¿Qué es la ciencia de datos para los estudiantes?

La ciencia de los datos ofrece una de las más prometedoras a largo plazo y campos profesionales en rápido crecimiento de la última década. Los avances tecnológicos en torno a cómo se extraen y analizan los datos han transformado los datos en una mercancía valiosa para una variedad de campos, desde las finanzas hasta la salud, hasta la investigación académica. Científico informático, matemático y observador de tendencias, los científicos de datos son responsables de interactuar con los datos en estas áreas para apoyar las decisiones informadas de la industria. Como tal, existe una creciente necesidad de que las generaciones futuras de estudiantes aprendan a interactuar eficazmente con los datos. Al igual que la biología, la química y la física, los estudiantes de secundaria deberían comenzar a construir una base sólida en la ciencia de los datos al principio de su formación educativa para apoyar el dominio progresivo de la ciencia de los datos más adelante.

Paradigmas actuales en la formación en ciencia de datos

Actualmente, la mayoría de los estudiantes sólo están expuestos a las ciencias de la computación o el pensamiento computacional durante la escuela secundaria y primero interactúan con la ciencia de los datos después de entrar en la universidad o en la fuerza laboral. El pensamiento computacional, sin embargo, es sólo una pieza del rompecabezas de la ciencia de los datos. Además, los requisitos en materia de informática y conocimientos técnicos están en constante evolución. A medida que la capacidad de extraer grandes cantidades de datos se hace más factible, también resulta más crítico para la próxima generación de estudiantes aprender a interactuar analítica y prácticamente con conjuntos de datos más grandes. Actualizar los planes de estudios actuales para reflejar estos cambios de paradigma tecnológico para incluir la ciencia de los datos proporciona a los estudiantes de secundaria una caja de herramientas inicial que pueden utilizar para construir habilidades adicionales a lo largo de la universidad y sus carreras. Una sólida base temprana en la ciencia de los datos proporciona a los estudiantes una variedad de habilidades que se extienden más allá de los conocimientos técnicos de computación. Los científicos de datos eficaces exploran las tendencias de los datos para responder a preguntas urgentes y a menudo se les pide que expliquen sus resultados a audiencias no técnicas. Como tal, los estudiantes matriculados en cursos de ciencia de datos pueden aprender a aplicar su curiosidad de una manera orientada a los resultados, así como a desarrollar habilidades de comunicación críticas. Aunque no todos los estudiantes se convertirán en científicos de datos en el sentido tradicional, muchas carreras se cruzan con la ciencia de datos y los científicos. Por ejemplo, los equipos multidisciplinarios de proyectos de una empresa de biotecnología pueden emparejar a científicos de datos con ingenieros y administradores de productos. Si los ingenieros y gerentes tienen una base existente de conocimiento de ciencia de datos, la comunicación entre equipos en relación con el análisis de datos puede ser más eficaz y productiva. Por lo tanto, una variedad de trayectorias profesionales se benefician de una introducción temprana a los conceptos en la ciencia de los datos.

¿Por qué deben los estudiantes comenzar a aprender ciencias de datos en la escuela secundaria?

Un informe de 2019 de la National Association of Manufacturing y la consultora Deloitte predijo que mientras los EE.UU. crearán 3,5 millones de empleos STEM para 2025, aproximadamente 2 millones de empleos quedarán sin llenar debido a la falta de trabajadores calificados. En particular, estos trabajos requerirán trabajadores con habilidades tecnológicas, informáticas y de pensamiento crítico. La exposición temprana a la ciencia de los datos durante la escuela secundaria proporciona un entorno constructivo para que los estudiantes construyan una base en las tres áreas. La investigación también ha demostrado que la exposición temprana a los cursos de matemáticas y ciencias en la escuela secundaria alienta a los estudiantes a: continuar la educación superior en STEM y continuar sus estudios a medida que el material se vuelve más desafiante. Por lo que se refiere en particular a la ciencia de los datos, el empleo de los científicos de datos es se espera que crezca un 16% para 2028 —más rápido que la media de todas las demás profesiones. A medida que aumente la demanda de tecnología de extracción de datos nueva y mejorada, aumentará también la demanda de científicos de datos altamente cualificados por parte de los empleadores. Los científicos de datos disfrutan actualmente de excelentes perspectivas de empleo, ya que numerosos empleadores informan de dificultades para contratar a trabajadores debidamente calificados. Crecer en un mundo rico en tecnología ya ha fomentado la actual generación de estudiantes de secundaria para explorar cuestiones complejas utilizando los datos disponibles por las tecnologías actuales. Los recolectores de datos naturales, los estudiantes ya recopilan y toman decisiones informadas basadas en datos de su vida cotidiana. Por ejemplo, los estudiantes utilizan la tecnología y las redes sociales para recopilar datos sobre las celebridades que protagonizan los últimos blockbusters de superhéroes, predecir el interés de sus compañeros en las películas y utilizar esta información para decidir inteligentemente qué película ver en el teatro. La formación formal temprana en ciencias de datos también ofrece a los estudiantes otra experiencia práctica y práctica en habilidades de comunicación y colaboración. A medida que la mayoría de las carreras se están integrando con la minería de datos y las aplicaciones de macrodatos, la próxima generación de trabajadores tendrá que entender las aplicaciones de ciencia de datos para comunicarse eficazmente con sus colegas. La síntesis analítica y la presentación son dos componentes clave de la comunicación de la ciencia de los datos. Dentro de un curso formal de ciencias de datos, los estudiantes de secundaria pueden aprender a comunicarse eficazmente con una variedad de audiencias en diferentes contextos usando ejercicios de presentación simulada:

