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Instituto Politécnico Nacional Secretaria de Investigación y Posgrado
Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada
Unidad Legaria
APLICACIÓN DE SISTEMA 4MAT EN AMBIENTES DE APRENDIZAJE
MIXTO PARA LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA A NIVEL INGENIERÍA
T E S I S
Que para obtener el grado de:
Maestra en Ciencias en Física Educativa
Presenta:
Ing. Claudia Rosado Guzmán
Director:
Dr. Daniel Sánchez Guzmán
Co-director:
Dr. Ricardo García Salcedo
Julio, 2011
Resumen
Los estilos de aprendizaje han permitido la inclusión de una mayor cantidad de alumnos
dentro del aprendizaje instruccional, una de estas teorías es el Sistema 4MAT,
desarrollado por Bernice McCarthy y apoyado en los estilos de aprendizaje propuestos
por Kolb, este sistema reconoce cuatro estilos de aprendizaje, en el cuál estos estilos no
son exclusivos de una persona, esto es, las personas tienen los cuatro estilos de
aprendizaje sólo que uno es el predominante cuando se trata de trabajar en el proceso
enseñanza – aprendizaje. El presente trabajo muestra los resultados obtenidos de
implementar el Sistema 4MAT en alumnos de nivel ingeniería utilizando un modelo de
aprendizaje mixto, donde las herramientas Web se combinan con la instrucción
presencial para poder aplicar las mejores prácticas del aprendizaje presencial y el
aprendizaje en línea, logrando como resultado una mejor formación académica. El
Sistema 4MAT se compone de ocho pasos los cuales dada la modalidad de enseñanza
aplicada que es en ambiente mixto no se tuvo problemas de implementación, logrando
un aprendizaje significativo y un incremento considerable de ganancia conceptual por
parte de los estudiantes que cursaron el tópico en particular. El tema desarrollado fue el
Módulo 1 del curso de Resistencia de los Materiales, el cuál contiene los conceptos
básicos de esfuerzo en barras prismáticas que soportan cargas y sufren una deformación
longitudinal.
Abstract
Learning styles have permitted a wide inclusion of students in the instructional learning,
one of these theories is the 4MAT System, it has been developed by Bernice McCarthy
and it is supported by Kolb’s studies of learning styles. This system recognizes four
learning styles; these styles are not exclusive between them in fact one person has the
four styles but one is the predominant style when the teaching – learning process is
presented. Present work shows the results of implementing the 4MAT system on
engineering students employing a Blended – Learning (b-Learning) instruction schema,
where the Web tools are presented and combined with physical instruction, including
the best practices of both learning approaches, getting as a result a better learning
process. The 4MAT system is composed of eight steps, these can be adjusted correctly
to the b-Learning instruction; we obtain a conceptual gain with relative significance.
The topic presented was the first module of Materials Resistance, which covers the
basic concepts of stress in prismatic bars that support charges and suffer a longitudinal
deformation.
Agradecimientos
Agradezco al Instituto Politécnico Nacional por darme la oportunidad de
concluir mis estudios y permitirme desarrollarme profesionalmente dentro de sus aulas,
le agradezco también a mi director de tesis el Dr. Daniel Sánchez Guzmán todo el apoyo
brindado y la asesoría recibida para concluir este proyecto de investigación, que espero
tenga el impacto y acerque un poco más a nuestro país en su desarrollo.
Dedicatorias
Dedico esta tesis a mis hijos: Benito, Fernando Andrea y Daniela, así como a mi
mamá, gracias por todo su amor y cariño.
Contenido 1. Contexto de la Investigación .................................... ¡Error! Marcador no definido.
2. Objetivo ...................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
3. Objetivo de desarrollo ............................................... ¡Error! Marcador no definido.
3.1 Objetivo de investigación ........................................... ¡Error! Marcador no definido.
4. Justificación ............................................................... ¡Error! Marcador no definido.
5. Preguntas de investigación ....................................... ¡Error! Marcador no definido.
6. Hipótesis ..................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
7. Organización de la tesis ............................................ ¡Error! Marcador no definido.
Capítulo 2 .......................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Marco Teórico y Antecedentes ........................................ ¡Error! Marcador no definido.
2.1 Tecnologías de la Información y Comunicación ...... ¡Error! Marcador no definido.
2.2 Aprendizaje Mixto ...................................................... ¡Error! Marcador no definido.
2.3 Sistema 4 MAT ........................................................... ¡Error! Marcador no definido.
2.4 Aprendizaje significativo ........................................... ¡Error! Marcador no definido.
2.5 Evaluación del rendimiento ....................................... ¡Error! Marcador no definido.
2.6 Antecedentes ............................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Capítulo 3 .......................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Metodología ....................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
3.1 Metodología ................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
3.2 Los criterios de Evaluación del módulo son los siguientes: .... ¡Error! Marcador no
definido.
3.3 Planeaciones didácticas del módulo 1 “Fundamentos de la materia Resistencia
de los materiales” .............................................................. ¡Error! Marcador no definido.
3.4 Diseño de clases 4 MAT.............................................. ¡Error! Marcador no definido.
Capítulo 4 .......................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Análisis de Resultados ...................................................... ¡Error! Marcador no definido.
4.1Distribución de estilos de aprendizaje en el grupo de investigación ............ ¡Error!
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4.2 Análisis de la Ganancia conceptual ........................... ¡Error! Marcador no definido.
4.3 Análisis de la efectividad del test de evaluación (Pre-test y post-test) ........ ¡Error!
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4.4 Medición de la ganancia conceptual ......................... ¡Error! Marcador no definido.
4.5 Análisis del aprendizaje significativo ........................ ¡Error! Marcador no definido.
Capítulo 5 .......................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Conclusiones ...................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Anexos ................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Parte A ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
PARTE A ......................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Indice de Figuras
Figura 1 ........................................................................................................................... 40
Figura 2 ........................................................................................................................... 42
Figura 3 ........................................................................................................................... 48
Figura 4 ........................................................................................................................... 50
Figura 5 ........................................................................................................................... 52
Figura 6 ........................................................................................................................... 54
Figura 8 ........................................................................................................................... 55
Figura 9 ........................................................................................................................... 63
Figura 10 ......................................................................................................................... 69
Figura 11 ......................................................................................................................... 70
Figura 12 ......................................................................................................................... 71
Figura 13 ......................................................................................................................... 73
Figura 14 ......................................................................................................................... 74
Figura 15 ......................................................................................................................... 75
Figura 16 ......................................................................................................................... 76
Figura 17 ......................................................................................................................... 77
Figura 18 ......................................................................................................................... 79
Figura 19 ......................................................................................................................... 80
1
Capítulo 1
Introducción
1. Contexto de la Investigación
El cuerpo académico de Ingeniería Industrial y Ciencias Básicas de la
Universidad del SABES lleva a cabo cada cuatrimestre una reunión de academias para
la mejora de los contenidos de las materias así como revisión de las metodologías de
enseñanza de materias del área correspondiente con el objetivo de elevar la calidad de
los conocimientos y competencias que adquieren los alumnos; los cuales serán
aplicados dentro de su vida laboral por lo que el presente trabajo de investigación se
realizó con alumnos que cursan la materia de Resistencia de los Materiales ya que en la
reunión de academias ésta materia se considera como una rama de la mecánica y se
clasifica como materia de Física colocándola en el grupo de materias de ciencias
básicas.
La Física es una de las ciencias que presentan una mayor dificultad en su comprensión
por parte de los estudiantes, esta dificultad es evidente en el bajo índice de aprobación
de esta disciplina en las escuelas en los diferentes niveles educativos en donde se
imparte. Por otro lado, los investigadores educativos han demostrado que el introducir
las teorías de estilos de aprendizaje en la enseñanza de diversas disciplinas ha mejorado
el desempeño de los estudiantes, aumentado su comprensión y el espíritu crítico en sus
cuestionamientos. (Ramírez y Chávez, 2010).
Las distintas maneras de percibir y procesar la información por parte de los estudiantes
han sido analizadas por teorías de aprendizaje en cuyos supuestos se argumenta que el
estilo de aprendizaje es la suma de las formas que tiene el cerebro de percibir la
experiencia y las formas favoritas de un individuo para actuar sobre ésta (Samples,
Hammond y McCarthy, 1985).
McCarthy estudió los diferentes estilos de aprendizaje y la teoría de los hemisferios
cerebrales propuesta por Kolb para desarrollar su sistema 4MAT, su modelo es un
Capítulo 1. Introducción
2
ciclo de ocho pasos conceptualizado como un ciclo natural de aprendizaje, y siguiendo
esta secuencia cualquier contenido o proceso puede ser enseñado. (Samples, Hammond
y McCarthy, 1985).
2. Objetivo Diseñar e implementar una secuencia didáctica del primer módulo de la materia
Resistencia de los Materiales utilizando el ciclo de aprendizaje 4MAT implementando
en un modelo B-Learning. Éste primer módulo comprende los fundamentos de la
materia, en particular los conceptos de esfuerzo y deformación unitaria.
3. Objetivo de desarrollo Diseñar e implementar el ciclo de aprendizaje 4MAT que se compone de 8 pasos
en un modelo de aprendizaje Blended Learning (B-Learning, Aprendizaje Mixto
o Modalidad Semi-presencial), dentro de la Universidad del SABES
(Guanajuato, México); para mejorar el proceso enseñanza aprendizaje de los
temas del módulo I, correspondientes a la curso: Resistencia de los Materiales,
en alumnos de octavo/séptimo semestre de la carrera de Ingeniería Industrial.
3.1 Objetivo de investigación Analizar los resultados de la aplicación del diseño instruccional (clases 4MAT
en modalidad B-Learning) a los alumnos del curso de Resistencia de los
Materiales durante el primer modulo con el fin de medir la comprensión de los
conceptos en términos de ganancia conceptual y aprendizaje significativo.
4. Justificación El auge y crecimiento de la educación en línea se debe al desarrollo aplicado de las
Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs). Por esta relación, no es de
extrañar su capacidad para integrar las innovaciones tecnológicas más recientes en su
repertorio de opciones e incrementar así sus posibilidades de aplicación (McAnally y
Organista, 2008).
La integración y adopción de la modalidad de educación en línea, con sus subsecuentes
posibilidades en el ámbito educativo causa polémica en el universo de los actores
educativos. Su versatilidad presenta una capacidad de cambio que tiende a romper
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
3
esquemas tradicionales del proceso enseñanza-aprendizaje (McAnally y Organista,
2008).
Si a lo anterior se le añade actividad presencial para complementar la instrucción se
tiene como resultado lo que se conoce como Blended-learning ó B-Learning
(aprendizaje mixto), éste modelo combina lo mejor del aprendizaje presencial con la
funcionalidad del aprendizaje electrónico o E-learning para potencializar las fortalezas
de ambas modalidades (González, 2007).
Seleccionando los elementos potenciales de aprendizaje de cada uno de los esquemas
(en línea y presencial) y de acuerdo con las necesidades especificas del aprendizaje
dentro del contexto correcto es posible ejercer una práctica educativa innovadora, que
corresponda con las exigencias de las actuales sociedades del conocimiento (González,
2007).
En los últimos años se ha incorporado para la educación en línea diferentes plataformas
que se conocen como Sistemas de Administración de Aprendizaje o Learning
Management Systems (LMS); una alternativa viable es utilizar LMS basadas en
software libre que suele estar disponible en internet. Moodle1 y ATutor
2 son dos
ejemplos de este tipo de plataformas LMS de software libre más populares, además de
ser una buena opción para ser incorporados dentro del contexto B-learning.
Estos sistemas LMS facilitan mucho la incorporación de herramientas y recursos en
línea como apoyo al aprendizaje en las aulas. De modo que, hacen técnicamente muy
viable la implementación del modelo B-Learning como innovación de la práctica
educativa en educación superior.
En el artículo Designing a Blended Learning Solution de Purnima Valiathan (2002), se
intenta clasificar la variedad de aproximaciones de B-Learning en tres categorías o
modelos principales:
1. Enfoque en Habilidades. Este modelo de B-Learning se puede definir como una
aproximación de aprendizaje que combina aprendizaje a su propio paso (aplicando lo
que se conoce como: Web Based-Training/Computer Based-Training ó WBT/CBT,
documentos, libros, etc.) con apoyo al aprendiz por medio de interacciones con el
1 Consultar: http://www.moodle.org
2 Consultar: http://www.atutor.ca
Capítulo 1. Introducción
4
facilitador a través de e-mail, foros de discusión, sesiones presenciales guiadas por el
instructor, entre otras técnicas; para desarrollar habilidades y conocimientos específicos.
2. Enfoque en Actitudes. El modelo de B-Learning con enfoque en actitudes se define
como una aproximación de aprendizaje en la que se mezcla o combinan eventos de
aprendizaje, por medio de sesiones presenciales con instructor en el salón de clases y
laboratorios de aprendizaje guiados por el instructor, así como interacciones y
discusiones facilitadas con tecnología, como lo son: foros de discusión y aulas virtuales;
para desarrollar actitudes y conductas específicas entre los aprendices.
3. Enfoque en Competencias. El modelo con enfoque en competencias se refiere a la
aproximación de aprendizaje que combina una variedad de eventos de aprendizaje con
apoyo de tutorías para facilitar la transmisión de conocimiento tácito; el modelo con
enfoque en competencias se centra en capturar y transmitir ese conocimiento tácito por
medio de tutorías, basadas en tecnología y cara a cara, para desarrollar competencias
laborales.
Una vez descritos los modelos anteriores se debe tener presente lo que se conoce como
la era de conocimiento en el trabajo, en dónde el éxito depende en que tan rápida y
apropiadamente los empleados toman decisiones en el lugar de trabajo. Gran parte del
proceso de toma de decisiones es guiado por hechos y principios, donde se aplica el
conocimiento tácito que lo expertos tienen mientras toman decisiones. Este
conocimiento es crucial para el desempeño exitoso de cualquier tarea.
Lograr que el profesor domine las herramientas tecnológicas y se convierta en un
diseñador instruccional, capaz de adoptar un modelo en función de las necesidades
específicas de aprendizaje, es el verdadero desafío que se debe de alcanzar para ejercer
una práctica educativa innovadora, que corresponda con los principios de calidad y
pertinencia que demandan las actuales sociedades del conocimiento (González, 2007).
