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GAMIFICACIÓN EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA: UNA EXPERIENCIA DE AULA CINDY YINETH MARIN OLMOS UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN MAESTRÍA EN EDUCACIÓN BOGOTÁ, D.C., 2021 ii GAMIFICACIÓN EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA: UNA EXPERIENCIA DE AULA CINDY YINETH MARIN OLMOS Trabajo de grado presentado para optar al título de: Magister en Educación con Énfasis en Ciencias de la Naturaleza y Tecnología Director: PhD. JAIME DUVÁN REYES RONCANCIO UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN MAESTRÍA EN EDUCACIÓN BOGOTÁ, D.C., 2021 iii ¿Qué sería la vida si no tuviésemos el coraje de conseguir cualquier cosa? Vincent Van Gogh iv Dedicada A mi familia, por su apoyo incondicional. v Agradecimientos Al profesor, Phd. Jaime Duván Reyes Roncancio, director del trabajo de grado, por las palabras de apoyo constante, por la paciencia en todo el proceso, tuve la fortuna de entrar a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas con un gran mentor, infinitas gracias. A los estudiantes del grado décimo, por su participación en la investigación, y por el apoyo en cada una de las actividades que, como profesora les he propuesto. vi RESUMEN La presente investigación tiene como propósito determinar los aprendizajes que desarrollan los estudiantes del grado décimo del Colegio Virtual Siglo XXI en torno al tema de las leyes de Newton, se tomó cono base el fenómeno de lesiones en deportistas, éste sustentado en el Aprendizaje Basado en Fenómenos (ABF), lo anterior se realiza haciendo uso de la gamificación como estrategia de enseñanza. La metodología de investigación acción fue de corte interpretativo y cualitativo, se realizó por medio de un sistema gamificado, para la implementación de éste, se caracterizó a la población estudiada identificando en primera instancia la personalidad del tipo de jugador, luego, se procedió al diseño de las actividades teniendo en cuenta las dimensiones del ABF; los seis niveles del sistema gamificado sirvieron de base para realizar la recolección de la información. Posteriormente se analizó la información tomando como referente las categorías de análisis de datos: holisticidad, contextualidad, autenticidad, fuerza, leyes de newton y gamificación, se interpretaron los datos obtenidos haciendo uso del programa MAXQDA®. Finalmente los estudiantes destacan que se puede aprender de forma diferente y divertida, que las actividades los motivaron a avanzar en sus aprendizajes, se determinó que además de tener las bases teóricas correspondientes a su grado en torno al tema las leyes de Newton, lograron explicaciones desde diferentes áreas de su saber cotidiano y le encuentran valor y utilidad a lo aprendido, por parte de la investigadora se encuentra una transformación en las practicas se enseñanza, dejando de lado las ecuaciones como base central del proceso de enseñanza. Palabras clave: Gamificación, aprendizaje basado en fenómenos (ABF), leyes de Newton, fenómeno de lesiones. vii ABSTRACT The purpose of this research is to determine the learning paths on Newton’s laws developed by the tenth-grade students at Colegio Virtual Siglo XXI. The present paper is based on the phenomenon of injuries in athletes, in the context of Phenomenon-Based Learning (PBL) with gamification as a teaching strategy. The action research methodological approach was both interpretive and qualitative, it was carried out by means of a gamified system. For its implementation, the studied population was characterized by identifying the personality of the type of player. The activities were designed considering the dimensions of PBL; the six levels of the gamified system served as a basis for the collection of information. Subsequently, the information was analyzed by using the following data analysis categories: holistic approach, contextuality, authenticity, strength, Newton's laws, and gamification. The data obtained were interpreted using the MAXQDA® program. The students who participated in the present study emphasized on the idea that they learned in a different and fun way, also they concluded that the activities motivated them to advance in their learning process. It was determined that in addition to having the theoretical bases corresponding to their grade on the subject of Newton's laws, they achieved explanations from different areas of their daily life learning activities, and found value and usefulness in what they learned, the researcher found a critical way of transforming teaching practices, leaving aside equations as the main focus of the teaching process. Keywords: Gamification, phenomenon-based learning (PBL), Newton's laws, injury phenomena. viii TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 1 CAPÍTULO 1 CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA .......................................... 3 1.1 Descripción del problema y Justificación ............................................................................. 3 1.2 Pregunta de investigación ..................................................................................................... 4 1.4 Objetivos ............................................................................................................................... 5 1.4.1 Objetivo general ............................................................................................................. 5 1.4.2 Objetivos específicos .................................................................................................. 6 CAPÍTULO 2 REFERENTES CONCEPTUALES ............................................................ 7 2.1 Fenomenología ...................................................................................................................... 7 2.2 Aprendizaje Basado en Fenómenos ABF ............................................................................. 8 2.2.1 El e-learning y ABF ....................................................................................................... 8 2.2.2 Características del ABF ............................................................................................... 10 2.4 Gamificación como estrategia de enseñanza. ..................................................................... 13 2.4.1 Gamificación ................................................................................................................ 13 2.4.2 Elementos de la gamificación ...................................................................................... 14 2.4.3 Tipos de jugadores ....................................................................................................... 15 2.4.4 Modelo canvas de gamificación................................................................................... 17 2.5 Enseñanza de la Fuerza ....................................................................................................... 18 2.5.1 Fuerza ........................................................................................................................... 18 2.5.2 Leyes de Newton.......................................................................................................... 19 CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA ..................................................................................... 21 3.1 Población y muestra ............................................................................................................ 21 ix 3.2 Enfoque de investigación .................................................................................................22 3.3 Metodología de la investigación ......................................................................................... 22 3.4 Fases de la investigación ..................................................................................................... 23 3.4.1 Fase I: Diagnóstico ...................................................................................................... 25 3.4.2 Fase II: Diseño y validación de módulo didáctico. ................................................... 25 3.4.3 Fase III: Implementación de instrumentos. .................................................................. 26 3.4.4 Fase IV: Sistematización.............................................................................................. 26 CAPÍTULO 4 ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................... 27 4.1 Resultados test personalidad de los jugadores presentes en el grupo. ............................ 27 4.2 Interacción con la unidad Gamificada ............................................................................ 29 4.3 Categoría Holísticidad .................................................................................................... 32 4.4 Categoría Contextualidad................................................................................................ 35 4.5 Categoría Autenticidad ................................................................................................... 39 4.6 Categoría Fuerza ............................................................................................................. 41 4.7 Categoría Leyes de Newton ............................................................................................ 44 4.8 Categoría Gamificación .................................................................................................. 50 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 55 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................. 