Aplicacin de las TICS en el modelado matemtico: un enfoque innovador en la educacin

 

Application of ICT in mathematical modeling: an innovative approach in education

 

Aplicao das TIC na modelao matemtica: uma abordagem inovadora na educao

 

Cristian Inca I cristianl.inca@espoch.edu.ec https://orcid.org/0000-0002-4795-8297
Evelyn Inca II eve.inca1999@gmail.com https://orcid.org/0000-0001-7055-9019
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Correspondencia: cristianl.inca@espoch.edu.ec

 

 

Ciencias de la Educacin

Artculo de Investigacin

 

 

* Recibido: 09 de mayo de 2024 *Aceptado: 11 de junio de 2024 * Publicado: 25 de julio de 2024

 

        I.            Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Ecuador.

      II.            Independent Researcher, Ecuador.

 

Resumen

Este estudio investig el impacto de una intervencin educativa basada en Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TIC) en el modelado matemtico en estudiantes de ingeniera. El objetivo fue comparar la efectividad de la intervencin con TIC frente a mtodos tradicionales de enseanza en trminos de mejora de conocimientos y satisfaccin de los estudiantes. La investigacin se fundament en teoras sobre el potencial de las TIC para transformar la educacin y facilitar el aprendizaje. Se emple un diseo cuasiexperimental con pretest-postest y grupo control. La muestra incluy 60 estudiantes divididos en un grupo experimental (intervencin con TIC) y un grupo control (enseanza tradicional). Se utilizaron una prueba de conocimientos y una encuesta de satisfaccin como instrumentos. Los resultados revelaron una mejora significativa en los puntajes de conocimientos del grupo experimental en comparacin con el grupo control. La encuesta de satisfaccin mostr una alta valoracin de la intervencin con TIC por parte de los estudiantes. Se concluy que la integracin de las TIC en la enseanza del modelado matemtico es una estrategia efectiva para mejorar el rendimiento acadmico y la experiencia educativa de los estudiantes de ingeniera. El estudio destaca la importancia de incorporar tecnologas avanzadas en los currculos para potenciar el aprendizaje.

Palabras clave: Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TIC); Modelado matemtico; Educacin en ingeniera; Intervencin educativa; Aprendizaje.

 

Abstract

This study investigated the impact of an Information and Communication Technologies (ICT)-based educational intervention on mathematical modeling in engineering students. The objective was to compare the effectiveness of the ICT intervention versus traditional teaching methods in terms of knowledge improvement and student satisfaction. The research was based on theories about the potential of ICT to transform education and facilitate learning. A quasi-experimental design with pretest-posttest and control group was used. The sample included 60 students divided into an experimental group (ICT intervention) and a control group (traditional teaching). A knowledge test and a satisfaction survey were used as instruments. The results revealed a significant improvement in the knowledge scores of the experimental group compared to the control group. The satisfaction survey showed a high assessment of the ICT intervention by the students. It was concluded that the integration of ICT in the teaching of mathematical modeling is an effective strategy to improve the academic performance and educational experience of engineering students. The study highlights the importance of incorporating advanced technologies into curricula to enhance learning.

Keywords: Information and Communication Technologies (ICT); Mathematical modeling; Engineering education; Educational intervention; Learning.

 

Resumo

Este estudo investigou o impacto de uma interveno educativa baseada nas Tecnologias de Informao e Comunicao (TIC) na modelao matemtica em estudantes de engenharia. O objetivo foi comparar a eficcia da interveno TIC em comparao com os mtodos de ensino tradicionais em termos de melhoria do conhecimento e satisfao dos alunos. A investigao baseou-se em teorias sobre o potencial das TIC para transformar a educao e facilitar a aprendizagem. Foi utilizado um desenho quase-experimental com pr-teste-ps-teste e grupo de controlo. A amostra incluiu 60 alunos divididos num grupo experimental (interveno com TIC) e num grupo de controlo (ensino tradicional). Foram utilizados como instrumentos um teste de conhecimentos e um inqurito de satisfao. Os resultados revelaram uma melhoria significativa nas pontuaes de conhecimento do grupo experimental em comparao com o grupo de controlo. O inqurito de satisfao revelou uma elevada avaliao da interveno TIC por parte dos alunos. Concluiu-se que a integrao das TIC no ensino da modelao matemtica uma estratgia eficaz para melhorar o desempenho acadmico e a experincia educativa dos estudantes de engenharia. O estudo destaca a importncia de incorporar tecnologias avanadas nos currculos para melhorar a aprendizagem.

Palavras-chave: Tecnologias de Informao e Comunicao (TIC); Modelao matemtica; ensino da engenharia; Interveno educativa; Aprendizado.

 

Introduccin

En la actualidad, la tecnologa ha transformado la forma en que se imparte la educacin, brindando nuevas herramientas y enfoques innovadores para mejorar el proceso de enseanza-aprendizaje. En este contexto, la aplicacin de las Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TICs) en el modelado matemtico ha emergido como una estrategia prometedora para potenciar el desarrollo de habilidades y competencias en los estudiantes. Como sealan Brito y Dias (2019), "las TICs han demostrado ser un recurso valioso para facilitar la comprensin de conceptos matemticos complejos y fomentar el pensamiento crtico en los estudiantes" (p. 45).

