tiempo en leer el estado de oprimido..

A los docentes de las instituciones se les pregunta su apreciación con respecto al diseño del

sistema interactivo, donde la respuesta fue positiva, ya que les agrada mucho la interfaz y la



manera en que los niños deben interactuar por medio de un teclado no tradicional. También

expresan que es muy interesante para trabajar la lógica, estrategia, análisis de la capacidad

de decisión y planificación de soluciones por parte de los niños.



VIII. DISCUSIÓN

Los resultados que se obtuvieron al evaluar a los niños en las instituciones educativas en

las que se aplicó el sistema interactivo, se percibe de forma positiva. Se evidencia un interés

por parte de los docentes de informática manifestando que les gustaría incluirlo en los cursos

que orientan. El sistema interactivo fue aceptado, en gran parte por su innovación y

metodología a utilizar para que los niños aprendan de forma lúdica, ya que incita a que los

niños propongan soluciones para cumplir los objetivos en cada nivel.

El uso de la herramienta Scratch puede servir para mejorar habilidades del pensamiento

computacional debido a los resultados observados los estudiantes que hacen uso del

programa, tienen menos intentos fallidos en las soluciones brindadas, esto no quiere decir

que los niños que no lo utilizan no cuentan con estas habilidades debido a que solamente

una niña del grupo externo es la única en realizar una solución diferente haciendo uso de los

ciclos, se conoce de esta pequeña que tiene un gran gusto por los videojuegos lo cual puede

ser un factor positivo para el desarrollo de habilidades computacionales.

También cabe resaltar el proyecto “Introducción del Pensamiento Computacional en

colegios de Colombia” del ministerio de las TIC, que se está incorporando poco a poco en

las instituciones del país; como es el caso de la institución educativa María Perlaza que

brinda un espacio de formación en TIC orientado al uso y generación de habilidades en los

estudiantes a través de aplicaciones como es el Scratch, haciéndose evidente en el momento

de aplicar el prototipo final entre los niños que van a la clase de informática y los niños que

asisten a los talleres de Scratch, en el que se reflejó más el desarrollo de habilidades

computacionales, que con los estudiantes que no ven el taller de Scratch de la Institución

María Perlaza.

Con la indagación y observación de las instituciones educativas junto con los resultados

obtenidos se puede evidenciar que en la enseñanza de la clase de informática es importante

que el docente esté capacitado para el manejo de herramientas como Scratch las cuales

permiten la práctica del pensamiento computacional, en eso el Colegio Franciscano Pio XII



cuenta con la ventaja de tener un profesional en el área de tecnología para la enseñanza en

las clases de informática, mientras que en la Institución María Perlaza solo hay una docente

para la enseñanza de todas las asignaturas. Con ello se puede evidenciar la brecha que hay

entre la educación pública y privada la cual merece atención para lograr disminuirla y así

conseguir más igualdad en la obtención de conocimiento en la educación básica primaria y

secundaria.



IX. CONCLUSIONES

En este proyecto de investigación se logra diseñar un sistema interactivo compuesto por

elementos físicos (Hardware) y digitales (Software). Donde se ha seguido una metodología

de pensamiento de diseño, siguiendo un conjunto de etapas para realizar el prototipo final.

Donde se evaluó con un grupo de niños de dos instituciones, de 9 y 10 años con el objetivo

que el diseño del sistema interactivo pueda apoyar el desarrollo de habilidades para la

resolución eficiente de problemas no solo escolares sino también de la vida cotidiana.

Los resultados obtenidos muestran que el sistema interactivo puede servir como herramienta

de apoyo en las aulas de informática, por las siguientes razones:

● El sistema despierta interés en el usuario por analizar y planificar soluciones

correctas.

● La interfaz de usuario es llamativa y fácil de comprender.

● Los obstáculos como los enemigos y las preguntas lo hacen más interesante y

divertido.

● Cuenta con un solo modo de uso llamativo y fácil de comprender, el teclado.

● El usuario final quedó satisfecho con la mecánica, gráficos y colores del sistema.

● El videojuego se convierte en un reto para los usuarios.

● Con la práctica el usuario final brinda mejores soluciones.

● El sistema genera esfuerzo cognitivo.

