Publicación Cuatrimestral. Vol. 8, No 1, Enero/Abril, 2023, Ecuador (p. 1-20) 1
Publicación Cuatrimestral. Vol. 8, No 1, Enero/Abril, 2023, Ecuador (p. 1-20). Edición continua
https://revistas.utm.edu.ec/index.php/Basedelaciencia/index
revista.bdlaciencia@utm.edu.ec
Universidad Técnica de Manabí
DOI: https://doi.org/10.33936/revbasdelaciencia.v8i1.4685
IMPLEMENTACIÓN DEL APRENDIZAJE BASADO EN ESCENARIOS PARA LA
ENSEÑANZA DEL MOVIMIENTO ARMÓNICO AMORTIGUADO
Eduardo Francisco Baidal Bustamante
*
, Rubén Leopoldo Manrique Suarez , Roberto
Ronald Idrovo Tóala
Carrera de Ingeniería Industrial. Facultad de Ingeniería Industrial. Universidad de Guayaquil. E-mail:
ruben.manriques@ug.edu.ec; roberto.idrovot@ug.edu.ec
*Autor para correspondencia: eduardo.baidalb@ug.edu.ec
Recibido: 18-5-2022 / Aceptado: 15-12-2022 / Publicación: 1-1-2023
Editor Académico: Jorge Rosendo Flores Herrera
RESUMEN
El propósito de este estudio es determinar el rendimiento alcanzado con la implementación de la metodología del
Aprendizaje Basado en Escenarios en la enseñanza del Movimiento Armónico Amortiguado. Para esta investigación se
escogieron dos paralelos de física aplicada de la carrera de ingeniería industrial de un instituto de educación superior
ecuatoriano. Los cursos seleccionados fueron el IND-S-NO-2-8 y el IND-S-NO-2-10, definidos como grupos intactos por
no existir procedimiento de selección aleatoria de participantes, pues estos son estudiantes matriculados. Al paralelo IND-
S-NO-2-10 se le denominó grupo de control y se le aplicó la Metodología de la Clase Tradicional, mientras al paralelo
IND-S-NO-2-8 se le aplicó la Metodología del Aprendizaje Basado en Escenarios. Ambos grupos recibieron las clases
bajo la modalidad virtual. Para está investigación se plantearon dos hipótesis (de investigación y nula), las cuales fueron
contrastadas por medio de la Prueba t de Student para dos muestras relacionadas. Además, para medir el rendimiento
alcanzado por los grupos de investigación, se aplicó la ganancia de Hake y el cálculo de los componentes normalizados
de Dellwo. Como resultado, se obtuvo un valor “P(T≤t) dos colas” superior al nivel de significancia de 0,05 y el valor
“estadístico t” se encuentra dentro de la zona de rechazo de la hipótesis nula, demostrando que la Metodología del
Aprendizaje Basado en Escenarios proporciona mayor rendimiento que la Clase Tradicional. El calculo de la ganancia de
aprendizaje utilizando el factor de Hake y de Dellwo mostro que ambos grupos de investigación se encuentran en el nivel
de ganancia media.
Palabras clave: Aprendizaje Basado en Escenarios Prácticos, Movimiento Armónico Amortiguado, Prueba t de Student.
IMPLEMENTATION OF SCENARIO-BASED LEARNING FOR THE TEACHING OF
DAMPED HARMONIC MOTION
ABSTRACT
Artículo de
Investigación
Ciencias Físicas
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
2
The purpose of this study is to determine the performance achieved with the implementation of the Scenario-Based
Learning methodology in the teaching of Damped Harmonic Movement. For this research, two parallels of applied physics
from the industrial engineering career of an Ecuadorian higher education institute were chosen. The selected courses were
IND-S-NO-2-8 and IND-S-NO-2-10, defined as intact groups because there is no random selection procedure for
participants since these are students enrolled in these parallel courses. The IND-S-NO-2-10 parallel was called a control
group and the Traditional Class Methodology was applied, while the Scenario-Based Learning Methodology was applied
to the IND-S-NO-2-8 parallel. Both groups received the classes under the virtual modality. For this investigation, two
hypotheses (research and null) were proposed, which were contracted using of the students' t technique for two related
samples. In addition, to measure the performance achieved by the research groups, the Hake gain and the calculation of
Dellwo's normalized components were applied. As a result, a “P(T≤t) two-tailed” value higher than the significance level
of 0.05 was obtained and the value of the “t statistic” is within the rejection zone of the null hypothesis, showing that the
Scenario-Based Learning Methodology provides higher performance than the Traditional Class. The calculation of the
learning gain was also carried out using the Hake and Dellwo factors, showing that both research groups are at the average
gain level.
Keywords: Learning Based on Practical Scenarios, Damped Harmonic Motion, students' t.
