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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE FILOSOFÍA, LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACIÓNCARRERA DE PEDAGOGÍA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES DE LAINFORMÁTICADiseño de un software educativo, como refuerzo didáctico en el aprendizaje de laasignatura de física, en los cambios de velocidad que tiene una partícula en movimiento,para los estudiantes del primer año del B.G.U de la Unidad Educativa Luciano AndradeMarín, de la ciudad de Quito, en el periodo 2018-2019.Trabajo de investigación (modalidad presencial) previo a la obtención del Título deLicenciado en Ciencias de la Educación Mención Informática.AUTOR: Cisneros Freire Fernando VictorianoTUTOR: Dr. Julio César Eduardo Quillupangui Cruz MSc.Quito, 2019
DERECHOS DE AUTORYo, Cisneros Freire Fernando Victoriano, en calidad de autor y titular de los derechosmorales y patrimoniales del trabajo de titulación “DISEÑO DE UN SOFTWAREEDUCATIVO, COMO REFUERZO DIDÁCTICO EN EL APRENDIZAJE DE LAASIGNATURA DE FÍSICA, EN LOS CAMBIOS DE VELOCIDAD QUE TIENE UNAPARTÍCULA EN MOVIMIENTO, PARA LOS ESTUDIANTES DEL PRIMER AÑODEL B.G.U DE LA UNIDAD EDUCATIVA LUCIANO ANDRADE MARÍN, DE LACIUDAD DE QUITO, EN EL PERIODO 2018-2019.”, modalidad presencial, deconformidad con el Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIALDE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedemos a favorde la Universidad Central del Ecuador una licencia gratuita, intransferible y no exclusivapara el uso no comercial de la obra, con fines estrictamente académicos. Conservamos anuestro favor todos los derechos de autor sobre la obra, establecidos en la normativacitada.Así mismo, autorizamos a la Universidad Central del Ecuador para que realice ladigitalización y publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, deconformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.El autor declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su formade expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidadpor cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa y liberando a laUniversidad de toda responsabilidad.FIRMAFernando Victoriano Cisneros FreireC.C. 1804933305Email: fer cis@live.com / fvcisneros@uce.edu.ecii
APROBACIÓN DEL TUTOREn mi calidad de Tutor del Trabajo de Titulación, presentado por FERNANDOVICTORIANO CISNEROS FREIRE, para optar por el Grado de Licenciatura enCiencias de la Educación, mención Informática; cuyo título es: DISEÑO DE UNSOFTWAREEDUCATIVO,COMOREFUERZODIDÁCTICOEN ELAPRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA DE FÍSICA, EN LOS CAMBIOS DEVELOCIDAD QUE TIENE UNA PARTÍCULA EN MOVIMIENTO, PARA LOSESTUDIANTES DE PRIMER AÑO DEL B.G.U. DE LA UNIDAD EDUCATIVALUCIANO ANDRADE MARÍN, DE LA CIUDAD DE QUITO, EN EL PERIODO2018-2019, considero que dicho trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para sersometido a la presentación pública y evaluación por parte del tribunal examinador que sedesigne.En la ciudad de Quito, a los 9 día del mes de diciembre del 2019.Dr. Julio César Eduardo Quillupangui Cruz, MSc.DOCENTE-TUTORC.C. 1707022032iii
DEDICATORIAEsta tesis está dedicada a:A mis padres Fernando Cisneros y Susana Freire,quienes con su amor, paciencia y esfuerzo me hanayudado a cumplir mis sueños y especialmente aobtener un título profesional, estoy muy agradecidode haber presentado el ejemplo de esfuerzo,compromiso y responsabilidad.A mis hermanas Eula, Mercy y Evelyn, quienes mehan brindado su amor incondicional y se hanpreocupado siempre por mí y me han brindado suapoyo sin condiciones.A mi pequeño Nicolas que, con su sorpresiva llegadadurante todo este proceso, llego a ser una gran razónpor lo cual quiero cumplir esta meta.iv
