Scratch

Divulgación de un proyecto de investigación para el desarrollo de un entorno de programación multimedia en red, para la mejora del dominio tecnológico: Scratch Máximo Prudencio Conejo Coordinador TIC I.E.S nº 12 (Badajoz) [email protected] Conferencia Internacional de Software Libre 3.0 Badajoz. Febrero, 2007

Abstract Esta ponencia pretende dar a conocer el estado de desarrollo del proyecto de inverstigación que está siendo llevado a cabo conjuntamente por el Laboratorio Multimedia del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), durante los años 2003 al 2007, para desarrollar una herramienta de programación destinada a jóvenes de entre 10 y 18 años. La investigación, financiada por la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos, está dirigida a la mejora del dominio tecnologico de niños y adolescentes en centros extraescolares de comunidades económicamente desfavorecidas. El estado de la investigación y su desarrollo permite avanzar que nos encontramos ante una herramienta que facilita el acercamiento a la programación como medio para la mejora del dominio tecnológico y nos proporciona un buen material para acercar a niños y adolescentes al mundo de la programación.

1. Análisis La ingente capacidad de procesamiento de la información de los ordenadores hizo concebir enormes expectativas acerca de sus posibilidades educativas, pero su utilización como herramienta reproductora de praxis tradicionales no permite obtener el partido deseable que este medio prometía. En “Repensando el aprendizaje en la era digital” [12], Resnick, uno de los principales investigadores del equipo MIT-UCLA, expone lo siguiente: Los ordenadores son maravillosos para transmitir y acceder a la información, pero con mayor claridad son un nuevo medio a través del que la gente puede crear y expresarse. Si usamos los ordenadores simplemente para

transmitir información a los estudiantes, estamos perdiendo el extraordinario potencial de la nueva tecnologia para transformar el aprendizaje y la educación [12]. Cuando se analiza el uso que se está dando a los ordenadores en la educación, formal e informal, se constata una clara acomodación de esta herramienta a las tradicionales prácticas educativas. Los ordenadores se utilizan, en muchos casos, como meros auxiliares para transmitir información, y rara vez como medios para crear. En la mayoría de los lugares en los que las nuevas tecnologias se están usando en educación se utlilizan simplemente para reforzar acercamientos al aprendizaje anticuados. Así como los avances científicos y tecnológicos están tranformando la agricultura, la medicina y la industria, las ideas y aproximaciones a la enseñanza y el aprendizaje siguen permaneciendo sin cambios [12]. En su propuesta de desarrollo del proyecto de investigación, Resnick, Kafai y Maeda analizaban la situación en estos términos: En la pasada década se abrieron en Estados Unidos más de dos mil centros de comunidades tecnológicas destinados específicamente a mejorar el acceso a las nuevas tecnologías a comunidades desfavorecidas económicamente. Sin embargo, la oferta de estos centros se limitaba a actividades informáticas básicas (procesamiento de textos, correo electrónico y navegación por internet), actividades introductorias acerca del uso de los ordenadores y juegos educativos [11]. En otras palabras, la práctica se circunscribe, en muchos casos, a lo que se dió en llamar alfabetización informática (Computer literacy), es decir, a proprocionar conocimientos y habilidades precisas para usar los ordenadores y programas de forma eficiente. Si se desciende al uso que los niños y adolescentes dan a los ordenadores de forma espontánea el panorama no se despeja gran cosa. La predilección de éstos por

actividades tales como juegos por ordenador y en red, programas de dibujo, chats y navegación a través de internet resulta bastante evidente a cualquiera que se detenga a observar su comportamiento.

2. FITness Ni la formación que se oferta ni las preferencias de los jóvenes se encaminan a satisfacer sus necesidades de formación. Como consecuencia, aunque las nuevas tecnologias proliferan y juegan un papel cada vez más importante en todos los aspectos sociales, hay mucha gente que está pobremente equipada para reconocer, avanzar de forma autónoma o dirigir los cambios tecnológicos o los problemas que podría resolver [11]. No basta, pues, con la alfabetización informática sino que los tiempos planten un problema crítico que demanda respuesta: la necesidad de que los ciudadanos alcancen lo que hemos traducido como dominio de las tecnologías de la información (fluency with information technologies), definida como la habilidad para reformular el conocimiento, para expresarse uno mismo de forma creativa y apropiada, y para producir y generar información además de comprenderla [1]. Diversos informes han puesto el énfasis en la necesidad de alcanzar el dominio de las tecnologias de la información. [1], [2], insistiendo en la necesidad de comprender las tecnologias de la información para poder usarlas con eficacia. El dominio de las tecnologias de la información (abreviadamente FITness, Fluency with information) va más allá de las nociones tradicionales de alfabetización informática. La alfabetización informática se refiere a un nivel mínimo de familaridad con herramientas tecnologicas tales como procesadores de textos, correo electrónico y navegación por internet. En contraste, el dominio de la tecnologia de la información requiere que las personas entiendan la tecnologia de la información con la suficiente amplitud como para poder aplicarla productivamente en su trabajo y en su vida cotidiana; para reconocer cuando la tecnologia de la información puede ayudar o impedir alcanzar el logro de una meta, y para adaptarse continuamente a los cambios y avances de la tecnologia de la información.[1].