IMPLEMENTAÇÃO DE APRENDIZAGEM BASEADA EM CENÁRIOS PARA O ENSINO
DE MOVIMENTO DE HARMÔNICOS AMORTECIDO
RESUMO
O objetivo deste estudo é determinar o desempenho alcançado com a implementação da metodologia de Aprendizagem
Baseada em Cenários no ensino do Movimento Harmônico Amortecido. Para esta pesquisa, foram escolhidos dois
paralelos de física aplicada da carreira de engenharia industrial de uma instituição de ensino superior equatoriana. Os
cursos selecionados foram IND-S-NO-2-8 e IND-S-NO-2-10, definidos como grupos intactos, pois não há procedimento
de seleção aleatória de participantes, uma vez que são alunos matriculados nesses cursos paralelos. O paralelo IND-S-
NO-2-10 foi chamado de grupo controle e foi aplicada a Metodologia de Aula Tradicional, enquanto a Metodologia de
Aprendizagem Baseada em Cenários foi aplicada ao paralelo IND-S-NO-2-8. Ambos os grupos receberam as aulas na
modalidade virtual. Para esta investigação, foram propostas duas hipóteses (pesquisa e nula), as quais foram contratadas
por meio da técnica t de student para duas amostras relacionadas. Além disso, para medir o desempenho alcançado pelos
grupos de pesquisa, foram aplicados o ganho de Pescada e o cálculo dos componentes normalizados de Dellwo. Como
resultado, obteve-se um valor de “P(T≤=t)” bicaudal superior ao nível de significância de 0,05 e o valor da “estatística t”
está dentro da zona de rejeição da hipótese nula, mostrando que o Cenário A Metodologia de Aprendizagem Baseada
oferece maior desempenho do que a Aula Tradicional. O cálculo do ganho de aprendizagem também foi realizado
utilizando os fatores Hake e Dellwo, mostrando que ambos os grupos de pesquisa estão no nível médio de ganho.
Palavras chave: Aprendizagem Baseada em Cenários Práticos, Movimento harmônico amortecido, t de alunos.
Citación sugerida: Baidal, E., Manrique, R., Idrovo, R. (2023). IMPLEMENTACIÓN DEL APRENDIZAJE BASADO
EN ESCENARIOS PARA LA ENSEÑANZA DEL MOVIMIENTO ARMÓNICO AMORTIGUADO. Revista Bases de
la Ciencia, 8(1), 1-20. DOI: https://doi.org/10.33936/revbasdelaciencia.v8i1.4685
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1. INTRODUCCIÓN
Actualmente, la educación ha sufrido cambios forzados debido a la afectación ocasionada por la
presencia del SARS-CoV-2. Según datos del portal de UNICEF (2020), se realizó una encuesta sobre
la situación actual de los niños, niñas y adolescentes que participan en el proceso educativo, como
resultado se obtuvo que después de la pandemia, 7 de cada 10 estudiantes del séptimo año de
educación básica obtuvieron un nivel insatisfactorio en lenguaje y matemáticas. Adicional, 6 de cada
10 estudiantes consideran que están aprendiendo menos con la implementación de la nueva modalidad
de estudio.
En el sitio web del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (2022), se estima que el 55,6% de la
población del Ecuador posee servició de internet, divididos en 63,8% en zonas urbanas y el 38% en
zonas rurales. Estos datos evidencian un incremento en la comunicación por internet y que puede
generar un impacto positivo para la implementación de modalidades en línea en centros educativos.
Basados en las problemáticas anteriores, los centros educativos y en especial los institutos de
educación superior ecuatoriano han implementado nuevas modalidades de estudio para continuar con
sus actividades académicas, acondicionando plataformas digitales para la gestión educativa, pero
estas implementaciones han sido poco efectivas por la mala selección de metodologías de aprendizaje
que son aplicadas en las clases. Es común evidenciar como los docentes aun utilizan modelos
tradicionales de aprendizaje, los cuales son de tipo expositivos por medio de videoconferencias, y en
otros casos las clases se centran en el cumplimiento de recursos de manera asíncrona.
La Universidad de Guayaquil ha decidido la implementación de nuevas carreras en modalidad en
línea, para lo cual se necesita proponer metodologías de aprendizaje efectivas que sean utilizadas en
esta nueva modalidad.
Para esta investigación, se ha escogió a la carrera de ingeniería industrial, cuya naturaleza es de tipo
técnica, proponiendo la implementación de la metodología de aprendizaje basado en escenarios. Esta
metodología permitirá a los estudiantes desarrollar habilidades para mejorar el desenvolvimiento en
su campo laboral, debido a que los involucra dentro de un escenario práctico y los prepara para
resolver un problema real en base a la toma de decisiones que realiza (Lave & Wenger, 1991). Para
demostrar la efectividad de esta metodología propuesta se utilizará una temática de la asignatura de
física aplicada que conforma el área de conocimiento de ciencias aplicadas.
