Teoría de Aprendizaje de Gagné en la enseñanza de la
cinemática de una partícula en una dimensión mediante un
material educativo computarizado
Theory of Learning of Gagné in the teaching of the kinematics
of a particle in a dimension through a computerized
educational material
Freddy Alberto Pereira Guanuche
1
fpereira@utmachala.edu.ec
freddypereirag@hotmail.com
Fredis Franco Pesantez
2
fredis120176@gmail.com
Maritza Catherine Vallejo Palacios
3
Christian Antonio Pavón Brito
3
Recibido: 1/12/ 2016, Aceptado: 1/02/ 2017
RESUMEN
El propósito de este trabajo fue determinar los efectos que tiene el diseño de un
material educativo computarizado (MEC) utilizando la teoría de aprendizaje de
Robert Gagné en la enseñanza del desplazamiento de una partícula en una
dimensión con el rendimiento de los estudiantes. Para esto se llevaron a cabo dos
intervenciones. En la primera, se presentó 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 rindió la prueba de entrada-salida.
Acogiendo las sugerencias de los profesores y estudiantes, se elaboró la versión final
de la prueba de entrada- salida. En la segunda sesión se procedió a aplicar la prueba
de entrada a los treinta estudiantes con la presencia de los dos compañeros
docentes durante 2 horas. Luego este grupo recibió la tarea instruccional y su
explicación durante 2 horas. Paralelamente, durante 2 horas recibieron la explicación
del MEC. Finalmente, en la semana siguiente durante 2 horas se receptó 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 hipótesis de
investigación se usó la prueba de la t de Student emparejada y se calculó la Ganancia
de Hake, teniendo como conclusión que se aceptó la hipótesis de investigación.
Palabras clave: Enseñanza de la Física, Teoría de Aprendizaje de Gagné, material
educativo computarizado, cinemática en una dimensión
1
Docente de la Universidad Técnica de Machala, Ecuador
2
Docente de la Unidad Educativa Monte Tabor Nazaret, Ecuador
3
Docente de la Universidad de Guayaquil, Ecuador
Revista científica Ciencia y Tecnología Vol 17 No 14 págs. 24-32
http://cienciaytecnologia.uteg.edu.ec
&
Revista Ciencia & Tecnología
No. 14, 30 de abril de 2017
ISSN impreso: 1390 - 6321
Pereira, Franco, Vallejo, Pavón. Teoría de Aprendizaje de Gagné en la
enseñanza de la cinemática de una partícula en una dimensión mediante
un material educativo computarizado
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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 Gagné
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 Hake’s Gain, with
the conclusion that the research hypothesis was accepted.
Keywords: Physics Teaching, Gagné Learning Theory, computerized educational
material, kinematics in one dimension
Introducción
El aprendizaje de las ciencias en general y de la Física en particular juega un papel muy
importante en la educación de un bioquímico farmacéutico; porque en el período
formativo, el estudiante no sólo debe aprender el contenido de la Física sino a
desarrollar habilidades como: resolver problemas, pensar críticamente, integrar
contenidos, comunicarse de forma verbal y escrita, aprender autónomamente y
trabajar en equipo.
La cinemática es la rama de la mecánica que estudia la geometría 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 relación al camino
recorrido, de posición y de desplazamiento. La magnitud Física masa no interviene
en esta descripción. Además, surgen como magnitudes físicas derivadas los
conceptos de velocidad y aceleración, y la necesidad de establecer un origen y un
sistema de referencia para describir su desplazamiento; punto de origen en la
resolución de problemas (Escudero, 1995).
Muchos estudiantes siguen un procedimiento equivocado en la resolución de
problemas. Por ejemplo, cuando un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba,
calculan la “distancia” recorrida por el cuerpo hasta que alcanza su altura máxima, y
luego, la que recorre hasta que llega al suelo, consideran la aceleración negativa
como definición del movimiento desacelerado y les sorprende el signo negativo en la
velocidad o en la posición del móvil (Giancoli, 2006).
Los estudiantes no diferencian entre el valor de una magnitud y la razón de su
cambio con el tiempo, tienen dificultad en la interpretación de las gráficas, posición
tiempo, desplazamiento, trayectoria, distancia, velocidad tiempo y aceleración-
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tiempo; es necesario representar gráficas que describen el movimiento de una
partícula. Además, carecen de estrategias cognoscitivas que son un conjunto de
procesos mentales internos con los cuales los alumnos manejan los distintos
procesos de atención, aprendizaje, recordación, pensamiento y de resolución de
problemas.
La interpretación de las gráficas, es una habilidad que debe conseguir el estudiante;
debido a que una gráfica muestra el comportamiento o una tendencia de un
fenómeno físico.
