ELENES BUENO FELIPE DE JESÚS

PONENCIA DISEÑO DE SOFTWARE PARA LA CONSTRUCCIÓN DE

APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS, DE REDES DE COMPUTADORAS I, EN LA LICENCIATURA EN INFORMÁTICA DEL INSTITUTO

TECNOLÓGICO DE CULIACÁN

AUTORES:

FELIPE DE JESÚS ELENES BUENO

FLOR DE MARÍA RIVERA SÁNCHEZ

NORA ANGÉLICA RANGEL ZAMBADA

PROCEDENCIA:

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CULIACÁN

Culiacán, Sinaloa, septiembre de 2002.

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Resumen Este trabajo describe el diseño de un Software como material didáctico para el aprendizaje potencialmente significativos de Redes de Computadoras I, en la Licenciatura en Informática del Instituto Tecnológico de Culiacán. Este diseño tiene la característica de un Sistema Tutor Inteligente, multimedia e hipermedia, adaptativo y con la integración de animaciones, imágenes de video y sonidos, el cual facilitará el proceso de enseñanza-aprendizaje de dicha materia adaptándose al nivel y aptitud del alumno quién decide qué quiere aprender y cuándo, permitiéndole libertad de navegación.

El desarrollo del Software de aprendizaje que se obtenga de este diseño estará a disposición de

todos los profesores, con el fin de apoyarlos en su actividad docente; y de todos los alumnos para que lo usen como una herramienta en el aprendizaje individual, interactivo, adaptativo, instruccionista, construccionista y motivante del tema objeto de estudio. El diseño es modular y flexible, pues está basado en un módulo especialista o base de conocimientos; un módulo pedagógico y un modelo del estudiante. El diseño incorpora la teoría del aprendizaje significativo de David P. Ausubel y pretende resolver el problema del aprendizaje significativo de los alumnos de la materia de redes I,

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DISEÑO DE SOFTWARE PARA LA CONSTRUCCIÓN DE APRENDIZAJES

SIGNIFICATIVOS, DE REDES DE COMPUTADORAS I, EN LA LICENCIATURA EN INFORMÁTICA DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CULIACÁN

“Un diseñador sabe que ha alcanzado la perfección, no cuando ya no tiene

más que añadir, sino cuando no le queda nada por quitar”

Antoine De Saint-Exupery. La Tecnología ha tenido siempre un fuerte efecto sobre la educación y el tipo de conocimiento que necesita el individuo para participar activamente en la sociedad. El creciente uso de las tecnologías de la información en la sociedad ha creado nuevas disciplinas, valores, requerimientos, capacidades y destrezas, profesiones, roles y sistemas educacionales. Esto nos obliga a redimensionar las concepciones y las prácticas del proceso educativo.

El aprendizaje es una actividad consustancial a la condición humana. Una de las tendencias predominantes de la pedagogía actual es considerar que el eje central del proceso educativo está en el aprendizaje, entendido como un proceso permanente, continuo y generalizado a todos los niveles y modalidades de la vida social. A partir de este criterio se están redefiniendo los objetivos y fines del proceso educativo, así como los roles de todos los participantes en la dinámica educacional. Las fronteras entre docentes y alumnos se estrechan, las barreras entre instituciones educativas y sociedad son cada vez más franqueables, sobre todo a partir de una concepción en la que el concepto de aprendizaje se presenta permeando a toda la sociedad y sus múltiples tejidos.

Las exigencias pedagógicas de esta era de la informática nos obligan a buscar nuevas metodologías encaminadas a potenciar la creatividad, a impulsar el desarrollo de la capacidad de pensar y de aprender a aprender y a pensar, en contraposición a la pedagogía tradicional, caracterizada por el enciclopedismo, la memorización, el bajo nivel de la crítica, clases expositivas, autoritarismo en la enseñanza y el aprendizaje, disciplinas inconexas y mera erudición, entre otras características.

Las nuevas pedagogías insisten en el uso de recursos o medios audiovisuales que sirven como vía para la estimulación sensorial. Los medios y recursos audiovisuales están condicionados al entorno social y a las condiciones culturales en que se realiza el proceso de aprendizaje.

En el área de la educación, la informática educativa ha generado cambios drásticos en la manera de concebir el proceso de enseñanza-aprendizaje (EA), la pedagogía, la inteligencia y el nuevo rol del docente. El diseño y puesta en marcha de ambientes informáticos de aprendizaje (con sus premisas fundamentales: eficiencia, rapidez y exactitud en la interacción hombre-máquina) parte de la consideración de las características individuales del que aprende, pretendiendo desarrollar al alumno cognoscitivamente y promoviendo su autonomía personal. Un claro ejemplo de ello es el uso de Software educativo (SE), con características de: Tutorial, inteligente, multimedia, hipermedia, adaptativo y con la integración de animaciones, imágenes de video y sonidos.

Internet es también sin duda, el fenómeno tecnológico de mayor importancia en nuestros días, desde su inicio como una red de investigación y de uso militar, ha pasado a convertirse en la auténtica precursora de las superautopistas de la información por donde se transmiten imágenes en movimiento, dibujos, sonidos, voz, por supuesto una gran cantidad de datos y hasta programas educativos en línea.

La educación es un proceso de EA que tiene como misión transmitir al individuo, conocimientos, habilidades, actitudes, destrezas y valores, para su aplicación en la sociedad, y en la búsqueda de perfeccionar los métodos educativos, con la finalidad de transmitir la misma cantidad de conocimientos en menos tiempo, sin sacrificar la profundidad y la calidad de la enseñanza [O’Shea, 13-15;1983, Chiang, 1995, Park, 74-80; 1995], es necesario el uso de las nuevas tecnologías informáticas, tales como las

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computadoras, la multimedia, el hipertexto, la hipermedia, las redes de comunicación, y la realidad virtual.