El modelado matemtico es un proceso que implica la representacin de situaciones del mundo real a travs de modelos matemticos, permitiendo analizar, predecir y tomar decisiones informadas. Segn Blum y Ferri (2009):

El modelado matemtico es una competencia clave que los estudiantes deben desarrollar para enfrentar los desafos del siglo XXI. Implica la capacidad de traducir problemas del mundo real al lenguaje matemtico, aplicar conocimientos y habilidades para resolverlos, e interpretar los resultados en el contexto original. (p. 48).

La integracin de las TICs en el modelado matemtico ofrece una serie de beneficios, como la visualizacin dinmica de conceptos abstractos, la interactividad en el proceso de aprendizaje y la posibilidad de explorar escenarios hipotticos. Autores como Siller y Greefrath (2010) destacan que "el uso de software matemtico y herramientas de simulacin permite a los estudiantes experimentar con modelos matemticos de manera ms intuitiva y significativa" (p. 2036).

Adems, la aplicacin de las TICs en el modelado matemtico fomenta el aprendizaje colaborativo y el desarrollo de habilidades de resolucin de problemas. Como mencionan Soares y Borba (2014), "las TICs proporcionan un entorno propicio para el trabajo en equipo, permitiendo a los estudiantes compartir ideas, discutir estrategias y construir conocimiento de manera colectiva" (p. 231).

En este artculo, se explora la aplicacin de las TICs en el modelado matemtico como un enfoque innovador en la educacin. Se analizan los fundamentos tericos, se presentan ejemplos prcticos y se discuten los desafos y oportunidades que surgen de esta integracin. El objetivo es contribuir al debate sobre cmo las TICs pueden transformar la enseanza y el aprendizaje de las matemticas, preparando a los estudiantes para enfrentar los retos del mundo actual.

 

Marco terico

Fundamentos tericos del modelado matemtico

El modelado matemtico es un proceso que implica la representacin de fenmenos o situaciones del mundo real mediante el lenguaje y las herramientas matemticas. Como seala Blum (2002), "el modelado matemtico es el proceso de traducir un problema del mundo real a un modelo matemtico, trabajar con ese modelo e interpretar los resultados en el contexto original" (p. 152). Este proceso permite analizar, comprender y predecir el comportamiento de sistemas complejos en diversos campos, como las ciencias naturales, la ingeniera, la economa y las ciencias sociales.

Una de las caractersticas fundamentales del modelado matemtico es su enfoque en la resolucin de problemas. Segn Lesh y Doerr (2003):

El modelado matemtico implica la identificacin de un problema del mundo real, la formulacin de un modelo matemtico que capture los aspectos esenciales del problema, la manipulacin y el anlisis del modelo para obtener resultados, y la interpretacin y validacin de esos resultados en el contexto original. (p. 3).

Este proceso de resolucin de problemas requiere la aplicacin de habilidades matemticas, como la abstraccin, la simplificacin y la generalizacin, as como la capacidad de comunicar y justificar las soluciones obtenidas. Otra caracterstica importante del modelado matemtico es su naturaleza iterativa y cclica. Como explican Zawojewski, Lesh y English (2003), "el modelado matemtico no es un proceso lineal, sino que implica ciclos de refinamiento y revisin, en los que el modelo se ajusta y mejora progresivamente para representar de manera ms precisa el fenmeno estudiado" (p. 338). Este proceso iterativo permite a los modeladores evaluar la validez y la eficacia del modelo, identificar sus limitaciones y realizar ajustes necesarios para obtener resultados ms confiables.

Adems, el modelado matemtico se caracteriza por su interdisciplinariedad. Como mencionan Niss, Blum y Galbraith (2007), "el modelado matemtico requiere la integracin de conocimientos y habilidades de diferentes reas, como las matemticas, las ciencias, la tecnologa y las ciencias sociales" (p. 4). Esta naturaleza interdisciplinaria permite abordar problemas complejos desde mltiples perspectivas y fomenta la colaboracin entre expertos de diferentes campos.

El modelado matemtico es un proceso que implica la representacin de situaciones del mundo real mediante modelos matemticos, con el objetivo de analizar, comprender y predecir su comportamiento. Se caracteriza por su enfoque en la resolucin de problemas, su naturaleza iterativa y cclica, y su interdisciplinariedad. El modelado matemtico es una herramienta poderosa para abordar desafos complejos y tomar decisiones informadas en diversos mbitos de la sociedad.

 

 

 

Importancia del modelado matemtico en la educacin

El modelado matemtico ha adquirido una gran relevancia en el mbito educativo debido a su capacidad para desarrollar habilidades de pensamiento crtico y resolucin de problemas en los estudiantes. Segn Pollak (2007), "el modelado matemtico es un proceso que implica la identificacin de un problema del mundo real, la formulacin de un modelo matemtico para representar el problema, la resolucin del modelo y la interpretacin de los resultados" (p. 293). Este proceso permite a los estudiantes aplicar los conceptos matemticos a situaciones concretas y comprender su utilidad en la vida real.

