por 

Juan R. Rivera García

30 de septiembre de 2016

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICADEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN GRADUADA

PONCE PR

No es el conocimiento, sino el acto de aprendizaje, y no la posesión,

sino el acto de llegar allí, que concede el mayor disfrute.

Carl Friedrich Gauss

Pozo & Gómez (2010) Dominio y Transferencia de conocimientosde la materia de Química

La falta de dominio de destrezas matemáticas podría obstaculizar el

dominio de los conceptos en Química.

Los maestros se ven en la necesidad de cambiar algunas de las prácticas docentes actuales reconociendo que estos cambios no están alineados

necesariamente a los Estándares y Expectativas vigentes (DEPR, 2014).

Los resultados obtenidos en las pruebas estandarizadas en el área de las ciencias en el año 2014 en el nivel

Superior ,solo el 48% de los estudiantes aprobaron las mismas,(DEPR, 2014).

ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

¿Cuál es el efecto de utilizar un módulo instruccional para reforzar destrezas en matemáticas en el aprovechamiento de la clase de Química en el nivel secundario?

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

1.2. Identificar los niveles de conocimiento que 1.2. Identificar los niveles de conocimiento que los estudiantes de undécimo grado , poseen en los estudiantes de undécimo grado , poseen en ciencias y matemáticas.ciencias y matemáticas.

.

1.1.1.Determinar si la utilización de un módulo 1.Determinar si la utilización de un módulo instruccional , para enseñar las destrezas instruccional , para enseñar las destrezas matemáticas facilita el aprovechamiento del matemáticas facilita el aprovechamiento del estudiante en la enseñanza en la clase de estudiante en la enseñanza en la clase de química.química.

PROPÓSITOS DEL ESTUDIOAspectos generales

JUSTIFICACIÓN

1.- Plan de Flexibilidad : Implementar enfoques específicos para mejorar el aprovechamiento académico y cumplir con las altas expectativas propuestas (DEPR, 2014).

2- Mediante la Utilización de un Módulo Instruccional Propuesto (MIM) que pueda reforzar destrezas matemáticas utilizadas en la clase de Química.

¿ Se mejorará el aprovechamiento académico en la clase de Química?

3-La manera en que se implementen las reformas educativas, puede mejorar la participación del estudiantado y su aprovechamiento escolar,( Fisher 2010).

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8

9

Modelo Instruccional Propuesto ( MIM)

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Modelo Conceptual

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Destrezas matemáticas

1- Fracciones2- Decimales3- Notación Científica4- Porcentaje

Estándares y Expectativas

Programa Ciencias Química

1.- ¿Cuáles son las estrategias esenciales y necesarias en el proceso de enseñanza de las matemáticas para facilitar el aprendizaje de la asignatura de química?

2- ¿Existe diferencia significativa en el aprendizaje académico en la materia de química, luego de utilizar un módulo instruccional?

3.- ¿Cuál es el nivel de eficiencia de los estudiantes para trabajar los problemas de estequiometría, fórmulas empíricas y moleculares en la aplicación de las destrezas de matemáticas adquiridas?

PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN

HIPÓTESIS

VARIABLES DEL ESTUDIO

LITERATURA CONCEPTUAL• La educación en Puerto Rico

• Constitución ELA – Derecho a la educación• Ley # 149 del 15 de julio de 1999, Ley Orgánica DEPR• Ley federal # 107-110 No Child Left Behind

• Enseñanza de las matemáticas• Junta Insular de Educación (1899)• Comisión Universidad de Columbia (1949) – Estudio currículo

matemáticas de PR• Creación de las escuelas especializadas (1960) y primer curso de

álgebra para estudiantes de intermedia de talento superior y promedio (1968-69)

• Currículo remedial para estudiantes con limitaciones en matemáticas (1973-74)

• Estándares para el Currículo y la Evaluación en Matemáticas (1989 al presente)