El desarrollo de la Inteligencia Artificial, la Pedagogía, la Psicología Cognitiva y la Tecnología Multimedia han hecho posible la elaboración de SE que permite la enseñanza interactiva, motivante e individualizada y además puede adaptarse a las necesidades y ritmo del aprendizaje del estudiante (Park, 74-80;1995). El SE surgió a finales de la década de los 60´s y en México se empezó a utilizar en la década de los 70´s. Este tipo de SE recibe el nombre de Sistema Tutor Inteligente Multimedia (STIM).

Sin embargo el SE que hasta el momento se ha producido y con las características ya mencionadas no garantiza el aprendizaje significativo (AS) de los alumnos, sino que, en su mayoría siguen el método de educación tradicional (conductista) de EA. Por tanto consideramos muy importante que el SE actual contemple características que permitan un AS en el estudiante. Esto se puede lograr, fundamentalmente y de manera particular en la forma de cómo se seleccionan y se presentan los contenidos de aprendizaje a los alumnos a través del SE.

El presente proyecto plantea la necesidad de diseñar un modelo para desarrollar SE como material didáctico para el aprendizaje potencialmente significativo, de redes de computadoras I, en la Licenciatura en Informática (LI) del Instituto Tecnológico de Culiacán (ITC) y que pueda ser utilizado por los programadores de software para desarrollar programas con tal característica.

La teoría de AS que pretendemos desarrollar para incluirla en el diseño de SE esta basada en el AS de David P. Ausubel.

Por tanto, estamos en la mejor disposición de recibir los comentarios y críticas constructivas que nos permitan enriquecer nuestra propuesta. Contexto histórico y educativo del Instituto Tecnológico de Culiacán. El Instituto Tecnológico de Culiacán es una institución educativa federal que forma parte del Sistema Nacional de Institutos Tecnológicos. Desde su fundación ha evolucionado significativamente en su perfil de servicios educativos e infraestructura.

El instituto inició sus labores el mes de septiembre de 1968, con actividades académicas en el nivel medio superior y superior. Ofreciendo las carreras de Técnico en máquinas y herramientas y técnico en electricidad; además ingeniería industrial eléctrica e ingeniería industrial mecánica.

En 1969 se adicionaron las carreras de técnico en mecánica automotriz y la de técnico en electrónica. En 1976 se abrieron las carreras de técnico en aire acondicionado y refrigeración, ingeniería bioquímica en alimentos y la licenciatura en informática.

En cuanto al Posgrado, en 1994 se creó la maestría en ciencias computacionales, el cual se ofreció a partir de septiembre de 1995.

Actualmente en nuestro Instituto se ofrecen los siguientes planes estudios a nivel superior: Ingeniería Bioquímica con especialidad en Alimentos; Ingeniería Eléctrica con especialidad en Sistemas eléctricos de potencia; Ingeniería Electrónica con especialidad en Comunicaciones; Ingeniería Industrial con especialidad en Calidad y Productividad; Ingeniería Mecánica con especialidad en Mantenimiento y Licenciatura en Informática con especialidad en Redes Licenciatura en Informática Tiene como objetivo formar profesionales con capacidad para analizar situaciones reales y proponer soluciones a los problemas detectados en el procesamiento de datos en las organizaciones para aumentar la calidad y productividad de ellas. Perfil Profesional El Licenciado en Informática es un profesional capaz de:

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Analiza, diseña e instala sistemas de información para propósitos particulares o generales; Administra sistemas de información y los recursos humanos, materiales y equipo para su funcionamiento; Realiza estudios de factibilidad técnica y económica para la selección de equipo de cómputo; Identifica y contribuye a resolver problemas relacionados con la informática; Comprende la estructura interna del software de base para su aplicación; Realiza investigación para el desarrollo de software competitivo de nivel internacional; Realiza funciones de auditoria y asesoría de sistemas de información y Establece e implanta estándares de calidad para los productos de software.

La carrera de Licenciatura en Informática inicia en 1976 con una matricula inicial de 70 alumnos. El 03 de Diciembre de 1997, se crea la especialidad en redes en la licenciatura en informática del Instituto Tecnológico de Culiacán.

La Especialidad en Redes, tiene como objetivo formar profesionistas capaces de desarrollar y administrar aplicaciones en ambiente distribuido que funcionen en plataformas de redes. El perfil de la especialidad es:

Diseñar y adecuar eficientemente estructuras de bases de datos; Realizar estudios de factibilidad técnica y operativa para la elaboración de proyectos que operen en ambientes distribuidos; Evaluación y selección de hardware y software requerido en ambientes de sistemas distribuidos; Efectuar la instalación y mantenimiento de redes de computadoras y Participar en proyectos de investigación y desarrollo tecnológico.

Ilustración 1 .- Retícula de la Licenciatura en Informática con especialidad en redes

Fuente: Plan de estudios de la licenciatura en informática del Instituto Tecnológico de Culiacán.

