PIANOS NO EQUIPOS DE SONIDO

PIANOS NO EQUIPOS DE SONIDO: CREAR KITS DE CONSTRUCCIÓN
COMPUTACIONAL
Introducción
¿Le gustaría que sus niños aprendieran a tocar el piano o que aprendieran a tocar
el equipo de sonido?
El equipo de sonido tiene muchos atractivos: es más fácil de tocar y brinda acceso
inmediato a un rango amplio de música. Pero "facilidad de uso" no debe ser el
único criterio. Tocar el piano puede ser una experiencia mucho más rica. Si
aprende a tocar el piano puede volverse un compositor (no solo un consumidor) de
música, expresándose musicalmente en formas cada vez más complejas. Como
resultado, puede desarrollar una relación mucho más profunda con la música (y
mayor compresión de la misma).
Igual ocurre con los computadores. En el campo de tecnología educativa se ha
dado mucho énfasis al equivalente de los equipos de sonido y de los discos
compactos pero no se ha dado suficiente énfasis a los pianos computacionales.
En nuestro grupo de investigación en el Laboratorio de Medios de MIT estamos
desarrollando una nueva generación de "kits de construcción computacional" que,
al igual que los pianos, permiten a las personas expresarse de formas cada vez
más complejas, profundizando sus relaciones con nuevos campos del
conocimiento.
Para guiar el desarrollo de estos kits de construcción computacional, estamos
desarrollando una teoría de "diseño de construcción". Mientras que el campo
tradicional de diseño de la instrucción se enfoca en las estrategias y en los
materiales para ayudar a los profesores a enseñar, nuestra teoría de diseño de
construcción se enfoca en las estrategias y en los materiales para ayudar a los
estudiantes a construir y aprender. El diseño de construcción es un tipo de metadiseño: comprende el diseño de herramientas y actividades nuevas para apoyar a
los estudiantes en sus propias actividades de diseño. En resumen, el diseño de
construcción comprende el diseño para diseñadores (Resnick, 1996b).
En años recientes, un número creciente de investigadores y educadores han
argumentado que los proyectos de diseño brindan oportunidades ricas para
aprender (por ejemplo, Harel, 1991; Lehrer, 1993; Soloway, Guzdial, & Hay, 1994).
En particular, Papert (1993) ha defendido un enfoque "constructivista" hacia el
aprendizaje. Hay muchas razones para interesarse en el aprendizaje basado en el
diseño. Las actividades de diseño involucran a las personas como participantes
activos dándoles un mayor sentido de control (y de participación personal) en el
proceso de aprendizaje. Más aún, las cosas que diseñan las personas (ya sean
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
Circulación restringida.
castillos de arena, programas de computación, construcciones LEGO o
composiciones musicales) sirven de reflejo externo de los modelos mentales
internos de los diseñadores. Estas creaciones externas le dan una oportunidad a
las personas de reflexionar sobre sus modelos internos del mundo, y luego de
revisarlos y ampliarlos.
Desde luego que no todas las experiencias de diseño son creadas iguales (ni
todos los kits de construcción). Algunas brindan oportunidades de aprendizaje más
enriquecedoras que otras. ¿Qué criterios deben guiar el diseño de kits y las
actividades de construcción nuevos? El concepto de aprender haciendo existe
desde hace bastante tiempo. Pero la literatura sobre el tema tiene a describir las
actividades específicas y le presta poca atención a los principios generales que
rigen las acciones que conducen más al aprendizaje. Con nuestras experiencias,
hemos desarrollado dos principios generales para guiar el diseño de kits y las
actividades de construcción nuevos. Estos principios de diseño constructivo
comprenden dos tipos diferentes de "conexiones":
• Conexiones Personales. Los Kits y las actividades de construcción
deben conectar los intereses, las pasiones y las experiencias de los
usuarios. El punto no consiste simplemente en hacer las actividades
más "motivadoras" (aunque es importante, desde luego). Cuando las
actividades incluyen objetos y acciones familiares, los usuarios
pueden aprovechar su conocimiento previo, conectando las ideas
nuevas con sus intuiciones preexistentes.