Uno a uno. A este respecto, el orador colabora con un solo interesado. El objetivo es transmitir un mensaje específico usando una historia convincente que se apoya en hechos relacionados.
Discusiones en grupos pequeños. Las discusiones de grupos pequeños pueden ser una junta, un equipo o una reunión privada. Las reuniones de la junta o el lanzamiento son formales, concisas y directas, mientras que las reuniones de equipo son menos formales y de naturaleza más colaborativa.
Aula/Formación (Audiencia media). El objetivo de las presentaciones de estilo de aula o de formación es comunicar un mensaje específico de una manera relevante y que atrape la atención. Las presentaciones de estilo aula deben estar bien organizadas en un estilo fácil de seguir y memorable: introducción a la pregunta central contestada por los datos, explicación clara y concisa de los datos, y resumen de la explicación de los datos de la pregunta.
Conferencia (Gran público). Las audiencias de la conferencia difieren de las audiencias de clase/formación en que el objetivo será incorporar la creación de marca junto con la presentación de datos claros y concisos.

¿Las escuelas secundarias ya no enseñan ciencia de datos?

La mayoría de las escuelas secundarias imparten clases introductorias de informática y ciencias de la computación, y algunas también han incorporado lecciones sobre los fundamentos de las nuevas tecnologías. Lamentablemente, pocas escuelas secundarias cuentan con programas de estudios dedicados al aprendizaje de la ciencia de los datos. Los avances tecnológicos y la evolución de la forma en que la sociedad interactúa con la tecnología evolucionan continuamente. Es necesario actualizar los planes de estudios de las escuelas secundarias para reflejar estos cambios a fin de preparar a la próxima generación para trabajar en la economía mundial.

¿Cómo debemos enseñar ciencia de datos a los estudiantes de secundaria?

La enseñanza efectiva de la ciencia de datos de los estudiantes de secundaria comienza por establecer metas curriculares claras y efectivas. Estos objetivos, a su vez, determinarán las necesidades de personal para el programa de estudios definido. Si bien se prevé la cobertura de temas técnicos, los programas de estudios deben diseñarse de manera que se equilibren los temas técnicos y no técnicos. Cada estudiante tendrá un nivel diferente de interés inicial en el tema y variando la competencia en habilidades técnicas y no técnicas. Como tal, demasiado énfasis en la enseñanza de conocimientos técnicos temprano en el curso puede disminuir el interés de los estudiantes no-tecnológicamente sabios. Algunas ideas clave del plan de estudios son las siguientes:

Comprender la importancia de la Ciencia de los Datos. Los cursos introductorios de ciencia de los datos deberían incluir reseñas y debates sobre las aplicaciones de la ciencia de los datos en diversos contextos.
Aprender cómo la ciencia de los datos se aplica a otras industrias y campos profesionales. Las escuelas secundarias deben colaborar con las universidades y empresas locales para exponer a los estudiantes a aplicaciones prácticas y prácticas de la ciencia de los datos.
Identificar ejemplos y aplicaciones del mundo real de la Ciencia de los Datos. Las tareas del curso pueden incluir proyectos en los que los estudiantes utilizan herramientas de ciencia de datos y técnicas analíticas para responder preguntas del mundo real. Los puntos finales del proyecto pueden incluir informes analíticos detallados y presentaciones.
Exámenes técnicos y de programación de rutina. Los exámenes técnicos para evaluar la comprensión de los estudiantes deben incluirse en el currículo de ciencia de datos, aunque los exámenes no necesariamente deben ser el foco principal del curso.

