Algunas Reflexiones sobre el Rol que Deberıa

Cumplir la Informatica en la Escuela

Pablo L. De Napoli* e-mail:pdenapo@dm.uba.ar

Version 1.1.1 - 18 de mayo de 2014

He escrito el presente artıculo, motivado por algunas discusiones en las quehe participado sobre la informatica en la escuela; y en particular sobre la necesi-dad (o no) de que se incluya informatica como una asignatura especıfica dentrode los programas escolares, y cuales deberıan ser sus contenidos. Como los argu-mentos suelen diluirse y hacerse difıciles de seguir, me ha parecido convenienteescribir este artıculo donde trato de presentar mis argumentos y mi punto devista, de manera mas organizada. Esta destinado fundamentalmente a docentes,responsables de las polıticas educativas y publico en general.

1. ¿Por que la informatica?

Comencemos planteandonos la siguiente pregunta ¿Por que deberıamos in-cluir la informatica dentro de los contenidos escolares? ¿O acaso no deberıamoshacerlo?. Para intentar responderla, miremos a nuestro alrededor: Es precisoreconocer que el mundo esta cambiando. Y el motor de este cambio, es la tec-nologıa informatica, y en particular la Internet.

Esto puede parecerles exagerado pero miren a su alrededor y piensen todoslos aspectos de su vida en los que las computadoras estan presentes: las transac-ciones comerciales y bancarias, los tramites ante organismos del gobierno, lasrelaciones interpersonales (hoy en dıa es frecuente comunicarse con los amigoso conocer personas a traves de las redes sociales), etc. Incluso los telefonos ce-lulares que usamos a diario ya son pequenas computadoras de bolsillo. Por otraparte, la red Internet hace posible cosas que hasta hace muy poco eran muydifıciles de imaginar, como trabajar en tiempo real con un colega que vive en

*El autor es Doctor en Ciencias Matematicas. Profesor Adjunto en el Departamento deMatematica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de BuenosAires, e Investigador Independiente de Conicet. Las opiniones expresadas en este artıculo sonestrictamente personales, y no reflejan necesariamente el punto de vista de las institucionespara las que trabajo. Este trabajo se distribuye bajo la Licencia Creative Commons Atribucion– No Comercial – Sin Obra Derivada (by-nc-nd) http://creativecommons.org/licenses/

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Europa o acceder a practicamente todo el conocimiento disponible, sin mover-te de tu casa. Debemos reconocer pues que casi no existe ningun aspecto denuestras vidas que no haya sido profundamente trastocado por la informatica.

Pero este cambio no es solo un cambio tecnologico: esta teniendo importantesconsecuencias sociales, polıticas y economicas, cuyo impacto es incluso es difıcilde predecir. Para comprenderlo, pensemos en el surgimiento de la modernidad.Cuando hacia 1450, Gutemberg imprimio la Biblia utilizando su recientementecreada imprenta, se produjo algo mucho mayor que un simple cambio tecnologi-co. Al poder el texto sagrado ser leido por un numero mucho mayor de personas,se descadeno la reforma protestante (recordemos que el libre examen de la Bibliaera una de las tesis capitales de Lutero), que tuvo gran impacto en el forjamientodel pensamiento moderno.

Pues bien, Internet es la nueva imprenta (esto es: un medio de difusion de lacultura muchısimo mas eficiente de los que disponıamos antes). Y ¡esta trasto-cando de modo irreversible la forma en que pensamos!. Pensemos por ejemplo,en el concepto de privacidad. Sin duda, las redes sociales estan produciendo undebilitamiento del mismo. Lo querramos o no, ahora toda nuestra vida esta mu-cho mas expuesta a la mirada de los demas.

O pensemos en el concepto de copyright (derecho de autor 1). Este conceptoesta estrechamente ligado al surgimiento de la imprenta (con el Statue of Anne,de 1710), ante la necesidad de encontrar un modo de financiar los costos deimpresion2. En efecto, pensemos que a nadie se le hubiera ocurrido demandara un monje medieval por copiar un libro, violando los derechos de autor. En laactualidad, ante la facilidad y costo marginal virtualmente nulo de las copiashechas por medios electronicos, este concepto esta siendo puesto en cuestion porlas practicas cotideanas, y se plantea la cuestion de como actualizar la legislacionen materia de derechos de autor para adaptarla a la nueva realidad tecnologica.