• Conexiones Epistemológicas. Los kits y las actividades de
construcción deben conectarse con campos importantes del
conocimiento, y más importante aún, deben estimular formas nuevas
de pensamiento (e inclusive formas nuevas de pensar sobre el
pensamiento). Un kit de construcción bien diseñado hace ciertas
ideas y formas de pensamiento particularmente destacadas para que
los usuarios puedan conectarse con esas ideas de forma muy
natural, durante el proceso de diseño y creación.
El reto del diseño constructivo, y es un reto muy significativo, es crear kits de
construcción con ambos tipos de conexiones (por ejemplo, Wilensky, 1993).
Muchos materiales y actividades aprendizaje ofrecen un tipo de conexión pero no
el otro tipo. En este artículo analizamos tres de nuestros kits de construcción
computacional. En cada caso, tratamos la forma como los kits buscan facilitar las
conexiones personales y epistemológicas, y como resultado, apoyan las
experiencias ricas de aprendizaje.
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
Circulación restringida.
Programmable Bricks (ladrillos programables)
Los kits de construcción tradicionales les permiten a los niños construir estructuras
y mecanismos tales como castillos y carros. El Programable Brick agrega un nivel
nuevo de construcción que les permite a los niños construir comportamientos.
Programmable Brick es un microcomputador incorporado dentro de un ladrillo
LEGO. Los niños pueden construir Programmable Bricks directamente dentro de
sus construcciones LEGO y luego escribir programas para hacer reaccionar sus
creaciones, ver su comportamiento y recoger datos. Algunos niños han usado los
Programmable Bricks para construir "criaturas" LEGO autónomas que imitan los
comportamientos de animales reales (figura 1). Otros han usado los
Programmable Bricks para hacer nuevos tipos de experimentos científicos,
investigando fenómenos de la vida diaria. Un muchacho de 13 años conectó un
sensor a su pierna y programó un Programable Brick (en su bolsillo) para llevar un
registro del número de pasos que daba durante un día. Otro par de estudiantes
usó los Programmable Bricks para hacer un "salón inteligente” que prendía
mecánicamente la luz del salón cuando una persona entraba y la apagaba
cuando salía la última persona del salón.
El Programmable brick puede ser visto como un "computador muy personal". Del
tamaño de una lonchera escolar, el dispositivo (Brick) tiene el tamaño apropiado
para ser un computador infantil; incluso un computador portátil sería muy grande al
comparar sus tamaños. Para usar este dispositivo, los niños escriben los
programas en un computador personal y luego descargan los programas al
dispositivo usando un cable. Después, pueden desconectar el dispositivo y llevarlo
o ponerlo en cualquier parte. Los programas quedan almacenados en el
dispositivo, el cual puede controlar cuatro motores a la vez, recibir entradas de
seis sensores y comunicarse con otros dispositivos electrónicos mediante
comunicación infrarroja.
Con frecuencia, los proyectos con el Programmable Brick hacen conexiones
personales muy fuertes con las vidas de los niños. Los juguetes en general, y los
materiales de construcción LEGO en particular son parte de la cultura infantil. Al
agregar los Programmable Bricks a la cesta de piezas de construcción LEGO, la
computación también llega a ser parte de la cultura infantil.
Al mismo tiempo, los proyectos de Programmable Bricks estimulan fuertes
conexiones epistemológicas. Por ejemplo, cuando los estudiantes construyen y
programan criaturas robóticas, con frecuencia se cuestionan sobre los parecidos y
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
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con los sentidos de los animales y discuten si los animales reales tienen
"programas" al igual que sus robots.
