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Timestamp: 2019-04-21 06:08:12+00:00

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Propuesta de investigación para optar titulo de Magister en Gestion de la Tecnologia Educativa
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IMPLEMENTACIÓN DEL SOFTWARE VPS 3.
0 “VIRTUAL PHYSICAL SCINCE”, EN EL
GRADO DÉCIMO DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO INDUSTRIAL DE
IMPLEMENTACIÓN DEL SOFTWARE VPS 3.0 “VIRTUAL PHYSICAL SCINCE, EN EL
Propuesta de investigación para optar el Título de Magister en Gestión de la Tecnología
Asesor: Manuel Antonio Barrios Caballero
Implementación del Software VPS 3.0 “Virtual Physical Scince”, en el grado décimo de
la Institución Educativa Técnico Industrial de Turmequé
Un laboratorio de fisica dotado de experimentos para todos los temas de estudio,
suficientes para grupos de 40 estudiantes, y con elementos tecnologicos apropiados para
dicha experimentacion.
En la Institución Educativa Técnico Industrial “Marco Aurelio Bernal” del municipio de
Turmequé, se cuenta con un espacio fisico (salon grande con y mesones y butacos de
madera) que esta asignado para desarrollar los laboratorios de fisica; en este mismo espacio,
se encuentran algunos experimentos obsoletos y en mal estado, ademas de experimentos
nuevos que la Institución Educativa ha adquirido en los ultimos 3 años, pero que por ser de
minima cantidad (1 o 2 experimentos), se dificulta su utilización para grupos numerosos de
El laboratorio es un espacio que posibilita la contextualización del aprendizaje y por
consiguiente la construcción consciente del conocimiento; el entorno educativo
adecuadamente prediseñado, potencia las posibilidades para que los individuos construyan
conocimiento. (Franky, 2009)
La Institución Educativa cuenta con un laboratorio físico, donde se pudiese realizar la
contextualización del conocimiento, pero no se esta llevando a cabo, por las dificultades
mensionadas.
Se han iniciado proyectos de reforma, adecuación del espacio fisico y dotación de
experimentos, equipos y elementos tecnologicos, pero el problema radica en la falta de apoyo
financiero o patrocinios, han fracasado dichos proyectos por falta de recursos financieros.
2.2.1. Interrogantes.
¿Qué impacto tiene la implementación de laboratorios virtuales, en el proceso de
enseñanza-aprendizaje en la asignatura de ciencias naturales física, en la Institución
Educativa “Técnico Industrial “Marco Aurelio Bernal” de Turmequé, para alumnos de
grado decimo?
En Colombia, la ley 115 de 1994 establece la formación científica básica como fines
de la educación (artículos 5, 7, 9, 13) (Men, 1994). Para alcanzar dichos fines las
competencias son adoptadas por organismos nacionales como el Ministerio de Educación
Nacional (MEN) a través de la expedición de los lineamientos curriculares y estándares
de competencias con el fin de generar el desarrollo de una cultura científica.
En la educación básica secundaria son reducidos los esfuerzos para el fomento de
procesos investigativos que permitan desarrollar en los estudiantes capacidades como la
Se evidencian acercamientos al paradigma constructivista cuando se identifica que la estructura curricular propuesta se organiza teniendo en cuenta “niveles de complejidad de los procesos de pensamiento y acción”. 2001). En estos documentos las competencias buscan la aproximación de los estudiantes al conocimiento científico privilegiando el razonamiento lógico. Las prácticas pedagógicas que se desarrollan al interior de las instituciones educativas enfrentan el problema de la descontextualización del aprendizaje. esto es. lejos de las tendencias actuales de la construcción del conocimiento científico y evidencia el predominio de una concepción tradicional centrada en la transmisión de información y el aprendizaje memorístico (Jos. el deseo de conocer. entre otros aspectos. esto ha dificultado el desarrollo de competencias científicas en los estudiantes. a las prácticas de aula influenciadas por el positivismo que buscan el conocimiento objetivo y acumulativo. 1997) La enseñanza de las ciencias naturales en Colombia está orientada al desarrollo de competencias básicas y científicas como lo expresan Lineamientos Curriculares (Pedag. criticar. la argumentación escrita y oral.) y Estándares de Competencias (Men. Al respecto se han establecido espacios de aproximación a la contextualización. plantearse preguntas. experimentar y solucionar problemas.curiosidad. observar. las competencias y los estándares orientados por el MEN. espacios de uso y aplicación consciente del . argumentar.d. la experimentación. n. Estas debilidades ocurren. debido al limitado trabajo de procesos cognitivos y volitivos para el desarrollo de competencias científicas. reflexionar. el uso de la información científica y la apropiación del lenguaje duro de la ciencia y la tecnología.
hacer una comparación con las posibilidades pedagógicas que presentan los laboratorios virtuales.1. Entregables 3. el uso de laboratorios virtuales ayuda a solucionar los problemas de la descontextualización. de acuerdo al plan de estudios de la asignatura física de la institución educativa. ALCANCE El presente proyecto pretende satisfacer las necesidades básicas de experimentación que necesitan los estudiantes de grado décimo de la Institución Educativa. ya sea por su elevado costo. y sin menoscabar las potencialidades que generan los laboratorios tradicionales. Es por esta razón que se torna pertinente analizar el potencial pedagógico de estos entornos. que se denominan laboratorios. 3. Aula especializada. Según lo anterior. no en todo momento pueden ser adoptados por las instituciones educativas. donde se interactúa con un software que simula un ambiente real de experimentación en física.conocimiento. 3. o por el peligro al que pueden estar expuestos los estudiantes cuando manipulan materiales peligrosos.1. . para contextualizar el conocimiento y de esta forma generar aprendizajes significativos en la asignatura de Ciencias Naturales Física.1. allí se desarrollará un manual de laboratorios virtuales. Estos espacios.
