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Evaluacin de la eficacia de la robtica educativa en la mejora del aprendizaje de nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria
Evaluation of the effectiveness of educational robotics in improving the learning of irrational numbers in secondary education students
Avaliao da eficcia da robtica educativa na melhoria da aprendizagem dos nmeros irracionais em alunos do ensino secundrio
Correspondencia: davidcastillo@uti.edu.ec
Ciencias de la Educacin
Artculo de Investigacin
* Recibido: 30 de noviembre de 2023 *Aceptado: 22 de diciembre de 2023 * Publicado: 09 de enero de 2024
I. Master en docencia universitaria y administracin educativa, Ingeniero en sistemas, Licenciado en Ciencias de la Educacin en la especialidad de Fsico Matemticas, Coordinador de Investigacin de la Carrera de Educacin Bsica y Docente Investigador en la Universidad Tecnolgica Indoamrica, Tungurahua, Ecuador.
II. Licenciada en Ciencias de la Educacin mencin Educacin Bsica., docente de Estudios Sociales, Ciencias Naturales en la Unidad Educativa Joaqun Arias, Tungurahua, Ecuador.
III. Master en Ciencias de la Educacin Mencin Parvularia, Licenciada en Ciencias de la Educacin Mencin Educacin Bsica, Vicerrectora en la Unidad Educativa Joaqun Arias, Tungurahua, Ecuador.
IV. Licenciado en educacin mencin Educacin Ingls, Docente Ingls en el Centro de Desarrollo Infantil Mi Pequeo Mundo, Tungurahua, Ecuador.
V. Licenciada en ciencias de la educacin mencin Educacin Bsica, Docente de Matemtica, Lengua y literatura, Ciencias Naturales, Estudios Sociales, Educacin cultural y artstica en la Unidad Educativa San Joaqun, Azuay, Ecuador.
VI. Master en Ciencias de la Educacin Mencin Parvularia, Licenciada en Ciencias de la Educacin Mencin Educacin mencin Parvularia, Docente de Educacin Inicial en la Unidad Educativa Joaqun Arias, Tungurahua, Ecuador.
VII. Licenciada en Ciencias de la Educacin Mencin Educacin Bsica, Docente de Ciencias Naturales, Estudios Sociales, Educacin cultural y artstica en la Unidad Educativa Joaqun Arias, Tungurahua, Ecuador
VIII. Magister en Ciencias de la Educacin Mencin Parvularia, Licenciada en Ciencias de la Educacin Mencin Educacin mencin Parvularia, Docente Educacin Inicial en la Escuela de Educacin Bsica 12 de Octubre, Tungurahua, Ecuador.
IX. Magister en Educacin Bsica, Licenciada en Ciencias de la Educacin Mencin Educacin Bsica, Docente Matemtica, Lengua y literatura, Ciencias Naturales, Estudios Sociales, Educacin cultural y artstica en la Unidad Educativa Fray Vicente Solano, Tungurahua, Ecuador.
X. Magister en Gestin Educativa, Ingeniero Industrial en Procesos de Automatizacin, Docente de Fsica y Vicerrector en la Unidad Educativa 17 de Abril, Tungurahua, Ecuador.
Resumen
La investigacin tuvo como objetivo principal investigar y demostrar la eficacia de la robtica educativa como herramienta pedaggica innovadora para mejorar la comprensin y el aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria. La investigacin adopta un enfoque cuantitativo, exploratorio y descriptivo, utilizando un diseo cuasi experimental en la Zona 5 del Ministerio de Educacin del Ecuador con la participacin de 120 estudiantes. La metodologa incluye la aplicacin de pretest y postest, encuestas a docentes y actividades de robtica educativa. Se emplearon interfaces de control para facilitar la programacin y ejecucin de proyectos de robtica en el aula. La hiptesis alternativa plantea que la integracin de la robtica educativa mejorar significativamente la comprensin de conceptos matemticos abstractos en comparacin con enfoques tradicionales. La prueba t de Student y la "d de Cohen" se utilizaron para validar la hiptesis, revelando un impacto considerable con una d de Cohen de -5.25, indicando un efecto muy grande y significativo. Este resultado respalda la eficacia de la robtica educativa para potenciar la comprensin y el aprendizaje de nmeros irracionales. La aplicacin de la t de Student explor la efectividad prctica de la robtica educativa en la educacin matemtica, demostrando mejoras significativas en la comprensin de conceptos abstractos, el rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin positiva hacia las matemticas.
