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SEP SES TNM INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CHIHUAHUA II APLICACIÓN PARA EL APOYO AL APRENDIZAJE DE FRACCIONES EN EL 3ER CICLO DE PRIMARIA TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES PRESENTA ING. ERIK RENÉ SOLTERO SALCIDO DIRECTOR DE TESIS M.C. BLANCA MARICELA IBARRA MURRIETA CO-DIRECTOR DE TESIS M.C. LEONARDO NEVAREZ CHAVEZ CHIHUAHUA, CHIH. A DICIEMBRE DE 2017 iii DEDICATORIA Dedico este trabajo a mis tíos que siempre me han apoyado en mi trayecto escolar y gracias a eso son pilares de mis logros y consuelo de mis fracasos, por enseñarme que siempre hay algo que aprender. iv AGRADECIMIENTOS Agradezco a Dios por brindarme la oportunidad de estar en esta vida y permitirme alcanzar esta meta en mi camino. A mi novia por facilitar los medios para que esta investigación se llevara a cabo y la ayuda proporcionada en cada etapa de su desarrollo. A mis tíos y familia por su esfuerzo y apoyo en mi camino, por creer en mí y enseñarme que todo es posible de lograr si estamos juntos, todo lo que soy se los debo a ustedes, aquí tienen el fruto de su ayuda desinteresada. A la M.C. Blanca Ibarra Murrieta y M.C. Leonardo Nevárez Chávez, profesores del programa por su paciencia y guía a través de este trayecto formativo. v RESUMEN El gobierno del país ha implementado el programa de Inclusión y Alfabetización Digital que tiene como meta lograr la entrega de cerca de seis millones de tabletas electrónicas gratuitas para alumnos de quinto año de primaria y maestros de todo el país al término de la administración actual con el fin de reducir la brecha digital existente. Es por ello que en el Programa de Inclusión y Alfabetización Digital 2015 (Herramientas de apoyo docente, 2015) menciona que: “el Gobierno Federal ha establecido la incorporación de las tecnologías de la información y la comunicación en el proceso de enseñanza-aprendizaje para logar el objetivo nacional de Desarrollar el potencial humano de los mexicanos con educación de calidad”. Para aprovechar estos recursos y resolver el problema que se presenta actualmente en una escuela primaria de gobierno en el Estado de Chihuahua, donde los alumnos de tres grupos de 5to grado muestran el 96.5 % de reprobación en el tema de fracciones, es que se desarrolla esta investigación. La solución planteada consiste en el desarrollo de una aplicación móvil para apoyar al maestro en el proceso de enseñanza-aprendizaje de fracciones en 3er ciclo de primaria, según el Plan y Programa de Estudios 2011: los grados de primaria se dividen en 3 ciclos; el primer ciclo abarca los grados primero y segundo, el segundo ciclo tercero y cuarto y el tercer ciclo quinto y sexto. Iniciando en 5to grado de primaria y terminando en 6to grado, avalado por el programa de la Secretaría de Educación Pública. La herramienta es un juego “Role Playing Game (RPG)” donde se desenvuelve una historia narrativa sobre criaturas mágicas y héroes que buscan salvar a sus amigos. La temática presentará ejercicios de fracciones que para ser resueltos requiere de elementos de magia inmersos en el juego, la interacción con buscadores Web para definir conceptos y el correo electrónico para mandar sus resultados al maestro; además en la narrativa de la historia se enseñarán valores como: Solidaridad, Respeto, Tolerancia, Responsabilidad, Honestidad y cada tema estará relacionado con niveles de complejidad que el alumno deberá resolver y el cual se evaluará llevando un control de su aprendizaje. Los resultados se mostrarán en formato individual o grupal en texto. vi ABSTRACT The government of the country has implemented the Digital Inclusion and Literacy program that aims to deliver around six million free electronic tablets for fifth grade students and teachers nationwide at the end of the current administration with the order to reduce the existing digital divide. That is why, in the 2015 Digital Inclusion and Literacy Program (Teaching Support Tools, 2015) mentions that: “The Federal Government has established the incorporation of information and communication technologies into the teaching-learning process to achieve the National goal of Developing the human potential of Mexicans with quality education. " To take advantage of these resources and solve the problem that is currently present in a primary school of government in the State of Chihuahua, where students in three groups of 5th grade show 96.5% failure in the topic of fractions, is that this research is developed. The proposed solution consists of the development of a mobile application to support the teacher in the teaching-learning process of fractions in the 3rd cycle of primary school, according to the Plan and Program of Studies 2011: the primary grades are divided into 3 cycles; the first cycle covers the first and second grades, the second cycle third and fourth and the third cycle fifth and sixth. Starting in 5th grade and ending in 6th grade, supported by the program of the Secretaría de Educación Pública. The tool is a game "Role Playing Game (RPG)" where a narrative story unfolds about magical creatures and heroes who seek to save their friends. The theme presented fractions exercises to be solved requires magic elements involved in the game and interacting with Web searchers to define concepts and email to send their results to the teacher; in addition to the narrative of history will be taught values like: Solidarity, Respect, Tolerance, Responsibility, Honesty and each topic will be related to levels of complexity that the student must solve, and which will be assessed taking control of their learning. The results are displayed in individual or group format in text. vii ÍNDICE I. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 1 1.1. Introducción .................................................................................................................. 1 1.2. Planteamiento del problema .......................................................................................... 3 1.3. Hipótesis ....................................................................................................................... 6 1.4. Alcances y limitaciones ................................................................................................ 7 1.5. Justificación .................................................................................................................. 7 1.6. Objetivos ....................................................................................................................... 8 II. ESTADO DEL ARTE ........................................................................................................ 10 III. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................... 15 IV. DESARROLLO ................................................................................................................. 29 4.1. Modelación de Negocios............................................................................................. 29 4.2. Requerimientos ........................................................................................................... 32 4.3. Análisis ....................................................................................................................... 43 4.4. Diseño ......................................................................................................................... 55 4.5. Implementación...........................................................................................................70 4.6. Pruebas ...................................................................................................................... 100 V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...................................................................................... 105 VI. CONCLUSIONES. .......................................................................................................... 112 VII. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 115 ANEXOS ................................................................................................................................. 121 GLOSARIO ............................................................................................................................. 129 viii ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1. Resultado Grupo A………………………………………………………...…….....4 Figura 1.2. Resultado Grupo B…………………………………………………………………5 Figura 1.3. Resultado Grupo C…………………………………………………………...….....5 Figura 2.1. Jugar con fracciones………………………………………………………………10 Figura 2.2. Descubre las fracciones…………………………………………………………...11 Figura 2.3. Compara fracciones……………………………………...………………………..11 Figura 2.4. Multiplicando fracciones………………………………………………………….12 Figura 2.5. Pizza fractions…………………………………………………………………….12 Figura 2.6. Zap Zap fractions………………………………………………………………….13 Figura 2.7. Ejercicios en el pizarrón…………………………………………………………...14 Figura 3.1. VAK………………………………………………………………………………17 Figura 3.2. CHAEA…………………………………………………………………………...18 Figura 4.1. Objetivos………………………………………………………………………….30 Figura 4.2. Planificación………………………………………………………………………31 Figura 4.3. Funciones de enseñanza del maestro………………………………………………35 Figura 4.4. Caso de uso enseñanza del maestro………………………………………………..36 Figura 4.5. Caso de uso aprendizaje alumno………………………………………………….37 Figura 4.6. Planeación.………………………………………………………………………..38 Figura 4.7. Materiales didácticos ………………………………………………..