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Revista Guayana Moderna
ISSN: 2443-5658
APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS USANDO
PROYECTOS DE SIMULACION, EN ESTUDIANTES DE
INGENIERÍA INFORMÁTICA PARA FÍSICA GENERAL I
Silvio E. Julia García
*
RESUMEN:
La presente investigación tiene como objetivo evaluar el alcance de aprendizajes
significativos a través de proyectos de simulaciones de situaciones cotidianas de física en
ingeniería informática. Se estudió las competencias alcanzadas por los estudiantes con el
uso de las simulaciones en el área de física y se comparó con los resultados con otros temas
en los cuales no se evalúa por proyectos. De igual manera, se estudió el impacto que
pueden tener los proyectos de simulación en el área de física, con otras asignaturas
paralelas y con asignaturas más avanzadas y también el impacto de los proyectos para la
profesión. La observación y la encuesta fueron las técnicas usadas para la investigación de
diseño experimental y evaluativa. No hubo mucha diferencia entre los resultados de los
estudiantes de un semestre con otro, por lo que se tuvo un grupo total con medias,
porcentajes y desviaciones estándar, para el análisis de resultados estadísticos. Se concluye
que los proyectos de simulación en la materia física general I de ingeniería informática
genera aprendizajes significativos, pues los estudiantes usaron lo aprendido en otras
asignaturas para crear sus simulaciones, así como también este aprendizaje les permite
relacionar con otras asignaturas de forma visual. Los proyectos de simulación les permiten
entender los contenidos de física general I en ingeniería informática. Esta iniciativa es una
forma de evaluar, considerada muy buena por los estudiantes de ingeniería informática,
logrando alcanzar con ella mejores calificaciones.
Palabras Clave: Aprendizaje significativo, simulación, ingeniería informática, física.
*
Correo electrónico: piosejg@gmail.com
Recibido: 10-09-2013
Aprobado: 17-07-2014
http://guayanaweb.ucab.edu.ve/revistas-informes-ciepv.html
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INTRODUCCIÓN
La física es una ciencia que intenta describir cuáles son las leyes que
rigen la naturaleza, que representan nuestra cotidianidad. Intenta colocar
leyes en aquellas situaciones que podemos apreciar como: el movimiento de
un ave, la distancia recorrida por nuestros pies camino al vecino. También da
explicación a fenómenos más lejanos como las galaxias y situaciones más
próximas pero tan pequeñas que no podemos apreciar, como las fuerzas
atómicas de objetos a nuestro alrededor. La física está en una constante
búsqueda de leyes que le den sentido a nuestras vidas (Serway, 2008):
En tiempos recientes numerosos avances
tecnológicos han resultado de esfuerzos de
muchos científicos ingenieros y técnicos…Los
impactos de tales desarrollos y descubrimientos
en la sociedad han sido colosales y es muy
probable que los futuros descubrimientos y
desarrollos serán excitantes, desafiantes y de
gran beneficio para la humanidad. (p.3)
La física ha cambiado nuestra concepción del mundo, incluso antes de
que tuviera el nombre de física; filosofía natural o simplemente se le llame
curiosidad humana. Reciba el nombre que sea es indudable que ha sido,
junto con el resto de las ciencias impulsora de cambios tecnológicos. De allí
que cobre relevancia la enseñanza de la física en todos los niveles y es una
prioridad en los estudiantes de ingeniería. Según Villarreal, Lobo y otros
(2005):
El profesor de Física debe estar consciente de
hacia dónde se dirige la investigación en la
Física, para poder poner en contacto a sus
alumnos, al menos al nivel de la conciencia
común, es decir, como un divulgador de la
ciencia, con las perspectivas del desarrollo de la
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Física, tratando de incorporar a la docencia los
resultados más recientes que se anuncien (p.2)
Tomando en cuenta el aprendizaje de las ciencias y en particular de la
física, se debe aprovechar los recursos audiovisuales que estén a nuestro
alcance para lograr que el aprendizaje de en los estudiantes de física I sea
verdaderamente significativo. En este sentido Benaim, Guilarte y otros
(1998), opinan que:
El docente más bien debe planificar y propiciar
situaciones que ayuden al estudiante a construir
significado en otras palabras el docente debe
gerenciar en su propia aula, actividades que
conduzcan a los niños al logro de un aprendizaje
significativo (p.8)
Una forma innovadora de enseñar física y que sirva para lograr
aprendizajes significativos a nivel universitario podría ser usando proyectos
de simulación, aprovechando los laboratorios virtuales disponibles en la web
como: phet, fex, game maker, phision (imágenes 1, 2 y 3) entre otros, que
permiten a los estudiantes recrear situaciones aprendidas en el salón de
clases y además de la cotidianidad, que generen un aprendizaje; pero que al
mismo tiempo sea útil, dinámico y divertido. Se puede evaluar con proyectos
que incluyan simulaciones de temas específicos en física, siendo una
conexión con la afinidad que tienen los estudiantes de ingeniería informática
con la programación y diseños. La opinión que merecen, los proyectos para
el portal NorthWest Regional Educational Laboratory (2008), es que son
estrategias de enseñanza que constituyen un modelo de instrucción auténtico
en el que los estudiantes planean, implementan y evalúan proyectos que
tienen aplicación en el mundo real más allá del aula de clase.