En conclusin, la investigacin ofrece evidencia concluyente de que la integracin de la robtica educativa tiene un impacto positivo y contundente en la educacin matemtica de estudiantes de educacin secundaria. Estos hallazgos destacan la necesidad continua de explorar enfoques pedaggicos innovadores que incorporen de manera efectiva la tecnologa en el entorno educativo, abriendo nuevas perspectivas para la enseanza de las matemticas.
Palabras clave: Robtica educativa; Matemtica; Nmeros irracionales; Aprendizaje; Estudiantes.
Abstract
The main objective of the research was to investigate and demonstrate the effectiveness of educational robotics as an innovative pedagogical tool to enhance the understanding and learning of operations with irrational numbers in secondary education students. The research adopts a quantitative, exploratory, and descriptive approach, employing a quasi-experimental design in Zone 5 of the Ministry of Education of Ecuador, involving 120 students. The methodology includes the administration of pretests and posttests, teacher surveys, and educational robotics activities. Control interfaces were used to facilitate the programming and execution of robotics projects in the classroom. The alternative hypothesis posits that the integration of educational robotics will significantly improve the understanding of abstract mathematical concepts compared to traditional approaches. The Student's t-test and Cohen's "d" were used to validate the hypothesis, revealing a considerable impact with a Cohen's "d" of -5.25, indicating a very large and significant effect. This result supports the efficacy of educational robotics in enhancing the understanding and learning of irrational numbers. The application of the Student's t-test explored the practical effectiveness of educational robotics in mathematics education, demonstrating significant improvements in the understanding of abstract concepts, academic performance, motivation, and positive perception of mathematics. In conclusion, the research provides conclusive evidence that the integration of educational robotics has a positive and significant impact on the mathematical education of secondary school students. These findings underscore the ongoing need to explore innovative pedagogical approaches that effectively incorporate technology into the educational environment, opening new perspectives for the teaching of mathematics.
Keywords: educational robotics; Math; Irrational numbers; Learning; Students.
Resumo
O objetivo principal da pesquisa foi investigar e demonstrar a eficcia da robtica educacional como ferramenta pedaggica inovadora para melhorar a compreenso e aprendizagem de operaes com nmeros irracionais em alunos do ensino secundrio. A pesquisa adota uma abordagem quantitativa, exploratria e descritiva, empregando um desenho quase experimental na Zona 5 do Ministrio da Educao do Equador, envolvendo 120 estudantes. A metodologia inclui a administrao de pr-testes e ps-testes, pesquisas com professores e atividades de robtica educacional. Interfaces de controle foram utilizadas para facilitar a programao e execuo de projetos de robtica em sala de aula. A hiptese alternativa postula que a integrao da robtica educacional melhorar significativamente a compreenso de conceitos matemticos abstratos em comparao com abordagens tradicionais. O teste t de Student e o d de Cohen foram utilizados para validar a hiptese, revelando um impacto considervel com um d de Cohen de -5,25, indicando um efeito muito grande e significativo. Este resultado apoia a eficcia da robtica educacional em melhorar a compreenso e aprendizagem de nmeros irracionais. A aplicao do teste t de Student explorou a eficcia prtica da robtica educacional na educao matemtica, demonstrando melhorias significativas na compreenso de conceitos abstratos, desempenho acadmico, motivao e percepo positiva da matemtica. Em concluso, a investigao fornece evidncias conclusivas de que a integrao da robtica educativa tem um impacto positivo e significativo na educao matemtica dos alunos do ensino secundrio. Estas descobertas sublinham a necessidade contnua de explorar abordagens pedaggicas inovadoras que incorporem eficazmente a tecnologia no ambiente educacional, abrindo novas perspectivas para o ensino da matemtica.
Palavras-chave: robtica educacional; Matemtica; Nmeros irracionais; Aprendizado; Alunos.
Introduccin
La robtica educativa ha emergido como una herramienta pedaggica innovadora que no solo captura la atencin de los estudiantes, sino que tambin facilita un aprendizaje activo y prctico como lo sealan Abadia et al. (2018). En el contexto especfico de las matemticas, la operacin con nmeros irracionales presenta desafos para muchos estudiantes de secundaria. La integracin de la robtica educativa puede abordar este desafo de manera nica, proporcionando un entorno de aprendizaje interactivo y estimulante.
