Transformando la Educación en Ciencia y Tecnología en el Curso de Física: El Impacto de los Simuladores Virtuales en la Dimensión de "Analiza Información"

Abstract

Palabras-clave: Simulators, Educational Assessment, Science and Technology Teaching, Information Analysis, Elementary Physics Abstract: This research assessed the impact of "Phet" Virtual Simulations on the information analysis competence of fifth-year high school students in Elementary Physics. Participants were divided into two groups: the Experimental Group (EG), which used the simulations, and the Control Group (CG), which followed traditional methods. In the EG, a significant decrease in the starting level was observed, decreasing from 67.4% to 10.9% in the Post-Test. Keywords: Simulators, Educational Assessment, Science and Technology Teaching, Information Analysis, Elementary Physics i. Introducción En el contexto de la globalización creciente, el Ministerio de Educación ha estado constantemente revisando y adaptando el proceso de aprendizaje (Cabeza, 2004).

Headnote

Resumen: Esta investigación evaluó el impacto de las Simulaciones Virtuales "Phet" en la competencia de análisis de información de estudiantes de quinto año de secundaria en Física Elemental. Se dividieron en dos grupos: el Grupo Experimental (GE), que utilizó los simuladores, y el Grupo de Control (GC), que siguió métodos tradicionales. En el GE, se observó una disminución significativa en el nivel de inicio, pasando del 67.4% al 10.9% en el Post-Test. El nivel de proceso se mantuvo estable (21.7% en Pre-Test y Post-Test). El nivel de logrado experimentó un marcado aumento, del 10.9% al 60.9%. En el GC, el nivel de inicio disminuyó del 71.7% al 37% en el Post-Test. El nivel de proceso aumentó del 17.4% al 39%. El nivel de logrado incrementó del 10.9% al 24%. Estos hallazgos sugieren mía mejora sustancial en la competencia de anáfisis de información con el uso de las Simulaciones Virtuales "Phet".

Palabras-clave: Simulators, Educational Assessment, Science and Technology Teaching, Information Analysis, Elementary Physics

Abstract: This research assessed the impact of "Phet" Virtual Simulations on the information analysis competence of fifth-year high school students in Elementary Physics. Participants were divided into two groups: the Experimental Group (EG), which used the simulations, and the Control Group (CG), which followed traditional methods. In the EG, a significant decrease in the starting level was observed, decreasing from 67.4% to 10.9% in the Post-Test. The process level remained stable (21.7% in both Pre-Test and Post-Test). The achieved level experienced a notable increase, rising from 10.9% to 60.9%. In the CG, the starting level decreased from 71.7% to 37% in the Post-Test. The process level increased from 17.4% to 39%. The achieved level increased from 10.9% to 24%. These findings suggest a substantial improvement in information analysis competence with the use of "Phet" Virtual Simulations.

Keywords: Simulators, Educational Assessment, Science and Technology Teaching, Information Analysis, Elementary Physics

i. Introducción

En el contexto de la globalización creciente, el Ministerio de Educación ha estado constantemente revisando y adaptando el proceso de aprendizaje (Cabeza, 2004). A pesar de estos esfuerzos, la experiencia educativa del estudiante no ha cambiado de manera significativa en muchos casos. A menudo, se limita a convertir al estudiante en un receptor pasivo de información, enfocado en la memorización de fórmulas, dejando de lado el análisis y la comprensión de los conceptos fundamentales.

Esta dificultad en el aprendizaje se atribuye a tres factores principales identificados por investigadores. Primero, la carencia de laboratorios especializados y expertos en el campo de la física en las instituciones educativas. Aunque algunos centros cuentan con laboratorios de alta calidad, existen experimentos esenciales que no pueden llevarse a cabo debido a la falta de herramientas y equipo necesario para abordar temas como vectores bidimensionales y tridimensionales, desplazamiento de objetos, radiación de cargas, entre otros.