La materia de redes de computadoras I, se ofrece en el séptimo semestre (ver retícula en ilustración 1) de la carrera y tiene el siguiente objetivo:

Describir los elementos básicos y el funcionamiento de las redes de computadora; Conocer los estándares internacionales utilizados en redes de computadoras, así como su funcionamiento; Conocer el uso y aplicación de los principales protocolos de comunicación usados en redes de computadoras y Comprender el funcionamiento de las capas del modelo OSI para la comunicación de datos en redes de computadoras. Problemas de enseñanza en el ITC

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En la institución se ofrecen 6 planes de estudio los cuales están operando con la versión de 1993. Siendo estos revisados y actualizados en 1999. A pesar de la flexibilidad teórica de los planes y programas de estudio éstos se aplican de manera rígida. Con relación a la formación de los maestros, existen deficiencias en la formación pedagógico-didáctica. Los estudiantes sistemáticamente manifiestan que los maestros utilizan material didáctico en cantidad insuficiente. En un contexto mundial, que implica competencias variadas de estudiantes y maestros, el profesor del instituto requiere capacitación que le permita la utilización de nuevas tecnologías instruccionales y dominio del inglés para mantenerse actualizado. A los estudiantes les concierne utilizar todos los recursos telemáticos a su alcance, aprender en colaboración con sus iguales y dominar el idioma inglés, entre otros.

El comportamiento del índice de reprobación promedio desde 1997 a la fecha es de 39 % de estudiantes si se calcula en función de una o dos asignaturas; 7 % de 3 o 4 asignaturas y 1 % más de cuatro asignaturas. El índice global es de 47 % de reprobación. En otras palabras, 47 % de estudiantes reprueban desde una hasta más de cuatro materias al semestre. La eficiencia terminal actual en informática es de 23.18.

La obra editorial es escasa en cantidad. Los profesores del instituto no producen obras escritas tal vez debido a falta de incentivos para ello. Igual situación prevalece para el software educativo. Porqué es importante el diseño de un software educativo. Los problemas que se han señalado en el apartado anterior, tienen mucho que ver con la capacitación del personal y su adecuación a los nuevos paradigmas psicoeducativos, en donde sobresale el uso de las nuevas tecnologías de información y comunicación, así como, el de centrar la educación en el aprendizaje. El uso de software educativo hoy en nuestros días, constituye una opción educativa que facilita el aprendizaje, por tener la característica de ser más gráfico, multimedia, interactivo, con libertad de navegación para aprender lo que más se necesite o interese y por consiguiente más motivante, además le permite autoevaluarse, retroalimentarse y repetir los temas las veces que lo desee.

Consideramos de mucha importancia, que todas las instituciones puedan desarrollar software educativo de alta calidad para resolver los problemas de aprendizaje de los alumnos y de capacitación de los profesores, sobre todo incorporando a dicho software, teorías de aprendizaje que permitan el aprendizaje significativo, como el de nuestra propuesta.

Objetivo El objetivo principal de este proyecto es: Diseñar un modelo para desarrollar SE que contenga las características necesarias para facilitar el proceso de EA potencialmente significativo en los alumnos de redes de computadoras I, de la Licenciatura en Informática del ITC.

Planteamiento del problema ¿Los modelos actuales para producir SE de la LI del ITC, están orientados al AS? ¿Se han preocupado los desarrolladores de software porque realmente se logre un AS a través de estos? ¿El software actual permite el AS? ¿Los contenidos o información del SE actual son potencialmente significativos? ¿Están los desarrolladores de SE, capacitados en teorías del aprendizaje y sobre todo en AS? ¿Es necesaria la participación de otros especialistas para la elaboración de SE con la característica de AS? ¿Aportará aprendizaje significativo en los alumnos, el diseño de un SE para la materia de redes de computadoras I?

Estas y otras preguntas pueden servir de marco para que iniciemos una serie de investigaciones dentro de la LI del ITC que permitan la creación de un modelo base para que los desarrolladores de SE creen instrumentos para lograr revolucionar las formas de aprendizaje actuales a través de estos.

En el Instituto Tecnológico de Culiacán, el desarrollo de SE es apenas incipiente, los programas que se han empezado a desarrollar cuentan con la característica de multimedia, pero sin considerar el aspecto fundamental de nuestra ponencia que es la del AS, por tanto, esta es una de las razones principales de nuestra propuesta, aunado a esto mencionaremos que la tendencia de la pedagogía actual esta basada en

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un proceso educativo centrado en el aprendizaje en donde el rol del profesor es la de facilitador del proceso de EA, por lo que nuestra propuesta sería fundamental para que tanto los profesores como los alumnos puedan lograr más fácilmente sus propósitos.

Hipótesis Diseñaremos una metodología como modelo para el desarrollo de SE, Obtendremos efectos positivos de la aplicación de este modelo en el desarrollo de SE, Construiremos el diseño instruccional y la presentación de contenidos para nuestro modelo y lo incluiremos en el SE, Capacitaremos al desarrollador de SE, en la teoría de AS de Ausubel, Si el alumno usa un SE apropiado obtendrá aprendizaje significativo de la materia de redes I.

Estas son las hipótesis fundamentales que estamos planteando para el desarrollo de nuestro modelo, el cual contendrá fundamentalmente, el desarrollo de una teoría del AS planteado por David P. Ausubel, la que deberá ser incorporada al SE con la finalidad de proporcionar AS a los estudiantes de la LI del ITC.

Hasta el momento consideramos de manera preliminar estas hipótesis, y requiere realizar más investigación, lo que necesariamente nos permitiría una propuesta más acabada.

Enfoque metodológico El diseño de un modelo para desarrollar SE como una alternativa para lograr la construcción de AS en redes de computadoras I, en la LI del ITC se sustenta en lo siguiente: 1. Investigación bibliográfica sobre el tema. Teorías del aprendizaje: se basó en la lectura de los principales paradigmas de la psicología educativa, como: el Modelo conductista, el cognitivo, el humanista, el constructivista y el sociocultural. Dicha investigación se centró en el desarrollo de la teoría del aprendizaje significativo de David P. Ausubel, descrita en el punto anterior. Diseño instruccional: basado en el modelo de Dick y Carey, quienes plantearon los siguientes puntos a desarrollar para una mejor instrucción.

