UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN Carrera de: Educación en Ciencias Experimentales Design Thinking, metodología para la enseñanza-aprendizaje del Campo eléctrico en bachillerato Trabajo de Integración Curricular previo a la obtención del título de Licenciado/a en Educación en Ciencias Experimentales Autores: Tania Gabriela Heras Ramón CI: 0106093099 Autor: Patricio Xavier Brito Dumaguala CI: 0106390016 Tutor: MSc. Luis Miguel Quishpe Quishpe CI: 1500843048 Cotutor: Dr. Diego Eduardo Apolo Buenaño CI: 1714298625 Azogues - Ecuador Agosto, 2024 1 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Agradecimiento Autores: Tania Heras y Patricio Brito En primer lugar, queremos expresar nuestra sincera gratitud a Dios y a la vida por habernos unido en este camino. Agradecemos profundamente todas las experiencias buenas como las difíciles, que hemos compartido, ya que nos han fortalecido y enriquecido nuestro caminar. Asimismo, queremos agradecer a nuestras familias por su amor incondicional y su apoyo constante. Sin ustedes, nada de esto hubiera sido posible. Su ejemplo de vida nos ha inspirado y motivado en todo momento. Su guía y apoyo han sido fundamentales para superar cada etapa de nuestras vidas. Extendemos nuestro agradecimiento al padre Ruperto y a los jóvenes de la parroquia, quienes hicieron nuestra estancia en Tena una experiencia inolvidable. A los profesores de IKIAM, gracias por compartir sus conocimientos y por crear un ambiente tan cercano. A nuestros amigos, que se convirtieron en nuestra segunda familia, les agradecemos por los hermosos recuerdos que compartimos. Y a los profesores de la UNAE, quienes siempre estuvieron dispuestos a ayudarnos, les expresamos nuestra más profunda admiración. De manera especial, queremos agradecer a nuestro tutor, Miguel Quishpe, por su paciencia, dedicación y por ser un ejemplo que seguir. Su frase "la disciplina mata al talento" nos ha motivado a alcanzar nuestras metas. A nuestro cotutor, Diego Apolo, le agradecemos su exigencia y su espíritu trabajador, que nos impulsaron a dar lo mejor de nosotros mismos. Este logro es el resultado del esfuerzo conjunto de muchas personas. A todos ustedes, que han sido parte de esta aventura, les expresamos nuestro más sincero agradecimiento. 2 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Resumen En la educación moderna, uno de los mayores desafíos es encontrar metodologías de enseñanza que no solo transmiten conocimientos técnicos, sino que también fomenten el pensamiento crítico, la creatividad y la motivación intrínseca de los estudiantes. En este contexto, el campo eléctrico, un concepto fundamental en la física, presenta dificultades de comprensión que pueden ser abordadas mediante enfoques educativos innovadores. Este estudio propone la implementación de la metodología Design Thinking, que desarrolla un enfoque centrado en el estudiante en la búsqueda y resolución de problemas reales, promoviendo así el aprendizaje activo, significativo y autónomo. El objetivo primordial de este estudio fue implementar una propuesta de intervención basada en esta metodología para mejorar la enseñanza y aprendizaje del campo eléctrico en el tercero de bachillerato. Se llevó a cabo un estudio cuasi-experimental durante un año lectivo con la participación de 39 estudiantes y un docente del área de física, divididos en un grupo experimental y un grupo control. Al grupo experimental se le aplicó la metodología Design Thinking, mientras que el grupo control continuó con métodos de enseñanza tradicionales. La efectividad de la intervención se evaluó de acuerdo con la escala de calificaciones [MINEDUC] (2016), que va de 0 al 10, donde el 0 es la mínima calificación y 10 la máxima, mediante pruebas pre y postest. Mientras que las fichas de observación y encuestas de satisfacción se evaluaron mediante la escala de Likert. Los resultados mostraron que el grupo experimental tuvo una mejora significativa en su rendimiento académico, con un incremento en los puntajes de 4.66 en el pretest a 7.37 en el postest, en contraste con el grupo control, que solo mostró una mejora marginal de 5.99 a 6.23. Además, los 3 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala estudiantes del grupo experimental demostraron un aumento en la motivación intrínseca hacia el aprendizaje del campo eléctrico. Finalmente, los hallazgos encontrados sugieren que el Design Thinking puede ser una estrategia eficaz para mejorar la enseñanza del campo eléctrico, promoviendo un aprendizaje más activo, significativo y motivador. Se recomienda explorar la implementación de esta metodología en otros temas de física y en diferentes niveles educativos. Palabras claves: Design Thinking, física, campo eléctrico, bachillerato Abstract In modern education, one of the greatest challenges is to find teaching methodologies that not only transmit technical knowledge, but also foster critical thinking, creativity and intrinsic motivation of students. In this context, the electric field, a fundamental concept in physics, presents difficulties of understanding that can be addressed through innovative educational approaches. This study proposes the implementation of the Design Thinking methodology, which develops a student-centered approach in the search for and resolution of real problems, thus promoting active, meaningful and autonomous learning. The primary objective of this study was to implement an intervention proposal based on this methodology to improve the teaching and learning of the electrical field in the third year of high school. A quasi-experimental study was carried out during a school year with the participation of 39 students and a physics teacher, divided into an experimental group and a control group. Design Thinking methodology was applied to the experimental group, while the control group continued with traditional 4 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala teaching methods. The effectiveness of the intervention was evaluated according to the grading scale [MINEDUC] (2016), ranging from 0 to 10, where 0 is the minimum grade and 10 the maximum, by means of pre- and post-tests. While the observation sheets and satisfaction surveys were evaluated using the Likert scale. The results showed that the experimental group had a significant improvement in their academic performance, with an increase in scores from 4.66 in the pretest to 7.37 in the posttest, in contrast to the control group, which only showed a marginal improvement from 5.99 to 6.23. In addition, students in the experimental group demonstrated an increase in intrinsic motivation toward learning about the electric field. Finally, the findings suggest that Design Thinking can be an effective strategy to improve the teaching of the electric field, promoting a more active, meaningful and motivating learning. It is recommended to explore the implementation of this methodology in other physics subjects and at different educational levels. Key words: Design Thinking, physics, electric field, high school 5 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Índice de contenido INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................... 9 PROBLEMA ............................................................................................................................................. 10 PREGUNTA DE CIENTÍFICA DE INVESTIGACIÓN ...................................................................... 13 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................... 13 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................................. 13 JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................................... 14 CAPÍTULO 1: MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 16 1.1. ANTECEDENTES ................................................................................................................................. 16 1.2. BASES TEÓRICAS O CONCEPTUALES ................................................................................................... 20 1.3. BASES LEGALES ................................................................................................................................. 32 CAPÍTULO 2: MARCO METODOLÓGICO ....................................................................................... 36 2.1. PARADIGMA Y ENFOQUE.................................................................................................................... 36 2.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN .................................................................................................................... 40 2.3. POBLACIÓN ....................................................................................................................................... 41 2.4. CUESTIONES ÉTICAS Y RESTRICCIONES PRÁCTICAS............................................................................ 43 2.5. OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES........................................................................................ 44 2.6. MÉTODOS, TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN. ............................................................. 48 2.7. RESULTADOS DE VALIDACIÓN DE EXPERTOS EN INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE DATOS . 48 2.8. ÍNDICE DE HAKE ................................................................................................................................ 53 2.9. RESULTADOS Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO DESCRIPTIVO DEL GRUPO CONTROL Y GRUPO EXPERIMENTAL ................................................................................................................................................................. 54 2.10. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS DEL DIAGNÓSTICO...................................................... 59 2.10.1. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LOS DATOS DE LA ENTREVISTA REALIZADA AL DOCENTE ................ 59 TABLA 11 ................................................................................................................................................. 59 2.10.2. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LOS DATOS DE LA ENCUESTA REALIZADA A LOS ESTUDIANTES ........ 62 TABLA 12 ................................................................................................................................................. 62 2.10.3. RESULTADOS DEL PRETEST ........................................................................................................... 64 2.11. TRIANGULACIÓN DE DATOS ................................................................................................... 66 2.11.1. ANÁLISIS DE LOS DATOS DEL DIAGNÓSTICO MEDIANTE LA TRIANGULACIÓN ................................ 68 CAPÍTULO 3: PROPUESTA DE INTERVENCIÓN........................................................................... 