El Sistema 4MAT es el resultado de la superposición de las descripciones de estilos de
aprendizaje del modelo de Kolb (1984). Este modelo está basado en la suposición de la
existencia de factores responsables de la generación de estilos de aprendizaje. De
acuerdo con Kolb (1984) los estudiantes aprenden según la manera en que prefieren
recibir la información por parte del profesor (preferencias de instrucción): por medio de
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
5
la experiencia concreta, de la observación reflexiva, de la conceptualización abstracta y
de la experimentación activa.
McCarthy (2006), retoma el esquema de Kolb, agregando la información de las
investigaciones sobre el cerebro dando como resultado el sistema 4MAT. El sistema
4MAT combina las características de forma que representa una combinación de
preferencias. Esta combinación de preferencias resulta en un par de tendencias que
describen cuatro cuadrantes. En el sistema 4MAT, cada uno de estos cuadrantes se
convierte en un estilo de aprendizaje diferente. Cada cuadrante y su par de descriptores
describen un conjunto de tendencias y preferencias que diferentes individuos pueden
exhibir en sus intentos por aprender y enseñar. Cada estilo de aprendizaje o cuadrante
está definido por la forma en que los estudiantes aprenden.
Para McCarthy (2006) el proceso continuo del sistema 4MAT se mueve desde la
reflexión a la acción, la combinación de estas dos posibles elecciones en el individuo
forma las diferencias individuales, a las cuales llama, Estilo 1, Estilo 2, Estilo 3 y Estilo
4, esto no quiere decir que cada individuo posea un solo estilo, sino que todos los
individuos tienen los cuatro estilos de aprendizaje, pero sólo uno o dos predominan
sobre los demás.
En años recientes se ha visto que la Física ha tenido una baja en el interés en los
alumnos por cursarla. Recientes estudios muestran que los alumnos a nivel universitario
muestran una motivación baja o nula por el aprendizaje de la Física (Sánchez, 2010).
Aunado a esto la enseñanza de la Física en otro tipo de modalidades como son la
modalidad mixta o virtual, la cual es incipiente, presenta bajo rendimiento3 dentro del
aprendizaje de esta materia, por lo tanto se justifica esta investigación al proponer un
sistema de enseñanza que incremente el interés y al mismo tiempo incremente las
competencias laborales, una vez que el alumno logra una ganancia conceptual.
La presente investigación se realizó en la Universidad del SABES (Sistema Avanzado
de Bachillerato y Educación Superior) campus Irapuato del Estado de Guanajuato,
basado en un sistema semi-presencial. Esta institución cuenta con las carreras de
Ingeniería Industrial, Ingeniería en Sistemas Computacionales, Licenciatura en
3 Basado en reportes de calificaciones de las materias de Física del periodo Septiembre – Diciembre
2010, de la Universidad del SABES Unidad Irapuato.
Capítulo 1. Introducción
6
Mercadotecnia y Licenciatura en Administración de Empresas. Las asesorías se
imparten en los siguientes turnos: sabatino, matutino y vespertino, El programa de
estudio está elaborado en plan cuatrimestral, cuenta con una plataforma educativa
virtual apoyada en Moodle y las materias se imparten tanto en modalidad virtual,
presencial y semi-presencial (B-Learning) (SABES, 2010).
5. Preguntas de investigación De acuerdo al objetivo mencionado previamente, se plantean las siguientes preguntas de
investigación con el fin de corroborar el alcance de dicho objetivo. Las preguntas que
surgieron son las siguientes:
¿Cómo se puede implementar el sistema 4MAT en el curso de Resistencia de los
Materiales a nivel ingeniería con un modelo B-Learnig usando las herramientas
web 2.0 y qué criterios de web 2.0 se deben de considerar para llevar a cabo dicha
implementación?
¿Cómo es posible en un modelo B-Learnig el diseño intruccional basado en el
ciclo 4 MAT (clases 4 MAT) en materias como Resistencia de los Materiales para
nivel licenciatura?
¿De qué manera se puede medir una ganancia conceptual en un curso de
Resistencia de los Materiales de ingeniería bajo el sistema 4 MAT para estudiantes
de esta modalidad?
Para contestar estas preguntas se hará referencia a la Universidad del SABES donde se
llevó a cabo la investigación apoyándose en plataforma educativa Moodle. Otro punto
importante a mencionar corresponde a los profesores, los cuales cuentan con la
capacitación necesaria y suficiente para utilizarla. Para la presente investigación la
materia fue implementada en modalidad mixta.
6. Hipótesis Estas preguntas generan las siguientes hipótesis:
El sistema 4MAT se puede aplicar en la enseñanza de materias relacionadas con
la Física mediante B-Learning, identificando los pasos que son de manera
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
7
presencial y los pasos que se pueden aplicar de manera virtual, conjugando
ambas modalidades. Al mismo tiempo las características de flexibilidad,
instrucción asíncrona y síncrona, distribución de contenidos, retroalimentación
en línea, entre otros, son criterios favorables para el sistema 4MAT.
La implementación del sistema 4MAT mediante B-Learning presenta una
ganancia conceptual aceptable dentro de este modelo de aprendizaje.
Estas hipótesis dan respuesta a las preguntas de investigación y serán probadas a lo
largo del presente trabajo.
7. Organización de la tesis La presente tesis está organizada en cinco capítulos que se describen brevemente a
continuación. En el capítulo uno se realiza la introducción, se menciona el objetivo y se
justifica la investigación finalmente se presentan las preguntas de investigación y se
plantea la hipótesis. El capítulo dos está compuesto por el marco teórico que sustenta el
conocimiento en el cual se basa la investigación y los antecedentes que representan el
estado del arte. El capitulo tres presenta la metodología utilizada en la cual se menciona
el diseño instruccional de la investigación y su aplicación tanto presencial como en
línea. En el cuarto capítulo se presentan los resultados, se desarrolla el análisis
cualitativo y cualitativo de la investigación. El capítulo cinco contiene las respuestas a
las preguntas de investigación y las conclusiones que se obtuvieron a lo largo del
trabajo.
8
Capítulo 2
Marco Teórico y Antecedentes
2.1 Tecnologías de la Información y Comunicación Ha pasado mucho tiempo desde aquel día en que Tim Berners-Lee creo la WWW
(World Wide Web) o simplemente Web, desde entonces muchas personas comparten
conocimiento a través de una extensa red de computadoras interconectadas desde
diversos lugares del mundo.
En los primeros años pocas personas tenían acceso al contenido de la red; por lo general
se transmitían documentos de tipo confidencial por sus características de investigación o
seguridad nacional. Con el paso del tiempo se observó el gran potencial que podría tener
este desarrollo tecnológico, comenzó un gran intercambio de información con variedad
de temáticas, principalmente en las universidades y centros militares; con ello apareció
la necesidad de compartir dicha información de forma más sencilla, esto debido a que
existía un problema de intercambio de información por las diferencias de formatos entre
los diferentes ordenadores que se encontraban interconectados, entonces se creó lo que
se conoce como navegador, apareciendo el programa Mosaic©
el cual facilitaba la
visualización a través del uso hipertexto (O´ Reilly, 2005).
La evolución que ha tenido la Web ha sido continua; llegaron las imágenes a acompañar
los textos, aparecieron las primeras animaciones, las primeras herramientas interactivas
y la evolución continuó. Durante estos años la Web había sido siempre un sitio
informativo, un sitio de lectura en donde las personas escribían y las demás se
dedicaban a leer (Fourio, 2006).
La Web ha presentado una evolución importante y marcada que merece mucha
atención, especialmente por la gran cantidad de contenidos y de aplicaciones útiles. Por
otra parte, hoy en día sin requerir gran tecnología o conocimiento técnico especializado
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
9
una persona puede utilizar una computadora y escribir, difundir o publicar a nivel
mundial sobre cualquier tópico de su interés. Para el usuario final todo se ha hecho más
fácil simplemente debe tener presente que quiere hacer y disponer de la herramientas
necesaria para ello.
La evolución tecnológica de diferentes herramientas como: XHTML, XML, LMS, etc.,
es lo que muchos llaman ahora la Web 2.0, no es una versión como tal sino un concepto
y una forma de verlo actualmente, lo verdaderamente importante que se presenta hoy en
día quizá sea la revolución social, esto es, existen comunidades en línea con infinidad de
intereses, en la cual se comparten conocimiento a través de repositorios y que se da
gracias a nuevas técnicas y herramientas para la comunicación y colaboración.
Vale la pena conocer y difundir los principios básicos mencionados en la Web 2.0
Conference, un evento en el que se discute la forma cómo evoluciona la Web:
•La Web es la Plataforma. Entendemos por plataforma educativa como un sitio en la
Web, que permite a un profesor contar con un espacio virtual en Internet donde sea
capaz de colocar todos los materiales de su curso, enlazar otros contenidos, incluir
foros, wikis, recibir tareas de sus alumnos, desarrollar cuestionarios, promover debates,
chats, obtener estadísticas de evaluación y uso -entre otros recursos que crea necesarios
incluir en su curso- a partir de un diseño previo que le permita establecer actividades de
aprendizaje y que ayude a sus estudiantes a lograr los objetivos planteados. (UAA,
2010)
•La información es el procesador. El procesador es el cerebro del sistema, encargado de
procesar toda la información. Es el componente donde es usada la tecnología más
reciente. (Pores, 2010)
•Arquitectura participativa produce efectos en la red. La web 2.0 es una red social
fundamentada en la participación activa de sus usuarios, de manera que si el facilitador,
considerando su filosofía utiliza sus servicios como medios didácticos, propicia el
aprendizaje colaborativo. Las participaciones surgen de las ideas grupales e
individuales, y desde allí cada estudiante crea conocimientos más complejos sobre los
temas estudiados. Por lo tanto, resulta primordial ayudar a los alumnos a desarrollar las
habilidades que conducen al uso efectivo de los servicios de la web 2.0. (Parra, 2010)
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
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•La innovación surge de características distribuidas por desarrolladores independientes.
Si convenimos que la web 2.0 multiplica la capacidad de comunicación, entendida ésta
como la conversación entre personas con intereses comunes, es lógico pensar que tenga
un fuerte impacto en la innovación, que consiste en un proceso esencialmente
conversacional gracias a interacciones sucesivas entre proveedores, clientes,
inversores, socios y trabajadores, entre otros. (Heid S., Fischer T. and Kugemann W.F.,
2009).
Todo lo anterior ofrece herramientas que permiten beneficiar al usuario final, así como
ser un actor activo del desarrollo y evolución de Internet. ¿Cómo se logra todo esto?
Combinando las ventajas de las aplicaciones de escritorio con la facilidad de la Web
permitiendo que el espacio y tiempo no sean impedimento para participar dentro de la
misma.
En el ámbito del E-Learning, la tendencia transformará la manera como se ha enseñado
hasta ahora, los participantes no sólo aprenden, además interactúan y lo más importante
comparten conocimiento y disponen de herramientas para hacerlo (Downes, 2006).
Un claro ejemplo de esta tendencia puede verse a través del "Blackboard Beyond
Initiative", una iniciativa de la compañia BlackBoard1 propietaria del LMS del mismo
nombre, según Michael Chasen (Director Ejecutivo) su compañía está trabajando para
mejorar la educación a través de cuatro proyectos:
•Extensión de la plataforma mediante módulos (desarrollados por y para educadores) y
repositorio global de información.
•Scholar.com, un servicio de redes sociales más allá del aula.
•Una completa integración del currículo académico y profesional a lo largo del tiempo
(E-Portafolios).
•Crear un sistema de gestión de datos colaborativo (red de ambientes de aprendizaje), en
el que las instituciones comparten datos académicos relevantes de forma anónima.
A medida que transcurre el tiempo, se encuentran un mayor número de soluciones
particulares de esta evolución descrita. A continuación se presentan algunos ejemplos:
1 Consultar: http://www.blackboard.com
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
11
•Nuvvo2: Un LMS por demanda de carácter gratuito (Inserta Google AdSense), que en
palabras de su creador es la "Respuesta del Web 2.0 al E-Learning".
•Technorati3: Un efectivo buscador de blogs que también pone en funcionamiento el uso
de folcsonomías (tags, palabras claves para agrupar diferentes sitios bajo un mismo
concepto).
•Writely4: Un editor de texto en línea que permite editar, subir y compartir documentos
via Web, actualmente forma parte de los servicios de Google.
•WriteBoard5: Una herramienta que permite guardar ideas, compartir conocimiento y
colaborar a través de la Web escribiendo artículos, cartas, comunicados, e infinidad de
usos más llevando siempre un control de versiones.
•MyProgs6: Es una comunidad virtual en donde varios usuarios pueden compartir
experiencias de uso o simplemente guardar las referencias a sus programas favoritos.
Por otro lado se tiene la educación virtual, para comenzar a definirla haremos referencia
al diccionario de la Real Academia, el vocablo "virtual" significa "que tiene la
posibilidad de ser, que es en potencia pero no en la realidad."
"La palabra virtual procede del latín medieval virtualis, que a su vez se deriva de virtus:
fuerza, potencia. En la filosofía escolástica, lo virtual es aquello que existe en potencia
pero no en acto". (Levy, 1999)
Este término dentro del contexto educativo nos permite llevar a cabo el proceso
enseñanza aprendizaje a través de medios electrónicos. Los educadores que participan
en la educación virtual empezaron a utilizar el término a principios de la década de los
noventa hasta convertirse actualmente en una acepción reconocida y cada vez más
generalizada.
En el ámbito universitario, el concepto "virtual" se ha empezado a utilizar al referirse a
los sistemas combinados de teleconferencia, emisiones por cable, por redes de circuito
cerrado, vía satélite y por Internet, dado que todos estos elementos permiten interactuar
2 Nuvvo: http://nuvvo.com
3 Technorati: http:// technorati.com
4 Writely: http://www.writely.com
5 WriteBoard: http://writeboard.com
6 MyProgs: http://myprogs.net/
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
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sin necesidad de coincidir en tiempo y en espacio, logrando tener un espacio en común
para la adquisición de conocimientos.
De esta manera las jerarquías actuales entre alumno y maestro se han roto en esta
modalidad, produciendo una interacción de igual a igual. La interactividad que se
presenta en un curso a través de Internet, permite el desarrollo de procesos de
comunicación e intercambio entre los sujetos rompiendo barreras temporales y
espaciales, por tanto, el medio está jugando un papel socializador.
La realidad virtual es prueba de ello, puesto que a través de Internet es posible que el
estudiante recorra las salas de un museo, de un campus universitario e incluso que
pueda ver a la persona con la que se está intercambiando información, la cual llega a ser
en la mayoría de los casos tanto o más significativa que en un curso presencial.
El desarrollo de las TICs ha provocado una revolución en la educación, tanto que ahora
existen otras modalidades como la virtual.