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
4
Dentro del programa de física aplicada, el estudio del movimiento armónico es de gran importancia
para los futuros ingenieros industriales, debido a que introduce a los estudiantes a diversos sistemas
industriales reales basados en este principio físico. Existen diversas dificultades que presentan los
estudiantes con respecto al estudio del movimiento armónico, entre los más comunes podemos citar
las problemáticas relacionadas con: a) diferenciar entre un movimiento armónico simple y un
amortiguado, b) definir la ecuación del movimiento simple o amortiguado, c) el cálculo de variables
especiales del movimiento amortiguado, tales como: las constantes de amortiguamiento, de
elasticidad, energía mecánica, entre otros (Pardo Beainy et el., 2021).
Esta investigación tiene como objetivo demostrar la efectividad que tiene la metodología del
aprendizaje basado en escenarios frente a la clase tradicional, aplicada a estudiantes de una
universidad pública ecuatoriana que están cursando la asignatura de física aplicada, utilizando como
temática central el movimiento armónico amortiguado, bajo la modalidad virtual en ambos grupos de
investigación. Este promueve habilidades de trabajo colaborativo (Ahumada De La Rosa, 2013), por
tanto, se organizaron grupos de trabajo para recrear un ambiente real de trabajo para el aprendizaje
de la temática seleccionada.
APRENDIZAJE BASADO EN ESCENARIOS
El aprendizaje basado en escenarios es una estrategia de enseñanza utilizada en educación E-learning,
implementando una simulación para resolver un problema y poder desarrollar de manera práctica una
habilidad. Además, desarrolla el pensamiento crítico, la toma de decisiones y solución de problemas,
por medio del desarrollo de soluciones que van construyendo el escenario (Díaz Barriga, 2020).
Según informe del sitio web de la dirección general académica (2020), esta metodología tiene las
siguientes características: a) el estudiante forma su aprendizaje haciendo y experimentando, b)
permite que se realicen experimentaciones basadas en un contexto real, c) el estudiante aprende del
error con guía del docente y d) el estudiante saca sus propias conclusiones de las decisiones que toma
para solucionar el problema (pág. 7).
Por medio de esta estrategia es posible ubicar al estudiante en situaciones similares al contexto
laboral, permitiéndole cometer errores y fallas en un ambiente seguro que luego pueden ser analizados
sin consecuencias reales (Hernández, 2019).
A pesar de que esta metodología maneja escenarios reales, es necesario que los estudiantes describan
soluciones que permitan medir y elegir alternativas de desarrollo. Además, es necesario que los
escenarios de aprendizaje se presenten como divertidos y agradables (Prieto Preboste & Chamorro
Laborda, 2021).
El Instituto Nacional de Administración Pública (2022) indica que esta metodología sigue los
siguientes objetivos: a) orientar a los estudiantes hacia un aprendizaje práctico, b) Introducir al
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estudiante en vivencias educativas que generen un aprendizaje experimental, c) ofrecer una enseñanza
atractiva con el desarrollo de una misión educativa (pág. 4).
En esta metodología el rol del estudiante consiste en ser el protagonista dentro del escenario, debe
seguir las actividades planificadas, introducirse en el ambiente práctico, entregar la solución al
problema y seguir las instrucciones del docente. Por su parte el docente tiene el rol de facilitador,
interviene como experto, nunca debe resolver el problema, es el encargado de corregir los procesos
de investigación y dar las instrucciones a los estudiantes. También el docente puede complementar el
aprendizaje con conceptos teóricos o en base a las conclusiones de los estudiantes (Instituto Nacional
de Administración Pública, 2022).
Este procedimiento ha sido aplicado en diferentes áreas de conocimiento, debido a que su estructura
permite a los docentes crear escenarios similares a los laborales, para que los estudiantes promuevan
su propio aprendizaje. Esta metodología no es aplicada solo en entornos virtuales o simulados, sino
también en ambientes reales, que no se centran específicamente en laboratorios sino también en los
propios escenarios de trabajo.
Los autores Prieto Preboste & Chamorro Laborda (2021) realizaron el trabajo “El aprendizaje basado
en escenarios como estrategia de desarrollo de competencias para afrontar el proceso de selección de
personal”. En este trabajo se presentó el diseño e implementación de un juego online de simulación,
aplicado a 54 estudiantes universitarios que afrontaron un proceso simulado de selección de personal.
Los resultados de la aplicación ayudaron a la mejora del aprendizaje y al desarrollo de nuevas
habilidades educativas.