70 3.1. DISEÑO DE LA PROPUESTA DE INTERVENCIÓN ................................................................................... 71 6 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala 3.2. DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES ......................................................................................................... 72 3.3. EJECUCIÓN DE LA PROPUESTA DE INTERVENCIÓN ............................................................................. 74 CAPÍTULO 4: EVALUACIÓN DE LA PROPUESTA DE INTERVENCIÓN ................................. 78 4.1. RESULTADOS DE LA FICHA DE OBSERVACIÓN .................................................................................... 78 4.2. RESULTADOS DE LA ENCUESTA DE SATISFACCIÓN ............................................................................. 80 4.3. RESULTADOS AL APLICAR EL ÍNDICE DE HAKE .................................................................................. 82 4.4. ANÁLISIS Y COMPARACIÓN ENTRE EL PRETEST Y POSTEST REALIZADO AL GRUPO CONTROL Y EXPERIMENTAL ........................................................................................................................................ 84 4.4.1. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DESCRIPTIVO E INFERENCIAL DEL GRUPO CONTROL Y EXPERIMENTAL DESPUÉS DE LA INTERVENCIÓN................................................................................................................. 87 5. COMPARACIÓN DE RESPUESTAS CORRECTAS POR INDICADORES ............................... 92 CONCLUSIONES .................................................................................................................................... 94 RECOMENDACIONES .......................................................................................................................... 95 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................................... 97 ANEXOS .................................................................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. ANEXO 1: FICHA DE OBSERVACIÓN ........................................................................................................ 106 ANEXO 2: GUÍA DE ENTREVISTA ............................................................................................................ 107 ANEXO 3: CUESTIONARIO DIAGNÓSTICO TERCERO DE BACHILLERATO ................................................. 108 ANEXO 4: ENCUESTA DE SATISFACCIÓN ................................................................................................. 110 ANEXO 5: PRETEST ................................................................................................................................ 112 ANEXO 6: POSTEST ................................................................................................................................ 114 ANEXO 7: VALIDACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS POR PARTE DE EXPERTOS ............................................ 117 Índice de figuras FIGURA 1: FASES DEL DESIGN THINKING ..... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. FIGURA 2: PROCESO DE DISEÑO DEL DESIGN THINKING EN LA EDUCACIÓN ...... 23 FIGURA 3: EL ESTUDIO DE LOS ESTILOS DE APRENDIZAJE DESDE UNA PERSPECTIVA VIGOTSKIANA ........................................................................................................................ 27 FIGURA 4: CARACTERÍSTICAS DEL ENFOQUE CUANTITATIVO ................................. 37 FIGURA 5: CARACTERÍSTICAS DEL ENFOQUE CUALITATIVO .................................... 38 FIGURA 6: CARACTERÍSTICAS DEL ENFOQUE MIXTO ................................................. 39 7 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala FIGURA 7: DISTRIBUCIÓN DE NOTAS DEL GRUPO CONTROL Y GRUPO EXPERIMENTAL ................................................................................................................................................. 54 FIGURA 8: COMPARACIÓN DE NOTAS DEL GRUPO CONTROL Y GRUPO EXPERIMENTAL ................................................................................................................................................. 56 FIGURA 9: ANÁLISIS DEL PRETEST REALIZADO AL GRUPO CONTROL .................... 64 FIGURA 10: ANÁLISIS DEL PRETEST REALIZADO AL GRUPO EXPERIMENTAL ....... 65 FIGURA 11: DIAGRAMA DE LA PROPUESTA DE INTERVENCIÓN ............................... 71 FIGURA 12: TOMA DEL PRETEST E INTRODUCCIÓN A LA TEMÁTICA ................................................................................................................................................. 75 FIGURA 13: RETROALIMENTACIÓN DE LOS CONCEPTOS Y SESIONES DE BRAINSTORMING ................................................................................................................................................. 76 FIGURA 14: GENERACIÓN DE PROTOTIPOS SOBRE CAMPO ELÉCTRICO ................ 77 FIGURA 15: FERIA DE CIENCIAS Y TOMA DEL POSTEST AL GRUPO CONTROL Y EXPERIMENTAL .................................................................................................................... 77 FIGURA 16: ÍNDICE DE HAKE ........................................................................................... 83 FIGURA 17: ANÁLISIS COMPARATIVO DEL POSTEST Y PRETEST REALIZADO AL GRUPO CONTROL ............................................................................................................................... 84 FIGURA 18: ANÁLISIS COMPARATIVO DEL POSTEST Y PRETEST REALIZADO AL GRUPO EXPERIMENTAL ................................................................................................................... 85 FIGURA 19: DISTRIBUCIÓN DE NOTAS DEL PRETEST Y POSTEST DE AMBOS GRUPOS 87 FIGURA 20: COMPARACIÓN DE RESPUESTAS CORRECTAS POR INDICADORES .... 92 Índice de tablas TABLA 1:VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL DESIGN THINKING ................................... 24 TABLA 2: ESCALA DE CALIFICACIONES ......... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. TABLA 3: DEFINICIÓN DEL GRUPO CONTROL Y GRUPO EXPERIMENTAL .............. 41 TABLA 4: PROMEDIO DE LAS NOTAS DEL PRIMER TRIMESTRE DEL GRUPO CONTROL Y GRUPO EXPERIMENTAL ...................................................................................................... 43 TABLA 5: CUESTIONES ÉTICAS Y RESTRICCIONES DE LA PRÁCTICA ....................... 44 TABLA 6: RESULTADOS DE LA VALIDACIÓN DEL PRETEST ........................................ 49 8 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala TABLA 7: RESULTADOS DE LA VALIDACIÓN DEL POSTEST ........................................ 50 TABLA 8: RESULTADOS DE LA VALIDACIÓN DE LA FICHA DE OBSERVACIÓN ....... 51 TABLA 9: RESULTADOS DE LA VALIDACIÓN DE LA ENCUESTA DE SATISFACCIÓN52 TABLA 10: MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL ............................................................ 56 TABLA 11: ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN RECOLECTADA MEDIANTE LA ENTREVISTA AL DOCENTE ............................................................................................................................... 59 TABLA 12: ANÁLISIS DE LOS DATOS DE LA ENCUESTA REALIZADA A LOS ESTUDIANTES ................................................................................................................................................. 62 TABLA 13: TRIANGULACIÓN DE DATOS (ENTREVISTA-ENCUESTA) .......................... 67 TABLA 14: ANÁLISIS DE LOS DATOS DE LA FICHA DE OBSERVACIÓN ..................... 78 TABLA 15: ANÁLISIS DE LA GANANCIA DE LA GANANCIA DE APRENDIZAJE POR INDICADOR ................................................................................................................................................. 82 TABLA 16: MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL ............................................................ 88 TABLA 17: RESULTADOS PRUEBA DE NORMALIDAD ................................................... 89 TABLA 18: RESULTADOS PRUEBA DE HIPÓTESIS ......................................................... 90 TABLA 19: EFECTO DE LA INTERVENCIÓN .................................................................... 91 9 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Introducción La educación en la actualidad se enfrenta a un panorama complejo; ya sea, debido a la influencia de las nuevas tecnologías, ideologías o las diferentes metodologías que pueden ser empleadas en el aula. Estos desafíos según Orduz (2019) se ven reflejados en la preocupante cifra de estudiantes que se retiran, la falta de aplicación de una enseñanza experiencial y el poco fomento de habilidades útiles para el estudiante. Además, la crítica más común hacia el proceso de enseñanza de la física viene dada, por tener temas rígidos que limitan a los estudiantes y no los contextualizan en su realidad (Sailema et al., 2023). Es por ello, que la enseñanza de las ciencias hoy en día no solo busca la transmisión de un conocimiento teórico; sino que, el poder contribuir al desarrollo integral de los estudiantes, fomentando su comprensión sobre el mundo que los rodea. Lo que concuerda con el Currículum del Ministerio de Educación de Ecuador (2016), que menciona que, para fomentar un aprendizaje activo y crítico, los estudiantes deben desarrollar habilidades investigativas que les permitan explorar los fenómenos naturales mediante experimentación, comprobación y argumentación. Pardo (2020) resalta la importancia de implementar nuevas metodologías que inciten al estudiante a tener un aprendizaje significativo, participativo y sobre todo personalizado. Logrando así, el desarrollo de su pensamiento crítico y su espíritu de investigación. Por lo tanto, es primordial dejar de un lado la enseñanza tradicional, donde no se limite las habilidades y capacidades de los estudiantes. Por otra parte, este trabajo de integración curricular analiza como la metodología Design Thinking puede aportar en la formación de los estudiantes. Así que esta investigación se distribuye en tres capítulos. En esta sección se encuentra lo referente al marco teórico en el que se realiza una revisión bibliográfica que complementa la investigación. Mismo que empieza con los antecedentes, luego con la 10 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala revisión de conceptos para la base teórica, finalizando con el marco legal. Capítulo 2: en este apartado se puede revisar todo lo relacionado con el marco metodológico; es decir, se conoce el tipo de paradigma y enfoque de investigación. Además, se define el tipo de técnicas e instrumentos a utilizar para la recolección y análisis de datos. Finalmente se plantea el Capítulo 3: donde se da a conocer el diseño de la propuesta, misma que tiene objetivos, métodos y técnicas que van a ser aplicadas, con el fin de poner a prueba la funcionalidad de la metodología Design Thinking [DT], mediante prácticas experimentales en el aula, con la participación de estudiantes de tercero de bachillerato. Cabe mencionar, que en este apartado se analizarán los resultados obtenidos. Al