DiverMath: Software Educativo para el aprendizaje de conceptos matemáticos en niños de 7 a 11 años. Camilo Andrés López Díaz

CIS0930IS05

http://pegasus.javeriana.edu.co/~CIS0930IS05/

DiverMath:

Software Educativo para el aprendizaje de conceptos matemáticos en

niños de 7 a 11 años.

Camilo Andrés López Díaz

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOTÁ, D.C.

CIS0930IS05

http://pegasus.javeriana.edu.co/~CIS0930IS05/

DiverMath:

Software Educativo para el aprendizaje de conceptos

matemáticos en niños de 7 a 11 años.

Autor:

Camilo Andrés López Díaz

MEMORIA DEL TRABAJO DE GRADO REALIZADO PARA CUMPLIR UNO

DE LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO DE

SISTEMAS

Director

María Luisa Lamprea Ordóñez

Jurados del Trabajo de Grado

Félix Cortés Aldana

Hernando Hurtado Rojas

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOTÁ, D.C.

ii

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

Rector Magnífico

Joaquín Emilio Sánchez García S.J.

Decano Académico Facultad de Ingeniería

Ingeniero Francisco Javier Rebolledo Muñoz

Decano del Medio Universitario Facultad de Ingeniería

Padre Sergio Bernal Restrepo S.J.

Director de la Carrera de Ingeniería de Sistemas

Ingeniero Luis Carlos Díaz Chaparro

Director Departamento de Ingeniería de Sistemas

iv

Artículo 23 de la Resolución No. 1 de Junio de 1946

“La Universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus proyectos de grado. Sólo velará porque no se publique nada contrario al dogma y la moral católica y porque no contengan ataques o polémicas puramente personales. Antes bien, que se vean en ellos el anhelo de buscar la verdad y la Justicia”

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a mi directora Luisa Lamprea que desde un primer momento me apoyo en la reali-zación del proyecto y sin cuyos consejos, recomendaciones y compromiso no se podría haber

llevado a cabo.

A Gineth López que con sus grandes aportes pudo hacer realidad DiverMath.

A Claudia Pitta quien me abrió las puertas de La fundación alegría y de La Liga Central Con-tra la Epilepsia y que con su apoyo me permitió realizar el Con-trabajo de grado.

A mis Padres y a mi tía por ser ese apoyo incondicional durante los años de mi carrera, por brindarme los consejos adecuados y estar siempre ahí presentes.

A Sofía por estar incondicionalmente a mi lado, apoyarme en los momentos difíciles y por entender los momentos en los que no puede compartir con ella.

Y por último agradezco a todos los niños de la fundación Alegría que fueron parte fundamen-tal en el desarrollo del trabajo de grado.

vi

Contenido

INTRODUCCIÓN ... 1

I

-

DESCRIPCIÓN

GENERAL

DEL

TRABAJO

DE

GRADO ... 2

1.

O

PORTUNIDAD Ó

P

ROBLEMÁTICA

... 2

1.1 Descripción del contexto ... 2

1.2 Formulación ... 5

2.

D

ESCRIPCIÓN DEL

P

ROYECTO

... 5

2.1 Visión global... 5 2.2 Justificación ... 6 2.3 Objetivo general ... 7 2.4 Objetivos específicos ... 7

II

-

MARCO

TEÓRICO ... 8

1.

M

ARCO

C

ONCEPTUAL

... 8

1.1 Conceptos Pedagógicos. [12] ... 8 1.2 Requerimientos Significativos [12] ... 11 1.3 El Software Educativo. ... 15 1.4 Características de la Herramienta ... 22

2.

M

ARCO

C

ONTEXTUAL

... 23

2.1 Requerimientos Pedagógicos [12] ... 23

III

-

PROCESO ... 26

1.

M

ETODOLOGÍA

P

ROPUESTA

... 26

2.

D

ESARROLLO DEL

P

ROYECTO Y

C

UMPLIMIENTO DE

O

BJETIVOS

... 27

2.1 Definición de las Actividades ... 27

2.2 Desarrollo del Software ... 31

2.3 Usabilidad ... 35

3

R

EFLEXIÓN

M

ETODOLÓGICA

. ... 37

IV

-

RESULTADOS

Y

RECOMENDACIONES ... 39

1.

R

ESULTADOS

... 39

1.1 DiverMath ... 39

1.2 Análisis de Resultados de las Pruebas de Usabilidad ... 43

V

-

CONCLUSIONES

Y

TRABAJOS

FUTUROS ... 49

2.

T

RABAJOS

F

UTUROS

... 50

VI

-

REFERENCIAS

Y

BIBLIOGRAFÍA. ... 51

1.

R

EFERENCIAS

... 51

2.

B

IBLIOGRAFÍA

... 53

V-

ANEXOS ... 56

A

NEXO

1.

I

TERACIÓN

1

H

ISTORIAS DE

U

SUARIO

. ... 56

A

NEXO

2.