…………...39 Figura 4.8. Ejercicios pizarrón………………………………………………………………...39 Figura 4.9. Evaluación……...…………………………………………………………………40 Figura 4.10. Interfaces iniciales……………………………………………………………….42 Figura 4.11. Diagrama actividades login……………………………………………...……....44 Figura 4.12. Caso de uso login………………………………………………………………...45 Figura 4.13. Diagrama actividades enrolar jugadores…………………………………………46 Figura 4.14. Caso de uso crear sesión…………………………………………………………47 Figura 4.15. Caso de uso buscar sesión……………………………………………………….47 Figura 4.16. Diagrama actividades iniciar juego……………………………………………....48 Figura 4.17. Caso de uso iniciar juego………………………………………………………...48 ix Figura 4.18. Diagrama actividades enseñar fracciones………………………………………..49 Figura 4.19. Caso de uso enseñar fracciones…………………………………………………..50 Figura 4.20. Diagrama actividades evaluar el aprendizaje…………………………………….50 Figura 4.21. Caso de uso evaluar el aprendizaje……………………………………………….51 Figura 4.22. Diagrama actividades mostrar ejercicios………………………………………...52 Figura 4.23. Caso de uso mostrar valores alumno…...………………………………………..53 Figura 4.24. Diagrama actividades mostrar valores…………………………………………...54 Figura 4.25 .Caso uso mostrar valores………………………………………………………...54 Figura 4.26. Diagrama actividades administrar aprendizaje…………………………………..54 Figura 4.27. Caso uso administrar aprendizaje………………………………………………..55 Figura 4.28. Configuración del usuario……………………………………………………….57 Figura 4.29. El menú principal…………………………………………………………….......57 Figura 4.30. Menú principal…………………………………………………………………..59 Figura 4.31. Configuración host juego…………………………………………………….......59 Figura 4.32. Nombre del server……………………………………………………………….60 Figura 4.33. Buscar partida……………………………………………………………………61 Figura 4.34. Método de juego…………………………………………………………………62 Figura 4.35. Buscando partida………………………………………………………………...62 Figura 4.36. Aceptar partida………………………………………………………………….62 Figura 4.37. Interface menú del lobby…………………………………………………….......63 Figura 4.38. Inicio del juego………………………………………………………………......64 Figura 4.39. Cinemática……………………………………………………………………….64 Figura 4.40. Instrucciones…………………………………………………………………….65 Figura 4.41. Mostrar temática…………………………………………………………………66 Figura 4.42. Ejemplo………………………………………………………………………….67 Figura 4.43. Chat……………………………………………………………………………...67 Figura 4.44. Validar respuestas………………………………………………………………..68 Figura 4.45. Ejercicio…………………………………………………………………………69 Figura 4.46. Narrativa…………………………………………………………………………70 Figura 4.47. Player info…………………………………………………………………….....71 x Figura 4.48. OptionMenu……………………………………………………………………..74 Figura 4.49. Información jugador………………………………………………………..........75 Figura 4.50. Guardar juego……………………………………………………………………75 Figura 4.51. Menú principal………………………………………………………………......76 Figura 4.52. Crear juego………………………………………………………………………77 Figura 4.53. Buscar juego………………………………………………………………..........77 Figura 4.54. Opciones…………………………………………………………………………78 Figura 4.55. Salir del juego..…………………………………………………………………..78 Figura 4.56. Unirse……………………………………………………………………………79 Figura 4.57. Número de jugadores…………………………………………………………….80 Figura 4.58. Método del juego………………………………………………………………...80 Figura 4.59. Regresar………………………………………………………………………….81 Figura 4.60. Confirmar…...…………………………………………………………………...81 Figura 4.61. Unirse……………………………………………………………………………82 Figura 4.62. Cambiar de opciones...…………………………………………………………..82 Figura 4.63. Atrás……...……………………………………………………………………...83 Figura 4.64. Aceptar…...……………………………………………………………………...83 Figura 4.65. JoinServer… ………..…………………………………………………………...84 Figura 4.66. LoadingScreen…...………………………………………………………………84 Figura 4.67. Cargando…….…………………………………………………………………..85 Figura 4.68. Unir jugadores………………………………………………..………………….85 Figura 4.69. Opciones…...………………………………………………………………….....86 Figura 4.70. Servidor……………………………………………………………………….....86 Figura 4.71. Salir del lobby……………………………………………………………………87 Figura 4.72. Seleccionar personaje……………………………………………………………87 Figura 4.73. Ajustes…..…………………………………………………………………….....87 Figura 4.74. Inicio sesión creador……………...……………………………………………...88 Figura 4.75. Selección……...…………………………………………………………………88 Figura 4.76. Ajustes del juego…...……………………………………………………………89 Figura 4.77. Selección mapas…….…………………………………………………………...89 xi Figura 4.78. SaveGameCheck…...……………………………………………………………90 Figura 4.79. Interaz Usuario……...…………………………………………………………...90 Figura 4.80. Salón……………………………………………………………………………..91 Figura 4.81. Aventura…….……………………………………………………..………….....92 Figura 4.82. Arena…..………………………………………………………………………...92 Figura 4.83. Arena Pelea……...…………………………………………………………….....93 Figura 4.84. Suma igual denominador………………………………………………………...94 Figura 4.85. Resta igual denominador........…….……………………………………………..94 Figura 4.86. Suma denominadores múltiplos………………..………………………………...94 Figura 4.87. Resta denominadores múltiplos……………………………………………….....95 Figura 4.88. Suma con números mixtos…………………………………………………….....95 Figura 4.89. Resta con números mixtos…………….…………………………………………95 Figura.4.90. Superficies………………….……………………………………………………96 Figura 4.91. Recta numérica…………………………………………………………………..96 Figura 4.92. Representación con cifra………..…………………………………………….....97 Figura 4.93. Análisis de un todo…………..…………………………………………………...97 Figura 4.94. Comparación de fracciones distinto denominador…………...…………………..98 Figura. 4.95. Series de fracciones………………….……………………………………….....98 Figura. 4.96. Series de fracciones con términos faltantes………..………………………….....99 Figura. 4.97. Utilización del reparto para convertir números naturales a fracciones………....99 Figura. 4.98. Conversión de fracciones a números decimales……..…………………………100 Figura 4.99. Error solucionado…..…………………………………………………………..101 Figura 4.100. Falla Tablet...………………………………………………………………….102 Figura. 4.101. Niños jugando………………………………………………………………...103 Figura 4.102. Prueba beta…………………………………………………………………….104Figura 5.1. Resultado final Grupo A………………………………………………………….106 Figura 5.2. Resultado final Grupo B………………………………………………………….106 Figura 5.3. Resultado final Grupo C………………………………………………………….107 Figura 5.4. Resultado general de grupos………...……………………………………………108 xii ÍNDICE DE TABLAS Tabla 4.1. Análisis de riesgos…………....………………………….…………………….…..31 Tabla 4.2. Requerimientos del cliente...…….………………….…….…………………….….33 Tabla 4.3. Temario de la SEP……….………....…………….…………………………….…..34 Tabla 4.4. Recursos HW, SW, RH………...…………..……………………………...….…...42 Tabla 4.5. Acciones y respuesta del sistema. Login………………………………………..….56 Tabla 4.6. Acciones y respuesta del sistema. Crear sesión……….....……………………..….58 Tabla 4.7. Acciones y respuesta del sistema. Buscar sesión………....……………………..….61 Tabla 4.8. Acciones y respuesta del sistema. Iniciar el juego……...……………………….....63 Tabla 4.9. Acciones y respuesta del sistema. Enseñar fracciones…..….....…………………....65 Tabla 4.10. Acciones y respuesta del sistema. Mostar ejercicios………..…….………………68 Tabla 4.11. Acciones y respuesta del sistema……….……………………….………………...69 Tabla 5.1. Evaluación software maestros…………………………………………………….110 Tabla 5.2. Evaluación software alumnos…………………………………………………….111 INTRODUCCIÓN 1 I. INTRODUCCIÓN En este capítulo se describe el problema, los alcances, limitaciones, justificación y objetivos de la tesis. 1.1. Introducción Los principios que rigen el actual Sistema Educativo Nacional de México se sintetizan en el Art. 3° Constitucional. En éste quedan comprendidos su orientación, contenidos, valores e ideales que se anhelan para el pueblo mexicano. Este artículo establece que "Todo individuo tiene derecho a recibir educación” (Constitución política de los Estados Unidos Mexicanos, 2004). En este sentido, la escuela pública actual es una respuesta a la obligación del Estado de ofrecer educación básica gratuita a la población, particularmente de escasos recursos, que no están en posibilidades de asistir a escuelas particulares. Por un afán de mejorar la educación pública el gobierno implementó el programa de “Inclusión y Alfabetización Digital” que tiene como meta lograr la entrega gratuita de cerca de seis millones de tabletas electrónicas para alumnos de quinto año de primaria y maestros de todo el país al término de la administración de Enrique Peña Nieto, lo cual es una oportunidad excelente para aprovechar la tecnología en el proceso de enseñanza aprendizaje. Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) son fundamentales para el desarrollo económico, político y social de los países, y cobran sentido ante la existencia de la economía del conocimiento. La ausencia de una política de tecnologías de la información y la comunicación en la escuela pública aumenta la desigualdad entre los países y las personas. Es por eso que en el Plan de Estudios 2011 de educación básica se implementa su uso en la primaria y realiza la gestión para el desarrollo de habilidades digitales. El proyecto se desarrolla para la escuela primaria “Independencia 2790” ubicada en la calle Segunda y Eucalipto S/N en la colonia Cerro Grande en la ciudad de Chihuahua, Chihuahua. INTRODUCCIÓN 2 Es una escuela pública estatal, que se encuentra en la periferia sur de la ciudad, por lo que carece de recursos para cubrir sus necesidades básicas; sin embargo, en Mayo de 2015 recibió por el Gobierno de la República a través del Gobierno del Estado de Chihuahua, unas tabletas que fueron asignadas a 3 grupos de primaria de quinto grado, siendo un total de 75 alumnos, para los cuales sólo se recibieron 58 y faltaron 17 por razones desconocidas. Los alumnos de quinto grado que son los que se beneficiaron con la tableta, presentan problemas de aprendizaje en las diferentes disciplinas, de acuerdo con la información proporcionada por los maestros de cada grupo. Se arrojan los siguientes porcentajes de la evaluación general aplicada a 75 alumnos de todas las materias y en los semestres comprendidos entre 2015 – 2016: 25.6% con insuficiente, 55.8% con elemental, 16.3% con bueno y 2.3% con excelente. Los promedios de calificación en los primeros tres bimestres son: primero: hombres 7.4 y mujeres 7.4, segundo: hombres 7.2 y mujeres 7.8, tercero: hombres 6.8 y mujeres 7.0. De los cuales obtienen los siguientes promedios: hombres 7.1 y mujeres 7.3. Estos datos demuestran claramente la problemática, ya que los ubican dentro del nivel elemental de acuerdo con los parámetros manejados por la escuela. Se aplicó un examen diagnóstico a 58 alumnos que cursan el 5to grado de primaria, fueron dos los que aprobaron el examen de diagnóstico de manejo de fracciones, lo que representa el 96.5 % de alumnos reprobados. Los tres maestros de quinto grado comentan que resulta frustrante encontrar que los alumnos presentan dificultad para contestar los ejercicios y no se obtienen los resultados deseados. En cada clase hacen las preguntas: “¿Está todo claro?, ¿Alguien tiene duda?”, pero obtienen como respuesta un “¡Sí!” aparentando estar todo bien. Ante esta situación, es importante encontrar la estrategia más adecuada para mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje en los temas de algunas materias con mayor índice de reprobación como lo es el manejo de fracciones, tema central en el aprendizaje de la materia de Matemáticas. Los maestros coincidieron en comentarios acerca de su dificultad para implementar estrategias nuevas que involucren el uso de las TIC, pues desconocen cómo hacerlo y además sus limitaciones de tiempo para desarrollarlas ellos mismos, pues deben atender los contenidos de INTRODUCCIÓN 3 todas las materias curriculares, por lo que reconocen que les falta tiempo en el aula para ahondar en este tema en específico de las fracciones, aunque sea de los más importantes en el área de Matemáticas. Para apoyar la solución a la problemática se desarrolla una aplicación para las tabletas que consiste en un videojuego RPG, donde se representa a cuatro personajes que son alumnos que interactúan iniciando en un escenario escolar y después viajan a un mundo de fantasía. Presenta dinámicas, ejercicios interactivos, evaluaciones que miden el avance del aprendizaje y con apoyo de la multimedia y de estrategias didácticas con base en el aprendizaje significativo y el conectivismo. La aplicación se diseña como un juego interactivo con niveles de complejidad, donde tiene que resolver situaciones, retos que le obligan a manejar fracciones para avanzar de nivel en el juego, por lo que es importante interactuar con sus compañeros haciendo uso de las herramientas de Internet y correo electrónico. Puede ser utilizada en el salón de clases y en el hogar como una herramienta de apoyo para el maestro. De esta manera se aprovecha el recurso de las tabletas para enseñar a los alumnos de quinto grado el tema de las “Fracciones” y al mismo tiempo se le introduce al manejo de las tecnologías (TIC). A través del uso de la aplicación y conforme el alumno avance en los temas y en la complejidad de los mismos, va a requerir utilizar los navegadores para buscar información, por ejemplo, el correo electrónico para compartir información con sus compañeros, realizando coevaluaciones y autoevaluaciones sobre los resultados obtenidos. 1.2. Planteamiento del problema Los alumnos de quinto grado presentan debilidad en el tema de fracciones. Se estudia todo el material de clase de acuerdo con el Plan y Programas de Estudio, presentan el examen y tienen bajos aciertos, entre algunas razones se encuentran la falta de motivación, o a que no expusieron INTRODUCCIÓN 4 ni aclararon las dudas o bien, por falta de práctica y/o ejercicios, según respuestas de tres maestros entrevistados. Se aplica un examen de diagnóstico del tema de fraccionesvalidado por los tres maestros de los grupos de quinto grado (Anexo A), a tres grupos de quinto grado que representa a 58 alumnos. Los resultados de la evaluación aplicada al grupo A, se muestran en la figura 1.1., donde se obtiene el 100 % de alumnos reprobados. Al analizar los resultados se observa que el 11.1% de los alumnos que pasan el examen del grupo de 5to B, muestra que los temas sí se vieron en clase y que el examen no era imposible de resolver; entonces, ¿por qué el resto de los alumnos lo reprobaron?. Después de pasar algunos días en el salón de clase y de aplicar el examen diagnóstico se puede observar que los alumnos tienen una falta de motivación, las clases convencionales cada vez les llaman menos la atención y no logran captar su interés, uniendo a esto la falta de ejercicios y práctica. Se hace presente poco a poco el fracaso de la enseñanza tradicional, o posiblemente, para no ser tan radicales, la necesidad de apoyarla con nuevas herramientas y técnicas de aprendizaje, que involucren las TIC, como la propuesta en este proyecto. Figura 1.1. Resultado Grupo A. INTRODUCCIÓN 5 Figura 1.2. Resultado Grupo B. Los resultados de la evaluación aplicada al grupo B, muestra en la figura 1.2., el 11.1 % de aprobados y 88.9 de reprobados. Los resultados de la evaluación aplicada al grupo C, muestra en la figura 1.3., el 100 % de reprobados. Figura 1.3. Resultado Grupo C. INTRODUCCIÓN 6 Se realizan entrevistas a las maestras María Martínez y Alejandra Chacón, las cuales manifiestan que los alumnos no llegan con las bases suficientes de cuarto año, para el dominio del tema de las “Fracciones”, ya que tienen que comenzar explicando cual es la función del numerador y cual la del denominador, para lograrlo emplean aproximadamente 5 sesiones, lo cual es casi un mes del calendario escolar. No identifican en las rectas numéricas las fracciones ni pueden realizar la conversión a decimales y esto ocasiona que presenten demora en el desarrollo de la planeación, ya que se invierten 2 meses en afianzar las bases del tema. 1.3. Hipótesis Con el uso de la aplicación del manejo de fracciones para las tabletas, los alumnos de tercer ciclo de nivel primaria aumentarán su calificación en la evaluación y será una herramienta de trabajo útil para el maestro, al facilitarle las tareas en la revisión de los ejercicios e incursión de las tecnologías en el aprendizaje. Variables por medir: Uso de la aplicación: Se diseña un cuestionario (ver anexo D) para aplicarlo a los alumnos y poder determinar la facilidad de uso. Incremento del aprendizaje del tema de “Fracciones”. Se cuenta con un menú de progreso donde se registrarán los aciertos y errores del alumno. Útil para el maestro. Se aplica cuestionarios a los profesores para evaluar la utilidad de la aplicación (ver anexo D). Incursión del alumno en las TIC. Con el uso de herramientas como E-Mail y Google, se mide mediante una lista de comprobación, las actividades del alumno. INTRODUCCIÓN 7 1.4. Alcances y limitaciones Se determina cuáles son los alcances y limitaciones de la aplicación. Alcances • La aplicación es diseñada para la enseñanza del tema de “Fracciones” para el tercer ciclo de nivel primaria. • El alumno a través de la herramienta aprende y practica valores como respeto, sinceridad, solidaridad, cortesía, consideración, tolerancia y responsabilidad. • Se evalúa la incursión del alumno al uso de las TIC a través de una lista de chequeo incluida en la aplicación. Limitaciones Esta aplicación está enfocada para las tabletas con Windows 8.1., ya que estas tabletas son las que donó el Gobierno de la República a través del Gobierno del Estado de Chihuahua y la aplicación está en español, ya que es la lengua materna de los alumnos. 1.5. Justificación 1. La propuesta es importante para la escuela, porque ofrece una herramienta de apoyo para el aprendizaje del tema de “Fracciones” para alumnos que cursan el tercer ciclo de primaria. 2. Es útil para el maestro porque observa el avance del aprendizaje del alumno y hace más eficiente su tiempo. 3. Para los alumnos representa una forma atractiva de aprender el tema de “Fracciones” a través de un juego RPG, ya que éstos se basan en una fantasía épica, un juego interactivo INTRODUCCIÓN 8 basado en una historia con contenido temático y en el uso de los personajes y su relación entre los retos a resolver y el aprendizaje deseado. 4. El tema que se desarrolla en la aplicación está relacionado con “Fantasía Épica” y el aprendizaje de Valores (Schmelkes, Silvia. 1996) como la solidaridad, respeto, tolerancia, responsabilidad y honestidad. Temática que implica un desenlace provocando en él, la emoción de avanzar para conocer el final y que al mismo tiempo lo integra al uso de las tecnologías de Internet como: E-Mail para mandar sus resultados a su maestro y Google para realizar búsquedas relacionadas al tema de “fracciones”. 5. Se toman en cuenta para su desarrollo las estrategias que utiliza el maestro en clase: trabajo en equipo, las técnicas y modelos que se utilizan en las Tecnologías de Información como el conectivismo, aprendizaje móvil y gamificación. 