MATERIALES Y MÉTODOS
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Enfoque Epistemológico, Nivel y Tipo de Investigación
La investigación es evaluativa, ya que intenta medir el alcance del uso
de los proyectos de simulación usando laboratorios virtuales. Según Hurtado
(2007) el objetivo de este tipo de investigación es evaluar uno o más
programas que están siendo aplicados dentro de un contexto determinado,
en el caso particular de este estudio se aplican proyectos de simulación en
física uno con el fin de comparar resultados.
Diseño de Investigación
El diseño de investigación es experimental, que permite el control de
las variables: alcance de competencias, logro de aprendizajes significativos.
Arias (1999), define el diseño de la investigación como “la estrategia que
adopta el investigador para responder al problema planteado” (p.30). Ver
tabla 1.
Tabla1. Categorías para el Aprendizaje.
Aprendizaje Significativo
Observaciones
del profesor
Aumento de
calificaciones
Creatividad
Pertinencia
Manejo de variables
Manejo de conceptos
Percepción de
los estudiantes
Aceptación de
los proyectos
Asignaturas
Paralelas
Asignaturas
avanzadas
Profesión
Población y Muestra
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La población corresponde a grupos de estudiantes del tercer semestre
de ingeniería informática, periodo: 2011-2012 1s con 23 estudiantes y el
periodo: 2011-2012 2s con 8 estudiantes. El estudio seguirá en curso para
tener una población mayor. Los estudiantes realizaron un proyecto usando
programas de simulación que les permitía alcanzar las competencias de un
tema particular.
Técnicas e Instrumentos para la Recolección de Datos
En el estudio del logro de aprendizajes significativos a través del uso
de proyectos de simulación, usando laboratorios virtuales en física general 1
en estudiantes de ingeniería informática, se recolectó información con
cuestionarios, pues permitían obtener datos sin necesidad de la presencia
del investigador. También se usó la guía de observación, que ayuda a
obtener datos tanto cualitativos como cuantitativos. En este sentido, se
usaron las técnicas de observación y encuesta.
Según Hurtado (2007), las técnicas tienen que ver con los
procedimientos para la recolección de datos y los instrumentos representan
esa herramienta.
Técnicas de Análisis Estadísticos
Para la investigación se hizo propicio el uso de técnicas estadísticas
de medidas de tendencias centrales, para poder comparar logros de
competencias dependiendo de varias situaciones planteadas.
Según Núñez (2008), la estadística es un componente necesario de un
estudio experimental ya que constituye una herramienta para evaluar
correctamente.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Observaciones del Profesor
Comparación de Resultados en Relación a temas que no usaron Proyectos el
Periodo 2011-2012 1 semestre.
En el periodo 2011-2012 1 semestre, el promedio de calificaciones en
las 4 parciales presentados por los estudiantes son: 07/20 14/20 11/20
14/20.
En el tema que se evaluó usando los proyectos de simulación, en
morado según el gráfico 1, se puede observar que es el puntaje más alto en
promedio obtenido por los estudiantes, teniendo una mejora del 16% en
comparación con el resto de las calificaciones.
Gráfico 1. Calificaciones por Examen. 2011-2012 1s.
Comparación de Resultados en Relación a Temas que no Usaron Proyectos
el Periodo 2011-2012 2 semestre.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
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20
calf.1 calf.2 calf.3 calf.4
Calificaciones
Evaluacion
es
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En el periodo 2011-2012 2 semestre, el promedio de calificaciones en
las 4 parciales presentados por los estudiantes son: 09/20 08/20 14/20
10/20.
