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MEJORAMIENTO DEL RENDIMIENTO ACADÉMICO DE LOS ESTUDIANTES DE LOS GRADOS UNDÉCIMO, EN LA TEMÁTICA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS BÁSICOS, CON EL USO DE LOS SIMULADORES. QUEVIN YOHAN BARRERA UNIVERSIDAD DE SANTANDER UDES CENTRO DE EDUCACIÓN VIRTUAL CVUDES YOPAL 05 DE MARZO DE 2021 MEJORAMIENTO DEL RENDIMIENTO ACADÉMICO DE LOS ESTUDIANTES DE LOS GRADOS UNDÉCIMO, EN LA TEMÁTICA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS BÁSICOS, CON EL USO DE LOS SIMULADORES. QUEVIN YOHAN BARRERA Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de Magister en Gestión de la Tecnología Educativa Director ARMANDO SOFONÍAS MUÑOZ DEL CASTILLO Magíster en Pedagogía de la Tecnología UNIVERSIDAD DE SANTANDER UDES CAMPUS VIRTUAL CV-UDES YOPAL 05 DE MARZO DE 2021 Nota de aceptación _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ Evaluador Ciudad, fecha de sustentación (con día de mes de año). Dedicatoria Al Padre Eterno y Fiel, mi gran Dios; quien me da sabiduría y nos llena de múltiples favores, manteniendo su misericordia cada mañana. A mi Familia (Madre, Abuela, Tía y Hermana), y mi gran compañera e incondicional apoyo, a mi amada Julieth Peña Granados. Quevin Yohan Barrera Agradecimientos Es importante reconocer el aporte de todas las personas e instituciones que hacen posible la realización de los proyectos que se emprenden. En primer lugar, a la institución que permite la ejecución y realización del proyecto, al Colegio Luis Hernández Vargas, con la dirección de la Rectora Luz Myriam Martínez Cala; y a toda la comunidad educativa en general de dicha institución. A la UDES, universidad que abre sus puertas y permite, sin acepción alguna, el que se pueda participar activamente, y brinda las garantías y oportunidades para capacitar, equipar y titular de manera responsable y oportunidad a quienes dispongan de sus esfuerzos para alcanzar sus sueños académicos, e ideales formativos. Al Magister Armando Sofonias Muñoz Del Castillo, profesional responsable, atento dado a la concertación y justo en todo su proceder, como docente y director de las actividades pertinentes a su cargo y guía en un proceso de mucha paciencia, pulcritud y respeto. A los demás docentes de la maestría y personal de apoyo, que siempre están dispuestos a impulsar y brindar las oportunidades para alcanzar los objetivos. Al motor de vida y base de la sociedad, la familia; mi esposa, mi madre, hermana, abuela y tíos, que en todo momento estuvieron apoyando en todas las formas, para lograr alcanzar el objetivo de superación profesional. CONTENIDO Pág INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 16 1. PRESENTACIÓN DEL TRABAJO DE GRADO ............................................... 18 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................. 18 1.2 ALCANCE ........................................................................................... 22 1.3 JUSTIFICACIÓN ................................................................................. 23 1.4 OBJETIVOS ........................................................................................ 24 1.4.1 Objetivo general ................................................................................. 24 1.4.2 Objetivos específicos ......................................................................... 24 2 BASES TEÓRICAS ......................................................................................... 25 2.1 ESTADO DEL ARTE ........................................................................... 25 2.1.1 Antecedentes históricos. .................................................................... 25 2.1.1.1 Circuitos Eléctricos: ..................................................................... 25 2.1.1.2 Los Simuladores: ......................................................................... 26 2.1.1.3 Las TIC: ....................................................................................... 27 2.1.2 Antecedentes investigativos. .............................................................. 28 2.1.2.1 Antecedentes Nacionales: ........................................................... 28 2.1.2.2 Antecedentes Internacionales: ..................................................... 31 2.1.3 Antecedentes legales. ........................................................................ 34 2.2 MARCO REFERENCIAL .................................................................... 35 2.2.1 Marco Teórico .................................................................................... 35 2.2.1.1 Modelo pedagógico Constructivista ............................................. 36 2.2.1.2 El aprendizaje significativo .......................................................... 36 2.2.1.3 Pedagogía Conceptual ................................................................ 37 2.2.1.4 El conectivismo ............................................................................ 38 2.2.2 Marco Conceptual .............................................................................. 39 2.2.2.1 Rendimiento Académico .............................................................. 39 2.2.2.2 Motivación Escolar ....................................................................... 40 2.2.2.3 TIC en la Enseñanza: .................................................................. 40 2.2.2.4 Simuladores ................................................................................. 41 2.2.2.5 Circuitos Eléctricos ...................................................................... 41 2.3 MARCO TECNOLÓGICO ................................................................... 44 3 DISEÑO METODOLÓGICO ............................................................................ 49 3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN................................................................. 50 3.2 HIPÓTESIS ......................................................................................... 50 3.2.1 Hipótesis de Investigación (Hi): .......................................................... 50 3.2.2 Hipótesis Nula (Ho): ........................................................................... 50 3.3 VARIABLES (CUANTITATIVA) ........................................................... 51 3.3.1 Variable independiente: ...................................................................... 51 3.3.2 Variable dependiente: ........................................................................ 51 3.4 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ........................................ 52 3.5 POBLACIÓN Y MUESTRA ................................................................. 52 3.6 PROCEDIMIENTO .............................................................................. 53 3.7 INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN .............. 60 3.7.1 Etapa Pre-prueba: .............................................................................. 60 3.7.2 Etapa Pos-prueba: ............................................................................. 60 3.7.3 Análisis Funcional de los Simuladores ............................................... 61 3.7.4 Guía de Manejo del Software Simulador: ........................................... 61 3.8 TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE DATOS ............................................... 61 4 CONSIDERACIONES ÉTICAS ........................................................................ 62 5 DIAGNÓSTICO INICIAL .................................................................................. 63 5.1 ENCUESTA DE CARACTERIZACIÓN DE ESTUDIANTES ............... 63 5.2 PRETEST - EXAMEN PRE-PRUEBA .................................................70 6 ESTRUCTURA DE LA PROPUESTA DE INTERVENCIÓN ............................ 79 6.1 PROPUESTA PEDAGÓGICA ............................................................. 79 6.2 COMPONENTE TECNOLÓGICO ....................................................... 93 6.2.1 Especificación de requerimientos técnicos. ........................................ 93 6.2.2 Instalación del Software: .................................................................... 93 6.3 IMPLEMENTACIÓN ............................................................................ 97 6.3.1 Diagnóstico y Diseño: ......................................................................... 98 6.3.2 Evidencia de Práctica de la Sesión de Circuitos en Serie: ............... 101 6.3.3 Evidencia de Práctica de la Sesión de Circuitos en Paralelo: .......... 105 6.3.4 Evidencia de Práctica de la Sesión de Circuitos Mixto: .................... 109 6.3.5 Sección final: Examen Pos Prueba (Postest) ................................... 112 6.3.6 Autorización para el uso de Imágenes y Fijaciones Audiovisuales .. 113 7 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS ............................................... 116 7.1 Análisis de resultados postest:.......................................................... 116 7.2 Análisis comparativo de pretest y postest: ........................................ 124 8 CONCLUSIONES .......................................................................................... 129 9 LIMITACIONES ............................................................................................. 131 10 IMPACTO / RECOMENDACIONES / TRABAJOS FUTUROS .................. 132 10.1 Impacto ............................................................................................. 132 10.2 Recomendaciones ............................................................................ 133 10.3 Trabajos futuros ................................................................................ 134 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 135 ANEXOS .............................................................................................................. 