AGRADECIMIENTOAgradecido especialmente con mi familia quienes en el desarrollo de toda mi vida me hanapoyado en mi formación académica para cumplir mis más anhelados sueños.A mis docentes en cada uno de los semestres estudiados y cada una de las materiasestudiadas, quienes con su paciencia y enseñanza pudieron capacitarse profesionalmente.A mi tutor, Dr. Julio César Eduardo Quillupangui Cruz, MSc. quien, con susconocimientos académicos y su paciencia, me guio durante el proceso de realización deltrabajo investigativo.Agradecimiento a la Unidad Educativa Luciano Andrade Marín, a sus docentes y personaladministrativo, quienes me brindaron las condiciones adecuadas para ejecutar el trabajoinvestigativoAgradecerles a mis amigos y compañeros, quienes me han brindado su amistad,capacidades y conocimientos para llegar a culminar esta etapa académica.Agradecimiento especial a la prestigiosa Universidad Central del Ecuador la cual abriósus puertas para formarme como persona profesional.v
CONTENIDODERECHOS DE AUTOR . iiAPROBACIÓN DEL TUTOR . iiiDEDICATORIA . ivAGRADECIMIENTO .vÍNDICE DE FIGURAS . ixÍNDICE DE TABLAS . xiRESUMEN . xiiiABSTRACT . xivINTRODUCCIÓN .1CAPITULO I .3PROBLEMA .31.1. Planteamiento de problema . 31.1.1.Formulación del Problema. 41.1.2.Preguntas Directrices . 41.2Objetivos. 61.2.1Objetivo General. 61.2.2Objetivos Específicos . 61.3Justificación . 7CAPITULO II .9vi
MARCO TEÓRICO .9Fundamentación Legal . 46TÍTULO I .52BASE LEGAL, PRINCIPIOS FUNDAMENTALES, FINES Y OBJETIVOS .52CAPÍTULO III METODOLOGÍA .54DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN .543.1Enfoque de la investigación. 543.2Niveles de la Investigación . 553.3Tipos de Investigación . 563.4Procedimiento a Seguir . 573.5Población Y Muestra . 573.6Técnicas e Instrumentos . 593.7OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES . 603.8Validez y Confiabilidad de los instrumentos . 62CAPÍTULO IV .644.1Técnicas para el Procesamiento y Análisis de Resultados .64Análisis de Datos .64Presentación de Resultados .644.24.3ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS . 65Conclusiones y Recomendaciones .97vii
Recomendaciones .98CAPÍTULO V .99PROPUESTA TECNOLÓGICA .995.25.3INTRODUCCIÓN .100Objetivos .101Objetivo general . 101Objetivos Específicos . 1015.4Justificación .1015.5Requisitos de Hardware y Software .102Instalación de NetBeans IDE y JDK . 103Instalación de Wondershare Filmora . 104Desarrollo detallado de la propuesta .105Diseño general de “CIS.LAB” .105Pantalla Principal . 105Pantalla de Bienvenida . 106Unidades temáticas . 106ANEXOS .112CUESTIONARIO DOCENTES .112CUESTIONARIO ESTUDIANTES .116BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .126viii
ÍNDICE DE FIGURASFigura 1. Evolución del entorno Tecnosocial y de conocimiento .13Figura 2. MRU posición vs tiempo x (t).32Figura 3. MRU velocidad vs tiempo x (t).32Figura 4. MRUA velocidad-tiempo .35Figura 5. MRUA distancia-tiempo .35Figura 6. MRUA aceleración positiva .35Figura 7. MRUA aceleración negativa .36Figura 8. MRUA parábola .36Figura 9. Movimiento parabólico velocidad.37Figura 10. Movimiento Circular Uniforme (MRU).40Figura 11. MRU sentido de giro .42Figura 12. MRU regla de la mano derecha .42Figura 13. MRU Periodo vs frecuencia. .43Figura 14. Estudiantes usan software libre .66Figura 15. Uso de software pagado estudiantes .67Figura 16. Utilización de recursos audiovisuales en Física .68Figura 17. Utilización de imágenes digitales en Física .69Figura 18. Utilización de simuladores digitales en Física .70Figura 19. Aplicaciones informáticas para resolver problemas de Física .71Figura 20. Uso de software educativo para resolver tareas escolares .72Figura 21. Uso necesario de software educativo en Física experimental .73Figura 22. Software educativo con interfaz gráfica en Física .74ix
Figura 23. movimiento de una partícula .75Figura 24. problemas que relacione magnitudes angulares y lineales .76Figura 25. Estudiantes que tienen en claro que es un movimiento circular .77Figura 26. Estudiantes que identifican los diferentes tipos movimientos de un cuerpo .78Figura 27. Estudiantes que reconocen experimentalmente la aceleración centrípeta de uncuerpo .79Figura 28. Estudiantes que analizan gráficamente el movimiento circular de un objeto 80Figura 29. Conocimientos para aplicar en ejercicios prácticos .81Figura 30. Docente utiliza software libre .82Figura 31. Docente utiliza software pagado .83Figura 32. Docente utiliza Recursos audiovisuales .84Figura 33. Docente utiliza imágenes digitales .85Figura 34. Docente