Cuando la formación técnica se hace necesaria en la progresión del curso, son fundamentales las herramientas de programación adecuadas y las correspondientes herramientas de enseñanza. Como mínimo, los currículos de ciencias de datos de la escuela secundaria deben incluir una introducción a lenguajes de programación más nuevos como Python, R, Scala además de C, C++ y Java. Cabe señalar, sin embargo, que algunas de estas herramientas profesionales de grado no siempre son amigables con el estudiante o el maestro. Afortunadamente, los programas de instructor también están disponibles para proporcionar oportunidades de aprendizaje prácticas y accesibles para los estudiantes. Bootstrap, por ejemplo, permite a los instructores construir y adaptar su propio software y herramientas de programación para cursos de Ciencia de Datos. Bootstrap puede cubrir enfoques introductorios de programación, varias visualizaciones de gráficos y conceptos estadísticos básicos. En el aula, los profesores pueden incorporar estas herramientas con módulos de aplicación como la investigación de estudios empresariales o sociales y permitir que los estudiantes exploren las cuestiones del mundo real que les interesan. Como se ha señalado anteriormente, trabajar en el ámbito de la ciencia de los datos requiere algo más que conocimientos técnicos y experiencia. Los científicos de datos recurren habitualmente a las habilidades de comunicación y colaboración en las operaciones cotidianas. Al igual que otras clases de secundaria, los cursos de ciencias de los datos deben integrarse con otros cursos escolares, como la escritura y la habla pública, para proporcionar una experiencia de formación completa en ciencias de los datos y ayudar a facilitar la preparación profesional. Las asignaciones centradas en la interpretación de conjuntos de datos pueden estar asociadas con cualquier tarea que requiera una solución creativa de problemas. Por ejemplo, la compilación de informes detallados de análisis de datos escritos y la presentación de informes analíticos a un público. La presentación escrita, oral y visual de los datos analíticos anima a los estudiantes a practicar análisis de datos críticos y manejo de datos atípicos, explorar tendencias de datos sorprendentes o inesperadas y lidiar con relaciones de datos más complejas. Una vez establecido el plan de estudios de un curso, la facultad de enseñanza cualificada debe estar integrada teniendo en cuenta los objetivos específicos del plan de estudios. Si bien los científicos de datos pueden parecer la mejor opción en general para la enseñanza de cursos de ciencia de datos, los científicos de datos que carecen de una formación docente establecida pueden carecer de un conocimiento profundo sobre la variedad de trayectorias y opciones profesionales en la ciencia de datos. Esto se debe a que los detalles de un científico de datos a menudo varían de una posición a otra dependiendo de la industria específica. Por lo tanto, la facultad de ciencias de datos con experiencia docente debe ser buscada para dirigir cursos de ciencias de datos, ya que ellos sabrían acerca de una variedad de elementos de ciencia de datos, aplicaciones y subdominios de carrera tales como los siguientes:

Analista de datos. Los analistas de datos utilizan habilidades de programación, estadística y matemática para organizar y analizar datos para responder a las preguntas estratégicas de sus organizaciones. Al igual que los científicos de datos, los analistas de datos también son responsables de comunicar sus conclusiones a las partes interesadas de la organización.
Ingeniero de datos. Los ingenieros de datos se especializan en el desarrollo, gestión, utilización y optimización de tuberías de datos diseñadas para manejar volúmenes de datos exponenciales. Estas tuberías de datos son fundamentales para el transporte de datos a los científicos de datos para su procesamiento y análisis.

En conjunto, la combinación correcta de objetivos curriculares no técnicos y técnicos y profesores con experiencia efectiva formará un fuerte curso de formación diseñado para dar forma a la mano de obra STEM cualificada del mañana.

Los datos son una mercancía en crecimiento en una variedad de industrias, desde las empresas y las finanzas hasta la salud y la investigación académica. A medida que la tecnología avance y proporcione un acceso más fácil y amplio a amplios y complejos conjuntos de datos, la demanda de científicos especializados en la gestión y el análisis de los datos seguirá aumentando. La generación actual de estudiantes de secundaria tiene la ventaja de crecer en un mundo tecnológicamente rico y centrado en todo el mundo, lo que los convierte en candidatos ideales para la formación temprana en técnicas y conceptos de ciencia de datos. La introducción de los estudiantes a la ciencia de los datos a principios de sus carreras educativas les proporciona una base sólida en conceptos clave y les permite adaptarse a las tecnologías cambiantes y comprenderlas a medida que se aplican a la ciencia de los datos. Incluso si los estudiantes optan por no seguir una posición de científico de datos, un conocimiento de trabajo de conceptos y aplicaciones de ciencia de datos mejora su set de habilidades suaves y ventaja competitiva cuando finalmente entran en el mercado de trabajo.