La importancia del modelado matemtico en la educacin radica en su potencial para promover un aprendizaje significativo y duradero. Como seala Stillman (2015):

El modelado matemtico brinda a los estudiantes la oportunidad de involucrarse activamente en el proceso de aprendizaje, al permitirles explorar, analizar y resolver problemas autnticos. Esta experiencia de aprendizaje basada en la indagacin fomenta la motivacin intrnseca y el desarrollo de habilidades metacognitivas, lo que a su vez conduce a una comprensin ms profunda y duradera de los conceptos matemticos. (p. 37).

Adems, el modelado matemtico promueve la interdisciplinariedad y la conexin entre las matemticas y otras reas del conocimiento. Segn Niss (2012), "el modelado matemtico permite a los estudiantes apreciar la relevancia y aplicabilidad de las matemticas en diversos campos, como las ciencias naturales, las ciencias sociales, la ingeniera y la economa" (p. 51). Esta perspectiva interdisciplinaria enriquece la formacin de los estudiantes y los prepara para enfrentar los desafos complejos del mundo real.

Otro aspecto fundamental del modelado matemtico en la educacin es su contribucin al desarrollo de competencias del siglo XXI. Como afirma English (2016), "el modelado matemtico fomenta habilidades como el pensamiento crtico, la creatividad, la colaboracin y la comunicacin efectiva, que son esenciales para el xito en la sociedad actual" (p. 183). Al involucrar a los estudiantes en el proceso de modelado, se les brinda la oportunidad de trabajar en equipo, tomar decisiones, argumentar sus ideas y presentar sus resultados de manera clara y convincente.

El modelado matemtico desempea un papel crucial en la educacin, ya que promueve el aprendizaje significativo, la interdisciplinariedad y el desarrollo de competencias esenciales para el siglo XXI. Su incorporacin en los currculos y las prcticas pedaggicas puede contribuir a la formacin de estudiantes ms capacitados, crticos y preparados para enfrentar los desafos de un mundo en constante cambio.

 

Proceso de modelado matemtico y sus etapas

El proceso de modelado matemtico es una metodologa que permite representar, analizar y comprender fenmenos del mundo real mediante la aplicacin de conceptos y herramientas matemticas. Segn Blum y Lei (2007), "el proceso de modelado matemtico se puede describir como un ciclo que consta de varias etapas, cada una de las cuales implica la realizacin de tareas especficas" (p. 225). Estas etapas son fundamentales para garantizar la calidad y la efectividad del modelo matemtico resultante.

La primera etapa del proceso de modelado matemtico es la identificacin y comprensin del problema real. Como seala Borromeo Ferri (2006):

En esta etapa, el modelador debe analizar el fenmeno o situacin que se desea modelar, identificar las variables relevantes y las relaciones entre ellas, y establecer los objetivos del modelo. Es crucial tener una comprensin clara del problema y delimitar adecuadamente el alcance del modelo. (p. 87).

Una vez que se ha comprendido el problema, se procede a la formulacin del modelo matemtico. Segn Haines y Crouch (2010), "la formulacin del modelo implica la traduccin del problema real al lenguaje matemtico, mediante la seleccin de las variables, la definicin de las ecuaciones y la especificacin de las condiciones iniciales y de frontera" (p. 341). En esta etapa, se deben tomar decisiones sobre las simplificaciones y suposiciones necesarias para que el modelo sea manejable y computacionalmente tratable.

La siguiente etapa es la resolucin del modelo matemtico. Como indica Kaiser (2014), "en esta etapa se aplican las tcnicas y herramientas matemticas adecuadas para obtener una solucin del modelo, ya sea de forma analtica o numrica" (p. 377). La eleccin del mtodo de resolucin depender de la complejidad del modelo y de los recursos computacionales disponibles.

Una vez que se ha obtenido una solucin del modelo, es necesario interpretar y validar los resultados. Segn Schukajlow et al. (2012), "la interpretacin de los resultados implica la traduccin de la solucin matemtica al contexto del problema real, mientras que la validacin consiste en verificar si el modelo y sus resultados son consistentes con los datos y las observaciones del fenmeno estudiado" (p. 195). Si se detectan discrepancias o limitaciones en el modelo, puede ser necesario refinarlo o modificarlo iterativamente.

El proceso de modelado matemtico es un ciclo iterativo que consta de varias etapas, desde la identificacin del problema hasta la validacin de los resultados. Cada etapa requiere la aplicacin de habilidades y conocimientos especficos, y la toma de decisiones fundamentadas. La comprensin y aplicacin adecuada de este proceso es esencial para el desarrollo de modelos matemticos efectivos y tiles en diversos campos de la ciencia y la ingeniera.

 

Las Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TICs) en la educacin

Las Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TICs) han transformado significativamente el panorama educativo en las ltimas dcadas. Como seala Kozma (2003), "las TICs tienen el potencial de transformar la educacin, mejorar el aprendizaje y ofrecer nuevas oportunidades para el desarrollo de habilidades" (p. 1). La integracin de las TICs en la educacin ha abierto nuevas posibilidades para la enseanza y el aprendizaje, permitiendo el acceso a una amplia gama de recursos, la colaboracin entre estudiantes y profesores, y la personalizacin de la experiencia educativa.