58 ANEXOS .......................................................................................................................... 63 x LISTA DE TABLAS Pag Tabla 1 Dimensiones, indicadores y características del ABF…………………………... 10 Tabla 2 Entre la mecánica y la dinámica gamificadoras educativas……………………. 15 Tabla 3 Características de los tipos de jugadores………………………………………. 16 Tabla 4 Cantidad de estudiantes según la clasificación del tipo de jugador……………. 26 Tabla 5 Distribución de cumplimiento de niveles por parte de los estudiantes………… 30 Tabla 6 Modelo canvas del sistema gamificado………………………………………… 66 xi LISTA DE FIGURAS Pag Figura 1 Objeto real y objeto fenómeno según Husserl………………………………. 21 Figura 2 Diseño de la enseñanza y el aprendizaje basado en el proceso de aprendizaje... 9 Figura 3 Pirámide de los elementos de la gamificación………………………………… 14 Figura 4 Gamificación modelo canvas………………………………………………….. 17 Figura 5 Representación del proceso de investigación…………………………………. 23 Figura 6 Resultado del test de un estudiante con tendencia de tipo de jugador ambicioso……………………………………………………………………… 27 Figura 7 Resultado del test de un estudiante con tendencia de tipo de jugador Triunfador…………………………………………………………………….. 28 Figura 8 Presentación del fenómeno de estudio en la unidad gamificada……………… 29 Figura 9 Línea de tiempo expectativa de entrega de actividades por parte de los estudiantes……………………………………………………………………... 29 Figura 10 Imagen de video entregado a los participantes………………………………… 62 Figura 11 Test de personalidad de jugador. Adaptado de Richard Bartle ……………….. 63 Figura 12 Mapa de personalidad según el tipo de jugador……………………………….. 63 Figura 13 Introducción a las actividades…………………………………………………. 67 Figura 14 Tabla de posiciones para los estudiantes………………………………………. 68 Figura 15 Explicación de la obtención de puntos………………………………………… 68 Figura 16 Vista de los primeros tres niveles en el campus……………………………….. 69 Figura 17 Vista de los niveles y la restricción de progreso en cada uno…………………. 69 Figura 18 Capturas de pantalla de la introducción para el nivel 1……………………….. 70 Figura 19 Capturas de pantalla del nivel 2 - Ficha de recomendación…………………… 72 Figura 20 Capturas de pantalla del nivel 3 – Foro………………………………………... 73 Figura 21 Capturas de pantalla del nivel 4 - Presentación diapositivas …………………. 73 Figura 22 Capturas de pantalla del nivel 5 - Discusión online …………………………... 74 Figura 23 Capturas de pantalla del nivel 6 - Infografía ………………………………….. 74 Figura 24 Matriz de validación de instrumentos …………………………………………. 75 1 INTRODUCCIÓN En la actualidad, se ha detectado que una de las causas del bajo desempeño académico en los estudiantes es la desmotivación hacia el proceso escolar, según el estudio realizado por Villar (2018), los aspectos familiares, currículo escolar, rutina, contexto, tipos de profesores, son algunos de los factores que influyen en la falta de interés; no lejana a esa realidad está la enseñanza de las ciencias y más específicamente la enseñanza de la física, en la cual, en la mayoría de casos se utiliza como guía, textos escolares genéricos con “problemas”, así lo llaman los estudiantes, que están lejanos a su diario vivir y que no los conecta con actividades que hacen en su cotidianidad. Villar (2018), también expone la necesidad de un cambio de currículo en la cual se reflexione constantemente sobre los contenidos, los cuales deberían estar dirigidos a una educación afectiva y significativa para los estudiantes, también invita a cambiar la mentalidad de los docentes y dotar las clases de metodologías activas e interactivas. Por lo anterior, se propone plantear una serie de actividades que sean atractivas para los estudiantes, que permitan una conexión con su mundo actual, para ello se hará uso de la gamificación y de las características del Aprendizaje Basado en Fenómenos, estrategias que han permitido una inmersión en las vivencias de los estudiantes y han influido en la motivación de estos. En este trabajo se da a conocer la investigación realizada en torno a la experiencia en el aula al aplicar la gamificación como estrategia de enseñanza de un tema de dinámica clásica. Así, en el primer capítulo se hace la descripción y justificación del problema, se exponen las preguntas orientadoras, el objetivo general y los objetivos específicos, los cuales sirven de guía en el desarrollo de todo el proceso. En el capítulo 2, se presentan las categorías que sustentan la investigación, en la primera parte se da a conocer el concepto de fenomenología; luego se expone el Aprendizaje 2 Basado en Fenómenos y sus implicaciones en la educación virtual; posteriormente se explican las características de las gamificación, finalmente se hace un acercamiento a las leyes de Newton. En el capítulo 3, se muestra la metodología, empezando por la descripción de la población y la muestra estudiada; la investigación es de enfoque cualitativo, enmarcado en la investigación- acción con corte interpretativo y se explican las fases de la investigación. En el capítulo 4, se exponen los resultados y el correspondiente análisis teniendo en cuenta la información recolectada de los instrumentos aplicados a través del sistema gamificado, el análisis se hizo a través de del software de análisis de datos MAXQDA®. Finalmente se presentan en el reporte, las conclusiones que dan cuenta de la interpretación de la información obtenida, enmarcado en los objetivos planteados. 3 CAPÍTULO 1 CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA 1.1 Descripción del problema y Justificación El colegio Virtual Siglo XXI es una institución de carácter privado, de Educación formal con 21 años detrayectoria, que orienta su labor desde grado primero a grado once, actualmente cuenta con 920 estudiantes distribuidos en dos calendarios A y B, y con dos modalidades de enseñanza virtual y semipresencial. Desde sus inicios se ha enfocado a estudiantes que por diferentes razones no pueden asistir a un aula de manera regular, ya sea por su proyecto de vida (deportistas de alto nivel, artistas), por sus condiciones de salud o porque no desean continuar con procesos convencionales de aprendizaje. El modelo pedagógico de la institución está enfocado hacia el constructivismo, con énfasis en el aprendizaje significativo, para lograr esta formación hace uso del aula invertida o modelo invertido de aprendizaje, en donde el estudiante adquiere conocimientos al desarrollar guías de aprendizaje, las cuales se encuentran alojados en un campus virtual (Moodle), en espacios y horarios de su elección, luego las presenta al profesor para realizar un proceso de retroalimentación y posteriormente de consolidación del aprendizaje. Al iniciar un periodo académico, cada docente carga en el campus virtual entre tres y cuatro actividades, en cada una de esas actividades los estudiantes desarrollan una serie de tareas que le permiten cumplir con el desempeño propuesto. Al finalizar dichas tareas, el estudiante se pone en contacto con el docente por la plataforma Teams® o de manera presencial para sustentar. Un aspecto para tener en cuenta en la metodología de estudio de la institución, es que los estudiantes tienen diez semanas para realizar el proceso de retroalimentación y son ellos quienes eligen en qué momento hacerlo, en las observaciones de los últimos seis años se 4 ha encontrado que un gran porcentaje de estudiantes no organizan su tiempo de manera adecuada y dejan para las últimas semanas materias como física, química y matemáticas, lo anterior genera una saturación de sustentaciones y por lo tanto se dificulta verificar el proceso de aprendizaje. Una de las principales causas que se ha encontrado para postergar la realización de las asignaturas mencionadas anteriormente, es que perciben que esta asignatura no les sirve para su futuro, reconocen que sí tiene cierta incidencia en algunos fenómenos aislados en su entorno, pero no ven relación alguna con su diario vivir. Otra razón que se ha evidenciado es que las actividades que se encuentran en el campus virtual no generan interés para su desarrollo, se cambia el tablero y libros de texto en físico por archivos PDF o por objetos virtuales, los cuales tienen una interacción mínima con el usuario. De acuerdo con lo anterior, se observa la necesidad de hacer mejor uso de las herramientas virtuales que se tienen a disposición y de mejorar la interacción entre el campus virtual y el estudiante. En revisiones bibliográficas realizadas se ha encontrado que una manera eficiente de llamar la atención de los estudiantes es a través del juego y según Area y González (2015), “la incorporación de elementos y mecánicas de los juegos en la educación podría disminuir los abandonos, la falta de motivación, el desgano y la falta de compromiso con el proceso de enseñanza” (p.24), aspecto que adquiere relevancia ante la posibilidad de organizar nuevas formas de enseñanza en metodología virtual. 1.2 Pregunta de investigación Este contexto ha suscitado la siguiente pregunta de investigación: ¿Qué aprendizajes se desarrollan en los estudiantes de grado décimo del Colegio Virtual Siglo XXI cuándo se implementa un módulo de dinámica clásica involucrando la gamificación como estrategia de enseñanza? 