como la actividad interna del sujeto. sino que conserva un nexo de principio y demás bilateral con ella” (Franky. como interacción con los artefactos e instrumentos bajo las circunstancias sociales que los envuelven y no sólo como interacción entre sujetos sociales” (Franky. 2009). “la actividad que es interna por su forma y que deriva de la actividad práctica externa. donde podrán contextualizar. Estos elementos se tornan recíprocos y contexto-dependientes. .3. las cuales se han orientado teóricamente en el aula de clase. Es por esta razón que.1. a su vez. 4. Estudiantes capacitados en el manejo del software: VPS 3.1. JUSTIFICACIÓN Dentro del marco teórico del constructivismo se encuentran teorías destinadas a tener presente el contexto como elemento imprescindible en la construcción del conocimiento.3. no difiere de ésta ni se superpone a ella. experimentar. por lo que éste ha de verse como una “acción o actividad situada. Contextualización de las teorías físicas. representan una misma relación común. 3.2.0 “Virtual Physical Scince”. tanto la actividad práctica o exterior. Desde la teoría sociocultural. explorar e innovar. la actividad mental de los hombres está fuertemente ligada a los acontecimientos generados en el transcurso de la actividad práctica. Por tanto. generar espacios de interacción social. se resalta la influencia del contexto en la construcción del conocimiento. Desde la especificidad de la teoría sociocultural. acerca de sus conocimientos teóricos. 2009). programadas en el plan de área.
El laboratorio ha de ser visto como espacio que posibilita la contextualización del aprendizaje y por consiguiente la construcción consciente del conocimiento. la efectividad de estos entornos dentro del proceso de enseñanza y aprendizaje no depende sólo de los artefactos. procedimientos y medios dirigidos a la enseñanza de una disciplina dada”.0. puesto que el uso de estos elementos tecnológicos en este caso el Software de Laboratorios Virtuales VPS 3. El entorno educativo adecuadamente prediseñado. Así. al interior de la educación institucionalizada se han generado contextos que se inscriben bajo el nombre de laboratorios. las tecnologías deben ser vistas como herramientas para instrumentar los métodos y no como métodos propiamente dichos (Franky. de situación y de actividad. sin embargo. potencia las posibilidades para que los individuos construyan conocimiento. Se trata de espacios físicos o virtuales. entendida ésta como “la ciencia que estudia los métodos. Con el ánimo de proporcionar espacios que permitan la relación consciente entre pensamiento y contexto. sino de la interpretación simbólica que desde la pedagogía se le puede atribuir a estos entornos. enmarcados dentro del un único objetivo: posibilitar la construcción consciente del conocimiento. porque el factor pedagógico de los entornos depende en gran medida de la metodología empleada. técnicas. se torna como una premisa para la construcción consciente del conocimiento. 2009) Es conveniente realizar esta investigación. siendo .situacional y de contacto con la realidad. es un recurso que media y faculta a los estudiantes en la contextualización y construcción de un conocimiento significativo. que pretenden generar contextos de realidad.
puesto que el uso del laboratorio virtual permitirá la contextualización del conocimiento. por esta razón al realizar esta investigación se esperan los siguientes beneficios en dicho proceso:      Motivación de los estudiantes hacia la experimentación. Ganancia de experiencias significativas. Aprendizaje por descubrimiento.ya abolidos los métodos tradicionales de enseñanza aprendizaje. . se potencian las posibilidades para que los individuos construyan el conocimiento. El proceso de enseñanza aprendizaje se hace tedioso en las ciencias físicas. el laboratorio virtual será un espacio que posibilita la contextualización del aprendizaje y por consiguiente la construcción consciente del conocimiento. se desarrollará el proyecto en el municipio de Turmequé pero los resultados no podrán ser extrapolados a otros contextos educativos. permitiendo así mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje. Mas habilidades y destresas en la resolución de problemas aplicados. demostrando de este modo que en un entorno educativo adecuadamente prediseñado. logrando esta construcción por un acoplamiento entre la actividad mental y la actividad practica. se presenta esta herramienta tecnológica para analizar si su uso mejora este proceso. Logrando comprobar las hipótesis planteadas. tanto por el tipo de muestra como por el contexto cultural y social en el que se va a desarrollar. Sin embargo de acuerdo a (Franky 2009) el contexto es imprescindible en la construcción del conocimiento. será presentar el análisis de resultados para demostrar las hipótesis planteadas. el uso del nuevo conocimiento se podrá tomar como didáctica en la enseñanza de las ciencias puras. Mejorares resultados en la prueba saber 11. El aporte teórico al conocimiento.
5. 5. utilizando las tecnologías de la información y la comunicación.0). En la Institución Educativa donde se va a desarrollar la investigación. en lo referente a la comprensión y aplicación de las leyes de Newton en la resolución de problemas prácticos. y el Software VPS 3.  Objetivos Específicos Desarrollar habilidades y competencias cientificas por medio de la  experimentación virtual.1. para analizar si el uso de estas tecnologías mejora el proceso de enseñanza aprendizaje en el contexto escolar indicado.por medio de la utilización de la tecnología. por tal motivo se pretende desarrollar este proyecto de investigación. tales como: uso de computadores. los resultados en la prueba saber 11 de los últimos tres años no han alcanzado el nivel Alto.0. como herramienta para instrumentar el método propiamente dicho. OBJETIVOS 5. permite mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje en el grado décimo de la Institución Educativa Técnico Industrial de Turmequé Boyacá.2. video beam. Mejorar el desempeño de los estudiantes del grado décimo. . Objetivo General Analizar si el uso de laboratorios virtuales de física (Virtual Physical Science VPS 3.