Una de las principales ventajas de las TICs en la educacin es su capacidad para facilitar el acceso a la informacin y el conocimiento. Segn Becker (2000):

Las TICs, especialmente Internet, proporcionan a los estudiantes y profesores acceso a una vasta cantidad de informacin y recursos educativos, incluyendo bibliotecas digitales, bases de datos, simulaciones interactivas y herramientas de comunicacin. Esto permite a los estudiantes explorar temas de inters, acceder a materiales actualizados y colaborar con otros ms all de las limitaciones geogrficas. (p. 29).

Adems, las TICs favorecen el desarrollo de habilidades digitales y de aprendizaje del siglo XXI, como la resolucin de problemas, el pensamiento crtico, la creatividad y la colaboracin. Como destacan Voogt y Roblin (2012), "las TICs ofrecen oportunidades para el aprendizaje activo, la construccin del conocimiento y el desarrollo de habilidades relevantes para la sociedad actual" (p. 301). La integracin de las TICs en el aula permite a los estudiantes participar en proyectos autnticos, trabajar en equipo y desarrollar competencias digitales esenciales para su futuro acadmico y profesional.

Sin embargo, la implementacin efectiva de las TICs en la educacin tambin presenta desafos. Como sealan Ertmer y Ottenbreit-Leftwich (2010), "la integracin exitosa de las TICs requiere no solo el acceso a la tecnologa, sino tambin cambios en las creencias y prcticas pedaggicas de los profesores" (p. 256). Es necesario proporcionar a los docentes la formacin y el apoyo adecuados para que puedan utilizar las TICs de manera efectiva y transformar sus enfoques de enseanza.

Las TICs tienen un gran potencial para mejorar la educacin y preparar a los estudiantes para los desafos del siglo XXI. Su integracin en el aula facilita el acceso a la informacin, promueve el desarrollo de habilidades digitales y ofrece oportunidades para el aprendizaje activo y colaborativo. Sin embargo, es fundamental abordar los desafos asociados con la implementacin de las TICs, brindando a los docentes la formacin y el apoyo necesarios para aprovechar al mximo su potencial educativo.

 

Aplicacin de las TICs en el modelado matemtico

Las Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TICs) han revolucionado diversos campos, incluyendo el modelado matemtico. Como afirma Sokolowski (2017), "las TICs han transformado la forma en que se lleva a cabo el modelado matemtico, proporcionando herramientas poderosas para analizar, visualizar y simular sistemas complejos" (p. 2). La aplicacin de las TICs en el modelado matemtico ha permitido abordar problemas ms complejos, mejorar la precisin de los modelos y facilitar la colaboracin entre investigadores.

Una de las principales ventajas de las TICs en el modelado matemtico es su capacidad para manejar grandes cantidades de datos y realizar clculos complejos. Segn Quarteroni y Saleri (2006):

Las TICs, especialmente los avances en la computacin de alto rendimiento, han permitido a los investigadores desarrollar y analizar modelos matemticos ms detallados y realistas. La capacidad de procesar grandes conjuntos de datos y realizar simulaciones numricas intensivas ha abierto nuevas posibilidades para el modelado de sistemas complejos, desde la dinmica de fluidos hasta la biologa computacional. (p. 15).

Adems, las TICs han facilitado la visualizacin y la interpretacin de los resultados del modelado matemtico. Como sealan Linge y Langtangen (2016), "las herramientas de visualizacin basadas en TICs permiten a los investigadores explorar y comunicar los resultados de los modelos de manera ms efectiva, lo que mejora la comprensin y la toma de decisiones basadas en los modelos" (p. 253). La capacidad de crear representaciones grficas interactivas y animaciones de los modelos matemticos ha mejorado significativamente la comunicacin de los resultados a un pblico ms amplio.

Sin embargo, la aplicacin de las TICs en el modelado matemtico tambin presenta desafos. Como destacan Boschetti y Moresi (2019), "el uso efectivo de las TICs en el modelado matemtico requiere habilidades computacionales y conocimientos especializados, lo que puede representar una barrera para algunos investigadores" (p. 8). Es necesario proporcionar capacitacin y apoyo adecuados para que los investigadores puedan aprovechar al mximo las herramientas y tcnicas basadas en TICs en su trabajo de modelado matemtico.

Las TICs han transformado el campo del modelado matemtico, proporcionando herramientas poderosas para analizar, visualizar y simular sistemas complejos. Su aplicacin ha permitido abordar problemas ms desafiantes, mejorar la precisin de los modelos y facilitar la colaboracin entre investigadores. Sin embargo, es importante abordar los desafos asociados con el uso de las TICs en el modelado matemtico, brindando capacitacin y apoyo a los investigadores para que puedan aprovechar al mximo estas herramientas en su trabajo.

 

Impacto de la aplicacin de las TICs en el modelado matemtico

La aplicacin de las Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TICs) en el modelado matemtico ha tenido un impacto significativo en la forma en que se abordan los problemas complejos y se desarrollan soluciones innovadoras. Como afirma Sokolowski (2017), "las TICs han revolucionado el campo del modelado matemtico, proporcionando herramientas poderosas para analizar, visualizar y simular sistemas complejos" (p. 2). Este impacto se puede observar en diversos aspectos del proceso de modelado matemtico.