5 Además, surgen algunas preguntas movilizadoras: ¿Qué relaciones entre gamificación y aprendizaje basado en fenómenos se pueden considerar en el diseño del módulo para fomentar la apropiación de aprendizajes? ¿De qué manera gamificar la enseñanza de la física estimula la participación de los estudiantes en una plataforma virtual? ¿Qué tipo de ambiente gamificado es apropiado para mejorar la participación de estudiantes de grado décimo con un ambiente virtual de aprendizaje? La importancia de esta investigación radica en la necesidad latente de transformar prácticas educativas propias, las cuales tienen arraigadas formas de enseñanzas convencionales que fueron heredadas de aprendizajes previos. Con la inmersión en Educación virtual y el conocimiento de nuevas tecnologías se abren posibilidades a nuevas metodologías que requieren un cambio de mentalidad, primero en beneficio del maestro y de manera subsecuente en el de la generación que se está formando, en este orden, la gamificación forma parte de las metodologías que requieren ser investigadas y abordadas con la finalidad de ofrecer a los estudiantes enfoque que los motiven a aprender. 1.4 Objetivos Por lo anterior se plantean los siguientes objetivos con la finalidad de dar cuenta de los interrogantes planteados. 1.4.1 Objetivo general Determinar los aprendizajes que desarrollan los estudiantes de grado décimo del Colegio Virtual Siglo XXI a través de la implementación de un módulo de dinámica clásica que involucre la gamificación como estrategia de enseñanza. 6 1.4.2 Objetivos específicos 1. Diseñar un módulo de enseñanza de dinámica clásica para estudiantes de grado décimo que involucre la gamificación como estrategia de enseñanza. 2. Implementar el módulo de enseñanza de la dinámica clásica en estudiantes de grado décimo del colegio Virtual Siglo XXI. 3. Caracterizar los aprendizajes que desarrollan los estudiantes en torno al tema leyes de Newton mediante el uso de la gamificación como estrategia de enseñanza. 7 CAPÍTULO 2 REFERENTES CONCEPTUALES En este capítulo se presentan las categorías que sustentan la investigación, en la primera parte se da a conocer el concepto de fenomenología; luego se expone el Aprendizaje Basado en Fenómenos y sus implicaciones en la educación virtual; posteriormente se explican las características de las gamificación, finalmente se hace un acercamiento a las leyes de Newton. 2.1 Fenomenología Un fenómeno se define como toda manifestación que se hace presente a la consciencia de un sujeto y aparece como objeto de su percepción (RAE, 2001), esta concepción nace a principios del siglo XX por medio del filósofo Edmund Husserl, según el cual existen dos maneras de entender el ser de algo, el siguiente diagrama ilustra lo anterior. Figura 1: Objeto real y objeto fenómeno según Husserl. Elaboración propia SER DE ALGO OBJETOS REALES Existen por sí mismos independiente del sujeto OBJETOS FENÓMENO Aparecen ante el sujeto al ser consciente de su existencia. 8 Si bien el concepto fenómeno se ha usado como un dato de la experiencia (color, sabor, sonido) para Husserl la palabra se usa a todo lo que se ofrece a la conciencia (Xiarau, 1998), lo cual conlleva a que se tome una actitud fenomenológica, para Husserl es necesario suspender el asumir de la existencia de las cosas, de manera tal que resulta posible atenerse a lo dado, a la vivencia y describirlo en su pureza (Uribe, s.f.). Para el caso de la investigación actual es de gran importancia el nivel de consciencia que puedan tener los estudiantes en torno a un fenómeno, como lo manifiesta Paoli (2012), el sujeto intuye y con su intuición genera sentido y ese sentido puede ser reflexionado y validado de diversas formas. Mediante su conciencia él define, experimenta, prepara razones y experiencias para lograr certezas en su pensamiento. 2.2 Aprendizaje Basado en Fenómenos ABF El Aprendizaje Basado en Fenómenos en adelante ABF, es un método de enseñanza aprendizaje en el cual los estudiantes aprenden de manera interdisciplinaria a través de situaciones de su entorno y de la actualidad, como lo indica Vilchis y Estrada (2021), puede ser la base para el desarrollo de habilidades de comunicación, pensamientocrítico, creatividad, colaboración y visión global del contexto en los estudiantes desde la primera etapa escolar. Symeonidis & Schwarz (2016) expresan que este enfoque se basa principalmente en el constructivismo e incluye aprendizaje socio cultural, aprendizaje progresivo por indagación y aprendizaje basado en problemas, el entramado anterior provee las herramientas necesarias para que el estudiante sea un sujeto activo en su proceso de aprendizaje, bien lo expone Silander (2015a), los estudiantes son vistos como constructores activos de conocimiento en donde la información se da como resultado de la soluciones de problema. 2.2.1 El e-learning y ABF El e-learning es un sistema de formación que tienen como característica principal la enseñanza a través de internet, en el caso particular de la presente investigación se tienen en cuenta las características del e-learning en la enseñanza virtual. 9 Silander (2015a) expone que el punto de partida del e-learning debe ser el proceso de aprendizaje del estudiante, para él, el diseño de dicho proceso incluye los objetivos de aprendizaje, los conocimientos previos y las competencias de los estudiantes, una cuestión clave es identificar como los estudiantes aprenden. En la siguiente figura se muestra cómo según el ABF se estructura el proceso de aprendizaje; en este se presentan tres unidades fundamentales: material de enseñanza aprendizaje, la tarea de aprendizaje y su orientación y la retroalimentación, nótese que el fenómeno rodea todo el proceso y hay una línea clara del progreso del proceso, hasta alcanzar la competencia del aprendizaje, la cual corresponde a la suma de los eventos durante dicho progreso. Figura 2. Diseño de la enseñanza y el aprendizaje basado en el proceso de aprendizaje Tomado de Silander (2015a) 10 Para Silander (2015a) el enfoque basado en el fenómeno es clave en la utilización de diferentes entornos de aprendizaje, por ejemplo, en el enriquecimiento del e-learning. 2.2.2 Características del ABF En la siguiente tabla se describen las características del aprendizaje basado en fenómenos clasificadas en diferentes las dimensiones del ABF. DIMENSIÓN CARACTERÍSTICAS INDICADORES Holisticidad (HL) Se refiere a la multidisciplinariedad del aprendizaje de los fenómenos, que no está integrado en las asignaturas escolares tradicionales, sino más bien se enfoca en una exploración sistemática y completa de eventos actuales en el mundo real. • Se presenta diálogo de saberes disciplinares. • Se exploran eventos contemporáneos del mundo real. • Se organizan procesos de exploración e indagación de manera sistemática • Las indagaciones contienen procesos que procuran exploraciones completas de los eventos. Autenticidad (AT) Implica el uso de métodos, herramientas y materiales, que son necesarios en situaciones del mundo real para resolver problemas que son relevantes para las vidas de los estudiantes y significativo en la comunidad. Las teorías y la información tienen un inmediato valor de utilidad, mientras que los expertos y profesionales de diversos campos • Los métodos y herramientas que se utilizan guardan relación con el mundo de la vida de los estudiantes. • Los problemas que se abordan tienen alguna importancia para los estudiantes. • Los problemas que se abordan tienen un grado de significancia para la comunidad. 11 están incluidos en una comunidad de aprendizaje y se anima a los estudiantes a formar parte de una cultura integradora • Se incluyen las “voces de los actores”, en el sentido de incorporar sus conocimientos y prácticas. • Los estudiantes se insertan en el proceso de comprensión del problema incorporando conocimientos y prácticas. • Se dinamiza una comunidad de aprendizaje Con textualidad (CTX) Se refiere al aprendizaje de fenómenos como entidades sistémicas, que son significativas en un contexto y entorno natural. En este sentido, un fenómeno no puede predefinirse, pero se mantiene bastante vago y ambiguo, ya que se presenta por los estudiantes que observan su contexto más amplio. • Se caracteriza la idea de fenómeno asociada a entidades sistemáticas. • Un fenómeno es una entidad sistemática significativa en un contexto • Un fenómeno se construye como proceso comprensivo holístico y participativo, por lo tanto, auténtico • La comprensión del fenómeno evoluciona en la medida en que los estudiantes y el profesor se involucran en el trabajo colectivo. • La comprensión –construcción del fenómeno se complejiza en relación con las resignificaciones que desarrollan los estudiantes. Investigación basada en problemas Los estudiantes plantean sus propias preguntas y construyen el conocimiento colaborativamente • El trabajo de los estudiantes se fundamenta en sus propias 12 (IBP) durante el proceso de aprendizaje, que se considera un proceso intencional de desarrollo de hipótesis y teorías de trabajo. preguntas sobre eventos del mundo real. • El conocimiento se construye en colectivo atendiendo principios colaborativos. • Los estudiantes aportan en concordancia con sus habilidades y significados de los eventos. • Los estudiantes pronuncian conjeturas sobre las explicaciones iniciales de los eventos. • Los estudiantes y los actores intercambian ideas sobre los eventos. Aprendizaje de indagación (AI) En su etapa avanzada, los propios estudiantes planean el proceso de aprendizaje creando sus propias tareas de aprendizaje y herramientas. El andamiaje es necesario para que los estudiantes se muevan más allá de lo que actualmente se debe conocer • Los estudiantes organizan planes de acción para comprender holísticamente el fenómeno • Los estudiantes y el profesor desarrollan los planes de acción para contrastar las conjeturas. • La experimentación la proponen los estudiantes. • Los trabajos prácticos se desarrollan en atención a lo que se desea comprender Tabla 1: Dimensiones, indicadores y características del ABF Tomado de Camacho, D. y Yate, P (2019) Bajo la dirección del Dr. Duván Reyes, grupo de investigación INVESTUD-CN 13 2.4 Gamificación como estrategia de enseñanza. 