LITERATURA CONCEPTUAL

•Enseñanza de las ciencias• La enseñanza de ciencias se caracterizó por lecturas

sobre las ciencias y no se desarrolla aún el proceso de experimentación e investigación (1920 al 1957)

• Programa ciencia formalmente organizado (1931) e intensa revisión curricular (1959)

• Revisión curricular mediante adaptación/adquisición de nuevos materiales (1980-90) y nuevo cambio en los materiales curriculares (2000-01)

• Publicación Marcos Curriculares del Programa de Ciencias (2003)

• Estándares y Expectativas Programa de Ciencias (2008, revisado en 2014)

LITERATURA EMPÍRICA• Furio (2004) – La falta de conocimientos previos

existentes en los estudiantes y el poco interés en las situaciones problemáticas presentadas en la clase de química, precipitaba su pobre ejecución en la solución de problemas.

• Frykholm y Glasson (2005) – Las matemáticas eran esenciales para el desarrollo de los currículos de química y biología, a nivel de escuela secundaria. Para lograr una mejor integración de las ciencia y matemáticas, los maestros deben trabajar en forma colaborativa para crear unidades y lecciones interdisciplinarias.

LITERATURA EMPÍRICA• Ott (1996) – Mientras más rigurosa fue la preparación

académica en la clase de química de escuela superior, mejor eran las calificaciones de estudiantes universitarios en el curso de química. Si habían tomado matemáticas avanzadas (precálculo) salían mejor.

• Tai, Sadler & Loehr (2005) – Además de ser significativos los cursos de matemáticas que tomaron estudiantes en la escuela superior, utilizar la estrategia del uso de laboratorios llevaba a la obtención de mejores calificaciones.

• Ferreira (1996) – Es necesario el uso de diferentes estrategias para lograr la enseñanza en la química.

Propusieron que los maestros debían de Propusieron que los maestros debían de enseñar a los estudiantes a reconocer y enseñar a los estudiantes a reconocer y

relacionar valores cuantitativos al resolver relacionar valores cuantitativos al resolver problemas de la clase de química. problemas de la clase de química.

Cohen & Pai Cohen & Pai (2000)(2000)

““Al administrar una prueba Al administrar una prueba diagnóstica en la clase de química, diagnóstica en la clase de química, encontraron que los estudiantes encontraron que los estudiantes tenían dificultades en cambiar de tenían dificultades en cambiar de

fracciones a decimales y en notación fracciones a decimales y en notación científica”científica” A partir de estos hallazgos A partir de estos hallazgos

desarrollaron una unidad de desarrollaron una unidad de enseñanza que incluyo el uso de enseñanza que incluyo el uso de razones, solución de problemas, razones, solución de problemas, fracciones , decimales y notación fracciones , decimales y notación

científica.científica.

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Diseño de investigación – tipo cuantitativa cuasiexperimentalo Es una investigación de causa y efecto, cuyo diseño básico cae dentro de

la categoría donde hay una evaluación de un grupo antes y después, con un grupo control, al cual no se le ofrece ningún tratamiento, salvo la pre y posprueba (Ponce , 1999).

Población y muestra - Escuela Superior Vocacional de San Lorenzo, Distrito Escolar de Yabucoa:o Grupo control: Estrategia tradicional de conferencia y ejercicios (n = 49)o Grupo experimental: Estrategia de módulo instruccional (n = 62)

Instrumentos de investigacióno Prueba de veinte (20) ejercicios matemáticos (administración pre y post)o Módulo Instruccional de Matemáticas (por sus siglas, M.I.M.)

Validez de contenidoo Se utilizó la técnica de Lawshe ante la consideración de, panel de jueces

METODOLOGÍA

1- Técnica de LawsheMódulo Instruccional y prueba escrita

2- Se requieren 14 jueces3- Fórmula de Validez de Contenido (IVC)

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IVC: representa la razón de validez de contenido ( entre -1 y +1)Ne :representa el número de jueces que han valorado los items como esencialN: número total de jueces que han evaluado los itemes.

Procedimiento1- Solicitar autorización a nivel central del DEPR.