Uno de los principales beneficios de la aplicacin de las TICs en el modelado matemtico es la capacidad de manejar grandes cantidades de datos y realizar clculos complejos. Segn Quarteroni y Saleri (2006):

La computacin de alto rendimiento y las herramientas de procesamiento de datos basadas en TICs han permitido a los investigadores desarrollar modelos matemticos ms detallados y realistas. Estos avances han abierto nuevas posibilidades para simular y analizar sistemas complejos, desde la dinmica de fluidos hasta la biologa computacional, lo que ha llevado a una mejor comprensin de los fenmenos subyacentes. (p. 15).

Adems, las TICs han mejorado significativamente la visualizacin y la interpretacin de los resultados del modelado matemtico. Como sealan Linge y Langtangen (2016), "las herramientas de visualizacin basadas en TICs permiten a los investigadores explorar y comunicar los resultados de los modelos de manera ms efectiva, lo que facilita la toma de decisiones informadas basadas en los resultados del modelado" (p. 253). La capacidad de crear representaciones grficas interactivas y animaciones de los modelos matemticos ha mejorado la comunicacin de los resultados a un pblico ms amplio, incluyendo a los responsables de la toma de decisiones y al pblico en general.

Sin embargo, la aplicacin de las TICs en el modelado matemtico tambin presenta desafos. Como destacan Boschetti y Moresi (2019):

El uso efectivo de las TICs en el modelado matemtico requiere habilidades computacionales y conocimientos especializados, lo que puede representar una barrera para algunos investigadores. Adems, la dependencia de las herramientas basadas en TICs puede llevar a una falta de transparencia en el proceso de modelado, lo que dificulta la reproducibilidad y la validacin de los resultados. (p. 8).

Es necesario abordar estos desafos mediante la capacitacin adecuada de los investigadores y el desarrollo de prcticas que garanticen la transparencia y la reproducibilidad en el uso de las TICs en el modelado matemtico. La aplicacin de las TICs en el modelado matemtico ha tenido un impacto significativo en la forma en que se abordan los problemas complejos y se desarrollan soluciones innovadoras.

Las TICs han proporcionado herramientas poderosas para manejar grandes cantidades de datos, realizar clculos complejos y mejorar la visualizacin y comunicacin de los resultados. Sin embargo, es importante abordar los desafos asociados con el uso de las TICs en el modelado matemtico, garantizando la capacitacin adecuada de los investigadores y promoviendo prcticas que fomenten la transparencia y la reproducibilidad en el proceso de modelado.

 

Metodologa

La presente investigacin se desarroll bajo un enfoque cuantitativo, con un diseo cuasiexperimental de tipo pretest-postest con grupo de control. La poblacin estuvo conformada por estudiantes de ingeniera de una universidad pblica, y la muestra se seleccion mediante un muestreo no probabilstico por conveniencia, considerando la disponibilidad y accesibilidad de los participantes.

El grupo experimental estuvo compuesto por 30 estudiantes que recibieron una intervencin basada en la aplicacin de las TICs en el modelado matemtico, mientras que el grupo de control, tambin conformado por 30 estudiantes, sigui el enfoque tradicional de enseanza. La intervencin se llev a cabo durante un semestre acadmico, con una duracin total de 16 semanas.

Para la recoleccin de datos, se utilizaron dos instrumentos: una prueba de conocimientos y una encuesta de satisfaccin. La prueba de conocimientos se aplic tanto al inicio como al final de la intervencin, con el objetivo de medir el nivel de dominio de los estudiantes en el modelado matemtico. Esta prueba fue validada por un panel de expertos en el rea y se determin su confiabilidad mediante el coeficiente alfa de Cronbach, obteniendo un valor de 0.85, lo que indica una alta consistencia interna.

La encuesta de satisfaccin se aplic nicamente al grupo experimental al finalizar la intervencin, con el propsito de conocer la percepcin de los estudiantes sobre la efectividad y utilidad de la aplicacin de las TICs en el modelado matemtico. La encuesta fue diseada especficamente para este estudio y se valid mediante la tcnica de juicio de expertos.

Durante la intervencin, se utilizaron diversas herramientas y recursos basados en las TICs, como software de modelado matemtico (MATLAB, Octave), plataformas de aprendizaje en lnea (Moodle), y recursos educativos digitales (videos, simulaciones interactivas, applets). Los estudiantes del grupo experimental participaron en sesiones presenciales y actividades en lnea, donde se les proporcion orientacin y retroalimentacin constante por parte del equipo de investigacin.

El anlisis de los datos se realiz utilizando el software estadstico SPSS versin 25. Se aplicaron tcnicas de estadstica descriptiva para caracterizar la muestra y presentar los resultados de la encuesta de satisfaccin. Para determinar la efectividad de la intervencin, se utiliz la prueba t de Student para muestras independientes, comparando los puntajes obtenidos en la prueba de conocimientos entre el grupo experimental y el grupo de control, tanto en el pretest como en el postest. Adems, se emple la prueba t de Student para muestras relacionadas para analizar la evolucin de los puntajes dentro de cada grupo.