2.4.1 Gamificación La gamificación es un anglicismo que proviene del término gamification, su origen se remonta al año 2002 cuando el programador Nick Pelling hizo uso por primera vez de la palabra “gamification”, para referirse al uso de las dinámicas propias del juego en ambientes no lúdicos, con la finalidad de persuadir a un grupo determinado en la consecución de logros o en la resolución de problemas (Kamasheva, Yakunin y Maksimova, 2015; Díaz-Delgado, 2018). En el año 2008 Brett Terrill empleó el terminó de gamificación, definiéndolo como el “acto de tomar la mecánica de un juego y aplicarla a otras propiedades para aumentar el compromiso” (Contreras, 2017), según los mismos autores no fue hasta 2010 que empezó a verse la gamificación como concepto y como proceso comercial. En el ámbito educativo la gamificación ha tenido bastante acogida, según Teixes (2014) “la razón del éxito se encuentra en la contemporaneidad de sus planteamientos, porque no solamente pretende resolver problemas que afecten la motivación, sino que también está enfocado en los perfiles psicológicos de los estudiantes” (p.5), lo anterior se debe a que esta generación tiene características y maneras de relacionarse diferentes a las que se habían visto hasta el momento. Borrás (2015) expone algunas razones del por qué gamificar, entre ellas están: activa la motivación, permite un aprendizaje más significativo, genera compromiso, fideliza al estudiante con el contenido y las tareas, muestra resultados más medibles, entre otros. Como en toda metodología a implementarse encuentran ventajas y desventajas, sin embargo, se observa que la gamificación podría traer resultados inmediatos en los procesos de enseñanza, puesto que un gran porcentaje de estudiantes ya está inmerso en diferentes tipos de juegos. 14 2.4.2 Elementos de la gamificación Werbach y Hunter (2012) establecen tres aspectos que se deben tener en cuenta al implementar un sistema gamificado; las dinámicas, las cuales están relacionadas con la motivación del participantes, permiten entender cómo se comporta el jugador y las necesidades que puede satisfacer el juego, las mecánicas, establecen las reglas y el funcionamiento del sistema y finalmente, los componentes, son los recursos y herramientas que se emplean para el diseño de la implementación. En la siguiente figura se muestran los elementos de dicho sistema y algunos ejemplos para cada uno de ellos: Figura 3. Pirámide de los elementos de la gamificación. Adaptado de Werbach (2012) Elaboración propia. Es importante profundizar en dos elementos fundamentales, las mecánicas y dinámicas, en la siguiente tabla se muestra una descripción de las mecánicas y dinámicas más utilizadas en la gamificación. 15 Tabla 2. Entre la mecánica y la dinámica gamificadoras educativas. Tomado de Oliva (2016). En la práctica de la gamificación, los elementos mencionados, pueden variar de tipo y de cantidad, todo depende de la creatividad en que se desarrolle el juego. (Hidalgo y García (2015), Borrás Gené (2015)). 2.4.3 Tipos de jugadores Para el desarrollo de sistemas gamificados es fundamental conocer la población a la que estará dirigida, es por ello que Bartle (2004) clasifica a la población en cuatro personalidades las cuales están presentes en el juego, estos son Triunfador (achiever), Explorador (explorer), Socializador (socializer) y Asesino (killer), conocer las características de cada uno posibilita personalizar en mayor medida la experiencia de los estudiantes y tener el engagement necesario para el desarrollo viable del proceso. Algunas características de cada uno de ellos son: 16 TIPO DE JUGADOR CARACTERÍSTICA Triunfador (Achiever) Consideran la recolección de puntos y el aumento de niveles como su objetivo principal, y todo es en última instancia subordinado a esto. (Bartle, 2004) Explorador (Explorer) Les gusta investigar su entorno, descubrir, aumentar su conocimiento sobre cómo funciona el mundo virtual es fundamental para ellos. (Borrás, 2015). Sociable (Socializer) Están interesados en la gente, y lo que tienen que decir. El juego es simplemente un telón de fondo, un terreno común donde las cosas suceden a los jugadores. (Bartle, 2004) Ambicioso (Killer) Siguen la filosofía de “yo gano y tu pierdes y que se enteren todos” enfocados en lograr estatus y alcanzar unos objetivos establecidos rápida y/o totalmente. (Borrás, 2015) Tabla 3. Características de los tipos de jugadores. Elaboración propia. 17 2.4.4 Modelo canvas de gamificación El modelo canvas proviene del ámbito empresarial, se presentó en el año 2010 en el libro Business Model Generation de Alex Osterwalder e Yves Pigneur, se basa en mostrar el modelo de negocio de una manera simplificada (Júnior & Goncalves, 2016), del anterior se desprenden diferentes modelos para uso empresarial, aquí se centró la explicación en el gamification model canvas, rediseñado por Sergio Jiménez en el año 2015. (Fernández- Guinea & Moreira, 2019) y que por sus características permite ser usado en al ámbito educativo. En la imagen se muestran los aspectos para tener en cuenta en el modelo: Figura 4. Gamificación modelo canvas. Elaboración propia Las características mostradas en la figura 4 permiten al desarrollador del sistema organizar el entorno con mayor facilidad, para entenderlo en su totalidad es necesario definir los siguientes conceptos: Plataforma: Espacio donde se implementa el sistema gamificado. Estética: Describe las respuestas emocionales que se quieren evocar en el jugador. 18 Comportamientos: Describe el comportamiento de las acciones necesarias a desarrollar en el jugador para obtener respuestas a los proyectos. (Rahman et al., 2018). Coste: Describe el principal coste o inversión para el desarrollo del juego. (Rahman et al., 2018). Éxito del proyecto (en el caso de la investigación): Describe el logro que se quiere tener con la implementación del proyecto. 2.5 Enseñanza de la Fuerza 2.5.1 Fuerza El concepto de fuerza es usado en la cotidianidad de los estudiantes de manera natural, la normalización de su uso ha generado que la rigurosidad científica sobre el mismo se desvanezca. Mora y Herrara (2009) plantean como una de las causas de este problema que los alumnos llegan al ámbito escolar con ideas previas de fenómenos físicos las cuales interfieren con la adquisición de los conceptos científicos, los mismos autores dan a conocer que una de las formas para solventar esta situación es brindar explicaciones relacionadas con ideas que ya conocen, que evoquen su experiencia y que sean útiles para ellos. Dicho esto, el ABF podría ser un elemento fundamental para lograr en los estudiantes las comprensiones necesarias sobre este tema, en donde se logre una sinergia en los conceptos que ya tienen en su diario vivir con los nuevos que se reconstruyen en la escuela. Y allí, es importante que el estudiante tenga en cuenta la fuerza desde dos perspectivas: • Interacción entre cuerpos: Cuando dos cuerpos entran en contacto, cada uno ejerce fuerza sobre el otro. • Simultaneidad de la acción, quien ejerza la fuerza y quien la reciba. 19 2.5.2 Leyes de Newton Desde su surgimiento, la teoría newtoniana marcó un hito fundamental en la ciencia, dada la rigurosidad científica con la que se presentó, a pesar de ser enunciada en el siglo XVII aún se mantiene vigente (Hernández y Melo, 2005). A continuación, se hará una introducción breve a las tres leyes de Newton y se describen los aspectos fundamentales que debe reconocer un estudiante. 2.5.2.1 Primera ley o Principio de inercia. Esta ley se enuncia así “Si la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo es nula, permanecerá a velocidad constante (en un sistema de referencia inercial)” Miguel (1986) De este primer principio es importante que los estudiantes reconozcan: • La equivalencia entre el Movimiento Rectilíneo Uniforme y el reposo. • La imposibilidad de realizar una experiencia en la cual se desarrolle un MRU, pues para un MRU es necesario un espacio y tiempo infinitos. • La acausalidad del principio, lo cual significa que un móvil en un MRU no necesita de causas para mantenerlo y desarrollarlo. (Viau, Tintori y Gibbs, 2020). 2.5.2.2 Segunda ley o ley fundamental de la dinámica. Esta ley se expone así: “la fuerza resultante ejercida sobre un cuerpo es igual al producto de su masa (inercia) por la aceleración que la fuerza le produce”. Miguel (1986) De manera simbólica se encuentra así: ∑ �⃗� = 𝑚 ∙ �⃗� De este principio se podría esperar en primera medida que los estudiantes: • Una relación de causa y efecto, y no una definición de fuerza como lo es masa por aceleración. (Lara-Barragán Gómez, 2008). 20 • La relación de proporcionalidad que existe entre la fuerza y la aceleración y entre la fuerza y la masa. 2.5.2.3 Tercera ley o Principio de acción y reacción. Se encuentra en la literatura de la siguiente manera “Cuando dos cuerpos interaccionan, la fuerza que el primer cuerpo ejerce sobre el segundo (acción) es igual y opuesta a la fuerza que el segundo ejerce sobre el primero (reacción)” Miguel (1986). De este principio es importante que los estudiantes reconozcan: • La imposibilidad de tener una fuerza sola. En cualquier aplicación de fuerza, siempre hay una interacción mutua, y que lasfuerzas siempre se dan en pares. Para cada fuerza (acción), hay una fuerza igual y opuesta (reacción). (Wilson et al., 2007). 