Introducción

En este artículo se hace una reseña sobre el uso creciente de las computadoras en las escuelas, así como el planteamiento de lo que puede hacer el maestro, como protagonista de la educación, para incorporar la tecnología informática en el desempeño de su misión.

Primero se describe el Proyecto PLATO IV que fue muy significativo, sobre todo porque introdujo las pantallas con capacidad para presentar elementos gráficos, cuando se iniciaba apenas la tercera generación de computadoras y aún faltaban casi veinte años para que las computadoras personales fueran una realidad.

A continuación, se aborda un segundo ejemplo que también contribuyó a definir el rumbo que seguiría el uso de las computadoras en el ámbito educativo. Esto ocurría cuando se consolidaba la computadora personal prácticamente en todo el mundo y la programación estuvo al alcance de los niños a través del lenguaje LOGO.

Siguiendo el curso de la historia, se discute un fenómeno que consistió en la instalación de "Laboratorios de Computación" en las escuelas del Primer Mundo y cuales fueron las principales acciones que se llevaron a cabo en México.

Para tener una mejor comprensión de los usos de la computadora en la escuela, se presentan dos conceptos: "La Educación sobre Informática" y "La Informática Educativa". Para el primero de ellos, se analiza qué conocimientos son necesarios hoy en día en ese campo y cómo la escuela puede orientar parte de su actividad hacia tal fin. Por otro lado, se discuten las características generales de los llamados "programas educativos" y el uso de Internet en la tarea educadora de la escuela.

Finalmente se plantea como interrogante, si esas dos vías se contraponen o son complementarias y se propone cuál puede y debe ser la misión del maestro como educador en una sociedad "informatizada".

La computadora va a la escuela
En 1963, en algunas escuelas en los Estados Unidos, los equipos de cómputo se comenzaron a utilizar en un intento por incorporar esta tecnología a la enseñanza. Aún faltaban 12 años para que la primera computadora personal se vendiera al público. Sin embargo, el uso de los transistores que había hecho posible la segunda generación de computadoras (1959-1963), dio paso a la tercera generación (1964-1975) y el tamaño de las computadoras fue reducido considerablemente. Estos equipos procesaban la información por lotes (batch), es decir, los datos y los programas no eran cargados en la memoria principal de la computadora por el usuario, sino que éste tenía que esperar a que el operador de la computadora hiciera esta labor en algún momento del día o de la noche y los resultados del procesamiento eran entregados posteriormente. Por esta razón se dificultaba su uso en la enseñanza. En esa época, se desarrolló el BASIC, un lenguaje informático fácil de usar que permitía a los maestros universitarios entrenarse en la programación.

Dos años más tarde, algunas escuelas de primaria y secundaria en los Estados Unidos, tuvieron la oportunidad de poseer computadoras, que fueron utilizadas principalmente para la administración escolar.

Los primeros avances en la enseñanza asistida por computadora (EAC)
Un año decisivo para el uso de la computadora en la escuela fue 1966, que marcó la culminación de un gran proyecto que se había iniciado en 1959. El Dr. Donald L. Bitzer inventó en la Universidad de Illinois el sistema PLATO (Programmed Logic for Automatic Teaching Operations) y junto con el Dr. Gene Slottow desarrollaron la Terminal PLATO IV. En 1967, fue incorporado a este sistema un lenguaje de programación llamado TUTOR, que permitía preparar material didáctico para usarse directamente en la computadora. En esa época, cuando la televisión educativa había tomado una gran fuerza, aparecía este novedoso sistema que estaba constituido por una computadora y terminales en las que trabajaban los alumnos.

Las primeras aplicaciones las promovieron los profesores de ciencias, quienes preparaban el material que se daba a los alumnos a través de la computadora. Por ejemplo, en Biología, para explicar las leyes de la herencia a los alumnos, a cada uno se le presentaba en la terminal una familia de moscas que podían poseer algunos rasgos mutantes como ojos blancos, el tamaño de las alas, el color del cuerpo o rayas en él. La imagen de las moscas estaba formada por partes: cabeza, ojos, tórax, alas y abdomen y mediante una codificación rigurosa, la computadora podía presentar combinaciones características, de tal forma que al seleccionar el estudiante un apareamiento, en unos cuantos segundos se le presentaba toda su descendencia. Algunas características no aparecen en el linaje de la primera generación por ser recesivas, así que el estudiante podía escoger moscas de la primera generación como padres de otra generación. Estos estudiantes debían llevar un cuaderno de anotaciones para sus experimentos, probaban estadísticamente sus hipótesis y elaboraban sus informes de laboratorio. La computadora hacía una verdadera analogía del sistema biológico real mediante números al azar y se basaba en las leyes de Mendel.