Se entiende por educación virtual aquella en los que especialistas, docentes y
estudiantes participan remotamente, a través de las redes de computadoras, haciendo
uso intensivo de las facilidades que proporcionan la Internet y las TICs, para lograr así
un ambiente educativo altamente interactivo, a cualquier hora y desde cualquier lugar.
2.2 Aprendizaje Mixto
El trabajo mediante el sistema virtual abre grandes posibilidades en el campo de
la educación; las características que presenta facilitan y abundan el acceso al
conocimiento, por lo que las instituciones de educación superior no podrán sustraerse a
la implantación de campus virtuales en cada una de sus universidades (Escorcia, 2001).
En este contexto el docente universitario debe transformar su rol, aplicando nuevas
prácticas, modelos y metodologías innovadoras que coadyuven a fomentar la educación
a lo largo de la vida en el estudiante, para formar profesionistas que se puedan integrar
fácilmente en la dinámica de las sociedades del conocimiento. Para lograr la
transformación del profesor universitario, de transmisor de información a facilitador en
la construcción del aprendizaje de los alumnos; es imprescindible la formación inicial y
continua del profesorado. Tanto del uso de herramientas tecnológicas, como de
metodologías innovadoras y modelos de diseño instruccional que integren las
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
13
Tecnologías de la Información y Comunicación (TICs), tema de suma importancia pero
por los alcances de este trabajo no será cubierto.
B-Learning (aprendizaje mixto) es un modelo ecléctico que combina las mejores
estrategias del aprendizaje presencial, con funcionalidades del aprendizaje electrónico o
E-Learning, para potenciar las fortalezas y disminuir las debilidades de ambas
modalidades.
La incorporación de las TIC’s en el aula ha supuesto un cambio respecto de la
enseñanza presencial a nivel metodológico y actitudinal, tanto para los profesionales de
la enseñanza como para los propios alumnos (Romero, 2006). La instrucción presencial
combinada con tecnología Web se está convirtiendo en uno de los segmentos más
populares y de más extenso crecimiento en la educación superior (Belanger y Jordan,
2000).
Para Bartolomé (2004), este modelo permite permanecer menos tiempo en el aula,
propicia un potencial ahorro de espacios físicos e incrementa la participación de los
estudiantes como responsables de su propio aprendizaje entre otros beneficios.
Blended Learning sigue una tendencia con una marcada raíz procedente del campo de la
psicología escolar en la que destaca el término "aprendizaje" como contrapuesto al de
"enseñanza” (Bartolomé, 2004), no es un concepto nuevo, durante años se han estado
combinando las clases magistrales con los ejercicios, los estudios de caso, juegos de rol
y las grabaciones de vídeo y audio, por no citar el asesoramiento y la tutoría (Brodsky,
2003). Este término, aunque novedoso, también ha recibido otras denominaciones en
diferentes contextos, por ejemplo en la Universidad de Illes Balears, se describe como
educación flexible; también se emplean enseñanza semi-presencial, formación mixta y
en la literatura anglosajona se utiliza el término modelo híbrido.
De acuerdo a estudios realizados por Bartolomé (2004), Blended Learning no surge de
e-Learning sino desde la enseñanza presencial ante el problema de los elevados costos.
Sin embargo, en este trabajo se justifica la implementación de este modelo por razones
de pertinencia y de calidad en la educación. En B-learning el formador asume de nuevo
su rol tradicional, pero usa en beneficio propio el material didáctico que la informática e
Internet le proporcionan, para ejercer su labor en dos frentes: como tutor en línea y
como tutor presencial. La forma en que combine ambas estrategias depende de las
necesidades específicas de la materia.
Para Valiathan (2002), el aprendizaje mixto implica una combinación de lo siguiente:
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
14
• Variedad de medios de entrega. Sin tecnología en el caso presencial y basados en
tecnología apoyándose de herramientas Web.
• Variedad de eventos de aprendizaje. Trabajo a su propio ritmo, individual y
colaborativo.
• Apoyo electrónico de desempeño. Instrucción y gestión de conocimiento.
Una vez descrita la parte de B-Learning que es dónde la Universidad del SABES
fundamenta su forma de operación, se continuará con la descripción el sistema 4MAT
en el que está basada la secuencia didáctica a implementar.
2.3 Sistema 4 MAT
El sistema 4MAT es un modelo basado en los estilos de aprendizaje propuesto por
David Kolb (1984), en los años 80's pero con un mayor enfoque sobre el
funcionamiento cerebral y sus hemisferios. También retomó algunos elementos del
modelo de Briggs y Myers (1980).
McCarthy (1987) estudió los diferentes estilos de aprendizaje y la teoría de los
hemisferios cerebrales para desarrollar el sistema 4MAT. Definió, al igual que Kolb,
cuatro estilos de aprendizaje (apoyada en el mismo cuestionario de Kolb) y los
relacionó con las diferencias en cada hemisferio cerebral dominante. Su modelo es un
ciclo de instrucción que consta de ocho pasos. Aunque actualmente las investigaciones
acerca del cerebro están mucho más avanzadas que cuando McCarthy utilizó los datos
para elaborar su teoría. A ella le interesaba principalmente la relación entre la
lateralidad y la especialización de ciertas tareas. De manera general, los hemisferios
cerebrales se especializan en las siguientes funciones:
Hemisferio Cerebral Izquierdo Hemisferio Cerebral Derecho
Opera mejor por medio de la
estructura y la secuencia. Prefiere
el lenguaje, es secuencial,
examina los elementos, tiene
sentido del número. Trabaja para
analizar información.
Opera de manera no estructurada,
comprende imágenes, busca
patrones, crea metáforas, es
simultáneo. Busca sintetizar y
consolidar información.
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
15
McCarthy numera los cuatro cuadrantes que corresponden a los cuatro estilos, iniciando
con el cuadrante uno y en sentido de las manecillas del reloj:
Cuadrante 1, estilo I Personas que perciben a través de la experiencia concreta y procesan a través de
la observación reflexiva.
Cuadrante 2, estilo II Personas que perciben a través de la conceptualización abstracta y procesan a
través de la observación reflexiva.
Cuadrante 3, estilo III Personas que perciben a través de la conceptualización abstracta y procesan a
través de la experimentación activa.
Cuadrante 4, estilo IV Personas que perciben a través de la experiencia concreta y procesan a través de
la experimentación activa.
Tabla 1. Descripción de cuadrantes y estilos de aprendizaje.
Estos estilos tienen las siguientes características:
Cuadrante I, estilo I: Imaginativos
Cuadrante 2, estilo II: Analíticos
Cuadrante 3, estilo III: Sentido común
Cuadrante 4, estilo IV: Dinámicos
Los cuatro estilos de aprendizaje tienen igual valor, cada uno tiene sus fortalezas y
debilidades. El hecho de que un estilo predomine sobre los otros tres, sólo significa que
bajo esa situación la persona se siente más cómoda y con mejor disposición para
aprender (Santos, 2000). Lo anterior se ejemplifica en la siguiente figura:
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
16
Figura 1. Cuadrantes y estilos de aprendizaje descritos por McCarthy.
El modelo de 4MAT está conceptualizado como un ciclo natural del aprendizaje, a fin
de que las personas puedan aprender de manera óptima, es necesario que atraviesen los
cuatro cuadrantes con sus dos modos (izquierdo/derecho). Iniciando con el cuadrante 1
y siguiendo ocho pasos propuestos secuencialmente, resultando en la enseñanza de
cualquier contenido o proceso educativo.
McCarthy establece que lo primero es el significado personal que se le da al
aprendizaje, así como la motivación que esta implica; posteriormente es la adquisición
de nuevo conocimiento y conceptos, seguida por una aplicación práctica; finalmente
está la síntesis y la extensión. La siguiente figura muestra los ocho pasos que
comprende el ciclo 4MAT:
Figura 2. Ciclo de ocho pasos del sistema 4MAT. (Ramírez, 2009)
Como comenta McCarthy (1997): “Utilizando esta secuencia cualquier estilo de
aprendizaje tiene la oportunidad de brillar una parte del tiempo. Todos los alumnos
serán capaces de desarrollar sus habilidades naturales cuando estén trabajando con su
área fuerte y tendrán también oportunidad de desarrollar otras áreas al trabajar con
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
17
sus compañeros. Para que un alumno pueda aprender de manera exitosa, necesita
también experiencia en otros estilos de aprendizaje. Todas estas habilidades juntas
formarán un ciclo natural del aprendizaje”.
De igual manera McCarthy opina que habitualmente los colegios dan énfasis sólo a las
áreas de adquisición del conocimiento (cuadrante izquierdo, estilo II) y a las
aplicaciones generales (cuadrante izquierdo, estilo III).
Para poder dar una respuesta a esta necesidad, McCarthy crea una serie de lecciones que
ayudan a los profesores a planear sus clases. En términos generales, dichas lecciones
consisten en los siguientes pasos:
Cuadrante I: Crear e implementar una experiencia para luego presentar a los
alumnos para su análisis y experimentarla de forma personal.
Cuadrante II: Los estudiantes integran la experiencia y siguen analizándola en
forma más conceptual, dando paso a la apropiación y desarrollo de nuevos
conceptos.
Cuadrante III: Los estudiantes practican con lo que se les ha enseñado, para
luego hacer aplicaciones prácticas de forma personal.
Cuadrante IV: Los estudiantes sintetizan buscando algo relevante y original,
posteriormente buscan aplicar lo que han aprendido a circunstancias más
complejas.
McCarthy proporciona la guía de 8 pasos para la construcción general de los ciclos de
aprendizaje orientados hacia la ciencia (McCarthy, 1985):
1 Cuadrante 1
1.1 Paso 1. El hemisferio derecho del cuadrante se compromete a crear una experiencia
concreta relacionada al concepto. Introducir una experiencia con sentido para que
los estudiantes sean capaces de ver las conexiones con su propia experiencia.
1.2 Paso 2. El hemisferio izquierdo refleja aspectos de la experiencia en la calidad del
análisis. Ahora los estudiantes examinan la experiencia. El método es el debate que
es el método en el primer cuadrante pero el enfoque ha cambiado.
2 Cuadrante 2
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
18
2.1 Paso 3. El hemisferio derecho del cuadrante 2 intenta profundizar en la reflexión,
con el objetivo de ordenar y formalizar el concepto. Se debe buscar otro medio, otra
forma de ver algo que involucra los sentidos y al mismo tiempo ofrezca la
oportunidad de más reflexión. Debe de crear una actividad que impulse a reflexionar
sobre la experiencia y el análisis para cerrar el cuadrante 1 y ayude a formular una
profundización en la comprensión del concepto, que es el propósito del cuadrante 2.
2.2 Paso 4. El hemisferio izquierdo tiene a los estudiantes en el centro de la información
conceptual. Es en este paso que la formalidad del concepto organiza la experiencia
validada. Aquí es donde el estudiante dispondrá de la información relacionada con
el concepto a fin de comprenderlo en las maneras convencionales. No estamos
interesados en memorizar, la antítesis del pensamiento. Estamos subrayando que la
información está relacionada con el núcleo del concepto.
3 Cuadrante 3.
3.1 Paso 5. En el hemisferio izquierdo del cuadrante 3, el estudiante reacciona a lo
proporcionado en los pasos anteriores. Hacen hojas de trabajo, leen libros de texto,
etc. Estos materiales se utilizan para reforzar el concepto y las habilidades
enseñadas en el cuadrante 2.
3.2 Paso 6. Este corresponde al del pensamiento activo. Se trata de aprender haciendo y
su esencia es la solución de problemas.
4 Cuadrante 4.
4.1 Paso 7. Este es el paso donde a los estudiantes se les pide analizar lo que han
planeado como prueba de su aprendizaje. Aquí los estudiantes están obligados a
organizar y analizar lo que han aprendido de alguna manera personal. Este es el gran
final del hemisferio izquierdo en este viaje de concepto de unidad. Cuando este paso
cierra, deben tener un sentido acumulativo de la exploración a través de todos los
pasos anteriores.
4.2 Paso 8. El último paso de la unidad, el paso 8 es cuando los estudiantes comparten
lo que han aprendido con los demás. Se les alienta a asumir la responsabilidad de
hacer su propio sentido de lo que han aprendido para su aplicación en la vida. La
culminación de este paso es extender el sentido de haber aprendido el concepto para
su aplicación en la vida.
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
19
Las siguientes figuras sirven como referencia para la planeación de una secuencia
didáctica mediante el ciclo de aprendizaje de 8 pasos del sistema 4MAT descrito
previamente.
Figura 3. Ejemplo de planeación de secuencia didáctica: Métodos.
Figura 4. Ejemplo de planeación de secuencia didáctica: Actividades.
Utilizando estas sugerencias, se diseñara una propuesta de ciclo de aprendizaje en la
enseñanza de la Física a nivel universitario, la cuál será implementada en modalidad B-
Learning y que se mostrará en el siguiente capítulo.
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
20
2.4 Aprendizaje significativo
Según Moreira (2000), el aprendizaje significativo se caracteriza por la interacción entre
el nuevo conocimiento y el conocimiento previo. En ese proceso el conocimiento
adquiere significado para el aprendiz y el conocimiento previo queda más rico, más
diferenciado y más elaborado en relación con los significados ya presentes y sobre todo
más estables.
El ser humano tiene la disposición de aprender sólo aquello a lo que le encuentra
sentido o lógica. El ser humano tiende a rechazar aquello a lo que no le encuentra
sentido. El único auténtico aprendizaje es el aprendizaje significativo, el aprendizaje
con sentido. Cualquier otro aprendizaje será puramente mecánico, memorístico,
coyuntural: aprendizaje para aprobar un examen, para aprobar la materia, etc. El
aprendizaje significativo es un aprendizaje relacional. El sentido lo da la relación del
nuevo conocimiento respecto a conocimientos anteriores, con situaciones cotidianas,
con la propia experiencia, con situaciones reales, entre otras.
Se sabe también que el conocimiento previo es, de forma aislada, la variable que más
influye en el aprendizaje. En esta última instancia, solo se puede aprender a partir de lo
que ya es conocido.
Básicamente está referido a utilizar los conocimientos previos del alumno para construir
un nuevo aprendizaje. El maestro se convierte sólo en el mediador entre los
conocimientos y los alumnos, ya no es él el que simplemente los imparte, sino que los
alumnos participan en lo que aprenden, pero para lograr la participación del alumno se
deben crear estrategias que permitan que el alumno se halle dispuesto y motivado para
aprender. Gracias a la motivación que pueda alcanzar el maestro el alumno almacenará
el conocimiento impartido y lo hallará significativo, importante y relevante en su vida
diaria.