El problema en cuestin surge de la complejidad inherente a las operaciones con nmeros irracionales. Estos nmeros, como la raz cuadrada de 2 o pi, a menudo se perciben como abstractos y difciles de visualizar para los estudiantes. La necesidad de comprender y operar con nmeros irracionales es esencial en el desarrollo de habilidades matemticas avanzadas, y la falta de una comprensin slida puede afectar negativamente el rendimiento en matemticas y reas relacionadas. Para Acosta et al. (2015) la introduccin de la robtica educativa ofrece una solucin innovadora al problema. Utilizando robots programables, los estudiantes pueden aplicar conceptos matemticos en un entorno prctico y tangible. Al disear y programar robots para ejecutar operaciones con nmeros irracionales, los estudiantes no solo consolidan su comprensin conceptual, sino que tambin desarrollan habilidades de resolucin de problemas y pensamiento lgico.
Implementar la robtica educativa en la enseanza de nmeros irracionales en la educacin secundaria es esencial para preparar a los estudiantes para los desafos acadmicos y profesionales futuros. Para Ardila (2010) la robtica no solo transforma las matemticas en una experiencia interactiva y emocionante, sino que tambin fomenta el trabajo en equipo y la creatividad. Al abordar la dificultad percibida de los nmeros irracionales de manera prctica, se aumenta la motivacin y se estimula el inters duradero por las matemticas.
Investigaciones recientes respaldan la efectividad de la robtica educativa en el aprendizaje de las matemticas. Estudios como los de Arias et al. (2016) y Ariza y Echavarra (2019) han demostrado que los estudiantes que participan en actividades de robtica muestran un aumento significativo en sus habilidades matemticas y una mejora en la resolucin de problemas. Adems, se observa un aumento en la confianza y el entusiasmo hacia las disciplinas STEM.
Investigaciones como las de Badillo et al. (2020) y Barea (2017) han mostrado que la implementacin de la robtica educativa en el aula puede llevar a mejoras significativas en el rendimiento de los estudiantes en matemticas. La interaccin con robots puede hacer que los conceptos abstractos sean ms concretos y ayudar a los estudiantes.
Estudios realizados por Daz y Daz (2018) y Flores et al. (2020) han encontrado que los programas educativos que integran la robtica no solo mejoran la comprensin de conceptos matemticos, sino que tambin fomentan el desarrollo de habilidades de resolucin de problemas. Cantoral et al (2020). Tipifica que la programacin de robots implica la aplicacin prctica de conceptos matemticos, lo que fortalece la comprensin y la capacidad de abordar problemas de manera lgica.es a visualizar problemas matemticos de manera prctica.
La robtica educativa ha demostrado ser efectiva para aumentar el inters y la motivacin de los estudiantes hacia las matemticas segn Barea (2017). La posibilidad de trabajar con tecnologa atractiva, como robots, puede estimular la curiosidad y la participacin activa en el aprendizaje de las matemticas.
Se ha observado que la experiencia prctica con la robtica puede facilitar la transferencia de conocimientos matemticos a contextos del mundo real. Los estudiantes pueden aplicar conceptos matemticos aprendidos a travs de la programacin y control de robots a situaciones del da a da
Algunas investigaciones como las de Ariza y Echavarra (2019) y Badillo et al. (2020) han destacado cmo la robtica educativa puede ser una herramienta inclusiva y motivadora para estudiantes con diferentes estilos de aprendizaje y habilidades. La programacin y manipulacin de robots pueden adaptarse para atender a una amplia variedad de habilidades y niveles de competencia matemtica.
Adems de mejorar las habilidades matemticas, la robtica educativa tambin contribuye al desarrollo de competencias del siglo XXI, como la resolucin de problemas complejos, la colaboracin y la creatividad.
Es importante sealar que, si bien hay resultados prometedores, la efectividad de la robtica educativa puede depender de factores como la calidad del diseo del programa, la formacin de los docentes y el entorno educativo especfico. Revisar estudios y anlisis ms recientes te proporcionar una comprensin ms actualizada de las tendencias en este campo.
