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Nº 43 Extraordinario-Año 2022
Aprendizaje basado en algoritmos y diagramas de flujo aplicados
en la asignatura Física (pp. 172-190)
Christian Zuleta
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Aprendizaje basado en algoritmos y diagramas de flujo aplicados
en la asignatura Física
Learning based on algorithms and flowcharts applied in the subject Physics
Apprentissage basé sur des algorithmes et des organigrammes appliqués
dans la matière Physique
Christian Zuleta
ingenierozuleta@gmail.com
Institución Educativa Institución Educativa Pedro Castro Monsalvo,
Valledupar, Cesar, Colombia
Recibido: 07 de mayo 2022 / Aprobado: 05 de agosto 2022 / Publicado: 30 de septiembre 2022
RESUMEN
El objetivo del artículo fue analizar las tendencias de los estudios realizados sobre el
aprendizaje basado en algoritmos y diagramas de flujo aplicados en la asignatura Física.
Teóricamente se apoyó en los aportes de la Misión Internacional de Sabios, Sánchez y
otros, Tobón y Perea, Crispín, entre otros. Se enmarcó en el tipo de investigación
documental con la revisión de diez artículos en el periodo de 2008 a 2021, publicados en
las plataformas de Revistas Redalyc, Dialnet y UAZ. Los resultados mostraron la
necesidad de generar cambios a partir de la implementación de estrategias innovadoras
como algoritmos y diagramas de flujo, ya que pueden ayudar a los estudiantes a mejorar
su desempeño. Se concluyó que es factible utilizar los conceptos de algoritmos y
diagramas de flujo para apoyar la enseñanza y aprendizaje de la Física.
Palabras Clave: Algoritmos; Diagramas de flujo; Física básica; Aprendizaje de la física
ABSTRAC
The aim of the article was to analyse the trends in studies carried out on learning based
on algorithms and flowcharts applied to the subject of Physics. Theoretically, it was based
on the contributions of the International Mission of Wise Men, Sánchez et al, Tobón and
Perea, Crispín, among others. It was framed in the type of documentary research with the
review of ten articles in the period from 2008 to 2021, published in the Redalyc, Dialnet
and UAZ journal platforms. The results showed the need to generate changes from the
implementation of innovative strategies such as algorithms and flowcharts, as they can
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help students to improve their performance. It was concluded that it is feasible to use the
concepts of algorithms and flowcharts to support the teaching and learning of Physics.
Key words: Algorithms; Flowcharts; Basic physics; Physics learning
RÉSUMÉ
L'objectif de l'article était d'analyser les tendances des études réalisées sur
l'apprentissage basé sur des algorithmes et des organigrammes appliqués à la matière
de la Physique. Théoriquement, il s'est basé sur les contributions de la Mission
Internationale des Sages, Sánchez et al, Tobón et Perea, Crispín, entre autres. Elle a été
encadrée dans le type de recherche documentaire avec l'examen de dix articles dans la
période de 2008 à 2021, publiés dans les plateformes de revues Redalyc, Dialnet et UAZ.
Les résultats ont montré la nécessité de générer des changements à partir de la mise en
œuvre de stratégies innovantes telles que les algorithmes et les organigrammes, car elles
peuvent aider les étudiants à améliorer leurs performances. Il a été conclu qu'il est
possible d'utiliser les concepts d'algorithmes et d'organigrammes pour soutenir
l'enseignement et l'apprentissage de la physique.
Mots clés: Algorithmes; Organigrammes; Physique de base; Apprentissage de la
physique.
INTRODUCCIÓN
La Sociedad del Conocimiento es un concepto que se considera apropiado
implementar para que una nación alcance su desarrollo humano y económico, Ruiz y
Garcia (2015) y esto a implicado la necesaria reorganización del sistema productivo de
los países en los ambitos laborales, económicos, políticos y culturales de cada país. En
esta dirección Colombia como es lógico, tambien se ha vinculado a esta visión de
desarrollo reconociendo a este como fuente sustancial de riqueza y como un factor
estratégico para propiciar el desarrollo de la nación, asi fue expuesto en el Informe de la
Misión Internacional de sabios (2019).