21 CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA En este capítulo se presenta la metodología de la investigación, se detalla la población y muestra estudiada, el enfoque elegido, las fases de la investigación y las herramientas utilizadas. 3.1 Población y muestra La investigación se desarrolla con estudiantes de grado décimo del Colegio Virtual Siglo XXI, institución privada, ubicada en la localidad de Teusaquillo, el cual presta servicio de educación formal desde grado primero a undécimo, el estrato promedio de la población es cuatro. El establecimiento tiene aprobación para calendario A y B, mixta, modalidad virtual y presencial, cada calendario y modalidad posee un grupo por cada grado, en bachillerato cada grupo está compuesto por 25 estudiantes. El universo de población es de 14 estudiantes, 9 mujeres y 5 hombres, cuyas edades oscilan entre 16 y 17 años, el muestreo fue no probabilístico, debido a que se escogió la muestra basado en el juicio de la investigadora y no al azar, la muestra es homogénea, dado que las unidades que se van a seleccionar poseen un mismo perfil o características, o bien comparten rasgos similares (Hernández, Fernández y Baptista, 2014), este criterio de selección fue rendimiento académico de nivel básico en el grupo, estudiantes con baja organización personal, con tiempos de entrega de trabajos académicos en las últimas semanas del periodo y con actividades deportivas extracurriculares o de alto rendimiento. 22 3.2 Enfoque de investigación La investigación desarrolló un enfoque cualitativo, en ésta se tuvieron en cuenta las visiones, acciones y aprendizajes de estudiantes de grado décimo. Balderas (2017) expresa que este enfoque busca comprender la forma en que los sujetos perciben la realidad y la manera en que actúan para incidir en el cambio de una situación mediante la reflexión; en este sentido la investigación abordada será de corte interpretativo que según Hernández et al. (2014) “intenta encontrar sentido a los fenómenos en función de los significados que las personas les otorguen” (p.9), punto central de la investigación puesto que se busca caracterizar los aprendizajes de los estudiantes y además incidir en un cambio comportamiento. 3.3 Metodología de la investigación El enfoque metodológico está enmarcado en la investigación-acción (IA), la cual es pertinente en cuanto al carácter colectivo que implica la planeación y desarrollo de las prácticas de investigación. Así, la participación de los estudiantes consistió en tener el rol propositivo en el proceso y la participación de la docente – investigadora consistió en ser guía, orientadora de todo el proceso. Para el desarrollo de la investigación, entre las variadas opciones metodológicas que se tienen para la IA, se tuvo en cuenta la propuesta por Kemmis & McTaggart (1988), los cuales plantean las siguientes características: a. La I-A se plantea para cambiar y mejorar las prácticas existentes, bien sean educativas, sociales y/o personales. b. La I-A se desarrolla de forma participativa, es decir, en grupos que plantean la mejora de sus prácticas sociales o vivenciales. c. Metodológicamente se desarrolla siguiendo un proceso en espiral que incluye cuatro fases: Planificación, Acción, Observación y Reflexión. 23 d. La I-A se convierte en un proceso sistemático de aprendizaje ya que implica que las personas realicen análisis críticos de las situaciones (clases, centros o sistemas) en las que están inmersos, induce a que las personas teoricen acerca de sus prácticas y exige que las acciones y teorías sean sometidas a prueba. (p.30). Con la reflexión del proceso, este enfoque tiene como objetivo transformar la realidad y buscar un cambio en la problemática planteada. 3.4 Fases de la investigación De acuerdo con el enfoque, se plantea una ruta de investigación (Figura 5), en ésta se da a conocer las fases y las características de cada una de ellas. 24 Figura 5. Representación del proceso de investigación Elaboración propia. n 25 3.4.1 Fase I: Diagnóstico Inicialmente, se realizó la revisión bibliográfica, haciendo un mapeamiento de información, teniendo en cuenta tres ejes temáticos: el Aprendizaje Basado en Fenómenos (ABF), la gamificación del aprendizaje y las leyes de Newton, con lo cual se genera el marco teórico de la investigación. Respecto a la gamificación, se identificó los tipos de jugadores presentes en el grupo a través del test diseñado por Richard Bartle (Innova Talent, 2016) (Anexo 1), con la finalidad de orientar el diseño del módulo gamificado con las características encontradas en el grupo. Respecto al ABF se consideró como referente la matriz de características expuestas en el marco teórico. Respecto a las leyes de Newton se hizo énfasis en los contenidos del cursos para la gamificación, específicamente, ley de la inercia, ley de la dinámica y ley de acción y reacción. 3.4.2 Fase II: Diseño y validación de módulo didáctico. Con base en los resultados de la tipificación de los tipos de jugadores se procedió al diseño del módulo didáctico. Para el diseño del módulo gamificado se hizo uso del modelo CANVAS (Anexo 2), el cual está “basado en frameworks de nueve bloques, que de sistemática permiten encontrar y desarrollar las soluciones de diseño del juego” (Batistello y Cybis, 2019, p. 6). Los 6 retos que componen la unidad (Anexo 3) se plantearon teniendo como referente las características del ABF presentadas en el marco conceptual. Después del diseño de las actividades se validaron con un estudiante, un par académico y un experto, se realiza a través de una matriz (Anexo 4). 26 3.4.3 Fase III: Implementación de instrumentos. Dada la autorización por parte de la institución y de los padres de familia, se implementa al sistema gamificado por medio de la plataforma virtual de la institución, con la puesta en marcha de la unidad se recoge información acerca de los aprendizajes obtenidos por los estudiantes en torno a la leyes de Newton. 3.4.4 Fase IV: Sistematización y Análisis Para el análisis de la información, se generó el sistema categorial de forma deductiva, posteriormente se desglosa el conjunto de temas o descriptores categoriales y finalmente se sistematiza e interpreta la información con el software de análisis cualitativo de datos MAXQDA ®. En este sentido se utilizaron los principios generales del análisis de contenido (Bardin, 1986), principalmente desde un enfoque semántico cualitativo para relacionar los términos, y declaraciones de los estudiantes con las categorías de estudio. 27 CAPÍTULO 4 ANÁLISIS DE RESULTADOS En este capítulo se presentan los resultados de la investigación, en la primera parte se dan a conocer los resultados del test de personalidad del tipo de jugador, en una segunda parte se abordan los aspectos encontrados en relación con la implementación de la unidad gamificada, y finalmente, se muestran las interpretaciones que se realizan de los aprendizajes de los estudiantes teniendo como centro las categorías de análisis. 4.1 Resultados test personalidad de los jugadores presentes en el grupo. Después de obtener los datos de la aplicación del test a los 14 estudiantes (E1,…E14), se encontró que la mayoría tuvo tendencia hacia un perfil de jugador triunfador, en la siguiente tabla se muestra los resultados de dicha tendencia. PERSONALIDAD DEL JUGADOR CANTIDAD DE ESTUDIANTES Triunfador 9 Ambicioso 3 Social 1 Explorador 1 Tabla 4. Cantidad de estudiantes según la clasificación del tipo de jugador. Elaboración propia. 28 Es fundamental mencionar la importancia de la palabratendencia, ya que, como menciona Bartle (2004), todas las personas tienen características de los cuatro tipos de jugadores, sin embargo, hay inclinación por una de ellas. Para orientar mejor lo anterior es necesario observar las figuras 6 y 7, donde se analiza como el área de los paralelogramos está en mayor porcentaje sobre un tipo de jugador, pero una parte de éste cubre porciones de los otros tipos de jugador, es por ello que, se toma la decisión de orientar el diseño del módulo hacia el tipo de jugador con mayor tendencia. Figura 6. Resultado del test de un estudiante con tendencia de tipo de jugador ambicioso. Elaboración propia 29 Figura 7. Resultado del test de un estudiante con tendencia de tipo de jugador Triunfador. Elaboración propia 4.2 Interacción con la unidad Gamificada Según Werbach y Hunter (2012), un tipo de gamificación es aquella que busca cambiar un comportamiento, en la población investigada se buscó generar una interacción progresiva y constante con la plataforma (fig. 8), puesto que, a pesar de tener ocho semanas para la entrega de dichas guías, los estudiantes hacen sus entregas en las últimas dos semanas del periodo, con la propuesta gamificada se organizaron las entregas de tal manera que los estudiantes recibieran incentivos por entregar progresivamente sus responsabilidades. 30 Figura 8. Presentación del fenómeno de estudio en la unidad gamificada. Elaboración Propia Siendo así, se les propone la siguiente línea de tiempo de entregas para cumplir con el alcance de los seis niveles: Figura 9. Línea de tiempo expectativa de entrega de actividades por parte de los estudiantes. Elaboración propia. 31 En comparación, en la siguiente tabla se muestran las entregas realizadas por los estudiantes teniendo en cuenta las fechas de entrega de sus responsabilidades académicas. *N.A.: No aplica porque los tres primeros puestos saltaban ese nivel. Tabla 5. Distribución de cumplimiento de niveles por parte de los estudiantes. Elaboración propia. De los anteriores resultados se pudo determinar que, de los catorce estudiantes, doce hicieron su entregas de manera progresiva y antes de las fechas establecidas, lo cual sugiere que la unidad gamificada logró incentivarlos a tal punto, que planearon las entregas para optar por la recompensas. ESTUDIANTE NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3 NIVEL 4 NIVEL 5 NIVEL 6 PUNTOS RANKING E1 oct-26 oct-28 nov-05 nov-11 nov-18 N.A.