MEDIE_GEDILEC: propuesta de metodología para la creación de compañeros de aprendizaje para la enseñanza de la programación en Educación Primaria.

Abstract

En los últimos años el interés en estudiar cómo enseñar programación en Educación Primaria ha ido en aumento. Se están investigando múltiples enfoques usando Scratch, robots, lenguajes textuales, o ejercicios sin tecnología para que el mayor número de estudiantes pueda aprender a programar en edades tempranas. Los compañeros de aprendizaje son sistemas interactivos con énfasis en el rol de acompañamiento al estudiante. El objetivo no es tanto enseñar o aprender de él sino acompañar su aprendizaje. El uso de compañeros de aprendizaje en varios dominios ha sido positivo. Sin embargo, en la revisión del estado del arte, se ha detectado una carencia en la falta de compañeros diseñados para la enseñanza de la programación a niños y la falta de una metodología que oriente su diseño, desarrollo e integración en el aula. En esta tesis, se contribuye principalmente al campo de Interacción Persona-Ordenador con la metodología MEDIE_GEDILEC para crear compañeros de aprendizaje para enseñar programación a niños en Educación Primaria. Esta metodología extiende la metodología MEDIE para crear Agentes Conversacionales Pedagógicos para la enseñanza en distintos niveles educativos, basada a su vez en el Diseño Centrado en el Usuario. Dada la complejidad para diseñar compañeros de aprendizaje, MEDIE_GEDILEC se centra en cómo diseñar el diálogo agente-estudiante para la enseñanza de programación tanto en modalidad presencial como en línea, y se puede complementar con otra metodología, MEDIE_LECOE, para integrar también aspectos emocionales y recomendaciones. MEDIE_GEDILEC consta de seis fases: 1) comunicación y co-diseño con docentes y estudiantes; 2) análisis de diálogos; 3) gestor de diálogo; 4) editor de código; 5) validación de la interfaz y de la funcionalidad; y, 6) sesiones prácticas. Esta metodología proporciona el algoritmo AlcodyGDiag, que orienta el desarrollo del gestor de diálogo, y los algoritmos AlcodyGEjec y AlcodyGProg que guían el proceso de edición, ejecución, y depuración de programas escritos en pseudocódigo. La metodología MEDIE_GEDILEC se ha validado con la implementación de Alcody, un nuevo compañero de aprendizaje para enseñar programación a niños cuyo nombre viene de ALgoritmos+CODIgo. Inicialmente, se pidió a 66 estudiantes de 8 a 10 años de edad y a su profesor (fase 1 de comunicación y co-diseño con docentes y estudiantes), de una escuela de Educación Primaria en España que escribieran un diálogo entre ellos y el ordenador. Tenía como objetivo describir cómo les gustaría que se les enseñara la programación para poder analizar cómo serían los diálogos compañero-estudiante (fase 2). Con esta información se pudo crear el gestor de diálogo (fase 3) y el editor de código en pseudocódigo (fase 4). El entorno creado se probó en una escuela de Educación Primaria en Ecuador con 137 estudiantes de entre 10 y 12 años que usaron el compañero de aprendizaje en la asignatura de Programación Inicial durante diez meses en el curso 2019/2020 validando la interfaz y la funcionalidad (fase 5). En las sesiones con Alcody tanto en modalidad presencial como en línea, los estudiantes pudieron aumentar significativamente sus puntuaciones de aprendizaje: de una puntuación media en un pre-test de programación de 0,88 en una escala de 0 (mínimo conocimiento) a 10 (máximo conocimiento) en septiembre de 2019, a una puntación media de 7,56 en un primer post-test realizado en febrero de 2020 y alcanzando una puntuación media de 8,01 en el segundo post-test durante la pandemia de COVID-19 en junio de 2020 (todos con la misma escala). Estos cuestionarios cubrían los conceptos de entrada/salida, condicionales y bucles. Los resultados se complementan con los obtenidos en cuestionarios sobre la satisfacción y motivación de los estudiantes, en los que se registraron valores superiores al 90% tanto durante el tiempo previo como durante la pandemia en las siguientes sesiones realizadas (fase 6). El trabajo de esta tesis se ha publicado en 9 artículos: 2 de conferencia, 2 capítulos de libro, y 5 en revista, uno de ellos titulado “Can a learning companion be used to continue teaching programming to children even during the COVID-19 pandemic” JCR Q1 del año 2020.