6. presentan resultados que favorecen a las simulaciones computarizadas. frente a aquellos que usaron el contexto de realidad. Las aplicaciones de realidad virtual tienen un gran potencial en la educación en todos los niveles. Ong y Mannan (2004) desarrollaron un software educativo para simular de manera interactiva la fabricación de herramientas automáticas. La ventaja de esta tecnología es que se pueden visualizar partes internas difíciles de mostrar en una transparencia o diapositiva. Antecedentes Trabajos de investigación desarrollados en esta misma línea. complementando los enfoques actuales. en este estudio se elaboraron once laboratorios para resolver . al comparar grupos de estudiantes que usaron la simulación. Méndez y Rivas (2005). Evaluar el impacto generado en el proceso de enseñanza aprendizaje de la asignatura de fisica. Una experiencia exitosa en el uso de laboratorios virtuales fue presentada por Monge. pero que no superan los alcances presentados por los contextos tradicionales de laboratorio.1. 2009). En otros trabajos no se han encontrado diferencias significativas en cuento a la construcción del conocimiento conceptual y procedimental. 6. Los mundos virtuales proveen representaciones tridimensionales y múltiples perspectivas que logran un alto grado de concentración y motivación en el aprendiz. MARCO TEÓRICO. con la implementción del software de laboratorios virtuales. Algunos estudios han presentado diferencias significativas a favor de los simuladores computarizados en el momento de posibilitar la retención del aprendizaje a mediano plazo (Franky.
permiten interactuar con el mismo laboratorio y sus elementos. La Universidad de Toronto ha utilizado con éxito el laboratorio virtual en su curso de fisiología (Perumalla et al.. manejo de tiempos y autoevaluación. 2011). objetivos. Tanto el curso presencial como a distancia incluyen doce . Este estudio estuvo basado en la realidad virtual. Para ello el sistema registraba las estadísticas de uso de las diferentes partes del contenido del curso virtual. La estructura del laboratorio contenía un mapa conceptual. actividades y cuestionario de evaluación. pues se presentaron laboratorios a los cuales se accede por medio de dispositivos que. adicionalmente. El sistema enlaza los applets de Java para establecer una comunicación síncrona de los usuarios y fue aplicado en varias universidades españolas con resultados positivos. Jara et al (2009) propusieron un esquema que combina el laboratorio virtual con el aprendizaje colaborativo en tiempo real.distintos problemas y se demostró que estas actividades eran efectivas al realizarlas tanto de manera presencial como a distancia. Guevara y Sánchez (2009) crearon una propuesta metodológica para el desarrollo de herramientas hardware-software que pudieran aplicarse a las estrategias de enseñanza ayudando a desarrollar habilidades y actitudes en los estudiantes y reforzando el proceso de autoformación. Luengas. ayuda. Emmungil y Geban (2010) realizaron un estudio que incluía variables cualitativas y cuantitativas para evaluar el impacto de la implementación de un curso de estadística real con apoyo en recursos virtuales. explicación teórica.
(2011) desarrollaron un laboratorio remoto con herramientas virtuales para la enseñanza de la ingeniería en el área de control de procesos. (2011) analizaron los aportes didácticos que pueden hacer los laboratorios virtuales y remotos a la enseñanza de la ingeniería. es decir. además de las ventajas económicas de su uso en relación con el recurso físico y humano. La propuesta permitía que los estudiantes experimentaran. cada individuo asigna sus propios valores a las variables y luego puede compartir sus resultados con el grupo. Es de resaltar el hecho de que trasladar al estudiante a un ambiente virtual favorece el aprendizaje autónomo al permitir personalizar el experimento. (2011) presentaron una experiencia educativa basada en blearning utilizando un laboratorio de robótica virtual y remoto. Esta estrategia de comunicación permite compartir recursos y comparar metodologías. (2013) desarrollaron e implementaron un sistema multiusuario para integrar laboratorios académicos remotos con propósitos educativos utilizando applets en Java. secuenciando la práctica con la simulación.sesiones de laboratorio virtual. La arquitectura incluyó tres capas: la primera era un sistema de administración del aprendizaje . donde se sigue de manera más estricta un procedimiento rígido. Los resultados mostraron que no hubo diferencia significativa entre el desempeño de una y otra modalidad. Jara et al. resultando así una experiencia más enriquecedora que el laboratorio convencional. Barrios et al. Fabregas et al. de forma remota. Lorandi et al. el control de una planta real como una actividad complementaria al laboratorio tradicional.
la segunda un sistema de administración de los distintos módulos y la tercera las aplicaciones de control de procesos de cada laboratorio (Indias. diseñaron laboratorios de acceso remoto con control en sistemas físicos a través de instrumentos virtuales.(lms) orientado al usuario. 2004) En el ecuador. En España se han diseñado laboratorios virtuales. (Rosado & Herreros. desde su computador. los elementos y sistemas para realizar experimentos. También describieron la aplicación de un laboratorio virtual de electromagnetismo. y cuya función . analizando las formas de acceso a los recursos experimentales del laboratorio. basados en la utilización de las nuevas tecnologías de la información científica (NTIC) presentaron un material didáctico interactivo que permitía la realización de las prácticas de laboratorio de física general. basados en la importancia de la educación interactiva y en la utilización de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación TIC. A partir de esto. en el que articulan de manera integrada e interactiva: texto. (Alfonso. (Andújar Márquez & Mateo Sanguino. 2014). modelos y un conjunto muy variado de animaciones virtuales a fin de facilitar la comprensión de los aspectos abstractos que implica el estudio de la física. basado en simulaciones interactivas. 2005) En Cuba. así como sus ventajas e inconvenientes. los cuales pueden ser virtuales o físicos tangibles. han realizado algunas nuevas aportaciones didácticas de los laboratorios virtuales y remotos en la enseñanza de la física. a los alumnos de las carreras tecnológicas de los centros de educación superior. animaciones. Como caso práctico de aplicación presentaron un proyecto educativo y de investigación: El laboratorio de ensayo de robots. presentaron un proyecto investigativo. 2010) También en España.