2. Solicitar permiso a la Junta de Revisión Institucional (IRB).

3. Validar el instrumento de investigación.

4. Orientar a los padres y estudiantes.

5. Solicitar autorizaciones a través de un consentimiento

informado.

6. Seleccionar la población y muestra del estudio piloto.

7. Realizar el estudio piloto.

8. Llevar a cabo el tratamiento.

9. Análisis de los datos. 22

DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

¿Cuáles son las estrategias esenciales y necesarias en el proceso de enseñanza de las matemáticas para facilitar el aprendizaje de la asignatura de química?

• Hubo un incremento mayor en la puntuación media de respuestas correctas en el grupo experimental, en comparación con el grupo control.

•Ningún estudiante del grupo experimental logró alcanzar 20 ejercicios correctos en la preprueba, pero dicho puntaje sí estuvo representado en su postprueba.

•El 64.5% de los estudiantes del grupo experimental obtuvo de 13 a 20 ejercicios correctos en la postprueba. En dicho renglón, se registró un porcentaje menor en el grupo control (55.1%).

El módulo instruccional contribuyó a la enseñanza de las matemáticas en la asignatura de química. Las estrategias de presentación de ilustraciones, ejercicios llena blancos, ejemplos explicativos y formato atractivo que se utilizó en el MIM sugieren ser esenciales y necesarias en el proceso de enseñanza.

PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 1

POSTPRUEBAGrupo Control

(M = 14)Grupo Experimental

(M = 13)

Por debajo M 44.9 35.5

Igual a M (promedio)

2.0 11.3

Por encima M 53.1 53.2

¿Existe diferencia significativa en el aprendizaje académico en la materia de química, luego de utilizar un módulo instruccional?

• Hubo diferencia en las puntuaciones típicas de los estudiantes del grupo experimental en la preprueba y postprueba.

•El 79.1% de los estudiantes del grupo experimental logró mejor puntaje en la prueba luego de recibir el aprendizaje mediante el módulo instruccional.

Se encontró diferencia estadísticamente significativa en el aprendizaje en la materia de química, luego de utilizar módulo instruccional.

PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 2

Ejercicios correctos en la postprueba del grupo experimental en comparación con resultados preprueba

Prueba t : Grupo ExperimentalEstadísticas descrriptivas M n DE

Preprueba 11.03 62 3.728

Postprueba 13.42 62 3.537t gl Sig. (bilateral)

Preprueba / Postprueba -6.961 61 .000

PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 3¿Cuál es el nivel de eficiencia de los estudiantes para trabajar los problemas de estequiometría, fórmulas empíricas y moleculares en la aplicación de las destrezas de matemáticas adquiridas?

Porcentaje de efectividad (>=70%) •En grupo control, 6 estudiantes elevaron su dominio en la postprueba, en comparación con su preprueba (12.1%).•En grupo experimental, 17 estudiantes registraron un mayor nivel de dominio (27.4%).

Calificación en las pruebas (pre y post) •Las calificaciones del grupo experimental no se distribuyeron del mismo modo en pre y postprueba.•De 46 estudiantes que obtuvieron D o F en preprueba, hubo 28 que aumentaron su eficiencia (60.9%), con una mejor calificación en la postprueba.

Se observó un mayor nivel de eficiencia en el grupo experimental para trabajar los problemas de estequiometría, fórmulas empíricas y moleculares en la aplicación de las destrezas de matemáticas adquiridas mediante el módulo.

Dominio >= 70%

GrupoPreprueb

aPostprueb

aAument

oControl 21 27 6

42.9 55.1 12.2

Experimental

16 3317

25.8 53.2 27.4Grupo Valor glSig.

(bilateral)Control Chi cuadrado Pearson 16.854 16 .395

n de casos válidos 49Experimental Chi cuadrado Pearson 35.144 16 .004

n de casos válidos 62

HIPÓTESIS

•Se obtuvo un bajo coeficiente de correlación Pearson entre la utilización o no del módulo instruccional y el aprovechamiento escolar. El nivel de significación fue mayor de 0.05 (r = -.124, p >.05).