Otro aspecto que menciona en su artículo Moreira es que en el aprendizaje significativo
el aprendiz debe presentar una predisposición para aprender. Es decir, para aprender
significativamente, el alumno tiene que manifestar una disposición para relacionar a su
estructura cognitiva, no de forma arbitraria y no literal, los significados que capta de los
materiales educativos, potencialmente significativos y del curriculum (Gowin, 1981).
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
21
Los alumnos cuando tienen el gusto o afinidad por ciertas áreas del aprendizaje, este se
genera rápidamente y puede ser traducido en la universidad cuando se elige una carrera
que es del agrado de una persona, se tiene una comprensión mejor de los contenidos, las
materias que les gustan son por lo general en las que tienen buen promedio o incluso no
requieren mucha motivación para realizar sus estudios, de hecho los alumnos eligen una
carrera porque los conocimientos previos están bien cimentados; no así con las materias
que no les gustan, un ejemplo claro es en los chicos de administración no les gusta la
matemáticas, eligen materias menos abstractas, sin embargo cuando le encuentran
sentido tienen una mejor disposición de aprender.
También habla del aprendizaje significativo crítico y dice: “Una enseñanza basada en
respuestas transmitidas primero del profesor para el alumno en las aulas y, después, del
alumno para el profesor en las evaluaciones, no es crítica y tiende a generar aprendizaje
no crítico, en general mecánico. Por el contrario, una enseñanza centrada en la
interacción entre profesor y alumno enfatizando el intercambio de preguntas tiende a ser
crítica y suscitar el aprendizaje significativo crítico. Cuando se aprende a formular
preguntas – relevantes, apropiadas y sustantivas – se aprende a aprender y nadie nos
impedirá aprender lo que queramos” (Moreira, 2000)
¿Qué más podría hacer un profesor por sus alumnos que enseñarles a preguntar, si ésa
es la fuente del conocimiento humano?
Cuando un alumno formula una pregunta relevante, apropiada y sustantiva, está
utilizando su conocimiento previo de forma no arbitraria y no literal y eso es evidencia
de aprendizaje significativo. Cuando aprende a formular ese tipo de cuestiones
sistemáticamente, eso es la evidencia de aprendizaje significativo crítico; un aprendizaje
libertador, crítico, detector de idioteces, engaños, irrelevancias. Consideremos, por
ejemplo, la tan mencionada disponibilidad de información en Internet. En internet,
cualquiera puede poner la información que se le ocurra. Para utilizar esa enorme
disponibilidad de información es preciso estar unido de lo que Postman y Weingartner
(1971) llaman detector de basura (crap detector) y que es una consecuencia directa del
aprendizaje significativo crítico. Ese aprendizaje también permitirá detectar, por
ejemplo, las falsas verdades y dicotomías así como las causalidades ingenuas.
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
22
No se había escuchado el término de aprendizaje significativo crítico, sin embargo es
evidente que los jóvenes cuando integran los conocimientos previos con los nuevos
toman conciencia y también buscan una razón lógica o secuencia del conocimiento esto
hace pensar que el conocimiento previo fue significativo y que tuvo una comprensión
buena por lo que el estudiante puede hacer una discriminación de la nueva información
que se le proporciona. Sucede que a menudo los alumnos hacen crítica del maestro o de
los mismos libros; en mi experiencia los jóvenes que trabajan en la industria y que
conviven a diario con la aplicación de conocimientos, que nunca estudiaron de manera
formal; cuando se encuentran ante la exposición de dichos temas en la universidad su
comprensión resulta mucho más rápida y significativa pero también son estudiantes que
reflexionan y generan muchas preguntas al relacionar la realidad con lo expuesto en
clases y los libros, son alumnos muy selectivos de la información que usan.
De esta manera se puede interpretar el aprendizaje crítico, no como un sólo método de
cuestión sino que elige la secuencia la información y es capaz de buscar y seleccionar
dicha información.
2.5 Evaluación del rendimiento El rendimiento académico sin ser el único indicador de la calidad educativa, es uno de
los más importantes y su estudio ha sido separado, por lo menos desde un punto de vista
teórico, en factores cognoscitivos y motivacionales a la relación que entre ambos se
ejerce da como resultado una influencia directa en el aprendizaje del estudiante y su
rendimiento académico (Burga,2005).
Un aspecto muy importante de las pruebas de aprovechamiento o rendimiento, es que
los reactivos deben ser acordes al contenido temático de lo enseñado (Anastasi y
Urbina, 1997). Los ítems o preguntas de un test son seleccionados para ser
representativos del saber básico que se puede esperar de un alumno (Ingebo, 1997).
Garcia y Prieto (1996) sostienen que es muy importante construir una prueba para
evaluar el rendimiento, y esta defina adecuadamente los indicadores a partir de los
cuales se infiere el nivel de logro de las personas en aquella materia que se quiere
evaluar. Una prueba de rendimiento queda compuesta por indicadores que se conectan
con ítems o tareas significativas, asociadas al dominio a través de definiciones
semánticas (Burga 2005).
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
23
Aiken (1996), Prieto y Garcia (1996) y Thorndike (1989) coinciden en que uno de los
principales tipos de ítem y sus características, mediante los cuales se evalúa el
rendimiento académico, debe ser el siguiente:
Ensayo o preguntas abiertas: que se orientan a evaluar la capacidad del alumno para
organizar, relacionar y comunicar sus conocimientos. Tiene la ventaja de que no da
lugar a la adivinación, es necesario tener una matriz de calificación para éste tipo de
reactivos, por ejemplo una rúbrica de evaluación para especificar de forma clara y
demostrable que necesita una respuesta para ser considerada como adecuada.
En cuanto a su confección se debe:
Definir el ítem de forma clara.
Poner énfasis en preguntas que pidan solucionar problemas o
ejemplificar.
Utilizar una cantidad reducida de ítems que debe ser respondidos por
todos los estudiantes.
Incluir preguntas que varíen su dificultad.
La interpretación de los resultados de evaluación se facilita con el cálculo de la
ganancia conceptual (denotada por g en lo siguiente), para lo cual se consideran los
aciertos obtenidos en el instrumento de evaluación tanto previo a la implementación
(pre-test) como posterior a la misma (pos-test). También es conocida como ganancia
relativa de aprendizaje conceptual o factor de Hake, y fue propuesta por Richard R.
Hake en 1998.
La ganancia está definida por la ecuación 1:
………………………………….………(1)
Donde Si es el puntaje porcentual del pre-test y Sf es puntaje porcentual del pos-test.
Esta cantidad indica la ganancia promedio del aprendizaje conceptual y permite
comparar el grado de logro de la estrategia educativa en distintas poblaciones,
independientemente del estado inicial de conocimiento. Esta se genera dentro del
proceso de enseñanza y se considera muy útil para realizar la comparación entre
estudiantes que tomaron sus cursos usando diferentes métodos de enseñanza o de
distintas instituciones, o bien, de estudiantes de diferente nivel educativo.
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
24
Hake propone categorizar los resultados de la instrucción en las llamadas zonas de
ganancia (Hake, 1998):
1. Zona de ganancia baja. Valor de ganancia menor a 0.3 (g ≤ 0.3).
2. Zona de ganancia media. Valor de ganancia en el rango 0.3 ≤ g ≤ 0.7.
3. Zona de ganancia alta. Valor de ganancia mayor a 0.7 (g ≥ 0.7).
2.6 Antecedentes La Física y la Matemática han buscado introducir diversas técnicas y herramientas que
permitan una forma innovadora de su enseñanza, una de éstas herramientas es el estudio
de los estilos de aprendizaje en éstas ramas. Diversos estudios muestran resultados
favorables en la aplicación de diversos modelos de estilos de aprendizaje en la
enseñanza de las ciencias, mostrando que su introducción en la práctica cotidiana es una
actividad novedosa, pero sobre todo útil en el resultado final que se busca en la práctica
docente: El aprendizaje del conocimiento y asimilación del material por parte del
estudiante (Ramírez y Chávez, 2008).
Fundamentado en lo anterior de los diferentes modelos de estilos de aprendizaje se
tomó como modelo el sistema 4MAT (McCarthy, 1987), el cual está basado en los
estudios previos de Kolb y propuesto por la psicóloga estadounidense Berenice
MacCarthy, quién propone la clasificación de estilos de aprendizaje en 4 tipos, los
cuales determinan la manera en la cual el estudiante percibe la realidad y la interpreta;
sin embargo, para cada individuo, más que un estilo propio, lo que se tiene es una
combinación de los 4 en el cual se tiene una predominancia hacia uno en particular, así
el estudiante tiene cierta comodidad y mayor motivación hacia el aprendizaje por lo que
demuestra una mayor participación e interés en el tema presentado, aún así los otros
estilos están presentes.
Éste trabajo de investigación propuso incorporar en un modelo B-learning el sistema
4MAT como herramienta de enseñanza, con el objetivo de facilitar el aprendizaje de la
Física, este experimento se llevó a cabo en el módulo 1 correspondiente a la materia de
Resistencia de los Materiales, para estudiantes de ingeniería.
Son escasos los reportes de aplicar las teorías de estilos de aprendizaje en la enseñanza
de ciencias a nivel universitario (Larkin y Budny, 2003). Por otro lado, existen reportes
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
25
de la aplicación del Sistema 4MAT en la enseñanza de ciencias en nivel universitario en
la Escuela Superior de Cómputo del Instituto Politécnico Nacional de México (Ramírez,
2009).
En las investigaciones del tema se ha encontrado evidencia de estudios realizados de la
introducción del sistema 4MAT de estilos de aprendizaje en la enseñanza de ciencias y
las experiencias son las siguientes:
Los profesores del área de ciencias básicas, en particular los de Física, tienden a ser
“cerrados” en lo que se refiere a sus métodos de enseñanza, o al menos ese es el
estereotipo que se tiene de ellos tanto por estudiantes como por colegas profesores de
otras áreas. En general se pueden considerar a los profesores de Física (de cualquier
nivel), a partir del sistema 4MAT, como estilo 2, teóricos y guardianes de la verdad, que
se conducen como expertos, pero que al buscar la exactitud y la precisión no dejan
salida a los estudiantes que no logran los parámetros que exigen (Ramírez y Chavez,
2008).
Los profesores muestran una gran tendencia en sus clases correspondiente al tipo 2 de
los estilos de aprendizaje, lo que deja ver que la enseñanza tradicional sigue la tendencia
conductista puramente teórica, pero el modelo educativo actualmente en la mayoría de
las universidades propone la enseñanza basada en competencias que va de la mano con
el estilo 3.
En el trabajo de Remírez (2009), se menciona que: “Después de la aplicación de los
test para ubicar a los alumnos en su estilo de aprendizaje y provocar conciencia entre
los profesores se logra la sensibilización y se propusieron estrategias de aprendizaje
basadas en el ciclo 4MAT donde se reporta la siguiente conclusión:
El Sistema 4MAT se puede aplicar a la enseñanza de la física en el nivel universitario
al crear, desarrollar y aplicar estrategias de aprendizaje dirigidas a los cuatro estilos
de aprendizaje y los dos hemisferios cerebrales, dentro de un ciclo de aprendizaje.
Estás estrategias pueden ser evaluadas al cerrar el ciclo y calificar el aprendizaje
logrado por los estudiantes; por lo cual se obtuvo lo siguiente:
Al generar estrategias dirigidas específicamente a cada estilo de aprendizaje, se pudo
abarcar a la mayoría de los estudiantes, se desarrollaron sus competencias específicas
para el aprendizaje de la física. Con la discusión, los estudiantes que no suelen
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
26
expresar sus conceptos (correctos, errados, desviados, etc.), como los estudiantes Estilo
2, manifestaron estos conceptos, mientras que se tuvo una retroalimentación con el
grupo”.
De las investigaciones de aplicación de estilos de aprendizajes para la enseñanza de
ciencias se encontró la aplicación del Modelo de Estilos de Aprendizaje de Dunn, Dunn
y Price (1979). El instrumento de estilo de aprendizaje que se escogió para los
estudiantes fue la Encuesta de Ambiente Productivo Preferente (PEPS). Este
instrumento fue escogido porque es una comprensión natural y relativamente fácil de
examinar a los alumnos e interpretar los resultados (Larkin y Budny 2003).
Larkin utilizó adicionalmente dos estrategias de enseñanza – aprendizaje, la primera
fueron actividades escritas y la segunda chats en línea usando la plataforma
Blackboard. En el artículo que publicó Larkin y Budny (2003), se reporta la siguiente
conclusión:
“…El uso formal de cuestionarios de estilos de aprendizaje provee información que
beneficia tanto al estudiante como al maestro. Una nota importante fue que el
cuestionario fue factible y no fue crítico como los cuestionarios actuales. Las
estrategias específicas aplicadas al salón de clases fueron ilustradas en el artículo. La
conexión del autor con la adopción del enfoque en estilos de aprendizaje incrementa el
interés y la motivación para aprender. La necesidad de identificar el estilo de
aprendizaje individual e introducir un cuestionario formal nunca fue más importante
como en el presente. La instrucción individual de acuerdo al estilo de aprendizaje es
especialmente crítico en los estudiantes que toman clases de introducción a la física ya
que son muy diversos…”
Larkin no reporta los resultados de las encuestas, solo reporta la factibilidad y la
pertinencia de considerar los estilos de aprendizaje en estudiantes de Física, así como el
uso de plataforma educativa como medio para estar en contacto continuo con los
miembros de la clase.
Se encontró un reporte de investigación en la enseñanza de Física experimental usando
un ambiente virtual en el cual se introduce el modelo llamado C-VISions. El modelo
de enseñanza C-VISions es un modelo con interconexión en ambiente virtual en el cual
los estudiantes tienen experiencias en casa con simuladores interactivos relacionados
Capítulo 2 Marco Teórico y Antecedentes
27
con la enseñanza de Física. La investigación realizada puso de relieve la dificultad
continua y generalizada de los estudiantes en el aprendizaje de las ciencias y en
particular, con el aprendizaje de la mecánica newtoniana. Se cree que la enseñanza que
se inicia y se mantiene por completo en el nivel conceptual está destinada a ser débil e
incompleta, porque este concepto no se basa en la percepción. Por ello, se incorpora la
experiencia de Kolb del ciclo de aprendizaje como un marco para el diseño del ambiente
de aprendizaje C-VISions. Este marco proporciona un enfoque holístico e integrador
para el diseño de aprendizaje que abarca tanto la captura activa y reflexiva como la
comprensión de los aspectos del proceso de aprendizaje. Se presentan algunos
resultados positivos que indican los efectos cuantitativos y cualitativos. El modelo C-
VISions es incompleto en su forma actual. La segunda parte del proyecto de
investigación implica el desarrollo de múltiples agentes incorporados para proporcionar
el apoyo que necesitan los estudiantes (Chees y Liu, 2004).