finalizar este documento, se pueden encontrar las conclusiones de la investigación, así como las recomendaciones finales y la bibliografía utilizada. Problema La enseñanza de las ciencias en Latinoamérica enfrenta varias problemáticas que impiden el aprendizaje de los estudiantes. Uno de estos problemas es la formación docente, según Tapia (2019) el magisterio carece de una buena formación en el área de ciencias, lo que conlleva, a no aplicar experimentación en el aula. Por lo que puede ser una causa para el bajo desempeño escolar. Por otra parte, desde la perspectiva de Arteaga et al. (2016) explica que el docente debe tener un espíritu innovador, para que no sea un transmisor de conocimiento; sino que, sea capaz de generar posibilidades donde el estudiante ponga en juego su creatividad y produzca un conocimiento significativo. El Programa para la Evaluación Internacional de Estudiantes [PISA], ayuda a dar un monitoreo de las tendencias en la obtención de conocimientos y habilidades de los educandos en diferentes países. Los resultados obtenidos en 2018 fueron negativos para la región Latinoamericana, por lo que Paul (2019) 11 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala resaltó que, en Latinoamérica, Chile es el país mejor puntuado, seguido por Uruguay, donde sus promedios fueron de 418 y 417 respectivamente. En el caso de Ecuador, la situación es igual de preocupante ya que, según el Instituto Nacional de Evaluación, en su informe general (PISA, 2018) menciona que 6100 estudiantes de 137 Unidades Educativas fueron evaluados, obteniendo un puntaje de 377 en matemáticas y 399 en ciencias, los cuales se acercan a la de los otros países que obtuvieron 379 en matemática y 398 en ciencias, pero es lejano en comparación al promedio de los países europeos que oscilan los 500 puntos. En este sentido, es importante tener en cuenta que el promedio de las ciencias es significativo, encontrándose en el nivel 1ª. Nivel que hace referencia a que, los estudiantes tienen la capacidad de emplear conocimientos y procedimientos en contenidos comunes, sin embargo, necesitarán ayuda para enfrentarse a experimentos científicos que tengan más de 2 variables (UNESCO, 2018). Por tal motivo, el Ministerio de Educación del Ecuador (2016), las ciencias naturales, y en particular la física, desempeñan un papel fundamental en la formación integral del estudiante de bachillerato. La malla curricular, establece que el estudio de estas disciplinas busca fomentar la comprensión de los fenómenos naturales, estimular la curiosidad, promover el desarrollo de habilidades de indagación científica y sobre todo llevar la teoría a la práctica experimental. Morales (2009) denota que el problema es preocupante en todas las áreas de aprendizaje, pero especialmente en el área de las ciencias debido a factores como el desinterés por parte de los estudiantes o por las formas tradicionales de enseñanza, lo que conlleva a la disminución de estudiantes interesados en el ámbito científico. Otro factor preocupante es la memorización de fórmulas y la resolución de 12 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala problemas de manera mecánica, lo que puede limitar la capacidad de los estudiantes para desarrollar habilidades de pensamiento crítico y creativo. Con respecto a lo mencionado por los autores y la experiencia adquirida en las prácticas preprofesionales, la problemática se deduce en la asignatura de Física en la Unidad 3 que corresponde al estudio del Campo Eléctrico, específicamente para estudiantes que pertenecen al tercero de bachillerato en los paralelos A y C de la Unidad Educativa [UE] Roberto Rodas, siendo un total de 39 estudiantes y un docente del área de física, la institución está ubicada en la ciudad de Azogues, en donde se desarrollan las prácticas preprofesionales de los estudiantes de 8vo y 9no ciclo de la carrera de Ciencias Experimentales. Es importante mencionar que las Prácticas Preprofesionales [PP], fueron implementadas en el año lectivo 2023 - 2024, asistiendo los practicantes desde el mes de octubre hasta mayo, tiempo que se dividió en dos etapas la primera para reconocer el problema y en una segunda para planificar, implementar y evaluar la propuesta. Las técnicas aplicadas como la observación participante y los diarios de campo permitieron identificar un patrón repetitivo por parte del docente, quien comenzaba la clase con una retroalimentación del tema estudiado y pasaba directamente a la resolución de ejercicios. Al momento de trabajar en el tema campo eléctrico, los estudiantes demostraron un evidente desinterés hacia la asignatura y conformismo al momento de resolver los ejercicios. También se pudo evidenciar que existían vacíos cognitivos y la falta de relación con la cotidianidad. La institución no tiene los recursos necesarios para experimentar temas de física. 13 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Pregunta de científica de investigación Partiendo de lo expuesto, se formula la siguiente interrogante: ¿Cómo se podría contribuir al proceso de enseñanza - aprendizaje del Campo Eléctrico en los estudiantes de tercero de bachillerato de la UE “Roberto Rodas”? Objetivo General Analizar como la metodología Design Thinking basada en prácticas - experimentales podría aportar al proceso de enseñanza - aprendizaje del campo eléctrico en los estudiantes de tercero de bachillerato de la UE Roberto Rodas. Objetivos Específicos 1. Realizar una sistematización sobre los referentes teóricos de la metodología Design Thinking en el proceso de enseñanza - aprendizaje de física para estudiantes de bachillerato. 2. Identificar los conceptos de campo eléctrico que los estudiantes de tercero de bachillerato tienen mayor dificultad de comprensión a través de una prueba diagnóstica. 3. Diseñar prácticas - experimentales basadas en el Design Thinking para la contribución en la enseñanza - aprendizaje sobre el campo eléctrico en el 3ro BGU. 4. Aplicar la metodología Design Thinking basada en prácticas - experimentales en el 3ro de BGU. 5. Evaluar el impacto de la implementación de la metodología Design Thinking en la mejora de la comprensión conceptual y la capacidad de resolución de problemas relacionados con el campo eléctrico en estudiantes de tercer año de Bachillerato General Unificado (BGU) 14 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Justificación El presente trabajo de titulación que pertenece a la carrera de Ciencias Experimentales tiene como finalidad contribuir al rendimiento académico de los estudiantes de 3ro de BGU de la UE Roberto Rodas, a través de la implementación del Design Thinking como metodología de enseñanza - aprendizaje. No obstante, se reconoce que este enfoque de aprendizaje combina la teoría con la práctica experimental, las cuales no se evidencian en el entorno educativo actual. Dicha problematización se basó en la observación participante que se realizó durante las prácticas preprofesionales, en los terceros años de bachillerato, en la asignatura de física. Materia en la que los estudiantes tienen problemas para resolver ejercicios y relacionarlos con la realidad, influenciados de factores, como el desinterés por la asignatura, la confusión entre los contenidos o la homogeneidad de las clases, dando como consecuencia el bajo rendimiento académico. De tal forma, el tema de investigación es relevante porque permite reconocer el rol que desempeñan el docente y el estudiante para obtener un aprendizaje enriquecedor. El docente, como miembro valioso dentro del proceso de enseñanza, debe estar atento a las diferentes metodologías que se puedan implementar en el aula. El Design Thinking no es solo una metodología que se suma a la lista de opciones; sino que, como mencionan Becerra y Osorio (2020), es un procedimiento creativo y colaborativo que se utiliza para resolver problemas, además, le permite al estudiante promover el trabajo colaborativo y el desarrollo del pensamiento crítico, habilidades básicas que solo se pueden construir mediante la práctica y su aplicación en el entorno cotidiano. Así también, Brown (2008) indica que esta metodología permite desarrollar ideas innovadoras, donde el estudiante puede desplegar su máxima capacidad creativa para proponer soluciones novedosas a 15 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala problemas complejos. Es fundamental destacar las diferentes etapas que la componen, mismas que son; empatizar, definir, idear, prototipar y evaluar, lo que le hace flexible a la metodología. Así mismo, facilitan este procedimiento, haciendo que el proyecto sea factible y viable, ya que se cuenta con todos los recursos humanos, tecnológicos y económicos en la institución. Estos principios integran al estudiante en el proceso de aprendizaje, pasando de ser un receptor de información a convertirse en el protagonista de un proceso práctico - experimental. De acuerdo con lo que afirman los autores, se propone el uso de la metodología Design Thinking dentro del aula, mismo que motivará a los estudiantes a comprender y experimentar los contenidos de una manera diferente e innovadora. Los beneficiarios directos de este proyecto de investigación son los estudiantes de tercero de bachillerato de la unidad educativa y los docentes de la institución, ya que es un aporte positivo para las aulas de clase y para la mejora del rendimiento académico. 16 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Capítulo 1: Marco teórico En esta sección, se desea abordar el primer objetivo específico del estudio planteado. Esto permitirá establecer una postura teórica para evaluar, analizar y sintetizar investigaciones similares que sustentan esta investigación. Además, se presenta una base sólida a través de los antecedentes, lo que permitirá una comprensión más profunda del tema y evita la duplicación de conocimiento existente. Ayudando a establecer la relevancia y la importancia del problema de investigación. Así mismo, se refutan referentes teóricos que fundamentan la relación de la metodología Design Thinking y el proceso de enseñanza – aprendizaje del campo eléctrico. Por último, se implementan bases legales que apoyan a la investigación. 