Teora de Aprendizaje de Gagn en la enseanza de la cinemtica de una partcula en una dimensin mediante un material educativo computarizado

 

Theory of Learning of Gagn in the teaching of the kinematics of a particle in a dimension through a computerized educational material

 

Freddy Alberto Pereira Guanuche [1]

Fredis Franco Pesantez[2]

Maritza Catherine Vallejo Palacios[3]

Christian Antonio Pavn Brito[4]

 

Fecha de presentacin: diciembre 2016 Fecha de aceptacin: febrero 2017

RESUMEN

El propsito de este trabajo fue determinar los efectos que tiene el diseo de un material educativo computarizado (MEC) utilizando la teora de aprendizaje de Robert Gagn en la enseanza del desplazamiento de una partcula en una dimensin con el rendimiento de los estudiantes. Para esto se llevaron a cabo dos intervenciones. En la primera, se present a los docentes la prueba de entrada y salida para que la valoren y emitan sus sugerencias en aproximadamente dos horas. Luego, el grupo piloto de seis estudiantes rindi la prueba de entrada-salida. Acogiendo las sugerencias de los profesores y estudiantes, se elabor la versin final de la prueba de entrada-salida. En la segunda sesin se procedi a aplicar la prueba de entrada a los treinta estudiantes con la presencia de los dos compaeros docentes durante 2 horas. Luego este grupo recibi la tarea instruccional y su explicacin durante 2 horas. Paralelamente, durante 2 horas recibieron la explicacin del MEC. Finalmente, en la semana siguiente durante 2 horas se recept la prueba de salida. Con esto se pudo observar en los resultados un aumento en el rendimiento, reflejado en las notas que alcanzaron los estudiantes en la prueba de salida con respecto a las notas de la prueba de entrada. Para comprobar la hiptesis de investigacin se us la prueba de la t de Student emparejada y se calcul la Ganancia de Hake, teniendo como conclusin que se acept la hiptesis de investigacin.

Palabras clave: Enseanza de la Fsica, Teora de Aprendizaje de Gagn, material educativo computarizado, cinemtica en una dimensin.

 

ABSTRACT

The purpose of this work was to study the effects on student performance of a computerized educational material (CEM) using the learning theory of Robert Gagn in the teaching of the one-dimension displacement of a particle. Two interventions were carried out for this purpose. In the first, were presented to the teachers the entrance and exit test to be evaluated and given their suggestions in approximately two hours. Then the pilot group of six students gave the entrance-exit test. Welcoming the suggestions of the teachers and students, the final version of the entrance-exit test was elaborated. In the second session, the entrance test was applied to the thirty students with the presence of the two teachers for 2 hours. Then this group received the instructional task and its explanation for 2 hours. In parallel, during 2 hours they received the explanation of the CEM. Finally, in the following week for 2 hours, the exit test was received. With this it was possible to observe in the results an increase in the performance, reflected in the notes that reached the students in the test of exit with respect to the notes of the entrance test. To test the research hypothesis we used the paired t-test and calculated the Hakes Gain, with the conclusion that the

research hypothesis was accepted.

 

Keywords: Physics Teaching, Gagn Learning Theory, computerized educational material, kinematics in one dimension.

 

INTRODUCCIN

El aprendizaje de las ciencias en general y de la Fsica en particular juega un papel muy importante en la educacin de un bioqumico farmacutico; porque en el perodo formativo, el estudiante no slo debe aprender el contenido de la Fsica sino a desarrollar habilidades como: resolver problemas, pensar crticamente, integrar contenidos, comunicarse de forma verbal y escrita, aprender autnomamente y trabajar en equipo.

 

La cinemtica es la rama de la mecnica que estudia la geometra del movimiento, describe el movimiento de los cuerpos en el universo, sin considerar las causas que lo producen. Usa las magnitudes fundamentales de longitud, con relacin al camino recorrido, de posicin y de desplazamiento. La magnitud Fsica masa no interviene en esta descripcin. Adems, surgen como magnitudes fsicas derivadas los conceptos de velocidad y aceleracin, y la necesidad de establecer un origen y un sistema de referencia para describir su desplazamiento; punto de origen en la resolucin de problemas (Escudero, 1995).