La Revista de la Fundación de Educación Médica presentó el trabajo “Escenarios de aprendizaje
basado en simulación: experiencia multidisciplinaria de la Universidad del Valle de México”. En esta
publicación los autores mostraron la aplicación de escenarios basados en simulación en 12 centros de
simulación de la Universidad del Valle de México. Adicional, se crearon manuales de práctica que
describían conceptos académicos, objetivos de aprendizajes y métodos de evaluación que se
utilizaban es estos centros (Aguilar Ortega et al. 2021).
En la Revista Espacios se publicó el trabajo “Ambientes y diseño de escenarios en el aprendizaje
basados en simulación”. En él se presentó la aplicación del software Gaumard aplicado en estudiantes
de la carrera de medicina de un instituto de educación superior. Acompañado de este software los
autores mostraron el diseño de una guía de caso clínico donde se detallaban las novedades presentadas
durante la aplicación de la simulación (González Peñafiel et al. 2018).
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
6
La Revista Internacional de Investigación y Formación Educativa publicó el trabajo “Escenarios de
simulación como estrategia de aprendizaje: la experiencia Save Stan”. En este trabajo los autores
presentaron la experiencia de la Universidad de Alberta en Canadá, sobre la aplicación de la
simulación como estrategia de aprendizaje que introdujo a los estudiantes a escenarios muy idéntico
a los escenarios reales con un enfoque transdisciplinario. La simulación Save Stan permitió a los
estudiantes involucrados en el área de la salud desarrollar habilidades teóricas e interpersonales (Salas
Medina et al. 2017).
2. MATERIALES Y MÉTODOS
PARTICIPANTES
Para esta investigación se utilizó a estudiantes de la asignatura de física aplicada de la carrera de
ingeniería industrial, los cuales son considerados como grupos intactos, debido a que no se realizó
ninguna selección aleatoria de los participantes, pues estos son estudiantes matriculados en sus
respectivos paralelos. Al paralelo IND-S-NO-2-8 se lo definió como grupo experimental y se dictó la
clase basada en la metodología del Aprendizaje Basados en Escenarios. Al paralelo IND-S-NO-2-10
se le dictó la clase basada en el modelo tradicional de enseñanza (clase expositiva). Ambos grupos
bajo la modalidad virtual.
INSTRUMENTOS
Para esta investigación se elaboró una prueba sobre la temática del Movimiento Armónico
Amortiguado. Esta prueba consta de 10 preguntas con 4 respuestas posibles, compuesta de temas
teóricos y de solución de problemas. Este instrumento fue utilizado al inicio de la clase como prueba
de entrada (pre-test) y al final de la clase como prueba de salida (post-test) (Anexo 1).
PROCEDIMIENTO
A continuación, se describen las actividades desarrolladas por el grupo experimental:
- Se empezó la clase con el desarrollo de la prueba de entrada.
- Se organizaron grupos de trabajo y se solicitó a los integrantes que se distribuyan los roles.
- Se presentó a los grupos de trabajo un problema real sobre el Movimiento Armónico Amortiguado.
Este problema planteaba el cálculo de las variables: velocidad angular inicial (ω
0
), velocidad angular
amortiguada (ω'), amplitud final (A), constante de elasticidad (k), constante de amortiguamiento (b),
energía mecánica (E
M
). Adicional, con los resultados proporcionados pidió definir qué tipo de
movimiento armónico amortiguado era el sistema.
- Se solicitó a los estudiantes que buscarán información sobre el Movimiento Armónico Amortiguado.
- Los grupos presentaron la información investigada al profesor y recibieron la retroalimentación
respectiva.
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- Se pidió a los estudiantes que representarán el problema en un simulador virtual de un sistema masa
resorte mostrado en la Figura 1, ingresando a un enlace proporcionado (University of Colorado,
2022).
Figura 1. Simulador de un sistema masa-resorte.
Fuente: University of Colorado.
- Una vez que los estudiantes calcularon las variables del problema, procedieron a realizar el reporte
de la práctica desarrollada en el simulador. Este reporte contenía: carátula, título, objetivo, teoría,
materiales utilizados, procedimiento, cálculos y procedimientos matemáticos, tabla de datos, gráficos,
resultados y conclusiones.
- Por medio de exposiciones los estudiantes realizaron la presentación del problema y recrearon el
movimiento en el simulador.
- Los estudiantes recibieron la retroalimentación por parte del profesor.
- Se procedió a tomar la prueba de salida.
VARIABLES E HIPÓTESIS
Para esta investigación se consideraron las siguientes variables:
Variable Independiente: La metodología de enseñanza, que para el grupo de control será la clase
tradicional y para el grupo experimental será la metodología del aprendizaje basado en escenarios.
Variable Dependiente: El aprendizaje alcanzado que será medido por medio del rendimiento
académico.
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
8
Para esta investigación se definieron dos hipótesis, una hipótesis de investigación (H1) y una hipótesis
nula (H0).