• Identificar la meta instruccional: Descripción del objetivo general • Realizar un análisis instruccional: destrezas que serán enseñadas para lograr la meta. • Identificar las conductas de entrada: conocimientos previos de los alumnos. • Identificar las características de los estudiantes: si es que trabajan, tienen impedimentos físicos,

etc.. • Redactar objetivos: señalar específicamente qué será capaz de hacer el estudiante, con qué medios

y bajo qué circunstancias. • Elaboración de criterios de medición: elaborar pruebas para medir lo señalado en los objetivos. • Elaboración de la estrategia instruccional: cómo se va a enseñar (inducción, deducción, etc.) y

con qué medios (proyector, computador, etc.). • Elaboración o selección de la instrucción: fuentes para producir la instrucción: manuales, libros,

materiales instruccionales, exámenes, guía del instructor, software educativo, etc. • Diseño y desarrollo de la evaluación formativa: retroalimentarse para mejorar la instrucción. • Diseño y desarrollo de la evaluación sumativa: examinar el valor o los méritos de la instrucción

producida, para tomar la decisión de descartarla, mejorarla o implantarla. Psicología cognitiva: se analizó la teoría del aprendizaje significativo de David P. Ausubel en su obra Psicología educativa. Un punto de vista cognoscitivo. Ausubel P. David, Novak D. Joseph, Hanesian Helen (2001): Trillas, México DF. pp. 17-148, habiendo elaborado un resumen de su planteamiento y descrito en el punto anterior.

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Inteligencia artificial: Los grandes avances que actualmente tenemos en microelectrónica e informática, han hecho posible el surgimiento de la Inteligencia Artificial , cuya tarea se centra en el intento de construir modelos de los procesos intelectuales del ser humano, apoyado con las computadoras digitales. [Enc, 1992].

J. Self [Self, 1987] define la IA como la ciencia que le permite a las computadoras hacer cosas que serían consideradas inteligentes si fueran hechas por los humanos.

Según Elaine Rich y Kevin Knight [Rich, 1994] la IA estudia cómo lograr que las máquinas realicen tareas que, por el momento, son realizadas mejor por los seres humanos.

Winston [Winston, 1992][Winston, 1987] expresa que independientemente de la definición que pueda darse, la IA persigue los siguientes objetivos:

• Hacer a las computadoras más útiles. • Entender los principios que hacen posible la inteligencia.

Por lo que, un Sistema Tutor Inteligente Multimedia debe contener una arquitectura basada en: un modelo de base de conocimientos; que contenga las bases de datos acerca del dominio a aprender: un modelo pedagógico; con los métodos y técnicas didácticas utilizadas en el proceso de transmisión del conocimiento: y un modelo del estudiante; que contenga una gran variedad de medios, comunicación de datos entre el estudiante y el sistema. Son diseñadas según parámetros de la interacción humano-computadora, las interfaces pueden estar basadas en: texto interfaces gráficas para el usuario, ambientes virtuales y sonidos. Selección de contenidos: los contenidos de los temas fueron seleccionados de acuerdo a la lo que plantea la teoría del aprendizaje significativo de David P. Ausubel, o sea, que se presente al alumno en una forma no acabada y que el material sea potencialmente significativo, esto implica que el material de aprendizaje pueda relacionarse de manera no arbitraria y sustancial (no al pie de la letra) con alguna estructura cognoscitiva específica del alumno, la misma que debe poseer "significado lógico" es decir, ser relacionable de forma intencional y sustancial con las ideas correspondientes y pertinentes que se hallan disponibles en la estructura cognitiva del alumno, este significado se refiere a las características inherentes del material que se va aprender y a su naturaleza. Selección de elementos multimedia: de acuerdo al cuestionario que se les aplicó a los alumnos de la Licenciatura en Informática, que llevarían el curso de Redes de computadoras I, se determinó que el software para la construcción de aprendizajes significativos fuera: Gráfico, con audio, con video, con salida a Internet, con salida a foros de discusión, con colores azul, negro y rojo, con imágenes, de navegación libre, que lo use el maestro; como apoyo para la clase de toda la materia, y el alumno; para aclarar conceptos de la materia y para el autoaprendizaje. Lenguajes y herramientas para el desarrollo de software educativo: se investigó bibliográficamente sobre herramientas para construir programas educativos que permitieran diseñar un software con las características descritas anteriormente logrando determinar el uso de los siguientes programas como los más adecuados para dicha tarea y que son los siguientes:

• Microsoft Visual BASIC 6.0: programa que al igual que ToolBook, también posee características para el diseño en ambiente gráfico de software.

• SQL Server: • Java: • HTML: lenguaje utilizado para diseñar páginas Web con manejo de hipertexto. • Macromedia Flash 5: programas especiales para el manejo de imágenes con o sin movimiento,

así como películas. Nuevas tecnologías informáticas y redes de computadoras. Internet es la red que interconecta las principales redes informáticas del mundo, haciendo posible las aplicaciones telemáticas y multiplicando

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las posibilidades de creación de aplicaciones educativas y especialmente de la educación a distancia, por lo que se plantea que el software producto de este diseño, sea incorporado a Internet para que puedan tener acceso los maestros y alumnos de la materia de redes de computadoras I, desde cualquier lugar donde se encuentren.