 

Muchos estudiantes siguen un procedimiento equivocado en la resolucin de problemas. Por ejemplo, cuando un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba, calculan la distancia recorrida por el cuerpo hasta que alcanza su altura mxima, y luego, la que recorre hasta que llega al suelo, consideran la aceleracin negativa como definicin del movimiento desacelerado y les sorprende el signo negativo en la velocidad o en la posicin del mvil (Giancoli, 2006).

 

Los estudiantes no diferencian entre el valor de una magnitud y la razn de su cambio con el tiempo, tienen dificultad en la interpretacin de las grficas, posicin tiempo, desplazamiento, trayectoria, distancia, velocidad tiempo y aceleracin-tiempo; es necesario representar grficas que describen el movimiento de una partcula.

 

Adems carecen de estrategias cognoscitivas que son un conjunto de procesos mentales internos con los cuales los alumnos manejan los distintos procesos de atencin, aprendizaje, recordacin, pensamiento y de resolucin de problemas.

 

La interpretacin de las grficas, es una habilidad que debe conseguir el estudiante; debido a que una grfica muestra el comportamiento o una tendencia de un fenmeno fsico.

 

Por otra parte, el uso de un Material Educativo Computarizado (MEC) durante el proceso de enseanza aprendizaje, tiene mejores resultados en el rendimiento de los estudiantes en comparacin al mtodo tradicional (Mojidra, 2013). En este tipo de ambiente se proporciona secuencias al estudiante a travs de lecciones, tareas, evaluaciones. A travs de estas secuencias, el estudiante puede acceder a una calificacin, o puede ponerse en contacto con otros estudiantes que trabajan en el mismo entorno (Moraru, Stoica, & Popescu, 2011). Tambin es muy til cuando el estudiante lo aprovecha para sus horas de estudio autnomo.

 

Por este motivo, el propsito de este trabajo fue determinar los efectos que tiene el diseo de un material educativo computarizado (MEC) utilizando la teora de aprendizaje de Robert Gagn en la enseanza del desplazamiento de una partcula en una dimensin con el rendimiento de los estudiantes.

 

Teora de aprendizaje de Robert Gagn.

Actualmente, y en virtud del auge que ha tomado la utilizacin del computador y los recursos multimedia, en la educacin se han desarrollado una serie de estudios donde se ha demostrado que empleados apropiadamente por el docente, contribuyen al mejoramiento de la calidad del aprendizaje; de manera que pueden ser una forma efectiva de instruccin.

 

En todas las teoras del aprendizaje existen aspectos interesantes a tener en cuenta a la hora de disear un programa educativo, la Teora Conductista, trata sobre la importancia del reforzamiento y la Teora Cognoscitivista es determinante por el aporte de Gagn (Garca, 2011), quien proporciona un conjunto de pautas muy tiles, tanto para el anlisis del contenido del programa, como para el diseo de las fases instructivas a la hora de hacer el diseo (Gottberg, Noguera, & Noguera, 2012).

 

Para Gagn los procesos de aprendizaje son: motivacin, comprensin, adquisicin y retencin, recuerdo y transferencia, respuesta y retroalimentacin (Gottberg, Noguera, & Noguera, 2012).

Adems existen dominios de aprendizaje (Gagn, 1985).

 

Estos se muestran a continuacin en orden desde el ms complejo hasta el menos complejo: destrezas motoras, informacin verbal, destrezas intelectuales, actitudes, estrategias cognoscitivas.

 

Estos procesos y dominios de aprendizaje son los que sirvieron como ruta para elaborar el MEC.

 

Metodologa

En este estudio se aplic una investigacin basada en diseo para medir el rendimiento de los estudiantes, este rendimiento considera los resultados de las pruebas de entrada-salida y de la utilizacin del material educativo computarizado (MEC) en el desplazamiento de una partcula en una dimensin.

 

 

 

 

Primera intervencin

Los participantes fueron un profesor de fsica y seis estudiantes; cuatro hombres y dos mujeres entre 17 y 20 aos matriculados en el primer curso de bioqumica y farmacia de la Universidad Tcnica de Machala.

 

Se present a los docentes la prueba de entrada y salida para que la valoren y emitan sus sugerencias en aproximadamente dos horas. Luego, el grupo piloto de seis estudiantes rindi la prueba de entrada salida.