Este ejemplo muestra qué se entendía en esa época por Enseñanza Asistida por Computadora. Los experimentos se realizaban principalmente en las Universidades y los países que más participaron fueron Estados Unidos y Francia.

Además, el ejemplo también deja en claro la enorme importancia que tenía la posibilidad de presentar elementos gráficos en las terminales de los alumnos. Las pantallas basadas en tubos de rayos catódicos (CRT) eran excesivamente costosas, pero el Dr. Bitzer y el Dr. Slottow habían inventado en 1964 una pantalla de plasma que se había constituido en el elemento principal de cada terminal del Sistema PLATO.

Esta pantalla medía 21 por 21 centímetros y presentaba textos y gráficos en color anaranjado sobre fondo negro y tenía una capacidad de un poco más de un cuarto de millón de puntos. En su construcción se habían utilizado un par de placas de vidrio, una de ellas con 512 electrodos verticales y la otra con igual cantidad de electrodos horizontales. Entre las dos placas de vidrio se tenía gas neón y cuando se aplicaba energía eléctrica a un electrodo horizontal y uno vertical, el gas emitía luz en el punto de intersección. Así, controlando los electrodos de las dos placas se podía formar la imagen, punto por punto. La gran complejidad de las soluciones tecnológicas que se daban conllevaban costos demasiado elevados y esto impedía que su utilización fuera en gran escala.

Con estos sistemas se desarrollaron lecciones no sólo de biología, sino de química, física y matemáticas y permitieron experimentos en los que incluso los niños aprendieran los fundamentos de la programación, con un lenguaje con diez instrucciones para gobernar un muñeco en la pantalla.

Aunada a la complejidad de los equipos, también la programación era costosa. Podría uno pensar que si la computadora le preguntaba al estudiante una ecuación, la selección se hacía de una lista de posibles respuestas. Sin embargo, esto no era así. Mediante algoritmos, la computadora podía valorar la ecuación propuesta por el estudiante y en caso de ser incorrecta, le presentaba ejemplos en los que mostraba que los resultados obtenidos con tal ecuación podían ser absurdos o ilógicos. Si la ecuación del estudiante resultaba algebraicamente correcta pero con la posibilidad de simplificarse, también lo podía detectar la computadora mediante sus algoritmos y podía proponer una expresión equivalente más sencilla.

Todavía en 1968, el uso de la computadora en las escuelas presentaba grandes dificultades porque seguía vigente el procesamiento por lotes y esto impedía a los maestros convertirse en los operadores directos de la máquina.

Al cumplirse los primeros veinticinco años de la historia de las computadoras electrónicas, la programación se había convertido en una tarea difícil en la que los programas, cada vez más grandes eran al mismo tiempo, cada vez más confusos y frecuentemente, fuentes de enorme frustración y de pérdidas multimillonarias si se cometían errores. Surgieron nuevos avances que desembocaron en la llamada Programación estructurada que obligaba a programar con más disciplina.

En 1970 se creó el lenguaje Pascal y algunas universidades comenzaron a utilizar la computadora en la enseñanza de este lenguaje en un intento por substituir el BASIC para aprovechar los beneficios de la Programación Estructurada.

En 1972, en una reunión convocada por la UNESCO y por el Comité de Enseñanza de la Ciencia del ICSU (International Council of Scientific Unions), en París, destacaron dos trabajos. Uno fue el uso de las primeras videocaseteras para fines educativos; el otro, fue la demostración del sistema PLATO conectado desde las terminales de París hasta la computadora en Illinois. Este sistema contaba ya en dicha universidad, con 2,000 terminales y se estaba construyendo otro con 4,000 para 1974.

La microelectrónica hace posible la computadora personal
El campo de la electrónica venía desarrollando los circuitos integrados o microcircuitos desde 1963. Los procesos de producción de microcircuitos comienzan con cilindros de silicio químicamente puro que son cortados en rebanadas muy delgadas. Después, un diseño preconcebido es grabado en una capa protectora de la superficie de la oblea, mediante el uso de luz en un proceso fotográfico. Una vez que la superficie de la oblea de silicio ha sido procesada de esta manera, es puesta en un baño ácido para eliminar las partes de la capa protectora que no fueron expuestas a la luz y así dejar al descubierto parte de la superficie. Para permitir que el silicio pueda transportar cargas eléctricas, se agregan impurezas en las partes descubiertas y este proceso se repite capa por capa hasta que todo un circuito electrónico ha sido construido en la oblea.