Existen muchos otros debates actuales en los que la tecnologıa informaticajuega un papel decisivo. Cito a modo de ejemplo, algunas cosas que se discutieronen las ultimas semanas en en el parlamento, los medios de comunicacion y/o lasredes sociales3:

1. ¿Debe aprobarse una ley especial para proteger a los menores de perso-nas que intentan contactarlas por Internet con fines sexuales? (ley antigrooming)

2. ¿Debe permitirse que los estados monitoreen o espıen las comunicacioneselectronicas para impedir este tipo de abusos? (o para otros fines, comopor ejemplo detectar posibles actividades terroristas) ¿O debe prevalecerpor el contrario la privacidad de los ciudadanos?

1Aunque la traduccion no es exacta ya que el original significa derecho de copia, ni hayuna equivalencia exacta entre nuestro derecho y el britanico

2Una cronica fascinante de la historia del copyright y de los debates actuales en torno deel, pude encontrarse en el libro Free Culture [1], de L. Lessig

3Algunos de estos debates son recurrentes.

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3. ¿Debemos implementar el voto electronico o es mas confiable, mas facil defiscalizar por los seres humanos, el sistema tradicional de voto en papel?

4. ¿Debe el Estado adoptar el software libre (ver [2] y la seccion 3 de esteartıculo) para su funcionamiento, o para su uso en las escuelas?

Es fundamental destacar que estos cambios sociales, y estos debates afectanincluso a quienes no tengan computadoras, o no sepan usarlas. Por ejemplo,cualquier empleado debe cobrar su sueldo a traves de una cuenta bancaria,a la que accede usualmente por un cajero automatico (que es de hecho unacomputadora).

En resumen: La tecnologıa informatica ya no es meramente una herramientade trabajo, que utilizamos algunos profesionales. Tiene un impacto enorme entodos los aspectos de nuestra vida. Son tan profundos estos cambios que algunaspersonas ya denominan como sociedad de la informacion a la sociedad en la quevivimos.

Si comprendemos esto, y si entendemos que la escuela no debe solo preo-cuparse por producir futuros empleados o consumidores, sino ante todo porformar ciudanos, con espıritu crıtico y democratico, capaces de interactuar conlos demas, en la compleja sociedad en la que vivimos y participar en los debatesque se plantean en ella, la respuesta es ineludible: Es necesario que todos losalumnos reciban por lo menos una formacion informatica basica que los capacitepara ello.

2. ¿Por que ensenar a programar? y ¿Como ha-cerlo?

Avancemos un poco mas, y preguntemonos cuales deberıan ser los contenidosde esta formacion informatica basica. ¿Deberıan los alumnos aprender solamentea utilizar la computadora como una herramienta para realizar tareas de oficina(como por ejemplo, editar textos o enviar correos electronicos), o es necesarioque tambien conozcan algo de su funcionamiento interno, y las bases de laprogramacion ?

Como hemos senalado anteriormente, la importancia social de la informaticatrasciende en la actualidad su rol meramente instrumental. Para poder entenderlos cambios sociales a los que hicimos referencia en la seccion anterior, para inter-venir como ciudadanos en los debates que estos cambios originan; nececesitamoscomprender nociones basicas sobre el funcionamiento interno de las computado-ras. Por consiguiente, creo que es necesario que en la escuela se ensenen dichasnociones basicas, y en particular la programacion.

¿Que es la programacion y porque enfatizo su importancia? Para explicarlo,empecemos senalando que existe una diferencia fundamental entre una compu-tadora y otras maquinas de uso diario como una cafetera o un lavarropas. Unacafetera o un lavarropas son maquinas que utilizamos para hacer siempre una

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misma tarea. Por el contrario, una computadora es una maquina mucho masversatil: puede realizar muchas tareas diferentes, incluso algunas para las quequizas no fue originalmente pensada. La clave de ello es que es una maquinaprogramable.

En efecto, para regular su funcionamiento, una computadora ejecuta en cadamomento una secuencia de instrucciones, lo que se llama un programa. Ese pro-grama puede decirle como efectuar muchas tareas diferentes como reproducir unvideo, hacer calculos matematicos o imprimir un calendario. Los usos imagina-bles de una computadora son virtualmente ilimitados. Si no sabemos programar,solo podremos utilizarla para aquellos usos para los que otra persona haya es-crito un programa. Si sabemos programar, podremos concebir nuestros propios(y quizas originales) usos.

¿Como se escriben los programas? Para comprenderlo, una buena analogıade un programa de computadoras es una partitura musical. Dicha partitura leindica al interprete que notas debe tocar y en que orden para reproducir lamelodıa deseada. La partitura se escribe utilizando el lenguaje musical (penta-grama, corcheas, etc.). Similarmente los programas de computadora se escribenutilizando lenguajes de programacion.