1.1. Antecedentes A continuación, se detallan los principales antecedentes que contribuyen al trabajo de investigación. Pueden ser teóricas, epistemológicas, metodológicas y prácticas. Este enfoque permitirá adentrarse en investigaciones previas para sustentar y defender más el estudio en cuestión. Primero, Intriago y Yagual (2019) presentan un estudio donde la línea de investigación aplicada siguió un enfoque mixto, con una muestra de 282 estudiantes, 8 docentes y 1 autoridad, seleccionados mediante muestreo finito. Las técnicas de recolección de datos utilizados por los autores fueron cuestionarios, entrevistas y encuestas. Los resultados de esta investigación dictan que los estudiantes pretenden ser miembros activos de su aprendizaje, mientras que, los docentes aceptan sus errores y están dispuestos a aplicar metodologías actuales que despierten la curiosidad e interés, fomentando así la creatividad de los educandos. Finalmente, este trabajo aporta epistemológicamente, ya que los referentes teóricos informan mucho sobre el DT su historia y su aplicación en la educación, sin embargo, se ve 17 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala limitado por el tiempo por lo que no les fue posible implementarla en la institución. Por otro lado, permite conocer el punto de partida para diseñar la propuesta que se desarrolla en este trabajo de titulación. El trabajo de Navarrete (2019) resalta, la falta de implementación de técnicas de enseñanza y aprendizaje que permita a los estudiantes ser el centro del proceso educativo. El autor implementó una metodología cuasi experimental la cual, permitió obtener un grupo experimental y un grupo control, con una muestra de 36 y 34 estudiantes respectivamente. Los resultados indican que la metodología aplicada incide en el proceso de enseñanza aprendizaje, permitiendo a los estudiantes desarrollar capacidades y habilidades de pensamiento crítico mediante el trabajo colaborativo, esto permite elevar el rendimiento académico de los educandos. Según lo expuesto, esta investigación analizada aporta práctica y metodológicamente a la investigación puesto, que presenta una investigación cuasi experimental y utiliza instrumentos cualitativos para medir ciertos cambios en cada grupo. Además, informa de qué experimentos e instrumentos se pueden utilizar para cada paso de la metodología. De igual manera nos presenta las limitaciones como lo son: el tiempo que tuvo para implementar la metodología y la falta de recursos didácticos como tecnológicos. Además, es esencial mencionar a los autores Li y Fu (2020) quienes en su trabajo tuvieron el objetivo de analizar las características de las actividades ligadas al Design Thinking en la educación K-12 en China. Esta investigación cuenta con una metodología cuantitativa con un marco documental, que cuenta con una muestra de 334 profesores de educación K-12. La recolección de datos fue a través de cuestionarios, entrevistas y una revisión documental desde el 2019 sobre la utilización del Design Thinking en la educación de China. Los resultados obtenidos en este trabajo dictan que la metodología planteada estimula la observación, la exploración, y la capacidad de empatía, lo que le permite al 18 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala estudiante adquirir habilidades y destrezas orientadas a su futuro. Las limitaciones de esta investigación se ven entorno a la forma y los niveles en los que se utiliza esta metodología, también nos presenta la falta de capacitación que tienen los docentes ante metodologías actuales. Por otro lado, este antecedente nos aporta teóricamente, ya que los autores informan sobre el uso de esta metodología internacionalmente, argumentando que el futuro en la educación mejoraría utilizando este proceso en la enseñanza–aprendizaje de los estudiantes en el nivel educativo K–12. Se destaca a Quichimbo y Salinas (2022) por establecer las limitaciones que se presentan al aplicar estrategias didácticas activas lo que genera una baja motivación de los educandos, convirtiéndolos en sujetos educativos pasivos y limitando el desarrollo de su creatividad. Por lo tanto, proponen utilizar el Design Thinking como estrategia didáctica en el aprendizaje significativo de los estudiantes de bachillerato. El enfoque de la investigación fue cuantitativo bajo el nivel exploratorio, descriptivo y documental. Los resultados de esta investigación fueron analizados mediante el software estadístico Stadistical Package for Social Sciencies [SPSS]. Los datos de las encuestas a los docentes se analizaron con la prueba no paramétrica Chi-Cuadrado, que expone que más del 70% de los participantes desconocía la estrategia investigada. Por otra parte, los docentes en su mayoría afirman que el Design Thinking ayudaría mucho a alcanzar un aprendizaje significativo en los estudiantes de bachillerato. En conclusión, se destaca el Design Thinking como estrategia didáctica influye en el aprendizaje de los estudiantes. Por lo tanto, el estudio analizado, aporta de forma metodológica. Igualmente, en el estudio de Barbosa et al. (2023) mismos que llevaron a cabo una revisión sistemática que tiene como objetivo general, analizar el uso de la metodología activa Design Thinking para mejorar y transformar los procesos de enseñanza y aprendizaje. De acuerdo con una investigación documental, se agrupó 42 publicaciones, clasificadas según publicación, científica o académica, el 19 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala idioma y el nivel de interés. Tras un muestreo intencional de estimaciones la selección final de las publicaciones fue de 10. La metodología utilizada en esta investigación tiene un enfoque cualitativo, de diseño documental y de nivel descriptivo. Los resultados obtenidos dictan que la metodología, ayuda a generar percepciones positivas en estudiantes y profesores, permitiendo la creación de recursos educativos tecnológicos, que contribuyen al desarrollo y fortalecimiento del pensamiento creativo y crítico, mejorando el rendimiento académico y del proceso de enseñanza aprendizaje adaptando al educando a los desafíos actuales. Por lo que, esta investigación aporta de forma teórica ya que, brinda una base sólida sobre el uso del Design Thinking. A partir de estos antecedentes, se destacan las principales contribuciones de las investigaciones analizadas. En los trabajos de Intriago y Yagual (2019), Navarrete (2019), Quichimbo y Salinas (2022) realizan aportes relevantes con trabajos que siguen la misma metodología (mixta) pero con diferentes muestras. Mientras que un estudio trabaja con estudiantes, los otros incluyen estudiantes y docentes. Sin embargo, los resultados al aplicar el Design Thinking en el aula son positivos. Pero si las investigaciones hubieran trabajado en una propuesta de intervención en el aula los resultados serían más notables, generando una mejor asimilación de la problemática de la investigación. Adicionalmente, Li y Fu (2020) y Barbosa et al. (2023) en sus indagaciones demuestran los beneficios del DT, ya que permite una mejor interacción docente-alumno, mejorando la motivación y el rendimiento académico. Estos artículos hablan de cómo preparar a los estudiantes para sus futuros oficios y si ambas investigaciones hubieran optado por trabajar con una metodología mixta y una propuesta de intervención, la refutación de los resultados sería teórica y práctica. En conclusión, al analizar los estudios previos, se tiende al uso de metodologías mixtas y muestras diversas. Sin embargo, es notable la escasez de propuestas de intervención concretas. 20 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Asimismo, se identifican limitaciones recurrentes en las investigaciones educativas, como la falta de tiempo suficiente para implementar las metodologías, la carencia de conocimientos específicos por parte de los docentes y la escasez de recursos tecnológicos y didácticos en las instituciones. Para superar estas limitaciones y enriquecer el conocimiento existente, el trabajo propone una investigación de enfoque sociocrítico y diseño mixto. Se conformarán dos grupos, uno de control y otro experimental, para evaluar los efectos de una propuesta de intervención pedagógica. A través de este estudio, se busca contribuir a la transformación educativa, diseñando, implementando y evaluando estrategias innovadoras en el aula. 1.2. Bases teóricas o conceptuales Contextualización del Design Thinking [DT] Para conocer de mejor manera, primero se debe realizar el reconocimiento de su origen, así como su evolución a través de los años y las diferentes áreas en las que se ha aplicado. El término Design Thinking no es algo nuevo, ya que tuvo su primera aparición con Simon (1969), mismo que refuta en que hay que entender el pensamiento debido a que el pensamiento y el diseño están relacionados, debido a que se pueden diseñar prototipos a partir de las ideas. Por otro lado, en 2008 el profesor universitario de Stanford, Tim Brown, desarrolló este método para la empresa IDEO. Esta empresa se basa en un enfoque centrado en el ser humano para diseñar estrategias, productos y servicios tecnológicamente factibles y viables que se mantiene hasta hoy. Además, es relevante mencionar a David Kelley, mismo que se considera Design-Thinker, ya que a finales de los años 80 fue el creador del primer mouse para la empresa Apple, basándose en esta idea (Design Thinking Services, 2017). De acuerdo con lo expuesto anteriormente, se puede verificar que el 21 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Design Thinking se lo ha trabajado en diferentes áreas como economía, innovación, tecnología y desde luego podría ser aplicado en educación. Para Catedu (2022) el DT se sustenta en cinco principios interrelacionados que lo distinguen como una metodología centrada en el ser humano e innovadora. Estos principios son; el enfoque en las personas, la colaboración multidisciplinaria, la promoción de la creatividad y la visualización, la importancia de la acción y la iteración en el proceso de diseño. Es importante mencionar que, aunque se basa en estos principios, se resalta que el proceso no es lineal, ya que se toma como referente a las necesidades del usuario de dicho producto o servicio, por lo que, si en uno de los principios, el proceso no está satisfecho se puede repetir. Otro aspecto por resaltar es que estos principios fomentan la creatividad y su libre expresión permitiendo que cada idea tenga un toque innovador. Fases del Design Thinking El Design Thinking cuenta con cinco pasos los cuales de acuerdo con la Guía del proceso creativo del Institute of Design at Stanford (2018) las define de la siguiente manera: Figura 1 Fases del Design Thinking 22 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Nota: elaboración propia, fases del Design Thinking con información adaptada de la Guía del proceso creativo del Institute of Design at Stanford, (2018) Fases del Design Thinking en la educación Al comprender las diferentes fases de esta metodología, los educadores pueden crear experiencias de aprendizaje significativas y relevantes dentro del aula. De acuerdo con IDEO (2013) se conceptualizan de la siguiente manera: 1. Descubrimiento: en esta primera intervención el docente debe ser guía y facilitador, con el fin de dar a conocer los desafíos y retos que deben enfrentar los educandos. Además, debe reunir la suficiente inspiración y motivación dentro del aula. 2. Interpretación: en esta fase, el docente debe interpretar los hallazgos que se obtuvieron en la fase de descubrimiento. Esto permitirá formular oportunidades concretas para afrontar los desafíos en el aula. 23 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala 3. La ideación: permite al profesor generar una lluvia de ideas con todas las soluciones posibles, sin excluir ninguna de ellas y con ello poder resolver los retos dentro del aula de clases. 