6. En esta investigación se revisan las principales tiendas de aplicaciones como son la App Store (Apple, 2008), la Play Store (Google, 2012) y la Tienda (Microsoft, 2012), esto con la finalidad de tener una idea de la disponibilidad en el mercado de las aplicaciones existentes, ya fueran o no compatibles con las tabletas; y las aplicaciones encontradas no cumplen con las características buscadas, como son: estar en español, que desarrollen una historia atractiva para los usuarios, que sean específicas para repaso de fracciones, sin costo, compatibles con Windows 8.1 y además, apegadas a los planes y programas oficiales de la SEP. 1.6. Objetivos Se definen los objetivos de la tesis. INTRODUCCIÓN 9 1.6.1. Objetivo General Desarrollar una aplicación que coadyuve en el proceso de aprendizaje del tema de fracciones para alumnos de quinto grado de primaria, aplicando la tecnología a través de juegos interactivos implementados en una tableta, la cual permita la inclusión de los estudiantes en el uso de tecnologías de Internet como E-mail y Google y que, además, mediante la temática del juego, inculque a los alumnos valores aplicables en su vida cotidiana. 1.6.2. Objetivos Específicos • Que el costo de la aplicación sea muy bajo o nulo para los alumnos y maestros. • Que la aplicación funcione en las tabletas de los alumnos. • Que la aplicación sea intuitiva y fácil de usar. • Que la aplicación muestre el puntaje del alumno. • Que la aplicación enseñe el uso del E-mail y Google. • Que la aplicación muestre valores a los alumnos. • Que la aplicación enseñe los temas de “fracciones” apegadas a los planes y programas oficiales de la SEP. ESTADO DEL ARTE 10 II. ESTADO DEL ARTE En este capítulo se describen los temas que están relacionados con el proyecto, se describen los juegos que existen actualmente en línea, en las tiendas de aplicaciones y las estrategias didácticas empleadas por los maestros. En el 2012, Arias Prada Luisa María (Arias, 2012) desarrolla una herramienta para trabajar con fracciones que lleva por nombre “Jugando y aprendiendo. Jugar con las fracciones”. Es un sitio Web en donde se encuentran una gran variedad de historias para trabajar con fracciones a nivel primaria, “Jugar con fracciones” es una de las historias, está representada por Paula, ella es una arqueóloga que ha decidido entrar en una pirámide para descubrir el tesoro de los faraones, en su camino encuentra enigmas para abrir las puertas de la pirámidey avanzar en ella. Se ven temas como reconocer las fracciones en las figuras geométricas e identificar las partes de la fracción: su descomposición e integración, como se muestra en la figura 2.1. Figura 2.1. Jugar con fracciones. Descubre las fracciones (Arias, 2012), es otra de las historias donde Ernesto está a punto de lanzarse al agua para observar las especies animales que viven en la gran reserva de coral. Se ven temas como suma y resta de fracciones, como se ejemplifica en la figura 2.2. ESTADO DEL ARTE 11 Compara fracciones (Arias, 2012). Historia donde debes ayudar al mosquito Pepe a superar los obstáculos para que pueda seguir avanzando en su camino. Se tratan temas como la comparación de fracciones y el reconocimiento de mayor y menor, como se aprecia en la figura 2.3. Figura 2.2. Descubre las fracciones. Figura 2.3. Compara fracciones. ESTADO DEL ARTE 12 Multiplicando fracciones (Arias, 2012). Historia donde debes apoyar al elefante para llegar hasta la selva, éste se encuentra con un obstáculo: un ratón. Se ven temas como la multiplicación de un número entero por una fracción, como se puede distinguir en la figura 2.4. Figura 2.4. Multiplicando fracciones. Los ejemplos que se muestran a continuación son encontrados en la App Store (Apple, 2008). Pizza fractions. (West, Brian, 2013). En la pizzería del chef se identifican las rebanadas de pizza, de acuerdo con la imagen que se presenta en la figura 2.5. Figura 2.5. Pizza fractions. ESTADO DEL ARTE 13 Zap Zap Fractions (Visual Math Interactive Sdn Bnd, 2014). Hay que ayudar al marciano a sobrevivir en un campo de asteroides. Se trata de una muy buena aplicación, lo malo es que esta en inglés, tiene un tutorial que enseña las fracciones y abarca temas como localización de fracciones en una recta numérica, encontrar la parte que falta a la fracción, como se ilustra en la figura 2.6. Figura 2.6. Zap Zap fractions. Las aplicaciones encontradas carecen de gráficos llamativos, además de que en su mayoría sólo abordan uno o dos temas de fracciones o se encuentran en otro idioma, por eso en el proyecto propuesto se incluirán todos los temas que abarca la SEP que corresponden al tema de “fracciones” del Quinto grado y estará en el idioma español complementando las estrategias de los maestros. Se busca que las actividades estén enfocadas a la realidad educativa de una manera lúdica, motivadora y significativa en los alumnos. ESTADO DEL ARTE 14 Estrategias de los maestros La maestra planea la clase con la exploración de conocimientos previos (qué saben los alumnos) poniendo de ejemplo una naranja (en físico) que será partida en medios, cuartos y octavos. Les cuestiona si tuvo algún cambio la naranja, para llevarlos al concepto de entero y fracción. Entrega a cada uno hojas de máquina para que ellos mediante el doblado de papel identifiquen las fracciones equivalentes. Las pegan en su cuaderno en forma de libro y representan cada parte de las hojas dobladas, posteriormente escribe un ejercicio en el pizarrón en la que los alumnos identifican la fracción con número y letra, como se puede apreciar en la figura 2.7. Les da un tiempo para que lo realicen en su cuaderno también y posteriormente por número de lista al azar pasan a explicar el proceso que siguieron. Hace intervenciones cuando el alumno tiene debilidad y no sabe qué realizará. Se presenta un ejercicio realizado en la figura 2.7. Como evaluación final se hace un ejercicio de manera individual apoyados en el libro de Mateprácticas 5, ejercicios matemáticos (Aguilar, 2015). Revisa de uno por uno y ofrece retroalimentación individual a quien lo requiere además de las anotaciones correspondientes. Figura 2.7. Ejercicios en el pizarrón. MARCO TEÓRICO 15 III. MARCO TEÓRICO En este capítulo se describen los temas que fueron utilizados para el desarrollo de la tesis. Educación en la escuela y el aula Para actuar en forma eficiente en el aula, los docentes deben contar con los elementos suficientes para llevarlos a la práctica y adquirir las herramientas necesarias que les permitan abordar adecuadamente los contenidos educativos y adecuar estrategias de enseñanza para el logro de los propósitos de la educación primaria (Foros de debate acerca del Proyecto Metas Educativas 2021, 2009). Enseñanza tradicional, paradigma obsoleto Actualmente el aprendizaje de los alumnos va más allá de la forma tradicional en la que nos enseñaron a las generaciones anteriores en el transcurso por la educación primaria. Los nuevos programas implican además de su implementación que los maestros conozcan cómo aprenden los alumnos y cuál es su estilo de aprendizaje. Cuban (2001) afirma que: “Los enfoques tradicionales en la enseñanza, como dependencia en los libros de texto, instrucción masiva, conferencias y pruebas de respuesta múltiple, están obsoletas en la era de la información” (Sáez, 2010). Selección de tipos de aprendizaje en el aula actual Para identificar los estilos de aprendizaje se desarrolla dentro de los grupos el test de estilos y ritmos de aprendizaje a través del instrumento de VAK, canal de representación, (figura 3.1) el CHAEA estilo de aprendizaje, (figura 3.2) y el de inteligencias múltiples. Después de conocer a quienes integran el grupo, se continúa con el diseño de estrategias que vayan enfocadas a atender cada una de las individualidades. MARCO TEÓRICO 16 La maestra María Martínez de la primaria comenta que: “Como maestros es importante conocer el proceso de desarrollo cognitivo que siguen los alumnos, además que encuentren la relación que existe entre éste y el estilo de aprendizaje. No se puede dar lo mismo a todos, ya que cada uno de los alumnos es diferente y su proceso de desarrollo también. Si tenemos en claro quiénes son los alumnos, estaremos en oportunidad de brindar las estrategias adecuadas conforme lo requieran, haciendo de su estancia escolar un espacio en el que realmente disfruten estar”. ¿Qué es el aprendizaje? En el ensayo Relación Aprendizaje Pensamiento (2012) se define al aprendizaje “como el proceso mediante el cual se adquiere información por medio de la experiencia y se convierte en parte del almacenamiento de hechos en la memoria del organismo”. Así, los resultados del aprendizaje facilitan la extracción de información y el pensamiento es una actividad cuya existencia se infiere cuando un organismo se dedica a resolver problemas lo cual entraña también el uso de modelos educativos. En el documento “Estrategias Mediadas por la Tecnología que Contribuyen al Desarrollo y Socialización del Conocimiento en el área de Matemáticas de Nivel Básico” los autores mencionan al “aprendizaje de acuerdo con la teoría socio constructivista como aquel que se centra el alumno, el cual aprende en la medida en que los entornos se encuentren beneficiados tecnológicamente de acuerdo con los elementos con los que interactúa” (Patiño Chicué, Norma Constanza. 