3. El valor educativo de la programación El equipo de investigación MIT-UCLA propone la programación informática como medio para alcanzar el dominio de las tecnologias de la información que la sociedad demanda. La programación informática puede ser un poderoso medio para que los niños y jóvenes expresen sus ideas creativas [3]

La investigación ha demostrado que los niños aprenden mejor mediante exploraciones creativas en las que diseñan, crean e inventan cosas que les interesan [3]. Los ordenadores son un medio educativo porque ofrecen formas para crear, diseñan e investigar a través de los lenguajes de programación. Los niños pueden usar la programación como una manera de explorar ideas complejas y creativas realizando muestras de arte, historias, desarrollando juegos, etc [3]. Además, como expresa el NRC, el algoritmo de pensamiento inherente a la programación es esencial para comprender por qué los sistemas de información tecnologica funcionan como lo hacen [11]. Sin embargo, todos los intentos por introducir la programación entre los jóvenes no han alcanzado los frutos deseados porque, demasiado a menudo, la programación entre jóvenes se ha introducido usando lenguajes de programación que son difíciles de usar, con actividades propuestas que no se conectan con los intereses de los jóvenes, y en contextos en los que nadie tiene la suficiente experiencia o son lo suficientemente expertos como para poder proprocionar ayuda [11]. Malan y Leitner expresan en estos términos la complejidad de los tradicionales lenguajes de programación: Muchos lenguajes de programación, a primera vista, parecen griego (chino, diríamos nosotros) a ojos no acostumbrados, una amalgama de inglés con una sintaxis poco familiar [6]. Como medio para alcanzar el dominio de las tecnologias de la información el proyecto de investigación se propone el desarrollo de un lenguaje gráfico de programación que sea fácil de aprender y conecte con los intereses de los niños, especialmente mediante el uso de sonido, imagen, vídeo y sensores de entrada [3].

4. Objetivos Los objetivos expresandos en la propuesta del proyecto de investigación representan un intento por mejorar las competencias tecnológicas de niños y jóvenes mediante la introducción de la programación orientada a objetos, concretandose en los siguientes términos: • Transformar el uso de la tecnología de los centros extraescolares, movilizándose más allá de las actividades básicas con ordenadores, para permitir a los jóvenes alcanzar un profundo dominio de las tecnologias de la información. • Ampliar las oportunidades de los jóvenes de grupos escasamente representados para que llegen a ser diseñadores e inventores usando las nuevas tecnologias. • Promover la comprensión del diseño eficaz e innovador de las nuevas tecnologias de la información y la comunicación para la educación informal en

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matemáticas y tecnologias de la información. Practicar tecnologias educacionales basadas en la investigación, y las ideas subyacentes a estas tecnologias, accesibles a audiencias progresivamente más grandes y más diversas. Colaboración entre los jóvenes superando barreras geográficas, lingüísticas y culturales.

5. Contexto de investigación La experimentación de la herramienta se lleva a cabo en los Computers Clubhouses, instituciones extraescolares sin ánimo de lucro, creadas en 1993 y financiadas por Intel. Estos centros se crearon con el propósito de hacer llegar las nuevas tecnologías a jovenes de poblaciones margninales y desfavorecidas socioculturalmente. Los Computer Clubhouses fueron creados por el Computer Museum (actualmente Museo de Ciencias de Boston ) y el Lifelong Kindergarten del Laboratorio Multimedia del MIT. En la actualidad, estos centros atienden a una población de más de 20.000 jóvenes de 14 estados y países diferentes, distribuídos en 110 localizaciones. Los Clubhouses se centran en actividades “construccionistas” que fomentan entre los jóvenes la creatividad como diseñadores e inventores, en proyectos relacionados con sus propios intereses; a la vez que ayudan a crear hábitos sociales de pertenencia a la comunidad y de colaboración entre ellos, ofreciendo recursos y oportunidades a aquellos jóvenes que, de otra manera, no tendrían acceso. En algunos de estos Computers Clubhouses se ha venido desarrollando una destacable “cultura” de diseño gráfico y procesamiento de imágenes, utilizando software propietario. Pero en contadas ocasiones se han involucrado en un compromiso con actividades de programación. En este sentido, la experimentación del proyecto viene a proporcionar la tecnologia precisa para dar soporte a este tipo de experiencias.