4. Experimentación: la experimentación da vida a tus ideas. El docente guía a los estudiantes en el proceso de creación de prototipos con las ideas propuestas en las anteriores fases. 5. Evolución: en este paso el docente va a medir la evolución de la idea a concepto. Además, es importante saber si el producto generado es satisfactorio o, en caso contrario, regresar a los pasos previos para mejorarlo. Figura 2 Proceso de diseño del Design Thinking en la educación Nota: la figura N°2 representa el proceso creativo del Design Thinking en la educación. Tomado del Libro Design Thinking para educadores (2013, p.15) 24 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Ventajas y desventajas del Design Thinking en la educación De acuerdo con Salazar (2021) y Sandoval (2022) en la tabla 1 se presentan las ventajas y desventajas para estudiantes y docentes al utilizar esta metodología. Tabla 1 Ventajas y desventajas del Design Thinking Ventajas Desventajas Estudiantes Docentes Estudiantes - Docentes Desarrollo de la empatía y curiosidad Hacen más prácticas, dinámicas y atractivas sus clases Sin una buena gestión puede acabar siendo un proceso desestructurado Se combina el pensamiento analítico con el pensamiento creativo Desarrollan nuevas formas de impactar y motivar a los estudiantes Permite el trabajo en equipo Adaptarse al cambio: es un método flexible adaptado a la volubilidad de los tiempos El Design Thinking tiene un ritmo de trabajo acelerado para personas sin experiencia No existen errores ni “ideas malas”, sino oportunidades de aprender, lo que permite al estudiante aumentar la capacidad de asumir riesgos y experimentar sin miedo Permite el desarrollo de dinámicas en las que se incluyan todos los estudiantes Se refuerza el concepto de múltiples soluciones El docente promueve la educación en valores y el respeto por las ideas de cualquier alumno o colega. Desarrollan una actitud curiosa, observadora y sin críticas Recursos limitados para la elaboración de prototipos en las instituciones educativas Manejan la facilidad de identificar retos y problemas lo que, permite desarrollar ideas que conllevan a soluciones Nota: elaboración propia, ventajas y desventajas de Design Thinking, adaptado de Salazar (2021) y Sandoval (2022) 25 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala En conclusión, el DT implementado en el aula ofrece beneficios para docentes y estudiantes. Estos beneficios incluyen el desarrollo de la creatividad, la colaboración y la resolución de problemas, habilidades esenciales para afrontar los retos en una sociedad cambiante. Hay que considerar algunas desventajas como el tiempo y los recursos necesarios para su uso. A pesar de los beneficios y limitaciones que presenta esta metodología en el aula puede resultar en una experiencia enriquecedora y estimulante para los educandos. Procesos de enseñanza – aprendizaje El proceso de enseñanza-aprendizaje según Osorio et al. (2022) implica una planificación basada en las necesidades e intereses de los estudiantes, la cual se pone en práctica en el aula a través de una interacción dinámica y bidireccional que promueve la construcción conjunta del conocimiento. Este proceso puede concebirse como un sistema complejo donde el contenido, las estrategias metodológicas y el contexto educativo se entrelazan, favoreciendo el desarrollo integral de los estudiantes y el logro de objetivos de aprendizaje significativos. Este proceso, se retroalimenta constantemente mediante la evaluación, permitiendo ajustar las prácticas docentes y promover el crecimiento holístico de los educandos. Concepto de enseñanza La enseñanza es un proceso complejo que implica la divulgación de conocimiento, ideas y valores entre personas. En este procedimiento, intervienen docentes, estudiantes, el contenido y el contexto. Ochoa (2022) define a la enseñanza como una forma de transmitir conocimientos entre varias personas, este conocimiento puede darse de forma consciente o inconsciente, es decir, que en todo momento se está 26 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala adquiriendo un conocimiento, que permitirá a un individuo desarrollarse dentro del ámbito social, político, cultural o tecnológico. Para Morin (2002) enseñar es un arte que permite transmitir conocimiento, mismo que debe ser claro, conciso y con sentido. De tal modo, que el individuo que lo percibe, pueda asimilarlo a su realidad. Por otro lado, Santana (2007) asegura que la enseñanza es un actuar social y comunicativo, que a su vez desarrolla la cognición. Dicho proceso puede realizarse en diferentes entornos educativos considerando que la comunicación debe generar procesos y espacios dialógicos (Apolo, et al. 2014). La enseñanza se define como un proceso esencial para la transmisión de conocimientos y valores en la sociedad, y su comprensión va más allá del simple compartir información. Concepto de aprendizaje El aprendizaje constituye un proceso esencial en el desarrollo humano, permitiendo a las personas adquirir conocimientos y habilidades para enfrentar los desafíos de la vida cotidiana. En el ámbito educativo, este proceso se establece como una interacción dinámica entre docentes y estudiantes. Rosário et al. (2014) destacan la importancia de concebir el aprendizaje como una actividad autónoma, donde los estudiantes construyen su propio conocimiento a partir de sus experiencias previas y no solo como una respuesta a estímulos externos. Esta perspectiva reconoce la diversidad de estilos de aprendizaje presentes en el aula y la necesidad de adaptar las estrategias pedagógicas a las características individuales. Por lo tanto, los estilos de aprendizaje pueden darse de las siguientes maneras: Figura 3 El estudio de los estilos de aprendizaje desde una perspectiva vigotskiana 27 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Nota: estilos de aprendizaje, tomado de Fariñas y Cabrera (2019, p.6) De acuerdo con la figura 3, los estilos de aprendizaje se definen como las formas de percibir la información, así como las formas de orientarse socialmente, el tiempo y espacio en que realizan este acercamiento y las formas de procesar dicha información. Lo que conlleva que la información sea percibida por los diferentes sentidos del ser humano. Además de que puede darse de manera individual, cooperativa, planificada o espontánea, así como global o analítica. Por lo tanto, el aprendizaje se constituye como una herramienta fundamental que fortalece las capacidades y habilidades de los estudiantes. Es necesario que este proceso de aprendizaje se adapte a las necesidades específicas de los estudiantes para garantizar el desarrollo integral y efectivo de sus competencias. Concepto de enseñanza – aprendizaje 28 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala La enseñanza – aprendizaje es un proceso complejo en el que el profesor, los estudiantes y el contenido interactúan de forma activa. Es decir, si por un lado en la enseñanza el profesor transmite conocimientos a los estudiantes, el aprendizaje implica la formación del educando como un ser social y pensante. Gómez (2017) refiere que el proceso enseñanza – aprendizaje es un sistema complejo intrínsecamente vinculados, formando un todo indivisible. Ambos se complementan y se influyen mutuamente, constituyendo un sistema dinámico donde el educador, el educando, los contenidos y el contexto interactúan entre sí. Por otro lado, Alvarado et al. (2018) definen al proceso de enseñanza- aprendizaje como un espacio que le permite al estudiante ser el principal precursor de su formación y el docente solo guiará dicho proceso. Por lo tanto, el proceso de enseñanza – aprendizaje se considera un trabajo colaborativo en el que el profesor es responsable de crear un entorno de aprendizaje propicio, brindando los recursos necesarios a los estudiantes y ser guía en el proceso. Por su parte, los estudiantes deben ser capaces de construir un conocimiento significativo, para que en un futuro puedan generar soluciones a problemas complejos en su vida profesional. Enseñanza-aprendizaje de la física en el bachillerato El proceso de enseñanza-aprendizaje de la física desempeña un papel fundamental en el desarrollo integral de los estudiantes, estimulando habilidades cognitivas como el pensamiento crítico, la resolución de problemas y la creatividad. Al explorar fenómenos naturales y aplicar conceptos físicos a situaciones cotidianas, los estudiantes construyen una comprensión profunda del mundo que les rodea. Como señala el Ministerio de Educación (2016), la enseñanza de la física no solo proporciona herramientas para comprender el universo, sino que también desarrolla competencias esenciales para la vida, tales como; el análisis de información, la evaluación de evidencias y la toma de decisiones 29 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala informadas. De esta manera, la física contribuye a formar ciudadanos críticos y capaces de participar activamente en una sociedad cada vez más tecnológica. La enseñanza-aprendizaje de la física busca que el estudiante desarrolle la capacidad de observación y reflexión de los fenómenos que lo rodean y, pueda replicar un procedimiento mediante experimentación, evaluar los resultados obtenidos y transmitir sus descubrimientos. Campelo (2003) señala que, el proceso de enseñanza-aprendizaje de física, es necesario para responder a demandas y necesidades que se presentan en la cotidianidad, haciendo que el estudiante tenga las habilidades necesarias para resolver los problemas que se le presenten. Tomando en cuenta lo citado, se puede destacar la constante evolución en la que se encuentran todos los procesos educativos. De tal forma, el proceso de enseñanza aprendizaje de la física no ha sido una excepción, por lo que, se debe trabajar tanto desde la visión del docente, como la del estudiante. Así que ambas partes tienen un proceso enriquecedor para aportar de manera significativa. Definición de campo eléctrico Michael Faraday en (1832) y James Maxwell (1865) fueron los científicos que iniciaron los estudios sobre campo eléctrico, además desarrollaron el concepto y por último precisaron la fórmula con la que se calcula la magnitud del campo eléctrico. Por lo tanto, el campo eléctrico es una entidad física que describe la presencia de cargas eléctricas ya sean positivas o negativas. Para Gutiérrez (2017) el campo eléctrico es una manifestación de la interacción entre cargas eléctricas. Este campo, es generado por una carga, misma que modifica las propiedades del espacio que la rodea, creando una región donde otra carga experimentará una fuerza. Esta interacción es recíproca, ya que cada carga crea un campo que influye en las demás. 