La descomposición es una habilidad informática fundamental que es esencial para desarrollar la comprensión a largo plazo de los estudiantes sobre cómo resolver problemas de codificación. Este artículo explora qué es la descomposición, por qué es importante y cómo facilitar el aprendizaje de la descomposición por parte de los estudiantes.
¿Qué es la descomposición?
La descomposición es el proceso de dividir un problema complejo en partes más pequeñas y manejables. Esto simplifica el proceso de creación de un proyecto de codificación al permitir que los estudiantes resuelvan un componente del problema a la vez.
¿Por qué es importante la descomposición?
Cuando los estudiantes comienzan a aprender a codificar, se enfrentan a pensar en el lenguaje de una manera nueva y desafiante. Deben pasar de comunicarse en lenguaje hablado, que está lleno de inferencias y matices, a la estructura precisa y lógica que se requiere en la codificación. Este ajuste es extremadamente difícil para los estudiantes y a menudo se interpone en su camino hacia el éxito. La descomposición es una habilidad informática crítica que los estudiantes deben adquirir para poder codificar con éxito, ya que les permite comenzar con el lenguaje hablado y refinarlo hasta que sea algo que se pueda usar en un proyecto de codificación.
La descomposición de un problema permite resolverlo en pequeños incrementos, lo que ayuda a evitar que se vuelva abrumador para los estudiantes. Cuando los estudiantes descomponen los problemas en partes más pequeñas antes de comenzar a codificar, pueden construir cada sección pequeña de un proyecto y probarla para asegurarse de que funciona como se esperaba, antes de pasar a la siguiente parte. Esto es mucho más fácil que tratar de codificar todos los pasos necesarios para lograr un objetivo a la vez, y evita que los estudiantes se sientan frustrados por perderse en un proyecto largo al tratar de solucionar errores.
El proceso de descomposición también brinda a los estudiantes un enfoque sistemático para construir un proyecto, eliminando la tentación que los estudiantes pueden tener de adivinar y verificar su camino hacia una solución. Adivinar y verificar es una forma ineficiente de resolver un problema, y se vuelve ineficaz a medida que los estudiantes comienzan a involucrarse con desafíos de codificación cada vez más complejos.
Además, la descomposición de un proyecto permite a los estudiantes identificar patrones en su código y construir, modificar y reutilizar secciones de código. Esto facilita tanto la creación como la resolución de problemas de los proyectos, al tiempo que proporciona a los estudiantes una comprensión más profunda del código que están creando, lo que les permite utilizar esta comprensión en proyectos futuros.
Finalmente, la descomposición también facilita la colaboración entre los estudiantes mientras trabajan juntos para crear proyectos de robótica en grupos. Un proyecto descompuesto registrado en un cuaderno de ingeniería proporciona un artefacto para que los estudiantes lo usen al discutir proyectos grupales o compartir con otros grupos.
Facilitar la descomposición
La descomposición ocurre cuando los estudiantes están en la etapa de planificación, antes de que comiencen a desarrollar sus proyectos. Los estudiantes deben registrar su proceso de descomposición en sus cuadernos de ingeniería y compartirlo con usted antes de comenzar a codificar. Para obtener más información sobre el uso de cuadernos de ingeniería con los estudiantes, consulte este artículo.
Proporcione a los estudiantes este sencillo marco de tres pasos para abordar la descomposición:
- Identifique el objetivo principal del proyecto indicando el resultado que demostrará el robot cuando el proyecto tenga éxito. Registre este objetivo en el cuaderno de ingeniería.
- Determinar los principales pasos que debe dar el robot para lograr el objetivo. Considere y registre los pasos principales o generales que el robot deberá completar para lograr el objetivo. Registre estos pasos de alto nivel en el cuaderno de ingeniería.
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Divida los pasos principales en los incrementos más pequeños posibles del comportamiento del robot. Divide cada uno de los pasos principales en el comportamiento más pequeño que el robot pueda completar. Registre estos pasos descompuestos en el cuaderno de ingeniería.
