Tecnología · 7o Básico

Ideas de aprendizaje activo

Optimización y Eficiencia de Algoritmos

Los estudiantes de 7° básico aprenden mejor sobre optimización y eficiencia de algoritmos cuando experimentan el tema con sus propias manos. Al comparar soluciones manualmente o a través de simulaciones digitales, ven por sí mismos cómo pequeños cambios en el código generan grandes diferencias en el rendimiento.

• Objetivos de Aprendizaje (OA)
• OA TEC 7oB: Evaluación y Mejora de Soluciones Tecnológicas

• 30–45 min
• Parejas → Toda la clase
• 4 actividades

Actividad 01

• Matriz de Decisión
• 35 min · Grupos pequeños

Carrera de Algoritmos: Comparación Manual

Entregue tarjetas con números desordenados a cada grupo. Implementen ordenamiento burbuja y por inserción paso a paso, contando comparaciones y cambios. Comparen tiempos y pasos al final, registrando en una tabla compartida.

¿Qué diferencia a un algoritmo eficiente de uno que simplemente funciona?

Consejo de Facilitación

En 'Carrera de Algoritmos', pida a los estudiantes que registren cada paso con un lápiz y papel para que visualicen claramente la diferencia entre métodos.

Qué observar

Entregue a cada estudiante dos fragmentos de código pseudocódigo que resuelvan el mismo problema (ej. encontrar el número mayor en una lista) con diferente cantidad de pasos. Pida a los estudiantes que cuenten los pasos principales en cada uno y escriban cuál consideran más eficiente y por qué.

• Analizar
• Evaluar
• Crear
• Toma de Decisiones
• Autogestión

Actividad 02

• Matriz de Decisión
• 45 min · Parejas

Simulación Digital: Scratch Efficiency

En Scratch, programen dos versiones de un juego de búsqueda: lineal y optimizada. Ejecuten con listas crecientes, midan tiempos con cronómetro y grafiquen resultados. Discutan cuál ahorra más recursos.

¿Cómo podemos medir la eficiencia de un algoritmo en un programa simple?

Consejo de Facilitación

En 'Simulación Digital: Scratch Efficiency', guíe a los estudiantes a aumentar gradualmente el tamaño de los datos para que observen cómo crece la brecha entre algoritmos eficientes e ineficientes.

Qué observar

Plantee la siguiente pregunta al grupo: 'Si tuvieran que elegir entre un programa que funciona perfectamente pero tarda mucho en ejecutarse, y otro que es un poco más rápido pero a veces falla en casos extremos, ¿cuál elegirían y por qué?'. Guíe la discusión hacia la importancia del equilibrio entre funcionalidad y eficiencia.

• Analizar
• Evaluar
• Crear
• Toma de Decisiones
• Autogestión

Actividad 03

• Matriz de Decisión
• 30 min · Grupos pequeños

Laberinto Optimizado: Rutas Mínimas

Dibujen laberintos en papel cuadriculado. Encuentren rutas con reglas diferentes (DFS vs BFS simuladas). Cuenten celdas visitadas y comparen eficiencia para laberintos grandes.

¿Por qué la optimización es crucial en el desarrollo de aplicaciones complejas?

Consejo de Facilitación

En 'Laberinto Optimizado', observe si los equipos ajustan sus rutas al contar nodos visitados, esto demuestra comprensión de la escalabilidad.

Qué observar

Presente un algoritmo simple (ej. un bucle que suma números del 1 al 10). Pida a los estudiantes que levanten la mano o usen un sistema de respuesta rápida para indicar cuántas veces se ejecuta el cuerpo del bucle. Luego, pregunte cómo podrían reducir esa cantidad si la tarea fuera sumar hasta 1000.

• Analizar
• Evaluar
• Crear
• Toma de Decisiones
• Autogestión

Actividad 04

• Matriz de Decisión
• 40 min · Toda la clase

Debate Grupal: Casos Reales

Presenten problemas cotidianos como clasificar tareas escolares. Grupos proponen algoritmos, los ejecutan manualmente y votan el más eficiente basado en pasos.

¿Qué diferencia a un algoritmo eficiente de uno que simplemente funciona?

Consejo de Facilitación

En 'Debate Grupal: Casos Reales', asegúrese de que cada grupo presente al menos un ejemplo concreto donde la eficiencia marcó la diferencia en la vida real.

Qué observar

Entregue a cada estudiante dos fragmentos de código pseudocódigo que resuelvan el mismo problema (ej. encontrar el número mayor en una lista) con diferente cantidad de pasos. Pida a los estudiantes que cuenten los pasos principales en cada uno y escriban cuál consideran más eficiente y por qué.

• Analizar
• Evaluar
• Crear
• Toma de Decisiones
• Autogestión

Algunas notas para enseñar esta unidad

La enseñanza efectiva de eficiencia algorítmica requiere que los estudiantes vivan el proceso de medición y comparación. Evite enfocarse solo en teoría; en su lugar, use actividades donde el conteo manual de operaciones y la observación de simulaciones sean centrales. Los errores iniciales son valiosos porque revelan concepciones erróneas comunes sobre la relación entre código y rendimiento.

Al finalizar estas actividades, los estudiantes podrán distinguir algoritmos funcionales de eficientes, explicar el impacto del número de operaciones y justificar sus elecciones basándose en evidencia concreta, como conteos manuales o simulaciones con datos variables.

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Cuidado con estas ideas erróneas

• Durante Carrera de Algoritmos, algunos pueden pensar que un código más corto es mejor.

  Durante Carrera de Algoritmos, pida a los estudiantes que cuenten las operaciones paso a paso en algoritmos de distinto largo pero misma función, destacando que el conteo revela la verdadera eficiencia.

• Durante Simulación Digital: Scratch Efficiency, algunos pueden creer que la eficiencia solo importa en programas grandes.

  Durante Simulación Digital: Scratch Efficiency, use datos pequeños primero y luego aumente gradualmente el tamaño para mostrar cómo la diferencia en pasos se vuelve crítica incluso con entradas modestas.

• Durante Laberinto Optimizado, algunos pueden asumir que cualquier ruta que llegue al final es igualmente buena.

  Durante Laberinto Optimizado, guíe a los estudiantes a contar los nodos visitados en cada ruta y compare con el algoritmo de Dijkstra para corregir la idea de que todas las soluciones son equivalentes.

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Metodologías usadas en este resumen

• Matriz de Decisión