144 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Convenciones de los Resultados de Martes de Prueba. ......................... 19 Figura 2 Consolidado desempeños, Asignatura de Física (2017-2019). ............... 20 Figura 3 Árbol de Problema. .................................................................................. 22 Figura 4 El triángulo Humano. ............................................................................... 38 Figura 5 Postulado 2: El Modelo del Hexágono. .................................................... 38 Figura 6 Ejecutable Potable Crocodile Technology. .............................................. 45 Figura 7 Entorno de Usuario Crocodile Technology 3D. ........................................ 46 Figura 8 Biblioteca de Componentes - Crocodile Technology 3D. ......................... 46 Figura 9 Fuentes de Energía - Crocodile Technology 3D. ..................................... 47 Figura 10 Carpeta de Componentes Pasivos - Crocodile Technology 3D. ............ 47 Figura 11 Medidores - Crocodile Technology 3D. .................................................. 48 Figura 12 Circutio Resistivo con medidores - Crocodile Technology 3D. .............. 48 Figura 13 Ruta Cuantitativa. .................................................................................. 49 Figura 14 Diseño de pretest-posttest con un grupo ............................................... 50 Figura 15 Encuesta Género ................................................................................... 63 Figura 16 Encuesta Grado Escolar ........................................................................ 64 Figura 17 Encuesta Edad ...................................................................................... 64 Figura 18 Encuesta Estrato ................................................................................... 65 Figura 19 Encuesta Tipo de vivienda ..................................................................... 65 Figura 20 Encuesta propiedad vivienda ................................................................. 66 Figura 21 Encuesta Número de Personas en Hogar ............................................. 66 Figura 22 Encuesta Con quien vive ....................................................................... 67 Figura 23 Encuesta cuenta con Equipo ................................................................. 68 Figura 24 Encuesta Conexión a Internet ................................................................ 68 Figura 25 Encuesta conoce simulador de circuitos ................................................ 69 Figura 26 Encuesta Manejo de Simulador ............................................................. 69 Figura 27 Pretest Pregunta 1 ................................................................................. 70 Figura 28 Pretest Pregunta 2 ................................................................................. 70 Figura 29 Pretest Pregunta 3 ................................................................................. 71 Figura 30 Pretest Pregunta 4 ................................................................................. 71 Figura 31 Pretest Pregunta 5 ................................................................................. 72 Figura 32 Pretest Pregunta 6 ................................................................................. 73 Figura 33 Pretest Pregunta 7 ................................................................................. 73 Figura 34 Pretest Pregunta 8 ................................................................................. 74 Figura 35 Pretest Pregunta 9 ................................................................................. 74 Figura 36 Pretest Pregunta 10 ............................................................................... 75 Figura 37 Pretest Pregunta 11 ............................................................................... 75 Figura 38 Pretest Pregunta 12 ............................................................................... 76 Figura 39 Pretest Pregunta 13 ............................................................................... 77 Figura 40 Pretest Pregunta 14 ............................................................................... 77 Figura 41 Pretest Pregunta 15 ............................................................................... 78 Figura 42 Ejecutable Potable Crocodile Technology. ............................................ 94 Figura 43 Entorno de Usuario Crocodile Technology 3D. ...................................... 94 Figura 44 Biblioteca de Componentes - Crocodile Technology 3D. ....................... 95 Figura 45 Fuentes de Energía - Crocodile Technology 3D. ................................... 95 Figura 46 Carpeta de Componentes Pasivos - Crocodile Technology 3D. ............ 96 Figura 47 Medidores - Crocodile Technology 3D. .................................................. 96 Figura 48 Circuito Resistivo con medidores - Crocodile Technology 3D. .............. 97 Figura 49 Entorno de Cuestionario Pre Prueba ..................................................... 98 Figura 50 Cuestionario Caracterización de Estudiantes ........................................ 98 Figura 51 Evidencia uso de classroom .................................................................. 99 Figura 52 Registro Comunicación Whatsapp ......................................................... 99 Figura 54 Alojamiento en la nube ........................................................................ 100 Figura 55 Socialización de Guías en Whatsapp .................................................. 100 Figura 56 Pantallazos de Circuito Serie ...............................................................101 Figura 57 Evidencia Imágenes estudiantes No. 1 y 2 .......................................... 103 Figura 58 Pantallazos de Circuito Paralelo .......................................................... 106 Figura 59 Evidencia Imágenes estudiantes No. 3 y 4 .......................................... 107 Figura 60 Pantallazos de Circuito Mixto ............................................................... 109 Figura 61 Evidencia Imágenes estudiantes No. 5 y 6 .......................................... 110 Figura 62 Datos de estudiante No. 5 Circuito Mixto: ............................................ 111 Figura 63 Documento de Autorización para el uso de imágenes Hoja 1 ............. 113 Figura 64 Documento de Autorización para el uso de imágenes Hoja 2 ............. 114 Figura 65 Documento de Autorización para el uso de imágenes Hoja 3 ............. 115 Figura 66 Postest Pregunta 1 .............................................................................. 116 Figura 67 Postest Pregunta 2 .............................................................................. 116 Figura 68 Postest Pregunta 3 .............................................................................. 117 Figura 69 Postest Pegunta 4 ............................................................................... 117 Figura 70 Postest Pregunta 5 .............................................................................. 118 Figura 71 Postest Pregunta 6 .............................................................................. 118 Figura 72 Postest Pregunta 7 .............................................................................. 119 Figura 73 Postest Pregunta 8 .............................................................................. 119 Figura 74 Postest Pregunta 9 .............................................................................. 120 Figura 75 Postest Pregunta 10 ............................................................................ 120 Figura 76 Postest Pregunta 11 ............................................................................ 121 Figura 77 Postest Pregunta 12 ............................................................................ 122 Figura 78 Postest Pregunta 13 ............................................................................ 122 Figura 79 Postes Pregunta 14 ............................................................................. 123 Figura 80 Postest Pregunta 15 ............................................................................ 124 Figura 81 Análisis Gráfico Pretest Vs Postest...................................................... 126 Figura 82 Resultados según Escala de Desempeños Nacional .......................... 127 Figura 83 Prueba t para medias de dos muestras emparejadas ......................... 127 Figura 84 Análisis Anova un solo factor ............................................................... 128 Figura 85 Caracterización de los Estudiantes. ..................................................... 144 Figura 86 Cuestionario Pre-Prueba (Saberes) Parte 1. ....................................... 146 Figura 87 Cuestionario Pre-Prueba (Saberes) Parte 2. ....................................... 147 Figura 88 Cuestionario Pre-Prueba (Saberes) Parte 3. ....................................... 148 Figura 89 Cuestionario Pre-Prueba (Saberes) Parte 4. ....................................... 149 Figura 90 Cuestionario Pre-Prueba (Saberes) Parte 5. ....................................... 150 Figura 91 Cuestionario Pos-Prueba Parte 1. ....................................................... 151 Figura 92 Cuestionario Pos-Prueba Parte 2. ....................................................... 152 Figura 93 Cuestionario Pos-Prueba Parte 3. ....................................................... 153 Figura 94 Cuestionario Pos-Prueba Parte 4. ....................................................... 