n. en las que los estudiantes deben seguir ciertos algoritmos o pasos para llegar a una conclusión predeterminada.d.) En Colombia. Además. particularmente aquellas que puedan enunciarse de forma concisa y que puedan visualizarse fácilmente. donde los applets y flash son excelentes instrumentos educativos para ilustrar algunos aspectos que no son obvios. empleando lenguajes de software afines de la Web. Román. & López. en su gran mayoría. pero que son fundamentales para entender las diferentes representaciones matemáticas y conceptuales de los fenómenos físicos estudiados. (Antonio. donde los resultados obtenidos que fueron de naturaleza descriptiva. El proceso de creación de los contenidos interactivos comenzó con la búsqueda de situaciones que ilustren leyes físicas y principios fundamentales. (López & Tamayo. Con la finalidad de mejorar el aprendizaje de los cursos de Física. se decidió crear un software para el desarrollo de los Laboratorios Virtuales de Física. Pareja. sino complementar el proceso enseñanza-aprendizaje. Moncayo. (Rivera. 2012) . ni al profesor. sugieren que las actividades de laboratorio. en la que las prácticas son el único criterio de validez del conocimiento científico y la prueba definitiva de las hipótesis y teorías. Manuel. El Laboratorio Virtual de Física no trata de sustituir ni a los Laboratorios Físicos. se caracterizan por ser tipo receta.primordial fue de fomentar actitudes positivas y autónomas en los educandos. el estudio revela que se está transmitiendo una imagen distorsionada de ciencia. & Cabrera. se han realizado investigaciones para caracterizar las practicas de laboratorio en las ciencias naturales. 2009) En el Perú. De manera que se pudiese estimular la discusión de los resultados simulados entre estudiantes y motivarles el estudio crítico de las Leyes de la Física.
Sobre los obstáculos que interfieren en los trabajos prácticos. de espacios adecuados. otros objetivos de naturaleza procedimental y actitudinal en los estudiantes. procedimentales y actitudinales (López & Tamayo. las limitaciones de tiempo. El uso del laboratorio no tiene un objetivo general y definido. Esta investigación confirma que en las prácticas actuales se le da más importancia al aprendizaje de conceptos y menos a los procedimientos y las actitudes. En ese sentido. además de los objetivos conceptuales inherentes al trabajo experimental. La intencionalidad de las experiencias prácticas según la población encuestada consiste en verificar y comprobar la teoría. 2012) . (López & Tamayo. que son igualmente importantes en la construcción del conocimiento científico. grupos muy numerosos y la falta de motivación y disposición de los educandos y algunos profesores (López & Tamayo. sino como un instrumento que promueve los objetivos conceptuales. 2012). pero no es la verdadera intencionalidad de un trabajo práctico. 2012). Este tipo de resultados pretende que se reoriente el trabajo experimental con el propósito de lograr. los más sobresalientes son la falta de materiales. debemos ser conscientes de que la actividad experimental no solo debe ser vista como una herramienta de conocimiento. donde el estudiante debe solucionar los interrogantes que se le presentan. además de desarrollar habilidades y destrezas. los trabajos prácticos pueden dar a los estudiantes más cosas que sólo aquellas referidas a la dimensión conceptual. y es precisamente eso lo que le falta a las prácticas experimentales para que adquieran sentido y significado en función de promover el aprendizaje en los estudiantes. esto es importante en las ciencias. En términos de Séré (2002).
en las prácticas docentes en la enseñanza de las ciencias naturales (Castro Sánchez & Ramírez Gómez. observar. exposiciones grupales y laboratorios. que permitan desarrollar capacidades como la curiosidad. son reducidos los esfuerzos para el fomento y utilización de recursos educativos. concluyen que las orientaciones didácticas en la propuesta nacional oficial se aproximan al paradigma constructivista y da prioridad al planteamiento de preguntas y la solución de problemas resaltando la importancia del papel del laboratorio (MEN. cuadros sinópticos.Además de las anteriores conclusiones. Aspectos confirmados por el 80% de los estudiantes. internet.91). enciclopedias digitales. 1998. para los estudiantes estas clases carecen de procesos experimentales. talleres y trabajos en grupo con más del 50% en las opciones siempre y casi siempre. también se ha analizado el desarrollo de competencias científicas. Las perspectivas docentes priorizan la apropiación de conceptos y procesos experimentales para articular la teoría con la práctica. plantearse preguntas. Un 68% de los estudiantes afirman que “nunca” van al laboratorio o realizan experimentos. reflexionar y . Sin embargo. texto guía y fotocopias. Los docentes manifiestan el uso estrategias como: lecturas. mapas conceptuales. computador. Igualmente los resultados de las salidas de campo y procesos de investigación superan porcentajes del 70% en las opciones “nunca” y “algunas veces. criticar. p. Desde la perspectiva de los estudiantes se visibiliza el uso del dictado. diapositivas o acetatos. 2011) En dicha investigación. Se identifica el escaso o nulo uso de herramientas tecnológicas como películas. En las instituciones de educación básica secundaria muestreadas. Los recursos más utilizados por los docentes son: el tablero.
0”. que el manejo de este software permitió al estudiante .0”. C. lo que posibilita la capacidad de análisis reflexivo para aprender de esta experiencia y justificar las causas del error. lo que le permite tener una mejor aprehensión del conocimiento. 2013) aplican el software: “Virtual Physical Science VPS 3.solucionar problemas. En la tesis de trabajo de Maestría de la Universidad Nacional de Colombia (Jesus & Alzate. que en mucho de los casos pueden ser originados por equivocaciones de ellos mismos o deficiencias en los instrumentos del laboratorio (Rico. A nivel de educación secundaria en nuestro país. entre las cuales se destacan las siguientes: Dentro de las prácticas de laboratorio los estudiantes tienen la posibilidad de vivenciar a través de diferentes experimentos los fenómenos físicos vistos en clase ya sea en forma teórica o virtual. dentro del diseño de un proyecto de aula y confirman. 2001). lo que ha dificultado el desarrollo de competencias científicas que permitan la adopción de la ciencia y tecnología por parte de los estudiantes. se han desarrollado trabajos de investigación. aplicando específicamente el software: “Virtual Physical Science VPS 3. El poco uso de laboratorios de experimentación y la mínima oportunidad de interactuar y explorar en un entorno natural reduce de manera considerable el desarrollo de capacidades científicas. también constituye una causa para el bajo desarrollo de competencias científicas. ellos encuentran en muchas ocasiones que dichos experimentos no arrojan los resultados deseados. La pérdida de espacios que permiten la Investigación.