I

TERACIÓN

2

H

ISTORIAS DE

U

SUARIO

. ... 56

A

NEXO

3.

I

TERACIONES

... 56

A

NEXO

4.

P

LAN

P

RUEBAS DE

U

SABILIDAD

. ... 56

A

NEXO

5.

E

NCUESTAS

. ... 56

viii

Ilustraciones

Ilustración 1: Secuencia Aprendizaje ... 13

Ilustración 2: Bingo Matemático ... 19

Ilustración 3: Cálculo Mental Imagen 1 ... 20

Ilustración 4: Cálculo Mental Imagen 2 ... 20

Ilustración 5: Iniciación a Problemas ... 21

Ilustración 6: Tux of Math Command ... 21

Ilustración 8: Pantalla de Inicio ... 40

Ilustración 9: Registro ... 40

Ilustración 10: Opciones ... 41

Tablas

Tabla 1: Tabla Comparativa ... 22

Tabla 2:Categoría 1 ... 23

Tabla 3: Categoría 2 ... 24

Tabla 4: Categoría 3 ... 25

Tabla 5: Cuadro Evaluación Actividades Significativas ... 28

Tabla 6: Organización Historias de Usuario... 34

Tabla 7: Área Castillo del Terror ... 42

Tabla 8: Área Granja ... 42

x

ABSTRACT

For both teachers and students, mathematics is the most difficult subject to teach or learn. The beginning of the problems is the lack of ownership o the previous concepts on math opera-tions, especially when teachers now want to teach children specific operations regardless of previous concepts. From this need DiverMath was born, as an educational software for the learning process of mathematical concepts for children 7-11 years. This paper presents the development process of DiverMath.

RESUMEN

Tanto para maestros como para los estudiantes las matemáticas son lo más difícil de enseñar o aprender. El inicio de los problemas es la falta de apropiación de los conceptos previos a las operaciones matemáticas, más aún cuando ahora a los niños se les quieren enseñar operacio-nes concretas sin tener en cuenta los conceptos previos. De esta necesidad nació DiverMath como un software educativo para apoyar el proceso de aprendizaje de conceptos matemáticos en niños de 7 a 11 años. El presente documento presenta el proceso de desarrollo de Diver-Math.

RESUMEN EJECUTIVO

Este documento presenta los objetivos, proceso y resultados finales del trabajo de grado titu-lado ―DiverMath: Software Educativo para el aprendizaje de conceptos matemáticos en niños de 7 a 11 años.‖. El Objetivo general es el desarrollo de una aplicación de software educativo para el apoyo al aprendizaje de conceptos matemáticos para niños de 7 a 11 años.

Muchos de los problemas de los estudiantes respecto al aprendizaje surgen de un conocimien-to previo no adecuado, bajas habilidades para el estudio, problemas de atención, la cultura, el lenguaje y la presencia de una deficiencia de aprendizaje. Todos los estudiantes que tienen estas dificultades se incomodan y llegan hasta la deserción escolar.

Dentro de las dificultades de aprendizaje se presentan la dificultad con la aritmética y las habilidades para el cálculo. Los niños que tienen estas dificultades por lo general presentan problemas para manejar los símbolos aritméticos simples; esto se transforma en un trastorno estructural en el aprendizaje de las matemáticas. Dado que el aprendizaje de las matemáticas es acumulativo, se presentan problemas en las habilidades para el cálculo ya que, como se nombró anteriormente, el conocimiento previo no es el adecuado. En consecuencia, los niños tienen bajo rendimiento académico, fallos de memoria y, a través de los años, deserción esco-lar.

Es por eso que se desarrolló una herramienta didáctica para el apoyo a los estudiantes con problemas de aprendizaje en las matemáticas, pues en esta área son pocas las herramientas tecnológicas que brinden ayuda a profesores que trabajen con este tipo de estudiantes.

Dentro de esta perspectiva se realizó una aplicación que sirviera de estrategia educativa para que el profesor aplique a los niños con deficiencia de aprendizaje en matemáticas y/o a niños en proceso de apropiación de conceptos matemáticos. Esta aplicación debe permitir al estu-diante corregir y disminuir esta deficiencia por medio del desarrollo de habilidades como también el tratamiento especifico de las diferencias de aprendizaje.

xii

Todo este proceso fue interdisciplinar, se hizo en conjunto con Gineth López, estudiante de Educación Especial de la Universidad Pedagógica Nacional y Educadora especial de la Liga Central Contra la Epilepsia, ella durante el proyecto hizo el rol de cliente.

La metodología usada fue Extreme Programming, la cual permitió tener la herramienta reali-zada en el tiempo esperado. En un principio se hizo una lista de las posibles actividades que irían en el software. Estas actividades estaban siendo probadas en la ludoteca de la Fundación alegría ubicado en el barrio Arabia de la localidad de cuidad Bolívar. Así dependiendo de la reacción de los niños las actividades escogidas se convirtieron en las historias de Usuario que finalmente conformarían la herramienta.