154 Figura 95 Cuestionario Pos-Prueba Parte 5 ........................................................ 155 LISTA DE TABLAS Tabla 1 Consolidado y número de estudiantes. Grado 11, 2019. .......................... 19 Tabla 2 Consolidado y número de estudiantes. Grado 11, 2018. .......................... 20 Tabla 3 Consolidado y número de estudiantes. Grado 11, 2017. .......................... 20 Tabla 4 Operacionalización de Variables .............................................................. 52 Tabla 5 Población de la Investigación .................................................................... 53 Tabla 6 Selección de la muestra. ........................................................................... 53 Tabla 7 Procedimiento Metodológico. .................................................................... 54 Tabla 8 Relación de las teorías pedagógicas con el Simulador Crocodile ............ 79 Tabla 9 Datos de estudiante No. 1 Circuito Serie: ............................................... 104 Tabla 10 Tabla de verificación circuito serie No. 1 ............................................... 104 Tabla 11 Datos de estudiante No. 2 Circuito Serie: ............................................. 105 Tabla 12 Tabla de verificación circuito serie No. 2 ............................................... 105 Tabla 13 Datos de estudiante No. 3 Circuito Paralelo: ........................................ 107 Tabla 14 Tabla de verificación circuito Paralelo No. 1 ......................................... 108 Tabla 15 Datos de estudiante No. 4 Circuito Paralelo: ........................................ 108 Tabla 16 Tabla de verificación circuito Paralelo No. 2 ......................................... 108 Tabla 17 Tabla de verificación circuito Mixto No. 1 .............................................. 111 Tabla 18 Tabla de verificación circuito Mixto No. 2 .............................................. 112 Tabla 19 Escala de valoración institucional y su equivalencia. ........................... 124 Tabla 20 Comparativo Pretest y Postest .............................................................. 125 Tabla 21 Planilla de Evaluación (Lista de Chequeo).. .......................................... 156 LISTA DE ANEXOS Pág. Anexo A – Caracterización de los Estudiantes .................................................... 144 Anexo B – Cuestionario Pretest ........................................................................... 146 Anexo C – Cuestionario Postest .......................................................................... 151 Anexo D - Planilla de evaluación y validación (Lista de chequeo): ...................... 156 Anexo E - Análisis Funcional de Software de Simulación para la Educación ...... 157 Anexo F - Guía Didáctica de Aprendizaje de Manejo del Simulador .................... 167 Anexo G - Carta Aval Institucional ....................................................................... 177 Resumen TÍTULO: MEJORAMIENTO DEL RENDIMIENTO ACADÉMICO DE LOS ESTUDIANTES DE LOS GRADOS UNDÉCIMO, EN LA TEMÁTICA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS BÁSICOS, CON EL USO DE LOS SIMULADORES. Autor: Quevin Yohan Barrera Palabras claves: Circuitos Eléctricos, Crocodile Technology, Física, Rendimiento Académico, Simuladores. El proyecto se realizó con el fin de determinar la influencia del simulador Cocodile Technology como apoyo al mejoramiento del rendimiento académico, en el área de Física y la temática de Circuitos Eléctricos, de los estudiantes de grado undécimo de la Institución Educativa Luis Hernández Vargas del Municipio de Yopal - Casanare (Colombia). Se desarrolló utilizando una propuesta pedagógica didáctica con el simulador como laboratorio digital, creando interés y aceptación por parte de los estudiantes aplicando conceptos del área relacionada. La metodología utilizada se aplica bajo un diseño pre experimental y un enfoque cuantitativo. El análisis de los resultados comprobó la Hipótesis de investigación,que plateaba el mejoramiento del rendimiento académico tras el uso del simulador Crocodile Technology; lo anterior tras la adaptación de la propuesta didáctica a la situación que lo requería y la presentación de pretest y postest por parte de los estudiantes. El análisis planteado permitió evidenciar la importancia del uso de las herramientas tecnológicas y la aplicación de propuestas didácticas de las mismas, permitiendo mejorar desempeños académicos y motivacionales en los estudiantes. Como particularidad, el proyecto se desarrolló bajo una situación mundial de pandemia y confinamiento; lo que impulsó hacer uso de medios y herramientas digitales, fundamentando la importancia del uso de los mismos, sin embargo dicha situación de aislamiento, interrumpió los procesos propuestos en los tiempos indicados, no obstante, los resultados son satisfactorios y permitieron proponer su aplicación en áreas que de la misma exigencia requiriera el aprovechamiento de las TIC y simuladores en el aula. Abstract TITLE: IMPROVEMENT OF THE ACADEMIC PERFORMANCE OF THE STUDENTS OF THE ELEVENTH GRADES, IN THE SUBJECT OF BASIC ELECTRICAL CIRCUITS, WITH THE USE OF SIMULATORS. Author: Quevin Yohan Barrera Keywords: Academic Performance, Crocodile Technology, Electrical Circuits, Physics, Simulators. The project was carried out in order to determine the influence of the Cocodile Technology simulator to support the improvement of academic performance, in the area of Physics and the subject of Electrical Circuits, of the eleventh grade students of the Luis Hernández Vargas Educational Institution of the Municipality of Yopal - Casanare (Colombia). It was developed using a didactic pedagogical proposal with the simulator as a digital laboratory, creating interest and acceptance on the part of the students by applying concepts from the related area. The methodology used is applied under a pre-experimental design and a quantitative approach. The analysis of the results verified the Research Hypothesis, which stated the improvement of academic performance after the use of the Crocodile Technology simulator; the above after adapting the didactic proposal to the situation that required it and the presentation of pretest and posttest by the students. The proposed analysis allowed to show the importance of the use of technological tools and the application of didactic proposals of the same, allowing to improve academic and motivational performance in students. As a particularity, the project was developed under a global situation of pandemic and confinement; What prompted the use of digital media and tools, basing the importance of their use, however, said situation of isolation, interrupted the proposed processes in the indicated times, however, the results are satisfactory and allowed to propose their application in areas that the same requirement requires the use of ICT and simulators in the classroom. 16 INTRODUCCIÓN La mayoría de las Instituciones Educativas mantienen una evaluación y supervisión de sus actividades para poder determinar la excelencia y los manejos propios que permitan garantizar la entrega de calidad educativa, a una sociedad necesitada de la misma y en un entorno social exigente. Si bien es cierto, muchas veces los recursos son escasos y las herramientas son limitadas, existe un potencial en cada uno de los actores de la formación académica, el cual se aprovechó dirigido a través de iniciativas innovadoras y propuestas didácticas, basadas en el manejo y gestión de las tecnologías educativas. La aplicación de tecnologías en la educación facilitó el desarrollo de actividades y prácticas que en muchas ocasiones no eran viables por las condiciones estructurales y de equipamiento de las aulas, sin embargo, en muchas ocasiones no son prácticas muy ajustadas a la realidad, es decir, para el caso del presente trabajo lo simuladores fueron de gran ayuda, pero no se constituyeron en el reemplazo o sustitución de un montaje práctico con elementos tangibles, que en su uso real, generan otras variables y condiciones que estimulan otras competencias necesarias, para abarcar una mayor apropiación de la teoría de circuitos eléctricos, aun así, resultaron mejorar las prácticas docentes. El objetivo del uso de estas tecnologías para el presente proyecto fue mejorar los rendimientos académicos, pero pudieron no resultar tan eficaces si no se daban las condiciones esenciales para su funcionamiento, en lo referente a las condiciones de las aulas especializadas, con los equipos informáticos, en la red de conectividad, las condiciones ambientales, la cultura dentro del aula y demás factores que se podrían considerar aleatorios e incontrolables con las condiciones propuestas en el presente trabajo de investigación. La población a aplicar fue limitada, debido a los recursos tecnológicos, al apoyo y financiamiento que se requiere para tener mayor cobertura, y a la situación de salubridad mundial. Comprometiendo a la mayoría de la comunidad educativa, se planteó un aporte a un espacio y área específica del contexto académico, respondiendo a los compromisos de los docentes en los mejoramientos, entendidos como “quienes asumen el mejoramiento de sus metodologías de enseñanza y la adecuación y perfeccionamiento de las que han propiciado buenos resultados de aprendizaje; investigan, se documentan, se capacitan de distintas maneras, crean y ejercen el acercamiento hacia el estudiante para estimular su trabajo, y valorarlo en su individualidad.” (MEN, 2004). Viendo las grandes dificultades de los estudiantes en la apropiación de conceptos y el bajo nivel de motivación por algunas asignaturas, caso particular el de la asignatura Física de los grados undécimo, reflejado en los reportes académicos, se creó la oportunidad de focalizar la necesidad en un punto específico del panorama 17 de la asignatura, identificando la temática de