La inversión en estos instrumentos especializados es costosa, lo que ha llevado a un déficit en su disponibilidad incluso en universidades tanto nacionales como privadas, generando un vacío en la educación científica que afecta tanto al nivel básico como al superior. Segundo, la actualización insuficiente de los docentes para abordar las inquietudes y preguntas desafiantes de los estudiantes. Tercero, la falta de conocimientos previos en los estudiantes se presenta como una barrera para la comprensión de los conceptos de física elemental, dificultando la construcción de aprendizajes significativos. En este contexto, la teoría de Seymour Papert, creador del lenguaje LOGO, propone una reestructuración de los objetivos educativos, alineados con las innovaciones tecnológicas que ofrecen las computadoras (Trujillo Yaipen, 2019; Badilla Saxe y Chacón Murillo, 2011). Papert enfatiza la importancia del aprendizaje a través de la experimentación, donde el ensayo y error permiten a los estudiantes crear y aprender, en un proceso de depuración que valora los errores como oportunidades de aprendizaje (Papert, 1987).

A su vez, la simulación se destaca como una herramienta educativa de gran eficacia en la actualidad, al permitir la transferencia de conocimiento de manera didáctica y precisa, a través de entornos virtuales que replican fenómenos naturales y procesos científicos (Contreras et al., 2010; Zaldívar-Colado, 2019). Esta modalidad ofrece un medio seguro y accesible para que los estudiantes exploren y comprendan las relaciones entre variables y resuelvan problemas complejos.

La presente investigación se centra en el impacto de los simuladores virtuales en la dimensión de "Analiza Información" dentro del curso de Física, con el objetivo de transformar la experiencia educativa y fomentar un aprendizaje más profundo y significativo en este campo. A través de un enfoque cuasi experimental, se busca evaluar el efecto del uso de simulaciones virtuales en el desarrollo de habilidades de experimentación exploratoria en estudiantes de secundaria.

Para abordar esta problemática y sus implicaciones, se llevará a cabo un estudio aplicado, que incluye métodos analíticos, sintéticos, deductivos y estadísticos, para recopilar, procesar y analizar datos empíricos. La población de estudio comprende estudiantes de quinto año de secundaria en instituciones educativas de Chiclayo, Perú, con un total de 62 participantes distribuidos en grupos control y experimental. Esta investigación se enmarca en la creciente integración de la tecnología en la educación y busca aprovechar el potencial de los simuladores virtuales para mejorar la comprensión y el desempeño de los estudiantes en el ámbito de la física. A través de esta aproximación innovadora, se espera contribuir a la transformación positiva de la educación en ciencia y tecnología, promoviendo un aprendizaje más accesible, interactivo y significativo.

Es importante destacar que la situación educativa en Chiclayo presenta desafíos particulares en el contexto de la modalidad remota. Según el director de la Unidad de Gestión Educativa Local (UGEL) Chiclayo, Alí Sánchez Moreno, alrededor de 13.000 estudiantes, lo que equivale al 10% de los 130.000 matriculados en instituciones educativas públicas de Chiclayo, están llevando a cabo su aprendizaje de manera remota. Estos estudiantes pertenecen a colegios como Magdalena Sofía, Aplicación e Inmaculada de Chiclayo, así como a otras instituciones en los diversos distritos de la provincia (La república, 2023).

Esta situación se debe principalmente a la necesidad de reconstrucción de algunos colegios, así como a dificultades en la recepción de obras a pesar de que los trabajos de construcción ya han concluido. Esto evidencia la importancia de implementar herramientas y estrategias que permitan un acceso equitativo y efectivo a la educación, especialmente en momentos de cambios y desafíos como los que enfrentamos actualmente. En un mundo cada vez más globalizado y tecnológicamente avanzado, la educación se encuentra en constante evolución. La transformación del sistema educativo tradicional se ha vuelto imperativa, y las Tecnologías de la Información desempeñan un papel fundamental en este proceso.

Como señala Trujillo (2023), "Una de las mejores formas de aprendizaje y enseñanza es que el estudiante deje volar su imaginación y que él descubra, analice y entienda el problema planteado". Sin embargo, es importante reconocer que el acceso a la tecnología y al conocimiento puede variar según el contexto geográfico y político.