En este informe de la comisión de sabios se plantean seguir unos pasos que estan
relacionados con desarrollar el conocimiento y conocer, potenciar y aprovechar los
recursos de su diversidad biológica y cultural para construir una bioeconomía y una
economía creativa, así como adoptar un nuevo modelo productivo, sostenible y
competitivo, todo esto aunado al impulso de una educación transformadora, cimentada
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en nuevas pedagogías. De allí que, ya se tuvo clara la hoja de ruta que sirvió para que el
Estado colombiano declarara que uno de los motores que podían impulsar esta visión
seria la ciencia, la tecnología y la innovación, esta prospectiva según Bravo (2015),
consiguió asidero legal en la Ley 1286 del 23 de enero de 2009, de Ciencia, Tecnología
e Innovación (CTyI) que transformó a COLCIENCIAS en Departamento Administrativo
que tiene basada en la generación, la apropiación y la divulgación del conocimiento y la
investigación científica, el desarrollo tecnológico, la innovación y el aprendizaje
permanente.
Desde esa forma de observar la exigencia para desarrollar el conocimiento y
tomando en cuenta la opinión emitida por la Misión Internacional de Sabios, (2019), quedó
entendido que el impulso de la educación transformadora fue acogida con beneplacito,
tal pronunciamiento estuvo enmarcado en ley citada anterioemente, especialmete se
ancló en el Programa Todos Aprender que en Colombia se está ejecutando desde el año
2011, dicho programa esencialmente busca transformar la práctica pedagógica y con ello
favorecer la calidad educativa. La base fundamental de este proyecto está centrada en
dinamizar acciones pedagógicas encaminadas a fortalecer las prácticas de aula con
objetivos de aprendizaje que desde las experiencias y las vivencias de los docentes
hayan sido exitosos, ello incluye el desarrollo de herramientas, materiales métodos y
modelos de aprendizaje creativos e innovadores.
Este programa ha venido sirviendo de bitácora en los niveles educativos de
educación primaria y secundaria en el país por su flexibilidad y adaptabilidad y además
por la libertad que se ha dado al docente de crear estrategias de aprendizaje según las
expectativas de los estudiantes en todas las áreas del conocimiento y que se rigen bajo
los Estándares Básicos de Competencias del Ministerio de Educación Nacional (MEN),
(2006), que son los criterios que permiten implantar los niveles básicos de calidad de la
educación a los que tienen derecho los niños y las niñas de todas las regiones del país,
en todas las áreas que integran el conocimiento escolar.
Una de las áreas que comprende los Estándares Básicos de Competencias es la de
Ciencias Naturales y Educación Ambiental donde están las asignaturas Química y Física,
ambas, según lo explica el documento, se fundamentan en “las responsabilidades que
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como personas y como miembros de una sociedad se asumen cuando se conocen y se
valoran críticamente los descubrimientos y los avances de las ciencias” (MEN, 2006; p.
115). Esta premisa refleja su importancia sobre todo en el componente de formación
situada, donde específicamente se solicita a los docentes que fortalezcan las prácticas
de aula. De allí que específicamente en la Física la malla curricular contiene además de
la integración, conceptos, actitudes y procedimientos que con el saber disciplinar se exige
la planeación de acuerdo a las necesidades de los estudiantes.
Sin embargo, a pesar que el componente de formación situada es vital para un buen
rendimiento académico de los estudiantes, específicamente en las últimas pruebas Saber
11 para educación secundaria llevadas a cabo en Colombia por el Instituto Colombiano
para la Evaluación de la Calidad de la Educación (ICFES), entre 2020 y 2021; en Ciencias
Naturales, el componente que evalúa la Física junto a la Química, pasó en el 2018 de
obtener en promedio entre todos los evaluados de 58 puntos sobre 100 a 39 puntos sobre
100 en el 2020, manteniendo la tendencia para el año 2021, notándose que hubo una
diferencia de dos puntos, aunque puede considerarse moderada. Para el área de
Ciencias Naturales en su asignatura Física el puntaje global tanto en el calendario A como
en el B mostró una disminución global de 2 puntos con respecto a años anteriores.
Sobre la problemática planteada anteriormente ya existen estudios de vieja data,
que pueden justificar los resultados de las pruebas Saber 11. Un ejemplo de esto fue el
estudio de Sánchez, Moreira y Caballero (2011), quienes plantearon que los estudiantes
se sienten perdidos al momento de abordar un ejercicio que plantea una situación
problema, y el docente, aun notándolo, explica una solución perfectamente conocida y
pretende que el estudiante vea con claridad, aprenda y repita, pero al momento de un
ligero cambio en la situación, se genera en el estudiante una dificultad y en muchos casos
no tiene la capacidad de solucionarlo, por lo que no se está construyendo conocimiento
en el estudiante y provocando tal vez el abandono del problema.