circuitos eléctricos y el de sus prácticas respectivas, como una gran posibilidad para la creación de estrategias que permitieron el buen desarrollo de prácticas, a través de herramientas y recursos tecnológicos que superaron las debilidades. Dicha situación permitió crear el tema del presente trabajo de grado, entendido como la aplicación del simulador de circuitos eléctricos Crocodile Technology para determinar el mejoramiento del rendimiento académico de los estudiantes de los grados undécimo, en la temática de circuitos eléctricos básicos, de la asignatura de Física. El avance de esta propuesta pedagógica, se desarrolló bajo la autorización y acompañamiento de las directivas y a cargo del docente investigador que presenta el proyecto; toda vez que este hace parte de la planta docente de la institución educativa. Se utilizó el espacio de la asignatura Modalidad de Sistemas como la materia que permitió la transversalidad de la temática y el uso de los ambientes de aprendizaje necesarios para la aplicación y uso de la herramienta tecnológica seleccionada, y área académica donde el docente ponente del proyecto se encuentra asignado. El trabajo se proyectó para dos grupos particulares de los niveles de grado undécimo, y la aplicación del mismo se hizo en principio; con los planteamientos claros en este documento, direccionados por las fases respectivas de diagnóstico, diseño, implementación y evaluación; que permitieron crear actividades, generar recursos y obtener los resultados, que aprobaron viabilidad y eficacia del presente trabajo de grado; sin embargo debido a las dificultades generadas por la presencia del Covid19 en la humanidad, se restringió la aplicación a un solo grupo conformado por estudiantes de los dos grupos iniciales. La metodología se da bajo un enfoque cuantitativo, con una investigación pre experimental y un diseño que permitió el uso de momentos de preprueba y posprueba, seleccionando un grupo experimental con asignación no aleatoria;que en el presente documento se describe de manera organizada y secuencial, utilizando las directrices y asesorías de los profesionales especializados calificados de la universidad. El trabajo se sujeta al modelo secuencial propuesto por el material bibliográfico suministrado por las asesorías cercanas y constantes de los respectivos docentes encargados de esta propuesta de aplicación, las cuales orientan el trabajo bajo premisas que definen que “una propuesta de investigación es producto de un proceso de trabajo que incluye varias actividades importantes, de las cuales depende su éxito o fracaso. En este punto, conviene distinguir el éxito de haberla elaborado bien, del éxito en conseguir su aprobación, respaldo institucional o apoyo financiero” (Pineda Ballesteros, 2013); que en efecto es el resumen de todo el proceso de conformación de este documento. Del mismo modo para los cimientos teóricos, argumentativos y legales, se presentó un estado del arte con antecedentes históricos, antecedentes investigativos y antecedentes legales, que, junto con un marco conceptual, marco referencial y marco tecnológico, sustentan los fundamentos que se presentaron en las 18 actividades desarrolladas. De esta manera en la ejecución de la experiencia, se creó el diseño metodológico que permitió identificar el tipo de investigación, el planteamiento de hipótesis y definición de variables, así como la selección de la población, y los instrumentos utilizados para recolectar y analizar la información que se obtuvo; sin dejar a un lado, la descripción de consideraciones éticas para el buen manejo de la información, la integridad e imagen de los actores del proyecto presentado. A continuación, se encuentra un trabajo cuya distribución se estructura bajo los lineamientos de la identificación y planteamiento del problema, logrando caracterizar la población objetivo , trazando los objetivos planteados y el respectivo alcance que el proyecto tuvo; teniendo en cuenta los argumentos que lo sustentan como los antecedentes que se relacionan con el instrumento y metodología a aplicada; así mismo, se logró identificar los conceptos que se requirieron para dar claridad del caso, entender la terminología utilizada en la continuidad del desarrollo del proyecto y describir la tecnología necesaria, en lo referente a la herramienta a usar y sus respectivos requerimientos. El modelo utilizado fue una parte sustancial del trabajo, el cual generó el diseño y tipo de investigación, que, junto con las otras características de definición de variables, selección, población, muestra, instrumentos de recolección de información, entre otros, articularon un buen progreso del proyecto, junto con las consideraciones económicas, de tiempo, éticas y demás; logrando consolidar y obtener resultados analizados y estructurados, que dieron cumplimiento al objetivo trazado, y que permitió confirmar el importante aporte de los simuladores en el aula al mejoramiento del rendimiento académico de los estudiantes analizados. 1. PRESENTACIÓN DEL TRABAJO DE GRADO 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En la Institución Educativa Luis Hernández Vargas del Municipio de Yopal, Departamento de Casanare; los estudiantes de grado décimo y undécimo, tienen la oportunidad de elegir una modalidad técnica de formación; una de estas modalidades es la modalidad de Sistemas. Dentro de la planeación de dicha modalidad, se encuentra la temática relacionada con Circuitos Eléctricos Básicos, y algunos subtemas como montajes y mediciones en circuitos resistivos, tanto en serie, como paralelos y mixtos. Esta temática es transversal con el Área de Ciencias que contiene, particularmente para esta institución, la asignatura Física; dicha temática ha venido desarrollándose de manera activa, sin embargo, se ha presentado una dificultad en la apropiación de conceptos, conocimientos, competencias de los contenidos de la temática de circuitos eléctricos básicos, en el manejo de instrumentos de medición, herramientas y adquisición de componentes electrónicos, para la realización de los respectivos montajes de las prácticas 19 relacionadas con la temática de circuitos eléctricos resistivos; situación que se evidenciada en el bajo rendimiento académico por parte de los estudiantes, en el periodo académico donde la temática se trata. 1.1.1 Descripción de la situación problema El análisis de la problemática se pudo evidenciar en los resultados de los informes académicos de la asignatura de Física. En dichos informes se evidencia que un gran porcentaje de los estudiantes de grado undécimo mantienen un rendimiento bajo, en el primer periodo académico, del área de física y modalidad de sistemas, donde se trabaja la temática de circuitos eléctricos a la par; de otro lado, el rendimiento superior es muy bajo y en algunos casos nulo; y la mayor cantidad de estudiantes se encuentran en un rendimiento académico básico. En la Tabla 1, 2 y 3, se muestra el consolidado de los resultados de Martes de Prueba, una prueba interna que permite preparar y medir, a los estudiantes en sus avances progresivos en las temáticas vistas a lo largo del año; en este caso particular el interés está en los estudiantes de la modalidad de sistemas, los cuales siempre están organizados en el primer grupo de los evaluados, según reporte referenciado, y estos resultados respaldan lo evidenciado en el consolidado del primer periodo académico, de los estudiantes de grado undécimo, que se muestran más adelante. Figura 1 Convenciones de los Resultados de Martes de Prueba. Fuente: (Ochoa, 2020) Tabla 1 Consolidado y número de estudiantes. Grado 11, 2019. Fuente: (Ochoa, 2020) 20 En la tabla que se presenta del año 2019, se ve una valoración Básica en la asignatura Física, del primer ciclo y la primera prueba, que hace referencia a la temática del primer periodo académico y que según la temática contiene el tema de circuitos eléctricos. De acuerdo a tabla de convenciones, según Figura 1, es una calificación mínima, evidenciando la problemática. Tabla 2 Consolidado y número de estudiantes. Grado 11, 2018. Fuente: (Ochoa, 2020) En los resultados del año 2018, se obtuvieron resultados con mejores puntajes, pero no alcanzan el nivel aprobado. Tabla 3 Consolidado y número de estudiantes. Grado 11, 2017. Fuente: (Ochoa, 2020) En año 2017 a penas se superó el nivel mínimo para estar en un satisfactorio. Figura 2 Consolidado desempeños, Asignatura de Física (2017-2019). Fuente: Elaboración Propia. 21 Analizando los datos consolidados de los informes académicos del primer periodo académico de la Figura 2, se pudo evidenciar, cómo los desempeños bajos y básicos son los componentes con el mayor porcentaje en los informes académicos, esta información fue compilada por el autor, de los reportes académico dados por la Secretaría Académica del Colegio. De esta forma y analizando la temática dada en este periodo, es como se evidenció la necesidad de mejorar las estrategias y mecanismos para dar solución a la necesidad en la asignatura en cuestión. 