Los estudiantes de grado quinto crearon un dinosaurio LEGO que se atraía a los
destellos de luz al igual que uno de los dinosaurios de Parque Jurásico. Este
proyecto tenía una conexión clara con la cultura popular, pero también tenía una
conexión directa con la cultura científica. Para hacer que el dinosaurio se moviera
hacia la luz los estudiantes debían comprender las ideas básicas sobre
retroalimentación y control. El programa comparó las lecturas de los dos “ojos”
sensores del dinosaurio. Si el dinosaurio se alejaba mucho a la izquierda (es decir,
le llegaba más luz al ojo derecho), el programa lo hacía virar a la derecha y si el
dinosaurio se dirigía muy a la derecha (llegándole más luz al ojo izquierdo), el
programa lo corregía hacia la izquierda. Típicamente no se enseña la estrategia
clásica de retroalimentación sino hasta llegar a los cursos de nivel universitario,
pero con las herramientas apropiadas los estudiantes de quinto grado pudieron
explorar estas ideas.
El proyecto del Programable Brick hace parte de una iniciativa mayor del
Laboratorio de Medios conocida como “Las Cosas que Piensan”, y se relaciona
con un campo de investigación denominado a veces "computación ubicua".
(Weiser, 1991, 1993). La meta dominante en esta investigación es incorporar
capacidades computacionales en objetos de la vida diaria como muebles, zapatos
y juguetes, mezclando "bits" y "átomos." El Programmable Brick encaja en esta
iniciativa, pero con un giro importante. En nuestra investigación, nos interesamos
por las Cosas que Piensan no porque puedan cumplir tareas particulares de forma
más barata, fácil o inteligente, sino porque les permiten a las personas pensar en
formas nuevas sobre las cosas. En otras palabras, las Cosas que Piensan tienen
más interés para nosotros cuando también actúan como las Cosas con las que se
Piensa. Creemos que los Programmable Bricks actúan justo de esta forma
permitiendo que los niños construyan sus propias Cosas que Piensan (como el
dinosaurio que busca la luz) al igual que los Programmable Bricks hacen que los
niños capten tipos nuevos de pensamiento.
StarLogo
Mientras que los Programmable Bricks permiten que los estudiantes incorporen los
computadores al mundo, StarLogo les permite construir mundos en el computador.
En particular, StarLogo está diseñado para ayudar a los estudiantes a modelar y
explorar los comportamientos de los sistemas descentralizados, tales como las
colonias de hormigas, las congestiones de tráfico, las economías de mercado, los
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
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sistemas inmunes y las redes de computación. En estos sistemas surgen
patrones ordenados sin control centralizado. Por ejemplo, en las colonias de
hormigas, los patrones de los senderos están determinados no por las ordenes de
la reina hormiga sino por las interacciones locales entre las hormigas obreras. En
las economías de mercado, los patrones surgen de las interacciones entre
millones de compradores y vendedores en los mercados distribuidos.
Los sistemas descentralizados son importantes para todas las ciencias y las
ciencias sociales, pero la mayoría de personas tienen dificultades en comprender
como funcionan tales sistemas. Parece que las personas están muy apegadas a
formas centralizadas de pensamiento. Cuando ven patrones en el mundo (como
los patrones de búsqueda de heno de una colonia de hormigas), generalmente
asumen que hay algún tipo de control centralizado (una reina hormiga). Según
este tipo de pensamiento, solo puede existir un patrón si alguien (o algo) crea y
dirige el patrón.
StarLogo está diseñado para ayudar a los estudiantes a hacer cambios
epistemológicos fundamentales, a moverse más allá del "modo de pensar
centralizado" a formas más descentralizadas de pensamiento (Resnick, 1994,
1996a). Con StarLogo, los estudiantes construyen y experimentan con sistemas
descentralizados. Escriben reglas simples para miles de objetos (por ejemplo,
hormigas artificiales), luego, observan los patrones (por ejemplo, patrones de
búsqueda de heno en la colonia) que surgen de todas las interacciones. Al crear
sus propios modelos de StarLogo, los estudiantes pueden hacer conexiones
personales. Por ejemplo, dos estudiantes de secundaria que acaban de recibir la
licencia de conducción usaron StarLogo para hacer un modelo de las
congestiones de tráfico en la autopista, un tema de gran interés para ellos. Ellos
descubrieron (de forma diferente a sus intuiciones iniciales) cómo las congestiones
de tránsito se pueden formar por simples acciones descentralizadas entre autos,
sin que hubiera una causa centralizada como un accidente, una trampa de radar o
un puente roto.