El sistema 4MAT ha sido utilizado en ámbitos de enseñanza de ciencias médicas como
lo reporta la Facultad de Odontologia en la Universidad de Los Andes, Mérida,
Venezuela. El material educativo computarizado se elaboró según la metodología de
Galvis (1992) que comprende: el diagnóstico de la necesidad instruccional, el diseño, el
desarrollo y la validación del material educativo computarizado. Se concluyó que dada
la complejidad del sistema estomatognático es importante el diseño de un material
educativo computarizado fundamentado en el modelo pedagógico del Sistema 4MAT, a
partir de una necesidad instruccional y siguiendo la metodología de Galvis. Esto hace
posible el desarrollo de un material educativo computarizado que orienta dentro de un
ciclo natural de aprendizaje a través de cuatro módulos. De este modo, se pretende
promover un aprendizaje significativo, ofrecer información sobre el sistema educativo
establecido por los expertos mediante un aprendizaje por descubrimiento, realizar
actividades prácticas simuladas e incentivar la solución de casos clínicos reales de
pacientes (Pabón 2007). Dada la versatilidad y múltiples posibilidades que ofrecen los
Materiales Educativos Computarizados (MECs) en ciencias médicas tales como
Odontología, se pueden desarrollar ambientes multimedia desde o con el apoyo de la
computadora, fundamentados en modelos instruccionales (Galvis, 1992) y adaptados a
lo que se desea aprender según las características de los estudiantes (McCarthy, 2000;
McCarthy y McCarthy, 2003).
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
28
De esta manera, los alumnos de Odontología pueden integrarse activamente a
situaciones de aprendizaje basadas en casos clínicos reales, a través de ambientes
gráficos de computadora, animaciones, simulaciones y videos (Van Sin Jan et al., 2003).
Se puede ver de los antecedentes expuestos anteriormente que el presente trabajo es una
portación innovadora en el proceso de enseñanza-aprendizaje mediante el sistema
4MAT integrándolo directamente a ambientes mixtos de aprendizaje.
29
Capítulo 3
Metodología
3.1 Metodología La Universidad del SABES tiene 12 planteles distribuidos en el Estado de Guanajuato,
este trabajo de investigación se llevó a cabo en el Plantel Pénjamo en el cual el número
de alumnos inscritos en la carrera de ingeniería Industrial es de aproximadamente 40
alumnos distribuidos en todos los niveles, el grupo de investigación corresponde al
grupo que cursó quinto cuatrimestre en modalidad mixta con sesiones sabatinas,
compuesto por 8 alumnos que oscilan entre los 20 y 25 años de edad, el cuatrimestre
corresponde al periodo de Enero-Abril del 2011. (Ver figura 1).
Fig. 1 Curso Resistencia de los materiales en modalidad B-Learning
En la siguiente sección que corresponde a la metodología se realizó el desarrollo de la
investigación para cumplir el primer objetivo, se llevó a cabo del diseño instruccional
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
30
basado el ciclo 4 MAT, para lo cual se hizo la planeación del curso conforme al
contenido del modulo.
El módulo 1 del curso de Resistencia de los Materiales contiene los conceptos básicos
de esfuerzo en barras prismáticas que soportan cargas y sufren una deformación
longuitudinal. (Ver tabla 1).
Módulo 1
Fundamentos
1.1. Carga, esfuerzo, deformación longitudinal.
1.2. Fuerzas axiales y normales
1.3. Representaciones esquemáticas de cargas.
1.4 Esfuerzo de tensión y esfuerzo de compresión
1.5 Ley de Hooke
Tabla. 2 Contenido del módulo 1 de la materia Resistencia de los materiales
3.2 Los criterios de Evaluación del módulo son los siguientes: a) La evaluación final será dada a conocer según los calendarios de la dirección
Universidad del SABES.
b) La retroalimentación de los exámenes y actividades serán entregados a más
tardar una semana después de su aplicación y/o entrega.
c) Para los exámenes y tareas sólo se admiten los formatos que se acuerden en
la plataforma educativa.
d) Las tareas deberán entregarse nominadas e incluyendo la hoja de ejercicios,
todas con nombre, fecha y consecutivo, tener una etiqueta idéntica y los
datos personales pertinentes.
e) La evaluación final se compone de la siguiente forma:
Módulo 1..................................25%
Módulo 2..................................25%
Módulo 3..................................25%
Módulo 4……………………..25 %
Capítulo 3 Metodología
31
McCarthy y McCarthy dicen que el movimiento en el ciclo representa el proceso mismo
del aprendizaje, para el diseño del las clases 4 MAT se realizaron las planeaciones
didácticas correspondientes a las 4 semanas de duración del modulo 1 (4 semanas en
plataforma y asesoría de hora y media en día sábado) con la secuencia del ciclo
considerando las actividades que se proponen en cada cuadrante (Ver Figura 2), y la
sesión de bienvenida donde se aplicaron los test de la investigación.
Fig. 2 Actividades del ciclo 4 MAT
3.3 Planeaciones didácticas del módulo 1 “Fundamentos de la
materia Resistencia de los materiales” En la primera sesión de acuerdo a la planeación (ver anexo 1) se informó a los alumnos
que se llevaría a cabo una investigación, se explicó la finalidad y se procedió a
aplicarles el test de estilos de aprendizaje para conocer la distribución de cada estilo de
aprendizaje dentro del grupo (Ver Anexo 6). También ayudó a identificar el
comportamiento de los alumnos durante la clase 4 MAT.
Durante la misma sesión se aplicó el pre-test (ver anexo 7) que se diseñó en función
del contenido del módulo para identificar conceptos previos y como herramienta para
medir la ganancia conceptual cuantitativamente.
Para el diseño del test (pre y pos) se consideró las recomendaciones de Burga (2005)
citado en el capítulo 2 donde menciona las características que debe tener los ítem de
preguntas abiertas.
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
32
Las planeaciones de las siguientes 4 sesiones (ver anexo 2, 3, 4 y 5) se diseñaron de
acuerdo al ciclo de aprendizaje 4 MAT en 8 paso, incluyendo actividades con
herramientas de la web 2.0 en plataforma virtual Moodle, cubriendo así el modelo B-
Learning donde los estudiantes toman clase presencial una vez a la semana (sábado) en
sesión de 90 min y en el transcurso de la semana ingresan a la plataforma virtual todo el
tiempo que requieran.
3.4 Diseño de clases 4 MAT. CUADRANTE I: Se abre del proceso de aprendizaje en éste cuadrante con los
parámetros de experiencia concreta y observación reflexiva; Actividades recomendadas
son escuchando, hablando, interactuando, reflexionando. (Listening, speaking,
interacting, brainstorming)
Paso uno:
Cuadrante Uno: Alumnos con hemisferio derecho más cómodo
Inmersión en una experiencia
Papel del Profesor: Motivador
Método: Discusión
Pregunta para ser respondida: ¿Por qué?
"Ayuda a establecer una razón”.
Para éste paso se propuso como actividad una mesa redonda donde los alumnos
comparten experiencias en su entorno de esfuerzo, cargas, deformación. El
profesor realiza preguntas para activar el conocimiento y la imaginación
¿Cómo se imaginan y cómo explicarían una deformación longitudinal? ¿por
qué un esfuerzo puede causar una deformación en materiales como una barra
de acero y no lo vemos a simple vista?(Ver anexo 2)
Paso dos:
Cuadrante Uno. Alumnos con hemisferio izquierdo más cómodo
Reflexionando sobre la experiencia
Capítulo 3 Metodología
33
Papel del Profesor: Testigo
Método: Discusión
Pregunta para ser respondida: ¿Por qué?
“Ayuda a clarificar razones”
Para éste paso se propuso un foro en la plataforma (ver figura 3) para que los
alumnos hagan una reflexión y la compartan sobre la experiencia que han
tenido al estar en contacto con cargas, hagan reflexión si en su entorno laboral
están en contacto con algún tipo de dispositivo de carga como por ejemplo una
grúa. En sesión contestar la pregunta para reflexión ¿Han pensado en el diseño
de una grúa tanto en material como en las dimensiones de sus componentes
para soportar determinadas cargas, o algún otro dispositivo de carga en su
entorno laboral? (Ver anexo 2)
Fig. 3 Foro para compartir experiencias en su entorno
CUADRANTE II: En el cuadrante dos los estudiantes se mueven de la experiencia a la
conceptualización abstracta y procesan a través reflexión. Las actividades recomendadas
son observando, analizando, clasificando, teorizando. (observing, analyzing, classifying,
teorizing)
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
34
Paso Tres:
Cuadrante Dos. Alumnos con hemisferio derecho más cómodo.
Integrando observaciones dentro de los conceptos
Papel del Profesor: Maestro
Método: Informacional
Pregunta para ser respondida: ¿Qué?
"Enseñarles”.
Se propuso que los alumnos preparen un cuestionario resuelto del tema
“Fundamentos de resistencia de los materiales” para interactuar en clase, pueden
consultar el capítulo 1. Tensión, compresión y cortante del libro M. Gere; Mecánica
de los materiales el cual se proporciona escaneado como documento digital. En los
recursos de la plataforma complementa la lectura con artículos en internet
referentes al tema. (Ver anexo 3)
Paso Cuatro:
Cuadrante Dos. Alumnos con hemisferio izquierdo más cómodo.
Clasificando los conceptos
Papel del Profesor: Maestro
Método: Informacional
Pregunta para ser respondida: ¿Qué?
"Enseñarles”.
Se propuso para este paso abrir un wiki (ver figura 4) en la plataforma donde
los alumnos construyan el marco teórico del tema “Fundamentos de resistencia
de los materiales” (Ver anexo 3).
Capítulo 3 Metodología
35
Fig. 4 Wiki en plataforma para construir marco teórico del tema
CUADRANTE III: En este cuadrante los estudiantes pasan de los parámetros
abstractos, perciben a través de la conceptualización abstracta y procesan a través de la
experimentación activa. Las actividades recomendadas son experimentando,
manipulando, improvisando, ajustando. (experimenting, manipulating, improving,
tinkerin)
Paso Cinco:
Cuadrante Tres. Alumnos con hemisferio izquierdo más cómodo.
Trabajando sobre los conceptos definidos (Refuerzo y manipulación)
Papel del Profesor: Entrenador
Método: Facilitación
Pregunta para ser respondida: ¿Cómo trabaja?
"Déjalos tratar”.
Se propone para este paso explicar y realizar ejercicios de aplicación del tema
(ver figura 5), durante la clase se induce la reflexión de conceptos para que
comprendan la solución de ejercicios, de igual manera durante la clase no se
utilizan formularios (Ver anexo 4).
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
36
Fig. 5 Actividades en plataforma
Paso Seis:
Cuadrante Tres. Alumnos con hemisferio derecho más cómodo.
Añadiendo algo por si mismos
Papel del Profesor: Entrenador
Método: Facilitación
Pregunta para ser respondida: ¿Cómo trabaja?
"Déjalos tratar”.
Se propone la realización de ejercicios de aplicación como tarea de casa y clase
donde un compañero pasa al pizarrón y todos los compañeros participan en la
solución explicándose la metodología. (Ver anexo 4)
CUADRANTE IV: Los estudiantes ahora se mueven de la percepción a la reflexión,
conceptualizando y adaptando la manera en que el cerebro funciona, de acuerdo al lugar
que le corresponde en el ciclo. Las actividades recomendadas son; modificando,
adaptando, arriesgando, creando. (Modifying, Adapting, Risking, Creating)
Paso Siete:
Cuadrante Cuatro. Alumnos con hemisferio izquierdo más cómodo.
Capítulo 3 Metodología
37
Evaluando y sintetizando para usar o aplicar.
Papel del Profesor: Evaluador/Remediador.
Método: Autodescubrimiento
Pregunta para ser respondida: Si todo esto encaja, ¿Qué significa?
"Que se enseñen a sí mismos y a los demás”.
Para este paso se propone hacer equipos y que presenten un experimento
relacionado con el tema, y lo expliquen a los demás compañeros. También lo
pueden presentar en video y colocar el enlace en foro para compartirlo con los
compañeros, para ésta actividad los alumnos pueden ver un ejemplo en el blog:
http://claussspace.blogspot.com . Deben considerar en el experimento la densidad
del material de la barra que soporta la carga (Ver anexo 5)
Paso Ocho:
Cuadrante Cuatro. Alumnos con hemisferio izquierdo más cómodo.
Haciéndolo por ellos mismos y mostrar lo que hacen a otros.
Papel del Profesor: Evaluador/Remediador.
Método: Autodescubrimiento
Pregunta para ser respondida: ¿Cómo puedo aplicar esto? ¿En qué se puede convertir
esto?
"Que se enseñen a sí mismos
Para ése paso se propone que realicen una exposición en power point que
contenga imágenes (pueden ser fotografías que ellos tomen o bien imágenes que
obtengan de la web) donde se haga evidente la aplicación en la industria del
esfuerzo en barras prismáticas con una carga determinada y consideren el
material del cual está formada la estructura.(Ver anexo 5)
En la última parte del desarrollo de la investigación, se procedió a la aplicación del
examen del modulo, actividad contenida en la planeación de la última sesión (ver anexo
5) el cual consistió en el mismo test (ver anexo 7) usado como herramienta para medir
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
38
la ganancia conceptual una vez concluido el modulo; el post-test contiene además
ejercicios de aplicación del tema, se considera que al tener claros los conceptos los
alumnos son capaces de dar solución a las aplicaciones. (Ver anexo 8).
39
Capítulo 4
Análisis de Resultados
El segundo objetivo de éste trabajo es analizar los resultados de la aplicación del diseño
instruccional (clases 4 MAT en modalidad B-Learning), los resultados se presentan en
el siguiente orden; primero se presenta la distribución de estilos de aprendizaje que
tienen los estudiantes según el test de estilos de aprendizaje aplicado (ver anexo 6),
posteriormente se presenta el análisis en términos cuantitativos de ganancia conceptual
mediante la ecuación de Hake (1998), para finalizar el análisis, se presentan los
resultados del aprendizaje significativo según Moreira (2000) en términos cualitativos.