Las nuevas tecnologías en la educación nos permiten: • Aproximar a los estudiantes a la realidad de lo que quieren aprender, ofreciéndoles una

noción más exacta de los hechos o fenómenos estudiados. • Facilitar la percepción y la comprensión de procedimientos y conceptos. • Concretar e ilustrar lo que se acostumbra exponer verbalmente. • Economizar esfuerzo para facilitar a los estudiantes la comprensión de procedimientos y

conceptos. • Brindar oportunidad para que se manifiesten las actitudes y el desarrollo de habilidades

específicas. • Cultivar el poder de observación, de expresión creadora y de comunicación.

2. Investigación de campo Diagnóstico de las estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en informática en la materia de redes de computadoras I .

Metodología de la encuesta: La encuesta se basó en un muestreo probabilístico aleatorio, la cual fue calculada con el mayor punto de incertidumbre (50%), con un margen de error de +/- 5% y un nivel de confianza del 95%. La distribución de los sujetos se hizo con base al tamaño de la muestra obtenida de la formula: NPq N= ME2 (N-1) + PQ MC2

Tabla 1.- Descripción de la simbología SIMBOLOGÍA

VARIABLE DESCRIPCIÓN n Tamaño de la muestra N Tamaño del universo P Probabilidad de ocurrencia (homogeneidad del fenómeno) Q Probabilidad de no ocurrencia (1- )

ME Margen de error o precisión. Expresado como probabilidad NC Nivel de confianza o exactitud. Expresado como valor z que determina el área de

probabilidad buscada. Fuente: Instructivo para el levantamiento de encuesta escolar con alumnos, centro de investigaciones y servicios educativos, Universidad Autónoma de Sinaloa, elaborado por Dr. Martín pastor Angulo, Culiacán, Sin., 2000. Sustitución de valores en la fórmula

Tabla 2.- Descripción de la sustitución de valores de la formula

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VARIABLE DESCRIPCIÓN N 80 P Se desconoce la probabilidad de ocurrencia. Por esta razón asumimos el mayor

punto de incertidumbre, que es de 50 %. Esta debe ser expresada como probabilidad (. 5).

q 1- . 5= . 5 ME +/- 5 por ciento de margen de error. Expresado como probabilidad (. 5). NC 95 por ciento de nivel de confianza o exactitud expresado como valor z que

determina el área de probabilidad buscada ( 1. 96)1 (1) El valor z se busca en las tablas de distribución de la curva normal. La mayoría de los textos de probabilidad y

estadística contienen esta tabla. 80 (. 5)(. 5) N= = 66 (0. 05)2 (80-1) + (. 5)(. 5) (1. 96)2

La cual incluyó al total de alumnos inscritos de manera regular, que en el próximo semestre cursarían la materia de redes de computadoras I. La encuesta fue de carácter inclusiva, ya que se participó en la aplicación de la misma. El criterio de selección fue aleatorio, pues se visitó a los dos grupos de 40 alumnos que cursaban la materia de teleproceso y redes, seleccionando al azar a 33 de los 40 alumnos de cada grupo y al resto se les pidió que se retiraran. El tiempo que se les asignó para que contestaran el cuestionario fue de 20 minutos máximo, al término del cual se les agradeció su participación. Posteriormente se concentraron y revisaron todos los cuestionarios para ser capturados en Microsoft Excel para su procesamiento. Lo cual se llevó a cabo en un día por alumnos del servicio social del ITC. El carácter de los resultados es propositivo ya que el tipo de consulta se utilizó para diseñar el software de acuerdo a los criterios y preferencias de los sujetos encuestados. La interpretación de los resultados que determinan las características que deberá tener el SE, se presenta a continuación:

Gráfica 1.- Color favorito

ROJO 18%

AZUL50%

NEGRO18%

VERDE5%

OTRO9%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia).

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El diseño del Software tendrá en sus pantallas los colores azul, rojo y negro de acuerdo a las preferencias de los alumnos encuestados. Estos colores serán distribuidos en las distintas pantallas, iconos, imágenes, textos, etc., que se utilicen.

Gráfica 2.- Juegos que más les agradan

DE MESA31%

DE VIDEO32%

EDUCATIVOS14%

INTERACTIVOS POR INTERNET

18%

OTRO5%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia). Es evidente que los alumnos están acostumbrados a utilizar juegos de video, por lo que se les facilitará mas usar un software con un ambiente de trabajo similar a estos.

Gráfica 3.- En qué se les dificulta aprender redes I

MODELOS ANALÍTICOS /

CONCEPTUALES36%

TEORÍA DE REDES I40%

OTROS5%

SIMULACIÓN DE PROBLEMAS

0%

RESUMENES DE LIBROS

14%

EJERCICIOS DE DISEÑO DE REDES

5%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia).

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El manejo de la teoría en cualquier materia siempre ha sido un problema tedioso, por lo que se estará resolviendo un problema a los alumnos al mostrárseles a través del software un ambiente gráfico, multimedia y de libre navegación que los mantendrá atentos y motivados para el aprendizaje.

Gráfica 4.- Lugar donde estudia el alumno en la escuela.

Biblioteca65%

Aula14%

Cafetería7%

Jardines14%

Otro0%

Centro de Cómputo0%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia). El alumno acostumbra estudiar en la biblioteca de la escuela, por lo que estaríamos propiciando que también lo pueda hacer en el centro de cómputo, ya que no lo usa para estudiar y esta materia permitiría que use otros espacios para el estudio.

6

24

36

0

0

5

10

15

20

25

30

35

40

CHATS BUSCAR INF. DELAS MATERIAS

SERVICIOS DEINTERNET

OTRO

Gráfica 5.- Usa Internet para?