incompletos o ya son obsoletos. En la experiencia del desarrollo de las ciencias naturales física. son de especial manejo por las partes que lo componen. bien sea porque son muy pequeñas o muy frágiles y presentan cierta vulnerabilidad al ser manipulados. Además hay equipos demasiado costosos los cuales jamás podrán ser adquiridos.).0”. con estudiantes de la Universidad Santo Tomas en las carreras de: Ingeniería Civil. estudiantes que son apáticos a la química. y en algunos casos el experimento no existe. en la Institución Educativa Técnico Industrial del Municipio de Turmequé Boyacá. no cuenta con los elementos o experimentos necesarios para todos los estudiantes. otros experimentos se encuentran dañados.afianzar la parte teórica. . Se ha trabajado el Software “Virtual Physical Science VPS 3. ensayar una y otra vez antes de realizar el procedimiento en forma real. n. ha generado resultados positivos tanto en la implementación como en su aplicación mejorando las actitudes y facilitando el aprendizaje de la química (Zúñiga. a veces hay solo un experimento para un grupo de cuarenta estudiantes. y en la mayoría de los casos es mejor no utilizarlos. resaltando las siguientes: El laboratorio de física de la institución educativa. Algunos experimentos.d. con el objetivo de mejorar la actitud de los estudiantes frente al aprendizaje de la química. El autor ha concluido que la utilización de la plataforma VPS (Virtual Physical Science). se ha observado algunas situaciones problemáticas en la parte experimental. Ambiental y Mecánica en la asignatura de Química General y Química Orgánica. que la encuentran difícil y que no le hayan utilidad a lo que aprenden.
Esta teoría considera el .La infraestructura técnica y el espacio para el desarrollo de la parte experimental (laboratorio de física). Al estudiante se le brindará la oportunidad de aplicar los conceptos aprendidos y se le permitirá realizar experimentos a los cuales normalmente no tendría acceso. se encuentran en condiciones precarias. de implementación de laboratorios virtuales. donde los estudiantes entrarán en un entorno virtual. en el proceso de enseñanzaaprendizaje en la asignatura de ciencias naturales física. se hace indispensable montar un proyecto. El proceso de aprendizaje durante el desarrollo de estos trabajos se analiza desde la Teoría de Campos Conceptuales propuesta por Gérard Vergnaud. para alumnos de grado decimo? 6. y no hay recursos suficientes para su remodelación. como aquellas que tomarían en un medio real de laboratorio. implican el abordaje de situaciones problema mediante tareas y subtareas propias del quehacer científico. donde tendrán la oportunidad de elegir y tomar decisiones. Por las anteriores razones. y además podrán experimentar las consecuencias resultantes. Con el desarrollo de la presente propuesta de investigación. en la Institución Educativa “Técnico Industrial de Turmequé. se pretende dar solución a la siguiente pregunta: ¿Cómo afecta la implementación de laboratorios virtuales. dirigidos a la resolución de problemas de ciencia. Marco Conceptual Los Trabajos de Laboratorio.2.
1990) constituye un marco referencial cognitivo para el estudio del desarrollo y aprendizaje de competencias complejas. “tal como” ocurre en la actividad de investigación científica. permite analizar la relación entre conocimientos explícitos y conceptualizaciones implícitas a partir de las acciones de los sujetos en situaciones específicas.. & Moreira. están en permanente relación e interdependencia. conceptos y reglas de acción. Pesa. Se considerará el TL a partir de una situación problemática. y. en la cual los contenidos teóricos y experimentales asociados a ella. 2006). y representaciones simbólicas. y centrado en la asimilación y acomodación de esquemas del sujeto en acción (Z. se toma un referencial cognitivo además del epistemológico. El trabajo de laboratorio (TL) en los cursos de física básica puede tener diferentes modalidades e intenciones.saber y el saber hacer como dos aspectos indivisibles en el desarrollo conceptual. Su . para proponer un modelo que representa la dinámica cognitiva de los estudiantes enfrentados a la resolución de situaciones problemáticas en el contexto de un laboratorio de Física básica (Z et al. constituidos por conjuntos de: situaciones. Con el fin de analizar y orientar la investigación educativa en relación con los TL. La Teoría de Campos Conceptuales La teoría de Campos Conceptuales (Vergnaud. 2006) El modelo está basado en la Teoría de Campos Conceptuales propuesta por Vergnaud (1990). su resolución implica una compleja actividad cognitiva que requiere de diversos campos de conocimientos. El desarrollo cognitivo se concibe en el marco de campos conceptuales. en consecuencia.
Moreira. En otras . 1990). en particular. Entre los conceptos básicos de esta teoría se tiene el de Campo Conceptual (CC). probablemente. conectados unos a otros y. entrelazados durante el proceso de adquisición” (Vergnaud. 2004b). En este proceso de elaboración pragmática. por ser ésta el factor más importante en el proceso de adaptación psicológica (Vergnaud. Vergnaud toma como referencia el contenido del conocimiento y el análisis del dominio de ese conocimiento (Vergnaud. conceptos. Stipcich et al. el cual se concibe como “un conjunto informal y heterogéneo de problemas. El mayor desarrollo de la teoría ha estado en el ámbito de la matemática. 1982).potencialidad para la investigación sobre el aprendizaje de la Física radica en la posibilidad de comprender procesos que subyacen a la cognición. a la construcción de representaciones internas del sujeto. lo cual no la hace exclusiva de ese dominio. estructuras. 1990. 2004a. ii) el estudio de los invariantes operatorios presentes en los esquemas y la efectividad de las representaciones simbólicas para la conceptualización en física (Weil-Barais e Vergnaud. 2003). 2004. situaciones. Bravo e Pesa.. Se encuentran trabajos recientes en educación en Física con este marco referencial relacionados con: i) resolución de problemas y la interpretación de las dificultades en la construcción de modelos mentales ante enunciados de problemas novedosos (Escudero et al. 2002). 1996). el desarrollo cognitivo es moldeado por las acciones de los sujetos en situaciones concretas y por las conceptualizaciones subyacentes a ellas (Vergnaud. A diferencia de Piaget.. relaciones. contenidos y operaciones de pensamiento. 1994. El referencial propuesto por Vergnaud parte del siguiente principio piagetiano: la actividad del sujeto constituye el eje central del aprendizaje y del desarrollo cognitivo.