1.1.2 Identificación del problema Año tras año, el esfuerzo por la consecución de instrumentos e insumos para las prácticas de laboratorio de circuitos eléctricos, es notable por parte de los directivos y docentes de las áreas respectivas, sin embargo, tiende a ser una dificultad constante a causa de que son materiales consumibles y que los instrumentos se deterioran con facilidad; por otra parte, los conceptos relacionados con las prácticas de circuitos, son limitados debido a los pocos montajes de los mismos, por la carencia de insumos y equipos especiales. Los estudiantes mostraron desinterés en las prácticas relacionadas con circuitos, por la faltante de herramientas y recursos, así como la impotencia al no poder conseguir todos sus materiales. Esta situación se atacaría con “Las metodologías FC y ABPy los recursos y herramientas TIC que les sirven de apoyo pueden fomentar el interés y motivación del alumnado con su propio aprendizaje, además permiten su utilización con las metodologías tradicionales, favorecen una mejora de los resultados y se adaptan al contexto y diversidad de los estudiantes.” (Iradi- Mateo, 2019). Por otra parte, se cuenta con una población estudiantil que crece, en virtud a la aceptación y escogencia de la Modalidad de Sistemas como opción de articulación, para lograr una titulación técnica. Lo anterior obliga a generar una estrategia para poder recibir a los estudiantes en ambientes de aprendizajes óptimos y con herramientas y recursos que les fortalezcan su apropiación y aplicación de conocimientos; coadyuvando a los requisitos de grado que se exigen en una etapa productiva como proyecto de grado. Al ser la temática transversal con el área de física y área de tecnología e informática, así como competencia a aprobar por parte de la modalidad técnica de la institución, permitió resolver una necesidad que beneficia en varios escenarios a los alumnos, del mismo modo prepararlos para exámenes externos, donde se ha evidenciado que este tipo de temas suelen ser también evaluados. 22 Figura 3 Árbol de Problema. Fuente: Elaboración Propia. 1.1.3 Pregunta problema Por lo anterior, se pretende responder a la siguiente pregunta: ¿Cómo influye el uso de los simuladores de circuitos eléctricos, en el mejoramiento del rendimiento académico de la temática circuitos eléctricos del Área de Física, del primer periodo académico, en los estudiantes de grado undécimo, de la Institución Educativa Luis Hernández Vargas? 1.2 ALCANCE Tras el análisis que se evidenció en la problemática redactada, se logró implementar estrategias didácticas y herramientas tecnológicas que permitieron motivar a los estudiantes y realizar actividades académicas de tipo práctico, a través de recursos digitales como los Simuladores, que proveyeron de una gran cantidad de elementos técnicos y aptitudes de síntesis, análisis y aplicación de conceptos, logrando de esta manera mejorar los resultados académicos, tanto en las actividades evaluativas internas como externas. El uso de los Simuladores en el aula, y en particular el Crocodile Technology 3D, en las clases de Modalidad de Sistemas, en la temática de Circuitos, potenció los conocimientos y competencias necesarias para áreas y asignaturas trasversales como es el caso de la asignatura de Física, la cual es evaluada directamente en las pruebas saber 11, Martes de Prueba, entre otras pruebas, que indican la evolución de los procesos educativos de los estudiantes en nuestro caso de grado undécimo. La aplicación de estos simuladores, impulsó de la misma manera, la creación de propuesta pedagógica didáctica, como guías de aprendizaje y secuencias Efectos Bajo rendimiento académico, de los estudiantes de grado undécimo en el primer periodo académico, del área de Física. Falta de motivación para el desarrollo de las actividades prácticas en la temática de Circuitos Eléctricos Resultados con desempeño bajo y básico como tendencia en el área de Física, del primer periodo académico. Problema Dificultad en la apropiación de conceptos, conocimientos y competencias de los contenidos de la temática de circuitos eléctricos básicos; en el manejo de instrumentos de medición, herramientas y en la adquisición de componentes electrónicos por parte de los estudiantes, para realizar los respectivos montajes de las prácticas relacionadas con la temática Tener en cuenta que un problema de investigación nose define por la falta de algo. Causas Dificultad en el manejo de las herramietnas y ausencia de las mismas para las respectivas prácticas. Deterioro en los equipos de medición con los que cuenta la institución para el manejo en las prácticas de circuitos eléctricos. A los estudiantes y a la institución se les dificulta la constante consecuón de recursos, insumos y componentes para la realización de las prácticas. 23 didácticas, que requirieron de un compromiso de los docentes que dictan estas áreas, y de la población objetivo, los estudiantes de grado undécimo, inscritos a la modalidad de Sistemas de la institución educativa Luis Hernández Vargas. 1.3 JUSTIFICACIÓN El desarrollo de este trabajo investigativo, permitió evidenciar el mejoramiento en el rendimiento académico de los estudiantes frente a las áreas de física y tecnología a nivel institucional, y a su vez, sirvió de motivación en los estudiantes fortaleciendo los conceptos previamente vistos, que son aplicados en pruebas externas o en formulación de proyectos de carácter tecnológico. Del mismo modo, el uso de simuladores fue conveniente en el contexto y en la situación de salubridad pública mundial a causa del COVID19, toda vez que se pudo aprovechar aún en educación a distancia; y a su vez, se puede seguir aplicándose de manera presencial debido a la falta de laboratorios especializados para el desarrollo de este tipo de prácticas y temáticas; constituyéndose en una alternativa significativa para suplir dichas necesidades, sustentado en que “Las TIC potencian la educación cuando se busca apoyo en ellas y se desarrolla una propuesta basada en fundamentos históricos, epistemológicos, disciplinares y pedagógicos coherentes” (INSUTEC, 2012). De otro lado, es importante reconocer que el uso de muchos componentes, instrumentos y en montajes de circuitos en general en simuladores, evitaron inversiones económicas que en muchas ocasiones no resultaban aportar significativamente a la formación de los estudiantes y que se deterioraban con gran facilidad; no obstante, con un simulador, se tuvo una variada gama de recursos adicionales, ampliando la aplicación de nuevos aprendizajes y logrando profundizarlos, mejorando las condiciones del entorno social y económico que se presenta en la comunidad educativa, lo anterior sujeto a que “Si los profesores no pueden hacer un buen uso de las herramientas TIC, el dinero y el tiempo dedicado a las TIC va a ser un desperdicio.” (Cuichán, 2017). Con respecto al valor teórico, en muchos casos se intentaba usar algún tipo de aplicaciones para apoyar las temáticas de circuitos, pero el uso de simuladores no se había focalizado de tal manera que genera los resultados óptimos, y que se constituyera en una herramienta eficaz para las áreas afectadas. Por eso el uso de estas tecnologías marcaron un gran aporte a los contenidos teóricos, ya que, “No se trata de minimizar costos y maximizar beneficios, se trata de hacer más accesibles las experiencias que permitan el desarrollo de las competencias de una manera repetida en situaciones que de otra manera serían de un difícil acceso, o uno muy riesgoso, ya sea para el estudiante, ya sea para las personas o el entorno a los que debe intervenir.” (Villa, Franco, & Jaramillo, 2017). En lo metodológico los beneficiados no fueron solo los estudiantes en su aprendizaje; los docentes con el uso de la didáctica y la facilidad de orientar prácticas, resultaron ser grandes favorecidos. Por otra parte, las prácticas reales solían ser riesgosas, y mantener un control de ellas y ambiente seguro, era bastante 24 complicado; sin embargo, con el uso de los simuladores se minimizaron los riesgos, y se permitió realizar retroalimentación, como aporte y facilidad de la guía docente. Finalmente, la Institución Educativa, tendrá estudiantes con capacidad del manejo técnico de circuitos, en el uso y gestión de tecnologías digitales; y con un rendimiento académico mejorado; citando a la autora Amparo Padilla “La elaboración de una Guía Didáctica del Software Crocodile Technology sirve como recurso didáctico útil en clase, ya que permite complementar los conocimientos teóricos impartidos en el aula, de una manera aproximadamente real mediante prácticas simuladas y comprobadasque se pueden realizar con el software, contribuyendo al aprendizaje de la física en el bloque curricular Electricidad y Magnetismo, permitiendo brindar al docente la facilidad de enseñar y un aprendizaje más fácil al estudiante.” (Padilla Muñoz, 2017). 1.4 OBJETIVOS 1.4.1 Objetivo general Determinar el mejoramiento del rendimiento académico de los estudiantes de grado undécimo, en el Área de Física, en el primer periodo académico, en la temática de Circuitos eléctricos básicos con la aplicación de un software especializado para las prácticas de circuitos eléctricos básicos. 1.4.2 Objetivos específicos Diagnosticar la comprensión de conceptos sobre circuitos eléctricos básicos, de estudiantes del área de Física en el primer periodo académico, utilizando un pretest. Diseñar una propuesta pedagógica didáctica con el uso de un simulador de circuitos eléctricos para desarrollar las prácticas de la temática de circuitos resistivos en serie, paralelo y mixtos, realizando los respectivos montajes. Implementar la propuesta pedagógica didáctica de las respectivas prácticas, relacionadas con los montajes de circuitos eléctricos resistivos en serie, paralelo y mixtos, utilizando el simulador Crocodile Technology 3D fortaleciendo los aprendizajes. Evaluar los resultados de la aplicación de la propuesta pedagógica didáctica en el mejoramiento de los resultados académicos con el uso del simulador de circuitos eléctricos, a través de un cuestionario tipo postest. 25 2 BASES TEÓRICAS 2.1 ESTADO DEL ARTE 2.1.1 Antecedentes históricos. 