4.1Distribución de estilos de aprendizaje en el grupo de
investigación Al aplicar el test de estilos de aprendizaje (ver anexo 6) a los alumnos que cursaron la
Materia de Resistencia de los Materiales en el periodo de Enero- Abril del 2011 se
obtuvieron los siguientes resultados:
El 62.5% del grupo pertenece al estilo de aprendizaje tipo III que corresponde a los
alumnos que Kolb llama CONVERGENTES, este tipo de personas aprenden de la
experiencia abstracta y procesan con la experiencia activa, ellos necesitan probar las
cosas por sí mismos, son pensadores y hacedores, los ingenieros son de este estilo de
aprendizaje, son personas que comienza con una idea y la conducen hacia la
experimentación (McCarthy, 1987). Durante éste análisis al conocer la distribución
resultó interesante saber que estos estudiantes son aptos para la carrera de ingeniería la
cual cursan (Ver figura 6).
El 37.5 % del grupo pertenece al estilo de aprendizaje tipo II correspondiente a los
estudiantes que Kolb llama ASIMILADORES, este tipo de personas son pensadores y
observadores los investigadores y diseñadores son de este estilo de aprendizaje, son
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
40
personas que comienzan una idea reflexionan acerca de ella y posteriormente la ven a
través de diferentes formas (McCarthy, 1987), ver Figura 6.
Fig. 6 Distribución de estilos de aprendizaje de los alumnos que cursaron la materia de
Resistencia de los Materiales en el cuatrimestre Enero-Abril
Otro resultado que se obtuvo con el test de estilos de aprendizaje fue que el 12.5 % de
los estudiantes pertenece a la comodidad cerebral en el lóbulo derecho, sus
características radican en que operan de manera no estructurada, comprende imágenes,
busca patrones, crea metáforas, es simultáneo, busca sintetizar y consolidar información
y el 87.5 % en el lóbulo izquierdo Opera mejor por medio de la estructura y la
secuencia. Prefiere el lenguaje, es secuencial, examina los elementos, tiene sentido del
número, trabaja para analizar información. (Ver figura 7).
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
60.0%
70.0%
Tipo I Tipo II Tipo III Tipo IV
Gráfica de distribución de alumnos en estilos de aprendizaje
Alumnos
Capítulo 4 Análisis de Resultados
41
Figura 7. Representación de la comodidad cerebral.
Al observar ésta distribución es también interesante resaltar que el porcentaje más alto
de estudiante corresponde a la comodidad cerebral izquierda, por lo que son bastante
aptos para el tipo de materias básicas de la carrera de ingeniería.
4.2 Análisis de la Ganancia conceptual En lo concerniente a la herramienta que se utilizó para la medición de la ganancia
conceptual; pre-test y pos-test (ver anexo 7 y 8) se investigó la existencia de algún
cuestionario para evaluar conceptos del tema sin embargo no se encontró evidencia de
instrumentos de evaluación relacionados con la materia de Resistencia de los Materiales
por lo que se realizó el diseño un cuestionario con 10 preguntas abiertas relacionadas
directamente con los conceptos que los estudiantes deberían tener al finalizar el módulo,
considerando, como se menciona en el capítulo 2 en el tema de Evaluación del
rendimiento que uno de los principales tipos de ítem que tiene ventajas son las
preguntas abiertas donde se evalúa la capacidad del alumno para organizar, relacionar y
comunicar sus conocimientos.
Se utilizó la ecuación de Hake para el análisis de la ganancia conceptual obtenida
durante las clases 4 MAT en un entorno B-Learnig.
El test utilizado fue analizado en su efectividad para validarlo como herramienta de
evaluación (medición).
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
42
4.3 Análisis de la efectividad del test de evaluación (Pre-test y
post-test) La efectividad del ítem se analizará cualitativamente bajo tres condiciones: la primera,
es el índice de dificultad del ítem mediante el índice de dificultad: la segunda, su poder
de discriminación mediante el porcentaje de distribución y el modelo; y la tercera las
pendientes de sus curvas el cual no se presenta ya que el tipo de ítem elegido no es apto
para determinar una curva. Según Doran el grado de dificultad se puede obtener como
(Doran, 1980):
……………………………(2)
Donde P representa el índice de dificultad, N1 el número de respuestas correctas y N es
el número total de estudiantes que realizaron la prueba. Un ítem se considera muy fácil
cuando su índice de dificultad es de 0.85 a 1.00, moderadamente fácil de 0.60 a 0.85,
moderadamente difícil de 0.35 a 0.60 y muy difícil de 0.00 a 0.35 (Sandoval y Mora,
2009).
Por otro lado, empleando las ideas de Lei Bao podemos definir el porcentaje de
distribución de las respuestas mediante la siguiente expresión:
PD = No. de respuestas/ No. de población………………..(3)
Y utilizar las siguientes categorías:
Un modelo: La mayor parte de las respuestas se concentran en una opción.
Dos modelos: La mayor parte de las respuestas se concentran en dos opciones.
Ningún modelo: Las respuestas están eventualmente distribuidas en tres o más
respuestas
Índice de dificultad y porcentaje de distribución de las respuestas
Los resultados de efectividad y distribución de acuerdo al post-test se presentan a
continuación:
Ítem 1: ¿Qué estudia la mecánica de los materiales?
Presenta un índice de dificultad del 0.75 y su distribución es de un sólo modelo donde
se concentra en la respuesta correcta con un 75 %. (Ver figura 8).
Capítulo 4 Análisis de Resultados
43
Fig. 8 Porcentaje de distribución del ítem 1
Ítem 2: ¿Cuál es tu concepción de una barra prismática?
Presenta un índice de dificultad del 0.62 y su distribución es de un solo modelo donde
se concentra en la respuesta correcta con un 62 % (Ver figura 9).
Fig. 9 Porcentaje de distribución del ítem 2
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
100%
Respuesta Correcta
Respuesta Incorrecta
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
100%
Respuesta Correcta
Respuesta incorrecta
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
44
Ítem 3: ¿A qué se refiere una sección transversal?
Presenta un índice de dificultad del 0.75 y su distribución es de un sólo modelo donde
se concentra en la respuesta correcta con un 75 %. (Ver figura 10).
Fig. 10 Porcentaje de distribución del ítem 3
Ítem 4: Menciona el concepto que tienes de masa.
Presenta un índice de dificultad del 0.62 y su distribución es de un solo modelo donde
se concentra en la respuesta correcta con un 62 %. (Ver figura 11).
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
100%
Respuesta Correcta
Respuesta Incorrecta
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
100%
Respuesta Correcta
Respuesta incorrecta
Capítulo 4 Análisis de Resultados
45
Fig. 11 Porcentaje de distribución del ítem 4
Ítem 5: Menciona el concepto que tienes de peso.
Presenta un índice de dificultad del 0.12 y su distribución es de un solo modelo donde
se concentra en la respuesta correcta con un 12 %. (Ver figura 12).
Fig. 12 Porcentaje de distribución del ítem 5
Ítem 6: Menciona el concepto que tienes de fuerza y de carga.
Presenta un índice de dificultad del 0.50 y su distribución es de dos modelos donde las
respuestas se concentran en las dos opciones 50 % y 50 %. (Ver figura 13).
Fig. 13 Porcentaje de distribución del ítem 6
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
60.0%
70.0%
80.0%
100%
Respuesta Correcta
Respuesta incorrecta
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
100%
Respuesta A (Correcta)
Respuesta B (Incorrecta)
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
46
Ítem 7: ¿Qué entiende por esfuerzo?
Presenta un índice de dificultad del 0.62 y su distribución es de un solo modelo donde
se concentra en la respuesta correcta con un 62 %. (Ver figura 14).
Fig. 14 Porcentaje de distribución del ítem 7
Ítem 8: Describe que es un esfuerzo de tensión y un esfuerzo de compresión.
Presenta un índice de dificultad del 0.75 y su distribución es de un solo modelo donde
se concentra en la respuesta correcta con un 75 %. (Ver figura 15).
Fig.15 Porcentaje de distribución del ítem 8
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
100%
Respuesta Correcta
Respuesta incorrecta
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
100%
Respuesta Correcta
Respuesta Incorrecta
Capítulo 4 Análisis de Resultados
47
Ítem 9: ¿Cómo explicarías una deformación unitaria?
Presenta un índice de dificultad del 0.50 y su distribución es de dos modelos donde las
respuestas se concentran en las dos opciones 50 % y 50 %. (Ver figura 16).
Fig. 16 Porcentaje de distribución del ítem 9
Ítem 10: Menciona la ley de Hooke.
Presenta un índice de dificultad del 0.75 y su distribución es de un solo modelo donde
se concentra en la respuesta correcta con un 75 %. (Ver figura 17).
0%
10%
20%
30%
40%
50%
100%
Respuesta A (Correcta)
Respuesta B (Incorrecta)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
100%
Respuesta Correcta
Respuesta Incorrecta
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
48
Fig. 17 Porcentaje de distribución del ítem 10
4.4 Medición de la ganancia conceptual Como se mencionó en el capítulo 2 en el tema Ganancia conceptual la interpretación de
los resultados de evaluación se facilita con el cálculo de la ganancia, también es
conocida como ganancia relativa de aprendizaje conceptual o factor de Hake. ( Hake en
1998)
La ganancia está definida por
…………………….(4)
Se procedió a la evaluación de las preguntas del test de donde se obtuvieron los
puntajes porcentuales del pre-test y post-test para la aplicación a la ecuación de Hake,
para su interpretación se tomo la categorización de los resultados en las llamadas zonas
de ganancia. (Hake, 1998):
1. Zona de ganancia baja. Valor de ganancia menor a 0.3 (g ≤ 0.3).
2. Zona de ganancia media. Valor de ganancia en el rango 0.3 ≤ g ≤ 0.7.
3. Zona de ganancia alta. Valor de ganancia mayor a 0.7 (g ≥ 0.7).
Los resultados obtenidos por alumno en términos de ganancia conceptual se presentan a
continuación:
Alumno 1) Claudia obtuvo una ganancia del 0.9 por lo que se interpreta como una
ganancia alta ya que éste valor se encuentra en una zona de ganancia alta. (Ver figura
18)
Alumno 2) Héctor obtuvo una ganancia del 0.68 y se interpreta como una ganancia
media ya que éste valor se encuentra en una zona de ganancia media. (Ver figura 18)
Alumno 3) Jorge obtuvo una ganancia del 0.54 y se interpreta como una ganancia
media ya que éste valor se encuentra en una zona de ganancia media. (Ver figura 18)
Alumno 4) Néstor obtuvo una ganancia del 0.34 y se interpreta como una ganancia baja
ya que éste valor se encuentra en una zona de ganancia baja. (Ver figura 18)
Capítulo 4 Análisis de Resultados
49
Alumno 5) Carlos obtuvo una ganancia del 0.55 y se interpreta como una ganancia
media ya que éste valor se encuentra en una zona de ganancia media. (Ver figura 18)
Alumno 6) Martín obtuvo una ganancia del 0.85 y se interpreta como una ganancia alta
ya que éste valor se encuentra en una zona de ganancia alta. (Ver figura 18)
Alumno 7) Mónica obtuvo una ganancia del 0.68 y se interpreta como una ganancia
media ya que éste valor se encuentra en una zona de ganancia media. (Ver figura 18)
Alumno 8) Juan Luis obtuvo una ganancia del 0.40 y se interpreta como una ganancia
media ya que éste valor se encuentra en una zona de ganancia media. (Ver figura 18)
El promedio general de ganancia conceptual en términos de índice de la ganancia
relativa del aprendizaje conceptual es de 0.61 lo cual se interpreta como una ganancia
media. (Ver figura 18)
Fig. 18 índices de la ganancia conceptual por alumno
4.5 Análisis del aprendizaje significativo Para realizar el análisis del aprendizaje significativo se consideró el concepto según
Moreira (2000) que se mencionó en el capítulo 2, sección 2.4 en donde se menciona que
el aprendizaje significativo se caracteriza por la interacción entre el nuevo conocimiento
y el conocimiento previo. En ese proceso el conocimiento adquiere significado para el
aprendiz y el conocimiento previo queda más rico, más diferenciado y más elaborado en
relación con los significados ya presentes y sobre todo más estables.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Ganancia relativa del aprendizaje conceptual
alumno 1
alumno 2
alumno 3
alumno 4
alumno 5
alumno 6
alumno 7
alumno 8
promedio
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
50
Haciendo dicha consideración se presenta el análisis cualitativo de la ganancia
conceptual en términos de aprendizaje significativo comparando los conocimientos
previos y el nuevo conocimiento.
Del las preguntas que contiene el test que se utilizó como herramienta de medición se
obtuvieron los siguientes resultados, considerando las respuestas tomadas del test que se
presenta con las respuestas correctas. (Ver anexo 8)
Pregunta 1: ¿Qué estudia la mecánica de los materiales?
El cambio conceptual que se presentó en éste ítem es interesante ya que los alumnos
cursaron una materia que precede a Resistencia de los Materiales que se llama Ciencia
de los Materiales, en las respuestas en general en el pre-test los alumnos contestaron
basados en la composición de los materiales como referencia del contenido de la
materia de Ciencia de los Materiales teniendo respuestas en el pre-test tales como:
“Estudia la composición de los materiales y las fuerzas que pueden soportar”
“Estudia los cambios en los materiales, su resistencia”
“Ciencia que estudia las propiedades físicas de los materiales “
La respuesta al mismo ítem pero ahora del post-test después de cursar el módulo 1 bajo
la técnica de clases 4 MAT fue la siguiente:
“También se llama Mecánica de los materiales y estudia los cuerpos deformables”
“Rama de la física que estudia la deformación de los cuerpos”
“Estudia las deformaciones o cambios físicos en los materiales sólidos al aplicar una
fuerza”
Al comparar éstas respuestas con el test de las preguntas resueltas (ver anexo 8)
observamos que los alumnos tienen como conocimiento previo que se estudian los
materiales pero al interactuar en clase tienen la idea clara de que se está estudiando las
deformaciones de los cuerpos sólidos (materiales). En los resultados podemos observar
que en las respuestas de los alumnos mencionan la deformación como parte del
concepto haciéndolo más diferenciado.
Pregunta 2: ¿Cuál es tu concepción de una barra prismática?
Capítulo 4 Análisis de Resultados
51
Para éste ítem algunas respuestas del pre-test fueron:
“Es como un monten para construcción y que puede resistir cierta cantidad de peso.”