En concordancia con lo anterior, Tobón y Perea (2016), afirmaron que algunas de
las dificultades más sobresalientes en el aprendizaje de la Física, vistas de forma global
es que muchos estudiantes tienen muy poca comprensión de los temas de Fisica,
agregan que, esto es posibe por los fuertes pre-conceptos y conceptos erróneos aunado
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a la carencia de estrategias pedagógicas para analizar problemas y la no
contextualización de los mismos basada en los fenómenos de la naturaleza que nos
rodean. Siendo la Física una ciencia esencialmente experimental sería interesante que
los docentes de esta propusieran para la resolución de problemas, estrategias
fundamentadas en pasos guiados y sistemáticos (algoritmos) que permitan resolver los
problemas que se plantean. Una alternativa puede ser la señalada por Villa y Sierra
(2017), quiénes indican esta posible secuencia: a) comprensión del problema, b) análisis
del método de resolución, c) resolución del problema y d) valoración del resultado.
De igual forma, resulta comun, apreciar en los estudiantes dificultades para
comprender y resolver problemas donde deben manejar conceptos, actitudes y
procedimientos del saber disciplinar de Física, y también inicialmente necesitan una gran
imaginación para visualizarlos mentalmente, Cienfuegos (2017). Al repecto una
simulación, como alternativa, puede conducir a la resolución de problema planteado en
forma de animaciones o mediante gráficos que ofrecen al estudiante la posibilidad de
manipular varios aspectos del modelo, de un evento, un objeto, o una o más variables de
forma virtual, ventajas que se tienen sobre la forma tradicional de enseñar la Física,
Crispín, Doria, Caudillo y Esquivel (2011).
Esta bitácora de refrentes y reflexiones soportan las intencionalidades de este
artículo que busaca en primera instancia revisar la problemática con respecto al
aprendizaje de la asignatura Fisica en el contexto colombiano y luego efectuar un arqueo
de fuentes para analizar cuales han sido las tendencias de los estudios que se han
realizado sobre el aprendizaje basado en algoritmos y diagramas de flujo aplicados en la
asignatura Física.
REFERENTES TEÓRICO
Problémicas y alternativas de soluciones para el aprendizaje de la Física
Esta parte puede comenzar exponiendo que ya es conocido que muchos
estudiantes tienen problemas para aprender los temas de Fisica. Estas dificultades
pueden explicarse teniendo en cuenta factores internos al los estudiantes como su
capacidad de procesamiento de información y factores externos como la naturaleza
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propia de la Química. Al respecto según Robledo, Blandon y Agualimpia (2017), lo
anterior se debe al poco interés que los estudiantes muestran por estudiar la asignatura,
tornándose para ellos aburrida y engorrosa, responsabilizando de ello a los docentes, ya
que, según comentan, estos no emplean herramientas o materiales didácticos y/o
adecuados planes estratégicos, pedagógicos y metodológicos de aprendizaje.
Es probable que la falta de implementación de herramientas tecnológicas, sea
producto de la ausencia de programas políticos correctos y efectivos que permitan la
accesibilidad a estas. La falta de innovación en los procesos de enseñanza también es
otra causa, ya que aún se emplean los mismos métodos tradicionales desde hace varias
décadas, Morillo (2017). Ante lo expuesto por el autor citado, es recomendable
implementar el uso de las TIC, no obstante hay que tener en cuenta que estas no
sustituyen al docente y por sí mismas no garantizan una educación de calidad, pero si
deben considerarse en la integración de las diferentes estrategias de enseñanza ya que
facilitan la comprensión en las materias que puedan resultar complejas con una
enseñanza puramente tradicional, como lo es el caso de la física.
Por otra parte, Castillo, Prieto, Sánchez y Gutiérrez (2019), mostraron la capacidad
del sujeto para recrear en su mente el modelo computacional deseado con todos sus
elementos constitutivos, luego de abordar los diferentes eventos y simulaciones que se
realizaron en el programa Geogebra para resolver un problema de Movimiento Parabólico
específico, lo que permite al estudiante extender la estrategia y la metodología a otros
problemas físicos.