Muchas personas creen que la programacion es un arte hermetico, accesiblesolo a unos pocos iniciados. Por el contrario, los programas de computadorase escriben por lo general en lenguajes de computacion de alto nivel, que sonlenguajes de facil comprension por un ser humano (en mi opinion, incluso massencillos que el lenguaje musical).

¿Se puede efectivamente aprender a programar en la escuela? Como testimo-nio de ello, puedo ofrecer mi propia experiencia personal: Aprendı a programaren sexto grado de la escuela primaria, en un curso extra-curricular que dabanen mi escuela. Utilizamos el lenguaje BASIC que era frecuente en aquellos dıas(alla por 1984), ya que venıa en muchas computadoras hogarenas (de la genera-cion de 8 bits). Pero mi caso no era unico. En esa misma epoca, mi madre eradocente y tambien asistıa a cursos de BASIC; en los kioscos se vendıan revis-tas de programacion (como Programacion Popular) y hasta el diario La Nacionvenıa con un suplemento para chicos que ensenaba a programar en el lenguajeLOGO. Por desgracia, ahora la concepcion cambio y la programacion se ha vistorelegada de los programas escolares.

Existen cientos de lenguajes de programacion 4. Por fortuna, muchos deellos tienen elementos comunes (por lo que en general es relativamente sencilloaprender otro lenguaje de programacion una vez que se ha aprendido un primerlenguaje, y las nociones basicas de la logica de la programacion5.

4Pueden ver una lista en http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_programming_

languages5Siendo mas precisos, existen distintos paradigmas de programacion. Y es relativamente

sencillo aprender un lenguaje de programacion una vez que se ha aprendido otro del mismoparadigma. En general se utiliza el paradigma imperativo, en el que se indican en ordenque pasos deben realizarse. Pero existen otros paradigmas como la programacion funcional ola programacion logica, que son diferentes.

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Algunos de estos elementos comunes son:

1. La capacidad para realizar operaciones aritmeticas (suma, resta, multi-plicacion, division) y otras operaciones matematicas mas complejas (porejemplo: calcular logaritmos).

2. La posibilidad de almacenar temporalmente los resultados de las opera-ciones en porciones de la memoria de la computadora, denominadas va-riables6.

3. La capacidad de efectuar o no una determinada operacion dependiendo dedeterminadas condiciones, o de repetirlas en funcion de ellas (formandociclos).

4. La posiblidad de almacenar datos mas complejos en estructuras organiza-das como por ejemplo listas.

5. La posiblidad de definir nuevas funciones (en un sentido muy proximo alque esta palabra tiene en la matematica), que pueden ser utilizadas enotras partes del programa.

Como vemos, programar contribuye a desarrollar el pensamiento logico yabstracto, tanto como una clase de matematica. En realidad, debe pensarse comoalgo complementario de ella, pues como ejemplifica la enumeracion anterior losconceptos matematicos forman parte esencial de ella.

Tambien es interesante utilizar como estrategia didactica, el desafıo de re-solver problemas. En este sentido es muy interesante el sitio web

http://projecteuler.net/

donde se plantean problemas matematicos para resolver con la computadora,para ser resueltos por los estudiantes a modo de desafıo en orden creciente dedificultad.

Por las razones que he expuesto, creo que aprender a programar es algo muyutil y formativo, para todos los alumnos; no solo para los que eventualmentequieran ser programadores profesionales (que por cierto, es un segmento delmercado laboral donde la demanda es creciente, debido justamente a la crecienteimportancia de la informatica en todos los aspectos de nuestra vida). Entonces,debemos ensenarles los fundamentos de la programacion a todos, del mismomodo que ensenamos musica a todos ellos, aun sabiendo que pocos de ellos seranmusicos profesionales el dıa de manana. Al igual que sucede con la musica, si nolo experimentan, no sabran si puede gustarles. Y al igual que mira una partituraquien nunca estudio musica, miraran a los programas de computadora como unalgo escrito en un lenguaje crıptico y extrano.

Como hemos dicho anteriormente, la eleccion del lenguaje de programacionno es esencial. Pero sin embargo, algunos lenguajes de programacion son sinduda mucho mas sencillos de aprender que otros.

6Este concepto es muy similar al concepto matematico de variable

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Mi recomendacion en este momento, si les interesa aprender a programar (oensenar a hacerlo), es usar el lenguaje Python 7. Este lenguaje esta actualmentesiendo utilizado en muchas aplicaciones diferentes. Su principal ventaja para laensenanza es que el codigo en Python es realmente facil de leer.