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia).

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El software ya desarrollado, esta planeado para instalarse en Internet y que puedan accesarlo tanto maestros como alumnos, por lo que no habría problema para ello, pues los alumnos ya utilizan este medio para buscar información de sus materias y para localizar servicios de Internet.

Gráfica 6:- Dónde utilizaría el Software?

CASA32%

EL TRABAJO0%

LA ESCUELA32%

TODOS LOS ANTERIORES

36%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia). Los alumnos utilizarían el software tanto en su casa, como en la escuela y el trabajo, por lo que resulta muy conveniente la idea de colocar el software en la red de internet y de esa manera lo puedan acceder desde cualquier lugar.

Gráfica 7.- Quién usaría el software?

EL MAESTRO5%

EL ALUMNO9%

AMBOS86%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia). El software educativo, según las preferencias de los encuestados lo deben de usar tanto los maestros como los alumnos, de tal manera que el maestro se apoyaría en el para sus exposiciones y los alumnos para retroalimentarse.

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Gráfica 8.- Cómo te gustaría que fuese el software?

MULTIMEDIA48%

INTERACTIVO29%

NAVEGACIÓN LIBRE13%

COLORES FUERTES0%

COLORES CLAROS10%

OTROS0%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia). El software educativo producto del diseño, tendría que tener la característica de ser multimedia, interactivo y de navegación libre por que así lo prefieren los sujetos encuestados. Característica muy adecuada para que sea motivante para el usuario.

Gráfica 9.- Ventajas de un S.E. con una clase normal

MÁS GRÁFICO Y MEJOR DESEMPEÑO

41%

PARA APRENDER MEJOR

27%

PARA REAFIRMAR CONOCIMIENTOS

32%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia). A pregunta abierta sobre los encuestados, acerca de las ventajas que tendría un software educativo con respecto de una clase normal, los sujetos opinan que el software educativo es mas grafico y se tendría un mejor desempeño, así como serviría para reafirmar conocimientos y así aprender mejor.

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Gráfica 10.- Qué te gustaía utilizar para enriquecer tu aprendizaje en la materia de redes I

COMO AUXILIAR EN TU

AUTOEVALUACIÓN1%

COMO FUENTE DE INFORMACIÓN

6%

CON TEORÍA4%

CON MODELOS7%

CON JUEGOS6%

CON SIMULACIONES7%

CON EJERCICIOS4%

TUTORIAL DE TODO EL PROGRAMA

10%

SOFTWARE DE APOYO AL

PROFESOR21%

PARA RESOLVER PROBLEMAS

7%

PARA ACLARAR CONCEPTOS DE LA

MATERIA14%

PARA AUTOAPRENDIZAJE

13%

OTROS0%

Fuente: Encuestas de diagnóstico de estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática del ITC en la materia de redes de computadoras I- (Elaboración propia). Esta pregunta es entre otras una de las más importantes, por que ausculta a los sujetos sobre que tipo de software les gustaría utilizar para el aprendizaje de redes I, habiendo opinado sobre una serie de conceptos de los cuales podía seleccionar más de uno, los cuales prefieren en orden de importancia, un software como apoya al profesor, para aclara conceptos de la materia, para autoaprendizaje y como tutorial de todo el programa. Razón por la cual se incorporarán estas preferencias al diseño del software. Tabla 3.- Concentrado de preferencias de los encuestados para la construcción del software. No. Característica Preferencias 1 Color Azul, rojo y negro 2 Lugar para estudiar el

software En Internet

3 Usarlo en Casa, trabajo y escuela 4 Usuarios El maestro y el alumno 5 Cómo sería el software

Multimedia, interactivo y de navegación libre 6 Ventajas Es más gráfico y proporcionaría un mejor desempeño

Para reafirmar conocimientos Para aprender mejor

7 Software para Apoyo del profesor en su labor docente Aclarar conceptos de la materia Autoaprendizaje y Tutorial de todo el programa.

Fuente: Interpretación de los resultados de la encuesta para diagnosticar las estructuras cognoscitivas previas de los alumnos de la Licenciatura en Informática, en la materia de Redes de Computadoras I.

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3.- Diseño para el desarrollo de la aplicación. El análisis y diseño del software de aprendizaje significativo se describe en los siguientes apartados: Arquitectura del modelo para el SE.

Ilustración 2.- Arquitectura del modelo de un sistema tutorial inteligente multimedia.

Fuente: Tesis de un sistema tutor adaptativo e hipermedia para la enseñanza del SQL, Universidad Autónoma de Sinaloa, Fidel Uriarte Monzón, Culiacán, Sin., 2000.

Base de Conocimientos También conocido como Módulo Especialista, es considerado como un modelo “ideal” del estudiante, base de datos acerca del dominio, metadatos, problemas resueltos, conocimiento declarativo y procedural acerca de un dominio específico, funge como fuente de conocimientos a ser enseñados, sirve como un patrón para validación y comparación de respuestas. Modelo del Estudiante Gran variedad de medios, debe ser dinámico, es la parte del SE que “dá la cara” al estudiante, comunicación de datos entre el estudiante y el sistema. Son diseñadas según parámetros de la Interacción Humano-Computadora, las interfaces pueden estar basadas en: Texto Interfaces gráficas para el usuario, ambientes virtuales Sonidos (sólo respuestas audibles) deben ser naturales e intuitivas para el estudiante. Módulo Pedagógico Contiene métodos y técnicas didácticas utilizadas en el proceso de transmisión del conocimiento, diagnostica las necesidades de aprendizaje del estudiante, de acuerdo a su modelo, sus componentes y estrategias pueden reutilizarse para otros dominios, potencial para adaptar y mejorar las estrategias. Existe una modelación diferencial que consiste en una comparación del modelo del estudiante contra la base de conocimientos, lo cual permite al módulo pedagógico descubrir dónde los dos están en desacuerdo.