•El estadístico t de la postprueba para las muestras independientes del estudio sugiere que hay compatibilidad entre las hipótesis de igualdad de promedios (t= 1.255, p > .05).

•No obstante, los resultados en la postprueba en el grupo control se agrupan en las calificaciones A y F, mientras que en el grupo experimental hubo distribución en las calificaciones B, C y D.

HIPÓTESISEstadísticamente, no se encontró en el estudio que exista una relación significativa al utilizar un módulo instruccional de matemáticas y el aprovechamiento escolar en la

clase de química de nivel secundario. Sin embargo, se evidenció que el grupo experimental, el cual utilizó el módulo, instruccional, denotó mayor nivel de eficiencia.

ExperimentalControl

5

4

3

2

1

Grupo

Califi

cació

n pos

tpru

eba (

apro

vech

amien

to en

quím

ica)

Escala de calificación es: A = 5; B = 4; C = 3; D = 2; F = 1.

CONCLUSIONES• No se detectó diferencia estadísticamente significativa con la utilización

del módulo instruccional al administrase las prepruebas y postpruebas.

• Sin embargo, la investigación aportó evidencia empírica importante, al los datos estadísticos resaltar que un porcentaje mayoritario de los estudiantes del grupo experimental obtuvo una mejor calificación en la postprueba, en comparación con su preprueba. Por lo tanto, denotaron mayor nivel de eficiencia al ser utilizado el módulo instruccional.

• Los resultados apuntan a que el módulo instruccional contribuyó a la enseñanza de las matemáticas en la asignatura de química y que sus estrategias de presentación sugieren ser esenciales y necesarias en el proceso de enseñanza.

• Se resalta que al estudiante se le deben proveer herramientas con las que pueda construir su conocimiento integrando lecciones instruccionales en forma de módulos que faciliten el repasar conceptos necesarios para la clase de química. Es una oportunidad para que el estudiante participe de forma activa en el desarrollo de sus destrezas matemáticas.

IMPLICACIONES• Los resultados indican que se debe considerar utilizar módulos

instruccionales para repasar y desarrollar conceptos y destrezas matemáticas que el estudiante necesita en cursos de ciencias, tales como la química.

• Incluir el uso de módulos instruccionales estructurados está justificado si se toma en cuenta que uno de los objetivos básicos de la educación es preparar al ciudadano para una sociedad plural, participativa y altamente tecnológica.

• El integrar módulos promueve el interés y pensamiento crítico de una manera constructivista donde el estudiante aprende a su ritmo, de manera independiente, pero guiado por una estructura académica que le provee re-enseñanza al no dominar conceptos.

• Esto atiende las diferencias individuales en el proceso de enseñanza y aprendizaje de los estudiantes, a la vez que ayuda a mejorar el desarrollo de conceptos matemáticos, llevando al estudiante de lo simple a lo complejo, de lo concreto a lo abstracto, y donde el maestro es un facilitador del proceso.

RECOMENDACIONES• Orientar y preparar a maestros, facilitadores y directores con talleres

relacionados al diseño y construcción de módulos instruccionales de matemáticas.

• Incluir material didáctico en los módulos con explicaciones, ejemplos y ejercicios de práctica y aplicaciones que le dé la oportunidad al estudiante de guiar su propio aprendizaje y le sea de utilidad en los cursos de ciencias, tales como química y física.

• Crear talleres de orientación a los diferentes componentes de la comunidad escolar sobre la creación de módulos instruccionales que provean alternativas adicionales que despierten el interés en los estudiantes, a la vez que fortalecen la lectura y enseñan a través de elementos tecnológicos, que al integrarlo a la clase, se torna divertida y diferente, creando un ambiente donde se aprende en forma cooperativa.

• Fomentar que el maestro, como un facilitador en este proceso, prepare al estudiante con las mejores herramientas disponibles para de esta manera motivarle a realizar las tareas.