Un esquema es la organización invariante de la conducta para una clase de situaciones. Marco Tecnológico El Laboratorio Virtual. Es entonces en los esquemas donde debemos centrar la investigación. indagar en ellos los conocimientos-en-acción. que tornan operatoria la acción de los estudiantes (Vergnaud. 1998. 1990. 1994).3. 2002). clasificadas y jerarquizadas según su efectividad para el aprendizaje significativo. Por lo expuesto. y además. Los estudiantes van desarrollando sus conceptualizaciones (conocimientos) frente a las situaciones que van dominando. un CC se constituye “como un conjunto de problemas y situaciones cuyo tratamiento requiere conceptos. En el contexto de aprendizaje en el aula. en cada esquema encontramos elementos cognitivos (conocimientos-en-acción) que permiten actuar frente a una situación. este referencial teórico parece fructífero para investigar el proceso de aprendizaje en el contexto de resolución de problemas en el laboratorio. se torna entonces fundamental identificar el contenido a aprender en términos de CC. procedimientos y representaciones de tipos diferentes. 1990). ver la enseñanza como un conjunto de situaciones a resolver por los estudiantes.palabras. Desde este referencial cabe preguntarse ¿cómo se abordan las situaciones? Una primera respuesta es que el comportamiento ante una situación dada está dirigido por esquemas. 6. . pero íntimamente relacionados” (Moreira. proceso éste lento y complejo con avances y retrocesos (Vergnaud.
Es posible manipular las variables del modelo lo que favorece el aprendizaje por descubrimiento. Sierra (2000) destaca: Es posible recrear fenómenos cuya reproducción sería improbable en un ambiente escolar. Entre las ventajas del uso del LV. del “Virtual Physical Science 3. se muestra una captura de pantalla de un experimento virtual de introducción a la investigación cientificia. investigador y facilitador (Of et al. 1985). y entiende que debe ser el alumno el protagonista del proceso (García y Gil. organizador. Favorece el contraste de las ideas previas. en el laboratorio virtual de gases. El profesor asume un rol de facilitador y orientador..El LV hace parte de una categoría de software que permite hacer simulaciones de experimentos. En la figura 1. tutor. 2012).0 (VPS)” Uno de los efectos más notables de la utilización del LV es la adopción de un nuevo perfil docente. 2006). se pueden mencionar las siguientes funciones del profesor en su nuevo rol: Proveedor de recursos. En esa línea. Le permite al alumno concentrarse en los principios físicos que intervienen en el fenómeno y no sólo en los procedimientos matemáticos. obteniendo resultados que serían muy difíciles de conseguir si se trata de resolver el modelo matemático (Kowalski. .
exploraciones animados y una gran cantidad de actividades con manos en tomar comprensión de los estudiantes de la ciencia más allá de la página y en el mundo que les rodea. las herramientas y las actividades de apoyo a la enseñanza diferenciada! . investigación. formalización y transferencia (Sierra. Ahora incluye aún más la tecnología. Laboratorio virtual de mecánica desarollado en el VPS 3.0” de la “Prentice Hall”. el desarrollo de actividades utilizando el LV involucra diversos niveles de abstracción que son usados en una estrategia instruccional de cuatro fases: motivación. ayuda a los estudiantes a tomar la importante conexión entre la ciencia que leen y lo que experimentan todos los días. 2005). El sofware de laboratorios virtuales que se implementará para la investigación: “Virtual Physical Science Lab 3.0 En ese sentido. El contenido relevante.Figura 1.
DISEÑO METODOLOGICO 7. . Bautista. las cuales se ponen a prueba partiendo por lo general de situaciones experimentales. en el proceso de enseñanza-aprendizaje en la asignatura de ciencias naturales física. El procedimiento para la investigación se conoce generalmente como método científico. Para el método científico es esencial el estudio de lo que ya se conoce. con un numero relativamente pequeño de personas. G. se formulan hipótesis. abordando la pregunta formulada en la descripcion del problema: ¿Qué impacto tiene la implementación de laboratorios virtuales. siendo esta la parte crucial de todo el proceso ya que cualquier pregunta donde sus respuestas no pueden obtenerse a partir de la investigación planeada. 2002) Se pretende realizar un “experimento”. en la Institución Educativa Técnico Industrial de Turmequé. es necesario realizar esta investigación de tipo experimental. 7. es la base de la fundamentación del método científico.1. Tipo de Investigación La investigación puede definirse en forma amplia como el estudio sistemático de un sujeto con el fin de descubrir nuevos hechos o principios. cualesquiera sea su naturaleza. y para dar respuesta a esta hipótesis. para alumnos de grado decimo?. H. no puede aceptarse como parte del método científico (Mendoza. A partir de este conocimiento. La aplicación de la lógica y la objetividad al entendimiento de los fenómenos.Este sofware ayuda a poner la vida en el contexto de vida de los estudiantes par hacer ciencia con sentido.