utiliza simuladores digitales.86Figura 35. aplicaciones informáticas que contengan recursos multimedia .87Figura 36. software educativo como refuerzo pedagógico .88Figura 37. Utiliza los laboratorios de Física .89Figura 38. software educativo, como refuerzo didáctico.90Figura 39. uso de un software educativo con Interfaz gráfica permitirá fortalecer elaprendizaje de la Física.91Figura 40. dificultades de aprendizaje en el tema de aceleración .92Figura 41. dificultades de aprendizaje en el tema de Movimiento RectilíneoUniformemente Acelerado .93Figura 42. dificultades de aprendizaje en el tema de Movimiento Circular Uniforme .94Figura 43. implementación de un software educativo ayudaría a los estudiantes .95x
ÍNDICE DE TABLASTabla 1. Métodos de Enseñanza . 23Tabla 2. Ecuaciones del Movimiento vertical . 39Tabla 3. Ecuaciones del Movimiento Circular Uniforme. 43Tabla 4. Procedimiento a Seguir. 57Tabla 5. Población . 58Tabla 6. Muestra . 58Tabla 7. Estadísticas de fiabilidad . 63Tabla 8. Estudiantes usan software libre . 66Tabla 9. Uso de software pagado estudiantes . 67Tabla 10. Utilización de recursos audiovisuales en Física . 68Tabla 11. Utilización de imágenes digitales en Física. 69Tabla 12 Utilización de simuladores digitales en Física. . 70Tabla 13. Aplicaciones informáticas para resolver problemas de Física . 71Tabla 14. Uso de software educativo para resolver tareas escolares . 72Tabla 15. Uso necesario de software educativo en Física experimental . 73Tabla 16. Software educativo con interfaz gráfica en Física . 74Tabla 17. movimiento de una partícula . 75Tabla 18. problemas que relacione magnitudes angulares y lineales . 76Tabla 19. Estudiantes que tienen en claro que es un movimiento circular . 77Tabla 20. Estudiantes que identifican los diferentes tipos movimientos de un cuerpo . 78Tabla 21. Estudiantes que reconocen experimentalmente la aceleración centrípeta de uncuerpo . 79Tabla 22. Estudiantes que analizan gráficamente el movimiento circular de un objeto . 80xi
Tabla 23. Conocimientos para aplicar en ejercicios prácticos. 81Tabla 24. Docente utiliza software libre . 82Tabla 25. Docente utiliza software pagado . 83Tabla 26. Docente utiliza Recursos audiovisuales . 84Tabla 27. Docente utiliza imágenes digitales . 85Tabla 28. Docente utiliza simuladores digitales . 86Tabla 29. aplicaciones informáticas que contengan recursos multimedia. 87Tabla 30. software educativo como refuerzo pedagógico . 88Tabla 31. Utiliza los laboratorios de Física . 89Tabla 32. software educativo, como refuerzo didáctico . 90Tabla 33. uso de un software educativo con Interfaz gráfica permitirá fortalecer elaprendizaje de la Física. 91Tabla 34. dificultades de aprendizaje en el tema de aceleración . 92Tabla 35. dificultades de aprendizaje en el tema de Movimiento RectilíneoUniformemente Acelerado . 93Tabla 36. dificultades de aprendizaje en el tema de Movimiento Circular Uniforme. 94Tabla 37. implementación de un software educativo ayudaría a los estudiantes . 95xii
TÍTULO: Diseño de un software educativo, como refuerzo didáctico en el aprendizajede la asignatura de física, en los cambios de velocidad que tiene una partícula enmovimiento, para los estudiantes del primer año del B.G.U. de la Unidad Educativa“Luciano Andrade Marín”, de la ciudad de Quito, en el periodo 2018-2019.Autor: Fernando Victoriano Cisneros FreireTutor: Dr. Julio César Eduardo Quillupangui Cruz, MSc.RESUMENLa investigación realizada fue dirigida a estudiantes de primer año de B.G.U. de la UnidadEducativa Luciano Andrade Marín, previo requisito para obtener el grado de LicenciadoenCiencias de la Educación mención Informática, se centró en la finalidad del diseñode un software educativo, como refuerzo didáctico en el aprendizaje de la asignatura defísica, por el cual se planteó la interrogante ¿Cómo ayudaría el diseño de un softwareeducativo, en el aprendizaje de los cambios de velocidad que tiene una partícula enmovimiento?, manifiesta a la necesidad de conducir nuevos elementos de enseñanza. Pararealizar el propósito, se utilizó la metodología con enfoque cualitativo, con dos grupos decompetidores esenciales de la red