PDF de programación - Computer Science - Unplugged - Un programa de extensión para niños de escuela primaria

Un programa de extensión para niños de

escuela primaria

Creado por

Tim Bell, Ian H. Witten y Mike Fellows

Adaptación para ser usado en el aula de clase por

Robyn Adams y Jane McKenzie

Ilustrado por Matt Powell



Traducido al español por

Alfonso Rodríguez, Lorena Mendoza

y Clara Eugenia Garza



Diciembre 2008



Introducción

Las computadoras están por todas partes. Muchos tenemos la necesidad de aprender cómo
utilizarlas, y muchos de nosotros las usamos todos los días. Pero, ¿Cómo trabajan?
¿Cómo piensan? ¿Y cómo pueden hacerse más rápidas y mejores? La ciencia de la
computación es un área fascinante que explora estas mismas preguntas. Las actividades
divertidas y sencillas de este libro han sido diseñadas para niños de diferentes edades,
introduciendo algunos de los elementos básicos sobre cómo trabajan las computadoras—
¡sin necesidad de que los niños utilicen computadoras!

Este libro puede ser utilizado eficazmente en programas de enriquecimiento y de
extensión, o incluso en las aulas de clase. Usted no tiene que ser un experto para disfrutar
junto con sus hijos el aprendizaje de estos principios. El libro contiene una gama de
actividades, con información de fondo que es explicada de una manera simple. También
se proporcionan las respuestas a todos los problemas y cada actividad termina con una
sección “¿De Qué Se Trata Todo Esto?” que explica los elementos relevantes de la
actividad.

Muchas de las actividades se basan en conceptos matemáticos, por ejemplo la exploración
de números binarios, el uso de mapas y grafos, problemas de patrones y ordenamiento, y
criptografía. Otras actividades están relacionadas con el plan de estudios de tecnología y
el conocimiento y entendimiento de cómo trabajan las computadoras. Los niños se
involucran activamente en habilidades de comunicación, solución de problemas,
creatividad, y de pensamiento en un contexto significativo.

Este libro fue escrito por tres profesores de Ciencias de la Computación y dos maestros
de escuela, y está basada en nuestra experiencia en las aulas de clase. Nosotros hemos
encontrado que muchos de los conceptos importantes pueden enseñarse sin necesidad de
usar una computadora—de hecho, a veces el equipo no es más que una distracción para el
aprendizaje. Por lo tanto, desconecta tu equipo y ¡prepárate para aprender lo que
realmente es la Ciencia de la Computación!



Este libro se encuentra disponible para descargarse de manera gratuita para uso
personal o educacional gracias al generoso patrocinio de Google, Inc. Es distribuida
bajo una licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs, lo que
significa que usted es libre de copiar, distribuir, y mostrar el libro siempre y cuando
no haga cambios al contenido (incluyendo la atribución de los autores y estos
términos de licencia); usted no puede utilizar este libro para propósitos comerciales,
y no puede alterar, transformar o basarse en este trabajo. Alentamos el uso de este
material en entornos educativos, y lo invitamos a imprimir su propia copia del libro
y distribuir las hojas de actividades entre sus alumnos. Agradecemos sus preguntas
y sugerencias, que pueden ser enviadas a los autores (ver
www.csunplugged.org).

Este libro está siendo traducido a diferentes idiomas. Por favor verifique el sitio de
Web para mayor información sobre la disponibilidad de las traducciones.



Fotocopiable solo para uso en el salón de clase.
© 2008 Computer Science Unplugged (www.csunplugged.org)



i

Reconocimientos

Muchos niños y maestros han ayudado a refinar nuestras ideas. Los niños y los maestros
en South Park School (Victoria, BC), Shirley Primary School, Ilam Primary School y
Westburn Primary School (Christchurch, New Zealand) fueron conejillos de indias de
muchas de las actividades. Estamos particularmente agradecidos con Linda Picciotto,
Karen Able, Bryon Porteous, Paul Cathro, Tracy Harrold, Simone Tanoa, Lorraine
Woodfield, y Lynn Atkinson por recibirnos en sus aulas y hacernos sugerencias muy
valiosas para mejorar las actividades. Gwenda Bensemann ha probado varias de las
actividades y sugerido modificaciones. Richard Lynders y Sumant Murugesh nos han
ayudado en probar las actividades en las aulas de clases. Partes de las actividades fueron
desarrolladas por Ken Noblitz. Algunas de las actividades fueron realizadas en el grupo
“Mathmania” de Victoria, con la ayuda de Kathy Beveridge. Las primeras versiones de
las ilustraciones fueron hechas por Malcolm Robinson y Gail Williams, y nos hemos
beneficiado por los consejos de Hans Knutson. Matt Powell nos ha proporcionado
también una valiosa ayuda durante el desarrollo del proyecto “Unplugged”. Estamos
agradecidos con Brian Mason Scientific and Technical Trust por su generoso patrocinio
en las primeras etapas del desarrollo de este libro.