Por otro lado la pregunta planteada en la descripción del problema, ¿Cómo desde la

ingeniería multimedia se puede apoyar al desarrollo del pensamiento computacional en

niños regulares entre 9 a 10 años de edad?, con los resultados obtenidos se puede decir que

por medio de sistemas interactivos como lo vimos con el que se propuso, se obtuvieron

resultados positivos frente a la experiencia de los niños con el sistema interactivo. Además

se implementaron algunos pensamientos computacionales, tales como, pensamiento crítico,

creativo, lógico, analítico, abstracto y algorítmico. Aunque los niños no llegaron al último

nivel se observó la perseverancia que tienen al momento de fallar e intentar hasta lograrlo,



pero por cuestiones de tiempo no se obtuvo la satisfacción de concluir el nivel final, con

respecto a los hechos se ve el interés de los niños para seguir en el juego y aparte de aprender

y desarrollar habilidades computacionales.



X. TRABAJOS A FUTURO

Para trabajos a futuro con el sistema interactivo SkillComp se tienen las siguientes

recomendaciones:

● Mejorar la usabilidad del tablero en la parte de botones, por pulsadores de fácil

contacto.

● Aplicar más estrategias para el desarrollo de más habilidades haciendo participe el

resto de asignaturas a partir de lo que se ve en clases.

● Crear más niveles con mayor dificultad, donde sus soluciones efectivas impliquen

un esfuerzo que permita el desarrollo del pensamiento computacional en los niños.

● Ampliar el rango de edad para el uso del sistema interactivo.

● Mejorar la portabilidad del hardware haciendo uso de sensores o lectores como el

RFID, ya que su tamaño permite diseñar elementos que ocupen menos espacio

brindando así más comodidad para al usuario.

112



REFERENCIAS

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[https://es.slideshare.net/AdriianBautista/caractersticas-de-nios-entre-8-y-10-aos],

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[45] Zona ejecutiva, [https://elcomercio.pe/especial/zona-ejecutiva/actualidad/que-

design-thinking-mejor-metodo-innovar-noticia-1991977], 2017.

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[50] FreePik, [https://www.freepik.com/].

[51] Creative Commons, [http://creativecommons. org/licenses/by/3. 0/].

TÍTULO DEL DOCUMENTO 116

ANEXOS

Como apoyo a la documentación investigativa, se incluyen los siguientes anexos tales como entrevistas, encuestas y cartas.

Anexo 1. Entrevistas a docentes

Para el docente del Colegio Franciscano Pio XII se realizaron las siguientes preguntas en modo de entrevista:

* ¿Sabe usted que es el pensamiento computacional?

R/ No el término como tal.

* Si el pensamiento computacional permite desarrollar habilidades para la resolución de eficiente de problemas, ¿usted considera que

los estudiantes de 4 y 5 poseen estas habilidades?

R/ Si se les plantea un ejercicio de matemáticas, sí.

* Que pensamientos considera usted que están aplicando los niños al utilizar Scratch?

R/ Lógico-matemático, algorítmico, creativo y crítico.

* ¿Los niños tienen la capacidad de realizar un reto desde 0 sin visualizar ningún código como guía?

R/ Ahora no, puesto que están en la etapa de implementación, pero si en la etapa de diseño.

* ¿El estudiante está pensando o planeando estrategias para la realización del juego?

R/ Lo hacen en la etapa de diseño

A la docente del taller de Scratch de la institución María Perlaza se le realizaron las siguientes preguntas también en modo de entrevista:

* ¿Sabe usted que es el pensamiento computacional?

R/ no


* Al enseñarle el volante de apoyo, se preguntó cuáles pensamientos consideraba que aplicaban durante el taller, por lo que la docente

respondió:

R/ lógico matemático, espacial, algorítmico y la solución de problemas.

Anexo 2. Modelo de encuesta 1


Anexo 3. Modelo de encuesta 2


Anexo 4. Encuesta a docentes


Anexo 5, Cartas para la solicitud de permisos a las instituciones educativas


Anexo 6 Artículo 1

Se realiza la creación del artículo titulado ¨ Hacia el diseño de un sistema interactivo como herramienta pedagógica para el

desarrollo del pensamiento computacional en niños de 9 a 10 años en el aula regular¨, para lograr la participación como ponentes en

el evento “IV Jornadas Iberoamericanas de Interacción Humano Computador”, realizado los días 23, 24 y 25 de Abril de 2018 en la

ciudad de Popayán, Cauca.


Anexo 7, Certificados de participación en el evento IV Jornada Iberoamericana de HCI


Anexo 8, Artículo 2

Luego de la participación como ponentes en el evento de HCI, el artículo es seleccionado para ser publicado en la Revista Publicaciones

e Investigación de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD de Colombia. Para ello se cambia su título a “Hacia el Diseño

de un Sistema Interactivo Basado en Interacción Tangible como apoyo al desarrollo de competencias del Pensamiento Computacional

para Niños en aulas regulares entre 9 a 10 años” y se realizan mejoras que se muestran en el siguiente anexo.

Diseño de un sistema interactivo como herramienta...

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