El fracaso del modelo educativo tradicional ha llevado a replantear las estrategias pedagógicas y a adoptar nuevas herramientas tecnológicas como aliadas en el proceso de enseñanza-aprendizaje. En particular, los simuladores virtuales han emergido como una poderosa herramienta educativa, con un potencial revolucionario en la forma en que los estudiantes interactúan con los conceptos científicos y desarrollan habilidades investigativas.

Uno de los ejemplos más destacados de simuladores virtuales es el Simulador Interactivo PhET, que se ha ganado un lugar destacado en la educación gracias a su capacidad para fomentar la experimentación y la comprensión de fenómenos físicos (Trujillo, 2020). Este artículo se enfoca en evaluar el impacto de los simuladores virtuales, en particular el Simulador Interactivo PhET, en el logro de la competencia "Indaga, mediante métodos científicos para construir conocimientos" en estudiantes de Física Elemental.

En el actual contexto educativo, la gamificación ha surgido como una metodología dinámica y participativa para el aprendizaje en diversas disciplinas. Esta estrategia, según Vargas (2015), implica la integración de elementos lúdicos para fomentar la interacción y el compromiso de los estudiantes con los contenidos. No obstante, la eficacia de esta metodología es objeto de debate, ya que investigaciones muestran resultados diversos en términos de aprendizaje y motivación (Begosso et al., 2018; Connolly et al., 2012; Vogel et al., 2006). Es esencial discernir entre la gamificación y el aprendizaje basado en juegos (GBL), siendo este último una herramienta que combina el entretenimiento con el proceso educativo (Al-Azawi, 2016).

Resulta alentador destacar que investigaciones previas, como la de Iriarte Pupo (2022) sobre las leyes de Newton y su aplicación de laboratorios virtuales y presenciales en la enseñanza de la Física, evidencian la efectividad de los simuladores virtuales como complemento a los métodos tradicionales. Asimismo, estudios de Trujillo Yaipen (2019) y Guzmán Duque (2018) en el ámbito de la física respaldan la pertinencia de nuestro enfoque, que se enfoca en el desarrollo de habilidades matemáticas. En el contexto español, se enfrenta un desafío crucial en el ámbito educativo, representado por un preocupante índice de fracaso escolar, particularmente en asignaturas como Matemáticas, Física y Química (Gaspar Lasanta, 2017). Esta problemática, que ha contribuido al abandono estudiantil, requiere de intervenciones pedagógicas efectivas para transformar el proceso de enseñanza y aprendizaje (Oñorbe de Torre & Sánchez Jiménez, 1996).

A nivel internacional, países como Inglaterra también enfrentan desafíos en la equidad de género en la elección de asignaturas, lo que puede tener un impacto en la representación de mujeres en carreras científicas y tecnológicas (IOP, 2023; Pallab, 2012). En Perú, los resultados en evaluaciones internacionales revelan la necesidad de estrategias educativas más efectivas en matemáticas y ciencias (Pighi Bel, 2016; Valle, 2014; Minedu, ECE, 2017).

En este contexto, se identifica un desafío específico en las Instituciones Educativas, donde el aprendizaje de las ciencias físicas presenta dificultades significativas para las alumnas. Los resultados del pre test reflejan la importancia de diseñar estrategias pedagógicas que estimulen el interés y la comprensión en este campo. La colaboración entre docentes, padres y autoridades educativas emerge como un elemento clave para superar estos desafíos y promover un ambiente de aprendizaje inclusivo y enriquecedor.

1.1. Simuladores virtuales

Según Contreras Gelves, García Torres y Ramírez Montoya (2010), la simulación es un componente clave de los cambios históricos impulsados por las nuevas tecnologías de la comunicación, ya que permite transferir conocimiento de manera didáctica y precisa en el ámbito educativo. Además, Azinian (2009) destaca que los laboratorios virtuales, al utilizar elementos virtuales, son especialmente útiles en situaciones de riesgo, escasez de recursos o tiempos prolongados de espera para obtener resultados. Su utilización posibilita que los alumnos exploren las relaciones entre variables del modelo y manipulen sus valores para resolver problemas y alcanzar metas. De esta manera, los simuladores virtuales ofrecen un entorno seguro para el estudiante y un medio eficaz para el docente.