Callie, estudiante de secundaria, usó StarLogo para modelar los trabajos de una
colonia de termitas (figura 2). Callie vio un programa de televisión que mostraba a
las termitas construyendo estructuras intrincadas en las llanuras africanas. Se
preguntaba cómo criaturas tan simples como las termitas podían construir
estructuras tan elaboradas. Decidió programar una colonia de termitas virtuales
para apilar pedazos de astillas. Al comienzo, Callie trató de encargar la dirección
a una termita y la programó para que le dijera a las demás termitas en donde
poner las astillas. Pero es difícil implantar ese tipo de control centralizado en
StarLogo. Analizamos algunos de los inconvenientes del liderazgo centralizado:
¿Qué ocurriría si asesinan a la termita líder? Entonces, Callie experimentó con
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
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enfoques más descentralizados (más en línea con la estructura subyacente de
StarLogo) y descubrió que después de todo la colonia no necesitaba un líder. En
el modelo final, cada termita seguía el mismo juego de reglas simples: vagar al
azar hasta encontrar una astilla de madera; recogerla, deambular aleatoriamente
hasta topar otra astilla; pero había que soltar la astilla que se cargaba y luego
empezar de nuevo. Esta estrategia usa solo información sensorial local y una
estrategia de control muy simple, pero el grupo como un todo cumple una tarea
sofisticada.
Tradicionalmente, estos tipos de sistemas descentralizados complejos solo se
estudian en la universidad usando ecuaciones diferenciales y otras técnicas
matemáticas avanzadas. StarLogo posibilita a estudiantes mucho más jóvenes
explorar estos sistemas y comprender las ideas subyacentes de la autoorganización (Resnick, 1994) y del comportamiento probabilístico (Wilensky,
1993).
StarLogo permite que estudiantes más jóvenes accedan a estas ideas dándoles
una conexión personal más fuerte con los modelos subyacentes. Los enfoques
tradicionales de las ecuaciones diferenciales son "impersonales" en dos sentidos.
El primero es obvio: ellos se basan en la manipulación abstracta de símbolos. El
segundo es más sutil: ellos manejan cantidades totales. En el ejemplo de las
termitas, las ecuaciones diferenciales describirían como evoluciona la densidad de
las astillas con el tiempo. Hay ahora unas herramientas de modelamiento
computacional muy buenas, tales como Stella (Roberts y col., 1983) y Model-It
(Jackson y col., 1996), que se basan en ecuaciones diferenciales. Con estas
herramientas no hay necesidad de manipular símbolos y se enfoca más en las
descripciones cualitativas y gráficas, pero se siguen basando en cantidades
globales.
En contraste, con StarLogo, los estudiantes piensan en las acciones e
interacciones de los objetos individuales. StarLogo no es simplemente la
sistematización de un modelo matemático tradicional; sustenta los "modelos
computacionales" que son modelos que carecen de sentido sin un computador. En
el ejemplo de las termitas, los estudiantes no piensan en las cantidades totales
sino en las termitas individuales y en astillas individuales. Se pueden imaginar a
ellos mismos como termitas para pensar en lo que pueden hacer. De esta forma,
StarLogo permite que el estudiante se sumerja en el modelo, haciendo una
conexión más personal. Las versiones futuras de StarLogo harán posible que los
usuarios se acerquen o se alejen, facilitándoles el cambio de perspectiva de un
nivel individual al nivel de grupo y viceversa.
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
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MOOSE Crossing
Mientras que los usuarios de StarLogo generalmente construyen mundos nuevos
por cuenta propia, o por pares, MOOSE Crossing permite que los niños
construyan mundos juntos, como parte de una comunidad en línea.
