Universidad de Granada

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Artículo número 12

Aprendizaje de las ecuaciones diferenciales de orden superior a través del estudio del movimiento del péndulo simple

Dayana Alejandra Barrera Buitrago – Universidad Nacional Abierta y a Distancia - ORCID

Nidia Danigza Lugo López – Universidad Nacional Abierta y a Distancia - ORCID

Freddy Alexander Torres Payoma – Universidad Nacional Abierta y a Distancia - ORCID

Diana Carolina Herrera Muñoz – Universidad Nacional Abierta y a Distancia - ORCID

Laura Dainela Quintero Neira – Universidad Nacional Abierta y a Distancia - ORCID

Resumen

Esta investigación se trata de analizar los efectos de la implementación de un espacio virtual de aprendizaje de las ecuaciones diferenciales de segundo orden homogéneas, mediante la modelación del fenómeno físico del péndulo simple desarrollado en la plataforma Graasp. La recolección de la información se realizó con un cuestionario de cinco preguntas, usando pretest y postest. La efectividad de la estrategia se midió con la ganancia de Hake y la evolución de los aprendizajes con los vectores de Bao. Se encontró una efectividad mayor pero cercana a la que logran los modelos tradicionales, por lo que los estudiantes lograron los objetivos de aprendizaje propuestos. La evolución del aprendizaje sugiere que los estudiantes posteriores a la implementación de la estrategia se enmarcan bajo el modelo de explicación aceptado en la literatura, aunque algunos participantes todavía se inclinan por el modelo incorrecto o el distractor. Por ende, es importante incluir en la estrategia más actividades relacionadas a la descripción del fenómeno físico y en la mejora de los procedimientos algebraicos vistos en cursos previos.

Palabra clave: Educación a distancia

Referencias

Afanador, JAL (2021). Educación, virtualidad e innovación: Estudio de caso para la consolidación de un modelo de liderazgo en la educación incluyente y de calidad. Libros Universidad Nacional Abierta y a Distancia, 1-246.

Araque, I, Montilla, L, Meleán, R, & Arrieta, X (2018). Entornos virtuales para el aprendizaje: una mirada desde la teoría de los campos conceptuales. Góndola, enseñanza y aprendizaje de las ciencias, 13(1), 86-100. https://doi.org/10.14483/23464712.11721

Arslan, S (2010). Traditional instruction of differential equations and conceptual learning. Teaching mathematics and its applications: An International Journal of the IMA, 29(2), 94-107. https://doi.org/10.1093/teamat/hrq001

Bao, L, & Redish, EF (2001). Concentration analysis: A quantitative assessment of student states. American Journal of Physics, 69(S45), 917-922. https://doi.org/10.1119/1.1371253

Bao, L, & Redish, EF (2006). Model analysis: Representing and assessing the dynamics of student learning. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 2(1), 01-25. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.2.010103

Barbosa, LH (2021). Superación de dificultades en el aprendizaje de la ecuación de Bernoulli con experimentos discrepantes. Enseñanza de las Ciencias. Revista de investigación y experiencias didácticas, 39(2), 143-162. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.3237

Carranza-Rogerio, B, & Farfán, R (2018). Ecuaciones diferenciales: tecnología digital y fenómenos físicos con perspectiva de género. En Sema, Luis; Páges, Daniela (Eds.), Acta Latinoamericana de Matemática Educativa, 31(2), 1852-1859.

Castañeda, J, Carmona-Ramírez, L, & Mesa, F (2018). Determinación de la Ganancia en el Aprendizaje de La Cinemática Lineal Mediante el uso de Métodos Gráficos con Estudiantes de Ingeniería en la Universidad de Caldas. Scientia et technica, 23(1), 99-103.

Castrillo, CJH (2022). Aprendizaje de ecuaciones diferenciales aplicadas en física utilizando tecnología. Revista Torreón Universitario, 11(31), 26–35. https://doi.org/10.5377/rtu.v11i31.14223

Chaachoua, H, & Saglam, A (2006). Modelling by differential equations. Teaching Mathematics and Its Applications: International Journal of the IMA, 25(1), 15-22.

Díaz-Muñoz, G (2020). Metodología del estudio piloto. Revista chilena de radiología, 26(3), 100-104. https://doi.org/10.4067/S0717-93082020000300100

Escobar, M, Fernandes, H, Allard, O, & Erazo, Y (2019). Pendulum as an educational remote experiment, In 2019 5th Experiment International Conference (exp. at'19) (pp. 388-393). https://doi.org/10.1109/EXPAT.2019.8876473

Gillet, D, Vozniuk, A, Rodriguez-Triana, MJ, & Holzer, AC (2016). Agile, versatile, and comprehensive social media platform for creating, sharing, exploiting, and archiving personal learning spaces, artifacts, and traces. In The World. Engineering Education Forum (No. CONF).

Guerrero, C, Camacho, M, & Mejía, H (2010). Dificultades de los estudiantes en la interpretación de las soluciones de las ecuaciones diferenciales ordinarias que modelan un problema. Enseñanza de las ciencias, 28(3), 341-452.

Henao, S, & Rodríguez, F (2016). Enseñanza y aprendizaje de las ecuaciones diferenciales: revisión bibliográfica. Investigación e Innovación en Matemática Educativa, 1, 393-401.