Mientras tanto, la investigación de Rodríguez (2010), sobre la aplicación del
desarrollo de simuladores en software libre en el aprendizaje de la física, mostró entre
otras ventajas y fortalezas las siguientes: a) El uso de simuladores pone al alcance de
cualquier institución educativa las prácticas de física, sin requerir laboratorios complejos
y altamente costosos, ademas ofrece al estudiante tener en su propio lugar de residencia
el entorno simulado de práctica; b) los simuladores permiten reproducir fenómenos
naturales difícilmente observables de manera directa en la realidad, por motivos diversos:
riesgos, costos, escala de tiempo, escala espacial; c) el estudiante prueba sus ideas
previas y conocimientos acerca del fenómeno simulado mediante la emisión de hipótesis
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propias, lo cual redunda en una mayor autonomía del proceso de aprendizaje y el
desarrollo del aprendizaje constructivista y significativo; y d) los simuladores visualizan
gráficas en tiempo real de distintas magnitudes, brindándole al estudiante una noción
mucho más real de los fenómenos simulados.
MÉTODO
Morales (2003) establece que la investigación documental tiene la particularidad de
utilizar como una fuente primaria de insumos, más no la única y exclusiva, el documento
escrito en sus diferentes formas: documentos impresos, electrónicos y audiovisuales.
Para esta investigación documental se emplearon como fuentes de información, los
repositorios de universidades como Universidad Pedagógica Experimental Libertador de
Venezuela y la Universidad Nacional Abierta y a Distancia de Colombia, publicaciones de
revistas alojadas en las plataformas de Redalyc, Dialnet y Revistas UAZ, todos
reconocidos y prestigiosos órganos de difusión de producción científica preferiblemente
hispanas o hispanoparlantes, consultados a través de motores de búsquedas digitales en
la web Google Académico.
La delimitación de la búsqueda se definió con las palabras “física”, “enseñanza”,
“aprendizaje”, “algoritmos” y “diagramas de flujo” o una combinación de algunas de ellas.
Se hizo necesario refinar la búsqueda para no quedar inmerso en documentos con
información innecesaria. Dichas búsquedas no fueron sencillas ya que la palabra “física”
en investigaciones referentes a la educación, generalmente se relacionan con la
asignatura de Educación Física, Recreación y Deportes, por lo que fue necesario
especificar “física básica” o “física como asignatura”. Por otra parte, al sumarlas o
combinarlas con las palabras “algoritmos” y/o “diagramas de flujo”, arrojaban resultados
relacionados con la aritmética ya que esta última al parecer se han empleado más en
investigaciones en dicha área del conocimiento que en la asignatura de la Física.
Otro atenuante en la búsqueda fue que se encontraron más investigaciones
relacionadas en educación superior (universidades) que en educación media; sin
embargo, algunas pueden considerarse útiles porque al tratarse de los primeros
semestres de ciertos programas como los de ingenierías, por ejemplo, que emplean
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física, los conceptos curriculares son muy similares a los impartidos en la educación
media. Por otro lado, el contexto internacional se demarcó en Latinoamérica, mientras
que el contexto nacional se delimitó en Colombia, descartando con ello, investigaciones
en idiomas diferentes al castellano.
Así mismo, solo se consideraron publicaciones desde el año 2000. Con todo lo
anteriormente señalado, las búsquedas arrojaban alrededor de 100 resultados, en los
cuales podían incluirse además de publicaciones de artículos para revistas, libros y
monografías. De estas, se recopiló para el arqueo de fuentes, 10 publicaciones, la
mayoría de artículos para revistas, donde se relacionan investigaciones que empleen
conceptos de física, enseñanza, aprendizaje, algoritmos y/o diagramas de flujo.