“Sirve como para clasificar los materiales y su importancia”
“Es aquella donde se muestran los resultados de los materiales”
En éste ítem los alumnos no muestran conceptos previos claros durante el pre-test, pero
la concepción de lo que es una barra prismática toma sentido y en general diferencian el
concepto haciendo referencia a que es un miembro estructural, algunas de las
respuestas en el post-test que los alumnos contestaron correctamente son las siguientes:
“Es una estructura en forma de cilindro”
“Es un elemento estructural donde podemos estudiar los esfuerzos de tensión y
compresión”
“Es una estructura recta con sección transversal”
Como menciona Moreira (2000) en el capítulo 2 sección 2.4 el sentido lo da la relación
del nuevo conocimiento con: conocimientos anteriores, con situaciones cotidianas, con
la propia experiencia, con situaciones reales, etc. El único auténtico aprendizaje es el
aprendizaje significativo, el aprendizaje con sentido.
Es conveniente recordar que hubo actividades realizadas durante las clases 4 MAT
donde los alumnos participan en foros expresando las experiencias que han tenido en
su entorno (ver figura 19), realizaron manipulación de estructuras durante la
presentación de sus experimentos; durante la sesión o bien se presentaron en video (ver
figura 20) y compartiendo el enlace en foro del tema, también realizaron diapositivas
para explicar el tema con fotografías de su autoría o seleccionadas de la web (Ver
figura 21) como se expuso en el capítulo 3 en la presentación de la metodología. Estas
actividades dejan ver cómo los alumnos usan la web para interactuar con el entorno
adquiriendo experiencia de situaciones reales contribuyendo al aprendizaje con sentido.
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
52
Fig. 19 Foro. Experiencias en su entorno
Pregunta 3: ¿A qué se refiere una sección transversal?
Para éste ítem los conceptos previos que tienen en general son con referencia a un corte,
los estudiantes entienden que se hace un corte en un material, algunas respuestas del
pre-test son las siguientes:
“Se refiere a una parte del material contrario al transversal”
“Es un corte en una pieza de trabajo”
“Es un punto donde se atraviesa todo el material”
En general éste ítem se considera como moderadamente fácil y la mayoría de los
estudiantes hacen una buena diferenciación al referirse que es un corte perpendicular al
eje de la barra o estructura que estamos estudiando, las respuestas que contestaron en el
post-test son las siguientes:
“Es cuando los esfuerzos internos quedan expuestos, se hace un corte perpendicular al
eje de la barra”
“Cuando los esfuerzos internos de la barra están expuestos y hacemos un corte, esta
sección se toma perpendicular al eje de la barra.”
Capítulo 4 Análisis de Resultados
53
“Es cuando al realizar un corte perpendicular al eje de un objeto podemos ver sus
caras”
Los alumnos han participado en plataforma en un wiki como se mencionó en la
metodología en la construcción de marco teórico lo que permitió al alumno ser puntual
en sus conceptos.
En los ítems 4 y 5 los alumnos muestran conceptos previos no definidos correctamente
durante las respuestas del pre-test, éstas mismas preguntas se abordaron durante la
sesión y los alumnos tienen idea pero no lo recuerdan claramente, al concluir el curso
del modulo 1 y los alumnos presentaron claridad en la definición del concepto de masa
pero en el concepto de peso a manera de definición escrita tuvieron dificultad incluso
éste ítem fue considerado como difícil pero al efectuar ejercicios ellos fueron capaces
solucionar con datos donde se requiere la diferenciación de masa y peso como se
muestra en el ejercicio 2 del post-test que se presenta a continuación (ver también
anexo 8). Un 75 % de los alumnos dio solución correcta a éste ejercicio.
“Una varilla de acero que tiene una sección constante de 300 mm2 y una longitud
constante de 150 m se suspende verticalmente de uno de sus extremos y soporta una
carga de 20 kN que pende de su extremo inferior. Si la densidad del acero es 7850 kg/m
3 y E= 200x103 M N/m2. Determinar el alargamiento de la varilla. Considerar el peso
de la varilla.”
Pregunta 4: Menciona el concepto que tienes de masa.
Algunas respuestas del pre-test para éste ítem son las siguientes:
“Es la capacidad de un cuerpo de ocupar un lugar en el espacio”
“Es el volumen de un cuerpo”
“Es todo el volumen de un cuerpo”
Se observó que ahora el alumno identifica la cantidad de materia como concepto de
masa, sin embargo éste ítem fue considerado como moderadamente fácil pero algunas
de las respuestas de post-test son las siguientes:
“Es la cantidad de materia contenida en un objeto”
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
54
“Es la cantidad de materia”
“Es la cantidad de materia de cada objeto”
Pregunta 5. Menciona el concepto que tienes de peso.
Algunas de las respuestas del pre-test son las siguientes:
“Es el peso específico de un cuerpo rígido independiente de su tamaño”
“Es la cantidad de masa dada en un objeto”
“Es la cantidad que tiene un material determinado”
Éste ítem se consideró como difícil, de las respuestas obtenidas correctamente el
alumno definió como:
“la masa por la gravedad”
Sin embargo durante los ejercicios y en la interacción con los estudiantes durante la
sesión los alumnos coinciden en que al presentar una carga en kilogramos es necesario
multiplicarla por la gravedad ya que identifican que las unidades de la fuerza son en
Newton, (unidades en el sistema internacional).
Pregunta 6. Menciona el concepto que tienes de fuerza
Para éste ítem las respuestas en el pre-test indican que los alumnos tiene conceptos
previos que relacionan con materias que han cursado como física 1 y tratan de
trasladarlo al entorno de lo que conciben como resistencia de materiales antes del curso,
algunas de éstas son:
“Es el peso que puede soportar un objeto”
“Se aplica para determinar el esfuerzo que realiza un material”
“Se le aplica a un objeto para lograr su rompimiento o deformación”
En las respuestas del post-test los alumnos lo relacionan de manera más clara con el
tema de esfuerzo y la deformación en los cuerpos rígidos. Algunas de las respuestas
son las siguientes:
“Es la acción que modifica a un cuerpo cuando ésta se aplica”
Capítulo 4 Análisis de Resultados
55
“Es la magnitud con dirección y sentido capaz de provocar una deformación en un
cuerpo rígido.”
“Es toda acción que se ejerce a un objeto ya sea fijo o en movimiento y lo puede
modificar”
Pregunta 7: ¿Qué entiende por esfuerzo?
En las respuestas del pre-test los alumnos tienen los siguientes conceptos previos:
“Es la capacidad de una persona para realizar una acción”
“Es la reacción de un cuerpo al aplicarle una fuerza”
En las respuestas del post-test los alumnos definen esfuerzo como lo aplican al
solucionar los ejercicios propuestos en el post-test. (Ver anexo 8)
“Es la presión que se ejerce en un material para saber su resistencia”
“Es la fuerza aplicada en una barra prismática sobre unidad de área”
“Es la fuerza que se aplica a un cuerpo por una unidad de área”
Pregunta 8: Describe qué es un esfuerzo de tensión y un esfuerzo de compresión.
En el pre-test los alumnos no contestaron éste ítem y de las respuestas que dieron
fueron las siguientes:
“Tensión: un esfuerzo se aplica en un punto”
“Compresión: un esfuerzo que se aplica en toda una superficie”
En el post-test y durante las asesorías los alumnos manifiestan que comprenden incluso
en términos cuantitativos lo que refiere a una tensión y la compresión e identifican el
símbolo ípsilon como la cantidad de alargamiento o reducción del material relacionando
al mismo tiempo el ítem 9. Algunas respuestas son las siguientes:
“Tensión: Cuando una barra se estira por la acción de una fuerza”
“Compresión: Cuando una barra se comprime o se acorta por la acción de una fuerza”
“Tensión: Al aplicar una fuerza en el área un objeto se alarga”
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
56
“Compresión: Al aplicar una fuerza en el área de un objeto se acorta o se comprime”
Pregunta 9: ¿Cómo explicarías una deformación unitaria?
Las respuestas en el pre-test son:
Es la deformación mínima de un cuerpo
Es la deformación de un cuerpo en su superficie
Además de definiciones los alumnos interpretan el concepto de deformación unitaria al
aplicarlo de manera asertiva al solucionar ejercicios del tema donde aplican dicha
definición en términos cuantitativos. (Ver ejercicios del post-test anexo 8). Un 75 % de
los alumnos solucionaron correctamente los ejercicios 1 y 2 propuestos en el post-test.
“Es la deformación que muestra un cuerpo al aplicarle una fuerza”
“Es el alargamiento o acortamiento de una barra prismática”
“Es el resultado del alargamiento entre la longuitud inicial del material”
Pregunta 10: Menciona la ley de Hooke
En el pre-test los alumnos no recuerdan la ley de Hooke.
En el post-test los alumnos contestan de la siguiente manera:
“Cuando un cuerpo sufre una deformación esta se da de manera proporcional a su
límite o modulo de elasticidad.”
“El esfuerzo es igual a la deformación unitaria por el modulo de elasticidad”
“Nos dice la relación que existe entre el esfuerzo y la deformación unitaria en una
barra.”
Las respuestas de los alumnos están relacionadas directamente con la manera de
solucionar los ejercicios propuestos en el post-test (ver anexo 8) donde se les pide
determinar el alargamiento, pero para ello requieren determinar primero la deformación
unitaria, entonces recurren a la ley de Hooke, un 75 % de los alumnos dio solución
correcta a éste ejercicio.
Capítulo 4 Análisis de Resultados
57
“Una varilla de acero que tiene una sección constante de 300 mm2 y una longitud
constante de 150 m se suspende verticalmente de uno de sus extremos y soporta una
carga de 20 kN que pende de su extremo inferior. Si la densidad del acero es 7850 kg/m
3 y E= 200x103 M N/m2. Determinar el alargamiento de la varilla. Considerar el peso
de la varilla.”
Hasta este momento de la investigación se puede observar una mejora en la instrucción
con los alumnos que participaron aplicando el sistema 4MAT dentro de un aprendizaje
mixto. El siguiente capítulo muestra las conclusiones y una discusión del empleo de la
estrategia planteada.
58
Capítulo 5
Conclusiones
A lo largo de ésta investigación se desarrolló un módulo de la materia de Resistencia de
los Materiales en modelo B-Learning bajo el esquema de clases 4 MAT, el objetivo de
ésta fue “Diseñar e implementar el ciclo de aprendizaje 4MAT y analizar los resultados
de la aplicación del diseño instruccional con el fin de mejorar el proceso enseñanza
aprendizaje de los tópicos seleccionados.” Al finalizar el trabajo se concluye que se
cumplió con el objetivo ya que se diseñó e implementó sin dificultad, realizándose
actividades en ambas modalidades lo que permitió que los alumnos del grupo
seleccionado estuvieran en permanente interacción con el profesor y motivados para
participar.
De acuerdo con el objetivo planteado se generaron preguntas de investigación las
cuales se contestan de acuerdo a la implementación y análisis realizado, en relación a la
primera pregunta se manifiesta lo siguiente:
Se puede implementar favorablemente en plataforma educativa, el modelo del
sistema 4 MAT es compatible con plataforma Moodle (plataforma con la que
cuenta la Universidad del SABES) la cual es amigable para llevar a cabo foros,
wikis, enviar tareas, hacer glosarios, cuestionarios en línea, colocar enlaces de la
web que nos permite enlazar videos e información que proporcionan otras
universidades, enlazar con blogs de personas que comparten sus conocimientos
del tema así como programas donde los alumnos pueden manipular las variables
para la comprensión de los conceptos, representaciones en diversas imágenes de
fotografía y gráficos, libros en línea, acceso a revistas con artículos con lo más
reciente en las investigaciones del tema.
Los 8 pasos que sigue el sistema 4 MAT no solo son totalmente compatibles con
el uso de herramientas de la web sino que además son convenientes al
proporcionar una mayor variedad de actividades fuera de la sesión presencial.
La segunda pregunta de investigación se concluye a continuación:
Capítulo 5 Conclusiones
59
Es viable para la materia de Resistencia de los Materiales para nivel licenciatura,
ésta materia pertenece al área de Física por lo tanto se concluye también que este
modelo es viable para cualquier materia de Física.
Es viable el sistema 4 MAT ya que al cubrir los 4 estilos de aprendizaje y las
comodidades cerebrales hace que los alumnos se encuentren motivados al
encontrarse cómodos en la realización de las actividades participando
activamente y tengan disposición de aprender, factor principal que menciona
Moreira (2000) en su artículo de aprendizaje significativo.
La última pregunta de investigación cuestiona la posibilidad de conseguir ganancia
conceptual a lo que se contesta lo siguiente:
El análisis de resultados muestra sí es posible ya que el promedio general de
ganancia conceptual en términos de índice de la ganancia relativa del
aprendizaje conceptual es de 0.61 lo cual se interpreta como una ganancia
media.
Respecto a las hipótesis que se generaron se corrobora que son verdaderas en los
enunciados que se plantearon:
Se comprobó que el sistema 4MAT se puede aplicar en la enseñanza de materias
relacionadas con la Física mediante B-Learning, identificando los pasos que son
de manera presencial y los pasos que se pueden aplicar de manera virtual,
conjugando ambas modalidades. Al mismo tiempo las características de
flexibilidad, instrucción asíncrona y síncrona, distribución de contenidos,
retroalimentación en línea, entre otros, son criterios favorables para el sistema
4MAT.
La implementación del sistema 4MAT mediante B-Learning presenta una ganancia
conceptual aceptable dentro de este modelo de aprendizaje, debido a que la ganancia
conceptual que se obtuvo en promedio es de 0.61 lo cual se interpreta como una
ganancia media.