En este apartado deberá ser incluida la teoría del AS de Ausubel, el cual plantea que el aprendizaje del alumno depende de la estructura cognitiva previa que se relaciona con la nueva información, donde por estructura cognitiva entendemos al conjunto de conceptos, ideas que un individuo posee en un determinado campo del conocimiento, así como su organización

Ausubel también establece que, para que exista AS: 1. El estudiante debe emplear una actitud de AS (Una disposición para relacionar de manera

significativa el nuevo material de aprendizaje con sus estructura existente de conocimiento).

2. Que la tarea de aprendizaje en sí sea potencialmente significativa (Si consiste en sí, de un material razonable o sensible y si puede relacionarse de manera sustancial y no arbitraría con la estructura cognoscitiva del estudiante) (Ausubel, 17; 2001).

En esencia Ausubel nos enseña en su teoría como deben manejarse los conceptos y la información en relación con la estructura cognitiva del alumno para que el aprendizaje sea realmente significativo.

Base de conocimientos

Modelo del estudiante Módulo pedagógico

interfaz

Usuario

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Bases de datos Las bases de datos serán tablas que contengan la información de los temas, historial de los usuarios y sus evaluaciones, así como, de las instrucciones, programa de la materia, etc. Plataforma educativa A pesar de que varios psicólogos, de la corriente cognitivista (Piaget, Papert, Vygotsky, Ausubel), han demostrado que el Aprendizaje Significativo es más eficaz en el proceso de enseñanza-aprendizaje, no había sido implementado en el sector educativo. Pero con el advenimiento de las Nuevas Tecnologías Informáticas, ya es posible realizarlo a costos accesibles. Gracias a las PC´s, a la Multimedia, y a la Internet, estamos diseñando Software Educativo (SE) con orientación a la filosofía del Aprendizaje Significativo. El diseño de SE desarrollado en el presente trabajo de investigación tiene elementos de la Teoría del Aprendizaje Significativo de David P. Ausubel. Con las siguientes características: Aprendizaje individualizado; aprendizaje significativo (Ausubel) -Los ejercicios y problemas planteados tienen relación con la vida real; aprendizaje activo - Alta Interactividad tutor-estudiante; descubrimiento guiado de información - Se le da cierta libertad navegacional al estudiante; combinándolo con intervenciones tutoriales por parte del sistema, para guiarlo en la búsqueda de información que sea de su propio interés, zona de desarrollo próximo (Vygotsky) - Se toma en consideración el conocimiento previo del estudiante para enseñarle un conocimiento nuevo. El diseño debe considerar para el software las siguientes estrategias instruccionales:

• Las preinterrogantes y preguntas intercaladas. • Los organizadores anticipados. • Los mapas conceptuales y redes semánticas. • Los resúmenes. • Las analogías.

Del conductismo se está tomando los nueve eventos instruccionales de Gagné, que son: Ganar la atención del estudiante; presentar un buen problema, una nueva situación, usar un aviso multimedia; Describir la meta u objetivo; describir el objetivo de una lección (tarea,...), establecer qué serán capaces de realizar los estudiantes y cómo serán capaces de usar el conocimiento. Dar una demostración si es apropiado; hacer un recordatorio del conocimiento previamente adquirido; recordar al estudiante el conocimiento previo relevante para la lección actual (hechos, reglas, procedimientos o habilidades); Presentar el material a ser aprendido; por ejemplo, texto, gráficos, simulaciones, figuras, imágenes, sonido, etc.; Guiar el aprendizaje; establecer enlaces hacia conceptos relacionados con el material que se está presentando; Practicar; permitir que el estudiante haga algo con la conducta recién adquirida, practicar habilidades o aplicar conocimientos; Retroalimentar; suministrar retroalimentación informativa para mostrar lo correcto de la respuesta del estudiante, analizar la conducta del estudiante (o permitirle a él mismo hacerlo), quizá presentar una buena solución (paso-a-paso) del problema; Evaluar el desempeño del estudiante; evaluar si la lección ha sido aprendida. También, algunas veces, dar información del progreso general; Reforzar y generalizar lo aprendido; aumentar la retención del estudiante mediante práctica adicional o repaso a la lección. Aplicar lo aprendido a nuevas situaciones problémicas (generalizar).

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Diagrama Funcional del modelo para el SE.

Ilustración 3.- Diagrama funcional del SE.

Fuente: Tesis de un sistema tutor adaptativo e hipermedia para la enseñanza del SQL, Universidad Autónoma de Sinaloa, Fidel Uriarte Monzón, Culiacán, Sin., 2000.

Diagrama general de navegación del software.

Ilustración 4: Mapa de navegación del software

Fuente: elaboración propia

Introducción Presentación de la

información Preguntas y respuestas

Evaluación de las respuestas

RetroalimentaciónConclusiones

V

M

A

Me

Me

Salir

Video

Salir

Video

U 1 O Te

H D

A V

A e-a Ac

EvBi1

U n O Te

H D

A V

A e-a

L A

EvBi1

Termina

1

Terminar

2

U 1

U n

O TeH D

A V

A e-a

v-i-s

EvBi2

2

A T

L A

F D

Iv-i-s

Pr

Ac Pr

v-i-s

I F D

A T

I F D

L A

A T

Ac Pr

O TeH D

A V

A e-a Ac Pr

Bi Ev v-i-s

I F D

A T

L A

R M

R A

R.A

S P

I

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Descripción de abreviaturas.