Para realizar el análisis de la discusión, en primera instancia se tomaron las 10
publicaciones que se agruparon según su contexto: internacional (Latinoamérica) y
nacional (Colombia). Esto con el objetivo de establecer tendencias relacionadas con la
aplicación de algoritmos y diagramas de flujo en el aprendizaje no solo de la física sino
de áreas del conocimiento cercanas como es el caso de las matemáticas y las ciencias
naturales. Para concluir con los criterios de análisis, esta agrupación se enmarcó en un
cuadro comparativo a manera de resumen, que muestra datos relevantes de las
investigaciones, como es el caso de los autores, el contexto, el título de la investigación
y el propósito u objetivo planteado. Ya en la discusión se toma a cada autor y se narran
los resultados obtenidos por cada uno de ellos, las teorías arrojadas y la relación que se
encuentra con la aplicación de los conceptos de algoritmos y diagramas de flujo en el
aprendizaje de la asignatura de la física.
Las investigaciones que se presentan en el cuadro 1, Arqueo de Fuentes, atienden
al contexto internacional y nacional en el lapso de tiempo comprendido desde el 2008
hasta el 2021, extraidas de las bases de dato Redalyc, Dialnet, Revistas UPEL, Revistas
UAZ, y el repositorio de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia. En dicho cuadro
se consignaron diez documentos, de los cuales tres tratan directamente el aprendizaje
basado en algoritmos y diagramas de flujo y siete vinculan implícitamente dichos temas.
Cabe acotar aquí, que es una temática que muy poco ha sido investigada y aplicada,
sobre todo en el ámbito del aprendizaje en la asignatura Física.
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De manera global, se puede decir que, en la mayoría de las investigaciones
consultadas, se le reconoce la importancia al aprendizaje de los conceptos de programas
como la Física y las matemáticas para el entendimiento y comprensión del entorno en el
que se desenvuelven los estudiantes, llevándolos a palpar con su propia experiencia la
aplicación de dichos conocimientos en su vida cotidiana, para así llevar lo aprendido
teóricamente a la práctica. A continuación, en el Cuadro 1, se presentan las fuentes
consultadas.
Cuadro 1. Arqueo de Fuentes.
Autor (es)
Año
/contexto
Título de la
investigación
Contexto internacional
1
Luis Alfredo Gómez
Flores
2017
Estado de
Hidalgo,
México
Algoritmos
2
Joaquín Llera
Nora Martinengo
2004
Provincia de
Mendoza,
Argentina
Diagramas de flujo para
el diseño de un sistema
de control de calidad
proceso de elaboración
de vino blanco
3
Maria Rosa
Simonelli De
Yaciofano
2021
Maracay,
Venezuela
Modelo didáctico para el
aprendizaje en la unidad
curricular de ciencias
naturales de la UPEL-
IPMAR desde un
enfoque transcomplejo
4
Luisa Casadei
Carniel
Marisol Cuicas Avila
Edie Debel Chourio
Zulma Alvarez
Vargas
2008
Barquisimeto,
Lara,
Venezuela
La simulación como
herramienta de
aprendizaje en física
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Autor (es)
Año
/contexto
Título de la
investigación
5
Ramiro Jacquez
Guzmán
Pedro Rodríguez
Juárez
2019
Zacatecas,
México
Efectos positivos en el
aprendizaje conceptual
de la física en alumnos
de educación media
superior debido al uso de
un simulador en el
laboratorio virtual
Contexto Nacional
6
Jorge Cardeño
Espinosa
Luis Guillermo
Muñoz Marín
Hernán Darío Ortiz
Alzate
Natalia Cristina
Alzate Osorno
2017
Medellin y
Sabaneta,
Colombia
La incidencia de los
objetos de aprendizaje
interactivos en el
aprendizaje de las
Matemáticas básicas, en
Colombia
7
Ana Patricia León
Urquijo
Liliana Patricia
Ospina Marulanda
Robinson Ruiz
Lozano
2012
Quindío,
Colombia
Tipos de aprendizaje
Promovidos por los
profesores
De matemática y
ciencias
Naturales del sector
oficial
Del departamento del
Quindío,
Colombia
8
Juan Carlos Cruz
Ardila
Vanesa Espinosa
Arroyave
2011
San
Buenaventura
y Cali,
Colombia
Reflexiones sobre la
didáctica en física desde
los laboratorios y el uso
de las TIC
9
Augusto Salazar
Silva
2014
Barranquilla,
Colombia
Desarrollo de la lógica
algorítmica mediante el
trabajo colaborativo y el
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Autor (es)
Año
/contexto
Título de la
investigación
Marlene Duarte
Hernández
Lucy García Ramos
Eulises Domínguez
Merlano
uso de diagramas de
flujo
10