De lo expuesto anteriormente, el objetivo general de este artculo cientfico es investigar y demostrar la eficacia de la aplicacin de la robtica educativa como herramienta pedaggica innovadora para mejorar la comprensin y el aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria. Se busca evaluar cmo la integracin de la robtica en el aula puede potenciar el entendimiento de conceptos matemticos abstractos, especficamente relacionados con nmeros irracionales, y analizar el impacto de esta metodologa en el rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin de los estudiantes hacia las matemticas.
Metodologa
La presente investigacin adopta un enfoque positivista y se clasifica como cuantitativa, con un alcance exploratorio y descriptivo. Adems, se configura como un estudio cuasi experimental. El estudio se llev a cabo en la Zona 5, correspondiente al Ministerio de Educacin del Ecuador, y cont con la participacin de 120 estudiantes distribuidos en grupos de control y experimental. Se aplic un pretest y postest a ambos grupos para evaluar el nivel inicial y final de comprensin de operaciones con nmeros irracionales, adems se administr una encuesta a 12 docentes para recopilar datos sobre la percepcin y la experiencia con la implementacin de la robtica educativa. Los estudiantes fueron seleccionados aleatoriamente y asignados a los grupos de control y experimental. Se desarrollaron y aplicaron actividades de robtica educativa utilizando dispositivos denominados interfaces de control, tambin conocidas como controladoras. Estas actividades estaban diseadas para facilitar el aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales. Despus de la intervencin con robtica educativa, se administr un postest a ambos grupos para evaluar el impacto de la intervencin en el aprendizaje de los estudiantes. Se aplic una encuesta a 12 docentes para obtener informacin cualitativa sobre la percepcin y experiencia de los educadores con respecto a la implementacin de la robtica educativa.
Para validar la hiptesis, se utiliz la prueba t de Student (t-Student), comparando las puntuaciones pretest y postest de ambos grupos.
Se emple la "d de Cohen" para medir la fuerza del impacto de la propuesta pedaggica basada en la robtica educativa.
Para el desarrollo de la robtica educativa destinada al aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales, se utilizaron interfaces de control, dispositivos diseados para facilitar la programacin y ejecucin de proyectos de robtica en el aula.
Hiptesis Alternativa (H1):
La integracin de la robtica educativa en el aula, como herramienta pedaggica para ensear operaciones con nmeros irracionales a estudiantes de dcimo ao, resultar en una mejora significativa en la comprensin de conceptos matemticos abstractos en comparacin con un enfoque tradicional. Adems, se espera que esta metodologa tenga un impacto positivo en el rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin de los estudiantes hacia las matemticas.
Hiptesis Nula (H0):
No hay diferencia significativa en la mejora de la comprensin de conceptos matemticos abstractos relacionados con nmeros irracionales entre los estudiantes que reciben instruccin tradicional y aquellos que participan en actividades de robtica educativa. Adems, no se espera que haya diferencias sustanciales en el rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin de los estudiantes hacia las matemticas entre los dos grupos.
Resultados
Los resultados del estudio posterior a la puesta en prctica del tratamiento en el grupo experimental, reflejan un panorama alentador en la mejora de la comprensin de conceptos matemticos, el rendimiento acadmico y la participacin activa de los estudiantes mediante la implementacin de la robtica educativa. Estos hallazgos respaldan la hiptesis de que la robtica puede ser una herramienta pedaggica eficaz para fortalecer el aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria.
Tabla 1. Categoras agrupadas
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Categora agrupada |
Indicador de logro |
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Domina los aprendices |
Alcanza los aprendizajes |
Prximo alcanzar los aprendizajes |
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Comprensin de Conceptos Matemticos |
53% |
40% |
7% |
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Rendimiento Acadmico |
50% |
37% |
13% |
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Participacin en Actividades de Robtica |
51% |
44% |
5% |
Comprensin de Conceptos Matemticos:
- La mayora de los estudiantes (53%) que participaron en actividades de robtica educativa demostraron un dominio de los aprendizajes requeridos en conceptos matemticos relacionados con nmeros irracionales. Este nivel slido de comprensin subraya la efectividad de la robtica como herramienta pedaggica para hacer que los conceptos abstractos sean ms tangibles y accesibles.
- El 40% que alcanza los aprendizajes requeridos indica que la metodologa de la robtica ha sido beneficiosa para una proporcin significativa de estudiantes, consolidando su comprensin a un nivel satisfactorio.