Durante el desarrollo se realizaron 4 iteraciones, cada una de dos semanas de duración, en las cuales se implementaban dos o tres historias de Usuario. Cada iteración contaba con planea-ción, diseño, desarrollo, pruebas e integración. A la mitad de cada iteración había reuniones con el cliente, quien era representado por Gineth López, estudiante de Educación Especial de la Universidad Pedagógica, que daba aportes y retroalimentación de lo implementado hasta ese momento y partir de allí hacer los cambios pertinentes para que al final de la iteración fueran finalmente aceptadas y seguir con las siguientes iteraciones.

Luego de finalizada la última iteración se diseñaron las pruebas de usabilidad que serian apli-cadas para comprobar la funcionalidad y usabilidad de la herramienta en el ambiente donde fue desarrollada. Así junto con el cliente se desarrollaron de tal forma que se cumpliera con los objetivos planteados, las pruebas se realizaron en la Liga Central Contra la Epilepsia y en la Ludoteca de la Fundación Alegría.

Las pruebas fueron aplicadas a los niños asistentes y a los educadores especiales que trabajan en la liga. Los resultados de las pruebas fueron muy buenos, la totalidad de niños les gusto la herramienta y les fue fácil de usar. Los educadores destacaron la importancia de la herra-mienta y su fácil aplicación en los ambientes educativos.

Al final los objetivos planteados se cumplieron, los factores de éxito del proyecto fueron la metodología ágil aplicada, la constante presencia del cliente en el desarrollo del proyecto y finalmente el aporte y acompañamiento de la directora del proyecto.

INTRODUCCIÓN

La realidad socio-cultural y académica ha permitido inferir, que la complejidad del mundo moderno, el concepto de inclusión desde la pedagogía, las tecnologías de la información y la comunicación, plantean nuevos retos a la Educación en cuanto a la forma de enseñar y en consecuencia, a la didáctica, herramientas y estrategias que utilice para orientar el desarrollo del aprendizaje en niños.

Ubicados en este último aspecto, se hace importante señalar perspectivas hacia la transforma-ción del pensamiento y los proyectos que sean diseñados a largo, mediano y corto plazo en la educación. El presente documento, presenta una herramienta en el que además de interactuar con un divertido programa como lo es el DiverMath, también permite que el desarrollo de los procesos de enseñanza en el área de la matemática respondan a sus intereses, a sus conoci-mientos y a sus habilidades; no sólo para la resolución de problemas académicos sino tam-bién en los contextos que los requieran.

La primera Sección del documento presenta el contexto usado como punto de partida de Di-verMath y una descripción breve del proyecto y de los objetivos planteados para el desarrollo. En la segunda sección se presenta la base para la concepción de DiverMath, partiendo de los aspectos clave que contiene la herramienta. En la tercera sección se presenta el proceso que se siguió para el desarrollo de la aplicación y de las pruebas realizadas para evaluar su usabi-lidad. En la cuarta sección se presentan los resultados del trabajo de grado y finalmente en la quinta sección se presentan las conclusiones a las que se llegó.

2

I - DESCRIPCIÓN GENERAL DEL TRABAJO DE GRADO

1.

Oportunidad ó Problemática

1.1 Descripción del contexto

El aprendizaje es un proceso complejo que se estudia desde una dimensión biológica, antro-pológica y social. Las diferentes dimensiones del proceso transcienden tanto el hecho indivi-dual psicológico, como el enfoque pedagógico que se da en tres partes: contenidos, alumno y profesor. Por ello una persona con dificultades de aprendizaje no sólo suele presentar pro-blemas psicológicos, sino también propro-blemas biológicos y sociales asociados. [1]

Muchos estudiantes piensan que el aprendizaje es un proceso complejo y tedioso. Además, el aprendizaje se puede complicar por varios factores, tales como un conocimiento previo no adecuado, bajas habilidades para el estudio, problemas de atención, la cultura, el lenguaje y la presencia de una deficiencia de aprendizaje. Los estudiantes que en particular tienen difi-cultades de aprendizaje, se desorganizan, se incomodan y sufren de frustración escolar. [2][3]

La complejidad de los conceptos debe ser uno de los factores a tener en cuenta para determi-nar el problema educativo según la realidad en que se produce. Este factor es importante ya que se puede procurar un acercamiento descriptivo a una realidad que produce, individual y socialmente, graves problemas educativos [1]. Estos problemas suelen aparecer desde el mo-mento del inicio de los estudios y mientras otros estudiantes muestran progresos, el estudiante con dificultades del aprendizaje se queda estancado.