Existe abundante literatura sobre este lenguaje de programacion. Mis librosrecomendados son [3] y [4], dado que estos libros focalizan en los conceptos de laprogramacion (y en el caso del segundo de ellos, en los conceptos matematicosasociados), y no tanto en los detalles propios del lenguaje Python.

Un proyecto interesante para ensenar programacion en Python a los maspequenos, que quieron mencionarles es Pilas Engine. Fue creado por el progra-mador argentino Hugo Ruscitti. Permite ensenar programacion en Python pormedio del desarrollo de video juegos, haciendolo atrayente y divertido.

http://pilas-engine.com.ar

Tambien vale la pena mencionar que Python incluye el modulo turtle 8 conuna funcionalidad similar a la que ofrecıa el lenguaje LOGO que mencione antes:permite realizar graficos moviendo una “tortuga” por la pantalla. Esto es utilpara ensenar programacion a los mas pequenos, ya que pueden ver que lasinstucciones del programa hacen que algo fısico ocurra.

3. Programacion y software libre

La programacion es un arte practico. Es similar en algunos aspectos a apren-der a cocinar. Del mismo modo que aprendemos a cocinar, probando las recetasde otros y modificandolas; para aprender a programar es esencial leer codigode otras personas, y a partir de ahı tomar ideas para escribir nuestros propioscodigos. Por eso una excelente manera de aprender a programar, es involucrarseen un proyecto de software libre.

¿Que es el software libre? De acuerdo a la definicion de software libre dela Free Software Foundation9, un programa es software libre si el usuario tienesobre el (de acuerdo a la licencia con la que el programa se distribuye) cuatrolibertades o derechos:

0) La libertad de ejecutar el programa para cualquier proposito.

1) La libertad de estudiar como funciona el programa, y cambiarlopara que haga lo que usted quiera. El acceso al codigo fuentees una condicion necesaria para ello.

2) La libertad de redistribuir copias para ayudar a su projimo.

7http://www.python.org8ver por ejemplo http://interactivepython.org/runestone/static/thinkcspy/

PythonTurtle/helloturtle.html9http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.es.html

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3) La libertad de distribuir copias de sus versiones modificadas aterceros. Esto le permite ofrecer a toda la comunidad la oportu-nidad de beneficiarse de las modificaciones. El acceso al codigofuente es una condicion necesaria para ello.

Algunos terminos de esta definicion merecen una explicacion: ¿que es lalicencia de un programa? ¿Que es el codigo fuente?

Una licencia es un permiso legal otorgado por la persona que tiene la titu-laridad del copyright o derecho de autor, sobre el programa, que nos autoriza autilizar el programa bajo ciertas condiciones. En el caso de los programas queno son software libre, denominados usualmente software privativo, las licenciasson muy restrictivas. Se implementan por lo general por medio de un contra-to de adhesion (las tıpicas EULA: End User License Agreement), que requierecomo contraprestacion un pago. Tıpicamente estas licencias restringen los posi-bles usos del programa, la distribucion de copias del mismo o inspeccionar comoesta hecho el programa. Por el contrario, las licencias del software libre otorganal usuario las cuatro libertades antes mencionadas.

Otra concepto que debemos explicar es el de codigo fuente. Como dijimosanteriormente los programas de computadora se escriben usualmente utilizandolenguajes de programacion que son comprensibles para los humanos.Este textodel programa en un lenguaje comprensible para los humanos se denomina codigofuente.

Usualmente, para que este programa pueda realmente ser ejecutado porla computadora se requiere que sea traducido al lenguaje binario o codigo demaquina, que es el que realmente entiende la computadora (el que ejecuta sumicroprocesador), pero que es de muy difıcil comprension para los humanos.Esta traduccion la efectua un programa denominado compilador.

En el caso de los programas privativos (es decir aquellos que no son libres),es usual que el programa se distribuya solo en formato binario. Por lo que elusuario puede ejecutar el programa, pero no puede saber como esta hecho, nimucho menos puede modificarlo. Incluso las licencias de los programas privativossuelen prohibir que se intente analizar el funcionamiento del programa a partirdel codigo binario, un arduo proceso conocido como ingenierıa inversa.

En cambio, en el caso del software libre, al tener acceso al codigo fuente ypoder modificarlo, el usuario de un progama puede acceder al conocimiento quehay detras del software y participar del desarrollo. Esto es de gran utilidad comohemos dicho, a la hora de aprender a programar.