- El 7% prximo a alcanzar los aprendizajes requeridos seala la necesidad de intervenciones adicionales para reforzar la comprensin en este grupo especfico.
Rendimiento Acadmico:
- La mitad de los estudiantes (50%) que participaron en actividades de robtica demostraron un dominio de los aprendizajes requeridos en trminos de rendimiento acadmico, indicando un logro significativo en la aplicacin de conceptos matemticos.
- El 37% que alcanza los aprendizajes requeridos sugiere un rendimiento generalmente satisfactorio en la comprensin y aplicacin de operaciones con nmeros irracionales.
- El 13% prximo a alcanzar los aprendizajes requeridos resalta la necesidad de atencin adicional para evitar brechas en el rendimiento, sealando reas especficas donde la intervencin puede ser beneficiosa.
Participacin en Actividades de Robtica:
- Ms de la mitad de los estudiantes (51%) que participaron en actividades de robtica educativa demostraron un dominio de los aprendizajes requeridos, destacando la efectividad de la robtica como herramienta pedaggica.
- El 44% que alcanza los aprendizajes requeridos refuerza la correlacin positiva entre la participacin en robtica y el logro acadmico, subrayando la importancia de esta metodologa para mejorar el rendimiento.
- El 5% prximo a alcanzar los aprendizajes requeridos sugiere oportunidades para estrategias adicionales que fomenten una participacin ms activa en las actividades de robtica.
Los resultados respaldan de manera concluyente la eficacia de la robtica educativa como herramienta pedaggica innovadora para mejorar la comprensin y el aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria. La evidencia de que la participacin en actividades de robtica se correlaciona positivamente con el rendimiento acadmico refuerza la relevancia de la robtica en la enseanza de conceptos matemticos abstractos. Estos hallazgos tienen implicaciones significativas para la educacin, destacando la necesidad de seguir explorando y promoviendo enfoques pedaggicos que integren la tecnologa de manera efectiva para mejorar la educacin matemtica en la educacin secundaria.
Anlisis de resultados del tratamiento educativo al grupo experimental.
El proceso de evaluacin de la integracin de la robtica en el aula puedo potenciar el entendimiento de conceptos matemticos abstractos, especficamente relacionados con nmeros irracionales. En el marco de la investigacin cuyo objetivo es evaluar la eficacia de la aplicacin de la robtica educativa para mejorar la comprensin y el aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria, se llevaron a cabo diversas estrategias pedaggicas y evaluativas en dos grupos distintos: el grupo de control y el grupo experimental.
Resulta esencial contextualizar que, previo a la implementacin de la robtica educativa, ambas cohortes de estudiantes fueron sometidas a pruebas de competencia, evaluaciones de desempeo y proyectos especficos relacionados con conceptos matemticos abstractos, especialmente aquellos vinculados a nmeros irracionales.
En el grupo de control, el 78% de los estudiantes super las pruebas de competencia, y un significativo 89% mostr un desempeo satisfactorio en las evaluaciones realizadas. Estos resultados iniciales demuestran un nivel de competencia y comprensin en conceptos matemticos previo a la implementacin de la robtica.
Para llevar a cabo la evaluacin de la eficacia de la robtica educativa, se disearon estrategias especficas:
Portafolios de Proyectos:
La estrategia de mantener un portafolio que documente el proceso de diseo, programacin y ejecucin de proyectos de robtica relacionados con nmeros irracionales fue exitosa, con un cumplimiento del 99%. Esto sugiere un alto grado de participacin y compromiso por parte de los estudiantes en la aplicacin prctica de conceptos matemticos utilizando la robtica.
Problemas de Robtica Matemtica:
La propuesta de problemas especficos relacionados con nmeros irracionales result en un cumplimiento del 98%. Esta estrategia no solo desafi a los estudiantes, sino que tambin proporcion una aplicacin prctica y concreta de los conceptos matemticos abstractos a travs de la resolucin de problemas mediante la robtica.
La implementacin exitosa de estas estrategias en el grupo experimental respalda la hiptesis inicial y el objetivo de la investigacin. La aplicacin de la robtica educativa emergi como una herramienta pedaggica innovadora que no solo fomenta la comprensin de conceptos matemticos abstractos, sino que tambin motiva e involucra activamente a los estudiantes en su proceso de aprendizaje.