Se quiere analizar si el uso de un software de laboratorios virtuales. así. Les . la intervención docente o el currículum.. & Baptista.El termino “experimento” tiene al menos dos acepciones. mas armónica con un sentido científico del término. mejora el proceso de enseñanza . Este uso del término es bastante coloquial.aprendizaje en una institución educativa en particular. Las investigaciones cuantitativas en el ámbito educativo incluyen estudios mediante la técnica de encuestas extensivas. Tienen a fragmentar la realidad y trabajan con variables muy específicas que se cuantifican y se expresan en valores numéricos. La esencia de esta concepción de “experimento” es que requiere la manipulación intencional de una actuación para analizar sus posibles efectos (Hernández. 1997). hablamos de “experimentar” cuando mezclamos sustancias químicas y vemos la reacción de este hecho. 2001). para analizar las consecuencias que la manipulación tiene sobre una o mas variables dependientes (supuestos efectos-consecuentes). se refiere a “un estudio en el que se manipulan intencionalmente una o mas variables independientes (supuestas causas-antecedentes). o cuando nos cambiamos de peinado y observamos el efecto que provoca en nuestras amistades dicha transformación. dentro de una situación de control para el investigador” (Hernández et al. La acepción particular. experimentos de enseñanza y aprendizaje y la aplicación de pruebas estandarizadas para evaluar los efectos de los programas escolares. La general se refiere a “tomar una acción” y después observar las consecuencias (Babbie. para la contextualización del conocimiento teórico en física de grado décimo. siendo la variable independiente: la utilización he dicho software con un grupo específico de estudiantes. Fernández. una general y otra particular. 1997).
Mena y Rubio. toda vez que se establece una línea base previa al establecimiento del tratamiento O – X1 . R. Rodríguez. porque tales grupos ya existen (León. donde la investigación de ciertos fenómenos no podía llevarse a cabo siguiendo los procedimientos experimentales. Diseño de un solo grupo preprueba – posprueba: En este diseño. en este caso los sujetos no se asignan al asar ni se emparejan. y Montero. 2009. Es mejor que si se utilizara un solo grupo y sólo posprueba. 2007. I.. Las tres variables dependientes que se van a utilizar son: . En la literatura consultada. y utilizan la estadística para el análisis de los datos (Alzina. Este enfoque permite medir el efecto que tiene sobre las variables dependientes. un grupo es comparado consigo mismo. Olivero y Chirinos. 2008. 2003). G. Casadei et al. Debido a la naturaleza de la información que se pretende recoger. I. la manipulación intencional de la variable independiente (utilización de software de laboratorio virtual). se encontraron varios estudios afines (Amaya. con la pretensión de ser objetivas y generalizar los resultados. O. se va a trabajar un enfoque cuantitativo. G. 2008. B. Amaya 2009. La investigación cuasi experimental proviene del ámbito educativo. 2003). Sierra.O (León. 2005) que también fueron desarrollados siguiendo un diseño cuasi experimental. con un alcance correlacional y siguiendo un diseño cuasi experimental con pre-prueba y post-prueba. O.interesa la fiabilidad. la validez y la realización de muestreos. y Montero.. 2004). 2009. Debel et al.
. muchos de los fenomenos físicos escapan de la posibilidad de reproducirlos en el laboratorio. Una prueba estandarizada sobre los principios y conceptos de las leyes de la  dinámica y las fuerzas mas comunes. Una prueba de solución de problemas básicos de aplicación de las leyes de Newton. 2007). no obstante un sofware especializado puede simular el aspecto experimental del fenómeno. Pueden considerarse también como predicados tentativos o frases del fenómeno o cosa investigada (Lases. incluso puede modificar variables y analizar procedimientos y resultados. los conocimientos   cientificos y la asignatura de fisica. Como se ha mensionado anteriormente. en algunos casos se puede hacer casi imposible su constatación por las limitaciones técnicas. Hipotesis Para un proyecto de investigación se considera una hipótesis como aquella o aquellas guías especificas de lo que se está investigando. Estas variables serán medidas respectivamente a través de las siguientes instrumentos:   Un test para diagnosticar la actitud de los estudianes frente a la experimentación. aquello que el investigador está buscando y que será el nuevo conocimiento o también todo aquello que una vez concluido se podrá probar. 7.2. El nivel de comprensión de las leyes de la dinámica. Nivel de desarrollo de habilidades para resolver problemas de física. La actitud de los estudiantes frente a la experimentación.
7.2. de un cuerpo. 7. Habilidad en la resolución de problemas de dinamica. generará motivación de los estudiantes hacia el estudio de esta asignatura.3. . Variables 7.1. Actitud de los estudiantes frente a la asignatura de Ciencias Naturales Física.3. Variables dependientes. utilizando las leyes de Newton. Mejorará la habilidad en la resolución de problemas básicos aplicando las leyes de Newton. Incrementará el interés del estudiante por la experimentación y exploración del mundo  fisico. se podrá notar en los estudiantes las siguientes actitudes y aptitudes:  La implementación de un simulador de Laboratorio Virtual en el proceso de enseñanza aprendizaje. Variable independiente. Se obtendran mejores resultados en la comprensión y construcción de los conceptos. Permitira que el estudiante se predisponga a la contextualización de la teoria.3. 7. dinamizará los    procesos de enseñanza tradicional de la fisica.0” 7.3. aprendiendo por descrubrimiento.0.2.  logrando una mejor actitud hacia la clase de fisica.3.3.0) en el proceso de enseñanza aprendizaje de la Física. Nivel de desempeño y manejo del concepto de dinámica del movimiento 7.Al implementar el uso de los simuladores (Virtual Physical Science VPS 3.2.3.1. El uso de recurso didáctico VPS 3. Utilización del Sofware: “Virtual Physical Since VPS 3. apoyado en las nuevas tecnologías.2.2.