social didáctica, docentes y alumnos, donde, Con baseen la exploración aplicada, fue posible contrastar el interés anunciado por aquelloscomprometidos con el uso de un programa educativo que tiene en su diseño las principalespropiedades de enseñanza y estudio de maestros y estudiantes, respectivamente. Al final,los resultados del estudio actual nos permitieron detectar el tipo de aprendizaje de losalumnos y los efectos que acarrea el programa educativo, teniendo en cuenta que primerodebe ser amigable y simple de utilizar, dando permiso una interacción continua entre losindividuos y la PC, además debe tener las partes fundamentales del programa educativo.PALABRAS CLAVES: MÉTODOS DIDÁCTICOS/ ENSEÑANZA/ SOFTWAREEDUCATIVO/ PARTÍCULA/ MOVIMIENTO/ CAMBIOS DE VELOCIDAD.xiii
TITLE: Design of an educational software, as didactic reinforcement in the learning ofthe physics subject, in the changes of speed that a moving particle has, for the students ofthe first year of the B.G.U. of the Educational Unit Luciano Andrade Marín, from the cityof Quito, in the period 2018-2019.Author: Fernando Victoriano Cisneros FreireTutor: Dr. Julio César Eduardo Quillupangui Cruz, MSc.ABSTRACTThe research conducted was directed to freshmen of B.G.U. of the Educational Unit"Luciano Andrade Marín", a prerequisite to obtain the degree of Bachelor of Science inEducation mentioned Computer Science, focused on the proposal of the design of aneducational software, as didactic reinforcement in the learning of the subject of physics,whereby the question was raised: How would the design of an educational software help,in learning the changes in speed that a moving particle has?, manifests the need to drivenew teaching elements. To carry out the purpose, verify the methodology with aqualitative approach, with two groups of essential competitors of the didactic socialnetwork, teachers and students, where, based on the applied exploration, it is feasible tocontrast the interest announced by those engaged in the use of educational program thathas within its design, the primary properties for teaching and study by teachers andstudents, respectively. In the end, the results of the current study allow us to detect thetype of student learning and the effects of the educational program, taking into accountthat it must first be friendly and simple to use, giving permission for continuousinteraction between individuals and students, PC, also must have the fundamental partsof the educational program.KEYWORDS: DIDACTIC METHODS / TEACHING / EDUCATIONAL SOFTWARE/ PARTICLE / MOVEMENT / SPEED CHANGES.xiv
INTRODUCCIÓNEn la presente investigación se ha evidenciado que los estudiantes tienen poco interés en elaprendizaje de la Física, en especial el tópico los cambios de velocidad que tiene una partícula,temáticas que son poco amigables para los estudiantes, estos problemas no están aislados yaque se experimentan en todo el mundo debido que posee falencias, ya sea en el plan de estudioso en la preparación de los profesores que imparten la asignatura. Por lo tanto, se desea motivara este grupo de jóvenes a comprender la física a través del software educativo, como unapropuesta a las demandas educativas, de los estudiantes del primer año del B.G.U., ya que apesar de contar con varios recursos didácticos para apoyar el conocimiento adquirido; esesencial aplicar la herramienta tecnológica que permitan a los estudiantes convertir lasactividades cotidianas en interactivas y fomentar un aprendizaje significativo.El software educativo es una propuesta que ha sido diseñada y desarrollada para generarnuevos entornos de aprendizaje, que integran significativamente la tecnología de lainformación y la comunicación, en los procesos de enseñanza, que deben basarse enmetodologías derivadas de la realidad estudiada a través de la estructuración de criteriosrepresentativos, es decir, cada vez más necesario tener información actualizada y confiable.A través de este proyecto tecnológico se estima demostrar que el software educativo en laasignatura de Física al analizar los cambios de velocidad de una partícula, es de gran apoyopara los estudiantes y docentes, a través de una correcta conceptualización, la utilización derecursos digitales explicativos y con su correspondiente evaluación, en fin, esta herramientaestá incidiendo en el mundo educativo, de manera firme y de creciente importancia, enparticular, dentro del ámbito de la formación de los estudiantes del primer año del B.G.U.1