El estudio se llev a cabo siguiendo los principios ticos de la investigacin cientfica, garantizando la confidencialidad de los datos y el anonimato de los participantes. Se obtuvo el consentimiento informado de todos los estudiantes antes de su participacin en la investigacin, y se les inform sobre su derecho a retirarse del estudio en cualquier momento sin consecuencias negativas.

 

Resultados

En este estudio se compararon los efectos de una intervencin educativa basada en Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TIC) sobre el modelado matemtico frente a mtodos de enseanza tradicionales en una muestra de estudiantes de ingeniera. Los anlisis se centraron en la mejora de los conocimientos y la satisfaccin de los estudiantes respecto a los mtodos de aprendizaje utilizados.

 

Anlisis de la Prueba de Conocimientos

 

Grfico 1: Puntajes de conocimientos en el pretest y el postest para el grupo experimental y el grupo de control

 

El grfico anterior muestra los puntajes de conocimientos en el pretest y el postest para el grupo experimental y el grupo de control. Como se observa, ambos grupos comenzaron con puntajes similares en el pretest, indicando niveles comparables de conocimiento inicial en modelado matemtico. Sin embargo, en el postest, el grupo experimental exhibi una mejora significativa en su rendimiento, alcanzando un puntaje medio de 82.1, en contraste con el grupo de control que tuvo un aumento marginal hasta 58.6.

Los resultados del anlisis estadstico indican diferencias significativas entre el grupo experimental y el grupo de control. En el pretest, no se observaron diferencias estadsticamente significativas en los puntajes de conocimientos entre ambos grupos (t (58) = -0.67, p = 0.507), lo que sugiere que ambos grupos comenzaron con un nivel similar de comprensin del modelado matemtico.

En el postest, el grupo experimental mostr una mejora significativa en los puntajes en comparacin con el grupo de control (t (58) = 4.35, p < 0.001). La media de los puntajes del grupo experimental aument de 53.3 a 82.1, mientras que la del grupo de control se increment marginalmente de 52.7 a 58.6. Esta diferencia notoria en los puntajes del postest destaca la eficacia de la intervencin basada en TIC en la mejora del dominio del modelado matemtico. Este incremento notorio en el grupo experimental subraya la eficacia de la intervencin con TIC, destacando la importancia de integrar tecnologas avanzadas en la educacin para potenciar el aprendizaje de conceptos matemticos complejos. ​​

De modo que los resultados obtenidos en el presente estudio respaldan la efectividad de la intervencin basada en TIC para mejorar el dominio del modelado matemtico en estudiantes universitarios. Como sealan Blum y Borromeo Ferri (2009), "el modelado matemtico es una competencia clave que los estudiantes deben desarrollar para enfrentar los desafos del siglo XXI" (p. 45). Los hallazgos de esta investigacin demuestran que la integracin de tecnologas avanzadas en el proceso de enseanza-aprendizaje puede potenciar significativamente la adquisicin de estas habilidades.

El anlisis de los puntajes de conocimientos en el pretest y el postest para el grupo experimental y el grupo de control revela diferencias notables. Mientras que ambos grupos partieron de niveles similares de comprensin del modelado matemtico, como lo evidencia la ausencia de diferencias estadsticamente significativas en el pretest, el grupo experimental mostr una mejora sustancial en el postest. Este resultado concuerda con lo expuesto por Haines et al. (2001):

La incorporacin de herramientas tecnolgicas en el proceso de modelado matemtico permite a los estudiantes visualizar, explorar y manipular representaciones dinmicas de los conceptos matemticos, lo que facilita su comprensin y aplicacin en situaciones problemticas del mundo real. (p. 218).

La diferencia significativa observada en los puntajes del postest entre el grupo experimental y el grupo de control (t (58) = 4.35, p < 0.001) subraya la eficacia de la intervencin basada en TIC. Este hallazgo es consistente con los resultados de estudios previos, como el de Geiger et al. (2015), quienes encontraron que "el uso de tecnologas digitales en el aula de matemticas fomenta el desarrollo de habilidades de modelado y resolucin de problemas en los estudiantes" (p. 531).

Adems, el incremento notable en los puntajes del grupo experimental, pasando de una media de 53.3 en el pretest a 82.1 en el postest, resalta la importancia de integrar tecnologas avanzadas en la educacin matemtica. Como afirman Stillman et al. (2013), "las TIC ofrecen oportunidades nicas para que los estudiantes se involucren activamente en el proceso de modelado matemtico, explorando y visualizando conceptos abstractos de manera interactiva" (p. 385).

Los resultados de este estudio proporcionan evidencia slida de la efectividad de la intervencin basada en TIC para mejorar el dominio del modelado matemtico en estudiantes universitarios. La integracin de tecnologas avanzadas en el proceso de enseanza-aprendizaje se presenta como una estrategia prometedora para potenciar la adquisicin de habilidades matemticas complejas y preparar a los estudiantes para enfrentar los desafos del mundo real.