30 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Así mismo, el campo eléctrico se define como la “perturbación que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener carga eléctrica” (Libro de física del tercero de bachillerato BGU del Ministerio de Educación, 2016, p.99). El campo eléctrico se define como una cantidad vectorial presente en todo punto en el espacio, que nos indica la fuerza que actúa sobre una carga positiva y una carga negativa respectivamente. Esta conceptualización, al igual que el propio estudio del campo eléctrico, presenta una oportunidad única para aplicar la metodología Design Thinking en el aula. Al enfrentar la complejidad del concepto de campo eléctrico, los estudiantes pueden desarrollar habilidades de resolución de problemas, pensamiento crítico y creatividad propias de esta metodología. Por ejemplo, al empatizar con las dificultades que los estudiantes tienen para visualizar el campo eléctrico, se pueden diseñar actividades que permitan representarlo de manera tangible, como construir modelos físicos o utilizar simulaciones. En la fase de definición, los estudiantes pueden identificar los conceptos clave que necesitan comprender y formular preguntas precisas. La fase de ideación les permitirá generar diversas ideas para representar y experimentar con el campo eléctrico, mientras que en la fase de prototipado podrán construir modelos o experimentos para probar sus ideas. Finalmente, en la fase de evaluación, los estudiantes podrán reflexionar sobre sus aprendizajes y mejorar sus prototipos. Esta metodología no solo facilita la comprensión de conceptos abstractos como el campo eléctrico, sino que también promueve un aprendizaje activo, colaborativo y centrado en el estudiante. Rendimiento académico en el sistema educativo ecuatoriano El rendimiento académico se refiere a la capacidad que tienen los estudiantes para responder ya sea de manera positiva o negativa al proceso de enseñanza aprendizaje. Sin embargo, en el sistema 31 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala educativo ecuatoriano, el rendimiento académico se ve afectado de mayor o menor manera por factores demográficos, fisiológicos, socioeconómicos, su representación etnográfica y la influencia psicológica que ejerce la sociedad hacia una persona (Villarruel et al., 2020). Por otro lado, Grasso (2020) señala que el desempeño educativo se refiere a los logros obtenidos por los alumnos, reflejando su capacidad cognitiva desarrollada durante su periodo escolar, fruto de la interacción en el proceso de enseñanza y aprendizaje. Se destaca también la relación directa entre el rendimiento académico, la dedicación del estudiante y los frutos de su labor. De tal forma, el rendimiento académico se puede definir como un indicador evaluativo que los estudiantes deben considerar, ya que de ello depende su progreso. Por lo que, se presenta un cuadro donde se reflejan las escalas de evaluación tanto de forma cualitativa como cuantitativa a continuación: Tabla 2 Escala de calificaciones Escala cualitativa Escala cuantitativa Domina los aprendizajes requeridos 9.00-10.00 Alcanza los aprendizajes requeridos 7.00-8.99 Está próximo a alcanzar los aprendizajes requeridos 4.01-6.99 No alcanza los aprendizajes requeridos ≤4 Nota: elaboración propia, tabla de la escala de calificaciones, adaptado del Instructivo para la Aplicación de la Evaluación estudiantil (2016). Sin embargo, los resultados de la tabla N°2 se puede ver influenciada por los diversos factores antes planteados. Por lo que, los estudiantes deben mantener un puntaje mínimo de 7 puntos, lo que garantizará que el estudiante alcance los aprendizajes requeridos. 32 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Este proyecto de Integración Curricular de acuerdo con la Universidad Nacional de Educación [UNAE], se rige a la normativa propuesta por la institución mencionada, la línea de investigación sobre Teoría-Práctica en la formación profesional docente, misma que se refiere a: La formación docente inicial y continua, siguiendo la misión y visión institucional de formar profesionales de la educación, con compromiso ético, que transforman el sistema educativo, con base en cuestiones filosóficas de la educación como qué seres humanos se necesita formar y qué educación se requiere para ello. (UNAE, 2023, parr.3-5) Tomando en cuenta la línea de investigación, se procede a fundamentar este trabajo de titulación de acuerdo con los documentos legales como los que se detallan a continuación: 1.3. Bases legales Organización de las Naciones Unidas [ONU] La [ONU] es una organización internacional conformada por representantes de diferentes países. De esta organización, existen los Derechos Humanos. Estos derechos, son inherentes a todos los seres humanos sin distinción alguna. Cabe mencionar que se guían por principios como la igualdad, la dignidad, la libertad y la justicia. De tal manera se resalta el siguiente derecho: Art.26. Literal 1 menciona: “Toda persona tiene derecho a la educación. La educación debe ser gratuita, al menos en lo concerniente a la instrucción elemental y fundamental. La instrucción elemental será obligatoria. La instrucción técnica y profesional habrá de ser generalizada; el acceso a los estudios superiores será igual para todos, en función de los méritos respectivos” (ONU, 1948, p.36). 33 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Aunque los derechos los componen 30 artículos, estos se rigen en los países que forman parte de esta organización. Sin embargo, se adaptan de acuerdo con las leyes de cada país, por ejemplo, en Ecuador se tiene la Constitución de la República del Ecuador. La Constitución de la República del Ecuador o Carta Magna La Constitución de la República del Ecuador, es un documento legal que contiene reglamentos que buscan mantener el equilibrio y la armonía de la sociedad que la conforma. Dicho documento tuvo varios cambios sin embargo desde el 2008 se ha mantenido vigente, por lo que para el presente trabajo se destaca lo siguiente: Título II del capítulo segundo de la sección quinta, Art. 26. menciona que “la educación es un derecho de las personas a lo largo de su vida y un deber ineludible e inexcusable del Estado.” De tal forma que garantiza el libre acceso a la educación, así como el reconocimiento de que todo ciudadano ecuatoriano puede estudiar. El Art.27 debe considerarse así, ya que menciona que la educación está centrada en el ser humano y que este deberá respetar los derechos de todo lo que lo rodea, así podrá alcanzar las competencias necesarias para crear y trabajar. (Constitución del Ecuador, 2008) Entonces al reconocer la funcionalidad de los artículos mencionados se puede dar paso al Art.28 el cual afirma que la educación es de interés público y no individualista ni con fines de lucro y que se debe garantizar su acceso sin discriminación alguna, además de ser obligatorio hasta el bachillerato. Partiendo de esta afirmación, se puede mencionar el Art. 29 que explica que el estado se compromete a que quien ejerza sus derechos en cuanto a estudios se refiera pueda ser libre de educar, que no afecte a sus creencias, lengua o costumbres. (Constitución del Ecuador, 2008) Ley Orgánica de Protección de Datos Personales [LOPDP] 34 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala En la investigación se manejará datos personales estos datos serán tratados de manera ética y confidencial, protegiendo los derechos de las personas que participan en el estudio de acuerdo con el Articulo 66, numeral 19 de la Constitución de la República, establece “el derecho a la protección de datos de carácter personal, que incluye el acceso y la decisión sobre información y datos de este carácter, así como su correspondiente protección. La recolección, archivo, procesamiento, distribución o difusión de estos datos o información requerirán la autorización del titular o el mandato de la ley” (Ley Orgánica de Protección de Datos Personales, 2021). Para dar el cumplimiento de esta ley a los participantes se les informará oportunamente y se les hará firmar un documento donde ellos autorizaran la utilización y difusión de sus datos y fotografías que se utilizaran dentro de esta investigación. Ley Orgánica de Educación Intercultural [LOEI] Para tener la claridad y garantía durante el proceso educativo, se ha generado la Ley Orgánica de Educación Intercultural [LOEI], que indica de forma clara y precisa, cómo se realizará cualquier proceso educativo. Por lo tanto, la LOEI en su Título I de los principios generales, en el Art.2 sobre los principios, en el literal B, menciona una educación para el cambio, lo que da garantía a que el docente, así como los estudiantes puedan innovar dentro del aula y ser miembros activos de su proceso de enseñanza aprendizaje. En el literal F y H, considera que la educación debe ser flexible y adaptarse a las necesidades de los estudiantes. Garantizando una educación que reconoce la realidad en donde se desarrolla, obteniendo como resultado una educación de calidad y calidez. Arte.2.4. sobre principios de gestión educativa en el literal d, afirma que el interaprendizaje y multiaprendizaje: Se considera al interaprendizaje y multiaprendizaje como instrumentos para potenciar 35 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala las capacidades humanas por medio del arte, la cultura, el deporte, la sostenibilidad ambiental, el acceso a la información y sus tecnologías, la comunicación y el conocimiento, para alcanzar niveles de desarrollo personal y colectivo. Lo que contribuye a que se pueda implementar diferentes estilos de aprendizaje dentro del aula, siempre y cuando satisfagan a las necesidades de los estudiantes, sin limitar sus capacidades y habilidades. Finalmente, tanto la Constitución del Ecuador como la Ley Orgánica de Educación Intercultural, se establecen como un marco legal que promueve una educación innovadora, flexible, adaptada e inclusiva y de calidad y calidez. 