Breida Isabel
Gómez Mercado
Marlene Claudia
Oyola Mayoral
2012
Soledad,
Atlántico,
Colombia
Estrategias didácticas
basadas en el uso de tic
aplicadas en la
asignatura de física en
educación media
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Luego de realizada la búsqueda y análisis de las diez investigaciones localizadas
en el periodo de tiempo del 2008 hasta el 2021, que pudieran estar relacionadas con el
aprendizaje basado en algoritmos y diagramas de flujo aplicados en la asignatura Física,
para presentar los resultados y la discusión, resulta pertinente comenzar expresando que
un algoritmo se entiende como un conjunto finito de instrucciones o pasos que sirven para
ejecutar una tarea o resolver un problema. Pensar en un algoritmo es idear la forma en
la que se puede resolver paso a paso un problema en específico. En este orden de ideas,
si no se resuelve un determinado paso del problema no se puede continuar al siguiente
Gómez (2017). Los algoritmos se representan gráficamente por medio de los diagramas
de flujo, lo cuales emplean símbolos y flechas para dar una estructura secuenciada del
flujo de datos. Al respecto, Llera y Martinengo (2004) establecen que, si los diagramas
de flujo se emplean correctamente, estos ayudan a precisar el pensamiento, a mejorar
los resultados, a intercambiar ideas y hacer que los componentes se ajusten de manera
precisa. Si bien este concepto está estrechamente relacionado con la informática y la
programación de aplicaciones o softwares, en su definición, pueden aplicarse en
cualquier área del conocimiento.
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El estudio investigativo de Simonelli (2021) permitió crear un Modelo didáctico del
enfoque transcomplejo para el aprendizaje de las Ciencias Naturales, basado en cómo
se pude organizar el conocimiento en esa área, se realizó mediante una planificación de
secuencias didácticas, mediadas por estrategias problematizadoras en el proceso de
formación. Dicha planificación obedeció a una estructura algorítmica en la que se puede
llegar a un paso luego de haber resuelto el anterior, trabajando situaciones problema
plateados a manera de ejercicios y contextualizados, que permiten resolverlos de una
manera integrada con diferentes disciplinas a partir de conocimientos previos de los
estudiantes. Esta investigación apoya la idea de aplicar la interdisciplinariedad como
estrategia de aprendizaje, lo cual permite aplicar conceptos de informática previamente
adquiridos para resolver problemas específicos en otras áreas como la asignatura de la
física.
De igual forma, Casadei, Cuicas, Debel y Alvarez (2008), abordaron a través de la
aplicación de estrategias didácticas o diseños instruccionales apoyándose en
simulaciones asistidas por computadoras la comprensión de los conceptos en cinemática,
ayudando a mejorar el rendimiento académico. Este es el resultado de emplear una
herramienta TIC en el aprendizaje de la física. Un simulador es el resultado de un
algoritmo y un diagrama de flujo traducidos a un lenguaje de programación. El simple
diseño y planificación de un simulador por parte de los estudiantes, podría afianzar
conocimientos específicos como el de caída libre o movimiento parabólico.
Así mismo, Jacquez y Rodríguez (2019) probaron que la implementación de un
laboratorio virtual resulta la opción más viable y menos costosa para el aprendizaje de la
física. Adicionalmente, apoyar la teoría con la práctica en el simulador resulta muy
benéfico para la comprensión conceptual ya que se puede observar el fenómeno
estudiado de forma animada. Esta investigación se implementó en tres etapas: En la
primera, se diseñaron los instrumentos que sirvieron de apoyo para la intervención
(encuestas y prácticas de laboratorio virtual); en la segunda se desarrolló la validación y
corrección de los instrumentos de intervención en un grupo piloto y en la tercera se
realizó, la aplicación de los instrumentos desarrollados y mejorados a los grupos
involucrados (experimental y control). El software empleado en la primera etapa, durante
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la práctica de laboratorio virtual, es el Interactive Physics, el cual permite construir
simuladores previamente diseñados. Dichos diseños deben enmarcarse en una
estrategia algorítmica.