En un principio, los circuitos integrados eran diseñados para cumplir con una sola función, por ejemplo, sumar, o retardar una señal, o actuar como memoria principal, o comparar dos números. Sin embargo, los ingenieros aprendieron a fabricarlos más fácilmente y tuvieron la idea de construir sistemas electrónicos que pudieran realizar varias funciones. Estos circuitos llegaron a contener hasta 6000 transistores y podían realizar operaciones como la suma, la resta, la multiplicación y la división. Rápidamente, esta tecnología se popularizó y con 15,000 transistores en un circuito, los ingenieros electrónicos lograron acomodar las funciones de una computadora en lo que se conoce con el nombre de microprocesador. Surgieron las primeras calculadoras electrónicas de bolsillo y surgieron también las computadoras de la cuarta generación y en 1975, las computadoras personales.

Cuando el mundo vivió la Revolución Industrial en el siglo XVIII, la Máquina de Vapor se convirtió en el gran motor que movería la industria. En las fábricas, las enormes calderas generaban el vapor necesario y la fuerza se transmitía a través de poleas y bandas de cuero o mediante cadenas a las diferentes máquinas; y los ferrocarriles transportaban a cientos de personas. Pero un día fue posible el motor de combustión interna, el motor personal y la sociedad tuvo que adaptarse al automóvil.

Hasta la tercera generación de computadoras, éstas ocupaban grandes habitaciones y se construían enormes "centros de cómputo" que funcionaban como fábricas para procesar datos. Pero un día fue posible el microprocesador y la sociedad tuvo que adaptarse a la computadora personal.

Desde 1965, el ingeniero Gordon Moore llegó a la conclusión de que cada 18 meses se duplicaba la capacidad de los circuitos electrónicos. Esta observación se conoce hoy como la Ley de Moore. No es una ley física, sino una descripción de lo que viene ocurriendo en el desarrollo de la tecnología informática y se ha cumplido con asombrosa precisión. El microprocesador Pentium tiene más de cinco millones de transistores y parece no haber final.

Tercera Generación de Computadoras

Cuando los circuitos integrados comenzaron a desplazar a los transistores de las computadoras, se inició la llamada Tercera Generación. Esta nueva miniaturización junto con el desarrollo de programas que permitían que las computadoras pudieran realizar varios servicios simultáneamente, llevaron a la computadora hacia nuevas aplicaciones como la administración. La Tercera Generación se considera de 1965 a 1970.

Programación

Por programación se entiende la serie completa de pasos para resolver un problema en una computadora.
A menudo la palabra programación ha sido usada como sinónimo de codificación, es decir el proceso de escribir instrucciones en un lenguaje informático; sin embargo, antes de codificar una solución es necesario realizar una enorme cantidad de trabajo.

La programación se compone de dos fases:

A Fase de resolución del problema:

Definición del problema: Un entendimiento claro de qué es lo que se pretende resolver para crear una solución adecuada.
Desarrollo de la solución: Excepto en los casos de problemas simples, un programa no está formado por una única tarea, sino que serán varias tareas interrelacionadas. Es extremadamente importante especificar en qué consiste cada tarea y cómo se relaciona con las demás.
Selección de algoritmos: Un algoritmo es un método específico para resolver un problema. Una vez que se han determinado las tareas y subtareas, para cada una de ellas se debe especificar qué información requiere y qué resultados va a producir. Hay que especificar detalladamente cómo se realiza la tarea.
Prueba: Seguir exactamente los pasos para ver si la solución resuelve verdaderamente el problema.

B Fase de instalación:

Codificación: Para los pasos anteriores no ha sido necesario usar un lenguaje informático en particular, pero una vez que se ha organizado la solución del problema y se tienen los detalles paso a paso del algoritmo, se escribe el programa en el lenguaje informático más conveniente.
Depuración: Muy rara vez un programa corre adecuadamente una vez que ha sido codificado; es necesario localizar y corregir todos los errores que inevitablemente se cometen.
Validación: No basta con obtener resultados de un programa, es necesario garantizar que los resultados que se obtienen son correctos en todos los casos.
Documentación: La documentación de un programa debe contener la definición del problema, la descripción de los algoritmos y el listado del programa. Se debe considerar tanto la documentación técnica para que otros programadores puedan modificar el programa si es necesario, así como la documentación para el usuario del programa.
Mantenimiento: Los programas escritos y que están en uso, frecuentemente requieren modificaciones o correcciones.