En MOOSE Crossing, los niños no solamente hablan entre ellos en línea, sino que
construyen en conjunto (con palabras y programas de computación) el mundo
virtual en el que interactúan (Bruckman, 1994). MOOSE Crossing es similar a los
ambientes MUD existentes (Curtis, 1992), pero incluye un lenguaje nuevo de
programación (MOOSE) y una interfase de cliente nueva (MacMOOSE) diseñada
para que los niños aprendan a programar fácilmente. Por cada objeto creado por
los niños, escriben una combinación de texto y código de computador para
describir las propiedades y el comportamiento del objeto. Por ejemplo, una niña de
12 años hizo un bebé pingüino que siempre está hambriento. Responde de forma
diferente cuando le ofrecen varias clases de alimento y no come cierta comida si
está a dieta. Una niña de 9 años hizo un salón mágico al final del arco iris: al
contestar correctamente la adivinanza usted puede tomar el balde de oro. Los
niños se ayudan entre ellos con sus proyectos y los comparten emocionadamente
con otros. MOOSE Crossing coloca las actividades de construcción en un contexto
de comunidad.
MOOSE Crossing atrae inmediatamente a muchos niños, puesto que aflora sus
conexiones personales con los juegos de computación, con elementos de la
cultura popular y con su socialización. Se siente un ambiente de juego de
aventuras basado en un texto (e históricamente tiene sus raíces en tales juegos),
pero se abre a retos intelectuales mayores: usted no solamente experimentará el
mundo sino que también lo construirá. Con frecuencia los niños escogen la cultura
popular como el tema de sus conversaciones y como inspiración para sus
creaciones: Por ejemplo, una tarde unas niñas de 12 años empezaron a hablar del
programa Guerra de las Galaxias y decidieron construir ellas mismas su aeronave.
La cultura comercial también es un punto popular para iniciar los proyectos. Una
niña de 11 años hizo inicialmente un centro de vacaciones llamado la Isla
Paradisíaca, luego hizo una agencia de viajes para vender viajes a la Isla y
finalmente una agencia de alquiler de autos. Varios factores le dieron a la niña una
conexión muy personal con los proyectos. Era importante que ella decidiera lo que
deseaba hacer en lugar de que se le asignaran proyectos y por esto ella
seleccionó uno que era personalmente significativo para ella. Su entera
participación en MOOSE Crossing fue voluntaria, ya que los niños participan en su
tiempo libre y después de la actividad escolar. Ella estaba especialmente motivada
por el deseo de compartir su creación con otros niños. Tan pronto como terminó la
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
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Isla Paradisíaca invitó a nadar a todos sus amigos que estaban en línea. Un
proyecto exitoso le da a un niño un capital social dentro de la comunidad.
En cada uno de esos proyectos, los niños están escribiendo creativamente y
haciendo programación de computadores en su tiempo libre para divertirse.
MOOSE Crossing aprovecha el interés natural de los niños para hacerlos
participar en estas actividades intelectualmente valiosas. Establecen una nueva
relación con la lectura, la redacción y la programación, empezando a verlas no
simplemente como algo que tienen que hacer en la escuela, sino como un medio
de expresión a través del cual pueden dar significados expresivos personalmente.
En otras palabras, establecen una nueva relación epistemológica con estas formas
de comprensión del mundo y de expresión personal.
MOOSE Crossing también establece conexiones nuevas entre formas diferentes
de conocimiento de lo que con frecuencia está separado y aislado en las
actividades escolares. El hacer bien un objeto MOOSE implica partes iguales de
escritura creativa y de programación de computadores. Para los niños que tienen
una mayor fortaleza en una área, les ayuda a desarrollar mayor confianza y
competencia en la otra. Una niña de nueve años que dice que odia las
matemáticas y las actividades similares a las matemáticas adora la programación
en MOOSE Crossing porque la ve como una forma de redacción o escritura. Al
preguntarle si le gusta escribir respondió que si y en la escuela escribe historias
sobre personas imaginarias; con MOOSE Crossing está escribiendo programas.
La única diferencia entre estas dos clases de escritura es que en "programación
todo tiene que ser correcto de forma que lo que esté haciendo funcione". Ella está
atravesando el puente de sus grandes habilidades verbales para desarrollar un
mayor interés y habilidades en actividades más analíticas.