36 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Capítulo 2: Marco metodológico 2.1. Paradigma y enfoque Paradigma El paradigma es una forma de interpretar el problema de investigación y encontrar el enfoque al que se dirigirá. Dichos paradigmas, las teorías del método científico, los paradigmas en la investigación son una construcción conjunta entre las corrientes y orientaciones filosóficas del investigador, aplicadas como respuesta a las necesidades de una problemática (Mejía, 2022). Es fundamental reconocer que existen diferentes tipos de paradigmas. Beltrán y Ortiz (2020), identifican tres paradigmas principales como el positivista, que busca establecer verdades absolutas mediante un enfoque objetivo y distanciado del objeto de estudio, asumiendo una clara separación entre el investigador y la realidad investigada. Por otro lado, el paradigma interpretativo subraya la importancia de las experiencias subjetivas y el contexto sociocultural para comprender la realidad. Desde esta perspectiva, el conocimiento se construye a partir de la interacción entre el investigador y el fenómeno estudiado. Finalmente, el paradigma sociocrítico se fundamenta en la teoría crítica y busca transformar la sociedad a través de la reflexión y la acción. Este paradigma concibe al conocimiento como un instrumento para la emancipación y la justicia social. Considerando las definiciones expuestas, el presente trabajo de titulación se basará en el paradigma sociocrítico, coincidiendo con Lisboa (2016), quien lo define como una combinación de métodos tanto cualitativos como cuantitativos, mismo que permite aplicar tratamientos estadísticos para elaborar las conclusiones y recomendaciones en función a los objetivos planteados en la investigación. Al adoptar este enfoque se busca comprender las dinámicas educativas actuales y transformarlas, ya que en 37 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala este paradigma destaca la participación activa de estudiantes, docentes y demás actores educativos en la construcción del conocimiento y la búsqueda de soluciones a los desafíos educativos. De esta manera, se aspira a generar conocimiento que sea relevante y transformador para la práctica educativa. Enfoque El enfoque de la investigación para Acosta (2023) es como seleccionar un lente particular por el cual se observa la realidad. Esta elección, moldeada por las creencias y supuestos del investigador, influye en cada etapa del proceso investigativo, desde la formulación de preguntas hasta la interpretación de los resultados. En otras palabras, la perspectiva teórica condiciona la construcción del conocimiento y las conclusiones a las que se llega. Partiendo de Hernández et al. (2014) afirman que existen tres enfoques de investigación principales, el enfoque cuantitativo que se basa en la medición y el análisis estadístico de datos numéricos. Este enfoque desde Apolo (2019) sigue un proceso secuencial y riguroso, donde cada etapa contribuye a la construcción de conocimiento científico. Su objetivo principal es probar hipótesis y establecer patrones de comportamiento que permitan generalizar los resultados a una población más amplia. A continuación, se presentan las características del enfoque cuantitativo: Figura 4 Características del enfoque cuantitativo 38 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Nota: elaboración propia, características del enfoque cuantitativo, adaptado de Hernández et al. (2014) Por otra parte, el enfoque cualitativo se caracteriza por su flexibilidad en la formulación de preguntas de investigación. Los investigadores pueden iniciar sus estudios con preguntas generales y a medida que se recolectan y analizan los datos, realizar preguntas específicas y relevantes (Hernández et al., 2014). A continuación, se presentan las características del enfoque cualitativo: Figura 5 Características del enfoque cualitativo Nota: elaboración propia, características del enfoque cualitativo, adaptado de Hernández et al. (2014) 39 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Además, Hernández et al. (2014) se refiere al enfoque mixto como una perspectiva más completa de los fenómenos de investigación al combinar los enfoques cuantitativo y cualitativo. A través de la recolección y análisis de datos diversos, estos métodos permiten realizar inferencias más sólidas y obtener una visión más profunda del objeto de estudio. Figura 6 Características del enfoque mixto Nota: elaboración propia, características del enfoque mixto, adaptado de Hernández et al. (2014) Según lo citado, este trabajo de titulación utilizará el enfoque mixto con diseño concurrente, ya que, al implementar cada enfoque puede compensar las limitaciones del otro, con el afán de integrar y analizar datos cuantitativos y cualitativos. Los datos cualitativos mediante la observación participante y la entrevista facilitarán la obtención de información sobre la naturaleza de la problemática, lo que conlleva a crear una comprensión profunda de las experiencias y el comportamiento de los docentes y estudiantes. Por otro lado, los datos cuantitativos a través del cuestionario y el test permitirán obtener 40 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala información numérica sobre la magnitud del problema, esto conlleva a crear conclusiones desde una mirada externa y objetiva sobre la problemática. 2.2. Tipo de investigación De acuerdo con las características que se desea alcanzar con este trabajo se define que el tipo de investigación a realizar es la de tipo Cuasi- experimental. De tal forma el Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia [UNICEF] (2014) define los puntos principales acerca de este tipo de investigación, el cual señala que los diseños cuasi-experimentales, aunque no permiten una asignación aleatoria de los participantes, buscan establecer relaciones causales. Para ello, se identifican grupos de comparación que compartan características similares con el grupo experimental, lo que permite realizar inferencias más robustas. Por lo tanto, el implementar la investigación de tipo cuasi-experimental es fundamental para este estudio; ya que, permite trabajar con un grupo experimental mismo que puede ser definido por características especiales que el investigador considera necesarias. También se puede incluir un grupo de control con características similares al grupo experimental, de modo que al contrastar se pueda evaluar el efecto de la metodología aplicada en el grupo de investigación controlada. Obteniendo evidencia más sólida sobre la efectividad de las intervenciones realizadas. Y para evitar los sesgos entre los grupos, se realizará una prueba de normalidad, con lo que se garantiza que se tienen las mismas condiciones en los grupos para dar inicio a la propuesta de intervención. 41 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala 2.3. Población Para Hernández et al. (2014) la población se define como un conjunto completo de los elementos, con ciertas características definidas para un estudio de investigación. Es el grupo de elementos sobre los que se realizará la generalización de los resultados de la investigación. Con base en lo mencionado, se define la población de esta investigación, misma que la forman 39 estudiantes de tercero de bachillerato de los paralelos A y C, junto al docente que imparte la asignatura de física, en la jornada matutina de la Unidad Educativa Roberto Rodas, ubicada en la ciudad de Azogues, provincia del Cañar, durante el periodo lectivo 2023-2024. Es importante recalcar que, en los paralelos mencionados, se realizó la identificación de las dificultades en el proceso de enseñanza aprendizaje mediante las guías de observación. Como este trabajo de integración curricular es cuasi experimental, se trabajará con un grupo control y otro experimental. Cuyos conceptos los define Rodríguez (2011), quien menciona que existe un modelo clásico de experimentación, que consiste en tener un conjunto de elementos a los que se denominará grupo experimental, a su vez, en este grupo se aplica un tratamiento experimental, dicho resultado es lo que se interesa investigar. Para hacer las comparaciones del efecto del tratamiento experimental, se tiene otro conjunto de elementos a lo que se denominará grupo control, el cual se desarrollará sin ningún tratamiento. Finalmente, se comparan en la siguiente tabla los dos conjuntos, verificando si existe algún cambio significativo o no. Tabla 3 Definición del grupo control y grupo experimental 42 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Fase Grupo experimental Grupo control I – Experimentación Exposición al factor experimental No exposición al factor experimental II – Medición Medida 1 Medida 2 III – Análisis Comparación de los resultados e inferencia de los dos grupos Nota: elaboración propia, la tabla expone información sobre el proceso que se llevará a cabo para definir el grupo experimental y grupo control. Con base en la información presentada en la Tabla N°3 y el análisis descriptivo estadístico de las calificaciones de ambos grupos, se ha decidido asignar al paralelo C como el grupo experimental y al paralelo A como el grupo control. Esta decisión se fundamenta en los siguientes criterios: • Disponibilidad de Tiempo: la programación y disponibilidad horaria de los estudiantes en cada paralelo se evaluaron para garantizar que los tiempos de intervención y evaluación se ajustaran adecuadamente a sus horarios. • Habilidades Blandas: se consideraron las habilidades blandas de los estudiantes, tales como adaptabilidad, comunicación, pensamiento creativo, trabajo en equipo, resolución de problemas y pensamiento crítico. El paralelo C demostró un mayor desarrollo en estas competencias, lo que es crucial para participar activamente en el tratamiento experimental. • Habilidades Duras: se evaluaron las habilidades duras, que incluyen conocimientos técnicos y la capacidad de aplicar la teoría a través de la experimentación práctica. El paralelo C presentó un nivel más alto en estas habilidades, lo que es fundamental para aprovechar al máximo el tratamiento experimental. • Promedio de notas del primer trimestre: el análisis del promedio de notas obtenido durante el primer trimestre reveló que el paralelo C, a pesar de tener una distribución más 43 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala heterogénea en sus calificaciones, mostró un rendimiento general que justificaba su selección como grupo experimental para evaluar los efectos del tratamiento. Por otro lado, el paralelo A, con un rendimiento más homogéneo, se asignó como grupo control para proporcionar una comparación estable. Estos criterios aseguran que la asignación de los grupos se realice de manera que permita una evaluación justa y significativa del impacto de las intervenciones propuestas en el grupo experimental. Tabla 4 Promedio de las notas del primer trimestre del grupo control y grupo experimental Promedio de notas del primer trimestre Grupo Participantes Promedio general Grupo control (3ro BGU “A”) 19 7.64 Grupo experimental (3ro BGU “C”) 20 7.60 Nota: elaboración propia, la tabla expone los promedios del grupo control y experimental. 2.4. Cuestiones éticas y restricciones prácticas Para garantizar la integridad científica, el respeto a los sujetos de investigación y el cumplimiento de las normativas vigentes. Se presenta la siguiente tabla: 44 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Tabla 5 Cuestiones éticas y restricciones prácticas Cuestiones Éticas Responsabilidad y bienestar de los estudiantes En este punto lo que se busca es que los estudiantes se sientan cómodos con el proceso que se llevará a cabo, así como, asegurar que su participación sea libre y voluntaria. Para lo cual se obtuvo su consentimiento, de forma que durante el proceso se garantizará la seguridad, confidencialidad de los datos y el bienestar durante el proceso de investigación. Integridad y honestidad Al estar en un proceso de investigación se debe tener total honestidad e integridad al momento de recopilar los datos, así como al momento de analizarlos. Se debe evitar cualquier manera de falla intencional en el proceso investigativo. Sin distorsionar los hallazgos. Consideraciones para el diseño del estudio En este segmento, se considera la elección adecuada de los métodos en la investigación. Considerando los límites y los beneficios para los participantes. Manejo de los resultados Los resultados obtenidos serán manejados de forma ética y responsable, lo que permitirá tener conclusiones verídicas y confiables. Restricciones Prácticas Limitaciones de tiempo Tomando en cuenta el horario de los paralelos participantes, se tiene un límite de tiempo para realizar la investigación. Además, es importante mencionar que, aunque los paralelos demostraron interés y aceptación para el proceso investigativo existen factores externos que pueden influir en la investigación. Por lo que, se debe tener una planificación cuidadosa de las actividades, garantizando que se puedan recopilar y analizar los datos dentro de un marco de tiempo determinado. Limitación de recursos La investigación limita recursos como el acceso a internet, computadoras, materiales y financiamiento. Lo que permitirá influir en el alcance y la viabilidad de la investigación realizada. Nota: elaboración propia, la tabla contiene criterios a tomar en cuenta desde el aspecto ético, así como las restricciones prácticas para el correcto desarrollo del proceso investigativo. 