 

Acogiendo las sugerencias de los profesores y estudiantes, se elabor la versin final de la prueba de entrada-salida que consiste en seis preguntas de base estructurada y desarrollo, todas con respecto a cinemtica en el desplazamiento de una partcula en una dimensin.

 

Tambin se entreg a los docentes y estudiantes el material educativo computarizado MEC para que emitan sus aportes en la redaccin y estructura. Se realiz una entrevista final con los docentes y estudiantes para realizar un informe que sirvi para elaborar la versin final de los instrumentos usados en la investigacin.

 

Segunda intervencin

Los sujetos de estudio para la segunda intervencin fueron treinta estudiantes (6 varones y 24 mujeres) entre 17 y 20 aos de edad, del primer curso de bioqumica y farmacia de la Universidad Tcnica de Machala, en la asignatura de Fsica I en la enseanza de la cinemtica en desplazamiento de una partcula en una dimensin. El estudio se llev a efecto en las aulas asignadas para este curso y tuvo una duracin de 4 horas.

 

Se procedi a aplicar la prueba de entrada a los treinta estudiantes con la presencia de los dos compaeros docentes durante 2 horas. Luego este grupo recibi la tarea instruccional basada en la Teora de Aprendizaje de Robert Gagn y su explicacin durante 2 horas.

 

Paralelamente, durante 2 horas recibieron la explicacin del MEC. Finalmente, en la semana siguiente durante 2 horas se recept la prueba de salida.

Es importante indicar que los 30 estudiantes recibieron los mismos contenidos y recursos didcticos.

Finalmente, las pruebas fueron calificadas por los profesores respectivos, haciendo uso de la respectiva rbrica. La prueba de entrada fue de carcter formativo, la prueba de salida fue de carcter sumativo. Al final se reforz con una explicacin ms detallada sobre la aplicacin de la prueba de entrada, salida y tarea instruccional.

 

 

Variables

En esta investigacin se plantearon las siguientes variables de investigacin: Variable independiente: Aplicacin del Material Didctico Computarizado (MDCD) diseado. Variable dependiente: Rendimiento de los estudiantes.

 

 

Anlisis de datos

Para el tratamiento de la informacin y el anlisis detallado del rendimiento se procedi a utilizar la prueba t-Student emparejada y la prueba de Ganancia de Hake.

 

Resultados de la primera intervencin

El material educativo computarizado MEC y la tarea instruccional, no presentaron ninguna observacin en su utilizacin.

 

Las observaciones que se presentaron en la prueba de entrada y salida fueron contestadas de inmediato por los docentes.

 

Segn los estudiantes las preguntas 1 y 4 de opcin mltiple, estn formuladas de manera ambigua, consideran que existe ms de una respuesta, la pregunta seis presenta dificultad en la representacin grfica y que el MEC debe presentar mayores vnculos de relacin entre las diferentes opciones de conceptualizacin.

 

Este aporte verbal de los estudiantes se debe considerar en el diseo de MEC en otros captulos de fsica o de otras asignaturas.

 

Resultados de la segunda intervencin.

Los resultados encontrados se muestran a continuacin: Grfico 1. Resultados de las calificaciones de la prueba de entrada y salida.

 

Tabla 1. Resultados de la media, varianza, observaciones, grados de libertad, valor de p (doble cola) y t

Fuente: elaboracin propia.

 

Fuente: elaboracin propia.

 

Ganancia de Hake

Se define como la razn del aumento de una prueba entrada (PE) y una prueba final (PS) respecto del mximo aumento posible (Hake, 1998). Los ndices de Ganancia de Hake que expresan las ganancias intrnsecas entre los resultados de la prueba de entrada y la prueba de salida fueron bajos. A continuacin se muestran las grficas en las que se aprecia dicha ganancia.

 

Grfico 2. Resultados de la ganancia de Hake de las calificaciones de los 30 estudiantes de la prueba de entrada.

Fuente: elaboracin propia.

 

 

Grfico 3. Resultados de la ganancia de Hake de las calificaciones de los 30 estudiantes de la prueba de salida.

Fuente: elaboracin propia.

 

Grfico 4. Resultados de la ganancia de Hake de las calificaciones de los 30 estudiantes de la prueba de entrada y de salida.

 

 

Fuente: elaboracin propia.