- Cada uno de los comportamientos del robot debe poder coincidir con un bloque o comando correspondiente. Si no es así, los pasos se pueden descomponer aún más.
En este ejemplo, los estudiantes están descomponiendo un proyecto para completar un laberinto en el VEXcode VR Wall Maze + Playground.
Paso 1: Identificar el objetivo principal del proyecto. Registre el objetivo en el cuaderno de ingeniería.
Paso 2: Determine los principales pasos que debe seguir el robot para lograr el objetivo.
- Aquí, el estudiante ha pensado en todos los comportamientos que el robot tendrá que tomar para conducir desde el punto de partida hasta el punto final del laberinto, y los ha enumerado en orden en el cuaderno de ingeniería.
Paso 3: Divida los pasos principales en los incrementos más pequeños del comportamiento del robot.
- Los estudiantes pueden comenzar a determinar los valores aproximados necesarios para completar cada paso. Estos valores deberán probarse y ajustarse al construir el proyecto en VEXcode.
- Los estudiantes deben verificar que cada paso descompuesto corresponda directamente con un bloque VEXcode. Si no es así, el paso debe descomponerse aún más.
Una vez que los estudiantes han descompuesto su proyecto hasta el nivel de bloques o comandos individuales, pueden pasar de la etapa de planificación del proyecto a la etapa de implementación. Deben transferir los pasos principales determinados en el paso 2 a Comentarios, y luego agregar los bloques o comandos correspondientes para cada comportamiento completamente descompuesto del paso 3 a cada uno de esos Comentarios para construir sus proyectos.
Los estudiantes deben construir sus proyectos un paso descompuesto a la vez, probando cada comportamiento (o conjunto de comportamientos agrupados lógicamente) antes de pasar al siguiente. Es en esta etapa donde los estudiantes necesitarán utilizar los recursos que tienen para determinar los valores correctos de los parámetros. Por ejemplo, en el ejemplo anterior de VEXcode VR, los valores de distancia se determinaron sabiendo que cada cuadrado de laberinto tiene 300 mm de ancho. El método para determinar los valores variará según las circunstancias, pero siempre será necesario probar y ajustar los valores durante el proceso de creación de un proyecto de codificación.
Apoyar a los estudiantes a medida que aprenden la descomposición
Antes de que los estudiantes comiencen a trabajar en un desafío de un laboratorio STEM u otro proyecto VEXcode, tómese el tiempo para trabajar en la descomposición usted mismo para que esté listo para responder las preguntas que los estudiantes puedan tener. Anime a los estudiantes a mostrarle el plan descompuesto para su proyecto antes de que comiencen a codificar, para que pueda reforzar el proceso de descomposición y verificar para asegurarse de que hayan dividido la tarea en los comportamientos de robot más pequeños posibles. Recuerde a los estudiantes que deben ser capaces de identificar un bloque o comando que corresponda a cada comportamiento.
- Si los estudiantes tienen dificultades para imaginar los pasos principales o generales que el robot debe tomar para lograr el objetivo del proyecto, anímelos a:
- Dibuja el camino que el robot debe tomar para lograr el objetivo.
- Realice los pasos que el robot debe seguir para lograr el objetivo.
- Explica los pasos que debe seguir el robot para lograr el objetivo.
- Si los estudiantes tienen dificultades para determinar si sus pasos se han descompuesto hasta el nivel de bloque o comando individual, pregúnteles:
- ¿Cuántos bloques o comandos necesitaría el robot para completar ese comportamiento?
- ¿Puede el robot completar ese paso usando solo un bloque o comando?
- ¿Cómo puedes descomponer ese comportamiento en acciones de robot aún más pequeñas?
Apoyar a sus estudiantes a medida que aprenden a descomponerse garantizará que tengan una base sólida para la resolución de problemas futuros en informática.
¿Tiene más preguntas sobre cómo facilitar el aprendizaje de la descomposición de los estudiantes en su aula? Pídales que formen parte de la comunidad de PD+ o programe una sesión individual para hablar con un experto de VEX.