Resumen el presente proyecto es una iniciativa que busca la inclusión de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación en la educación, el cual busca generar herramientas que faciliten en proceso de enseñanza en el área de la química del carbono (moléculas orgánicas),






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títuloResumen el presente proyecto es una iniciativa que busca la inclusión de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación en la educación, el cual busca generar herramientas que faciliten en proceso de enseñanza en el área de la química del carbono (moléculas orgánicas),
fecha de publicación30.01.2016
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MEDICIÓN DEL NIVEL DE EFICIENCIA Y EFICACIA EN LOS PROCESOS COGNITIVOS REFERENTE A LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS EN EL ÁREA DE LA QUÍMICA DEL CARBONO, UTILIZANDO LA AUGMENTED REALITY (AR) A BASE DE DISEÑOS MODELADOS EN 3D, APLICADO A JÓVENES DE GRADO 11 DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA “XYZ”.

CARLOS MARIO REGINO VIDAL

ERIX EDUARDO GALVÁN LOZANO

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE EDUCACIÓN Y CIENCIAS HUMANAS

LICENCIATURA EN INFORMÁTICA Y MEDIOS AUDIOVISUALES

MONTERÍA – CÓRDOBA, 2011

MEDICIÓN DEL NIVEL DE EFICIENCIA Y EFICACIA EN LOS PROCESOS COGNITIVOS REFERENTE A LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS EN EL ÁREA DE LA QUÍMICA DEL CARBONO, UTILIZANDO LA AUGMENTED REALITY (AR) A BASE DE DISEÑOS MODELADOS EN 3D, APLICADO A JÓVENES DE GRADO 11 DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA “XYZ”.

ANTEPROYECTO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR AL DESARROLLO DE TESIS DE GRADO.

CARLOS MARIO REGINO VIDAL

ERIX EDUARDO GALVÁN LOZANO

ASESOR DE INVESTIGACIÓN: JUANCRI BARRERA.

ASESOR(ES) DE PROYECTO: ALEXANDER TOSCANO Y FERLEY RAMOS.

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE EDUCACIÓN Y CIENCIAS HUMANAS

LICENCIATURA EN INFORMÁTICA Y MEDIOS AUDIOVISUALES

MONTERÍA – CÓRDOBA, 2011.

RESUMEN

El presente proyecto es una iniciativa que busca la inclusión de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación en la educación, el cual busca generar herramientas que faciliten en proceso de enseñanza en el área de la química del carbono (moléculas orgánicas), en estudiantes de grado de cualquier institución educativa.

El presente proyecto presenta un tipo de necesidad educativa, según BURTON MERRYL, esta investigación es de tipología “Expresada”, esto debido a que la tematice nace con la idea de incluir realidad aumentada en la educación, y el manifiesto de docentes en el área de Química Orgánica con la insuficiencia de una debilidad en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las moléculas del carbono y sus reacciones químicas, con Augmented Reality se da la posibilidad de facilitar la interacción de los estudiantes para resolver la necesidad anteriormente mencionada.

ABSTRACT

This project is an initiative that seeks the inclusion of new information technologies and communication in education, which seeks to create tools to facilitate in the process of teaching in the area of carbon chemistry (organic molecules) in students grade of any school.

This project presents a type of educational need, as BURTON and MERRYL, this research is to type "Expressed" that because the Thematic born with the idea of including augmented reality in education, and the manifesto of teachers in the area Organic Chemistry with the failure of a weakness in the teaching-learning process of the carbon molecules and chemical reactions with Augmented Reality (AR) is the possibility of facilitating the interaction of students to meet the need mentioned above.

PALABRAS CLAVE: Tecnologías de la Información y la Comunicación, Necesidad Educativa, Augmented Reality, Química del Carbono.

INTRODUCCIÓN

Que es Necesidad Educativa:

Es un problema en el aula de clases que implica inconvenientes por parte de un grupo de estudiantes (por ejemplo el 30%), en el aprendizaje de alguna temática particular.

Que es un Software Educativo:

“Es aquel que se utiliza intencionalmente para mediar en procesos de enseñanza y aprendizaje; lo que quiere decir que es cualquier software usado con la intención de educar”. (BEGOÑA GROSS SALVAT, Referente numero1 de Videojuegos educativos en el área).

La Augmented Reality es un proceso tecnológico que está tomando fuerza con la masificación de aplicaciones que se pueden generar en los diversos campos de estudio, el cual consiste en mezclar el mundo real con objetos digitales; esto por medio de herramientas tecnológicas de uso común, como los marcadores generados, el software y el computador con una cámara web (incluso un teléfono celular compatible con el software).