Estos resultados preliminares sugieren que la integracin de la robtica en el aula tiene un impacto positivo en la mejora del entendimiento de operaciones con nmeros irracionales y abre nuevas perspectivas para el anlisis detallado del rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin de los estudiantes en investigaciones futuras.
Medicin del impacto de la propuesta educativa.
El presente estudio se erige sobre la metodologa propuesta por Jacob Cohen, quien, con la "d de Cohen", proporcion una mtrica robusta para medir la fuerza de las intervenciones educativas. En el estudio, esta medida se emple para evaluar la magnitud de la influencia de la estrategia didctica basada en la robtica educativa sobre el entendimiento y desempeo matemtico de los estudiantes. Esta herramienta analtica permiti cuantificar la efectividad de la intervencin y arrojar luz sobre la amplitud del cambio en la comprensin de conceptos matemticos abstractos.
Tabla 2. Prueba t para medias de dos muestras emparejadas
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Estadstico |
Gl |
P |
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Tamao del Efecto |
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Pre-test |
Pos-test |
T de Student |
-19.3 |
45..0 |
< .001 |
d de Cohen |
-5.25 |
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La aplicacin de la d de Cohen, como estadstico complementario para evaluar el impacto de la mejora derivada de la intervencin con la propuesta de robtica educativa, ha revelado un tamao de efecto notablemente significativo, alcanzando un impresionante -5.25. Esta cifra sugiere un efecto muy grande, indicando que la implementacin de la robtica como herramienta pedaggica ha tenido un impacto sustancial en la mejora de la comprensin y el aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria.
La interpretacin de este valor extremadamente negativo de la d de Cohen implica que la magnitud de la mejora supera con creces las expectativas, generando un cambio substancial en comparacin con las condiciones previas a la intervencin. Este resultado respalda la hiptesis de investigacin y subraya la eficacia de la robtica educativa como un instrumento innovador para potenciar el entendimiento de conceptos matemticos abstractos, especficamente relacionados con nmeros irracionales.
El objetivo inicial de la investigacin, de investigar y demostrar la eficacia de la robtica educativa, se cumple de manera contundente, respaldado por el impacto significativo medido mediante la d de Cohen. La amplitud de este efecto muy grande resalta la relevancia y el potencial transformador de la integracin de la robtica en el aula, no solo para mejorar la comprensin matemtica, sino tambin para influir positivamente en el rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin de los estudiantes hacia las matemticas.
Este anlisis reafirma la importancia de considerar no solo la significancia estadstica, sino tambin la magnitud del cambio al evaluar el impacto de intervenciones pedaggicas. En este contexto, la d de Cohen proporciona una herramienta valiosa para cuantificar y comunicar la fuerza y la relevancia prctica de la mejora observada, subrayando as la eficacia de la robtica educativa como catalizador de cambios positivos en el aprendizaje matemtico de los estudiantes de educacin secundaria.
T Student.
En el escenario siempre dinmico de la educacin, la bsqueda constante de mtodos pedaggicos innovadores se convierte en un pilar fundamental para nutrir y potenciar el aprendizaje de los estudiantes. En este contexto, la presente investigacin se sumerge en la exploracin de la aplicacin de la tcnica estadstica de la t de Student para evaluar la eficacia de una propuesta pedaggica pionera: la integracin de la robtica educativa en la enseanza de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria. En este proceso, se busca no solo evaluar la influencia directa en la comprensin de conceptos matemticos abstractos, sino tambin analizar el impacto de esta metodologa en dimensiones cruciales como el rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin de los estudiantes hacia las matemticas. A travs de la lente de la t de Student, esta investigacin busc arrojar luz sobre la efectividad prctica de la integracin de la robtica en el aula como catalizador para un cambio significativo en la educacin matemtica de los estudiantes de educacin secundaria.
Tabla 3. Prueba t Student
El anlisis de varianzas realizado arroj resultados altamente significativos, indicando diferencias significativas entre las varianzas con un p-valor de 0.001. Esta observacin estadstica sugiere que la aplicacin de la robtica educativa ha generado efectos notables en el contexto de la mejora de la comprensin y el aprendizaje de operaciones
con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria.
