Sistema de evaluación de algoritmos asistido con inteligencia artificial para mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje y retroalimentación en el ámbito académico

La enseñanza y el aprendizaje de la programación de computadores son componentes fundamentales en la formación académica y profesional de individuos en el ámbito de la informática y tecnología. Sin embargo, en la actualidad, se enfrenta a un desafío importante: la dificultad para enseñar y aprender...

Full description

Autores:: Mejía Villalba, Royer Eliecer

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2024

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	La enseñanza y el aprendizaje de la programación de computadores son componentes fundamentales en la formación académica y profesional de individuos en el ámbito de la informática y tecnología. Sin embargo, en la actualidad, se enfrenta a un desafío importante: la dificultad para enseñar y aprender la materia de programación básica de computadores. En Colombia donde a pesar de los esfuerzos del Ministerio de Educación Nacional, persisten altas tasas de deserción y dificultades de evaluación objetiva. Se han diseñado y desarrollado herramientas educativas como Scratch, Alice y otras para mejorar la enseñanza de la programación. Se destaca la dificultad generalizada para desarrollar el pensamiento computacional, especialmente en el análisis de problemas a partir de sus componentes fundamentales: entradas, procesos y salidas. Con la creación de esta herramienta se busca mejorar esta habilidad, se puede fortalecer la capacidad de abordar desafíos desde una perspectiva computacional. En este trabajo se desarrolló una plataforma interactiva que integra inteligencia artificial para enseñar y evaluar algoritmos, con el objetivo de impactar el proceso de enseñanza-aprendizaje y aumentar la cualificación de los maestro y estudiantes de programación de computadores, destacando la importancia y relevancia que ha tomado la inteligencia artificial dentro del campo de la programación de computadores.
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Sin embargo, en la actualidad, se enfrenta a un desafío importante: la dificultad para enseñar y aprender la materia de programación básica de computadores. En Colombia donde a pesar de los esfuerzos del Ministerio de Educación Nacional, persisten altas tasas de deserción y dificultades de evaluación objetiva. Se han diseñado y desarrollado herramientas educativas como Scratch, Alice y otras para mejorar la enseñanza de la programación. Se destaca la dificultad generalizada para desarrollar el pensamiento computacional, especialmente en el análisis de problemas a partir de sus componentes fundamentales: entradas, procesos y salidas. Con la creación de esta herramienta se busca mejorar esta habilidad, se puede fortalecer la capacidad de abordar desafíos desde una perspectiva computacional. En este trabajo se desarrolló una plataforma interactiva que integra inteligencia artificial para enseñar y evaluar algoritmos, con el objetivo de impactar el proceso de enseñanza-aprendizaje y aumentar la cualificación de los maestro y estudiantes de programación de computadores, destacando la importancia y relevancia que ha tomado la inteligencia artificial dentro del campo de la programación de computadores.RESUMEN 6 ABSTRACT 7 INTRODUCCIÓN 14 1. MARCO TEÓRICO 21 1.1 TECNOLOGÍAS RELACIONADAS 22 1.2 DEFINICIÓN DEL PENSAMIENTO COMPUTACIONAL 29 1.3 DEFINICIÓN DE PROGRAMACIÓN INFORMÁTICA 32 1.4 PENSAMIENTO COMPUTACIONAL 33 2. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 37 2.1 ENFOQUE 37 2.2 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN 37 2.3 FASES DE LA INVESTIGACIÓN 38 3. DISEÑO DE ACTIVIDADES 40 4. DESARROLLO DE ACTIVIDADES 41 4.1. EVALUACIÓN Y REALIMENTACIÓN EN EL DESARROLLO DE ALGORITMOS 42 4.1.1.Procesos de retroalimentación en desarrollo de algoritmos 42 4.1.2 Selección de una metodología para proporcionar retroalimentación y calificación a los usuarios del sistema 44 4.1.3 Criterios de evaluación en pensamiento algorítmico e identificación de procesos de evaluación 46 4.2 LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN LA EVALUACIÓN DE ALGORITMOS 49 4.2.1Técnicas y algoritmos de inteligencia artificial utilizados en la evaluación y calificación de software 49 4.2.2 Ventajas y desventajas de cada técnica en términos de precisión, escalabilidad y eficiencia 51 4.2.3 Aplicabilidad de estas técnicas en el contexto del proyecto 58 4.3 DISEÑO DE UNA PLATAFORMA INTERACTIVA PARA LA EVALUACIÓN DE ALGORITMOS 60 4.3.1Definición de los requisitos funcionales y no funcionales del software de evaluación, considerando la retroalimentación de algoritmos 60 4.3.2 Diseño de una arquitectura adecuada para el sistema, que integre la inteligencia artificial en el proceso de evaluación 80 4.3.3 Elaboración de un diseño detallado de la interfaz de usuario para que sea intuitiva y fácil de usar por parte de los estudiantes y profesores 81 4.4 PLATAFORMA INTERACTIVA PARA LA EVALUACIÓN DE ALGORITMOS 99 4.4.1 Implementación del software de evaluación utilizando el lenguaje de programación adecuado y las tecnologías pertinentes 99 4.4.2 Integración de los algoritmos de inteligencia artificial necesarios para la evaluación y calificación de los algoritmos de programación 106 4.4.3 Ejecución de pruebas de usabilidad y rendimiento del software de evaluación 107 5.CONCLUSIONES 118 6. RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS 120 6.1 RECOMENDACIONES 120 6.2TRABAJOS FUTUROS 120 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 122MaestríaThe teaching and learning of computer programming are fundamental components of academic and professional training in the fields of computer science and technology. However, a significant challenge currently exists: the difficulty in effectively teaching and learning basic computer programming.In Colombia, despite the efforts of the Ministry of National Education, high dropout rates and challenges in objective evaluation persist. Educational tools such as Scratch, Alice, and others have been designed to improve programming education. The widespread difficulty in developing computational thinking is notable, particularly in decomposing problems into their fundamental components: inputs, processes, and outputs. Enhancing this skill is suggested as a means to strengthen the ability to address challenges from a computational perspective. To impact the teaching-learning process and improve the qualifications of computer programming teachers and students, an interactive platform integrating artificial intelligence to teach and evaluate algorithms has been developed. Additionally, the growing importance and relevance of artificial intelligence in the field of computer programming are highlighted.Modalidad Virtualapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Sistema de evaluación de algoritmos asistido con inteligencia artificial para mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje y retroalimentación en el ámbito académicoAlgorithm evaluation system assisted with artificial intelligence to improve the teaching-learning and feedback process in the academic fieldThesisinfo:eu-repo/semantics/masterThesisTesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TMMagíster en Gestión, Aplicación y Desarrollo de SoftwareUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaMaestría en Gestión, Aplicación y Desarrollo de SoftwareMGAS-2034Programming teachingComputational thinkingArtificial intelligenceFeedbackAutomatic evaluationAlgorithm developmentSoftware developmentSoftware architectureSoftware engineeringMachine learning (Artificial Intelligence)Simulation by digital computersProgramming languages (Electronic computers)Electronic data processingDesarrollo de softwareArquitectura de softwareIngeniería de softwareAprendizaje automático (Inteligencia artificial)Simulación por computadores digitalesLenguajes de programación (Computadores electrónicos)Procesamiento electrónico de datosEnseñanza de programaciónInteligencia artificialPensamiento computacionalRetroalimentaciónEvaluación automáticaDesarrollo de algoritmosAlice.org. 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Sistema de evaluación de algoritmos asistido con inteligencia artificial para mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje y retroalimentación en el ámbito académico

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