* 52 1 E2 oct-27 oct-29 nov-05 nov-11 nov-20 N.A.* 52 2 E3 nov-02 nov-06 nov-06 nov-12 nov-20 N.A.* 47 3 E4 nov-06 nov-06 nov-06 nov-12 nov-17 nov-20 47 4 E5 nov-02 nov-02 nov-05 nov-12 nov-25 nov-28 47 5 E6 nov-10 nov-11 nov-12 nov-17 nov-19 nov-26 35 6 E7 oct-30 nov-06 nov-13 nov-20 nov-27 nov-27 34 7 E8 oct-28 nov-13 nov-13 nov-18 nov-23 nov-27 31 8 E9 nov-13 nov-13 nov-13 nov-20 nov-25 nov-27 29 9 E10 oct-30 nov-04 nov-13 nov-18 nov-26 dic-03 27 10 E11 oct-30 nov-06 nov-13 nov-20 nov-27 dic-03 27 11 E12 nov-05 nov-05 nov-12 nov-18 nov-25 nov-30 25 12 E13 nov-16 nov-19 nov-25 dic-03 ene-06 ene-06 0 No aplica E14 nov-06 nov-11 nov-18 nov-25 dic-10 dic-31 0 No aplica 32 4.3 Aprendizajes relacionados con la categoría Holísticidad En esta categoría se describen los aprendizajes de los estudiantes desde una dimensión holística del ABF, se aclara que esta dimensión se desarrolla con un carácter emergente, dado que el fenómeno lesiones en deportistas de la unidad gamificada combina temas y contenidos de diferentes asignaturas, pero no se fusionan totalmente, la investigación propició en los estudiantes la búsqueda consciente de la conexión del fenómeno con otras áreas del saber, es por ello que la caracterización que se muestra a continuación, se basó en los aprendizajes que demuestran los estudiantes desde diferentes asignaturas, las cuales aún están desagregadas en el currículo escolar de la institución. En primera medida, se encuentran las explicaciones del fenómeno que los estudiantes hacen teniendo en cuenta sus aprendizajes en las asignaturas de Física, Química y Biología, es el caso del siguiente estudiante que destaca el movimiento y la fuerza como los factores que producen una lesión, así mismo, enfatiza en su discurso oral y escrito, la interacción diaria que empezó a observar entre la ciencia y la cotidianidad, aspecto que resaltó en el encuentro sincrónico, haciendo énfasis en que antes de la actividad no había notado dicha relación: “Por mi parte, he aprendido principalmente la unión que tienen ciencias tales como la química, la física, con acciones que realizamos día tras día y con muchos de los fenómenos que nos suceden a diario, cómo el movimiento de los cuerpos influye con muchas lesiones y a su vez dichas lesiones se generan por fuerzas que nosotros ejercemos y que recibimos por parte de nuestro entorno.” [E4] Similar a lo anterior, en la siguiente intervención sobresale primero, el hecho de buscar ejemplos contextuales (el fútbol) para explicar con mayor facilidad los aspectos físicos que influyen en la lesión, segundo el uso de la palabra deducir, para referirse a su comprensión 33 de que el fenómeno puede ser sustentado por medio de conceptos científicos y más específicamente explicar la gravedad de una lesión: “En casos como en el fútbol cuando un jugador va corriendo y sufre una caída se puede deducir la gravedad de la lesión por medio de conceptos de física como la velocidad, la aceleración, la masa del jugador entre otros.” [E6] En el siguiente caso, también se propone que la física es un elemento importante para determinar la gravedad de la lesión, muestra una relación directa con la fuerza que se puede ejercer sobre los cuerpos. Además, el aspecto biológico toma relevancia al reconocer que los huesos y músculos pueden ser los más afectados en las lesiones deportivas: “En biología, dependiendo de la zona afectada se puede establecer que hueso o músculo se vio afectado al realizar el deporte y de esta manera solucionarlo con mayor facilidad. En física se puede determinar la gravedad de la lesión dependiendo de la fuerza o la trayectoria que el objeto haya tomado hacia el sujeto.” [E11] Sumado a los ejemplos anteriores, el siguiente estudiante hace una explicación más detallada de la causa de la lesión desde diferentes perspectivas, se nota en él una mayor apropiación por las temáticas abordadas en el curso de física. “Al ser una lesión de alguna parte del cuerpo está directamente relacionada con la biología ya que esta es la ciencia que estudia los seres vivos y su sistema. Un ejemplo también relacionado con la química puede ser el hematoma que 34 es la acumulación de sangre causada por una hemorragia interna (…) que aparece generalmente como respuesta corporal resultante de un golpe, una contusión o una magulladura. Y en la física está directamente relacionada con la cantidad de energía a la cual se ha sometido un cuerpo ya que, si es sometido a un gran esfuerzo, son más probables las lesiones.” [E2] En este punto es importante dar a conocer un rasgo que llama la atención en la investigación, al ser deportistas, los estudiantes hicieron énfasis en tres componentes: prevención, causa y cura, el siguiente caso ilustra bien lo planteado: “En física podemos ver cómo pudo haber ocurrido la lesión (físicamente) y determinar la causa. En biología podemos ver la lesión por dentro y como curarla. En química se puede crear los medicamentos para la lesión. En matemáticas podemos determinar la fuerza al igual que en física y lo que causó. En educación física podemos saber cómo prevenirla. En filosofía podemos entender como nuestro alrededor afectó la lesión. En Sociales podemos saber cómo ayudar a la persona lesionada y finalmente en informática podemos generar soluciones a la lesión.” [E10] Enla narrativa anterior se puede encontrar un avance en las conexiones realizadas con otras asignaturas, es relevante destacar que, para él, la Filosofía, las Ciencias Sociales y la Informática giran en torno a la ayuda que se le puede prestar a una persona lesionada. Para finalizar se encuentra el caso de una estudiante que, en su búsqueda, trasciende un ámbito convencional, su explicación dio cuenta de una indagación centrada en los sistemas biológicos y su relación con el desarrollo de modelos matemáticos. Si bien expresa que la matemática nunca tendrá un modelo exacto para la complejidad del cuerpo humano, de 35 manera interdisciplinar se puede encontrar una unión entre varias ciencias para solucionar problemas del fenómeno lesiones: “Los métodos que se han estudiado matemáticamente han aportado a la solución de problema reales y complejos, por ejemplo en las lesiones con ligamentos, se pueden determinar las fibras dañadas y calcular la pérdida de movilidad, hablando físicamente se puede calcular la fuerza que se empleó para que ésta lesión ocurriera y tal vez generar una ecuación para medir la elongación que las fibras restauradas pueden tener, también se pueden llegar a desarrollar modelos para ayudar a prevenir ese tipo de resultados, para saber, por ejemplo, qué fuerzas no se pueden aplicar y de esta manera no superar el límite del cuerpo humano.” [E13] Con esta categoría se encontró que, la dimensión holística representa un aspecto fundamental para desarrollar en los estudiantes una visión general de lo que aprenden, se observó en ellos interés por conectar el fenómeno con diferentes asignaturas, y siendo deportistas, se encontró una preocupación por prevenir la lesión. Con respecto a las notas de la investigadora, se plantea la necesidad de ampliar el ABF a todo el currículo escolar de la institución para lograr aumentar el grado de holísticidad en el curso de física. 4.4 Aprendizajes relacionados con la categoría Contextualidad En esta categoría se encuentran las asociaciones que construyen los estudiantes entre el tema principal del trabajo con gamificación (lesiones en deportistas) con elementos contextuales ya sea desde su experiencia propia. En primer lugar, se destaca que las lesiones se explican a través de vivencias y aspectos físicos en donde se utilizan términos 36 como “resentimientos del cuerpo” a causa de fuerzas. Un ejemplo de este caso es el siguiente: “La palabra lesión la asocio al daño físico en algo o alguien, Fisura o rotura de algo, atentando contra el bienestar de alguien, cambio de estado, fragilidad. En mi experiencia las lesiones son algún resentimiento que puede molestar o doler para hacer alguna acción, debido a una fuerza que sobrepasa el límite del cuerpo.” [E1] Adicionalmente, respecto a otras vivencias, muy del orden personal, la comprensión del fenómeno en relación con el interés por la indagación y la búsqueda de información se contextualiza. Aquí se encuentra el caso de una estudiante, en donde la contextualización de sus aprendizajes se construye por la vía mencionada, donde se conecta interés por aprender con experiencias de vida con lesiones, con construcción de un conocimiento de su propia cuerpo: “Pues con lo académico yo usualmente me tomo muy a pecho, o sea, intento buscar más información, también para tener los conocimientos claros, también tengo un problema en las rodillas y también tengo hiperlaxitud en las articulaciones. Entonces he tenido mucha terapia desde chiquita, porque también hacía deporte. Ya no lo hago y esto me genera ciertas dificultades en algunos casos, por lo que empecé también a entender un poquito en las terapias, lo que decían acerca del tema” [E13] Otro aspecto de la contextualidad se observa cuando se advierte la posibilidad de prevenir lesiones en el deporte. Se tienen los siguientes casos, en donde refieren al necesario conocimiento de los diferentes tipos de calzado para las prácticas deportivas, a saber: 37 “El calzado deportivo es muy importante para poder moverse y hacer ejercicio adecuadamente. Aprender sobre los diferente tipos y las diferencias del zapato dependiendo del deporte nos ayuda a mejorar nuestro rendimiento y disminuir lesiones físicas o dolores.” [E10] “Aprendí que es muy importante escoger de manera correcta el calzado deportivo, ya que este puede ser el que previene una lesión y también el que puede ayudar a tener más rendimiento en la práctica deportiva. [E11]” En este caso, los estudiantes proponen como aprendizaje importante el saber sobre el calzado deportivo, nótese que tuvieron en cuenta el tipo de zapato para mejorar el rendimiento y a su vez prevenir lesiones. Teniendo en cuenta lo descrito anteriormente, el siguiente estudiante muestra interés en asumir una actitud de cuidado al entender como las fuerzas pueden afectar y causar daño a su cuerpo, así se denota en él un aprendizaje para su vida deportiva: “He aprendido como la física y las fuerzas pueden afectar nuestro cuerpo y que todo tiene relación y si excedemos nuestras capacidades físicas o las fuerzas aplicadas contra otras fuerzas como la de fricción y resistencia podemos hacernos daño y causar lesiones.” [E9] Adicionalmente otro estudiante, propone la importancia de conocer conceptos físicos y aprender a manejarlos, como elementos fundamentales para controlar las capacidades corporales y prevenir las lesiones. 