A. Simulaciones tipo Web o applets

Las simulaciones tipo Web o applets se presentan mayoritariamente como representaciones animadas que permiten la manipulación de diferentes parámetros y la observación de los resultados en tiempo real. En el caso de PhET Interactive Simulations, estas simulaciones están diseñadas para ser intuitivas y de fácil acceso, proporcionando a los estudiantes un espacio interactivo para explorar conceptos científicos y matemáticos.

B. Phet Interactive Simulations

Desarrollado por la Universidad de Colorado Boulder, PhET Interactive Simulations es una plataforma de código abierto que ofrece una amplia variedad de simulaciones gratuitas para la enseñanza de ciencias y matemáticas. Estas simulaciones cubren temas desde física y química hasta matemáticas y biología, y están disponibles en múltiples idiomas, incluido el español.

2. Metodología

Para la recolección de datos, se emplearon dos instrumentos de evaluación: el registro anecdótico (cuaderno de incidencias) y la ficha de cotejo. Además, se realizaron pruebas específicas (pre test y post test) con una diferencia de tres meses entre cada una, llevadas a cabo en los meses de jimio y agosto de 2022. La validación de los instrumentos se realizó a través del juicio de expertos.

Durante la investigación, se consideraron las teorías constructivistas de Seymour Papert y el conductismo de Burrhus Frederic Skinner. Estas corrientes se fusionaron para destacar un beneficio común, tomando en cuenta las problemáticas de ambas. Seymour Papert enfatiza en que el estudiante debe construir su aprendizaje de manera autónoma, mientras que Burrhus Frederic Skinner plantea la importancia de la motivación en el proceso de enseñanza-aprendizaje.

2.1. Objetivos de la Investigación:

El propósito primordial de este estudio es evaluar el impacto del uso de simuladores virtuales, específicamente el Simulador Interactivo PhET, en el desarrollo de habilidades investigativas en estudiantes de física. Para alcanzar este objetivo principal, se han establecido las siguientes metas específicas:

* Evaluar el nivel de competencia investigativa de los estudiantes de física previo a la implementación de los simuladores virtuales.

* Analizar el efecto del uso de simuladores virtuales en el desarrollo de habilidades investigativas en los estudiantes de física.

* Comparar los resultados de competencia investigativa entre un grupo de estudiantes que utiliza simuladores virtuales y otro grupo de control que no los emplea.

* Validar la hipótesis de que el uso de simuladores virtuales mejora significativamente las habilidades investigativas de los estudiantes en física.

2.2. Hipótesis de Investigación.

Basándonos en la literatura existente y en la premisa de que los simuladores virtuales pueden mejorar el aprendizaje y el desarrollo de habilidades, formulamos las siguientes hipótesis:

* Hipótesis Nula (Ho): No existe una diferencia significativa en el desarrollo de habilidades investigativas entre los estudiantes que utilizan simuladores virtuales y los que no los utilizan en el estudio de la física.

* Hipótesis Alternativa (Hi): El uso de simuladores virtuales tiene un efecto positivo y significativo en el desarrollo de habilidades investigativas en los estudiantes de física en comparación con aquellos que no utilizan estos recursos.

2.3. Variables de Investigación:

Para llevar a cabo este estudio, se han identificado las siguientes variables:

* Variable independiente: La utilización de simuladores virtuales (Simulador Interactivo PhET) como herramienta educativa en el estudio de la física.

* Variable dependiente: El desarrollo de habilidades investigativas en los estudiantes de física, evaluadas a través de pruebas y cuestionarios específicos.

* Variables controladas: Con el fin de minimizar la influencia de variables externas en los resultados, se controlarán las siguientes:

* Nivel previo de conocimiento en física de los estudiantes.

* Experiencia previa en el uso de tecnologías educativas.

* Entorno de aprendizaje, incluyendo la calidad de las instalaciones y el acceso a recursos tecnológicos.

* Métodos de enseñanza empleados por los docentes en ambos grupos (experimental y de control)

2.4. Población y Muestra de Estudio:

La investigación se realizó con un total de 92 estudiantes de quinto año de secundaria, divididos equitativamente entre el grupo control y experimental, distribuidos en diez colegios diferentes. Cada colegio contribuyó con un número igual de participantes en ambos grupos para garantizar la comparabilidad de los resultados.