62
Anexos
Anexo 1
FPlaDid-08
No. de Sesión Horario
1
08:00-
09:30
Tiempo
10 min
10 min
20 min
20 min
20 min
10 min
Consultados para la Planeación Sugerencias para el estudiante
Se incluyen en la plataforma en la sección Recursos y sitios de interés Participar activamente
Introducción a la materia Platica de información
Test presencial
Transferencia Navegar y leer las secciones del curso Plataforma
Aplicacón de test de estilos de aprendizaje Test presencial
Desarrollo
Fuentes y Anexos
Aplicación de pretest
Evaluación de la Competencia
Se observará el desempeño de los alumnos mediantes su participacion en la sesion
Cierre Conclusion de la sesion / dudas acerca de metodología del curso
Revision de planeacion del curso
Planeación en papel en
plataforma
Introducción Bienvenida a los alumnos Preseentación personal
Recapitulación
90 min
Competencias a desarrollar
Identificar las secciones del curso,integrar al grupo
Momento Descripción de las Estrategias Recursos
Formato de la Planeación Didáctica
Datos Generales
Nombre del Tutor Nombre de la Materia
Momentos
ING. CLAUDIA ROSADO GUZMAN Resistencia de los materiales
MODULO 0 : Bienvenida Duración de la Lección
Anexos
63
Anexo 2
FPlaDid-08
No. de Sesión Horario
2
08:00-
09:30
Tiempo
10 min
10 min
20 min
20 min
20 min
10 min
Consultados para la Planeación Sugerencias para el estudiante
Se incluyen en la plataforma en la sección Recursos y sitios de interés Participar activamente
Paso uno 4 MAT: Mesa redonda para compartir experiencias y mesa redonda en sesion
mesa redonda en sesion
Transferencia paso dos 4 MAT: foro de discusión Plataforma
pregunta de activación mesa redonda en sesion
Desarrollo
Fuentes y Anexos
Evaluacion sumativa de las actividades y examen del módulo
Paso dos 4 MAT. Pregunta de reflexion
Evaluación de la Competencia
Se observará el desempeño de los alumnos mediantes su participacion en la sesion
Cierre Conclusion de la sesion / dudas acerca de metodología del curso
Recapitulación Revision de planeacion del curso
Planeación en papel y en
plataforma
Bienvenida a la clase Sesión
Navegar y leer las secciones del curso Plataforma/ sesionIntroducción
90 min
Competencias a desarrollar
Activar el conocimiento y compresión de conceptos
Momento Descripción de las Estrategias Recursos
Formato de la Planeación Didáctica
Datos Generales
Nombre del Tutor Nombre de la Materia
Momentos
ING. CLAUDIA ROSADO GUZMAN Resistencia de los materiales
MODULO 1 : Fundamentos Duración de la Lección
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
64
Anexo 3
FPlaDid-08
No. de Sesión Horario
3
08:00-
09:30
Tiempo
10 min
10 min
60 min
10 min
Consultados para la Planeación Sugerencias para el estudiante
Se incluyen en la plataforma en la sección Recursos y sitios de interés Participar activamente
Paso tres 4 MAT: Cuestionario para interactuar en clase sesión
paso cuatro 4 MAT: wiki para construir marco teorico del tema Plataforma
Desarrollo
Transferencia
Fuentes y Anexos
Evaluación sumativa de las actividades y examen del módulo.
Los alumnos comparten las respuestas de sus cuestionarios
Evaluación de la Competencia
Se observará el desempeño de los alumnos mediantes su participacion en la sesion
Cierre Conclusion de la sesion / dudas acerca de metodología del curso
Recapitulación Los alumnos se mueven de la experiencia a la conceptualizacion sesion
Bienvenida a la clase Sesión
Navegar y leer las secciones del curso Plataforma/ sesionIntroducción
90 min
Competencias a desarrollar
sintetiza las relaciones abstractas
Momento Descripción de las Estrategias Recursos
Formato de la Planeación Didáctica
Datos Generales
Nombre del Tutor Nombre de la Materia
Momentos
ING. CLAUDIA ROSADO GUZMAN Resistencia de los materiales
MODULO 1 : Fundamentos Duración de la Lección
Anexos
65
Anexo 4
FPlaDid-08
No. de Sesión Horario
4
08:00-
09:30
Tiempo
10 min
10 min
60 min
10 min
Fuentes y Anexos
Evaluación sumativa de las actividades y examen del módulo.
Consultados para la Planeación Sugerencias para el estudiante
Se incluyen en la plataforma en la sección Recursos y sitios de interés Participar activamente
Paso cinco 4 MAT: Explicación de ejercicios de aplicación sesión
paso seis 4 MAT: Ejercicios de tarea y clase Plataforma
Desarrollo
Transferencia
Evaluación de la Competencia
Se observará el desempeño de los alumnos mediantes su participacion en la sesion
Cierre Conclusion de la sesion / dudas acerca de metodología del curso
Recapitulación
los alumnos se mueven de los conceptos abstractos hacia la
experimentación sesion
Bienvenida a la clase Sesión
Navegar y leer las secciones del curso Plataforma/ sesionIntroducción
90 min
Competencias a desarrollar
Aplicar conceptos para la solución de problemas.
Momento Descripción de las Estrategias Recursos
Formato de la Planeación Didáctica
Datos Generales
Nombre del Tutor Nombre de la Materia
Momentos
ING. CLAUDIA ROSADO GUZMAN Resistencia de los materiales
MODULO 1 : Fundamentos Duración de la Lección
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
66
Anexo 5
FPlaDid-08
No. de Sesión Horario
5
08:00-
09:30
Tiempo
5 min
40 min
45 min
Fuentes y Anexos
Evaluación sumativa de las actividades y examen del módulo.
Consultados para la Planeación Sugerencias para el estudiante
Se incluyen en la plataforma en la sección Recursos y sitios de interés Participar activamente
Paso siete 4 MAT: Experimento del tema sesión/ plataforma
paso ocho 4 MAT: Diapositivas de aplicaciones industriales PlataformaDesarrollo
Transferencia examen
Evaluación de la Competencia
Se observará el desempeño de los alumnos mediantes su participacion en la sesion
Cierre Conclusion de la sesion con examen
Examen del modulo
Recapitulación
los alumnos se mueven de la experiencia concreta hacia la
esperimentación activa
Bienvenida a la clase Sesión
Navegar y leer las secciones del curso Plataforma/ sesionIntroducción
90 min
Competencias a desarrollar
Momento Descripción de las Estrategias Recursos
Formato de la Planeación Didáctica
Datos Generales
Nombre del Tutor Nombre de la Materia
Momentos
ING. CLAUDIA ROSADO GUZMAN Resistencia de los materiales
MODULO 1 : Fundamentos Duración de la Lección
Anexos
67
Anexo 6
Parte A Parte B
Instrucciones: Las siguientes preguntas están diseñadas para detectar preferencias referentes a su modo de aprendizaje. Al aprender, ¿cuál opción lo describiría mejor? Usando 4, 3, 2 y 1, coloque 4 en la opción que mejor lo describe y 1 en la que lo describe lo menos. Entonces coloque 2 y 3 en las opciones restantes. Debe colocar los cuatro números. No repita o iguale opciones.
Instrucciones: Para cada elemento numerado, haga un círculo alrededor de la opción que mejor lo describe:
1. Soy excelente cuando: 1. Al aprender prefiero: tomo decisiones
realistas ____
llego a conclusiones
____ precisas
descubro relaciones
____ ocultas
entiendo los sentimientos de
____ las personas
un ambiente silencioso
un ambiente activo
2. Es más importante que un ambiente de aprendizaje: 2. Al aprender prefiero: sea dinámico
____
te haga pensar ____
sea colaborativo ___
está orientado a la ____ tarea
reflexionar antes de actuar
actuar y luego reflexionar
3. Aprendo mejor al: 3. Tiendo a: experimentar y
___ modelar Escuchar y
___ compartir intuir y explorar
____
reflexionar y ____ pensar
pensar mucho hablar de mis ideas
4. La gente me identifica como una persona: 4. Soy: ____ Productiva ____ Creativa ____ Sensible ____ Lógica público privado
5. Una de mis fortalezas es: 5. Prefiero: mi experiencia al
___ planear mi entusiasmo
____
mi practicidad ____
mi capacidad de ___ escuchar
iniciar evaluar
6. Al aprender disfruto: 6. La gente me considera: explorar
posibilidades ___ escondidas
organizar ideas
____
crear relaciones propias
____
producir resultados
____
orientado a la acción
reflexivo
7. Mi esfuerzo por lograr: 7. Al resolver problemas: Consenso
____
Precisión ____
Eficiencia ____
Aventura ____
pondero experimento
8. Generalmente soy: 8. Generalmente soy: ____ creativo ___ preciso ___ decisivo ___ intuitivo reservado enérgico
9. Tiendo a ser: 9. La gente me considera: muy impulsivo
____
muy sensible ____
muy ansioso por ____ concluir
muy crítico ____
parlanchín callado
10. Generalmente soy: 10. Tiendo más a ser: ____ cooperativo ___ ordenado ___ directo ___ libre extrovertido introvertido
11. Los ambientes de aprendizaje deben enfatizar: 11. Prefiero aprender tareas: el sentido común
___
la claridad del razonamiento
____
el compromiso con valores
____ personales
la adaptación al cambio
____
individuales grupales
12. Estoy más cómo con gente que es:
___ sustentadora ___ innovadora ___ productiva ____ racional
13. Particularmente tengo fricciones con personas que son:
___ rígidas __desorganizadas ____ indecisas ____ agresivas
14. Generalmente
soy estudioso ____
estoy orientado a ____ la gente
tengo los pies en ___ la tierra
soy innovador ____
15. Preferiría
hacer del mundo un lugar más feliz
____
adquirir conocimientos
____
resolver problemas
____ prácticos
crear nuevas maneras de hacer ____ cosas
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
68
PARTE A PARTE B
Instrucciones: asigne los valores de la tabla anterior a cada una de las figuras que se encuentran en los siguientes renglones.
Circule los números de igual manera como lo en la página anterior.
1 1.
- 1 +1
2 2.
-1 + 1
3 3.
-1 +1
4 4.
+1 -1
5 5.
+1 -1
6 6.
+1 -1
7 7.
-1 +1
8 8.
-1 +1
9 9.
+1 -1
10 10.
+1 -1
11 11.
-1 +1
12
Calificación de haciendo (números +1) = ________
13
Calificación de observando (números –1) = ________
14.
Calificación observando / haciendo (Calcule la diferencia algebraica) =
15
Anexos
69
Anexo 7
Plataforma Educativa UNIDEG Examen de conocimientos previos
Materia: Resistencia de los materiales
Módulo 1
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
70
1. Qué estudia la mecánica de los materiales?
2. ¿Cuál es tu concepción de una barra prismática?
3. ¿A qué se refiere una sección transversal?
4. Menciona el concepto que tienes de masa
5. Menciona el concepto que tienes de peso
6. Menciona el concepto que tienes de fuerza
7. ¿Qué entiende por esfuerzo?
8. Describe que es un esfuerzo de tensión y un esfuerzo de compresión.
9. ¿Cómo explicarías una deformación unitaria?
10. Menciona la ley de Hooke
Anexos
71
Anexo 8
UNIDEG PENJAMO
Resistencia de los Materiales
EXAMEN PARA EVALUACION PRIMER MODULO
COMPETENCIA A EVALUAR: Interpretar las definiciones de esfuerzo, deformación unitaria y ley de Hooke con los elementos que intervienen, resolviendo problemas de aplicación.
NOMBRE DEL ALUMNO__________________________________ CAL__________________
SECCION 1 valor 40 puntos INSTRUCCIONES: Contesta las siguientes preguntas
1. Qué estudia la mecánica de los materiales?
Es una rama de la mecánica aplicada que trata del comportamiento de los cuerpos sólidos sometidos a varios tipos de carga también se le llama estudio de resistencia de los materiales y mecánica de los cuerpos deformables.
En la mecánica de los materiales se examina los esfuerzos y deformaciones unitarias dentro de los cuerpos reales; es decir, cuerpos de dimensiones finitas que se deforman bajo carga.
2. ¿Cuál es tu concepción de una barra prismática?
Es un miembro estructural recto con sección transversal constante en toda su longitud.
3. ¿A qué se refiere una sección transversal?
Los esfuerzos internos de una barra quedan expuestos si hacemos un corte imaginario a través de la barra, esta sección se toma perpendicularmente al eje longitudinal de la barra.
4. Menciona el concepto que tienes de masa
Es la cantidad de materia de un cuerpo, su unidad en el SI es el kilogramo
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
72
5. Menciona el concepto que tienes de peso W= masa x gravedad Su unidad en el SI es el Newton es una cantidad vectorial que representa una fuerza
6. Menciona el concepto que tienes de fuerza y de carga.
Fuerza: Es toda acción que modifica o tiende a cambiar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo ó que hace que cambie de forma.
Toda fuerza tiene 3 características:
Magnitud
Dirección
Línea de acción
Carga: Es la magnitud de una presión ó tensión debida a la superposición de un peso.
7. ¿Qué entiende por esfuerzo?
8. Describe que es un esfuerzo de tensión y un esfuerzo de compresión.
Anexos
73
9. ¿Cómo explicarías una deformación unitaria? Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo, se produce en él un cambio de tamaño o forma.
10. Menciona la ley de Hooke
Claudia Rosado Guzmán – Maestría en Física Educativa
74
SECCION 2 Valor: 60 puntos 1.- Un poste corto construido con un tubo circular hueco de aluminio, soporta una carga de compresión de 108 kips (Fig. 1-5). Los diámetros interior y exterior del tubo son d1= 4.6 in y d2 = 5.0 in, respectivamente, y su longitud es de 20 in. El acortamiento del poste debido a la carga es de 0.052 in (valor medido). Hay que determinar el esfuerzo de compresión y la deformación unitaria en el poste. (Se desprecia el peso del poste y se supone que éste no se pandea bajo la carga.)
l =20in
P=108Kips
d1= 4.6 in
d2= 5.0 in
Δ l = 0.052in
4
84.3
4
16.2125
4
6.45 22 A 3.0159 pulg2
2lg0159.3
108000
pu
Lb
A
P 35810.2059 Psi
20
lg052.0 pu
L 0.0026
2.- Una varilla de acero que tiene una sección constante de 300 mm2 y una longitud constante de 150 m se suspende verticalmente de uno de sus extremos y soporta una carga de 20 kN que pende de su extremo inferior. Si la densidad del acero es 7850 kg/m 3 y E= 200x103 M N/m2. Determinar el alargamiento de la varilla. Considerar el peso de la varilla.
P=20kN=20X103 N
Anexos
75
3/7850 mkg
E=200X103 MN/m2
L=150m
A=300 mm2 = 0.0003 m2
20003.0
20000max
m
NL
A
P = 66.66 Mpa
23 /81.9/7850 smmkg 77008.5 N/m3
mmN 150/5.77008 3
11.55 Mpa
MPaMPaLA
P55.1166.66 78.21 Mpa
21123
2
/102
78210000
/10200
/78210000
mNX
N
mMNX
mN
E
0.000391
mL 150000391.0 0.05865 m
Referencias de las respuestas
1. Singer Ferdinand L., Adown Pytel; Resistencia de materiales; Harla, Mex 2002.
2. Fitzgerald, R. W; Mecánica de materiales; Alfaomega, Mex. 2004.
3. Popov, Egor E; introducción a la mecánica de sólidos; Limuso , 2006
4. Smith F. William Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales;
Tercera Edición, Mc. Graw Hill