H1: El aprendizaje basado en escenarios proporciona mayor rendimiento académico que los
estudiantes que utilizan el modelo tradicional de enseñanza.
H0: El aprendizaje basado en escenario proporciona igual o menor rendimiento académico que los
estudiantes que utilizan el modelo tradicional de enseñanza.
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
Esta investigación fue desarrollada utilizando dos grupos de investigación que no fueron alterados
aleatoriamente. Este trabajo es un modelo cuantitativo y de tipo cuasiexperimental, con la finalidad
de mostrar el efecto de la aplicación del Aprendizaje Basado en Escenarios, esta se describe con la
siguiente ecuación 1 (Bhattacherjee, 2012):
(1)
O
1
: corresponde a la medición obtenida con la prueba de entrada en el grupo experimental.
O
2
: corresponde a la medición obtenida con la prueba de salida en el grupo experimental.
X: corresponde al tratamiento aplicado, que en el grupo experimental es el Aprendizaje Basado en
Escenarios.
O
3
: corresponde a la medición obtenida con la prueba de entrada en el grupo de control.
O
4
: corresponde a la medición obtenida con la prueba de salida en el grupo de control.
ANALISIS DE DATOS
La finalidad del análisis de datos en esta investigación fue demostrar la validez de las hipótesis
planteadas. El primer análisis corresponde a la elaboración de gráficos de dispersión de los resultados
de las pruebas de entrada y de salida representados en la Figura 2, marcando en estos gráficos el
promedio de las calificaciones. Otro análisis corresponde a verificar si los datos siguen una
distribución normal, para esto se realizaron gráficas P-Plot y se complementó con un análisis
estadístico descriptivo para conocer los valores de tendencia central mostrados en el Anexo 2.
También se realizó la aplicación de la prueba t Student para calcular los valores del estadístico t y p-
value para demostrar la aceptación de la H1 o H0 cuyos resultados se muestran en la Tabla 1.
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Figura 2. Gráfica de dispersión de las calificaciones de entrada y salida de los grupos de
investigación.
Fuente: Elaborado por el autor.
Tabla 1. Prueba t Student para los grupos de investigación.
ENTRADA
SALIDA
CONTROL
EXPERIMENTAL
CONTROL
EXPERIMENTAL
Media
2
2,06
2,06
7,11
Varianza
1,412
1,35
1,35
1,87
Observaciones
18
18
18
18
Coeficiente de correlación
de Pearson
-0,085
-0,189
Grados de libertad
17
17
Estadístico t
-0,136
-10,974
P(T<=t) una cola
0,447
1,95x10
-9
Valor crítico de t (una cola)
1,740
1,740
P(T<=t) dos colas
0,893
3,90x10
-9
Valor crítico de t (dos colas)
2,110
2,110
Fuente: Elaborado por el autor.
Finalmente, para cuantificar la ganancia del aprendizaje, se realizó el cálculo de ganancia de Hake
(H) y el cálculo de los componentes normalizados de Dellwo (g), cuyo procedimiento de cálculo se
muestra en el Anexo 3 para seguimiento de los lectores. El factor de Hake proporciona un valor para
conocer la ganancia del aprendizaje, pero Dellwo (2010) determinó la eficiencia de una metodología
con respecto a la ganancia tomando como referencia al conocimiento inicial y no a una calificación
especifica de los estudiantes. Por lo tanto, el factor de Dellwo propone una alternativa de cálculo de
ganancia de aprendizaje por medio de los componentes de cambio normalizado, que mide la
probabilidad que un error cometido en la prueba de entrada se corrigiera en la prueba de salida por la
instrucción utilizada. También, proporciona un valor de la perdida normalizada que mide la
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
10
probabilidad que una respuesta correcta en la prueba de entrada se vuelva incorrecta en la prueba de
salida luego de la metodología aplicada. Todos los análisis realizaron en el programa Microsoft Excel.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. Resultados
Las calificaciones obtenidas en las pruebas y se han representado en gráficas de dispersión para el
grupo de control y experimental mostrados en la Figura 2. Junto a los puntos de dispersión se
muestran los promedios de calificaciones representadas por líneas continuas. La línea continua azul
indica los promedios de calificación de las pruebas de entrada y la línea continua naranja representa
los promedios de calificación de las pruebas de salida.
Se puede verificar que el promedio de las calificaciones de las pruebas de entrada en el grupo de
control y experimental son similares, con valores de 2,05. La diferencia se marca en la línea que
indica el promedio de calificaciones de las pruebas de salida, con un valor de 5,75 en el grupo de
control y un valor de 7,11 en el grupo experimental, mostrando un valor superior en el promedio de
calificaciones del grupo experimental.