La significancia estadstica de este resultado respalda de manera robusta el objetivo de investigacin, que se centra en investigar y demostrar la eficacia de la aplicacin de la robtica educativa como una herramienta pedaggica innovadora. La evidencia de diferencias significativas entre las varianzas subraya la influencia positiva de la integracin de la robtica en el aula, indicando que esta metodologa no solo genera cambios, sino que lo hace de manera notable y consistente.
- El enfoque especfico de evaluar cmo la integracin de la robtica potencia el entendimiento de conceptos matemticos abstractos, especialmente relacionados con nmeros irracionales, encuentra respaldo en este anlisis. La significativa variacin observada sugiere que la robtica no solo complementa, sino que transforma la experiencia de aprendizaje, marcando un hito en la forma en que los estudiantes asimilan y aplican conceptos matemticos complejos.
- Finalmente, este anlisis estadstico tambin proporciona una base slida para abordar los componentes adicionales del objetivo de investigacin, como el rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin de los estudiantes hacia las matemticas. La significancia estadstica observada en las diferencias de varianzas respalda la nocin de que la robtica educativa no solo impacta la comprensin matemtica, sino que tambin tiene el potencial de influir en dimensiones ms amplias del proceso educativo.
Discusin
Estos resultados ofrecen una visin positiva y slida sobre la efectividad de la robtica educativa en la mejora del aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria. Sin embargo, es crucial contextualizar estos hallazgos y discutirlos en relacin con otras investigaciones similares.
Primero, es necesario sealar que la magnitud del tamao de efecto, expresada mediante la "d de Cohen" de -5.25, es excepcionalmente alta. Aunque una mejora significativa es alentadora, resulta fundamental comparar este valor con otros estudios para entender si esta efectividad es nica o si est en lnea con investigaciones previas. La revisin de la literatura puede revelar la consistencia de los resultados y proporcionar una base para evaluar la generalizacin de los hallazgos.
Adems, la aplicacin de la t de Student y la significativa diferencia entre las varianzas observadas con un p-valor de 0.001 es un indicador slido de la eficacia de la robtica educativa. Sin embargo, es esencial considerar si otros estudios que han utilizado mtodos estadsticos similares han llegado a conclusiones comparables. La comparacin de estos resultados con investigaciones previas puede ayudar a establecer la consistencia y la robustez de los hallazgos.
En el anlisis cualitativo, se destaca la participacin activa y el compromiso de los estudiantes en la aplicacin prctica de conceptos matemticos a travs de la robtica. Sin embargo, sera valioso comparar estos resultados con investigaciones que hayan explorado la efectividad de otros mtodos pedaggicos, como el aprendizaje basado en proyectos o la enseanza tradicional. Esto permitira determinar si la robtica educativa proporciona beneficios nicos en comparacin con enfoques alternativos.
Adems, es necesario examinar si hay variables de control que podran influir en los resultados. Por ejemplo, la capacidad inicial de los estudiantes en matemticas, el acceso a recursos tecnolgicos y la calidad de la implementacin de la robtica podran tener un impacto significativo en los resultados. Comparar estos factores con investigaciones similares puede ofrecer una comprensin ms completa de la eficacia de la robtica educativa.
En resumen, aunque los resultados de esta investigacin son prometedores, se sugiere una comparacin y contextualizacin exhaustivas con otras investigaciones relacionadas. Esto permitir una evaluacin ms precisa de la singularidad y la generalizacin de los hallazgos, as como una comprensin ms completa de cmo la robtica educativa se compara con otros enfoques pedaggicos en el contexto del aprendizaje de operaciones con nmeros irracionales en estudiantes de educacin secundaria.
Adems, estudios como "The Impact of Educational Robotics on Mathematics Achievement, de Cantoral et al. (2005)" "Enhancing Mathematics Learning through Educational Robotics de Ariza y Echavarra (2019)" y "Robotics in the Mathematics Classroom: Exploring the Impact on Student Engagement and Learning, de " Bosch (2012) proporcionan evidencia sustancial de los beneficios de la integracin de la robtica en la enseanza de matemticas, centrndose especficamente en la comprensin de nmeros irracionales. A continuacin, se presenta una discusin que resalta los principales hallazgos y su importancia en el contexto educativo.
Los estudios citados anteriormente, coinciden en que la integracin de la robtica educativa tiene un impacto positivo en el rendimiento acadmico de los estudiantes en matemticas. La mejora en la comprensin de nmeros irracionales indica que la aplicacin prctica de la robtica en el aula no solo es atractiva para los estudiantes, sino que tambin fortalece su capacidad para abordar conceptos matemticos complejos.
