Integración de simuladores como estrategia STEM en la educación en ciencias

- Autor: Pablo Luis Rodríguez Abril
- Autor: Ariel Adolfo Rodríguez Hernández
- Autor: Fanny Avella Forero

Descripción›

La enseñanza y el aprendizaje de las ciencias básicas en la educación media, especialmente de la física, se consideran difíciles y abstractas, a menudo porque en su didáctica se explican fenómenos invisibles o no reproducibles, lo que dificulta su comprensión por parte de los estudiantes. La investigación que se presenta en este texto partió de un problema central relacionado con la dificultad inherente en la enseñanza y el aprendizaje de la física en la educación media, especialmente debido a la naturaleza abstracta de los contenidos y la complejidad de reproducir fenómenos físicos en el aula. Frente a esto, el estudio propuso la integración de simuladores como estrategia didáctica, aprovechando la metodología STEM para facilitar la comprensión y el manejo de conceptos de física eléctrica entre los estudiantes. El objetivo del estudio fue evaluar si la implementación de simuladores en el aula mejoraba la apropiación del conocimiento en física eléctrica por parte de los estudiantes de educación media. Para ello, se evaluó y seleccionó la plataforma PhET debido a sus características interactivas y se desarrolló una estrategia pedagógica que fue puesta a prueba durante la pandemia de la Covid-19, período en el cual los recursos digitales se volvieron aún más pertinentes. La metodología aplicada incluyó la administración de pruebas pre- y post-test para evaluar la comprensión de los estudiantes. Además, se utilizaron instrumentos de escala de Likert para medir la percepción de los estudiantes sobre la estrategia y el uso de los simuladores. La investigación tuvo un enfoque cuantitativo, con un alcance descriptivo y un diseño pre experimental. Los resultados principales indicaron un aumento significativo en la comprensión de la física eléctrica después de la aplicación de los simuladores, con diferencias estadísticas significativas en competencias clave como la explicación de fenómenos, el uso del conocimiento científico y la indagación. La percepción estudiantil respecto a los simuladores fue mayormente positiva, destacando la sencillez de su uso y su contribución a la comprensión de fenómenos complejos y al desarrollo de competencias científicas. La conclusión principal del estudio resalta que la incorporación de simuladores en el aula influye positivamente en la apropiación del conocimiento de la física eléctrica por parte de los estudiantes de secundaria. Además, se reconoce que herramientas como la plataforma PhET ofrecen un espacio valioso entre la teoría y la práctica, permitiendo un aprendizaje más activo y significativo a través de la manipulación y exploración de conceptos científicos.

Tipo de Contenido›

CAPÍTULO 1. Diseño Metodológico .............................................................15

Introducción............................................................................15

1.1 Descripción y formulación del problema...................................................18

1.2 Objetivos de la investigación...................................................30

1.3 Enfoque y tipo de investigación...................................................30

1.4 Definición de variables e instrumentos de recolección...................................................31

1.5 Fases de la investigación...................................................37

1.5.1 Implementación de la propuesta pedagógica...................................................40

1.5.2 Evaluación de la propuesta pedagógica...................................................42

CAPÍTULO 2. Bases Teóricas Sobre el Uso e Integración de Simuladores en la Educación...................................................43

2.1 Marco teórico...................................................44

2.1.1 Saberes...................................................44

2.1.2 Simulación en la enseñanza...................................................46

2.1.3 Estrategias pedagógicas en la física...................................................51

2.1.4 Creación de actividades con uso de simulaciones...................................................56

2.1.5 Evaluación de los aprendizajes de la física para Colombia...................................................58

2.1.6 Física eléctrica en educación media...................................................61

2.2 Antecedentes de la investigación...................................................63

CAPÍTULO 3. Propuesta Didáctica para Integrar Simuladores en la Educación en Ciencias - Caso Física Eléctrica...................................................69

3.1 Diseño de la propuesta pedagógica...................................................70

3.2 Selección de simuladores...................................................75

3.3 Desarrollo de la propuesta pedagógica...................................................75

3.3.1 Definición de objetivos de aprendizaje...................................................75

3.3.2 Construcción y recolección de material pedagógico...................................................77

3.3.3 Alojamiento de contenidos y actividades...................................................78

3.4 Implementación de la propuesta pedagógica...................................................79

3.5 Evaluación de la propuesta pedagógica...................................................81

3.5.1 P ruebas de saberes desde las competencias compresión, indagación y explicación...................................................82

3.5.2 Percepción del estudiante...................................................86

3.6 Relación del postest, el trabajo en entorno, el trabajo independiente y la percepción del estudiante...................................................90

3.7 Análisis de componentes principales...................................................92

3.8 Análisis y discusión de resultados...................................................94

Conclusiones, Recomendaciones E Impacto Social de la Investigación

Conclusiones...................................................101

Recomendaciones...................................................103

Impacto social de la investigación...................................................105

Referencias...................................................107

Glosario ...................................................121

Clasificación temática›

Palabras clave›

Simulación y educación
Estrategia pedagógica con simuladores
Competencias digitales y simulación
Simulación educativa
TIC y simulación

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