3. Diseño de la Investigación

Se empleó un diseño cuasiexperimental con enfoque experimental, específicamente en el nivel cuasiexperimental. Se realizó pre test y post test en ambos grupos (GE y GC) para evaluar el impacto del programa de Simulaciones Virtuales "Phet" en la competencia de resolución de problemas de magnitud.

3.1. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

Se utilizaron varias técnicas e instrumentos para la recolección de datos:

* Técnica de fichaje: Se emplearon fichas bibliográficas y fichas textuales para recopilar información teórica relevante.

* Técnica de observación sistemática: Se llevó a cabo para obtener información sobre el problema de aprendizaje en el curso de matemáticas.

* Pruebas específicas: Se aplicaron pre test y post test para evaluar el estado inicial y final del aprendizaje en resolución de problemas de cantidad.

3.2. Instrumentos

Los principales instrumentos de evaluación utilizados fueron las pruebas de pre y post test, diseñadas de manera coherente con las variables, capacidades e indicadores establecidos por el Ministerio de Educación. Para medir el nivel de competencia en la resolución de problemas de cantidad, se implemento una prueba especialmente diseñada para este estudio, la cual se basó en los objetivos de aprendizaje previamente definidos. Los resultados de la prueba demostraron una alta confiabilidad, con un coeficiente alfa de Cronbach de 0.87.

3.3. Procedimiento

Se procedió a seleccionar la muestra a través de un muestreo no aleatorio por conveniencia, dado que el investigador ejercía el rol de docente en ambas aulas. Posteriormente, se administró el pre test a los estudiantes de ambos grupos con el fin de evaluar su nivel inicial en la competencia de resolución de problemas de cantidad. Seguidamente, el Grupo Experimental (GE) fue sometido a una intervención mediante el empleo del programa de Simulaciones Virtuales "Phet" como recurso para potenciar su aprendizaje en esta área.

Finalmente, tras la intervención, se llevó a cabo la aplicación del post test a los estudiantes de ambos grupos con el propósito de evaluar el efecto de la intervención. A lo largo de un período de cuatro semanas, el Grupo Experimental participó en sesiones interactivas utilizando los simuladores virtuales PhET, mientras que el Grupo de Control (GC) no recibió ninguna intervención adicional y siguió el plan de estudios regular.

* Diagnóstico Inicial: Se llevó a cabo una evaluación inicial para medir el nivel de comprensión en el área de Física Elemental de los estudiantes de 5to año de secundaria.

* Diseño del Programa de Simulaciones Virtuales: El programa comprende la dimensión de "Analiza Información"

3.4. Fases de Aplicación

* Primera Etapa: Se utilizaron simuladores virtuales (Phet) mediante un proyector multimedia, abordando cada tema del curso de Física Elemental. Estos simuladores ofrecieron experiencias interactivas en áreas como la gravedad, tiros parabólicos, señales de radio y efectos electromagnéticos, entre otros.

* Segunda Etapa: Se diseñó una ficha de estudio basada en las teorías de Papert y Skinner. Los estudiantes utilizaron preguntas específicas en conjunto con un simulador virtual (Phet) para construir conclusiones teóricas y fomentar un aprendizaje autónomo.

* Tercera Etapa: Se revisaron las prácticas de aprendizaje junto con las respuestas correspondientes. Se utilizó una escala vigesimal para la evaluación, considerando rangos que abarcan desde "Inicio" hasta "Destacado".

3.5. Análisis de Datos

Se utilizó la prueba estadística U de Mann-Whitney para comparar los resultados del pre test y post test entre el Grupo de Control y el Grupo Experimental en la competencia de resolución de problemas de cantidad.

3.6. Consideraciones Éticas

Se garantizó la confidencialidad de los datos y se obtuvo el consentimiento informado de los participantes y sus padres o tutores.

3.7. Limitaciones del Estudio

Se reconoce que el estudio se realizó en una institución específica y los resultados pueden no ser generalizables a otras poblaciones. Además, la duración limitada del estudio puede influir en la magnitud de los cambios observados.