38 “La física tanto dentro de nosotros como alrededor nos afecta de muchas maneras y debemos aprender a manejarla ya que si excedemos nuestras capacidades físicas en contra de fuerzas externas como por ejemplo la resistencia y la fricción podemos causarnos graves daños o lesiones físicas.” [E5] Por otro lado, se encuentra que la estudiante catorce expresa que puede aplicar lo aprendido en la vida cotidiana, un aprendizaje que mencionó en el encuentro sincrónico es que, para ella, la física se limitaba a hacer problemas teóricos, alejados de su vida y encuentra que se aplica en todo, en palabras de ella: “Las matemáticas y física se pueden aplicar literalmente a todo y ver que es un instrumento útil para la ciencia de la medicina, es impresionante, sacar las propias hipótesis de una lesión tan compleja estructuralmente, es divertido, da que pensar y ser consciente que unos pocos centímetros pueden ser perjudiciales o salvar vidas.” [E14] El siguiente estudiante propone como aspecto fundamental conocer elementos de la física para entender el movimiento y a su vez entender conceptos tan "sencillos como caminar." Este aprendizaje es contextual porque permite que el estudiante logre un nivel de consciencia entre la teoría y su cotidianidad. “Aprendí que la fricción y la fuerza ejercida hacia el suelo, es algo fundamental en el movimiento; y que es por este que se logran repartir las fuerzas para poder realizar acciones tan comunes como caminar, e incluso el estar parado.” [E14] 39 Dado que a esta estudiante le apasiona el deporte y quiere estudiar educación física, el tema tratado en los niveles es pertinente y contextual, permitió en ella una mirada diferente a la carrera en la que quiere desempeñarse: “La actividad estuvo super profe, porque una de las cosas que yo quiero hacer es estudiar educación física, porque me llama mucho la atención el deporte y cuando vi que la actividad se trata de lesiones en el deporte y su relación con la física, yo dije guau a mí me encantó muchísimo, realmente aumentó mi interés en el estudio de la física en los deportes” [E14] Finalmente, en otro caso, se expone el aprendizaje que generó hacia los elementos físicos que "puede ver en su día a día", no solamente en el ámbito teórico, sino aplicándolo a elementos de su entorno, como el de los zapatos deportivos. “Con esta actividad he aprendido quela amortiguación, la flexibilidad, el peso, la tracción y la sujeción son conceptos que podemos ver en nuestro día a día (cuando uso un zapato, por ejemplo) y pude estudiar cada una de sus características y conceptos físicos, como funcionan y por qué lo hacen. Puedo aplicarlo no solo en mi deporte, sino en mi vida diaria.” [E3] Esta categoría contextualidad, incentivó a que los estudiantes explicarán a través de vivencias en el fenómeno de lesiones, se destaca como empezaron a usar elementos de la física de una manera consciente para explicar acontecimientos de su vida deportiva, destacándose la relación entre el uso de elementos deportivos, sus interacciones con los espacios de juego, y la idea de prevención con fundamento científico. 4.5 Aprendizajes relacionados con la categoría Autenticidad 40 Esta categoría muestra que tan relevante para el mundo actual del estudiante fue el fenómeno de lesiones, el primer aspecto notable que se halló está relacionado con la utilidad que le dan a lo aprendido, un primer ejemplo es del estudiante1, quien a partir de sus consultas manifiesta la influencia que tiene para su proceso deportivo: “Nunca imagine que los tenis que puede influir en que mejore mi rendimiento deportivo y prevenga lesiones, temas como amortiguación y tipo de suela son fundamentales para mejorar en lo que hago, a partir de ahora me fijaré en ese detalle.” [E1] El siguiente estudiante describe la física como útil, manifiesta que el conocimiento de las fuerzas ayuda a prevenir y curar lesiones deportivas. “La física y como la entendemos o usamos nos puede servir mucho para poder ver como las diferentes fuerzas físicas como el golpe, la superficie, la resistencia, la dimensión y más afectan a nuestro cuerpo y generan lesiones además de poder generar soluciones y curarlas” [E10] El estudiante que se menciona a continuación encuentra utilidad para su futuro cercano lo aprendido en la unidad de aprendizaje, tuvo en cuenta los conceptos de tracción y sujeción y lo relacionó con la fuerza de fricción del calzado a elegir en su cotidianidad: “Es interesante ver que los zapatos que uses dan un impacto directo en tu cuerpo, había ya información que conocía, pero términos como la tracción y sujeción no, esta información resultará útil en el futuro para escoger un buen par de tenis que sirvan con exactitud en mis prácticas.” [E14] 41 Siguiendo la utilidad, la siguiente estudiante hace un análisis crítico de la recomendación, usa la palabra fiable para sustentar que las investigaciones en torno a la temática garantizan que el conocimiento adquirido sea verídico. “El hecho de que un médico avale un tipo de calzado no significa que no puedas usar otros, solo se preocupa por garantizar un desarrollo saludable, seguro y fiable.” [E13] En la categoría autenticidad se encontró como aspecto importante la idea de utilidad que le encuentran al tema aprendido, para los estudiantes fue relevante que las actividades abordadas se relacionaran con su entorno, y lograron conectar lo que aprendieron con experiencia de su mundo real. 4.6 Aprendizajes relacionados con la categoría Fuerza Esta categoría permite identificar los aprendizajes que los estudiantes construyeron alrededor del tema de fuerza, así como las relaciones que hacen con el fenómeno de lesiones. Como primer aspecto se encuentra la noción de fuerza como magnitud vectorial, los estudiantes identifican aspectos claves como la dirección y el sentido, por ejemplo: “Existen gran cantidad de fuerzas no solo la que tu ejerces al cargar algo pesado, cuando caminas, mueves algo; un aspecto interesante es que dependiendo de cómo hagas la fuerza y del lugar donde hagas la fuerza, cambiará su intensidad. Lo noté en la fuerza de tensión en el juego de las cuerdas.” [E6] 42 “Leí que la fuerza tiene, magnitud, dirección y sentido, lo cual podría aplicarse por ejemplo en mi deporte, cuando juego tenis, la inclinación influye en la potencia que puedo generar en la pelota.” [E5] Nótese que, en el caso anterior, describió con su experiencia, como la dirección de la fuerza influye en el resultado, aspecto positivo porque no ve aislados los conceptos físicos de lo que hace diariamente. En cuanto a los aprendizajes de fuerza como interacción, se encuentra que la reconocen como la acción que puede producir deformación y movimiento en los cuerpos, por ejemplos los estudiantes dos y ocho mencionan: “La fuerza, es complicado de describir, podría decir que es cuando le aplicas fuerza a un objeto para que cambie su forma o para que se mueva.” [E2] “Para mí la fuerza en sí es como la capacidad física de producir un movimiento” [E8] En la situación que se muestra a continuación, el estudiante reconoce que la deformación es causada por fuerzas, sin embargo, en su explicación se asume una visión animista, en donde los objetos tienen la tendencia a deformarse: “En física las lesiones ocurren cuando un cuerpo sobrepasa su límite en cuanto a algo y debido a eso el cuerpo tiende a deformarse.” [E1] 43 Por otro lado, se relaciona la fuerza directamente con el fenómeno lesiones en deportistas, el siguiente estudiante tiene la noción de fuerza = energía, para él, el cuerpo como material tiene una capacidad para soportar cierto esfuerzo antes de lesionarse, sin embargo, la noción que tiene de esfuerzo=fuerza le permite comprender, que entre mayor sea ésta última, más daño causa en contra del cuerpo. “Las lesiones ocurren cuando un cuerpo ve superado su límite de resistencia por la energía a la que se ha sometido esto puede ocurrir mientras se practica algún deporte o se hace algún ejercicio y este esfuerzo puede llevar a diferentes tipos de lesiones dependiendo el impacto por ejemplo de menor a mayor gravedad: dolor muscular (lumbago),hinchazón, desgarro, esguince, lesión de tejidos blandos por ejemplo el del tendón de Aquiles, fracturas, dislocaciones o incluso en casos extremos Amputaciones.” [E11] Adicionalmente el estudiante brinda ejemplos concretos muy comunes de lesiones en prácticas deportivas, lo que hace contextual la relación entre la fuerza y el deporte. Otros estudiantes encuentran elementos importantes relacionados con la fuerza en el calzado deportivo, como en este caso: “Aprendí la relación entre los diferentes materiales y la protección que pueden aportar a las partes de nuestro cuerpo más vulnerables a lesiones; igualmente, como un material lo suficientemente suave, aporta la amortiguación necesaria para contrarrestar cualquier fuerza que pueda producir alguna lesión o daño en el cuerpo, ya que este objeto sirve para recibir estos impactos de manera que los frena de forma lenta y controlada, haciendo que pierdan la fuerza paulatinamente.” [E5] 44 Así, en la categoría fuerza se destaca que los estudiantes reconocieron el concepto de fuerza como una interacción entre cuerpos, simultaneidad de la acción y desde el concepto puramente cualitativo, como la acción que se experimenta mediante el sentido del tacto cuando se empuja o se tira de algún objeto. 