muestra algunas caracteristicas basicas. Grupo 10-01 10-02 10-03 Promedio No.4. 7. y se seleccionará un grupo experimental y un grupo de control. 1999). de los 108 estudiantes de la población total. Se realizarán pruebas piloto donde se calculan los coeficientes de confiabilidad. Muestra. A partir de esta población se va a caracterizar el tamaño de la muestra. medida de la comprensión de conceptos de fuerza y leyes de la dinámica del cuerpo libre. La tabla 1. las caracteristicas particulares se muestran en la tabla 1. Estudiantes de grado décimo de la Institución Educativa Técnica Industrial de Turmequé Boyacá. 7. No. se toman dos grupos: un grupo experimental (curso 10-01) con 35 estudiantes. Repitente Edad 15.97 15.12 14. Población La población del presente estudio esta conformada por todos los estudiantes de grado décimo de la Institución Educativa ya mensionada.33 Hombres 21 18 18 Mujeres 14 19 18 s 1 1 0 Total 35 37 36 Tabla 1. y un grupo de control (curso 10-02) con 37 estudianes.4.1.Estas variables se pretenden medir por medio de un test para diagnosticar la actitud de los estudiantes hacia la ciencia y la asignatura en partifcular (Penichet y Mato. A partir de la población ya mensionada (Tabla 1). .
CRONOGRAMA Actividades Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 . Se realizará la divulgación y se darán unas conclusiones finales.  Fase de aplicación En esta fase se inicia la implementacion del software. En esta etapa tambien se realizarán las reformas necesarias al currículo para incluir el uso de laboratorios virtuales de fisica. 8. ademas del analisis de las guias de desarrollo de las practicas. y se desarrollan guias de aplicación de las leyes de Newton. Se llevará a cabo la selección de la muestra y designación de los grupos. Se desarrollarán las secuencias didacticas respectivas para cada grupo.5. Se levantará una encuesta para buscar dificultades y fortalezas frente al manejo del software en particular. Procedimiento El estudio se va a desarrollar en tres etapas o fases:  Fase de diseño: En esta fase se realizará un diagnostico sobre las tecnologías de la información y comunicación que se van a realizar para la investigación. la aplicación de la prepueba. la validación de la equivalencia inicial de los grupos y la contextualización.  Fase de Evaluación En esta prueba se analizaran los resultados obtenidos en la utilización del laboratorio virtual. la interacción de los estudianes con el mismo. las autorizaciones neceasrias para la realización de la investigación.7. las pruebas piloto. se realizará un plan de mejoramiento para corregir las dificultades presentadas.
referente al manejo del PC Ajuste al currículo y plan de X X estudios de la asignatura de física en el grado décimo FASE DE APLICACIÓN Instalación del Software Inducción a los estudiantes sobre el manejo del Software Estudio y apropiación de las guías X X X X X X X X X X de laboratorio a desarrollar Aplicación del Laboratorio Virtual FASE DE EVALUACIÓN Análisis de los resultados X X X X X X X X X X obtenidos en la autoevaluación del Laboratorio Virtual Análisis de los comentarios de la aplicación Análisis de los informes de laboratorio presentados Divulgación Conclusiones Tabla 2. Conograma de actividades X X X X X X X .FASE DE DISEÑO Diagnostico sobre equipos de X X computo. video-beam y sistema de sonido existente en la Institución Educativa X Encuesta de estudiantes.
Escala de valoración tipo Linkert.000. PRESUPUESTO Descripción Software Impresiones Fotocopias Uso de equipos de Costo $ 300.9.000. RESULTADOS DE LA INVESTIGACION A continuación se presentan los resuladoos obtenidos en la aplicación del Test de actitudes frente a la clase de fisica. 2002).00 Tabla 3.00 $ 20. se hace indispensable apropiarse del siguiente rango de puntuación para las actitudes: Grafico 2.00 $ 50.000.00 Total: $ 520. para analizar si la implementación del software de laboratorios virtuales presenta una mejora en la misma.000.000.00 computo $ 150. Antes de comenzar. aplicada a los estudiantes de fisica de grado décimo del la Institución Educativa Técnica Industrial de Turmequé. . Origin Pro 2015 y el programa estadístico SPSS (Ferrán. Se realizarán las descripciones e interpretaciones de datos y gráficos obtenidos a través de la utilización del Microsoft Office Excel 2007. Presupuesto 10.
10. para toda puntuación mayor a 3. PROMEDIO TOTAL 3. media aritmética de los 3 cursos en conjunto. se visualizan en la siguiente tabla.19 Tabla 4.3 .3 3.1. CURSO 10 A 10 B 10 C PROMEDIO POR CURSO 3.A partir de lo anterior. La media aritmética de la puntuación obtenida del test de actitudes hacia la clase de Física por curso y. se considerará a todas las puntuaciones inferiores a 3.0 se considerará como una tendencia favorable a la clase de Física y/o dimensión del test de actitudes hacia la clase de Física.42 3. Resultados de las actitudes frente a la clase de fisica Para explorar las actitudes que tienen los estudiantes hacia la clase de Física. Promedio de las actitudes frente a la clase de fisica.0 como tendencias a una actitud desfavorable hacia la clase de física y. se aplicó el test de actitudes hacia la clase de Física a una muestra de 108 estudiantes (100%) en 3 cursos de la Institución Educativa.
.que la actitud que presentan los estudiantes frente a la clase de fisica.3. De acuerdo a los resultados no se encuentra una actitud desfavorable sino que es levemente favorable. aburridas e incomprensibles además de demostrar poco interés por las mismas.Gráfico 3. los estudiantes vienen demostrado una predisposición desfavorable frente a la clase de fisica. A partir de la tabla 4 y el grafico 3. Muestra las actitudes frente a la clase de fisica de los estudiantes de grado decimo de la institución educativa tenica industrial de turmque. por lo cual se puede analizar –en primera instancia. la cual se podrá mejorar con la aplicación del software de laboratorios virtuales. para demostrar la primera hipotesis de esta inestigación. manifestando que estas son dificiles. Sin embargo. es levemente favorable. se puede aprenciar que la puntuación promedio en los 3 cursos es de 3.
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