Con respecto al grupo de control, la Figura 2 muestra que en la prueba de entrada se presenta como
calificación más alta un valor de 4, también se muestran dos valores con calificaciones más bajas
que son de 0. En el caso de la prueba de salida se puede observar que el valor de calificación más
alto es de 8 y el valor de calificación más bajo es de 3. En la prueba de entrada se puede observar
que la mayoría de las calificaciones se encuentran por debajo del promedio de calificaciones (línea
azul en 2,05), pero en la prueba de salida ya existe una ligera superioridad de valores por encima del
promedio (línea naranja en 5,75).
Con respecto al grupo experimental, la Figura 2 muestra que en la prueba de entrada se presentan
dos valores con calificaciones más altas de 4, también se muestran dos valores con calificaciones
más bajas que son de 0. En el caso de la prueba de salida se puede observar que el valor de calificación
más alto es de 10 y dos valores de calificaciones más bajas con 3. En la prueba de entrada y de salida
se puede observar que la mayoría de las calificaciones se encuentran por debajo del promedio de
calificaciones (línea azul en 2,05 y línea naranja en 7,11).
Una de las condiciones para la aplicación de la prueba t Student es los datos sigan una distribución
normal. Según lo descrito en el análisis de datos, se utilizó la prueba P-plot que es un gráfico
probabilístico que permite verificar de manera empírica si los datos de las calificaciones tienen una
distribución normal.
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En las figuras 3 y 4 se pueden observar que los valores se acercan a la línea de referencia normal
(línea naranja) determinando una distribución normal de los datos. También se realizó un análisis
estadístico para conocer los valores de tendencia central y confirmar la distribución de los datos. En
el Anexo 2 se pueden observar los valores de tendencia central como: la media, mediana y moda que
permite verificar si existe una aproximación entre ellos que demuestren analíticamente la
distribución normal.
Figura 3. Pruebas P-Plot en las pruebas de entrada y salida del grupo de control.
Fuente: Elaborado por el autor.
Figura 4. Pruebas P-Plot en las pruebas de entrada y salida del grupo experimental.
Fuente: Elaborado por el autor.
Con respecto a la prueba de entrada, los resultados del Anexo 2 muestran que en el grupo de control
y experimental, los valores de la mediana y moda son iguales a 2 y existe una diferencia poco
significativa con respecto a la media que tiene un valor de 2,05. Con este resultado se pudo evidenciar
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
12
que los grupos de investigación partieron con iguales conocimientos sobre el Movimiento Armónico
Amortiguado.
Con respecto a la prueba de salida, los resultados del Anexo 2 muestran que en grupo de control los
valores de la mediana y moda son iguales a 6 y existe una ligera diferencia con respecto a la media
que tiene un valor de 5,74. En el grupo experimental, los valores de la mediana y moda son iguales
a 7 y existe una diferencia poco significativa con respecto a la media que tiene un valor de 7,11. Con
este resultado se pudo evidenciar que el grupo experimental obtuvo mayor promedio de rendimiento
académico que el grupo de control en el aprendizaje del Movimiento Armónico Amortiguado.
En la tabla 1 se muestran los datos obtenidos en la prueba t Student realizado para dos muestras
emparejadas:
Según los datos obtenidos en la tabla 1, de manera específica en los datos de entrada, no existe una
diferencia significativa con respecto al grupos de control y experimental. La explicación con respecto
a estos datos es que ambos grupos parten con conocimientos deficientes sobre el movimiento
armónico amortiguado antes de la aplicación de las metodologías de aprendizaje, lo cual indica una
homogeneidad en los grupos. En la tabla 1 la variable “P(T≤t) dos colas” proporciona un valor de
0,893, el cual es un valor superior al nivel de significancia de 0,05, indicando que inicialmente se
aceptaría la hipótesis nula. Otro valor que se debe analizar es el “estadístico t” de -0,136 que indica
que se encuentra dentro de la zona de aceptación de la hipótesis nula. Tomando como referencia los
resultados mostrados podemos indicar que no existe ventajas respecto a los conocimientos previos
entre el grupo de control y experimental.
Para cuantificar el rendimiento académico, se aplicó la técnica del factor de Hake y el factor de
Dellwo, cuyo procedimiento de cálculo se describe en el Anexo 3. De estas pruebas se obtuvieron los
siguientes resultados:
Según los resultados obtenidos en la prueba del factor de Hake, en el grupo de control se obtuvo un
valor de 0,4625 y en el grupo experimental un valor de 0,6375, que se ubican en el rango de nivel de
ganancia media entre 0,3 < h ≤ 0,7.
Los resultados de los componentes normalizados de Dellwo, en el grupo de control se obtuvo un valor
de 0,3842 y en el grupo experimental un valor de 0,5092, que se ubican en el rango de nivel de
ganancia media entre 0,3 < h ≤ 0,7.
Con estos datos se pudo evidenciar que el grupo experimental obtuvo mayor ganancia de aprendizaje.