Dentro de las dificultades de aprendizaje se presenta la dificultad con la aritmética y las habi-lidades para el cálculo. Los niños que tienen estas dificultades por lo general presentan pro-blemas para manejar los símbolos aritméticos simples, esto se transforma en un trastorno estructural en el aprendizaje de las matemáticas. Dado que el aprendizaje de las matemáticas es acumulativo, se presenta problemas en las habilidades para el cálculo ya que, como se nombro anteriormente, el conocimiento previo no es el adecuado. En consecuencia, los niños

tienen bajo rendimiento académico, fallos de memoria y, a través de los años. Deserción es-colar. [3][4][5][6][7]

Un estudiante con problemas de aprendizaje en la aritmética es identificado por sus profeso-res ya que pprofeso-resenta problemas para distinguir los números, no es capaz de realizar una opera-ción simple, su rendimiento a diferencia de otros estudiantes es pobre, su comprensión es baja y tiene poca memoria de los números. [4][5]

Colombia, en el año del 2007, participó en un estudio internacional sobre tendencias en Ma-temáticas y Ciencias (Trends in International Mathematics and Science Study- TIMSS). Este estudio fue realizado en 59 países evaluando a más de 425.000 estudiantes en los grados 4° y 8°. El encargado de aplicarlo en el país fue el ICFES mediante una muestra representativa de 4.801 estudiantes de grado 4° de 142 planteles y 4.873 alumnos de octavo grado pertenecien-tes a 148 colegios. Aunque se registraron avances con respecto al último año en que se aplico el estudio (1995), Colombia no está dentro del nivel promedio definido por el estudio. ―Los resultados de TIMSS se expresan en puntajes promedio y en niveles de desempeño. Cada uno de estos niveles se definió según criterios sobre lo que deben saber los estudiantes para ubi-carse allí. Se estableció un promedio TIMSS de 500 puntos a partir del cual se ordenaron los países.‖[8]

En los niños de grado 4° en cuanto a las matemáticas, el promedio de Colombia fue de 355, frente a 607 promedio de Hong Kong que fue el mejor resultado del estudio. Países que tie-nen similares niveles de desarrollo económico al colombiano, como Ucrania y Argelia, obtu-vieron promedios superiores al de Colombia. Ningún estudiante llegó a un nivel avanzado, nivel donde los estudiantes son capaces de aplicar los conocimientos matemáticos para re-solver problemas complejos, tan solo 2% de los estudiantes de grado 4° se ubicaron en el nivel alto y 9% en el nivel medio.[8]

Dentro del TIMSS también se identifican los diferentes factores que tienen incidencia en los resultados. Se estudian los factores relativos al entorno familiar, los contextos escolares dan-do un importante aporte para el diseño y mejoramiento de procesos. Dentro de las actitudes de los estudiantes hacia las matemáticas el 69% manifestó tener una actitud positiva. Tam-bién encontraron que los promedios son más altos cuando hay disponibilidad de recursos para

4

la enseñanza. Sin embargo, solo el 9% de los profesores de matemáticas manifestaron tener los recursos suficientes para realizar sus clases. [8]

La Fundación Liga Central Contra la Epilepsia (LICEE) es una entidad con un enfoque in-terdisciplinario. Esta entidad está orientada a la prevención, diagnóstico, tratamiento y rehabi-litación de la epilepsia y otros problemas neurológicos [9]. Muchos de los pacientes del LICCE llegan con dificultades de aprendizaje en lectura, escritura y en matemáticas. No to-dos los pacientes que llegan al LICCE no padecen de epilepsia, de ahí su carácter interdisci-plinar para atender a niños con problemas de aprendizaje.

Está institución se interesó mucho en este proyecto ya que allí no existían herramientas tec-nológicas que apoyen el aprendizaje del paciente y las que existen son enfocadas a la lectura y escritura y la única existente para las matemáticas es una versión de prueba que tiene un alto precio en su versión comercial.

En entrevista con Claudia Pitta, educadora especial de la Institución y egresada de la Univer-sidad Pedagógica Nacional, habló de los diferentes problemas de los niños en cuanto la edu-cación, ella afirma: ―Ahora en la educación no se está trabajando las bases en matemáticas, los niños cuando entran a transición se les quiere enseñar a sumar y a restar, cuando el cere-bro no está preparado para eso ya que la biología requiere un proceso y esto se está alterando, y por ello están llegando a nuestra institución más niños con dificultades para leer, escribir y para las matemáticas‖.[10]

Claudia Pitta también es cofundadora de la Fundación Alegría que actualmente tiene una ludoteca en el barrio La Estrella en la localidad de Ciudad Bolívar. La ludoteca está confor-mada por los niños y niñas que promedian entre los 3 y los 12 años de edad; la mayoría esco-larizados en aulas de educación regular del estado y que asisten como usuarios.

La ludoteca, es un programa de educación no formal, que se convierte para sus usuarios en un ambiente de formación, complementario al escolar, en el que se desarrollan actividades lúdi-cas y juegos que destacan la función esencial de construir procesos cognitivos a nivel indivi-dual y social. No se maneja un tipo de evaluación estructurada; sin embargo, la educadora

especial va haciendo un análisis de acuerdo a los procesos y a las habilidades que se van al-canzando de acuerdo a los niveles de complejidad.