2.1.1.1 Circuitos Eléctricos: Los circuitos eléctricos, son una teoría fundamental para otras especialidades como: “electrónica, electrotécnica, control de sistemas y comunicaciones para el diseño de dispositivos complejos, así como para la solución de problemas” (Guadarrama, Guadarrama, & Rodríguez, 2014 ) El análisis de los circuitos eléctricos, parte desde el concepto mismo de la electricidad; según el estudio de las físicas de los cuerpos, y sus reacciones químicas. Se estudia la teoría atómica de la electricidad, analizando las cargas eléctricas desde la materia, con sus componentes atómicos: electrones y protones, cargas eléctricas negativas y positivas, respectivamente. Reconociendo la historia de la electricidad y los circuitos eléctricos, se destacó el filósofo griego Tales de Mileto (600 años a.C.), quien con “Sus juegos con el ámbar le permitieron descubrir que si lo frotaba con un paño de lana éste atraía a pequeñas partículas como motas de polvo, ligeras plumas o hilos.” (Roy, 2004). Más tarde casi 1000 años después William Gilbert se dio cuenta que no solo el ámbar tenía ese tipo de características, sino que también otras sustancias tenían propiedades similares y otras definitivamente se comportaban distintamente, “Al fenómeno lo llamo electricidad, por la palabra griega elektron que significa ámbar y a las primeras sustancias: eléctricas, y a las segundas: aneléctricas.” (Roy, 2004). “Otro de los personajes fue Otto de Guericke en el año de 1672 construyó la primera máquina de electricidad estática (hoy conocida como generador eléctrico).” (García Camargo, 2015). También aportó a la historia, Stephen Gray quien determino que la electricidad puede conducirse a través de hilos metálicos, “con esto Gray experimentó la conducción de la electricidad y que algunos cuerpos no poseen esta propiedad” (García Camargo, 2015). Benjamín Franklin en la década de 1740, propuso la posibilidad de la presencia de dos cargas (positiva y negativa), términos que actualmente se mantienen con las polaridades de las baterías, por ejemplo. Cronológicamente Luigi Galvani en 1780, analizando el comportamiento del ámbar, descubrió que la electricidad excitaba las contracciones musculares; sin embargo, Alessandro Volta fue quien analizó la forma de almacenar las cargas eléctricas “Es por ello que en el año de 1800 inventó la primera batería eléctrica, que consistía en 26 una vasija con una solución salina en la que se introducían y unía dos tiras metálicas (Zinc y cobre)” (García Camargo, 2015). Finalmente, y junto con muchos más investigadores, George Simón Ohm desarrolló investigaciones de los circuitos eléctricos uno de ellos “sobre la corriente eléctrica, en 1895 haciendo uso de la pila de Volta, creó la balanza de torsión para medir la relación de la fuerza electromotriz con la intensidad de la corriente. En 1827 estableció la ley que relaciona las tres magnitudes eléctricas: la diferencia de potencial (E), la intensidad de la corriente (I) y la resistencia eléctrica (R)” (García Alonso, 2018), y estos aportes son los que a la fecha han sostenido la teoría de los circuitos eléctricos. Por otra parte, los circuitos eléctricos cobijan temas de otras asignaturas tales como, química, biología, tecnología y física, entre otras; lo cual la hace más significativa y permitió que se profundizara o aplicaran temas que en dichas áreas no se realizaban. Sin embargo se ha evidenciado con otras investigaciones que “en el aprendizaje de contenidos de Energía y Electricidad se ha observado un descenso de 3º a 4º de ESO en la frecuencia media de emociones positivas experimentadas por los alumnos hacia el aprendizaje de contenidos de este bloque” (Acedo, Sánchez, & García, 2016); dicho análisis confirmó las observaciones detalladas en la problemática de este trabajo, fundamentando y confirmando los posibles factores de la desmotivación y bajo rendimiento en dichas temáticas y en las áreas que las contienen. 2.1.1.2 Los Simuladores: La evolución de los simuladores, ha sido un proceso de no terminar, y es que al igual que la evolución tecnológica y la aplicación de las mismas en la educación, sigue mostrando grandes beneficios y está en constante actualización; así, los simuladores están en paralelo con la evolución de las tecnologías. Los hechos se remontan a la segunda guerra mundial, donde los matemáticos “J.VNeumann y S.Ulam, tenían el reto de resolver un problema complejo relacionado con el comportamiento de los neutrones.” (Madrid & Chaguala, 2015), en ese caso se utilizó un sistema de números aleatorios, para minimizar costos en prácticas de prueba y error. En la misma época “La simulación sin computadoras también se ha desarrollado, por ejemplo, usando modelos icónicos, como es caso de la simulación, en tiempo real, de las acciones en los campos de batalla en una maqueta” (González, Álvarez, & Alvarado, 2011); en otro evento de trascendencia mundial, “durante la Guerra Fría se intensificó el uso de la simulación para resolver problemas de interés militar; trayectorias y dinámicas de satélites artificiales, guiar mísiles, etc” (Barcelona, s.f.). La revolución informática ayudó a que los simuladores, a la par, desarrollarán representaciones para todos los ámbitos de la ciencia y la ingeniería, por ejemplo: Predicción del tiempo y simuladores de vuelo. 27 “La simulación digital comenzó a llevarse a cabo, utilizando para programar, el lenguaje binario, denominado lenguaje de máquina” (González, Álvarez, & Alvarado, 2011), logrando que los ordenadores, tuviesen una forma de modelar cualquier tipo de situación, fenómeno o predecir cualquier actividad real. “En los últimos años, el uso de la simulación se ha ampliado al sector del ocio y ha entrado en el ámbito familiar con productos de software sofisticado, que utilizan todos los recursos del ordenador” (Barcelona, s.f.); por tal motivo y sin ser una situación, que no se hubiese previsto, los simuladores toman parte de la educación y el aprendizaje de los estudiantes, y se constituyeron en una herramienta y recurso que permite minimizar algunos obstáculos que las instituciones y comunidades educativas pudiesen presentar. 2.1.1.3 Las TIC: La evolución y definición de las TIC, resultaron ser ambiguos en algunos periodos de la historia, debido a que el uso del término en principio,solo hacía referencia en el uso de tecnología en la educación y la trascendencia a un término de NTIC (Nuevas Tecnologías de Información y Comunicación), quedaba con una gran incógnita pues no se sabría cuáles serían las nuevas y cuales las antiguas. “Todas estas definiciones, difieren, en parte, por el margen de tiempo que abarcan, desde 1985 hasta 2015, y reflejan nuevos enfoques evolutivos y vivencias en relación con las TIC.” (Grande, Cañón, & Cantón, 2016). Por otra parte, el concepto mismo cambió como cambian los artefactos y equipos tecnológicos usados en la educación, esto hablando de equipos de cómputo, redes de datos, aplicaciones, software y el uso de teléfonos inteligentes. El análisis dado por Grande, Cañón y Cantón; permitió definir un poco más el entender la evolución de las TIC, “Las características de estas tecnologías van cobrando diferentes grados de protagonismo con el paso del tiempo y en estos últimos años destacan las siguientes: instantaneidad, interactividad, interconexión y diversidad, sin que por ello desaparezcan otras características que podemos considerar básicas o fundamentales.” (Grande, Cañón, & Cantón, 2016); es decir que las nuevas tecnologías a medida que se transforman o evolucionan, van tomando características y atributos que se deben empezar a tomar en cuenta. Algunos estudios han demostrado la eficacia y necesidad de utilizar las herramientas tecnológicas en el aula, tan es así que, se afirma que “El uso de la tecnología en la actualidad ha tenido un avance significativo en la sociedad, razón por la cual el docente debe aprovechar este tipo de herramientas como ventaja en las aulas de clases y aún más en los futuros profesionales del país.” (Palencia, 2018 ); el uso de simuladores fue una de las claves para poder enfrentar a una generación tecno nativa; que exige sus artefactos digitales para su vida diaria, y que llevarlos a ese medio es simplemente entrar en un territorio fácilmente manejado por ellos y que despierta su interés. 28 2.1.2 Antecedentes investigativos. En concordancia con la línea de investigación y con el trabajo propuesto, se tuvieron muchos artículos e investigaciones que confirmaron las evidencias y garantizaron los resultados y objetivos esperados. 2.1.2.1 Antecedentes Nacionales: Dentro de los antecedentes nacionales se resaltan algunos que dan ejemplo de las buenas prácticas en el uso de simuladores y TIC; de acuerdo con los autores Queipo Ferley Correa Flórez, Jaime Elder Patiño Gómez y la Tesis de Gado para Magister en Informática “Uso de las tecnologías de la información y la comunicación y el desempeño de los docentes de educación básica secundaria en la Institución Educativa Jorge Eliécer Gaitán Tota - Boyacá 2016.