En morado (gráfico 2) se observa la evaluación usando proyectos de
simulación (verde). Resultó la calificación más alta en promedio de todas las
que presentaron los estudiantes en todo el semestre, incrementando el
rendimiento en un 19%, superior a la evaluación, del semestre anterior en
3% (gráfico 3). Esto pudiera deberse a la experiencia en la implementación
de estos tipos de evaluación previamente. Si se pudiera implementar los
proyectos de simulación en varios temas se tendría un mejor rendimiento de
los estudiantes. Sin embargo, es de hacer notar que una de las desventajas
de los proyectos de simulación, según los estudiantes, es que requiere
tiempo para preparar las simulaciones. Esto descarta un proyecto de
simulación para el primer tema.
Gráfico 2. Calificaciones por Examen. 2011-2012 2s.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
calf.1 calf.2 calf.3 calf.4
Calificaciones
Evaluacion
es
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Gráfico 3. Comparación Proyecto - Otras Evaluaciones
Criterios de Evaluación para el Alcance de Competencias
En el gráfico 4 se puede percibir el logro de algunas variables
consideradas para la evaluación de los proyectos, con resultados muy
positivos. Por ejemplo, el manejo de variables donde los estudiantes pueden
cambiar la masa, las fuerzas, aceleración y grados de inclinación. Para este
ítem se obtuvo un logro de 100%. El dominio del tema, que en este caso
específico fue leyes de Newton (se tomó por estar evaluado a la mitad del
semestre). Se obtuvo un 92% de dominio del tema, 75% de creatividad, dato
importante porque permite observar además formas alternativas de presentar
la misma situación, lo que puede generar un aprendizaje que sirva para usar
en el futuro en física o en otras asignaturas. Respecto a la creatividad, afirma
Ríos (2004) que romper con el concepto establecido de cada idea de cada
realidad e ir más allá de sus conexiones habituales y de las sendas más
conocidas.
0
5
10
15
20
2011-2012 1s 2011-2012 2s
resto calf.
calf. Proyecto
Calificaciones
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Gráfico 4. Dominio de Competencias
Percepción de los Estudiantes
Aceptación de los Proyectos
A través de una encuesta se pudo saber las opiniones de los
estudiantes con respecto a su aprendizaje usando los proyectos de
simulación de física general 1.
Se diseñó una encuesta abierta, donde los estudiantes desarrollaban
sus respuestas, si darle opciones. Solo 4 respuestas fueron diferentes:
Buena, Muy buena, Excelente y Normal (15%, 54%, 15% y 8%), Gráfico 5.
Algunas de las razones de los estudiantes para sus respuestas fueron
porque: permiten aplicar conocimientos, aprenden nuevos programas, se les
evalúa haciendo lo que les gusta, les sirve para el futuro y facilita el
aprendizaje de conceptos.
0
20
40
60
80
100
Dominio del tema Manejo de
variables
Creatividad Pertinencia
Porcentaj
es
Evaluacion
es
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Gráfico 5. Aceptación de Los Proyectos
Aprendizaje Usando Proyectos, en Asignaturas del Tercer Semestre de
Ingeniería Informática
Se les consultó a los estudiantes que participaron en los proyectos de
simulación, si esta iniciativa logró en ellos un aprendizaje; además, en
asignaturas paralelas a física (se cursan en el mismo semestre). El 100% de
los estudiantes consultados dijeron que sí y algunas de sus razones fueron:
se aprecia el cálculo, se aprecia la naturaleza, se pueden aplicar
conocimientos, se pueden entender datos, es una manera divertida de
aprender, se aprende porque se sigue una serie de pasos. Es un resultado
muy significante, todos los estudiantes estuvieron de acuerdo que, de una u
otra manera, se pueden vincular los aprendizajes obtenidos a través de los
proyectos de simulación con asignaturas diferentes a física pero que se
cursan en el tercer semestre de sus carreras.
Expectativas de los Estudiantes ante los Proyectos de Simulación
Los proyectos de simulación generaron expectativas positivas en los
estudiantes (gráfico 7), ya que piensan que lo que aprendieron usando los
0
20
40
60
80
100
buena muy buena excelente Normal
Porcentaje
Aceptación
Criterios
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proyectos de simulación les ayudaron en asignaturas que cursarán en futuros
semestres. El 77% de los estudiantes opinan de esta manera. Algunos de los
comentarios a favor de esta iniciativa: se aprende inventando, tiene que ver
con la informática.