Una de las características principales por la cual se eligió la Ludoteca de la ―Fundación Alegría‖ y de La Fundación Liga Central Contra la Epilepsia (LICEE) como muestra para el proyecto, es precisamente por la posibilidad que brinda a cada uno de los niños y niñas, de llevar su propio proceso, esquematizando de manera autónoma sus conocimientos, destrezas y habilidades según su motivación y sus experiencias.

Como se puede ver la dificultad en el aprendizaje de matemáticas no es ajeno a Colombia, los índices de aprendizaje no son buenos y las herramientas de aprendizaje no son las suficientes. La dificultad con las matemáticas tiene un impacto en las oportunidades de trabajo, en la salud y los estudiantes que la padecen son infelices, mientras que sus profesores se sienten impotentes al no poder ayudarles.

1.2 Formulación

A raíz de este contexto, surgió la necesidad de desarrollar una herramienta didáctica que ayu-dara a los estudiantes con problemas de aprendizaje en las matemáticas, pues en esta área son pocas las herramientas tecnológicas que brinden ayuda a profesores que trabajen con este tipo de estudiantes.

Dentro de esta perspectiva se realizó una aplicación que sirviera de estrategia educativa para que el profesor aplique a los niños con deficiencia de aprendizaje en matemáticas. Esta apli-cación permite al estudiante corregir y disminuir esta deficiencia por medio del desarrollo de habilidades y el tratamiento especifico de las diferencias de aprendizaje.

2.

Descripción del Proyecto

2.1 Visión global

Se desarrollo una aplicación para el apoyo y el fortalecimiento del pensamiento conceptual en el aprendizaje de conceptos matemáticos. En conjunto con Gineth López, estudiante de edu-cación especial de la Universidad pedagogía, se hizo la definición de 6 actividades

significa-6

tivas para el proceso de aprendizaje anteriormente descrito y a partir de esto escribir las histo-rias de usuario para el posterior desarrollo de la aplicación. Ya con la aplicación se realizaron pruebas de usabilidad tanto en la Liga Central Contra la Epilepsia como en la ludoteca de la Fundación Alegría.

2.2 Justificación

Dentro del estudio realizado por el ICFES, se observa que Colombia no se encuentra dentro del promedio de otros países en el rendimiento de los estudiantes en cuanto a matemáticas. Dentro de este estudio también se destaca que el computador y el acceso a internet se asocian positivamente a los resultados. En el caso Colombiano el promedio de matemáticas de los estudiantes que tienen un computador en casa es mayor a los que no. También dentro del estudio se enmarca la necesidad de los profesores de tener más herramientas para la enseñar las matemáticas ya que tan solo el 9% manifestó tener los recursos suficientes.

En Colombia, los programas de matemáticas han sido investigados con atención y seriedad crítica, todo esto con la intención de poder presentar a los menores colombianos un software que responda a sus necesidades e intereses y que incluya, los avances de la ciencia cognitiva y las reformulaciones actuales de las matemáticas [12]. En el LICCE, existe un Software especial para el aprendizaje de conceptos matemáticos, pero sólo es una versión de prueba ya que su licencia es comercial y su valor es muy costoso.

Claudia Pitta en la entrevista afirma: ―El computador es una gran herramienta, y a los niños les gusta mucho, por las formas, los dibujos y porque es una forma diferente de aprendizaje que a veces no tienen al alcance, y casi todo el software que se ha realizado es para escritura y lectura, muy pocos enfocados a las matemáticas.‖[10]

La Ludoteca y el LICCE se mostraron altamente motivadas por el proyecto ya que no cuentan con recursos suficientes para la compra de una herramienta altamente costosa y muchos de los materiales existentes en el área de la aritmética trabajan conceptos que no cubren con el desarrollo de las habilidades específicas que los educadores especiales requieren.

Se presentó entonces la oportunidad de desarrollar un nuevo software que tomara como punto de partida los sistemas simbólicos y conceptuales, se pudo buscar sistemas de aprendizaje olvidados como el inicio con materiales o juegos y el ejercicio de la actividad manual y/o mental de los estudiantes. Ya que se ha demostrado que es motivador para los alumnos, ini-ciar con los conceptos pre-matemáticos en lugar de memorizar y practicar operaciones y algo-ritmos, sin entender nunca el concepto anterior. [11]

Por todo esto, la realización de software específico diseñado para responder a las necesidades propias de una población con problemas para la aritmética se convierte en una herramienta fundamental como apoyo en el proceso de aprendizaje, para el LICcE y para la fundación Alegría.

También fue de vital importancia la interdisciplinariedad para apoyo a una población con un tipo de problema es por esto que este proyecto fue un trabajo en conjunto con un educador especial de la Universidad Pedagógica Nacional que estuvo presente en la realización de la aplicación para garantizar que la herramienta cubriera y cumpliera con los resultados pedagó-gicos esperados.

2.3 Objetivo general

Desarrollar una aplicación de software educativo que apoye el aprendizaje de conceptos

matemáticos en niños de 9 a 11 años.