El problema aquí consiste en que al ser una plataforma y herramienta relativamente nueva en el ámbito de la educación; Hace nacer la necesidad de incluir esta herramienta como metodología de enseñanza-aprendizaje, lo cual se validara mediante su aplicabilidad en el campo educativo, con variable de medición “Eficiencia y Eficacia” mediante una investigación de tipo Pre-Experimental.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Cuál es el nivel de eficiencia y eficacia en el proceso de enseñanza-Aprendizaje que tienen los estudiantes de grado 11 correspondiente a la Química Del Carbono (moléculas Orgánicas) de la institución educativa “XYZ” a través de la aplicación de la Augmented Reality (AR)?

OBJETIVO(S)

General

Medir el nivel de eficiencia y eficacia en el proceso de enseñanza-Aprendizaje de los estudiantes de grado 11 correspondiente a la Química Del Carbono (Moléculas Orgánicas) de la institución educativa “XYZ” utilizando herramientas tecnológicas (Augmented Reality).

Específicos

  • Diseñar y Validar un test cuantitativo que permita la medición de la eficiencia y eficacia de los estudiantes de grado 11 de la institución educativa “XYZ” (El test será realizado por varios docentes del área de Química).




  • Observar y Medir el proceso obtenido por este grupo de estudiantes, tras haber desarrollado el proceso investigativo de tipo pre-experimental.



  • Implementar el Software de Augmented Reality (ArtoolKit) que sirve de estimulo para analizar el efecto de la variable Independiente (AR Software) sobre las variables Dependientes (Eficiencia y Eficacia).



JUSTIFICACIÓN

Con la presente investigación se busca medir en nivel de eficiencia y eficacia en los procesos de enseñanza-aprendizaje de estudiantes de grado 11 concernientes al área de la Química del carbono (moléculas orgánicas) mediante la aplicación de la Augmented Reality en pro del mejoramiento de la calidad educativa de los educandos.

Hace ya algunos años bien sabemos que la tecnología y medios digitales han llegado a formar parte importante de nuestro entorno y vida personal, siendo indispensable el uso de estas plataformas tanto en el ámbito laboral, social, personal como también cultural, etc.

Es algo que ha ido creciendo gracias a la globalización, la cual rompe con las fronteras mundiales generando un mayor acceso a la información e interconexión entre las personas, a nivel global.

Es así como llegamos a un nuevo paradigma comunicacional, donde surge lo que es “El consumido 2.0” (Término acuñado por TIM O’REILL en el año 2004), con esto nos referimos al consumidor del siglo XXl, aquel caracterizado por tener una identidad virtual que forma parte importante de su vida.

Es aquí donde surge la necesidad de implementar las nuevas tecnologías de la información y la comunicación a diferentes sectores (como el educativo), para responder a las necesidades que determina la población hoy por hoy.

Hoy día existe una tecnología, que hace posible definir una visión del mundo digital directa o indirecta en el mundo real.

Augmented Reality (AR), consiste en un conjunto de dispositivos que añaden información virtual a la información física ya existente (entorno real), contraria a la realidad virtual, que consiste en sumergir al usuario en un mundo digital.

Con la ayuda de esta Tecnología, la información logra convertirse en interactiva y digital.

Tras el paso de los años, esta tecnología ha tenido implementaciones en el campo del entretenimiento y la medicina. Sin embargo, su continuo desarrollo ha generado aplicaciones y herramientas que lo acercan al usuario común; esto brinda la posibilidad de darle un sentido educativo a la aplicación de AR, aprovechando el uso de las tecnologías para el desarrollo optimo de procesos de enseñanza y aprendizaje.

Es aquí donde surge el enfoque de la presente investigación ligado a la valoración de la eficiencia y eficacia en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la química del carbono (moléculas orgánicas) aplicando la tecnología “Realidad aumentada”, ofreciendo metodologías interactivas e innovadoras en el campo de la educación por medio del presente proyecto.

Con Augmented Reality se tiene la posibilidad de transformar un proceso educativo (en este caso, el de la química del carbono), en interactivo y llamativo para los jóvenes estudiantes brindando una metodología didáctica de enseñanza y facilitar el aprendizaje de los educandos.

El presente proyecto está enmarcado dentro de la línea de investigación “Diseño de propuestas y modelos para la incorporación e integración de la informática al currículo” de la Licenciatura en Informática y Medios Audiovisuales.

La presente Línea de Investigación plantea como objetivo: “Elevar la calidad de los procesos de enseñanza y aprendizaje mediante la integración de tecnologías de la información y la comunicación en los procesos curriculares y escenarios pedagógicos”. Considerando, Aportes de la Informática en la didáctica de las áreas curriculares, Desarrollo de materiales educativos en software, Modelado de ambientes para aprender la tecnología Informática y con tecnología informática.