“ (Gómez & Elder, 2017), cuyo objetivo era determinar la relación del uso de las tecnologías de la información y la comunicación, con el desempeño de los docentes de básica secundaria en la Institución Educativa Jorge Eliecer Gaitán de Tota, Boyacá 2016; con una metodología de tipo básico, de nivel descriptivo correlacional, bajo un diseño no experimental, aplicada a la población de docentes de la institución; se estimuló la motivación de los estudiantes para las áreas donde se aplicaron dichas tecnologías, y esto dio concordancia con el desarrollo de la investigación presentada, que buscó un estudio mismo del alcance significativo de los simuladores en el desempeño de los docentes, mejorando la motivación de los estudiantes, como resultado colateral que se pudo obtener del proceso. Juan Carlos Vizcaino Aponte, en su trabajo de grado del año 2017, propone “Estrategias con Recursos Educativos Digitales Abiertos tipo simulador y su Incidencia en la Motivación al Logro: aprendizaje basado en problemas frente a diseño instruccional.” (Vizcaino Aponte, 2019), con el fin de “establecer la incidencia en la motivación intrínseca al logro de los estudiantes según la escala atribucional de Motivación de Logro, cuando se implementan estrategias que utilizan recursos educativos digitales abiertos simulador, una con aprendizaje basado en problemas, frente a otra con diseño instruccional al conceptualizar la transmisión de torque y velocidad angular” (Vizcaino Aponte, 2019), lo anterior aplicado a estudiantes de último grado de bachillerato de la institución Educativa Fagua del Municipio de Chía; título que se relacionó estrechamente con la investigación que se presenta en este documento; y que en la referencia de Vizcaino resulta útil para la mejora de los resultados en pruebas externas, debido al uso de recursos digitales, en particular simuladores, uno de los alcances que se pretendió en este proyecto; la metodología usada por Vizcaino contó con un diseño cuantitativo cuasiexperimental, tipo análisis descriptivo-correlacional; y se comprobó que las estrategias apoyadas en recursos educativos digitales incrementaron la motivación del alumno, al igual que en los 29 resultados de sus respectivas calificaciones; situación que permitió tener afinidad con el objetivo de mejoramiento de rendimiento académico. Convino tener en cuenta experiencias de docentes, por eso Ober Antonio Cardona Gómez, Claudia Patricia Chaverra Valencia y Oscar Iván Restrepo Yepe; mostraron la propuesta en su trabajo de grado para optar al título de Magíster en Educación la “Caracterización de los estilos de enseñanza que presentan los docentes en relación con los usos de las tic en el aula” y cuyo objetivo era “Caracterizar los estilos de enseñanza que presentan los docentes de las instituciones educativas Marco Fidel Suárez de Caucasia, Doradal de Puerto Triunfo y José Miguel de Restrepo y Puerta de Copacabana de acuerdo con los usos de TIC en el aula de clase” (Gómez, Antonio, Chaverra Valencia, & Restrepo Yepes, 2016); con una metodología de investigación cualitativa de estudio de caso, con un enfoque de carácter descriptivo- interpretativo, que se identificó con el proyecto de investigación presente, debido a que con el uso de TIC en la enseñanza, se pudo caracterizar a los docentes orientados con la aplicación del uso de cualquier simulador; esto permitió no solo estudiar y analizar el recurso digital, sino al docente que lo aplique; los resultados mostraron que existen estilos de enseñanza que muestran mejores niveles de competencia con el uso de las TIC, esto quiere decir que generar buenos estilos de enseñanza, dependerá del buen uso de las TIC y viceversa. El Proyecto de investigación para optar el título de Magíster en TIC Aplicadas a las Ciencias de la Educación, “Diseño e implementación de un ambiente de aprendizaje mediado por tic para la enseñanza de operadores mecánicos, en el grado séptimo del Colegio Boyacá de Duitama.” (Barrera Mesa, 2017); presentado por Carmen Emilce Barrera Mesa, cuyo objetivo era “Desarrollar un Ambiente de aprendizaje mediado por Tic para la enseñanza de operadores mecánicos, en el grado séptimo del colegio Boyacá, de Duitama, que permita mejorar el rendimiento académico y motive el interés de los estudiantes por el desarrollo de proyectos tecnológicos” (Barrera Mesa, 2017); con un tipo de investigación cuasi-experimental aplicado a estudiantes del grado séptimo del Colegio Boyacá, arrojó resultados positivos en el aprendizaje de operadores mecánicos mejorando el rendimiento académico, lo cual permitió relacionarse con esta propuesta, según el área a aplicar, que fue trasversalmente el área de tecnología, y las mejoras propuestas satisfacen los objetivos del presente proyecto planteado; dichas mejoras se reflejaron en la motivación y el rendimiento académico; acordes con el objetivo de la investigación de esta investigación. En esta misma línea, Alberto Elias Peñata Ávila, Ervin Alexis Camargo Zapata y Luís Felipe García, desarrollaron el Trabajo de grado para optar al título de Magíster en Ciencias Naturales y Matemáticas, “Implementación de simulaciones virtuales en la enseñanzade física y química para la educación media en la subregión de Urabá, Antioquia.” (Ávila, Elías, Camargo Zapata, & García, 2016); cuyo objetivo era implementar simuladores virtuales en la enseñanza de las áreas descritas en educación media, con una metodología de tipo exploratorio – descriptivo, 30 concluyendo que el uso de simulaciones virtuales genera interés en los estudiantes da institución educativa Zapa del Municipio de Necoclí; lo que permitió generar una relación acorde con la asignatura que se quiso fortalecer, la cual está dentro del Área de Ciencias (asignatura Física), según diseño curricular de la institución y que según los resultados de este antecedente referenciado, sirvieron de sustento a los resultados de esta investigación. Aleida Gelves Díaz y Diego Clemente Guillén Araca en el 2017; presentaron el trabajo final como requisito para optar al título de Magíster en Educación denominado “Las TIC en la didáctica de la enseñanza de las ciencias naturales y las matemáticas.”, (Galves Días & Guillen Araca, 2017); donde el uso del simulador fue apoyo a los temas de ciencias, lo cual permitió tener afinidad con este proyecto de investigación; la motivación generada, junto con el aprendizaje significativo, se identificaron con los objetivos de esta investigación, ya que el objetivo del trabajo referenciado proponía “Reconocer el aporte de las TIC en el desarrollo de competencias científicas en docentes del área de Ciencias Naturales y Matemáticas y estudiantes del grado sexto, a través del uso de los Software Yenka y Argunaut, en la Institución Educativa José Eustasio Rivera.” (Galves Días & Guillen Araca, 2017); el cual fue realizado bajo el método de Acción Participativa, bajo el enfoque cualitativo; que vinculó a los estudiantes de Grado 6 de la institución Educativa José Eustasio Rivera del Municipio de Puerto Carreño-Vichada; citando una de las conclusiones “los beneficios de las TIC en el aula y quizá una de las más importantes es que la aplicación continua de estos software en el aula mejoran el rendimiento académico del estudiante en la medida que aumenta el interés porque cuenta con elementos tangibles que pueden observar, relacionar, interpretar, cuestionar etc.” (Galves Días & Guillen Araca, 2017); esta conclusión permitió impulsar el desarrollo y presentó una gran relación con la propuesta de uso del simulador. En semejanza con el antecedente anterior, estuvo el trabajo de grado para optar al título de Magister en Tecnologías de la Información, titulado “Estrategia mediada por tic para la enseñanza de la tecnología y la informática en el grado sextos de la Institución Educativa Padre Roberto Arroyave de San Pedro de los Milagros.” (Echavarría Jiménez, 2016); donde el autor Jaime Andrés Echavarría Jiménez, propone “implementar una estrategia metodológica en la enseñanza de la tecnología e informática a partir de los distintos modelos y estilos de aprendizaje reconocidos en la pedagogía moderna, basado en la apropiación didáctica de las TIC dentro del aula de clase, buscando la mitigación de la mortalidad educativa del área en el grado sexto de la institución educativa Padre Roberto Arroyave Vélez.” (Echavarría Jiménez, 2016); basado en un enfoque de tipo investigación – Acción, complementado en resultados cuantitativos; arrojando resultados donde se muestra la preocupación de los aprendizajes de los estudiantes, y que notablemente existió mejora al hacer buen uso de las TIC; aunque el nivel académico del proyecto ejemplo no fue cercano, el área académica fue aplicable al presente proyecto de investigación; de esta manera existieron grandes antecedentes históricos que 31 promovieron la ejecución de las prácticas con TIC y simuladores en el proceso de enseñanza y aprendizaje; incentivando el desarrollo del proyecto y mejorando las buenas prácticas docentes. 2.1.2.2 Antecedentes Internacionales: Con referencia a los antecedentes internacionales se hizo mención a Cárdenas Moreno Yury Vanessa, con la modalidad Proyecto de Investigación, previo a la obtención del título de Licenciada en Ciencias de la Educación, titulado “Influencia del software Crocodile V3.5 en la enseñanza aprendizaje de circuitos eléctricos, en los estudiantes de segundo de bachillerato de la unidad educativa FAE N°1, en el periodo 2018-2019.” (Cardenas, 2019); ubicada en la parroquia La Concepción del Distrito Metropolitano, cuyo objetivo era determinar la importancia del software Crocodile en la enseñanza del aprendizaje de circuitos eléctricos; lo cual se relaciona estrechamente con la presente investigación, al tener como tema los circuitos eléctricos y el uso de un software similar, con la diferencia de la versión que se usó en la referencia; la investigación se desarrolló de tipo cuasi experimental, bajo el enfoque cuantitativo, con una modalidad socioeducativa, obteniendo resultados que concluyen que la influencia del software mencionado, fué mínima en los promedios obtenidos de los grupos de control y experimental. Del mismo modo y logrando evidenciar los buenos resultados se hizo muestra del Trabajo Final de Graduación, Proyecto de Aplicación Profesional de Licenciatura en Eduación, titulado “Incorporación de las TIC en la enseñanza de la Química de Tercer año A del Instituto Secundario Yocsina.” (Viglienghi, 2019), en la que su autora Viglienghi, María Eugenia, utilizó un recurso digital con el fin de “Generar un proyecto que garantice la utilización de las TIC en el espacio curricular de Química para mejorar el rendimiento escolar de los estudiantes de Tercer año A del Instituto Secundario Yocsina” (Viglienghi, 2019), y donde efectivamente se observaron buenos resultados, y se promovieron de manera adicional la motivación de las prácticas de la asignatura; mostrando que los estudiantes están ávidos de nuevas experiencias educativas, acorde con los objetivos del presente proyecto y que a pesar de que la asignatura y temáticas, no fueron las mismas que se propusieron