2.4 Objetivos específicos

1. Definir 4 actividades significativas para el apoyo al aprendizaje de conceptos ma-temáticos.

2. Desarrollar una aplicación didáctica que implemente las Historias de Usuario identi-ficadas.

3. Realizar una prueba de usabilidad de la aplicación desarrollada con niños asistentes a la Liga Central Contra la Epilepsia

8

II - MARCO TEÓRICO

Para el desarrollo del proyecto se ha realizado la investigación y la apropiación de conceptos pedagógicos que se presentan a continuación. [12]

1.

Marco Conceptual

1.1 Conceptos Pedagógicos. [12]

El desarrollo del presente proyecto toma tres elementos conceptuales los cuales permiten dar soporte al desarrollo de la herramienta educativa propuesta con el fin de propiciar estrategias que resulten favorables para el desarrollo de los procesos cognitivos específicos (atender, percibir, memorizar, recordar y pensar) en cada uno de los niños y niñas.

Estos tres elementos conceptuales son:

 Pensamiento Conceptual: Etapa cognoscitiva en la cual se encuentra los ni-ños entre los 7 y 11 ani-ños de edad.

 Desarrollo del pensamiento en los niños: El concepto como potente ins-trumento de conocimiento.

 ¿Cómo aprenden los conceptos los niños?: Como los niños se apropian de dichos instrumentos de conocimiento.

A continuación se describen estos tres elementos conceptuales.

1.1.1 Pensamiento Conceptual [13]

El pensamiento conceptual es una etapa de transformación en la que el niño y la niña entre los siete y once años de edad pasan de un período proposicional a la construcción conceptos. A partir de esta edad se fortalece una característica muy importante en el pensamiento, que es la de la aptitud y la posibilidad de clasificar por grupos de cosas. [13]

Hacia los seis y siete años de edad mental, los niños comienzan a predicar sobre clases y co-lecciones de objetos, con estas operaciones proposicionales los discursos se desarrollan sobre propiedades generales que posibilitan hacer abstracciones, de acuerdo ―El niño comienza a predicar sobre los mismos predicados relativos a clases o colecciones de objetos (los árboles, las personas, etc.…)‖. [13]

Luego, los niños organizan las clases entre sí, descubren sus relaciones, contenidos y nexos con otros similares. Estos nuevos instrumentos de conocimiento, se denominan conceptos, por lo cual éste período se denomina período conceptual; etapa en la cual además de los con-ceptos, las proposiciones empiezan a desempeñar un papel muy importante, por permitirle al niño y a la niña hacer afirmaciones de carácter general.

Las proposiciones van desarrollando los cuantificadores (todos, ninguno, algunos, no-todos, la mayoría), los cuantificadores existen en el pensamiento paralelamente a los conceptos, pues no existen conceptos sin cuantificadores. Los cuantificadores son la evidencia que el pensamiento está mutándose en pensamiento conceptual.

Los conceptos son potentes instrumentos de conocimiento ya que no sólo permiten definir ciertos hechos, sino que también, posibilitan en el niño dar origen a toda la lógica intra-proposicional a partir del conocimiento condensado en el concepto; verificar la presencia del concepto facilita extraer conclusiones que no están dadas por hechos particulares.

El pensamiento conceptual comienza a ser evidente en los niños y niñas cuando se pasa de hacer predicaciones particulares a buscar proposiciones, características generales. La esencia de un concepto se constituye por las proposiciones características y más generales, que defi-nen una clase de objetos, de relaciones o de operaciones. El concepto reúne todas las proposi-ciones predicables de una clase de objetos, de una clase de relaproposi-ciones o de una clase de ope-raciones.

1.1.2 Desarrollo del pensamiento en los niños.[14]

A partir de los estudios desarrollados por el psicólogo Jean Piaget y su equipo investigativo durante más de 50 años, actualmente es posible establecer y delimitar las características

prin-10

cipales de los períodos cognoscitivos (edades mínimas) que marcan los instrumentos de co-nocimiento por los que atraviesan el niño y la niña. Según De Zubiría, ―los principales perio-dos indican las edades mentales en las cuales el estudiante esta preparado –si las

circunstan-cias socioculturales han sido convenientes y favorables- para comenzar a aprender

instru-mentos y operaciones intelectuales‖. [14]

Estas periodos por la cuales atraviesa el pensamiento de los niños, cada vez tienen más con-sistencia con los conceptos abstractos que se van construyendo, hasta que finalmente alcan-zan la madurez y se desarrollan primordialmente como consecuencia de su actividad en el mundo: al hacer cosas, alterar situaciones, cambiar las cosas de un lugar a otro y transformar objetos; en conclusión pensar a cerca de lo que existe físicamente.

La necesidad de aprendizaje en cada persona se desarrollará a través de las habilidades cogni-tivas, dependerá de los niveles en que se demuestren más fortalezas o más debilidades, lo cual es clave tener en cuenta ya que no existe una norma única sobre cómo aprender de forma óptima una habilidad cognitiva específica, sino que se aprenden de forma integral las distintas habilidades y operaciones intelectuales.