3.8. Validación de Instrumentos

Los instrumentos de evaluación fueron validados por expertos en el tema con grado de doctor y maestro en Educación.

3.9. Análisis Estadístico

Los resultados de los pre test y post test fueron analizados y comparados utilizando la prueba estadística U de Mann-Whitney para determinar la efectividad de la intervención con Simulaciones Virtuales "Phet" en la competencia de resolución de problemas de cantidad.

3.10. Consideraciones Éticas

Se respetaron los principios éticos, se obtuvo consentimiento informado y se garantizó la confidencialidad de los datos de los participantes.

4. Resultados

La Tabla 2 presenta los resultados de la fase de Pre-Test en la dimensión "Analiza información". Se desglosa en dos grupos: el grupo experimental y el grupo control. En cuanto al nivel de inicio, que abarca puntuaciones entre 00 y 10, se observa que en el grupo experimental se registraron 31 casos, lo que equivale al 67.4% del total, mientras que en el grupo control se contabilizaron 33 casos, representando el 71.7%. En el nivel de proceso, que engloba puntuaciones entre 11 y 13, se evidencian 10 casos en el grupo experimental (21.7%) y 8 casos en el grupo control (17.4%).

En lo que respecta al nivel de logrado, que comprende puntuaciones entre 14 y 17, se obtuvieron 5 casos tanto en el grupo experimental como en el grupo control, lo que representa el 10.9% en ambos casos. Por último, en el nivel de destacado, que abarca puntuaciones entre 18 y 20, no se registraron casos en ninguno de los dos grupos.

En ambas muestras se observa una distribución de puntuaciones, siendo el nivel de inicio el más frecuente, seguido por el nivel de proceso y logrado, mientras que no se observaron casos en el nivel de destacado.

La Tabla 3 presenta los resultados de la fase de Post-Test en la dimensión "Analiza información", dividiendo los datos en el grupo experimental y el grupo control. En el nivel de inicio, que comprende puntuaciones de 00 a 10, se observa que en el grupo experimental se registraron 5 casos, representando el 10.9% del total, mientras que en el grupo control se contabilizaron 17 casos, equivalente al 37%.

En el nivel de proceso, que abarca puntuaciones de 11 a 13, se evidencian 10 casos en el grupo experimental, lo que equivale al 21.7%, y 18 casos en el grupo control, representando el 39%. En lo que respecta al nivel de logrado, que incluye puntuaciones de 14 a 17, se obtuvieron 28 casos en el grupo experimental, lo que representa el 60.9%, y 11 casos en el grupo control, equivalente al 24%. Por último, en el nivel de destacado, que abarca puntuaciones de 18 a 20, se registraron 3 casos en el grupo experimental, representando el 6.5%, mientras que no se observaron casos en el grupo control.

En ambas muestras se aprecia una distribución de puntuaciones, destacando que el nivel de logrado es el más predominante, seguido por el nivel de proceso e inicio, mientras que el nivel de destacado tiene una presencia mínima en el grupo experimental.

La Tabla 4 presenta una comparación entre los resultados del pre-test y post-test del grupo experimental en la dimensión "Analiza información". En el nivel de inicio, que abarca puntuaciones de 00 a 10, se observa una disminución significativa en el post-test, pasando de 31 casos (67.4%) a solo 5 casos (10.9%).

En el nivel de proceso, que incluye puntuaciones de 11 a 13, se mantiene la misma cantidad de casos, representando el 21.7% tanto en el pre-test como en el post-test. Por otro lado, en el nivel de logrado, que abarca puntuaciones de 14 a 17, se evidencia un marcado aumento en el post-test, pasando de 5 casos (10.9%) a 28 casos (60.9%). En cuanto al nivel de destacado, que comprende puntuaciones de 18 a 20, se observa un incremento, aunque más modesto, pasando de o casos en el pre-test a 3 casos (6.5%) en el post-test.

Se evidencia una mejora significativa en el nivel de logrado después de la intervención, mientras que el nivel de inicio experimenta una disminución notable. Los niveles de proceso y destacado se mantienen relativamente estables.

La Tabla 5 muestra los resultados de la prueba "U de Mann Whitney" en la comparación del pre-test y post-test del grupo control en la dimensión "Analiza información".