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES

En este apartado esbozamos investigaciones que tienen relación estrecha con el presente trabajo investigativo. Para esto se realizó una búsqueda en la red y en la bibliografía existente, encontrando los siguientes procesos de formación e investigación.

  1. Vásquez pando, césar enrique – docente: Ing. Lain cárdenas Escalante. (2010) “Prototipo de software basado en realidad aumentada como recurso innovador en el proceso enseñanza-aprendizaje aplicado a la universidad césar Vallejo de Trujillo”. Trujillo – Perú. Escuela profesional de ingeniería de sistemas, facultad de ingeniería.

La realidad aumentada es un término que en la actualidad está cobrando fuerza con la masificación de aplicaciones que se pueden generar en los diversos campos de estudio, el cual consiste en mezclar el mundo real, captado a través de medios visuales como una cámara web, con animaciones virtuales mediante el uso del ordenador y tecnología móvil (celulares ipods, gps, etc.); es así que el presente proyecto de investigación “La realidad aumentada como recurso innovador en el proceso de enseñanza-aprendizaje ”, propone una nueva herramienta en el campo de la educación tanto en las instituciones de educación básica regular cómo de educación superior que apoye tanto a los maestros como material didáctico en la explicación de un tema específico, así como a los alumnos a comprender mejor lo que se está estudiando.

De esta manera se podrá explotar en toda su magnitud la realidad aumentada hacia con los estudiantes y hacia los maestros a través de pruebas realizadas con los mismos, de esta manera se demostrará los grande beneficios que se obtienen y los principales inconvenientes que surgieron en la realización de las pruebas con realidad aumentada.

  1. Rosa Atzín Vásquez del Ángel (2010) “Sistema de Desarrollo para Aplicaciones de Realidad Aumentada”. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional.


Un sistema de realidad aumentada complementa el mundo real con objetos virtuales coherentes con él, interactuando en tiempo real. La idea es acercarse cada vez más a sistemas en los cuales sea más difícil realizar una separación de los objetos que pertenecen al mundo real y los objetos que pertenecen al mundo virtual.

El uso de la realidad aumentada es interesante porque mejora la percepción del usuario y la interacción con el mundo real, ya que los objetos virtuales pueden servir para desplegar información que no podemos detectar directamente con nuestros sentidos. En la actualidad existen diversos trabajos que utilizan realidad aumentada en diversas áreas, todos ellos hacen uso de video analógico.

El propósito de esta tesis es experimentar con la construcción de una herramienta que permita la creación de sistemas de realidad aumentada con el uso de video digital, proporcionando captura de video, procesamiento de los marcos, reconocimiento de los patrones, calibración de la cámara y desplegado de un objeto virtual en los marcos del video del mundo real.

Para verificar el correcto funcionamiento de la herramienta, además de experimentar con dos diferentes métodos para la calibración de la cámara, se realizaron dos aplicaciones de realidad aumentada:
Uso de un patrón de círculos en un plano.

Calibración utilizando círculos concéntricos utilizando un patrón con dicha forma.

  1. MALDONADO Luis y MORA David. “Activadores de juicios de meta-memoria y sugerencias de estrategias en el aprendizaje autónomo”. lucho@uni.pedagogica.edu.co. Universidad Pedagógica Nacional Colombia. Universidad Pedagógica Nacional, Facultad de Ciencia y Tecnología – Centro de Informática y Desarrollo, Colombia.

Develop skills for autonomous learning is a challenge for educational systems in the current knowledge society. In fact, as information and knowledge production increases update learning becomes a necessary condition for person and enterprise achievement. Three questions are at the core of this paper: a- if metamemory judgment activators increase problem solution; b. If suggestion of strategy facilitates learning of problem solving; and c. If strong strategy learning generalizes for handling new problems. An experimental study was conducted using discovery problems on spatial reasoning. 9 computer games were programmed to support 4 experimental conditions: a. With metammemory judgment activators and strategy suggestion, b. With meta-memory judgment activators and no strategy suggestion, c. Without meta-memory judgment activators and with strategy suggestion, and d. With no meta-memory judgment activators and no strategy suggestion. 150 high school students were randomly assigned to the experimental conditions. Statistical analysis uses factor analysis of variance and regression analysis. A simulation program allows reproducing the sequence of transition states followed by the problem solvers and identifying solution strategies. Meta – memory judgements activators effects are interpreted in the frame of a motivational micro-system.

Strategy suggestion operates after some basic experience on the task environment and mainly after the first success of solving the problem. Strategy generalization is evident among the initial stages of the learning curve of different problems.

