Implementan en la USM ambiente interactivo en el aula a través de un versátil software libre

30 · marzo · 2016

La herramienta es Jupyter Notebooks, que permite crear y compartir documentos que combinan texto y código ejecutable, una aplicación que se está usando transversalmente en carreras de diferentes Departamentos de la Universidad y que hace posible que los estudiantes aprendan a través de desafíos.

jupyterbLogrando clases de carácter más interactivo y facilitando el aprendizaje en asignaturas que requieren modelaciones computacionales, un grupo de académicos de la Universidad Técnica Federico Santa María ha estado implementando en diferentes asignaturas una herramienta especial, que permite combinar texto y código, además de insertar y visualizar gráficamente el comportamiento de distintas variantes.

Se trata de Jupyter Notebook, una aplicación web de uso libre y gratuito que permite crear y compartir documentos que contienen código ejecutable, ecuaciones, visualizaciones gráficas y texto, soportando más de 40 lenguajes de programación, entre ellos Python, R, Julia y Scala.

Los profesores pioneros en incorporar esta herramienta a sus clases en la Universidad son Sebastián Flores, en la asignatura Aplicaciones de la Matemática en la Ingeniería del Departamento de Matemática; Christopher Cooper, en Fundamentos de la Mecánica de Fluidos Computacional del Departamento de Ingeniería Mecánica; y Claudio Torres, en Computación Científica del Departamento de Informática.

Y para facilitar la iniciación de sus alumnos en el ambiente interactivo, los tres académicos habilitaron además un tutorial que enseña a los estudiantes a operar la aplicación y el lenguaje que usan, Python, en poco tiempo.

“El software nos da la posibilidad de intercalar código ejecutable con texto, permitiéndonos hacer guías de ejercicio de laboratorio”, explica el profesor Cooper. “El tutorial que generamos nivela a los estudiantes en Python, para que cuando nos enfrentemos al código diseñado para el curso, o tengan que programar ellos, no haya problema usando el lenguaje y nos podamos concentrar en la materia de la asignatura”.

El uso del software Jupyter Notebooks favorece al aprendizaje activo de los estudiantes, dando paso a clases más dinámicas e interactivas, ya que además de permitir que los usuarios visualicen el código mediante la aplicación en línea, entrega la posibilidad de descargarlo y modificarlo, función que los estudiantes usan para cumplir los retos que se entregan en laboratorio.

Sobre las ventajas que ha podido percibir en el uso de esta aplicación en sus clases, el profesor Sebastián Flores señala que “me sorprendió lo participativos que se volvieron los laboratorios; inicialmente traté de guiar el desarrollo de los laboratorios pero rápidamente me di cuenta que cada estudiante avanzaba a su propia velocidad, respondiéndose sus propias preguntas y rara vez requiriendo asistencia adicional. El diseño de los laboratorios permitió orientar el aprendizaje mediante desafíos hacia competencias y herramientas concretas, que tuvieron gran recepción por parte de los estudiantes”.

Otra de las ventajas que presenta la herramienta es que reúne a una gran comunidad en línea que se dedica a su uso y desarrollo, en donde los usuarios pueden plantear sus dudas.

Jupyter Notebooks se usa con fines educativos en prestigiosas universidades, como son el Instituto Tecnológico de Massachusetts y la Universidad de California en Berkeley, entre otras, siendo además útil transversalmente para diferentes asignaturas que trabajen con programación y donde se desarrollen modelaciones computacionales.

“Estamos tratando de generar material que es intermedio a las asignaturas, para que nuestros alumnos puedan aprender a usar el software”, sostiene Cooper. “Centralizamos los tres cursos que usaban notebooks y generamos este tutorial que es transversal para todos, para que así el primer día de clases aquellos alumnos que no sepan cómo abordarlo puedan dirigirse al tutorial y se capaciten por sí mismos muy rápidamente”.

Una nueva herramienta

El tutorial sobre este software y su uso con Python fue creado por el equipo de profesores gracias al proyecto MECESUP FSM1307 “Implementar un Plan de Integración de las Tecnologías para articular experiencias de innovación pedagógica y explorar iniciativas de formación en D-lerning en las carreras de la UTFSM”, a través del cual se proporcionaron los fondos necesarios para contratar ayudantes que participaron en la generación, selección y edición del material.

jupytera“Este ambiente interactivo hace posible que los estudiantes aprendan a programar, entendiendo la estructura de pensamiento computacional  más allá de la sintaxis del lenguaje”, manifestó Cecilia Ritchie, Encargada de Recursos Didácticos del Centro de Innovación para la Calidad Educativa (CICE) de la USM. “Gracias a esta herramienta, el alumno puede desarrollar otras habilidades que no se centran solamente en el manejo del lenguaje en el que se trabaja; a través de desafíos que se le presentan, los estudiantes desarrollan  la capacidad de análisis, de predicción, de solución de problemas, entre otras”, agregó.

El tutorial desarrollado por los académicos seguirá expandiéndose, para formar así una herramienta abierta para toda la comunidad de la Universidad, con el propósito de que se difunda el uso de Jupyter Notebooks en otras asignaturas y carreras como una buena práctica para el aprendizaje. Éste puede ser encontrado en GitHub a través del siguiente link: https://github.com/usantamaria.

Próximamente, además,  se desarrollará un taller para profesores de la Universidad que estén interesados en implementar el uso de esta herramienta en sus asignaturas.

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