Los procesos de aprendizaje hacen uso de los instrumentos de conocimiento y las operacio-nes intelectuales que se adquieren en diversas etapas evolutivas, las cuales tendrán una fase de desestabilización entre una y otra, de modo que se dé lugar a una estabilización de las nuevas estructuras mentales de acuerdo al desarrollo cognoscitivo de cada persona.

1.1.3 ¿Cómo aprenden los Conceptos los niños?

Uno de los interrogantes más importantes que desde la pedagogía y la educación primaria es el interpretar de que manera los niños y las niñas construyen sus conocimientos, aunque rela-tivamente es fácil ya que los niños han visto las cosas en un dibujo o han oído lo que otras personas dicen acerca de éstas, todo esto en el caso de lo concreto.

Explicar cómo los niños y las niñas reconocen situaciones como la noción que involucra jui-cios o sentimientos, resulta complejo pues sabe que significa amistad, ladrón, desagradecido o inseguro [15]. Sin embargo, para llegar a estas nociones y significados los niños necesitan

recorrer una ―evaluación de hipótesis‖, en la que se explica una situación, y aunque en la cotidianidad se presenten otros contraejemplos, prefieren quedarse con la idea original. Después de bastantes experiencias, abandonan la hipótesis para quedarse con otra más satis-factoria, pero pueden necesitar de varios contraejemplos que demuestren lo contrario, para dar éste paso. Por este motivo, la explicación de que en gran parte del aprendizaje conceptual en los niños de primaria se debe al hecho de que a la larga, las conjeturas correctas son las que más a menudo viene promovida por una determinada situación.

De acuerdo con De Zubiría, una clase deberá ser definida por la selección de diversas propie-dades. Durante los nueve y once años de edad, las proposiciones comienzan a reunirse origi-nando nudos de proposicionales complejos: los conceptos. ―Los conceptos son conjuntos organizados de abstracciones: abstracciones de abstracciones de abstracciones‖, al favorecer los conceptos, la mente se eleva de la realidad concreta y singular. El punto de llegada más alto en el ascenso desde lo concreto hacia lo abstracto lo ocupan los conceptos, un concepto representa un conjunto organizado de abstracciones. [14]

Durante los períodos previos, las operaciones conectaban los instrumentos de conocimiento con el mundo real; mientras que en el período conceptual se “conectan entre sí los

anterio-res instrumentos de conocimiento, las proposiciones, unos con otros”. Las operaciones

intelectuales consolidan, organizan y delimitan viejos instrumentos de conocimiento, las pro-posiciones. Se trata de examinar y organizar. [14]

1.2 Requerimientos Significativos [12]

A continuación se describen los elementos fundamentales a fortalecer en el desarrollo de los procesos cognitivos del Pensamiento Conceptual que caracterizan a los niños entre siete y once años de edad, dando a conocer requerimientos significativos dentro del presente proyec-to, mostrando la importancia de la temática trabajada y la contribución que se realiza al aprendizaje e interés en el área de las matemáticas de cada uno de los niños asistentes de la Ludoteca Fundación Alegría y a la Liga Central Contra la Epilepsia.

12

1.2.1 Concepto

Para iniciar a comprender de qué forma se desarrollan los procesos cognitivos del pensamien-to Conceptual, se hace necesario establecer qué es un Conceppensamien-to y qué cualidades lo descri-ben, todo esto, teniendo en cuenta que un concepto debe definir el grupo al que pertenece, caracterizar significados semejantes, señalar propiedades o cualidades cercanas y versiones que existen acerca de ese concepto.

La gran tarea intelectual durante el periodo conceptual, y de allí en adelante, consiste en ela-borar conceptos entrecruzando proposiciones que son construidas desde el período anterior. Ejercitar a los niños en operaciones intelectuales, tales como los conceptos, posibilita conec-tar proposiciones entre sí, y no quedará atado ―al periodo proposicional, como parece esconec-tar ocurriendo en nuestro país con una enorme parte de la población estudiantil. Por falta de ejer-cicio, por desnutrición escolar‖ [14].

El concepto, comparte atributos comunes a todos los instrumentos de conocimiento: actuar como herramienta para interpretar y para comprender realidades-reales o realidades simbóli-cas como textos y discursos. Es decir, el concepto debe garantizar que se comprende, inter-preta y asimila, a demás de facultar a quien lo aprende para comprender y expresar cuando lea o escuche.

1.2.2 Las estrategias de Aprendizaje.

Son actividades mentales mediante las cuales se desarrollan los procesos cognitivos a través de pautas de actuación, procedimientos o técnicas diferentes. Inicia cuando la persona hace una aproximación individual a una tarea, piensa cómo va a hacerla, planifica y evalúa los resultados de su actuación. ―Las estrategias son procedimientos internos de carácter cogniti-vo, que activan los procesos mentales implicados en el aprendizaje para la adquisición del conocimiento‖ [16]. Las estrategias son procedimientos que se aprenden y se aplican para realizar nuevos conceptos; Estableciendo así una secuencia:

Ilustración 1: Secuencia Aprendizaje

1.2.3 Los instrumentos del Conocimiento.

Son aquellos que la mente los incorpora dentro de sí para comprender el mundo. Asegurar una interpretación de la realidad, acorde con el momento histórico, de tal manera que el pro-ducto de esa interpretación sea el conocimiento tal como lo establece la cultura.