2012). El pensamiento es una actividad cuya existencia se infiere cuando un organismo se dedica a resolver problemas lo cual entraña también el uso de modelos. La definición de percepción vincula estos tres procesos. MARCO TEÓRICO 17 Figura 3.1 Instrumento VAK. MARCO TEÓRICO 18 Figura 3.2 Instrumento CHAEA. MARCO TEÓRICO 19 El aprender de los alumnos va más allá de aprender tan solo para reproducir una respuesta correcta, más bien debe insinuar que un individuo aprende algo cuando puede asimilar el conocimiento. El aprendizaje puede conducir al pensamiento; el pensamiento entonces modificaal organismo mediante la intervención de un nuevo aprendizaje, el cual a su vez transforma la percepción de la situación del estímulo. El aprendizaje no solo facilita la habilidad del pensamiento, sino que también puede obstruir la conducta eficiente para la resolución de problemas. Durante varios años atrás la práctica educativa dominante estuvo inspirada por una psicología del aprendizaje que sólo convivía de manera perturbadora con el pensamiento y que exclusivamente el aprendizaje se veía como la adquisición o resguardo de información que nunca se ocuparía. Por lo tanto, el pensamiento y el razonamiento no se convertían en el núcleo de la educación sino en algo que a pesar de ser tan evidente no podría alcanzarse. La percepción, el aprendizaje, la memoria y el pensamiento están estrechamente interrelacionados y en la práctica es muy difícil separarlos. Consideremos al aprendizaje y al pensamiento como eventos o procesos que ayudan a la extracción de información. Motivación La motivación es lo que conduce a la persona en un recorrido y con un propósito establecido; es la habilidad a la voluntad mostrada para llegar a un fin. Forma parte de la función intrínseca de cada individuo, por tanto, es un factor que condiciona la capacidad para aprender. De manera paralela en la que influyen los intereses personales, en la historia de éxitos y fracasos anteriores también influyen los contenidos que se ofrezcan para que el aprendizaje tenga significado lógico y sea funcionales (García Bacete, Francisco J. y Doménech Betoret, Fernando. 1997). En la motivación que un alumno llegue a tener desempeña un papel fundamental la atención y el refuerzo social que del adulto (profesor, padres, etc.) reciba. Por eso son importantes las MARCO TEÓRICO 20 expectativas que los adultos manifiestan hacia el individuo y las oportunidades de éxito que se le ofrezcan. Además, hay que considerar la motivación como una amplia capacidad que precisa enseñar valores superiores como la satisfacción por el trabajo bien hecho, la superación personal, la autonomía y la libertad que da el conocimiento. También, la motivación es una cuestión de procedimientos que implica un trabajo importante, utilizar auto instrucciones, relacionar contenidos, trabajar en equipo, etc. Conocimiento El conocimiento es el resultado de la interacción social, en la interacción con los demás adquirimos consciencia de nosotros, aprendemos el uso de los símbolos que, a su vez, nos permiten pensar en formas cada vez más complejas. Para Vygotsky (Piaget, Jean. 1964. “Desarrollo y aprendizaje”) “A mayor interacción social, mayor conocimiento, más posibilidades de actuar, más robustas funciones mentales”. El ser humano es un ser cultural y es lo que establece la diferencia entre el ser humano y los animales. Jean Piaget (1964), sostenía que “el conocimiento adquirido durante la memorización no es verdadero conocimiento por lo cual es considerado inservible e inutilizable… El desempeño práctico a menudo en la escuela enmascaraba el fracaso en la comprensión de por qué los procedimientos funcionaban y la incapacidad para adaptarse a las modificaciones en las formas de presentación de los problemas”. Hoy en día, los científicos cognitivos tienen una visión constructivista del aprendizaje y afirman que las personas no son registro de información sino constructores de estructuras de conocimiento, lo que quiere decir que saber algo no es sólo recibir y retener la información, sino que es saber interpretarla y relacionarla con otros conocimientos, al mismo tiempo de saber desempeñar y adaptar cierta acción a las diversas circunstancias que se presenten. MARCO TEÓRICO 21 Creando el objetivo de estimular y nutrir las propias elaboraciones de conocimientos psíquicas de los alumnos y ayudarlos a crecer en su capacidad para controlar y guiar su propio aprendizaje y pensamiento. El constructivismo acumula buena parte de las aportaciones de la psicología cognitiva e introduce una revisión nueva de los conceptos del aprendizaje. Para el constructivismo, las personas siempre se ubican ante un determinado aprendizaje dotadas de ideas y concepciones anteriores. Por eso se desprende que la mente de los alumnos, como la de cualquier otra persona, posee una estructuración conceptual que cree en la existencia de teorías personales ligadas a su experiencia vital y a sus facultades cognitivas, dependientes de la edad y del estado psicoevolutivo en el que se encuentran. Piaget (1964) afirmó que “el aprendizaje está limitado por el nivel de desarrollo cognitivo del alumno”, pero a su vez, como observó Vigotsky (1979): “el aprendizaje es un motor de este desarrollo”. Así, conserva una concepción que muestra la influencia permanente del aprendizaje en la manera en que se produce el desarrollo cognitivo. Efectivamente, un alumno que tenga más oportunidades de aprender que otro, no sólo adquirirá más información, sino que logrará un mejor desarrollo cognitivo. Aprendizaje formal El aprendizaje formal comienza cuando el estudiante acude a un centro escolar, pero el aprendizaje está presente desde antes que sea inscrito a una escuela. Por tanto, el maestro debe ser quien explore el bagaje con el que cuenta cada uno de sus alumnos para apoyar su labor educativa, transformar lo informal a lo formal a través de un proceso que tome en cuenta el desarrollo de sus escolares para introducirlo a un mundo social que va más allá del hogar, Vygotsky: “Todo tipo de aprendizaje que el niño encuentra en la escuela tiene siempre una historia previa”. MARCO TEÓRICO 22 Vygotsky (1979) define dos niveles educativos en los que el aprendizaje debe basarse: el primero es el nivel evolutivo que comprende el desarrollo de las funciones mentales a partir de varios periodos escalonados llevados a cabo y el segundo que implica los conocimientos previos. Se hará hincapié que justo en el proceso de desarrollo y maduración se encuentra la zona de desarrollo próximo que nos permite diseñar el futuro inmediato del niño, ya que nos está proporcionando los indicadores que nos ayudan a clarificar las funciones que han madurado. “La zona de desarrollo próximo es la distancia entre el nivel real de desarrollo, determinado por la capacidad de resolver independientemente un problema y el nivel de desarrollo potencial, determinado a través de la resolución de un problema bajo la guía de un adulto o en colaboración con otro compañero más capaz”. Además de la zona de desarrollo próximo que plantea Vygotsky, también da importancia a la interacción social, puesto que determina que el aprendizaje se produce más fácilmente en situaciones colectivas. “El aprendizaje humano presupone una naturaleza social específica y un proceso, mediante el cual los niños acceden a la vida intelectual de aquellos que los rodean”. Para Brunner su enfoque se dirige a favorecer capacidades y habilidades para la expresión verbal y escrita, la imaginación, la representación mental, la solución de problemas y la flexibilidad metal. La educación es vista por él como el resultado global de las influencias familiares, comunitarias, culturales y de formación académica que un determinado grupo humano ofrece a sus miembros, nos plantea la responsabilidad de enseñar a los estudiantes a pensar y a descubrir caminos para resolver problemas viejos con métodos nuevos, así como buscarle solución a nuevos problemas para los cuales las viejas fórmulas no son adecuadas. Hay que ayudar al estudiante a ser creativo, a innovar, a encarar emergencias e imprevistos. (Bruner, Jerome, 1986). A través de lo planteado por Brunner se encuentra también el rol que obtiene el juego lúdico para la consecución de logros en el aprendizaje. “El juego está controlado por el propio jugador, le proporciona a éste la oportunidadde pensar, de hablar e incluso de ser el mismo”. Asociando MARCO TEÓRICO 23 la importancia del juego y el aprendizaje se vincula con este pensamiento el libro de los videojuegos, el cual menciona la importancia de que con su uso se puede pensar apasionadamente “Contribuir a que los videojuegos… se conviertan en un instrumento educativo con el que es posible hacer más fácil el aprendizaje” (Contreras, Eguia, Solano,2011). Dentro del Plan y Programas de Estudio 2011 de educación básica se indica que: “La Educación Básica, en sus tres niveles educativos, plantea un trayecto formativo congruente para desarrollar competencias y que, al concluirla, los estudiantes sean capaces de resolver eficaz y creativamente los problemas cotidianos que enfrenten, por lo que promueve una diversidad de oportunidades de aprendizaje que se articulan y distribuyen a lo largo del preescolar, la primaria y la secundaria”. Es por ello que se presenta la siguiente propuesta: “Aplicación para el apoyo al aprendizaje de fracciones en 3er ciclo de primaria” ya que uno de los rasgos del perfil de egreso que debe cumplir el alumno al término de su educación básica es el Rasgo I: “Aprovecha los recursos tecnológicos a su alcance como medios para comunicarse, obtener información y construir conocimiento”. (Secretaría de Educación Pública. 2011). “Hablar de videojuegos como un entorno de aprendizaje, es hablar de un cambio de paradigma en la educación. Esto puede significar que los modelos y patrones determinados en la educación ya no existen, porque los nuevos modelos y patrones que difieren de los antiguos de una manera marcada los han sustituido. Los videojuegos fomentan la experiencia y el aprendizaje constructivista, que sostiene que el conocimiento es construido por los alumnos y que la discusión anima a la negociación y a la colaboración entre los estudiantes Y que la inmersión, junto con otros atributos, ofrece diferentes alternativas de juego y en el caso educativo permite proporcionar contenidos de aprendizaje”. (Lacasa, Pilar. 