 

Conclusiones

La prueba de entrada como diagnstico que mide los conocimientos previos de los estudiantes, nos presenta sus concepciones alternativas en lo que respecta a cinemtica en el desplazamiento de una partcula en una dimensin.

 

El anlisis estadstico en base a los resultados de la t-Student emparejada comprob la hiptesis de investigacin. Esto se observa contrastando las curvas de ganancia de Hake antes y despus de la intervencin.

 

De acuerdo a los resultados estadsticos de la t-Student emparejada (t = 11,55) y (p = 0,0001) que demuestran que con alta significancia se acepta la H1 y se rechaza la H0.

 

Una posible limitacin de este estudio son las diferentes concepciones alternativas que los estudiantes han adquirido en su formacin acadmica sobre desplazamiento. Esta investigacin nos muestra la realidad de los estudiantes y la urgencia de considerar como prioritaria todos los profesores que participamos en un proceso de enseanza-aprendizaje, para cambiar estas concepciones alternativas hasta que adopte una nueva predisposicin para adquirir nuevos conocimientos, desarrolle nuevas destrezas y mejore su habilidad en el proceso de resolucin de problemas, respetando con responsabilidad el entorno, lo que mejorar su rendimiento acadmico.

Aplicar este material didctico computarizado de desplazamiento en este campo de la educacin, como herramienta, que permite mejorar el proceso de aprendizaje de los estudiantes, fomentando su interaccin y colaboracin con el profesor y con otros medios de informacin.

 

Los resultados de este estudio se complementan con otros estudios en los que se usan simulaciones hechas en computadoras (Encalada & Pavon, 2016; Malik & Agarwal, 2012; Aina, 2013). Adems refuerzan la idea de que las herramientas informticas deben integrarse en el currculo y en los programas de enseanza como material didctico de apoyo en el proceso enseanza aprendizaje.

 

Se recomienda ampliar el uso de material didctico computarizado en la enseanza de otros captulos de Fsica y no solo en la educacin media, sino tambin a nivel de educacin superior; as como en otras asignaturas.

 

Finalmente los resultados despus de aplicar el material didctico computarizado utilizando la Teora de Aprendizaje de Robert Gagn, se recomienda que las instituciones educativas capaciten a sus profesores en el uso, y de ser posible, en el diseo de material didctico computarizado para que no se conviertan simplemente en consumidores de estos diseos, sino tambin en innovadores en este campo.

 

Referencias Bibliogrficas:

Aina, J. (2013). Effective Teaching and Learning in Science Education through Information and

Communication Technology [ICT]. IOSR Journal of Research & Method in Education, 2(5), 43-47.

Encalada, J., & Pavon, C. (2016). Laboratorios Virtuales: una alternativa para mejorar el rendimiento de los estudiantes y la optimizacin de recursos econmicos. INNOVA Research Journal, 1(11), 91-96.

Escudero, C. (1995). Resolucin de problemas en Fsica: herramienta para reorganizar significados. Caderno Brasileiro de ensino de Fsica, 12(2), 95-106.

Gagn, R. (1985). The conditions of learning and theory of instruction. New York: Holt.

Garca, J. (2011). Los estilos de aprendizaje y las tecnologas de la informacin y la comunicacin en la formacin del profesorado. XVI Congreso Internacional de Tecnologas para la Educacin y el Conocimiento. Mexico.

Giancoli, D. (2006). Principios con Aplicaciones de Fsica. Madrid: Prentice Hall.

Gottberg, E., Noguera, G., & Noguera, M. (2012). El aprendizaje visto desde la perspectiva eclctica de Robert Gagn y el uso de las nuevas tecnologas en educacin superior. Universidades, 50-56.

Hake, R. (1998). Interactive-engagement versus traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics, 66(1), 64-74.

Malik, S., & Agarwal, A. (2012). Use of Multimedia as a New Educational Technology ToolA Study. International Journal of Information and Education Technology, 2(5), 468-471.

Mojidra, R. (2013). A Comparative Study of Traditional Teaching Method and Computerized Self Learning Material. International Journal for Research in Education, 2(4), 25-28.



[1] Docente de la Universidad Tcnica de Machala, Ecuador

[2] Docente de la Unidad Educativa Monte Tabor Nazaret, Ecuador

[3] Docente de la Universidad de Guayaquil, Ecuador

[4] Docente de la Universidad de Guayaquil, Ecuador

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