Los estudios de Cardeño, Muñoz, Ortiz y Alzate (2017), demostraron que la
enseñanza de las matemáticas, en el nivel de Básica Primaria, mediante los Objetos
Interactivos de Aprendizaje (OIA) y la incorporación de la Tecnología en las escuelas y
en sus aulas, tuvo un impacto positivo, logrando aprendizajes matemáticos significativos
y una mayor motivación, no solo de los estudiantes, sino de los docentes, pasando de
una enseñanza puramente tradicional a otra que utiliza los recursos digitales disponibles,
sin desaparecer elementos esenciales de la primera. Fue relevante la implementación de
las TIC mediante el uso del programa Descartes JS, con el cual se producen los OIA, que
son medidos didácticos, pedagógicos, instrumentales y simbólicos que dan un aporte
novedoso al aprendizaje de las matemáticas y que deben estructurarse en una secuencia
fluida como en un diagrama de flujo para dar solución a un determinado problema de
estudio por parte de los estudiantes.
En el trabajo de León, Ospina, y Ruiz (2012), estos argumentaron que los bajos
puntajes en las pruebas estatales pueden ser explicables por carecer de una metodología
de lectura dirigida y seminarios, que de adoptarse harían que los estudiantes aprendieran
a interpretar los textos. Encontraron que las estrategias didácticas de enseñanza menos
utilizadas por los profesores son las que favorecen la transferencia de la información y su
recuperación, por ejemplo, las salidas al campo, en el caso de las Ciencias Naturales.
Mientras tanto, la metodología didáctica más utilizada por los profesores de matemática
y Ciencias Naturales es la resolución de problemas. Siendo esta una realidad experiencial
que se puede extender a lo largo del territorio nacional, lo cual refleja la necesidad de
emplear estrategias de enseñanza y/o aprendizajes diferentes que permitan mejorar los
puntajes de las pruebas estatales por parte de los estudiantes.
Sobre lo anteriormente planteado, Cruz y Espinosa (2011), sostienen que es
importante darle sentido a la práctica experimental desde la contextualización misma del
experimento para que pueda ser ligado con el mundo actual, inmerso en la ciencia y la
tecnología, donde el estudiante construye su práctica para ser llevada a cabo en los
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laboratorios desde una fase preexperimental. Al respecto señalaron que el diagrama V
de Gowin es un instrumento que junto a los mapas conceptuales ayudan a los alumnos
a aprender, o lo que es lo mismo a aprender significativamente. La forma de presentar
dicho diagrama, tiene un orden jerárquico que obedece a una sistematización de un paso
a paso como lo define el concepto de algoritmos, cuyo objetivo es, como ya se dijo, el
aprendizaje significativo de un determinado tema curricular.
Por otra parte, Salazar, García, Duarte y Domínguez (2014) luego de plantear como
estrategia de enseñanza la aplicación de la lógica algorítmica en estudiantes de los
primeros semestres de la facultad de ingeniería, concluyen que dicha aplicación de lógica
algorítmica en los procesos de aprendizaje de los conceptos de la física, no garantizan
un mejoramiento en el rendimiento académico ya que no son significativos los resultados
al compararlos con los obtenidos al aplicar la pedagogía tradicional.
Por último, el uso de simuladores como estrategia didácticas TIC, tal como lo
recomiendan Gómez y Oyola (2012), permiten al estudiante aprender de manera práctica
por medio del descubrimiento y de situaciones hipotéticas. Las TIC promueven
aprendizajes significativos en los estudiantes, generando verdaderos cambios al interior
del aula, debido a la alta motivación que genera en los mismos, teniendo en cuenta su
condición de nativos digitales. Un simulador, con la guía del docente o facilitador
orientando los pasos a seguir, hace que se puedan experimentar situaciones
prospectivas como si se estuviese en un laboratorio real. Al iniciar la investigación se
observó la importancia que daban los docentes a emplear estrategias novedosas para el
aprendizaje, pero simplemente no se implementaban. Al hacerlo, se generaron los
cambios ya mencionados. La planificación e implementación de dichas estrategias, así
como la consolidación de los resultados obedecen a una planificación, control y
evaluación de las mismas como se hace con los algoritmos y diagramas de flujo.