2011) La educación no debe de estar cerrada a nuevos horizontes que proporcionen la posibilidad de desarrollar el potencial y las habilidades de cada uno de los estudiantes, por lo que estas teorías, si bien no son perfectas y poseen puntos débiles, aún podemos apoderarnos algunas de sus ideas que armonizadas pueden alcanzar niveles extraordinarios de aprendizaje y al mismo tiempo, generar una educación de calidad. Ésta establecerá en los estudiantes la determinación de MARCO TEÓRICO 24 continuar aprendiendo a lo largo de su vida de forma independiente. Favorecerá además la habilidad de plantear y solucionar problemas, vaticinar resultados y ampliar el pensamiento crítico, la imaginación espacial y el pensamiento deductivo; introducirá al mundo social y al mundo natural y moldeará buenos ciudadanos que vivan en libertad y en la cultura de la justicia. Esta propuesta es de gran utilidad para desarrollar líneas de acción didáctica, para perfilar el conjunto de estrategias de manera planificada para llevar a cabo una apropiada formación de estudiantes. Éstas constituyen la herencia de enfoques del constructivismo, por quienes han estudiado las formas en que mejor se aprende, por tanto, el tema aporta el conocimiento que es para nosotros los docentes de gran interés, ya que ha de orientar la actuación de la educación de nuestra actualidad. El eje principal en la labor docente son los alumnos y a partir de ellos se debe abordar no sólo los aspectos académicos sino debemos proporcionar una integración entre sus procesos de desarrollo cognitivo, biológico, social, afectivo y emocional. Facilitar espacios que sean inclusivos y que transformen la monotonía áulica, se convierte en un desafío para cada maestro porque este trabajo implica que constantemente estemos haciendo autoevaluaciones objetivas sobre el desempeño docente y la forma en que las necesidades grupales son cubiertas y para ello necesitamos de los aportes proporcionados de los distintos autores en el ámbito educativo. Aprendizaje cooperativo Dentro del currículo oculto en el área de educación se trabaja el aprendizaje cooperativo, puesto que el alumno es un ser social que no puede vivir aislado de los demás. La escuela tiene el compromiso de prepararlos para que puedan trabajar en conjunto en la mejora y desarrollo de su comunidad. Linares Garriga, José Emilio. (S/F) menciona que: “Los métodos de aprendizaje cooperativo son estrategias sistematizadas de instrucción que presentan dos características generales: la división del grupo de clase en pequeños grupos heterogéneos que sean representativos de la MARCO TEÓRICO 25 población general del aula y la creación de sistemas de interdependencia positiva mediante estructuras de tarea y recompensa específicas” (Serrano y Calvo, 1994; Sarna, 1980; Slavin, 1983). Aprendizaje colaborativo Dentro de un aula existe diálogo permanente lo que posibilita la participación activa de alumnos y maestros. Las actividades que se proponen hoy en día van orientadas a que el alumno por sí mismo pueda explicar a otros lo que en conjunto aprenden agrupados en pequeños equipos de trabajo. “Aprendizaje colaborativo (AC) se refiere a la actividad de pequeños grupos desarrollada en el salón de clase. Aunque el AC es más que el simple trabajo en equipo por parte de los estudiantes, la idea que lo sustenta es sencilla: los alumnos forman "pequeños equipos" después de haber recibido instrucciones del profesor. Dentro de cada equipo los estudiantes intercambian información y trabajan en una tarea hasta que todos sus miembros la han entendido y terminado, aprendiendo a través de la colaboración” (Aprendizaje colaborativo, 2016). Obligación del maestro El maestro debe ser un modelo a seguir capaz de equilibrar la enseñanza con el aprendizaje, adecuándose al contexto que se encuentre ajustando las estrategias de enseñanzas de acuerdo a los alumnos, buscando e implementando nuevas didácticas, tomando en cuenta lo que mencionan los teóricos acerca de cómo se deriva el conocimiento, el contexto, la información que se tiene y las experiencias en donde ese pequeño diamante ha logrado brillar con luz propia en busca de sus metas. MARCO TEÓRICO 26 Gamificación Gabe Zichermann y Christopher Cunningham (2011) tratan el concepto de gamificación en su obra Gamification by Design. La definen como “un proceso relacionado con el pensamiento del jugador y las técnicas de juego para atraer a los usuarios y resolver problemas” (p.11). Así pues, se pretende que el prototipo de juego de fracciones que se presenta pueda vincular las áreas psicológicas y sociales del alumno jugador y que con ello se influya en el aprendizaje. Kapp (2012) señala algunas de las características de la gamificación, Características muchas ellas compartidas por Zichermann y Cunningham (2011): La base del juego: donde encontramos la posibilidad de jugar, de aprender, de consumir (la información del producto que se desee transmitir) y la existencia de un reto que motive al juego. También habría que prestarle atención a la instauración de unas normas en el juego, la interactividad y la retroalimentación: • Mecánica: La incorporación al juego de niveles o insignias. Generalmente son recompensas que gana la persona. Con esto fomentamos sus deseos de querer superarse, al mismo tiempo que recibe información del producto. • Estética: El uso de imágenes gratificantes a la vista del jugador. • Idea del juego: El objetivo que pretendemos conseguir. A través de estas mecánicas de juego el jugador va recibiendo información, en ocasiones perceptibles solo por su subconsciente. Con esto logramos que simule ciertas actividades de la vida real en la virtual y que con ello adquiera habilidades que quizás antes no tenía.• Conexión juego-jugador: Se busca por tanto un compromiso entre el jugador y el juego. Para ello hay que tener en cuenta el estado del usuario. Padilla, Halley y Chantler (2011) en Improving Product Browsing Whilst Engaging Users indican que el jugador tiene que encontrar con relativa facilidad lo que está buscando, ya sean los botones que necesite o las instrucciones del juego. Si no encuentra con relativa facilidad lo que busca, creará un estado de frustración hacia el juego, y la relación jugador-juego será negativa. MARCO TEÓRICO 27 • Jugadores: Existen diferentes perfiles de jugadores, pueden ser jóvenes o no, estudiantes o no. Por la existente diversidad, Kapp hace una división entre los jugadores que estén dispuestos a intervenir en el proceso de creación y que se sentirán motivados a actuar en el juego, y las que no. • Motivación: La predisposición psicológica de la persona a participar en el juego es sin duda un desencadenante. Una consideración respecto a la motivación en la gamificación es que “ni sin suficientes desafíos (aburridos) ni con demasiados (ansiedad y frustración). Y como las personas aprenden a base de tiempo y repetición, los desafíos tienen que ir aumentando para mantenerse a la altura de sus crecientes habilidades” (Csikszentmihalyi en BBVA Innovation Edge, 2012, p.9), hay que buscar un término medio para que el sujeto no se vea incapaz de conseguir el objetivo, y por tanto deje el juego, o todo lo contrario, que el juego se presente tan fácil de resolver que no tenga atractivo para el jugador. • Promover el aprendizaje: la gamificación incorpora técnicas de la psicología para fomentar el aprendizaje a través del juego. Técnicas tales como la asignación de puntos y la retroalimentación correctiva. • Resolución de problemas: Se puede entender como el objetivo final del jugador, es decir, llegar a la meta, resolver el problema, anular a su enemigo en combate, superar los obstáculos, etc. (Cruzado, Troyano, Yolanda. S/F). Serious Games “El ejercicio de diseñar serious games educativos o de discurso social puede ser una buena forma de ensayar en el aula una aproximación transversal al diseño, orientada a resaltar su rol como factor de innovación en la actual sociedad del conocimiento, y la función social de esta disciplina.” (Morales Mora, Joan. 2013). MARCO TEÓRICO 28 M- learning Según Brazuelo F. y Gallego D. (2011), podemos definir el Mobile Learning como la modalidad educativa que facilita la construcción del conocimiento, la resolución de problemas de aprendizaje y el desarrollo de destrezas o habilidades diversas de forma autónoma y ubicua gracias a la mediación de dispositivos móviles portables. (Guía para la implantación del MOBILE LEARNING. 