instituciones extraescolares. Se puede aprender a trabajar con la herramienta de forma gradual y progresiva. • La herramienta admite su uso de forma cada vez más compleja. En base a esos criterios, el equipo de investigación diseñó Scratch con la intención de que fuera, no ya solo una herramienta, sino un material, un medio de expresión creativo, un poderoso medio para que los niños expresen sus propias ideas [3]. •

7. Desarrollo tecnológico: Scratch Scratch está siendo desarrollado por el grupo de investigación Lifelong Kindergarten en el Laboratorio Multimedia del MIT, en colaboración con el grupo de investigación KIDS de la Escuela de Estudios de Educación e Información de la UCLA. El objetivo del proyecto Scratch es desarrollar un lenguaje gráfico de programación fácil de aprender y que conecte con los intereses de los niños, especialmente, usando imagen, sonido y vídeo y entradas a través de sensores [3]. El proyecto Scratch es deudor de experiencias previas en el campo de la creación de entornos de programación intuitivos tales como Design by Number de John Maeda o LogoBlocks, recogiendo la aportaciones de tres importantes ideas en lenguajes de programación desarrolladas en tecnología educacional: •

Micromundos de Logo: El lenguaje de programación de Scratch se basa en Logo (especialmente las primitivas) y presenta un entorno como el Micromundo de Logo en el que múltiples objetos pueden evolucionar e interactuar entre sí.

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Etoys: Como los e-toys, Scratch está desarrollado en Squeak y su funcionamiento responde a la misma filosofía de arrastrar y soltar bloques en lugar de escribirlos.

6. Criterios de diseño

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Del análisis de las nuevas herramientas que los jóvenes emplean de forma consistente a lo largo del tiempo y con éxito, se desprende que la valoración del software empleado reside en aspectos tales como que los jóvenes aprecian estas herramientas cuando: • Concuerdan con sus intereses y motivaciones. • Perciben su valor potencial rápidamente. • Pueden crear su primer proyecto de forma rápida y sencilla. • Pueden crear sus proyectos y mostrarlos a otros. • Se adaptan a diferentes entornos culturales. • Las actividades se insertan en la dinámica social de las

LogoBlocks: La forma de trabajar con Scratch utilizando bloques autoencajables recuerda al LogoBlocks de Andrew Begel, desarrollado también en el MIT.

Scratch permite programar con el ratón. Los constructos de programación se representan mediante piezas de puzzles que encajan únicamente si son sintácticamente correctas. Esto permite que el trabajo se centre más en los problemas de lógica que en la sintaxis de la programación.

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Fig. 1. Pantalla de Scratch

8. Características esenciales Teniendo en cuenta experiencias previas en la introducción de nuevos entornos de programación y los criterios de diseño anteriormente expuestos, el equipo de desarrollo se planteó el diseño de Scratch con las siguientes características esenciales: Metáfora de los bloques de contrucción: La programación con Scratch se basa en la metáfora de los bloques de contruccion, en las que los alumnos construyen procedimientos encajando los bloques gráficos como ladrillos del Lego o piezas de un puzzle.

Fig. 2. Bloques encajables

Manipulación de sonido, imágenes y vídeo: La manipulación de archivos multimedia es una de las características más llamativas de Scratch, a las que se le han añadido rutinas de manipulación de imágenes en forma de filtros y el control sobre los mismos. Profunda portabilidad.: Además de permitir compartir los proyectos, Scratch facilita compartir los gráficos (sprites) creados entre diferentes proyectos y autores e, incluso, entre diferentes tipos de dispositivos.. Estrecha integración con el mundo físico: El propósito es programar objetos físicos del mismo modo que se programan objetos virtuales en la pantalla usando entradas de sensores físicos para controlar los coportamientos de los objetos físicos y creaciones virtuales. Soporte para múltiples lenguajes: Los bloques de instrucciones de Scratch se pueden cambiar a diferentes idiomas sin ningún problema, incluso en plena ejecución. El programa no recuerda, no obstante, el idioma utilizado por el último usuario, por lo que cada vez que arranca se muestra, por defecto, en inglés.