Tabla 4.- Descripción de abreviaturas. I = Inicio H D = Habilidades por desarrollar. V = Video A V = Actitudes y valores. M = Maestro A e-a = Actividades de enseñanza aprendizaje. R M = Registro Maestro Ac = Acreditación. R A = Registro Alumnos Pr = Propósito. A = Alumno A T = Actividades o trabajos. R A = Registro Alumno L A = Líneas de análisis. S P = Sin Password F D = Foro de discusión. M e = Menú I = Salir a Internet. U 1 = Unidad 1 v-i-s = Video, imágenes y sonido. U n = Unidad n Ev = Evaluación. O =Objetivos. Bi = Bibliografía. Te = Temas.

Fuente.- diagrama general de navegación del software (elaboración propia) Diseño de Pantallas En este apartado por ser muy extenso, sólo se incluirán tres pantallas y el resto al momento de la presentación junto con un prototipo del software.

Software para Aprendizaje Significativo de Redes I X

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Alumno X Unidad I.- Introducción Objetivos Temas Habilidades por desarrollar Actitudes y valores Actividades de enseñanza aprendizaje Acreditación Propósito Trabajos a desarrollar Líneas de análisis Foro de discusión y comunidades de aprendizaje Salir a Internet Bibliografía

ESPACIO PARA TEXTO E HIPERTEXTO

Menú Video, Imagen

y Sonido Evaluar

Imagen

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Comunidades de aprendizaje. Las comunidades de aprendizaje son modelos que nos permiten generar conocimientos y acercar a los participantes, aún cuando no se tenga contacto físico sino a través de medios virtuales, para debatir sobre temas de interés general y que permiten en una globalización del conocimiento, construir aprendizajes significativos. Esta ponencia se encuadra dentro del núcleo problemático de los modelos, ya que el software es un modelo para la construcción de aprendizajes significativos y que estará disponible en Internet para generar comunidades de aprendizaje. El concepto de la izquierda “Foro de discusión y comunidades de aprendizaje” que se señala en la última pantalla, permite al aprendiz ir a foros y a comunidades de aprendizaje para debatir sobre temas de interés en Redes de Computadoras I, lo que lleva a construir, corregir, ampliar y compartir conocimientos que permitan el aprendizaje significativo de dicha materia. Conclusiones preliminares. El sistema educativo actual está urgido de modelos, teorías o esquemas de aprendizaje reales. La decadencia del sistema educativo en el mundo, exige nuevos y mejorados sistemas educativos, por lo que, debemos aprovechar el uso de las nuevas tecnologías que permitan el diseño de modelos para desarrollar SE con nuevos usos y con la incorporación de teorías educativas probadas, que permitan un aprendizaje realmente significativo y que promuevan la evolución de las estructuras cognitivas de los estudiantes.

Consideramos por tanto, que nuestra propuesta es novedosa, es factible y que abrirá las puertas para la formación de grupos de especialistas (Psicólogos, Pedagogos, especialistas en contenidos didácticos, Diseño instruccional, Diseño gráfico, Desarrolladores de software, etcétera) quienes basados en este modelo, puedan desarrollar SE para el AS y aplicarlo en la LI del ITC. Finalmente invitamos a todos los congresistas a unirse a este debate para crear instrumentos que nos permitan aprender de manera significativa, logrando con ello, tener una sociedad más culta y preparada para su desarrollo. Referencias bibliográficas Ausubel P. David, Novak D. Joseph, Hanesian Helen (2001): Psicología educativa. Un punto de vista cognoscitivo. Trillas, México DF. Chiang Carbonell Luis A. (1995): Herramientas para el desarrollo de software educativo inteligente en ambiente hipermedia. Tesis de Maestría. Dpto. Computación, ISPJAE. La Habana, Cuba, 1995. Enc, (1992) Enciclopedia Hispánica. Encyclopedia Britannica Publishers, Inc. E.U.A. 1992-1993. pp. 205-210, 392-393. O´Shea T. & Self J. (1983): Enseñanza y aprendizaje con ordenadores. Inteligencia artificial en la educación. Ed. Científico Técnica, La Habana, 1985. pp. 13-15 Park Woolf Beverly, Wendy Hale (1995): Multimedia pedagogues: Interactive systems for teaching and learning. IEEE Computer Society. Computer, May 1995. vol. 28, No. 5. New York, USA. pp. 74-80 Rich Elaine, Kevin Knight. (1994) Inteligencia Artificial, segunda edición. Mc Graw Hill. España 1994. Self J. (1987). The Institutionalization of Mediocrity and the influence of outsiders, in Scanlon & O´Shea (ed). Educational Computing, The Open University, Milton Keynes, U.K. 1987. pp. 221-234.

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Winston Patrick Henry. (1987). An Itroduction to Artificial Intelligence, in Scanlon & O´Shea (ed). Educational Computing, The Open University, Milton Keynes, U.K. 1987. pp. 181-192. Winston Patrick Henry. (1992). Inteligencia Artificial, tercera edición. Addison Wesley Iberoamericana. E.U.A. 1994. Pastor Angulo Martín. (2000). Instructivo para el levantamiento de encuesta escolar con alumnos, centro de investigaciones y servicios educativos (CISE), Universidad Autónoma de Sinaloa, 2000. Catálogo de planes y programas de la Licenciatura en Informática del Instituto Tecnológico de Culiacán.