en este documento, si se observó el valor que tiene la tecnología, como apoyo al proceso de formación. En una búsqueda de trabajos mediados por tecnología y en particular con el uso de simuladores que ayudaran a sustentar los objetivos y particularidad de la investigación, se encontró la tesis para optar el grado académico de Maestro en Educación con mención en docencia y gestión educativa, “Los simuladores virtuales en la capacidad de indagación experimentación en estudiantes del 5to de secundaria IE 7207 – 2016.” (Meza Cuba, 2017); desarrollado por Wilfredo Meza Cuba; cuyo objeto era “Determinar los efectos de la aplicación de los Simuladores virtuales en el desarrollo de la capacidad de indagación-experimentación en 32 estudiantes del 5to de secundaria en la Institución Educativa 7207 Mariscal Ramón Castilla del distrito de San Juan de Miraflores – UGEL 01 – 2016”; bajo un diseño de estudio cuasi experimental, describió un resultado en la aplicación de los simuladores con un efecto significativo en las competencias de indagación y experimentación, creando un valor agregado que se puede obtener al ejecutar el presente proyecto, que permitió crear nuevas investigaciones o propuestas al respecto, su relación fue evidente con el objeto de investigación. Siguiendo esta línea de identificar diferentes simuladores, se encontró el trabajo fin de máster, propuesta de intervención, de María Guadalupe Iradi-Mateo, que se nombra como “Metodología Flipped Classroom aplicada a circuitos eléctricos en Tecnología de 2º de E.S.O.” (Iradi-Mateo, 2019); donde mostró un simulador diferente al propuesto en la investigación, pero que relacionaba la temática y contenidos; y donde los resultados fueron definitivamente aceptables para el fundamento y desarrollo de la propuesta de investigación; toda vez que el objetivo consistía en proponer una unidad didáctica que permitiera impartir los contenidos correspondientesa Circuitos Eléctricos, de la Asignatura Tecnología 2° ESO, a través de la metodología Flipped Classroom, según el Aprendizaje Basado en Proyectos ayudados de diversas herramientas TIC, logrando un aprendizaje activo y significativo que mejoró los rendimientos y se resolvieron temáticas con escenarios que promovían la flexibilidad y extensibilidad de las competencias del área, útil para la ejecución del presente trabajo. Uno de los resultados que se pudo obtener de manera paralela, es el generar el concepto de laboratorios virtuales en los lugares donde los ambientes y recursos no permiten tenerlos en físico, este concepto se aplicó en el trabajo fin de grado “Uso de laboratorios virtuales o simulaciones para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias en Educación Primaria” (García Alonso, 2018); en este trabajo David García Alonso, fomentó la inclusión de las TICS en la educación y aportó una alternativa a las metodologías tradicionales de enseñanza, mostrando la receptividad de los simuladores por parte de los estudiantes y la aplicación de los mismos en los niveles inferiores de escolaridad, y permitió fortalecer aún más, la necesidad de ser aplicados en los temas y niveles con mayor dificultad; bajo un enfoque cualitativo, se integró las simulaciones o laboratorios virtuales, obteniendo conclusiones que consideran a las ciencias y la tecnología como ejes importantes dentro de la formación de personas; lo cual no solo tuvo relación con el proyecto sino que mostró un área de aplicación mayor e independiente de los niveles de escolaridad. El trabajo fin de Master “Enseñanza de electricidad en 2º de ESO utilizando el software de simulación Crocodile Clips.” (Pérez-Lizar, 2015), cuyo autor Juan Manuel Pérez-Lizar, trazó como objetivo “realizar y fundamentar una propuesta didáctica para la enseñanza de electricidad a los alumno de 2° ESO usando un software de simulación Crocodile Clips, en el colegio La Anunciata – FESD de Tudela” (Navarra, España); trató el mismo tema y software utilizado en esta 33 investigación, aunque con la diferencia de profundización del tema de circuitos eléctricos y el software que fue una versión diferente, tiene concordancia con este trabajo ya que utiliza un metodología de Exposición Didáctica con el uso de sesiones para desarrollar prácticas específicas; concluyendo según (Pérez-Lizar, 2015), “que las TIC pueden ayudar en el aula, pero siempre y cuando haya un cambio de metodología y se usen en aquellos casos en los que realmente son necesarias y puedan contribuir en esos casos al aprendizaje significativos de los alumnos”. En concordancia con el objetivo de esta propuesta, el mejoramiento en el rendimiento académico, se encontró la tesis para optar grado académico de: Maestra en Administración de la Educación, “Uso de TIC y rendimiento académico de Ciencia, Tecnología y Ambiente en estudiantes de secundaria - Comas 2016.” (Quispe Palomino, 2017); presentado por María Auxiliadora Quispe Palomino; que mantuvo una gran afinidad con la investigación propuesta, ya que el objetivo de esta referencia era “Determinar la relación que existe entre el USO de TIC, y Rendimiento académico de C.T.A. En estudiantes de 1° Año de Secundaria, de la “I.E. FE Y ALEGRÍA Nº 10 Comas – 2016 (Perú)”, con un método empleado hipotético deductivo y un enfoque cuantitativo; evidenciando mejoramiento en la motivación como parte fundamental en el aprendizaje; y que según los resultados fue evidente el cambio de los dos componentes analizados el rendimiento y la motivación en los estudiantes; concluyendo que “Las actividades que más emociona y trabajan con actitud bastante positiva son los experimentos científicos virtuales, y para exponer sus temas de investigación hacen uso de los recursos de las TIC.” (Quispe Palomino, 2017). Las competencias a nivel formativo pueden arrojar resultados que abarcan otras disciplinas, tal es el caso de lo propuesto por Juan Alberto Arias Camarena, donde se aplicó un software para otras disciplinas, pero que trabajaban las temáticas que se abarcaron en esta investigación, tal es el caso de la tesis “El software de simulación electrónica como recurso didáctico y logros de aprendizajes significativos de los estudiantes del nivel secundario del Colegio Experimental de Aplicación de la Universidad Nacional de Educación Enrique Guzmán y Valle, 2017” (Arias Camarena, 2018), trabajo para optar al Grado Académico de Maestro en Ciencias de la Educación con Mención en Docencia Universitaria, bajo un enfoque cuantitativo y un tipo de investigación descriptivo, longitudinal y con carácter exposfacto; entregando como resultado que al emplear el software de simulación electrónica como recurso didáctico en estudiantes, tiene un resultado positivo en el aprendizaje significativo, dando confianza al desarrollo de la propuesta que se desarrolló y teniendo amplia relación con el trabajo que se expuso en este documento. Finalmente, el artículo de Fouad Yehya, Aziz Barbar y Suzanne Abou-Rjelil, en el año 2019, titulado “Learning with simulations: Influence of a computer simulation with hand-on activities on students' learning of the physics capacitors' concepts.” (Yehya, Barbar, & Abou-Rjelil, 2019), desarrollado bajo un enfoque experimental 34 cuantitativo, aplicado a los estudiantes de 11° grado en la sección científica de las escuelas secundarias libanesas, sin discriminación de género; tenía como objeto investigar la contribución de una simulación por computadora al aprendizaje de los estudiantes de conceptos de física (carga y descarga de capacitores). La simulación interactiva por computadora (simulación de crocodile) se utilizó para difundir el objetivo de ese estudio; en este trabajo se observó que el software utilizado corresponde a la gama que se usó en el proyecto de investigación objeto de este trabajo, y el nivel escolar de la población escolar objetivo fue el mismo del proyecto, junto con la asignatura de Física a impactar; las conclusiones mostradas en el artículo refieren que la comprensión de los alumnos frente a los conceptos de los capacitores se pueden mejorar y se lograron en gran medida cuando los alumnos utilizaron la simulación por computadora combinada con actividades "prácticas". El uso de actividades prácticas se identificó como la causa de esta diferenciación. Las evidencias son muchas, y de ellas se sujetó esta investigación para poder dar claridad y encontrar la mejor ruta para desarrollar las actividades que permitieron encontrar los resultados esperados y determinar una fiel y consistente herramienta y recurso para el desarrollo de las prácticas docentes. 2.1.3 Antecedentes legales. La identidad de aplicación de este proyecto tuvo su sustento legal y partió desde la Constitución Política de Colombia, en su artículo 26 donde expresa “... la educación es un derecho de la persona y un servicio público que tiene una función social: con ella se busca el acceso al conocimiento, a la ciencia, a la técnica, y a los demás bienes y valores de la cultura.” (Colombia R. d., 20 de julio de 1991); sujetos a esto se pudo considerar que lo primario, es garantizar una educación a los estudiantes que genere calidad y represente utilidad en los mismos. Del mismo modo se tuvo, La Ley 1286 del 2009 “por la cual se modifica la Ley 29 de 1990, se transforma a Colciencias en Departamento Administrativo, se fortalece el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación en Colombia y se dictan otras disposiciones.” (Colombia C. d., LEY 1286 DE 2009, 2009); dentro de la cual se detalla claramente en el Artículo 3, Párrafo 6, el “Promover la calidad de la educación formal y no formal, particularmente en la educación media, técnica y superior para estimular la participación y desarrollo de las nuevas generaciones de investigadores, emprendedores, desarrolladores tecnológicos e innovadores.” (Colombia C. d., LEY 1286 DE 2009, 2009); fundamento