Gráfico 7. Generación de Aprendizajes en Asignaturas más Avanzadas
Aprendizaje Útil para Ejercer la Profesión
Los estudiantes consideran que lo aprendido les servirá para sus
profesiones (92%), Gráfico 8. Ninguno respondió que no y otros no tienen la
certeza de que les sirva. Uno de los estudiantes piensa que se puede realizar
juegos de videos usando los laboratorios virtuales y que se puede dedicar a
realizar ese tipo de tareas en el futuro. Esto nos deja ver la importancia de
los proyectos de simulación que pueden causar un impacto hasta en la forma
de ver la carrera de informática como un comienzo para ejercer la profesión y
permite abrir un camino de ejercer una tarea útil para la sociedad.
0
20
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80
100
si tal vez
Porcentaje
Opinión de Estudiantes
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Gráfico 8. Aprendizaje útil para ejercer la profesión
Opinión de los Estudiantes Respecto al Aprendizaje Significativo
El 8% de los consultados opina que no se alcanzó aprendizajes
significativos usando los proyectos de simulación en física. Todos los demás
opinan que sí (Gráfico 9). Se les explicó en la consulta lo que era aprendizaje
significativo, colocando el concepto al lado de la pregunta. Algunas de las
respuestas fueron: aprendí cosas que no conocía, aprendí programas nuevos
y creo que los puedo usar más adelante, puedo ampliar mis conocimientos.
Gráfico 9. Aprendizajes Significativos según Estudiantes
0
20
40
60
80
100
si tal vez no
0
20
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100
si no
Opinión de Estudiantes
Porcentaje
Opinión de Estudiantes
Porcentaje
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El objetivo de la investigación tiene que ver con la evaluación de
logros de aprendizajes significativos usando los proyectos de simulación, con
los laboratorios virtuales dispuestos para ello. Usando los proyectos en
temas específicos se tuvo un rendimiento muy superior a temas donde no se
usaron, por lo que podemos decir que existe un logro. Pero aún más
importancia tiene que ese logro alcanzó un alto porcentaje de creatividad y
dominio de conceptos. Para la enseñanza de la física es importante romper
paradigmas e incorporar al plan de evaluación nuevas formas de evaluar que
procuren un entendimiento de contenidos que los estudiantes puedan
incorporar a la realidad, que sea una oportunidad de verlo como parte del
aprendizaje que servirá para su profesión y no como algo que me sirve solo
como unidades e créditos necesarios. En este sentido, los proyectos de
simulación son una herramienta que ayudan a una nueva forma de evaluar,
con resultados positivos en el alcance de aprendizajes significativos. En lo
que corresponde al aprendizaje significativo Díaz y Hernández (2005):
El aprendizaje significativo es aquel que
conduce a la creación de estructuras de
conocimientos mediante la relación sustantiva
entre la nueva información y las ideas previas
de los estudiantes (p.39).
Algunas de las recomendaciones planteadas por los propios
estudiantes es que se tome en cuenta que se requiere tiempo para la
ejecución del proyecto. La realización de este tipo de actividad requiere de
una buena organización y planeación de lo que se quiere lograr con ella.
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ANEXOS
Gráfico 10. Generación de Aprendizajes en Asignaturas Paralelas
Imagen 1. Imagen 2.
Imagen 3. Imagen 4.
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80
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si no
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REFERENCIAS
Arias, F. (1999). Proyecto de Investigación. Caracas: Episteme
Benaím, E.; Guilarte, G.; Escobar O. y Otros (1998). Carpeta de ciencias
naturales. Caracas, Venezuela: CENAME
Díaz, F. y Hernández, G. (2.005). Estrategias Docentes Para Un Aprendizaje
Significativo. México: McGraw Hill
Hurtado, J. (2007). Proyecto de investigación. Caracas, Venezuela: Quirón.
Muñoz, J., (2004). El aprendizaje significativo y la evaluación de los
aprendizajes. Bogotá Colombia: Revista de investigación educativa.
Número 14.
NorthWest Regional Educational Laboratory. (2008). Proyectos en el aula.
(En red). Disponible en:
http:www.eduteka/aprendizajePorProyectos.php [Consulta: 2008,
Junio 10]
Núñez, M. (2008). Evaluación de las técnicas estadísticas: Análisis
estadístico. Uruguay: Escuela universitaria de tecnología
Ríos, P. (2004). La aventura de aprender. Caracas, Venezuela: Cognitus.
Serway, R. (2008). Física para ciencias e ingeniería. México: McGraw Hill
Villarreal, Lobo (2005). Enseñanza de la física frente al nuevo milenio.
Venezuela: Academia