Por otra parte, el uso de un Material Educativo Computarizado (MEC) durante el
proceso de enseñanza aprendizaje, tiene mejores resultados en el rendimiento de
los estudiantes en comparación al método tradicional (Mojidra, 2013). En este tipo
de ambiente se proporciona secuencias al estudiante a través de lecciones, tareas,
evaluaciones. A través de estas secuencias, el estudiante puede acceder a una
calificación, o puede ponerse en contacto con otros estudiantes que trabajan en el
mismo entorno (Moraru, Stoica, & Popescu, 2011). También es muy útil cuando el
estudiante lo aprovecha para sus horas de estudio autónomo.
Por este motivo, el propósito de este trabajo fue determinar los efectos que tiene el
diseño de un material educativo computarizado (MEC) utilizando la teoría de
aprendizaje de Robert Gagné en la enseñanza del desplazamiento de una partícula
en una dimensión con el rendimiento de los estudiantes.
Teoría de aprendizaje de Robert Gagné
Actualmente, y en virtud del auge que ha tomado la utilización del computador y los
recursos multimedia, en la educación 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 instrucción.
En todas las teorías del aprendizaje existen aspectos interesantes a tener en cuenta
a la hora de diseñar un programa educativo, la Teoría Conductista, trata sobre la
importancia del reforzamiento y la Teoría Cognoscitivista es determinante por el
aporte de Gagné (García, 2011), quien proporciona un conjunto de pautas muy
útiles, tanto para el análisis del contenido del programa, como para el diseño de las
fases instructivas a la hora de hacer el diseño (Gottberg, Noguera, & Noguera,
2012).
Para Gagné los procesos de aprendizaje son: motivación, comprensión, adquisición y
retención, recuerdo y transferencia, respuesta y retroalimentación (Gottberg,
Noguera, & Noguera, 2012). Además, existen dominios de aprendizaje (Gagné,
1985). Estos se muestran a continuación en orden desde el más complejo hasta el
menos complejo: destrezas motoras, información verbal, destrezas intelectuales,
actitudes, estrategias cognoscitivas.
Estos procesos y dominios de aprendizaje son los que sirvieron como ruta para
elaborar el MEC.
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Metodología
En este estudio se aplicó una investigación basada en diseño para medir el
rendimiento de los estudiantes, este rendimiento considera los resultados de las
pruebas de entrada-salida y de la utilización del material educativo computarizado
(MEC) en el desplazamiento de una partícula en una dimensión.
Primera intervención. -
Los participantes fueron un profesor de física y seis estudiantes; cuatro hombres y
dos mujeres entre 17 y 20 años matriculados en el primer curso de bioquímica y
farmacia de la Universidad Técnica de Machala.
Se presentó 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 rindió la prueba de entrada salida.
Acogiendo las sugerencias de los profesores y estudiantes, se elaboró la versión final
de la prueba de entrada-salida que consiste en seis preguntas de base estructurada
y desarrollo, todas con respecto a cinemática en el desplazamiento de una partícula
en una dimensión.
También se entregó a los docentes y estudiantes el material educativo
computarizado MEC para que emitan sus aportes en la redacción y estructura. Se
realizó una entrevista final con los docentes y estudiantes para realizar un informe
que sirvió para elaborar la versión final de los instrumentos usados en la
investigación.
Segunda intervención. -
Los sujetos de estudio para la segunda intervención fueron treinta estudiantes (6
varones y 24 mujeres) entre 17 y 20 años de edad, del primer curso de bioquímica y
farmacia de la Universidad Técnica de Machala, en la asignatura de Física I en la
enseñanza de la cinemática en desplazamiento de una partícula en una dimensión.
El estudio se llevó a efecto en las aulas asignadas para este curso y tuvo una
duración de 4 horas.
Se procedió a aplicar la prueba de entrada a los treinta estudiantes con la presencia
de los dos compañeros docentes durante 2 horas. Luego este grupo recibió la tarea
instruccional basada en la Teoría de Aprendizaje de Robert Gagné y su explicación
durante 2 horas.
Paralelamente, durante 2 horas recibieron la explicación del MEC. Finalmente, en la
semana siguiente durante 2 horas se receptó la prueba de salida.
Es importante indicar que los 30 estudiantes recibieron los mismos contenidos y
recursos didácticos.
Finalmente, las pruebas fueron calificadas por los profesores respectivos, haciendo
uso de la respectiva rúbrica. La prueba de entrada fue de carácter formativo, la
prueba de salida fue de carácter sumativo. Al final se reforzó con una explicación
más detallada sobre la aplicación de la prueba de entrada, salida y tarea
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instruccional.
Variables. -
En esta investigación se plantearon las siguientes variables de investigación:
Variable independiente: Aplicación del Material Didáctico Computarizado (MDCD)
diseñado. Variable dependiente: Rendimiento de los estudiantes.
Análisis de datos. -
Para el tratamiento de la información y el análisis detallado del rendimiento se
procedió a utilizar la prueba t-Student emparejada y la prueba de Ganancia de
Hake.