3.2. Discusión
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Para conocer la efectividad de la metodología aplicada, es necesario analizar los datos obtenidos en
la prueba t Student con los datos de salida, de esta manera podemos conocer si se acepta la hipótesis
nula o de investigación.
En los antecedentes de esta investigación se plantearon las siguientes hipótesis:
µ1: Media del grupo experimental
µ2: Media del grupo de control
Por lo tanto: H0: µ1 ≤ µ2 H1: µ1 > µ2
Para conocer el efecto de las metodologías aplicada, se analizaron los datos de salida de la tabla 1. La
variable “P(T≤t) dos colas” muestra un valor de 3,9x10
-9
, lo cual es un valor significativamente
inferior al fijado como nivel de significancia de 0,05, esto significa el rechazo de la hipótesis nula y
aceptando la hipótesis alternativa. Otra variable para analizar es el valor del “estadístico t” que es de
-10,974, que se encuentra fuera del intervalo de confianza -2,110 y 2,110 de la zona de rechazo de la
hipótesis nula. Basados en este resultado podemos concluir que se acepta la hipótesis de investigación
indicado que la Metodología del Aprendizaje Basado en Escenarios produce mayor rendimiento
académico que la Clase Tradicional.
Con los valores obtenidos en el Anexo 3, según el modelo de Dellwo se pudo conocer la efectividad
de los cursos (grupos de investigación intervenidos), para esto se realizó una comparación de los
valores del cambio normalizado:
Según el cálculo de la efectividad de los cursos se cumple la relación
=
. Por lo tanto, se puedo concluir que el grupo experimental es
más efectivo que el grupo de control.
4. CONCLUSIONES
El Aprendizaje Basado en Escenarios Prácticos es una metodología óptima para la formación de
fututos profesionales, debido a que se introduce a los estudiantes en un escenario simulado al
ambiente laboral y le permite desarrollar habilidades que mejoraran su perfil profesional, adquiriendo
experticia en la toma de decisiones en la vida laboral. Además, esta metodología permitió a los
estudiantes trabajar en base a errores que pueden cometerse en la profesión y aprender de aquellos.
En este trabajo de investigación se pudo evidenciar como el conocimiento fue evolucionando a
medida que se realizaba la implementación de la metodología del Aprendizaje Basado en Escenarios
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
14
Prácticos, disminuyendo las dificultades que generalmente presentan los estudiantes en la
representación de la ecuación del movimiento amortiguado. La clase tradicional en ciertos escenarios
suele enfocarse en el desarrollar habilidades de solución de problemas, la metodología estudiada suele
desarrollar habilidades como el pensamiento crítico, la comunicación, el trabajo colaborativo; que en
algunos casos no se desarrolla con la clase tradicional.
4. DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERÉS DE LOS AUTORES
Los autores declaran no tener conflicto de intereses
5. REFERENCIAS
Aguilar Ortega, C., Tovar Luna, B., & Hernández Cruz, B. (2021). Escenarios de Aprendizaje Basado en Simulación:
experiencia multidisciplinaria de la Universidad del Valle de México. Revista de la Fundación Educación
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ANEXO 1
Test sobre Movimiento Armónico Amortiguado
1. El Movimiento Armónico Amortiguado tiene como característica principal:
a. Solo se desarrolla en resortes.
b. Solo se presenta en forma horizontal.
c. No existen fuerzas de retardo.
d. La disminución de la amplitud por fuerzas retardadoras.
2. ¿Cuál de las siguientes variables pertenecen únicamente al Movimiento Armónico
Amortiguado?
a. Constante de amortiguamiento (b)
b. Periodo (T)
c. Velocidad angular (ω)
d. Amplitud (A)
3. ¿Qué características presenta la Amplitud (A) en un Movimiento Armónico
Amortiguado?
a. Se mantiene constante.
b. Crece a medida que transcurre el tiempo.
c. Disminuye a medida que transcurre el tiempo.
d. Se hace cero en el momento que empieza a oscilar.
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
16
4. Para que un sistema sea Sobre Amortiguado, el argumento de la ecuación de la ω’
debe ser:
a. Positivo.
b. Mayor que la velocidad angular.
c. Cero
d. Negativo
5. De la siguiente figura: La curva b representa un:
a. Movimiento Sub amortiguado
b. Movimiento Críticamente amortiguado.
c. Movimiento Sobre amortiguado
d. Movimiento Armónico Simple
6. De las siguientes ecuaciones, la ecuación de la posición de un movimiento armónico
amortiguado es:
a.
b.
c.
d.