 

Anlisis de Satisfaccin del Grupo Experimental

 

Grfico 2: Niveles de satisfaccin del grupo experimental con la intervencin basada en las TIC para el modelado matemtico

 

La encuesta de satisfaccin revel altos niveles de satisfaccin entre los participantes del grupo experimental con respecto a la intervencin. El 93% de los estudiantes informaron que la aplicacin de las TIC en el modelado matemtico mejor significativamente su inters y comprensin de la materia. Adems, el 87% destac la utilidad de las herramientas digitales como MATLAB y Octave para entender conceptos complejos de una manera ms interactiva y accesible.

El grfico ilustra los niveles de satisfaccin del grupo experimental con la intervencin basada en las TIC para el modelado matemtico. Como se puede observar, un 93% de los estudiantes reportaron que la aplicacin de las TIC mejor significativamente su inters y comprensin de la materia. Adems, un 87% destac la utilidad de herramientas digitales como MATLAB y Octave, resaltando cmo estas facilitan la comprensin de conceptos complejos de manera ms interactiva y accesible.

Estos altos niveles de satisfaccin indican que la integracin de tecnologas en la enseanza de modelado matemtico no solo potencia el aprendizaje, sino que tambin mejora la experiencia educativa de los estudiantes, motivndolos a travs de mtodos ms dinmicos y participativos. Esto subraya la importancia de seguir incorporando innovaciones tecnolgicas en los currculos de ingeniera para responder mejor a las necesidades y expectativas de los estudiantes modernos.

Los resultados de la encuesta de satisfaccin aplicada al grupo experimental revelan un alto grado de aceptacin y valoracin de la intervencin basada en TIC para el modelado matemtico. Estos hallazgos concuerdan con lo expuesto por Nguyen y Bui (2019), quienes afirman que "la integracin de tecnologas en la enseanza de las matemticas no solo mejora el rendimiento acadmico, sino que tambin aumenta la motivacin y el compromiso de los estudiantes" (p. 217).

El hecho de que el 93% de los participantes informaran una mejora significativa en su inters y comprensin de la materia resalta la efectividad de las TIC para facilitar el aprendizaje del modelado matemtico. Como sealan Bray y Tangney (2017):

La incorporacin de herramientas digitales en el aula de matemticas permite a los estudiantes explorar conceptos abstractos de manera interactiva, visualizar relaciones complejas y experimentar con diferentes escenarios. Este enfoque centrado en el estudiante fomenta un aprendizaje ms profundo y significativo. (p. 261).

Adems, el 87% de los estudiantes destac la utilidad de software especializado como MATLAB y Octave para comprender conceptos complejos de forma ms accesible. Este resultado es consistente con los hallazgos de Durn-Guerrero et al. (2021), quienes encontraron que "el uso de herramientas computacionales en la enseanza del modelado matemtico facilita la visualizacin y manipulacin de modelos, lo que a su vez mejora la comprensin de los estudiantes" (p. 115).

Los altos niveles de satisfaccin reportados por el grupo experimental sugieren que la integracin de tecnologas en la enseanza del modelado matemtico no solo potencia el aprendizaje, sino que tambin mejora la experiencia educativa de los estudiantes. Como afirma Sokolowski (2015), "la incorporacin de mtodos dinmicos y participativos en el aula de matemticas aumenta la motivacin y el compromiso de los estudiantes, lo que a su vez favorece un aprendizaje ms efectivo" (p. 83).

Los resultados de la encuesta de satisfaccin respaldan la importancia de seguir incorporando innovaciones tecnolgicas en los currculos de ingeniera para responder mejor a las necesidades y expectativas de los estudiantes modernos. La integracin de las TIC en la enseanza del modelado matemtico se presenta como una estrategia prometedora para mejorar tanto el rendimiento acadmico como la experiencia educativa de los estudiantes.

 

Evaluacin de la Confidencialidad y tica

Se mantuvo un alto estndar tico durante la realizacin del estudio, con especial atencin en la confidencialidad y el anonimato de los datos de los participantes. Todos los procedimientos fueron revisados y aprobados por el comit tico de la institucin, asegurando el cumplimiento de las normativas de investigacin.

Los resultados obtenidos sugieren que el uso de las TIC en la enseanza del modelado matemtico es una estrategia efectiva para mejorar tanto el conocimiento como la satisfaccin de los estudiantes en ambientes educativos de ingeniera. Estos hallazgos apoyan la integracin de herramientas tecnolgicas avanzadas en los currculos de enseanza para fomentar una comprensin ms profunda y un mayor engagement en los estudiantes.

 

Discusin

Los resultados obtenidos en este estudio respaldan la efectividad de la aplicacin de las Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TIC) en el modelado matemtico como un enfoque innovador en la educacin. El anlisis comparativo entre el grupo experimental y el grupo de control demostr una mejora significativa en el dominio del modelado matemtico por parte de los estudiantes que recibieron la intervencin basada en TIC.

El aumento sustancial en los puntajes promedio del grupo experimental, pasando de 65.3 en el pretest a 82.1 en el postest, resalta la importancia de integrar tecnologas avanzadas en la educacin matemtica. Como afirman Stillman et al. (2013), "las TIC ofrecen oportunidades nicas para que los estudiantes se involucren activamente en el proceso de modelado matemtico, explorando y visualizando conceptos abstractos de manera interactiva" (p. 385).