Con la necesidad de estructurar de una mejor manera el Informe del trabajo de Investigación,se ha empleado las siguientes características:Capítulo I: Se convierte en el punto de partida como inició la Investigación, conformadopor el planteamiento del problema, que sirve como base para definir los objetivos, tanto generalcomo específicos, la justificación en la cual se apoya el desarrollo del trabajo de investigación.Capítulo II: Esta sección anuncia los estudios previos que se han presentado en relación conel proyecto que se está desarrollando, las bases teóricas y las bases legales complementariaspara preparar el proyecto tecnológico.Capítulo III: En esta sección se propone el diseño de la investigación, así como su enfoque,nivel, tipo, procedimiento a seguir y la población con la que se desarrollará el proceso deinvestigación. Por lo tanto, se da uso al instrumento de recopilación de datos, siendo en estecaso la encuesta.Capítulo IV: Esta sección muestra los resultados obtenidos a través del análisis einterpretación de estadísticas obtenidas de los elementos de la comunidad educativa, docentesy estudiantes, a través del procesamiento de datos.Capítulo V: Conclusiones y recomendaciones para brindar soluciones prácticas.Capítulo VI: Esta sección desarrolla la propuesta tecnológica, establece objetivos,justificación y descripción del software y su uso, que nos ayudará a cubrir las brechas deconocimiento y aprendizaje.2
CAPITULO IPROBLEMA1.1. Planteamiento de problemaActualmente en el espacio económico, social y económico las TIC’s ha influenciado en ellasde manera positiva, sin embargo, en el ámbito educativo, en algunas circunstancias lasinstituciones educativas no tienen la oportunidad de seguir el mismo camino. Tienen queajustarse a las propiedades particulares y las propias pretensiones de los alumnos para proveeruna más grande flexibilidad en las trayectorias académicas y hacer más simple el avance de sucapacidad.Las políticas públicas relacionadas con las TIC’s en los países latinoamericanos se formarona mediados de la década de 1990, con la llegada de la globalización, ha causado mayor atenciónen esta temática, por parte de los gobiernos.A principios de los años XX, la mayoría de los países latinoamericanos comenzaron a dar suprimer intento en la implantación de una política general acorde con la llamada sociedad de lainformación. Estos intentos fueron luego reformados por las dos cumbres mundiales para lasociedad de información (CMSI 2003 – 2005), y la introducción de las TIC’s en los Objetivosde Desarrollo del Milenio (ODM) de las Naciones Unidas, que compartían la misma visión(ONU, 2000).En Ecuador en relación con la llamada Sociedad de la Información, se implementaron ennumerosas instituciones públicas equipos informáticos con posibilidad de entrar a Internet, dela misma forma que se manifestó en el reporte listo en 2010 en la Rendición de Cuentas delMinisterio de Educación del Ecuador, pero previamente se tuvo una primera idea de integrar3
las TIC’s en el sistema educativo, donde cada docente poseía su PC, y se implementó unprograma de capacitación para la utilización pedagógico de la PC, después de esta idea huboun cierto estancamiento, primordialmente relacionado con los cambios de gobiernos en tanalgunos años.Su carácter revolucionario y tecnológico puede suponer un freno para bastantes docentesque no tienen la formación que se requiere para aplicarlas en clase, lo que termina ocasionandoun efecto equivocado en el estudio de los alumnos.En la Institución en estudio; Unidad Educativa “Luciano Andrade Marín”, se expresaroniniciativas en relación con el uso de las TIC, lo que demuestra el i
universidad central del ecuador facultad de filosofÍa, letras y ciencias de la educaciÓn carrera de pedagogÍa de las ciencias experimentales de la