Transistor

Un transistor es un dispositivo construido con materiales semiconductores -generalmente silicio- que tiene la propiedad de poder controlar una corriente eléctrica mediante una señal. En su función, es similar a la válvula electrónica o bulbo, sin embargo, su tamaño es mucho menor (comparable al de un grano de arroz) y consume menos energía, pues no requiere de temperaturas elevadas para funcionar. El transistor revolucionó le electrónica en general y las computadoras en particular.

Segunda Generación de Computadoras

El desarrollo del transistor hizo posible que las primeras computadoras, que usaban bulbos o válvulas al vacío, fueran reemplazadas por computadoras que por usar transistores, consumían menos energía, ocupaban un espacio mucho menor y fueran más rápidas. Este cambio en los sistemas electrónicos de las computadoras, aunado al desarrollo de lenguajes informáticos como el FORTAN y el COBOL, así como la utilización por vez primera de los discos magnéticos dieron lugar a lo que se conoce como Segunda Generación de computadoras. La Segunda Generación comprende de 1959 a 1964.

Programas

Los programas son secuencias de códigos que representan los pasos simples que la computadora debe seguir para resolver un problema.

Datos

No se deben confundir los datos con la información. La información tiene un significado, los datos son solamente símbolos que representan información. Un dato es todo aquello susceptible de ser captado por la mente y en el caso de las computadoras, un dato es un símbolo almacenado en la memoria. La información es el resultado de recabar datos y darles estructura de tal modo que resulten útiles para tomar decisiones. Aquí utilidad se entiende como la cualidad de ser aplicable en el momento de efectuar una acción.

Memoria Principal

La Memoria funciona como un almacén en el que se guardan las instrucciones y los datos. Existen dos tipos de memoria: la memoria RAM en la que se puede escribir y leer, y la memoria ROM que sólo se puede leer y en la que se tienen programas instalados por las fábricas que las construyen.

Pantalla de plasma

La pantalla de plasma es un dispositivo de salida de la computadora que permite presentar texto y gráficas mediante la luminiscencia de puntos que se encuentran arreglados en filas y columnas en una superficie de vidrio. El principio en que se basa es la ionización de un gas y no usa los rayos catódicos de las pantallas convencionales.

Algoritmos

Los algoritmos son las series de pasos que se deben seguir en orden para resolver un problema.

Programación estructurada

La programación estructurada es el proceso de diseño y codificación de los pasos para resolver un problema en la computadora, con reglas rigurosas que garanticen que la solución es alcanzada.

Circuitos Integrados

Las técnicas empleadas en la fabricación de transistores son empleadas para construir sistemas electrónicos completos en pequeñas hojuelas rectangulares de silicio de unos tres o cuatro milímetros por lado. Los primeros circuitos integrados o microcircuitos, incorporaban varios transistores (desde cuatro hasta 20 ó 30). Hoy, los circuitos integrados pueden llegar a contener millones de transistores y miden un poco más de un centímetro por lado.

Funciones de una computadora

Las funciones básicas de una computadora son las operaciones lógicas y aritméticas simples en las que se basa su funcionamiento. Cada procesador se diseña con un conjunto reducido de funciones básicas y los programadores hacen uso de ellas para desarrollar funciones más complejas.

Microprocesador

Desde que en 1946 John von Neumann y sus colegas propusieron un diseño de computadora en el que las instrucciones de los programas fueran grabados en una memoria, las partes esenciales de las computadoras son una unidad para procesar que efectúa las operaciones lógicas y aritméticas y una unidad de control que gobierna la memoria en la que se almacenan las instrucciones y los datos. Cuando la microelectrónica hizo posible que todo el procesador de la computadora (Unidad Lógico-aritmética y Unidad de Control) fueran integrados en un solo microcircuito, nació el microprocesador. Se puede decir que un microprocesador es un circuito integrado que realiza las función de control y las operaciones aritméticas y lógicas de una computadora.

Cuarta Generación de Computadoras

La Cuarta Generación de computadoras es una extensión de la Tercera Generación. Se considera que la Cuarta Generación se inicia cuando es posible que un circuito integrado realice todas las funciones del procesador de la computadora. A este tipo de circuito se le conoce con el nombre de Microprocesador. Así, el uso de los Microprocesadores marca el inicio de la Cuarta Generación de computadoras. La Cuarta Generación comprende de 1971 a nuestros días, aunque en 1983 hubo un intento de desarrollar una Quinta Generación por parte de los japoneses, pero el entusiasmo decayó y no se ha desarrollado aún.