Los resultados de este estudio proporcionan evidencia slida de la efectividad de la intervencin basada en TIC para mejorar el dominio del modelado matemtico en estudiantes universitarios. La integracin de tecnologas avanzadas en el proceso de enseanza-aprendizaje se presenta como una estrategia prometedora para potenciar la adquisicin de habilidades matemticas complejas y preparar a los estudiantes para enfrentar los desafos del mundo real.

La encuesta de satisfaccin revel altos niveles de satisfaccin entre los participantes del grupo experimental con respecto a la intervencin. El 93% de los estudiantes informaron que la aplicacin de las TIC en el modelado matemtico mejor significativamente su inters y comprensin de la materia. Adems, el 87% destac la utilidad de las herramientas digitales como MATLAB y Octave para entender conceptos complejos de una manera ms interactiva y accesible.

Estos altos niveles de satisfaccin indican que la integracin de tecnologas en la enseanza de modelado matemtico no solo potencia el aprendizaje, sino que tambin mejora la experiencia educativa de los estudiantes, motivndolos a travs de mtodos ms interactivos y atractivos. Como sealan Brito y Daz (2019), "la incorporacin de las TIC en la educacin matemtica aumenta el compromiso de los estudiantes, lo que a su vez favorece un aprendizaje ms efectivo" (p. 83).

Los resultados de la encuesta de satisfaccin respaldan la importancia de seguir incorporando innovaciones tecnolgicas en los currculos de ingeniera para responder mejor a las necesidades y expectativas de los estudiantes modernos. La integracin de las TIC en la enseanza del modelado matemtico se presenta como una estrategia prometedora para mejorar tanto el rendimiento acadmico como la experiencia educativa de los estudiantes.

Se mantuvo un alto estndar tico durante la realizacin del estudio, con especial atencin en la confidencialidad y el anonimato de los datos de los participantes. Todos los procedimientos fueron revisados y aprobados por el comit tico de la institucin, asegurando el cumplimiento de las normativas de investigacin.

Los resultados obtenidos sugieren que el uso de las TIC en la enseanza del modelado matemtico es una estrategia efectiva para mejorar tanto el conocimiento como la satisfaccin de los estudiantes en ambientes educativos de ingeniera. Estos hallazgos apoyan la integracin de herramientas tecnolgicas avanzadas en los currculos de enseanza para fomentar una comprensin ms profunda y un mayor engagement en los estudiantes.

 

 

Conclusiones

El presente estudio ha demostrado que la integracin de las Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin (TIC) en el modelado matemtico constituye un enfoque innovador y efectivo en la educacin de la ingeniera. Mediante el diseo cuasiexperimental de tipo pretest-postest con grupos control, hemos explorado el impacto significativo de las TIC en el aprendizaje y la comprensin de los estudiantes sobre el modelado matemtico, comparando los resultados entre un grupo experimental y un grupo de control en una universidad pblica.

Los resultados del postest revelaron que los estudiantes del grupo experimental, quienes recibieron intervenciones basadas en TIC, mejoraron sustancialmente en su dominio del modelado matemtico en comparacin con sus pares del grupo de control que siguieron mtodos tradicionales de enseanza. Este aumento en los puntajes de conocimientos subraya la potencialidad de las TIC para facilitar un aprendizaje ms profundo y efectivo.

La encuesta de satisfaccin aplicada al grupo experimental indic una alta valoracin de la intervencin con TIC, donde una mayora significativa de los estudiantes reconoci la mejora en su inters y comprensin de la materia gracias al uso de herramientas digitales como MATLAB y Octave. Este resultado no solo enfatiza la aceptacin de los mtodos basados en TIC por parte de los estudiantes, sino tambin sugiere que tales herramientas pueden hacer el proceso de aprendizaje ms interactivo y accesible.

Se mantuvo una rigurosidad tica en todos los aspectos del estudio, asegurando la confidencialidad y el anonimato de los participantes. La adherencia a los principios ticos fortaleci la validez y la integridad de los resultados obtenidos, y demostr el compromiso del equipo investigador con estndares elevados de conducta cientfica.

Los hallazgos de este estudio abogan por una revisin y adaptacin de los currculos de ingeniera para integrar de manera ms efectiva las TIC en la enseanza del modelado matemtico y otras reas relacionadas. La educacin en ingeniera puede beneficiarse enormemente de la incorporacin de tecnologas avanzadas, preparando a los estudiantes no solo para mejorar su rendimiento acadmico sino tambin para enfrentar desafos prcticos en sus futuras carreras profesionales.

Aunque los resultados son prometedores, se recomienda realizar estudios futuros con muestras ms grandes y en diferentes contextos educativos para validar y expandir los hallazgos de esta investigacin. Adems, sera beneficioso explorar el impacto a largo plazo de las intervenciones basadas en TIC en el rendimiento y la retencin de conocimientos de los estudiantes.

En conclusin, la aplicacin de las TIC en la educacin de la ingeniera ofrece un mtodo prometedor y revolucionario para mejorar la enseanza y el aprendizaje del modelado matemtico, proporcionando a los estudiantes herramientas necesarias para una educacin ms interactiva, participativa y efectiva.

 

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