Heradio, R, De La Torre, L, Galan, D, Cabrerizo, FJ, Herrera-Viedma, E, & Dormido, S (2016). Virtual and remote labs in education: A bibliometric analysis. Computers y Education, 98, 14-38.

Hernández R, Mariño, LF, Penagos, M (2017). Las ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden como modelos matemáticos. ECO Matemático, 8(S1), 54-60. https://doi.org/10.22463/17948231.1383

Hernández-Sampieri, R, Fernández Collado, C, & Baptista Lucio, P (2018). Metodología de la investigación (V4, pp 310-386). México: McGraw-Hill Interamericana.

Hernández-Suarez, CA, Jaimes-Contreras, LA, & Chaves-Escobar, RF (2016). Modelos de aplicación de ecuaciones diferenciales de primer orden con Geogebra: actividades para resolver problemas de mezclas. Mundo Fesc, 6(11), 7-15.

Jong, T, Gillet, D, Rodríguez-Triana, MJ, Hovardas, T, Dikke, D, Doran, R, & Zacharia, ZC (2021). Understanding teacher design practices for digital inquiry–based science learning: the case of Go-Lab. Educational Technology Research and Development, 69 (2), 417-444. https://doi.org/10.1007/s11423-020-09904-z

Instituto Técnico de Lisboa, IST (2018). World Pendulum Alliance WP@ELAB.

Jong, T, Lazonder, A, Pedaste, M, & Zacharia, Z (2018). Simulations, games, and modeling tools for learning, International handbook of the learning sciences (pp. 256-266). New York and London: Routledge. https://doi.org/10.4324/9781315617572

Keselman, A (2003). Supporting inquiry learning by promoting normative understanding of multivariable causality. Journal of Research in Science Teaching, 898-921. https://doi.org/10.1002/tea.10115

Liang, L, Deng, X, & Liu, Q (2008). Task-driven and objective-oriented hierarchical education method: A case study in Linux curriculum. In 2008 IEEE International Symposium on IT in Medicine and Education (pp 316-318).

Menchaca Sierra, I, Dziabenko, O, & García Zubía, J (2020). Experiencia española en el proyecto Go-Lab. Educar, 56(2), 0387-405. https://doi.org/10.5565/rev/educar.1067

Nájera, J, & Estrada, V (2007). Ventajas y desventajas de usar laboratorios virtuales en educación a distancia: la opinión del estudiantado en un proyecto de seis años de duración. Revista Educación, 31(1), 91-108. https://doi.org/10.15517/revedu.v31i1.1255

Oficina Internacional del Trabajo - Alianza Cooperativa Internacional. (2014). Las cooperativas y los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Debate sobre el desarrollo después de 2015. Ginebra: ACI, 2014. ONU. La Economía Social y Solidaria y el Reto del Desarrollo Sostenible. New York: ONU.

Organización de las Naciones Unidas (2010). Las cooperativas en el desarrollo social. Resolución A/res/64/136. Ginebra: ONU.

Ortigoza, G (2007). Resolviendo ecuaciones diferenciales ordinarias con Maple y Mathematica. Revista Mexicana de Física, 53 (2), 155-167.

Ortiz, KNT, Muñoz, DCH, & Mendoza, WNM (2020). Importancia de los laboratorios remotos y virtuales en la educación superior. Documentos De Trabajo ECBTI, 1(1).

Palau, R, Mogas-Recalde, J, & Domínguez-García, S (2020). El proyecto Go-Lab como entorno virtual de aprendizaje: análisis y futuro. Educar, 56 (2), 407-421. https://doi.org/10.5565/rev/educar.1068

Pedaste, M, Mäeots, M, Siiman, LA, De Jong, T, Van Riesen, SA, Kamp, ET, & Tsourlidaki, E (2015). Phases of inquiry-based learning: Definitions and the inquiry cycle. Educational research review, 14, 47-61. https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003

Plaza-Galvez, LF (2016). Obstáculos presentes en modelación matemática. Caso ecuaciones diferenciales en la formación de ingenieros. Revista científica, 25(2), 176-187. https://doi.org/10.14483//udistrital.jour.RC.2016.25.a1

Rasmussen, CL, & King, KD (2000). Locating starting points in differential equations: a realistic mathematics education approach. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 31(2), 161-172. https://doi.org/10.1080/002073900287219

Rodríguez, R (2010). Aprendizaje y enseñanza de la modelación: el caso de las ecuaciones diferenciales. Revista Latinoamericana de Investigación en Matemática Educativa RELIME, 13(4-1), 191-210.

Sbarbati Nudelman, N (2015). Educación en ciencias basada en la indagación. Revista iberoamericana de ciencia tecnología y sociedad, 10(28), 11-21.

Serway, RA, & Jewett, JW (2009). Física Para Ciencias e Ingeniería Con Física Moderna. Cengage Learning Editores.

Suárez, OJ, Imbanchi-Rodriguez, IA, & Becerra-Rodriguez, DF (2022). Comprensión de circuitos eléctricos apoyados en el aprendizaje activo y en dispositivos móviles. Eco Matemático, 13(1), 46-54.

Universidad de Colorado Boulder (10 de octubre, 2022). Lab de Péndulo.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia (2011). Proyecto Académico Pedagógico Solidario Versión 3.0. Universidad Nacional Abierta y a Distancia, UNAD.

Universidad Nacional Abierta y/a Distancia (2021). Reseña histórica - Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD - Educación Virtual, UNAD.