BASES TEÓRICAS

En este apartado esbozamos investigaciones que tienen relación estrecha con el presente trabajo investigativo. Para esto se realizó una búsqueda en la red y en la bibliografía existente, encontrando los siguientes procesos de formación e investigación.

  1. X. Basogain, M. Olabe, K. Espinosa, C. Rouèche* y J.C. Olabe +. “Realidad Aumentada en la Educación: una tecnología emergente”. *Information and Communications Technology, ESIGELEC – Rouen, France. + Electrical and Computer Engineering, CBU (USA). Escuela Superior de Ingeniería de Bilbao, EHU. Bilbao, Spain.


La Realidad Aumentada es una tecnología que complementa la percepción e interacción con el mundo real y permite al usuario estar en un entorno real aumentado con información adicional generada por el ordenador. Esta tecnología está introduciéndose en nuevas áreas de aplicación como son entre otras la reconstrucción del patrimonio histórico, el entrenamiento de operarios de procesos industriales, marketing, el mundo del diseño interiorista y guías de museos. El mundo académico no está al margen de estas iniciativas y también ha empezando a introducir la tecnología de la Realidad Aumentada en algunas de sus disciplinas. Sin embargo el conocimiento y la aplicabilidad de esta tecnología en la docencia es mínima; entre otros motivos se debe a la propia naturaleza y estado de desarrollo de dicha tecnología, así como también a su escasa presencia en los ámbitos cotidianos de la sociedad. El desarrollo de iniciativas en la utilización de esta tecnología en la educación y su divulgación contribuirán a su extensión en la comunidad docente.


  1. Cristóbal Roberto Negrete Montero (2006). “On Augmented Reality”. Proyecto de Titulo presentado a la escuela de diseño de la Pontificia Universidad Católica de Chile para optar al título de Diseñador.


Se busca estudiar las capacidades y limitaciones de la Realidad Aumentada para satisfacer necesidades de simulaciones y representación en tiempo real de proyectos de diseño, generando herramientas de representación favoreciendo la simulación y el estéreo.

METODOLOGÍA
TIPO DE INVESTIGACIÓN
La presente investigación cuantitativa con un diseño pre-experimental con pre-prueba y post-prueba, cuenta con 1 grupo de alumnos que serán sometidos a dos pruebas y un estimulo, lo que permitirá medir el nivel de eficiencia y eficacia.

“Modalidades de la investigación Pre-experimental: 1. Estudio de Caso con una sola medición. 2. Diseño de Pre-prueba y Post-prueba con un solo grupo”. (Hernández 2008).

Al grupo se le aplica una prueba previa al estimulo o tratamiento experimental, luego se emplea el tratamiento y finalmente se le aplica una prueba posterior al tratamiento.

El presente diseño ofrece la ventaja de tener un punto de referencia (Pre-prueba) para saber en qué nivel se encuentra el grupo antes del estimulo, lo que permite que exista, un seguimiento al grupo pre-experimental.

Esquema de sintetización del diseño investigativo:

Grupo

Pre-Prueba

Estimulo

Post-Prueba

Experimental

Test

AR

Test

DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.

POBLACIÓN

Estudiantes de Grado 11 de la Institución educativa “XYZ”.

MUESTRA

Esta Investigación Utilizara 30 estudiantes a los cuales se les aplicara la metodología planteada en el proyecto (de tipo Pre-experimental con Pre-prueba y Post-prueba con objeto de Estimulo).

VARIABLES

VARIABLE DEPENDIENTE

Eficiencia Y Eficacia.

VARIABLE INDEPENDIENTE

El software de Augmented Reality (AR).

Valores que toma la variable independiente: Aceptación de los estudiantes en la realización de esta investigación.

INSTRUMENTO DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN.

Se utiliza la metodología empleada por Luís Maldonado, David Mora, Jorge Peri y Godoy Daniela en los años de 1990 a 1996, los cuales utilizaron esta metodología para medir los niveles de eficacia, eficiencia y rendimiento.

TEST

Pre-prueba y Post-prueba

Por esa razón se realizara un test conformado por cinco preguntas referentes a la temática, los cuales serán utilizados para la pre-prueba y post-prueba que será aplicada al grupo de alumnos antes mencionados.

SOFTWARE DE MEDICIÓN

Se utilizara la tecnología de Augmented Reality, que proporciona la interacción del educando con la temática correspondiente.

Augmented Reality (AR – Realidad Aumentada): Se define un concepto opuesto al conocido como el de realidad virtual, que consiste en sumergir al usuario a u mundo virtual. Augmented Reality se caracteriza por traer al mundo real componentes digitales, a través de dispositivos tecnológicos que manipulamos diariamente”. (PIERRE WELLNER en 1993).


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