Resultados
Primera intervención.
El material educativo computarizado MEC y la tarea instruccional, no presentaron
ninguna observación en su utilización. Las observaciones que se presentaron en la
prueba de entrada y salida fueron contestadas de inmediato por los docentes.
Según los estudiantes las preguntas 1 y 4 de opción múltiple, están formuladas de
manera ambigua, consideran que existe más de una respuesta, la pregunta seis
presenta dificultad en la representación gráfica y que el MEC debe presentar
mayores vínculos de relación entre las diferentes opciones de conceptualización.
Este aporte verbal de los estudiantes se debe considerar en el diseño de MEC en
otros capítulos de física o de otras asignaturas.
Segunda intervención.
Los resultados encontrados se muestran a continuación: Gráfico 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: Elaboración propia
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Gráfico 1: Resultados de la media, varianza, observaciones, grados de
libertad, valor de p (doble cola) y t
Fuente: Elaboración propia
Ganancia de Hake
Se define como la razón del aumento de una prueba entrada (PE) y una prueba final
(PS) respecto del máximo aumento posible (Hake, 1998). Los índices de Ganancia
de Hake que expresan las ganancias intrínsecas entre los resultados de la prueba
de entrada y la prueba de salida fueron bajos. A continuación se muestran las
gráficas en las que se aprecia dicha ganancia.
Gráfico 2. Resultados de la ganancia de Hake de las calificaciones de los 30
estudiantes de la prueba de entrada
Fuente: Elaboración propia
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Gráfico 3. Resultados de la ganancia de Hake de las calificaciones de los 30
estudiantes de la prueba de salida
Fuente: Elaboración propia
Gráfico 4. Resultados de la Ganancia de Hake de las calificaciones de los 30
estudiantes de la prueba de entrada y de salida
Fuente: Elaboración propia
Conclusiones
La prueba de entrada como diagnóstico que mide los conocimientos previos de los
estudiantes, nos presenta sus concepciones alternativas en lo que respecta a
cinemática en el desplazamiento de una partícula en una dimensión.
El análisis estadístico en base a los resultados de la t-Student emparejada
comprobó la hipótesis de investigación. Esto se observa contrastando las curvas de
ganancia de Hake antes y después de la intervención.
De acuerdo a los resultados estadísticos 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 limitación de este estudio son las diferentes concepciones alternativas
que los estudiantes han adquirido en su formación académica sobre
desplazamiento. Esta investigación nos muestra la realidad de los estudiantes y la
urgencia de considerar como prioritaria todos los profesores que participamos en un
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proceso de enseñanza-aprendizaje, para cambiar estas concepciones alternativas
hasta que adopte una nueva predisposición para adquirir nuevos conocimientos,
desarrolle nuevas destrezas y mejore su habilidad en el proceso de resolución de
problemas, respetando con responsabilidad el entorno, lo que mejorará su
rendimiento académico. Aplicar este material didáctico computarizado de
desplazamiento en este campo de la educación, como herramienta, que permite
mejorar el proceso de aprendizaje de los estudiantes, fomentando su interacción y
colaboración con el profesor y con otros medios de información.
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). Además refuerzan la idea de que las herramientas
informáticas deben integrarse en el currículo y en los programas de enseñanza
como material didáctico de apoyo en el proceso enseñanza aprendizaje.
Se recomienda ampliar el uso de material didáctico computarizado en la enseñanza
de otros capítulos de Física y no solo en la educación media, sino también a nivel
de educación superior; así como en otras asignaturas.
Finalmente, los resultados después de aplicar el material didáctico computarizado
utilizando la Teoría de Aprendizaje de Robert Gagné, se recomienda que las
instituciones educativas capaciten a sus profesores en el uso, y de ser posible, en el
diseño de material didáctico computarizado para que no se conviertan simplemente
en consumidores de estos diseños, sino también en innovadores en este campo.
Referencias
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Information and Communication Technology [ICT]. Journal of Research & Method
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económicos. INNOVA Research Journal, 1(11), 91-96.
Escudero, C. (1995). Resolución de problemas en Física: herramienta para
reorganizar significados. Caderno Brasileiro de ensino de Física, 12(2), 95-106.
Gagné, R. (1985). The conditions of learning and theory of instruction. New York:
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García, J. (2011). Los estilos de aprendizaje y las tecnologías de la información y la
comunicación en la formación del profesorado. XVI Congreso Internacional de
Tecnologías para la Educación y el Conocimiento. México.
Giancoli, D. (2006). Principios con Aplicaciones de Física. Madrid: Prentice Hall.
Gottberg, E., Noguera, G., & Noguera, M. (2012). El aprendizaje visto desde la
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educación superior. Universidades, 50-56.
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Malik, S., & Agarwal, A. (2012). Use of Multimedia as a New Educational Technology
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Mojidra, R. (2013). A Comparative Study of Traditional Teaching Method and
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