7. Resolver el siguiente ejercicio y seleccione la respuesta correcta:
Un objeto de masa de 0,300kg cuelga del extremo de un resorte, está sometido a la acción de
fuerzas amortiguadoras con una constante de amortiguamiento de 0,900 kg/s y con una
constante de elasticidad de 2,50 N/m. El sistema es un Movimiento Armónico Amortiguado del
tipo:
a. Movimiento sub amortiguado.
b. Movimiento críticamente amortiguado.
c. Movimiento sobre amortiguado.
d. Movimiento armónico simple.
8. Resuelva el siguiente ejercicio y seleccione la
respuesta correcta:
Una esfera con una masa de 10,6 kg se suspende del
extremo de un resorte, con una frecuencia de oscilación
amortiguada de 7 Hz. El sistema se ve afectado por una
fuerza amortiguadora presente por la resistencia del aire con una constante de amortiguamiento
de 3Kg/s. ¿En qué porcentaje se disminuye la amplitud después de cada oscilación?
a. 98% después de cada oscilación.
b. 2% después de cada oscilación.
c. Las oscilaciones se mantienen constante.
d. El objeto no oscila.
9. Resolver el siguiente ejercicio y seleccione la respuesta correcta:
Un cuerpo con masa de 50g oscila en el extremo de un resorte, al inicio de la oscilación su
desplazamiento inicial es de 0, 30m, luego por efecto de una fuerza amortiguadora este
desplazamiento disminuye a 0,10 m en un tiempo de 5s. El valor de la constante de
amortiguamiento será:
a. No existe constante de amortiguamiento.
Publicación Cuatrimestral. Vol. 8, No 1, Enero/Abril, 2023, Ecuador (p. 1-20) 17
b. 0,022 kg/s aproximadamente.
c. 1,466 kg/s aproximadamente
d. Ninguna de las respuestas anteriores.
10. Resolver el siguiente ejercicio y seleccione la respuesta correcta:
El siguiente sistema armónico tiene en un extremo un objeto de 0,375kg. El resorte presenta una
constante de elasticidad de 100 N/m. El medio de amortiguamiento tiene una constante de 0,100
kg/s. ¿Cuánto tiempo transcurre para que la energía mecánica se reduzca a la mitad de su valor
inicial?
a. 0,385s aproximadamente.
b. 2,6s aproximadamente
c. 1,875s aproximadamente
d. Ninguna de las respuestas.
ANEXO 2
Con la finalidad de conocer si los datos siguen una distribución normal, se realizó un análisis
estadístico descriptivo, expuesto en la siguiente tabla:
Análisis estadístico descriptivo de los grupos de investigación.
VARIABLE
G. CONTROL
G. EXPERIMENTAL
ENTRADA
SALIDA
ENTRADA
SALIDA
Media
2,05
5,74
2,05
7,11
Error Típico
0,27
0,32
0,26
0,30
Mediana
2
6
2
7
Moda
2
6
2
7
Desviación estándar
1,177
1,408
1,129
1,329
Varianza
1,386
1,982
1,275
1,766
Curtosis
-0,616
-0,665
-0,175
-0,011
Coeficiente de
asimetría
-0,112
-0,144
-0,113
0,422
Rango
4
5
4
5
Suma
39
109
39
135
Nivel de confianza
(95%)
0,5674
0,6786
0,544
0,641
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
18
ANEXO 3
Cálculo del factor de Hake y de los componentes normalizados de Dellwo
Para calcular el factor de Hake en el grupo de control, se obtuvieron los valores θ
pre
y θ
post
:
Para calcular factor de Hake en el grupo experimental se siguió el mismo procedimiento:
Para calcular los componentes normalizados del factor de Dellwo se realizó el siguiente procedimiento:
Para el grupo experimental se siguió el mismo procedimiento:
625
6375
Publicación Cuatrimestral. Vol. 8, No 1, Enero/Abril, 2023, Ecuador (p. 1-20) 19
Con los valores que se obtuvieron en el modelo de Dellwo fue posible conocer la efectividad de los
cursos (grupos de investigación intervenidos), para esto se realizó una comparación de los valores del
cambio normalizado:
El grupo experimental fue denominado curso A y mostró los siguientes valores de cambio normalizado:
G
A
=0,5105
A
L
A
= 0,25*0,0053=0,00132
El grupo de control será denominado curso B y muestra los siguientes valores de cambio normalizado:
GB=0,3895
Basados en los criterios del modelo de Dellwo fue posible identificar la siguiente efectividad de los
cursos:
A es más efectivo que B si:
Se cumple que
= . Por lo tanto, se
pudo concluir que bajo el modelo Dellwo el grupo experimental fue más efectivo que el grupo de
control.
Eduardo Baidal Bustamante, Rubén Manrique Suarez, Roberto Idrovo Tóala.
20
Contribución de autores
Autor
Contribución
Eduardo Baidal
Redacción, Aplicación al grupo experimental
Rubén Manrique
Revisión, Aplicación al grupo de control
Roberto Idrovo
Revisión, tabulación