En el estudio comparativo, se observan diferencias significativas entre los grupos experimental y control en las mediciones pre y post test. En el grupo experimental, el pre test presenta un rango promedio de 2.76 y una suma de rangos de 127, con un valor de U de Mann Whitney de 833, lo que indica una significancia asintótica bilateral de 0.05. En el post test del mismo grupo, el rango promedio aumenta a 7.89, y la suma de rangos a 363. Por otro lado, en el grupo control, el pre test muestra un rango promedio de 4.91 y una suma de rangos de 226, con un valor de U de Mann Whitney de 2834, resultando en una significancia asintótica bilateral de 0.015.

En el post test del grupo control, el rango promedio se incrementa significativamente a 30.5, y la suma de rangos a 1403. Estos hallazgos sugieren cambios significativos en las mediciones entre los grupos y a lo largo del tiempo.

5. Discusión

Los resultados de esta investigación respaldan la eficacia de la implementación de los Simuladores Virtuales "PHET" en el contexto de la Física Elemental para estudiantes de quinto año de secundaria. El estudio abordó la problemática de la capacidad de investigación insuficiente y la metodología de enseñanza utilizada por los profesores, siguiendo las conclusiones previas de Gaspar Lasanta (2017).

De acuerdo con las teorías educativas de Seymour Papert y Burrhus Frederic Skinner, se encontró una diferencia estadísticamente significativa en las calificaciones obtenidas entre el grupo experimental que utilizó los simuladores virtuales y el grupo de control que siguió métodos tradicionales de enseñanza.

Los simuladores virtuales demostraron ser una herramienta pedagógica efectiva para mejorar la competencia de información científica, que incluye la habilidad para identificar problemas, diseñar estrategias de solución, generar y registrar información relevante, y realizar un análisis crítico de la misma. Estos resultados concuerdan con investigaciones previas realizadas por autores como García García (2016), Cuza (2007) y Meléndez Campos (2013), quienes destacaron que la enseñanza a través de simuladores virtuales promueve un aprendizaje significativo en los estudiantes.

La aproximación a situaciones casi reales de la vida proporcionadas por los simuladores virtuales contribuye al rendimiento del estudiante. A pesar de estas evidencias positivas, es importante mencionar que este estudio se centró exclusivamente en la competencia de Indagación mediante el método científico, priorizando las teorías de aprendizaje de Skinner y Papert. Esto contrasta con investigaciones que han abordado un espectro más amplio de competencias y variables. Además, en relación con la influencia de la variable socioeconómica en el aprendizaje, este estudio no encontró una relación significativa, contradiciendo las afirmaciones de Jama-Zambrano (2015) y otros autores.

6. Conclusiones

El análisis detallado de los resultados revela un avance sustancial en la competencia de resolución de problemas de cantidad tras la aplicación del programa de Simulaciones Virtuales "Phet". En la etapa inicial, se observa una predominancia del nivel de inicio en ambos grupos, alcanzando un 67.4% en el grupo experimental y un 71.7% en el grupo control.

Sin embargo, en la fase de Post-Test, se produce un cambio notorio: el nivel de logrado se convierte en el más significativo, ascendiendo al 60.9% en el grupo experimental y al 24% en el grupo control. Esto indica una mejora considerable en la competencia de resolución de problemas de cantidad en el grupo experimental.

Limitaciones y Posibles Mejoras

Es relevante destacar que este estudio presenta algunas limitaciones. La muestra se restringe a algunas instituciones educativas específicas y a estudiantes de quinto año de secundaria, lo cual puede afectar la generalización de los resultados. Además, se sugiere llevar a cabo investigaciones futuras que examinen el impacto a largo plazo de la utilización de simuladores virtuales en el desarrollo de la ciencia y la tecnología, especialmente en el ámbito de la Física Elemental.

Recomendaciones

Se sugiere la aplicación de simuladores virtuales PhET en otros entornos educativos y la realización de investigaciones adicionales que exploran el impacto de estas herramientas en otras áreas de aprendizaje. Además, se recomienda la formación de profesores en el uso efectivo de simulaciones virtuales para maximizar su potencial como recurso pedagógico.

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