4.7 Aprendizajes relacionados con la categoría Leyes de Newton Esta categoría permite reconocer los aprendizajes de los estudiantes con respecto a las Leyes de Newton y las relaciones que realizan con el fenómeno de lesiones. El primer aspecto que se encontró en la explicación de los estudiantes es la definición de la primera ley de Newton aludiendo a ejemplos de su cotidianidad, un aspecto importante que tienen en cuenta es la inercia como una propiedad de los cuerpos, ejemplo de lo planteado se tiene: “La primera ley, pues sería, si uno está en el metro, bueno aquí en Medellín es metro, cuando el metro se detiene uno como que se va hacia adelante, por ejemplo, si el metro arranca uno se va hacia atrás,porque uno intenta permanecer en su estado de reposo, ah, pero eso es la otra cosa la inercia. La primera ley se podría explicar así: si un objeto está en movimiento tiende a permanecer en movimiento uniforme, si está en reposo tiende a permanecer en reposo, hasta que se le aplica una fuerza externa sobre él.” [E1] Destáquese que el estudiante tuvo en cuenta la caracterización de la inercia como propiedad y formuló teóricamente la ley de la inercia con sus propias palabras. 45 En los siguientes casos los estudiantes dan un ejemplo de inercia, haciendo formulaciones sencillas con aspectos de su entorno. “Pues lo veo como que si uno va en auto y si frena súbitamente el cuerpo se va hacia adelante, es decir, se va hacia delante para intentar en si como no caerse, pero si está en estado de reposo, entonces el cuerpo intenta quedarse en el estado en el que está, o sea quedarse en el puesto, ese es un ejemplo de inercia.” [E14] “Si yo tengo este objeto sobre mi mano, pues digamos que no tiemblo el objeto va a permanecer en reposo indefinidamente hasta que alguien más le haga una fuerza.” [E2] En cuanto a la relación con el fenómeno lesiones, en la investigación no se encontró una relación directa con este tema, al indagar con los estudiantes manifiestan que para ellos la ley de la inercia tiende a tener aspectos bastante teóricos, debido a que se requiere un movimiento uniforme para que se cumpla la teoría, exponen el interés de ver la inercia como propiedad de los cuerpos en algunos fenómenos, los cuales fueron mencionados en párrafos anteriores. Con respecto a la segunda ley de Newton se encontró un interés por el tema, lo cual fue manifestado en los encuentros sincrónicos, se reconoció en ellos efusividad al dar ejemplos y explicaciones relacionadas con su cotidianidad, demostrando una mayor apropiación de las temáticas. Entre los aprendizajes, primero se destaca que reconocen la relación de proporcionalidad entre fuerza y aceleración, el siguiente estudiante identifica como razón principal para el aumento de velocidad el que la fuerza neta está desequilibrada: “El movimiento es acelerado porque la velocidad va cambiando respecto al tiempo, debido a que las fuerzas no están en equilibrio, la fuerza mayor 46 produce que el cuerpo acelere con respecto al tiempo aumentando así la velocidad.” [E7] Otro ejemplo, en donde el estudiante expone que el desequilibrio de fuerzas es una causa importante en la aceleración de los cuerpos, es: “El movimiento seria acelerado debido a que con el tiempo la fuerza incrementa no se queda igual o uniforme, ya que esta no es constante, causando un desequilibrio de las fuerzas, haciendo que el cuerpo acelere.” [E14] Por otro lado, los estudiantes relacionan la segunda ley de la dinámica con el fenómeno estudiado en la unidad, en el siguiente caso se muestra la relación que realizó el estudiante entre fuerza y aceleración, un punto interesante es que infiere que existen fuerzas de contacto que pueden detener el movimiento del cuerpo y trata de explicar un posible lesión a través del ejemplo que brinda: “Aprendí que, al realizar una desigualdad de fuerzas en un objeto, este conlleva una aceleración repentina; lo único que podría parar el movimiento, sería que se presenta una fuerza contraria que lo pare paulatina o repentinamente; todo esto se puede llevar como un ejemplo al imaginar a una persona corriendo, la cual se tropieza al generar demasiada fricción con el suelo por no levantar bien los pies.” [E4] 47 Otro ejemplo de las relaciones que se hacen entre el fenómeno estudiado y la segunda ley de Newton se muestra a continuación, se destaca en su discurso escrito el análisis en torno a la fricción como un elemento que influye en el movimiento de un cuerpo. “Con esta actividad he aprendido que el movimiento acelerado se presenta dependiendo de la velocidad que lleve en función del tiempo un deportista, de igual manera existen diferentes variables que se deben tener en cuenta para que un cuerpo presente una determinada aceleración como lo son la fuerza y sobre todo la fricción. Pude entender que, dependiendo de la masa del deportista y la fuerza, que aplique o se aplique sobre él, se pueden generar lesiones.” [E7] Prosiguiendo con los aprendizajes en cuanto a la segunda ley de movimiento, los siguientes estudiantes relacionan el impulso con la aceleración, para ellos la tracción genera la fricción suficiente entre la suela y la superficie para provocar un arranque efectivo en el atleta, mediante observaciones y análisis de sus deportes, logran hacer una asociación: “La fricción que actúa entre el calzado y la superficie es muy importante tanto para el impulso del cuerpo como también para frenar. Esta suela va a condicionar la tracción y también el agarre para que sea fácil correr, tomar impulso y frenar siempre que sea necesario.” [E10] “La fricción entre el calzado y la superficie genera unas cargas para la impulsión del cuerpo en la dirección deseada y para frenar o estabilizar el pie sobre el suelo. Las características de la suela van a condicionar la tracción y el agarre del calzado deportivo.” [E3] “Durante la ejecución de los distintos movimientos deportivos, la fricción actúa entre el calzado y la superficie, generando cargas necesarias tanto 48 para el impulso del cuerpo en la dirección deseada como para frenar o estabilizar el pie” [E12] Es necesario aclarar que en el encuentro sincrónico se dialoga con los estudiantes acerca del concepto de impulso, el grupo de estudiantes contextualiza la relación de este concepto con el de la fuerza. Finalmente, en esta categoría, se interpretan los aprendizajes de los estudiantes con respecto a la tercera ley de Newton. En primer lugar, se encuentra que los estudiantes dan cuenta de causalidad del fenómeno, como por ejemplo se tiene: “A la hora de correr entre más fuerza le ejerzamos al suelo este nos devolverá la misma cantidad, pero en sentido contrario influyendo en darnos impulso y dependiendo del estado físico mayor o menor agotamiento. Además, dependiendo del material del piso el pie no se hunde y mantiene la fuerza del impulso sin perder velocidad.” [E6] El estudiante explica mediante ejemplos la acción y reacción que se genera en el cuerpo en un caso contextual para él, su explicación denota entendimiento del proceso físico. Otro caso que destacar en cuanto a la causalidad del fenómeno es el siguiente, en donde el estudiante reconoce una relación entre el “empuje” que hace una persona contra el suelo al caminar y la reacción que produce, el movimiento. “Por ejemplo a la pregunta si hago fuerza hacia donde camino, teóricamente no ya que haces la fuerza en sentido contrario para donde quieres ir, por ejemplo: cuando quieres ir hacia delante estas empujando el suelo hacia atrás para que la reacción de este movimiento te lleve hacia delante.” [E7] 49 Un segundo aspecto para tener en cuenta en esta ley es la interacción entre cuerpos, desde a idea de acción y reacción, el estudiante cuatro centra su discurso en la interacción entre el pie, tobillos y rodillas - plantilla de la zapatilla con amortiguador, la fuerza que le hace la zapatilla al pie es la misma en magnitud que el pie le hace a la zapatilla. Esa interacción del par de fuerzas podría ser mayor en intensidad si el amortiguador no funcionara y en tal caso generaría daños. “La plantilla presenta una alta amortiguación para evitar cualquier lesión en las articulaciones, reduciendo la fuerza al caer mientras se trota o camina, ya que es muy probable que, con una amortiguación menor, las mismas articulaciones no logren recibir toda la fuerza y genere algún problema en tobillos y rodillas. De igual manera, al presentar menor dureza en la suela, se genera una mayor estabilidad entre zapato
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