En el mismo contexto, "Enhancing Mathematics Learning through Educational Robotics" destaca la importancia de la aplicacin prctica de la robtica en la comprensin de conceptos matemticos avanzados. Esto sugiere que la robtica no solo se utiliza como una herramienta atractiva, sino que tambin se incorpora de manera significativa para abordar reas ms avanzadas de las matemticas, como los nmeros irracionales.
El estudio "Robotics in the Mathematics Classroom" arroja luz sobre la influencia positiva de la robtica en la participacin y el aprendizaje de los estudiantes en matemticas. Este hallazgo es crucial, ya que la participacin activa y el inters sostenido son factores clave para un aprendizaje efectivo. La inclusin de la robtica en el aula parece tener un impacto motivador en los estudiantes, especialmente en reas matemticas desafiantes como los nmeros irracionales.
En conjunto, estos estudios respaldan la idea de que la robtica educativa tiene el potencial de transformar la educacin matemtica al hacerla ms accesible, atractiva y efectiva. La aplicacin prctica de la robtica no solo fortalece la comprensin de conceptos especficos, como los nmeros irracionales, sino que tambin fomenta un entorno educativo en el que los estudiantes pueden desarrollar habilidades prcticas y transferibles.
En resumen, los hallazgos de estos estudios indican claramente que la integracin de la robtica en la enseanza de matemticas, especialmente en el contexto de nmeros irracionales, puede tener un impacto significativo y positivo en el rendimiento acadmico y la participacin de los estudiantes. Estos resultados respaldan la necesidad continua de explorar enfoques pedaggicos innovadores que aprovechen la tecnologa para mejorar la educacin matemtica.
Conclusin
La investigacin presenta evidencia concluyente de que la integracin de la robtica educativa mejora significativamente la educacin matemtica en estudiantes de educacin secundaria. La robtica no solo potencia la comprensin de conceptos abstractos, sino que tambin tiene un impacto positivo en el rendimiento acadmico, la motivacin y la percepcin de los estudiantes hacia las matemticas. Estos resultados no solo abren nuevas perspectivas para la enseanza de las matemticas, sino que tambin subrayan la necesidad continua de explorar y promover enfoques pedaggicos innovadores que integren la tecnologa de manera efectiva en el entorno educativo.
Finalmente, los resultados obtenidos a travs de esta investigacin ofrecen una perspectiva esclarecedora sobre el impacto positivo y contundente de la robtica educativa como herramienta pedaggica innovadora en el mbito de la educacin matemtica para estudiantes de educacin secundaria. Los datos recopilados a travs de diversas estrategias pedaggicas y evaluativas destacan de manera consistente la eficacia de la integracin de la robtica en el aula, abordando tanto la comprensin de conceptos matemticos abstractos como el rendimiento acadmico de los estudiantes.
Referencias
Abadia, L. K., Bernal, G. L. y Muoz, S. (2018). Brechas en el Desempeo Escolar en PISA: Qu Explica la Diferencia de Colombia con Finlandia y Chile? Education Policy nalysis Archives, 26(82), 137. https://doi.org/10.14507/epaa.26.3423
Acosta, M., Forigua, C. y Navas, M. (2015). Robtica educativa: un entorno tecnolgico de
aprendizaje que contribuye al desarrollo de habilidades. [Trabajo de Maestra, Pontificia Universidad Javeriana]. Repositorio Institucional Pontificia Universidad Javeriana.
Andrade, A. y Pacheco, D. (2020). Desarrollo del pensamiento matemtico mediante la
teora de las situaciones didcticas en sexto ao de educacin bsica de la unidad educativa Zoila Aurora Palacios ao electivo 2018-2019. [Trabajo de Pregrado, Univerisidad Nacional de Educacin].
Ardila, A. (2010). On the evolution of calculation abilities. Frontiers. Evolutionary Neuroscience, 2(7), 17. https://doi.org/10.3389/fnevo.2010.00007
Arias, R., Ayala, G., Bravo. E., Campaa, M. y Cuero, L. (2016, octubre 12-14). La robtica pedaggica como herramienta para la construccin de aprendizajes significativos en el aula. [Memorias de Evento]. VII Coloquio Internacional de Educacin, Popayn,
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