2.5. Operacionalización de las variables 45 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES VARIABLE DEFINICIÓN DIMENSIÓN SUBDIMENSIONES INDICADORES TÉCNICAS E INSTRUMENTOS Dependiente: enseñanza- aprendizaje del campo eléctrico La enseñanza-aprendizaje del campo eléctrico se define como el proceso por el cual los estudiantes adquieren conocimientos, habilidades y actitudes relacionados con los conceptos fundamentales del campo eléctrico, incluyendo su descripción, potencial eléctrico y determinación. Este proceso implica tanto la transmisión de información por parte del docente como la construcción activa del conocimiento por parte de los estudiantes. De esta manera, se permite que los estudiantes comprendan y apliquen los principios del Enseñanza Metodología aplicada por el docente en el aula Planificación Ejecución Evaluación Entrevista (Guía de entrevista al docente) Encuesta (Cuestionario a los estudiantes) Utilización de recursos didácticos El docente utiliza recursos didácticos en su clase Aprendizaje Contenido de Campo Eléctrico El estudiante domina los contenidos 1. Descripción de campo eléctrico 2. Potencial eléctrico 3. Determinación del campo Cuestionario pretest y Postest 46 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala campo eléctrico en situaciones prácticas. Desarrollo de habilidades blandas y duras El estudiante genera aprendizaje a partir de la asimilación de la información y la búsqueda de soluciones Observación participante (Guía de observación) Cálculo de la ganancia de aprendizaje (Índice de Hake) El estudiante interactúa con sus compañeros logrando una comunicación efectiva El estudiante interactúa de manera activa durante la clase Rendimiento Académico Promedio de las calificaciones del curso Registro de notas 47 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala VARIABLE DEFINICIÓN DIMENSIÓN INDICADORES TÉCNICAS E INSTRUMENTOS Independiente: El Desing Thinking De acuerdo con Brown y Wyatt (2010) pioneros de esta metodología menciona que “El pensamiento de diseño se basa en nuestra capacidad de ser intuitivos, de reconocer patrones, de construir ideas que tengan un significado emocional además de ser funcionales, y de expresarnos en medios distintivos de las palabras o los símbolos” Entendimiento del problema Empatizar en la búsqueda del problema Observación participante (Guías de observación) Cuestionario Pretest/ post Test Definir el problema a tratar Ideación Generación de ideas creativas con el propósito de dar solución al problema Sesiones de Brainstorming Prototipado Construcción de prototipos y recursos didácticos (Feria de ciencias) Encuestas Evaluar Evaluación de prototipos, actividades experimentales o recursos didácticos para contribuir a la mejora del proceso de enseñanza Cuestionario Pretest/ Post test 48 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala 2.6. Métodos, técnicas e instrumentos de investigación. En el ámbito de la investigación se utilizan diversos métodos, técnicas e instrumentos para obtener datos e información. Desde los aportes de Medina et al. (2023) definen las técnicas como un procedimiento sistemático para recopilar y analizar información para resolver un problema o responder una pregunta de investigación y a los instrumentos, como herramienta específica para recopilar y analizar información. En esta investigación, se utilizarán cuatro técnicas propuestas por Medina et al. (2023) la observación, la entrevista, la encuesta y el test. La observación participante, mediante una guía de observación, permitirá registrar de primera mano las actividades realizadas por los participantes. Además, la entrevista, a través de una guía de preguntas semiestructurada, facilitará la obtención de información detallada sobre las percepciones del docente. Por otro lado, se aplicará una encuesta, mediante un cuestionario, a los estudiantes de ambos grupos (control y experimental) para recolectar información sobre las posibles causas que afectan la problemática. Finalmente, se implementará un test con su respectivo instrumento que es el pre y post test, lo que nos permitirá evaluar el conocimiento de los estudiantes con el tema de campo eléctrico. El objetivo de estos instrumentos es ayudar a comparar los conocimientos en un antes y después de la aplicación del Design Thinking en el proceso de enseñanza – aprendizaje en los estudiantes del grupo control y grupo experimental. 2.7. Resultados de validación de expertos en instrumentos para la recolección de datos En el proceso de investigación es importante realizar la validación de instrumentos para la recolección de datos y por ello Pedrosa et al. (2013) considera que el puntaje de 0.8 de validez en cuanto a contenido resulta aceptable para aplicar. Así mismo, Balbinotti, (2004) citado por los autores antes 49 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala mencionados, asegura que 0.70 también es considerada una buena validez. Para garantizar la validez de los instrumentos de recolección de datos, se llevó a cabo un proceso de validación por juicio de expertos. Se seleccionó a 3 expertos con amplia experiencia en el campo de la física y en metodologías de investigación. Estos expertos evaluaron la pertinencia de los instrumentos en relación con el tema de investigación, los objetivos planteados y la claridad de las preguntas. Los instrumentos se presentaron en formato físico y digital para facilitar su análisis. Gracias a este riguroso proceso, se logró asegurar la calidad y confiabilidad de los datos obtenidos. Los expertos que han revisado los instrumentos valoraron dicho trabajo de acuerdo con la escala de Likert, misma que se describe siendo, Excelente (5 puntos), Bueno (4 puntos), Regular (3 puntos), Deficiente (2 puntos) y Muy deficiente (1 punto). Los resultados obtenidos se procesaron y analizaron según el coeficiente de análisis de contenido. Cabe mencionar que este proceso se lo realizó mediante Excel, ya que este programa tiene las mismas funciones que otros tipos de softwares de análisis estadístico, dando como resultado lo siguiente: Tabla 6 Resultados de la validación del pretest PRETEST: ANÁLISIS DE MEDIAS ESTADÍSTICAS Ítem Relación con el título de la investigación Relación con el objetivo general Relación con los objetivos específicos Claridad de Redacción Promedio Global 1 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 2 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 3 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 4 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 50 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala 5 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 6 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 7 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 8 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 9 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 10 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 Nota: elaboración propia, resultados de la validación de expertos El pretest tiene 10 ítems, valorados entre 0.91y 0.92, lo que hace que el instrumento sea válido y después se aplique. Tabla 7 Resultados de la validación del post test POSTEST: ANÁLISIS DE MEDIAS ESTADÍSTICAS Ítem Relación con el título de la investigación Relación con el objetivo general Relación con los objetivos específicos Claridad de Redacción Promedio Global 1 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 2 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 3 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 4 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 5 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 6 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 7 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.912962963 8 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 9 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 10 0.962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.9296296297 51 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala Nota: elaboración propia, resultados de la validación de expertos El postest está compuesto por 10 ítems, los cuales han sido evaluados con índices de validez que oscilan entre 0.91 y 0.92. Estos puntajes indican que el instrumento tiene una alta validez, lo que asegura que es adecuado para medir los conocimientos de los estudiantes de manera efectiva. Dado que el postest cumple con los criterios de validez necesarios, está listo para ser aplicado en la evaluación final del impacto de la metodología Design Thinking sobre el aprendizaje del campo eléctrico. Tabla 8 Resultados de la validación de la ficha de observación FICHA DE OBSERVACIÓN: ANÁLISIS DE MEDIAS ESTADÍSTICAS Ítem Relación con el título de la investigación Relación con el objetivo general Relación con los objetivos específicos Claridad de Redacción Promedio Global 1 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 2 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 3 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 4 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 5 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 6 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 7 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 8 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 9 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 10 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 11 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 12 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 13 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 52 ______________________________________________________________________ Trabajo de Integración Curricular Tania Gabriela Heras Ramón Patricio Xavier Brito Dumaguala 14 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 15 0.8962962963 0.8962962963 0.8962962963 0.962962963 0.912962963 Nota: elaboración propia, resultados de la validación de expertos La ficha de observación, compuesta por 15 ítems, obtuvo una media de validez de 0,91 puntos. Este alto puntaje de validez indica que el instrumento es robusto y confiable para su propósito. Por