El lenguaje Python que mencione en la seccion anterior, y Pilas Engineconstituyen dos ejemplos de software libre. A continuacion, les presentare otroejemplo de un software libre util en entornos educativos.

3.1. Un ejemplo de un programa libre: SAGE

Usualmente el software libre se desarolla en comunidades, donde muchaspersonas pueden participar activamente del darrollo de un programa.

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Para darles un ejemplo concreto de como funciona, quiero mencionarles elproyecto Sage, un software libre para matematica, en cuyo desarrollo he tenidoocacion de participar.

Sage ofrece una alternativa libre a programas privativos que quizas son maspopulares como Mathematica, Maple o Matlab. Como tal es un software deenorme valor para usarlo en un entorno educativo. En efecto, usar un programaprivativo para matematica, cuyo codigo no podemos ver, es analogo a usar unteorema cuya demostracion tenemos prohibido conocer.

El sitio web de Sage es

http://www.sagemath.org/

Figura 1: Sage mostrando ejemplos en un navegador web

La parte principal de Sage esta escrita en Python, e incorpora y provee unaintefaz comun en este lenguaje a muchos otros programas libres que existıananteriormente para matematica. Sage puede utilizarse con una interfaz amigable,desde un navegador web (ver figura 1).

El codigo fuente de Sage esta integramente disponible en el sitio Github

https://github.com/sagemath/sage

Por otra parte, el desarrollo de Sage se realiza en forma abierta y comunita-ria, y pueden seguirse las discusiones de los desarrolladores sobre fallos (bugs)

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conocidos, mejoras propuestas, etc. Por ejemplo, en la figura 1, pueden verla discusion sobre una mejora que yo propuse en el codigo para calcular loscoeficientes binomiales (numeros combinatorios), y que fue incorporada. Comopueden ver en este ejemplo sencillo, las cuatro libertades no son algo teorico:sino que pueden efectivamente ser usadas para mejorar los programas.

Figura 2: Una mejora que yo propuse al codigo de Sage http://trac.

sagemath.org/ticket/628

Como pueden ver en este ejemplo que les menciono, usualmente otros miem-bros de la comunidad comentaran sobre su codigo, y ayudaran a mejorarlo. Enel caso de Sage, existe una polıtica explıcita de revision por parte de pares (algobasico en el metodo cientıfico): otro miembro de la comunidad de desarrolla-dores revisa las modificaciones propuestas, y da su opinion antes de que seanincluidas en el codigo del programa.

¡Ustedes o sus alumnos tambien pueden participar del desarrollo de progra-mas libres como Sage, y aprender en el proceso!. Es una excelente manera deaprender a programar.

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4. Otros contenidos que debieran estar presen-tes en la informatica escolar

Como hemos dicho, no solo las computadoras individualmente consideradasjuegan un papel decisivo en nuestra civilizacion de la informacion. Sino tambienel hecho de que podamos interconectarlas a escala mundial a traves de la redInternet.

Creo entonces que otro contenido esencial que deberıa tener la informaticaescolar es algunas nociones basicas sobre el funcionamiento de las redes, conenfasis en el analisis crıtico de estas tecnologıas y sus implicancias sociales,economicas, polıticas y culturales (planteando por ejemplo alguno de los debatesque mencionamos al comienzo).

Agradecimientos: Quiero agradecer especialmente a Debora Kozaky Carlos D’Andrea, quienes gentilmente leyeron versiones previas deeste artıculo y me acercaron sus comentarios.

Referencias

[1] Lessig, Lawrence Free Culture http://www.free-culture.cc/

Hay una traduccion al espanol: Cultura Libre, por Antono Cordoba: http://www.elastico.net/archives/001222.html

[2] Stallman, Richard Free Software, Free Society http://notabug.com/2002/

rms-essays.pdf

Hay una traduccion al espanol: Software Libre para Una Sociedad Librehttp://www.nodo50.org/ts/editorial/software_libre.htm

[3] Downey, Allen B. Think Python. How to Think Like a Computer ScientistGreen Tea Press.

Hay una traduccion al espanol: Aprenda a Pensar Como un Programador conPython http://www.nodo50.org/ts/editorial/software_libre.htm

[4] Aguilera, Nestor. Matematicas y programacion, con Python. Notas pa-ra los cursos de Computacion y Programacion Universidad Nacional delLitoral. http://www.santafe-conicet.gov.ar/~aguilera/libros/2013/index.html

Las opiniones expresadas en este artıculo son estrictamente per-sonales, y no reflejan necesariamente el punto de vista de las institu-ciones para las que trabajo.

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