Queremos agradecer de manera especial a Paul y Ruth Ellen Howard, quienes han
probado muchas de las actividades y proporcionado un gran número de sugerencias
valiosas. También a Peter Henderson, Bruce McKenzie, Joan Mitchell, Nancy Walker-
Mitchell, Gwen Stark, Tony Smith, Tim A. H. Bell1, Mike Hallett, y Harold Thimbleby
que nos han dado una gran cantidad de comentarios provechosos.

Tenemos una enorme deuda con nuestras familias: Bruce, Fran, Grant, Judith, y Pam por
su soporte, y Andrew, Anna, Hannah, Max, Michael, y Nikki quienes inspiraron mucho
de este trabajo,2 y fueron a menudo los primeros niños en probar una actividad.

Estamos particularmente agradecidos con Google Inc. Por patrocinar el proyecto
Unplugged, y hacer posible que esta edición se encuentre disponible para descargarse de
manera gratuita.

Agradecemos los comentarios y sugerencias sobre estas actividades. Los autores pueden
ser contactados en [email protected].



1 Ninguna relación con el primer autor.
2 De hecho, la actividad de compresión de texto fue inventada por Michael.



Fotocopiable solo para uso en el salón de clase.
© 2008 Computer Science Unplugged (www.csunplugged.org)



ii



Contentenidos

Introducción

Reconocimientos

Datos: La Materia Prima—Representando la Información

Contando los Puntos—Números Binarios

Coloreando por Números—Representación de Imágenes

¡Puedes Decirlo Otra Vez!—Compresión de Texto

Magia de Voltear Cartas—Detección y Corrección de Errores

Adivina Veinte Veces—Teoría de la Información

Poniendo a Trabajar a las Computadoras—Algoritmos

Submarinos —Algoritmos de Búsqueda

El Más Ligero y el Más Pesado—Algoritmo de Ordenamiento

Gánale al Reloj—Redes de Ordenamiento

La Ciudad Lodosa—Árbol de Expansión Mínimo

El Juego de la Naranja—“Enrutamientos” y “Bloqueos Mutuos” en Redes

Indicando a las Computadoras “Que Hacer”—Representación de Procedimientos

Búsqueda del Tesoro—Autómata de Estado Finito

Siguiendo Instrucciones—Lenguajes de Programación



Fotocopiable solo para uso en el salón de clase.
© 2008 Computer Science Unplugged (www.csunplugged.org)



i

ii

1

3

14

23

31

37

43

45

64

71

76

81

84

86

101

iii

iv



Fotocopiable solo para uso en el salón de clase.
© 2008 Computer Science Unplugged (www.csunplugged.org)

Parte I

Datos: La Materia Prima—

Representando la Información



Datos: La Materia Prima

¿Cómo podemos guardar información en las computadoras?

La palabra computadora viene del Latín computare, que significa calcular o sumar pero
actualmente las computadoras son mucho más que calculadoras gigantes. Pueden ser una
biblioteca, ayudarnos a escribir, encontrar información, oír música y hasta ver películas.
¿Cómo guardan toda esa información? Aunque suene increíble, la computadora usa sólo
dos cosas: ¡ceros y unos!

¿Cuál es la diferencia entre datos e información?

Los datos son la materia prima, los números con los que trabajan las computadoras. Una
computadora convierte sus datos en información (palabras, números e imágenes) que tú y
yo podemos entender.

¿Cómo pueden convertirse letras, palabras e imágenes en ceros y unos?

En esta sección aprenderemos sobre números binarios, cómo dibujan las computadoras,
cómo funcionan las máquinas de fax, cuál es la forma más eficiente de guardar grandes
cantidades de datos, cómo evitar los errores y cómo medir la cantidad de información que
estamos tratando de guardar.



2



Fotocopiable solo para uso en el salón de clase.
© 2008 Computer Science Unplugged (www.csunplugged.org)



Actividad 1
Contando los Puntos—Números Binarios

Resumen
Los datos en las computadoras se almacenan y se transmiten como una serie de ceros y
unos. ¿Cómo podemos representar las palabras y los números usando sólo estos dos
símbolos?

Relación con Otros Cursos
Matemáticas: Explorando números en otras bases. Representando números en base

Matemáticas: Siguiendo un patrón secuencial, y describiendo una regla para este

patrón. Patrones y relaciones en potencia de dos.

dos.

Habilidades
Contar
Cotejar
Secuenciación
Edades
7 años en adelante
Materiales
Necesitará hacer un conjunto de cinco tarjetas binarias (ver página 6) para la

demostración.
Tarjetas A4 con papeles engomados en forma de cara sonriente funcionan muy bien.

Cada niño necesitará:
Un conjunto de cinco tarjetas.

Fotocopiar la Hoja Maestra: Números Binarios (página 6) sobre una tarjeta y
recortarla.

Hoja de Actividad: Números Binarios (página 5)
Existen otras actividades adicionales, para los cuales los niños necesitarán:
Hoja de Actividad: Trabajando con Binarios (página 7)
Hoja de Actividad: Enviando Mensajes Secretos (página 8)
Hoja de Actividad: Correo Electrónico y Módems (página 9)
Hoja de Actividad: Contando Arriba de 31 (pág