Los niños que participan en MOOSE Crossing tiene en su mayoría entre 9 y 13
años; hay pocos niños menores, de unos siete años. Los adultos pueden participar
como "guardas". Aunque originalmente esperábamos que los guardas ayudaran a
los niños en sus proyectos, en la práctica ocurre más en sentido contrario. Los
niños tienen mucho más tiempo para dedicarse a MOOSE Crossing, y
generalmente entienden mejor que los adultos como funcionan las cosas. El
ayudar a un adulto con una cuestión técnica es un verdadero reto para muchos
niños, y cuestiona muchos de sus supuestos básicos sobre el aprendizaje. Con
MOOSE Crossing todo el mundo juega, enseña y aprende todo al mismo tiempo,
más bien como la visión de Seymour Papert de actividad en una "escuela de
zamba tecnológica", (Papert, 1980). El conocimiento no lo pasan los profesores a
los estudiantes, sino que cada uno lo desarrolla a través de sus actividades e
interacciones entre ellos.
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
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Experiencias Emergentes de Aprendizaje
Programmable Bricks, StarLogo, y MOOSE Crossing son tres tipos muy diferentes
de kits de construcción computacional. El primero se refiere a la interacción con el
mundo físico; el segundo tiene que ver con la construcción de colaboraciones
virtuales y el tercero trata sobre la cooperación en construcciones virtual. Lo que
relaciona estos tres ambientes diversos es su intención de brindar conexiones
personales y epistemológicas. Cada uno de estos kits conecta los intereses y
experiencias de los estudiantes con ideas intelectuales importantes.
Pero el proceso de diseño de construcción no se trata solo de "programar" los
tipos correctos de conexiones. Al igual que los estudiantes han usado
Programmable Bricks, con StarLogo, y MOOSE Crossing, sus experiencias de
aprendizaje han sido diferentes a las que esperaban los desarrolladores. Lo
impredecible es una característica del diseño de construcción. Los desarrolladores
de ambientes de aprendizaje orientados al diseño deben adoptar un sentido
relajado del "control." Los diseñadores educativos no pueden, y no deben,
controlar exactamente lo que aprenden los estudiantes (ni el cuando o el como). El
punto es no hacer un programa preciso. Por el contrario, los profesionales del
diseño de construcción solo pueden crear "espacios" de actividades y experiencias
posibles. Lo que podemos hacer como diseñadores de construcción, es tratar de
hacer densos esos espacios con conexiones personales y epistemológicas,
haciendo más probable que quienes aprenden encuentren regiones
comprometedoras e interesantes intelectualmente.
En ciertos sentidos, el diseño de un ambiente nuevo de aprendizaje es como
diseñar una simulación de StarLogo. Al crear simulaciones StarLogo, los usuarios
escriben reglas simples para objetos individuales y luego observan los patrones a
gran escala que surgen. Los usuarios no programan los patrones directamente.
Igual ocurre con el diseño de construcción. Los desarrolladores de ambientes de
aprendizaje orientados al diseño no pueden programar directamente experiencias
de aprendizaje. Por el contrario, el reto es crear esquemas a partir de los cuales
es probable que surjan fuertes conexiones y experiencias ricas en aprendizaje.
Reconocimientos
"Material compilado para propósitos académicos y de investigación científica exclusivamente".
Circulación restringida.
Muchos miembros del grupo Epistemología y Aprendizaje del Laboratorio de
Medios de MIT han contribuido a las ideas y proyectos descritos en el artículo. En
particular, Brian Silverman, Randy Sargent, y Andy Begel desempeñaron
funciones claves en el desarrollo del Ladrillo Programable y de StarLogo. Muchas
de las ideas de este artículo se inspiraron en conversaciones con Seymour Papert,
Alan Kay y Mike Eisenberg. The National Science Foundation ( La Fundación
Nacional de la Ciencia) (9153719-MDR y 9358519-RED) y el Grupo LEGO
brindaron el soporte financiero para esta investigación.
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Circulación restringida.