CONCLUSIÓN
En atención a los propósitos del artículo, en lo concerniente a las problémicas que
presentan los estudiantes para el aprendizaje de la asignatura Física se concluye que los
informes académicos de las pruebas estatales que han realizado los estudiantes de
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educación media, no han mejorado en los últimos años, salvo casos aislados de pocas
Instituciones Educativas públicas en donde resaltan algunos estudiantes con puntajes
sobresalientes en los resultados de las pruebas estatales Saber 11º. Algunas de esas
instituciones han perdido su prestigioso posicionamiento entre las mejores instituciones
públicas respecto a dichas pruebas y es necesario recomponer el camino y recuperar
dicho reconocimiento, contribuyendo, además, a su objeto social, sustentado en la
necesidad de egresar bachilleres mejor capacitados y mejor preparados no solo para
incorporarse al aparato laboral, sino para que estos tengan la oportunidad de ingresar a
una universidad y continuar con sus estudios de nivel superior.
Sin embargo, esta no es una situación que pase desapercibida entre los autores
consultados en la discusión del presente documento y se pudo evidenciar una
preocupación por los bajos desempeños académicos obtenidos por los estudiantes en
determinadas áreas del conocimiento, específicamente en lo referente a las matemáticas
y a la física como asignatura. Al parecer esto es una constante, así como también lo es
el deficiente aprendizaje de los conceptos que estas asignaturas proponen y la baja
motivación de los estudiantes para emprender el estudio de los mismos.
Son tendencias claramente definidas en un fenómeno generalizado en todos los
niveles educativos, comenzando desde la primaria, pasando por la secundaria, hasta
llegar al universitario. Pero son los docentes los llamados a proponer estrategias
eficientes y al parecer las TIC los son, ya que, con herramientas como simuladores, por
ejemplo, pueden abarcarse más conceptos y experiencias que las que pueden abordarse
en un laboratorio tradicional, sin pensar que estos últimos deben sustituirse o descartarse
por completo, sino más bien pensar en ambos como un complemento, para pasar de lo
virtual a lo real y así contribuir a un aprendizaje significativo, estable y duradero.
Otro aspecto importante, para superar los bajos desempeños académicos obtenidos
por los estudiantes en la asignatura de Física es el expuesto por Valero (2019), quien
indicó que la creatividad es una arista que debe ser tomada en cuenta en la educación
así como en las intencionalidades investigativas que pretendan encontrar una solución a
esta problemática, por lo que se podría trabajar con la perspectiva de aportar teorías de
un modelo de aprendizaje distinto, creativo e innovador que pueda ayudar a mejorar los
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resultados en esta área fundamental, tanto a nivel interno de las instituciones como en
las pruebas estatales, puesto que la dinamización de la creatividad y la innovación en
cualquier sector, generalmente trae buenos resultados, incluyendo el proceso
enseñanza-aprendizaje.
De allí que se pueden incorporar conceptos como algoritmos y diagramas de flujo,
propios de programadores e ingenieros en el proceso. También están los simuladores,
que son diseñados y desarrollados a partir de conceptos de la ingeniería que ofrecen la
posibilidad a los estudiantes de identificar un punto de partida y punto final en cada caso
de estudio, así mismo inducen la búsqueda del desarrollo del proceso más apropiado y
eficiente con la información que se tiene, para llegar a la meta de encontrar la respuesta
correcta a los problemas que se le plantean en clases.
En lo concerniente a la intencionalidad de efectuar un arqueo de fuentes para
analizar cuales han sido las tendencias de los estudios que se han realizado sobre el
aprendizaje basado en algoritmos y diagramas de flujo aplicados en la asignatura Física,
que se han esbozado en este artículo, permitió realizar una revisión de varias
investigaciones relacionadas con la aplicación ya sea implícita o explícita, de algoritmos
y diagramas de flujo, algunos aplicados directamente con simuladores, en los procesos
de enseñanza y/o aprendizaje de los conceptos curriculares de la asignatura de la Física
y de las matemáticas en casi todos los ciclos o niveles de enseñanza académica. A
excepción de uno de los autores consultados, estos coincidieron en que la aplicación de
las TIC, más específicamente la de simuladores, que llevan en su contenido
implícitamente elementos conceptos de algoritmos y diagramas de flujo, contribuyen a un
mejoramiento en el aprendizaje de los estudiantes de los mismos, por lo cual es factible
pensar que pueden apoyar no solo el mejoramiento del rendimiento académico, sino la
motivación frente a asignaturas como la física para estudiarla y apropiarse de ese
conocimiento.
CONFLICTO DE INTERESES
El autor del presente artículo científico declara que no existe conflicto de intereses
para la publicación del mismo
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