Fig. 3. Diversos tipos de funciones

9. Propósitos En la actualidad, el proyecto se encuentra en su cuarto año de desarrollo, en el que se preveía terminar de desarrollar la herramienta y difundirla a través de internet. El lanzamiento oficial estaba programado inicialmente para diciembre de 2006. Hasta tanto, una versión beta ha estado disponible en http://scratch.mit.edu/beta/ para poder ser testeada. En una futura versión de Scratch, están considerando añadir soporte para proyectos multipágina. Esto permitirá alguna de la funcionalidad de los objetos libros, permitiendo proyectos más grandes y con múltiples escenas. También están considerando añadir objetos de texto que podrían ayudar en la creación de cosas tales como ensayos activos y libros de historias animadas. En el modo presentación, el escenario está rodeado por un borde negro. Sus dimensiones duplican exactamente el tamaño del escenario original por lo que puede ser que no llene completamente la pantalla. El beneficio de ésto es que no se introducen factores indeseables cuando se multiplica por un entero exacto. No obstante, tienen planes para lograr una pantalla edge-to-edge, que llegue al borde. En la actualidad están creando una aplicación (player) de Java para los proyectos de Scratch que permitirá incrustarlos en páginas web. También están creando un portal de Scratch que permitirá subir proyectos a una galería personal de proyectos en ese sitio con un simple clic de ratón. Tambien se podrán incrustar proyectos en otras páginas web usando un pequeño script de HTML. Se prevé que el player de Java esté disponible en la página web de Scratch a primeros de enero de 2007. Por otra parte, es necesario advertir expresamente que Scratch aún no se ha desarrollado para Linux, y que esperan hacerlo durante el próximo año 2007 en función de que Linux se está empleando cada vez más en educación. En el calendario de trabajo del proyecto figura que, durante el cuarto año del mismo, se facilitará la descarga de Scratch via página web y se procederá a su divulgación como herramienta de libre uso, promocionando al máximo su distribución. De forma provisional, y puesto que Scratch es un Squeak modificado, se puede utilizar Scratch con Linux si se tiene instalada la VM de Squeak. No obstante, es

preciso tener en cuenta que los sensores, notas, instrumentos y juegos de sonido no están operativos bajo este sistema operativo. Oficialmente, Scratch no ha sido probado aún en Linux aunque pretenden hacerlo tan pronto les sea posible y documentar cualquier defecto antes de distribuirlo para Linux. Insisten en que Scratch no está aún soportado oficialmente para Linux. En palabras de John Maliney, No les gustaría que la gente tuviera una mala experiencia inicial con Scratch bajo Linux porque esperan mejorarlo.

10. Referencias [1] Committee on Information Technology Literacy, National Research Council (1999), Being Fluent with Information Technology. http://stills.nap.edu/html/beingfluent/index.html http://books.nap.edu/execsumm_pdf/6482.pdf [2] Committee on Technological Literacy,; National Academy of Engineering; National Research Council (2002), Technically Speaking: Why All Americans Need to Know More About Technology. Greg Pearson and A. Thomas Young, Editors. http://books.nap.edu/execsumm_pdf/10250.pdf [3] David S. Feinberg (2004), “Broadcast-Based Communication in a Programming Environment for Novices”. Master Tesis. http://weblogs.media.mit.edu/llk/scratch/about.html#publi cations [4] KIDS research group (UCLA Graduate School Education & Information Studies. http://www.gseis.ucla.edu/faculty/kafai/

of

[5] Lifelong Kindergarten, research group (MIT Media Lab) http://llk.media.mit.edu/ [6] Malan, David J. Y Leitner, Henry H. Scratch for Budding Computer Scientists. http://www.eecs.harvard.edu/~malan/publications/fp079malan.pdf [7] Maloney, J., Burd, L., Kafai, Y., Rusk, N., Silverman,

B., & Resnick, M. (2004, January). Scratch: A Sneak Preview. Paper presented at the Second International Conference on Creating, Connecting, and Collaborating through Computing, Kyoto, Japan. http://llk.media.mit.edu/papers/ScratchSneakPreview.pdf

Digital Age” http://pubs.media.mit.edu/pubs/papers/wef.pdf [13] Resnick, M. “Technologies for Lifelong Kindergarten.” Educational Technology Research and Development (1998). http://llk.media.mit.edu/papers/llk/index.html

[8] MIT Media Lab, http://www.media.mit.edu/ [14] Resnick, M., R. Berg, and M. Eisenberg. “Beyond

[9] Pepper, Kylie A. y Kafai, Yasmin B. (2005), “Creative Coding: Programming for Personal Expression” http://weblogs.media.mit.edu/llk/scratch/archives/Creative Coding-PepperKafai.pdf [10] Scratch , http://scratch.mit.edu/ [11] Resnick, Mitchel, Kafai, Yasmin, Maeda, John (2003): A Networked, Media-Rich Programming Environment to Enhance Technological Fluency at AfterSchool Centers in Economically-Disadvantaged Communities. Proposal to National Science Foundation. http://web.media.mit.edu/~mres/papers/scratchproposal.pdf [12] Resnick, Mitchel (2000) “Rethinking Learning in the

Black Boxes: Bringing Transparency and Aesthetics Back to Scientific Investigation.” http://makingsens.stanford.edu/pubs/BeyondBlackBoxes.p df