2013). Este aprendizaje recibe el nombre porque es un aprendizaje electrónico móvil que hace uso de los dispositivos móviles que tengan alguna conexión inalámbrica. La educación evoluciona junto con la tecnología, por tanto, no debe ser un proceso aislado, sino debe existir una vinculación entre lo educativo y lo tecnológico. Motores para videojuegos Para comenzar con el diseño, la propuesta del videojuego está planteada en el motor de videojuegos: Unreal Engine. Por ser un motor con menos codificación, menos complicación y con una gran optimización de tiempo. Según los 10 innovadores motores para videojuegos de realidad virtual. (iQ Intel, 2016): “Fue creado por Epic Games en 1998. En 2012 se presentó Unreal Engine 4, una nueva versión del motor. Este motor se utiliza para crear videojuegos de FPS, de estrategias y de carreras. Entre las empresas que lo utilizan se encuentran Electronic Arts y Ubisoft. Utiliza el lenguaje de programación C++. Epic Games permite que un gran número de personas pueda utilizar este motor (gratuita desde 2015). Entre los videojuegos programados que utilizan este motor para videojuegos se incluyen los siguientes: Batman: Arkham Asylum, BioShock, Gears of War, Medal of Honor: Airborne, Mortal Kombat vs. DC Universe”. DESARROLLO 29 IV. DESARROLLO El desarrollo de la aplicación se basa en la metodología orientada a objetos “Proceso Rational Unificado” o RUP (por sus siglas en inglés de Rational Unified Process) que utiliza el lenguaje Unificado de Modelado UML ya que constituye la metodología estándar más utilizada para el análisis, diseño, implementación y pruebas. 4.1. Modelación de Negocios Este apartado se describe las necesidades y requerimientos de la institución de lo referente al proceso de enseñanza aprendizaje. 4.1.1. Definición de objetivos Los objetivos de la aplicación son: Enseñar las fracciones, evaluar el aprendizaje del alumno, mostrar ejercicios de fracciones, mostrar valores mediante la narrativa de la historia, así como controlar la sesión de los jugadores y administrar el aprendizaje como se muestra en la figura 4.1. 4.1.2. Planificación En la figura 4.2 se muestra la planificación mediante una gráfica de Gantt para la planeación de actividades. El desarrollo inicia el 1 de agosto del 2016, con la modelación de negocios, hasta el 27 de septiembre del 2016 continuando después con el análisis iniciando el 28 de septiembre del 2016 hasta el 26 de octubre del 2016, luego se entra a la etapa de diseño y codificación desde el 27 de octubre del 2016 hasta el 5 de enero del 2017 y finalizando con la etapa de pruebas del 9 de enero 2017 hasta el 20 de mayo del 2017. DESARROLLO 30 4.1.3. Análisis de riesgos En la tabla 4.1., se analizan los posibles riesgos del proyecto, con la finalidad de tener un plan de acción para eliminarlos o mitigarlos. Es importante evaluar los riesgos, porque de ello depende el éxito del desarrollo del sistema. Todo riesgo es una situación que se tiene que controlar. Se describe el riesgo, se analizan las causas, se plantea la solución en caso de que ocurra y se determina en porcentaje la posibilidad de que suceda. Figura 4.1. Objetivos. DESARROLLO 31 Figura 4.2. Planificación. Tabla 4.1. Análisis de riesgos. Riesgo % Descripción Causa Efecto Solución Tiempo 90 Falta de tiempo para el desarrollo de la aplicación Desconocimiento de las herramientas, lo que con lleva tiempo estudiar para desarrollar los ejercicios y la aplicación Que no se desarrolle la aplicación completa Implementar una parte y desarrollar de manera incremental No tener el equipo necesario 80 Los programas por utilizar en la fase de diseño requieren de mucho procesamiento La máquina que se contaba para realizar el trabajo salió defectuosa Se retardo el desarrollo por lo afecta la calidad Desarrollar en un equipo nuevo específicamente y después en general Complejidad 95 La programación de la aplicación puede ser muy compleja Los objetivos para la aplicación pueden llegar a ser muy complejos Reducción en los contenidos del software Solo realizar de 2 a 3 temas Recurso Humano 100 Se requiere de mucho personal para la realización del proyecto, como diseñadores, programadores El software requiere mucho detalle en el diseño y en la programación Software sin diseños bonitos y con problemas en la programación Estudiar rápidamente los temas de diseño y programación para poder hacer el proyecto DESARROLLO 32 4.1.4. Atributos del sistema Tomando en cuenta que un atributo es una característica que define la calidad del software es importante definirlas. Económico. Por ser parte de una investigación, el software se pondrá a disposición de los maestros y alumnos de forma gratuita. Eficiente. El software está hecho para funcionar con el equipo actual de los maestros y alumnos teniendo en cuenta sus limitantes en hardware y software para su óptimo funcionamiento. Útil.El software será de gran utilidad para la escuela y los maestros, para reforzar los ejercicios de fracciones en sus clases. Fácil de usar. Pensado para los alumnos, se integrarán instrucciones claras para así, facilitarles el uso del software y su entorno. Atractivo. El software se hizo con la tecnología más nueva, con los diseños más detallados que se pueden encontrar, para llamar la atención de todos los alumnos. Confiable. Por tener como base el temario y cuadernillos de la SEP el software es confiable para su uso en el salón de clase y así poder cumplir con el aprendizaje. 4.2. Requerimientos Los requerimientos son las especificaciones que marca el cliente conforme al software, se incluyen en la tabla 4.2. Requerimientos del cliente. DESARROLLO 33 Tabla 4.2. Requerimientos del cliente. Requerimientos Hardware Procesador 1.3Ghz Tarjeta Gráfica Integrada Memora Ram 2GB Disco Duro 32GB Costo 99US Software Windows 8.1 64 bits Navegador (Edge) 64 bits Motor moderno (Unreal Engine ) 4.13 Recursos Humanos Alumnos Maestros Capacitador 4.2.1. Funciones del sistema Primero se analiza las actividades que lleva el maestro, después se muestra las funciones que se implementan en el software. La problemática se relaciona con el aprendizaje de fracciones para alumnos del tercer ciclo escolar de primaria. Los temas que se enseñan son lo que se representan en el plan y programas de la Secretaría de Educación Pública (SEP) que consiste en cinco bloques (Tabla 4.3.) según información recaba en la entrevista con los maestros (Ver Anexo B). Las actividades, que lleva a cabo el maestro para el proceso enseñanza aprendizaje son: Planea la clase, prepara material, imparte el tema, aplica los ejercicios individualmente, escribe un ejercicio en el pizarrón y cuestiona al grupo y por último se hace una evaluación individual apoyándose en el cuadernillo de la SEP, ver figura 4.3. DESARROLLO 34 Tabla 4.3 Temario de la SEP. 5° SENTIDO NUMÉRICO Y PENSAMIENTO ALGEBRÁICO. Números y sistemas de numeración. Resolución de problemas que impliquen sumar o restar fracciones cuyos denominadores son múltiplos uno de otro. SENTIDO NUMÉRICO Y PENSAMIENTO ALGEBRAICO. Números y sistemas de numeración. · Conocimiento de diversas representaciones de un número fraccionario: con cifras, mediante la recta numérica, con superficies, etc. Análisis de las relaciones entre la fracción y el todo. SENTIDO NUMÉRICO Y PENSAMIENTO ALGEBRAICO. Números y sistemas de numeración. · Comparación de fracciones con distinto denominador, mediante diversos recursos. Problemas aditivos · Uso del cálculo mental para resolver adiciones y sustracciones con números fraccionarios y decimales. SENTIDO NUMÉRICO Y PENSAMIENTO ALGEBRAICO. Números y sistemas de numeración. · Identificación de la regularidad en sucesiones con números (incluyendo números fraccionarios) que tengan progresión aritmética, para encontrar términos faltantes o continuar la sucesión. Problemas aditivos · Resolución de problemas que impliquen sumas o restas de fracciones comunes con denominadores diferentes. SENTIDO NUMÉRICO Y PENSAMIENTO ALGEBRAICO. Números y sistemas de numeración. · Uso de la expresión n/m para representar el cociente de una medida entera (n) entre un número natural (m): 2 pasteles entre 3; 5 metros entre 4, etcétera. DESARROLLO 35 Figura 4.3 Funciones de enseñanza del maestro. Se entrevista a los maestros (ver anexo B) y se analizan las actividades que realiza durante el proceso de enseñanza aprendizaje como se muestra en la figura 4.4. Se puede observar que el maestro tiene identificado que tipo de alumnos tiene si son visuales, kinestésicos o auditivos, como ya se ha mencionado esta información las obtiene de las pruebas VAK y CHAE realizadas al inicio del año. El maestro observa el bloque del Programa y observa el temario correspondiente para saber qué tema se abordará con los alumnos. Observa los libros de texto y guías que se les entregó a los alumnos para ver los ejercicios y prácticas para el tema seleccionado. Posteriormente el maestro observa que material de apoyo adicional del cual se va a apoyar y con toda esta información prosigue a “planear”. Los procesos donde el alumno interactúa él solo es en el salón donde con actividades básicas como jugar, participar, razonar, apropiar y demostrar deberá adquirir el aprendizaje significativo como se muestra en la figura 4.5. Por consiguiente, después de analizar las actividades que lleva el maestro, las funciones que se implementan en el software son: Planea El maestro planea su actividad en clase, para los cuales utilizan un formato llamado de “planeación” como se muestra en la figura 4.6. En este formato llena la materia que está planeando, el eje que corresponde, el tema, los contenidos del programa los propósitos o la DESARROLLO 36 intención didáctica, los aprendizajes esperados, las competencias que se favorecen, los estándares curriculares a trabajar, la secuencia de aprendizaje, la cual consiste en que va a realizar el maestro en el salón de clase dividido en inicio, desarrollo y cierre aquí se ponen las dinámicas, materiales, ejercicios y tareas que los alumnos van a realizar, por último se llena el apartado de adecuaciones curriculares donde se escribe las páginas de los libros usados y/o materiales requeridos así como cual será la forma de evaluar el tema. Cada tema de las planeaciones las evalúa con una lista de cotejo (ver anexo C). En la cual después de realizar las actividades en la clase y de realizar las actividades con las cuales se evalúa el tema, se escribe el nombre del alumno y debajo de cada columna donde están los temas mostrados por el maestro se pone “si lo logra” si el alumno fue capaz de asimilar el nuevo conocimiento o “no lo logra” si el alumno no es capaz de utilizar el nuevo conocimiento. Y por último esta la clase, donde el maestro se apoyará de material concreto, material digital, ejercicios grupales, ejercicios individuales, realizar la evaluación y reforzar el tema de ser necesario. Figura 4.4. Caso de uso enseñanza del maestro. DESARROLLO 37 Figura 4.5. Caso de uso aprendizaje alumno. Prepara ejercicios La elaboración de material es en función del contenido a trabajar. En el caso de las fracciones se va del material concreto (lo que se toca) hasta el ejercicio. Un ejemplo de material concreto es el siguiente: • Se trabaja con naranjas para conocer el entero y las partes en que se puede dividir. Ejemplo cada alumno tiene una naranja pelada, se le pide que la corten en medios, cuartos y octavos. • Para volver a la formación del entero se les indica que las partes integran el todo de manera equitativa. • También dentro de los materiales están los juegos como la lotería de fracciones, el domino de fracciones, memorama, la ventana de fracciones como se muestra en la figura 4.7. Antes de pasar al contenido hay que ver que tanto saben o con que elementos cuentan para las fracciones y sus temas. Se apoya en el pizarrón con algunos ejemplos y con las hojas de trabajo. DESARROLLO 38 Figura 4.6. Planeación. MATEMÁTICAS . DESAFIOS MATEMATICOS. EJE: Sentido numérico y pensamiento algebraico TEMA: Problemas aditivos. CONTENIDOS: Resolución de problemas que impliquen sumar o restar fracciones cuyos denominadores son múltiplos uno de otro. PROPÓSITOS: Intención didáctica: 1.- ¿Cuánto es en total? Que los alumnos resuelvan problemas que implican sumar fracciones con diferentes denominadores, distinguiendo cuando son múltiplos o diversos entre sí, para, en eses caso, utilizar fracciones equivalentes. 2.- ¿Sumar o restar? Que los alumnos resuelvanproblemas que implican restar y sumar fracciones con distintos denominadores (donde uno es múltiplo de otro), utilizando fracciones equivalentes. APRENDIZAJE ESPERADOS: Identifica rectas paralelas, perpendiculares y secantes, así como ángulos agudos, rectos y obtusos. COMPETENCIAS QUE SE FAVORECEN: - Solucionar problemas de forma autónoma. - Validar procedimientos y resultados. - Comunicar Información matemática. - Manejar técnicas eficientemente. ESTÁNDARES CURRICULARES A TRABAJAR: SENTIDO NUMÉRICO Y PENSAMIENTO ALGEBRAICO Resuelve problemas aditivos con números fraccionarios o decimales, empleando los algoritmos convencionales. ACTITUDES HACIA EL ESTUDIO DE LAS MATEMÁTICAS: Desarrolla un concepto positivo de sí mismo como usuario de las matemáticas, el gusto y la inclinación por comprender y utilizar la notación, el vocabulario y los procesos matemáticos. SECUENCIA DE APRENDIZAJE _Plantear problemas a los alumnos que impliquen fracciones, por ejemplo, cuando van y compran ¼ de azúcar, ½ de frijol, ¾ de crema. Si pesan todo lo que compraron, ¿cuál es el resultado en peso? Pasar algunos alumnos al pizarrón. _Dictar 5 problemas del mismo tema en el cuaderno y revisar de manera grupal. _Resolver en parejas la Consigna #1, donde deben resolver problemas de suma de fracciones con diferente denominador, siendo múltiplos o divisores entre sí. Libro desafíos matemáticos. Pág. 10 y 11. _Plantear más problemas en la libreta con diversos objetos: listón, fruta, arroz, azúcar, tortilla, etc. _Resolver en equipos de tres integrantes la consigan #2 donde los alumnos deben resolver problemas de suma y resta de fracciones con distinto denominador pero que sean equivalentes. Libro desafíos matemáticos. Pág. 12. Realizar otros problemas de manera grupal para practicar la suma y resta de fracciones. ________________________________________________________________________________ Adecuaciones curriculares: _______________________________________________________________________ Recursos: libro de texto D.M. Página 10 -11 (Listón, frutas, arroz, tortillas, frijol.) Evaluación: Actividades sugeridas por el libro, indicadores de logro en listas de cotejo. DESARROLLO 39 Figura 4.7. Materiales didácticos. Aplica ejercicios Posteriormente escribe un ejercicio en el pizarrón en la que los alumnos identifican la fracción con número y letra, como se puede apreciar en la figura 4.8. Les da un tiempo para que lo realicen en su cuaderno también y posteriormente por número de lista al azar pasan a explicar el proceso que siguieron. Hace intervenciones cuando el alumno tiene debilidad y no sabe qué realizar. Figura 4.8. Ejercicios pizarrón. DESARROLLO 40 Evalúa Como evaluación final se hace un ejercicio de manera individual apoyados en el libro de Mateprácticas. Revisa de uno por uno y ofrece retroalimentación individual a quien lo requiere además de las anotaciones correspondientes, como se puede percibir en la figura 4.9. Figura 4.9. Evaluación. 4.2.2. Datos La información por almacenar es lo siguiente: Conceptos. Son los conceptos que debe aprender el alumno, el cual debe ir resolviendo para avanzar en la aplicación conforme a los niveles de complejidad. Temario. En este se encuentra todos los temas que la SEP aborda en sus programas. Se requiere el temario para llevar acabo el seguimiento de los niveles y de la complejidad. DESARROLLO 41 Ejercicios. Estos son las operaciones entre fracciones. Los ejercicios que los alumnos van a tener que contestar para poder avanzar en el juego. Datos generales del alumno. Son los nombres y apellidos del alumno, también su cuenta de Steam que es la plataforma con la cual trabaja el motor Unreal y su cuenta de correo electrónico. Evaluación. La evaluación es el promedio de los resultados de los ejercicios, de los niveles y de las tareas realizadas por los alumnos. Esto se mostrará en la aplicación. Niveles de complejidad. Estos se basan en el temario. Los primeros niveles abarcan los primeros temas y así van subiendo la complejidad de los temas y de los ejercicios a contestar. Escenarios. Los escenarios son donde los personajes van a estar interactuando con el ambiente virtual. Valores. Por medio de la narrativa de la historia se van a estar inculcando los valores a los alumnos, conforme más avancen, más valores les serán mostrados. Contraseñas. Son palabras claves que el alumno tiene que memorizar para poder acceder a sus datos guardados en el juego. 4.2.3. Interfaces iniciales Se va a requerir las siguientes interfaces definidas por el usuario como se muestra en la figura 4.10. DESARROLLO 42 Figura 4.10. Interfaces iniciales. 4.2.4. Recursos de hardware, software y recursos humanos En la tabla 4.4., se muestran los recursos de hardware que se requiere para el desarrollo de la aplicación y para su uso, el software para el desarrollo y los recursos humanos necesarios. Costos calculados al precio actual cuando se realizó esta investigación. El programador es el que desarrolla la aplicación, los maestros brindan la información. Tabla 4.4. Recursos HW, SW, RH. Recursos Desarrollo Instalación Hardware Procesador Intel i7 1.3Ghz Tarjeta Grafica Nvidia 4gb Integrada Memora Ram 12GB 2GB Disco Duro 1TB 32GB Costo 1000US 99US Software ArgoUML Unreal Unreal Edge Office Steam Adobe Fuse CC Costo 175US 0US Recursos Humanos Diseñador Alumnos Programador Maestros Maestros Alumnos Costo 490US 0US DESARROLLO 43 4.3. Análisis En este apartado se describen los procesos a detalle que van a formar parte del software basado en la figura 4.10. corresponde a las interfaces iniciales. 4.3.1 Login El alumno inicia la sesión introduciendo el nombre de usuario y la contraseña, si no tiene usuario y contraseña el sistema debe indicarle crear uno. Captura el nombre de usuario y contraseña y el sistema checa si está registrado, y carga la sesión conforme al avance del mismo. Caso uso: Login Actores: Alumno, Sistema Resumen: El alumno inicia la sesión con un nombre de usuario y contraseña, el sistema valida la información y carga la sesión. El sistema valida los datos del alumno, valida el nivel de complejidad y carga el juego (ver figura 4.12), si no tiene usuario el sistema le indica que cree uno (ver figura 4.11). Tipo: Esencial DESARROLLO 44 Figura 4.11. Diagrama actividades login. 4.3.2. Enrolar jugadores Después de iniciar sesión el alumno podrá realizar 2 acciones, crear una sesión o buscar por una sesión ya creada, si crea una sesión esperará hasta que sus compañeros se unan a su sesión para proseguir a iniciar el juego, si se unen a una sesión ya creada esperarán hasta que los demás compañeros se unan y el creador de la sesión inicie el juego como se ve en la figura 4.13. Cuenta Login Crear Cuenta Cargar Sesión No Si DESARROLLO 45 Figura 4.12. Caso de uso login. Caso uso: Crear sesión Actores: Alumno Resumen: El alumno selecciona las características de la sesión, selecciona el nombre de la sesión, el número máximo de jugadores y el método de juego ver figura 4.14. Espera por el resto de los jugadores e inicia el juego. Tipo: Esencial. DESARROLLO 46 Figura 4.13. Diagrama actividades enrolar jugadores. Caso uso: Buscar sesión. Actores: Alumno. Resumen: El alumno entra la pantalla de encontrar partida y selecciona el modo de juego, e ingresa al encontrar una partida disponible (ver figura 4.15). Avisa al creador que está
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