Para desarrollar esos instrumentos de conocimiento se hace necesario propiciar aprendizajes significativos que impliquen razonar mediante elementos abstractos y aprendizajes que le generen nuevos cuestionamientos.

Los nuevos aprendizajes requieren que se sea consciente de lo que se está aprendiendo, de las habilidades que se están desarrollando y de las estrategias que se están implementando para desarrollar dichos aprendizajes y para llegar a una comprensión u operación efectiva.

El pensamiento operativo se desarrolla a través del aprendizaje del uso de las operaciones mentales y de los instrumentos de conocimiento para interpretar, argumentar, proponer diver-sas situaciones. En este caso requiere de procesos cognitivos más complejos y permite la elaboración de estrategias personales.

1.2.4 Los procesos Cognitivos

Son las actividades mentales necesarias para introducir la información en la memoria y para hacer uso de la información (recuerdo). Los procesos cognitivos que se ponen en juego

de-14

terminan lo que eventualmente se almacena en la memoria a partir de la atención que se pres-te a la información, el tipo de estrapres-tegias y la inpres-tensidad con que se apliquen [17].

Los procesos cognitivos están íntimamente relacionados con conceptos abstractos tales como

mente, percepción, razonamiento, inteligencia, aprendizaje y muchos otros que describen

numerosas funciones superiores del pensamiento son aquellos procesos psicológicos relacio-nados con el atender, percibir, memorizar, recordar y pensar. El aprendizaje efectivo permite hacer uso de lo aprendido previamente, aunque no se tiene acceso a toda la información que se ha acumulado a lo largo del tiempo. [17]

1.2.5 Pensamiento Conceptual y matemáticas [15][16][17]

Se da manera efectiva cuando cuentan con proyectos prácticos e instrumentos que les permita contar colecciones de objetos, observar relaciones y categorizar entre los mismos, de tal ma-nera que el niño y la niña logren organizar los conceptos amplios y gema-nerales para luego ir desarrollando sus habilidades en estructuras más particulares y especificas mediante materia-les y situaciones que le permitan descubrir tamateria-les principios.

Los esquemas que el niño aprende permiten que los niños hagan una construcción en cuanto los procesos de reversibilidad, que permitirán comprender de manera más efectiva ejercicios tanto de adición que sería la base para aprender la multiplicación, y la sustracción como pri-mera medida para llegar a la división.

Se ha prestado especial interés a la enseñanza de las matemáticas y en especial de la actua-ción de los niños sobre el mundo, recurriendo a materiales, herramientas u otras estrategias que le permita desarrollar cotidianamente distintas clases las habilidades conceptuales de orden superior, en la que los espacios pedagógicos juegan un papel importante por estimular el interés y suscitar algunas conjeturas en la mente de los niños durante la ―introducción del concepto‖, a demás de una explicación en la que haya una demostración con los materiales, y finalmente por permitir la ―aplicación del concepto‖ o método en una acción concreta, sugi-riéndole al niño principios más generales y cálidos que los que se presentan de manera es-pontánea, no sólo en matemáticas sino también en la resolución de problemas y modelos mentales.

Dedicar algunas reflexiones al tema de aprendizaje y fortalecimiento de modelos mentales. Se trata de cuadros o imágenes mentales que usan los niños para ayudarse a comprender el mun-do.

En primera medida, los niños pueden recibir gradualmente distintas cantidades de informa-ción a cerca de un tema. Poco a poco los modelos parciales se van organizando hasta conver-tirse en una imagen o un cuadro global, por la adquisición de conocimientos de forma verbal o por experiencias especificas. Un segundo estilo de aprendizaje, implica que el niño cons-truye sus conocimientos a través de estilos de mapas o de gráficos que se usan como organi-zadores. El tercero, hace referencia a los ―esquemas‖ que son aprendidos con mayor facilidad en la medida en que se usan activamente para dirigir actividades prácticas o paran la resolu-ción de problemas. Su utilidad es importante porque permite que los niños se interesen y descubran autónomamente que pueden aprender y cómo lo pueden aprender

1.3 El Software Educativo.

1.3.1 ¿Qué Es?

En el Campo educativo se suele denominar a aquellos programas que permiten cumplir o apoyar funciones educativas. Dentro de esta categoría podemos encontrar a los programas que apoyan la administración de procesos educacionales o de investigación y los programas que dan soporte al proceso enseñanza-aprendizaje. A estos últimos Álvaro Galvis Panqueva, Egresado de la Universidad de los Andes y Magister y Ph.D en educación, los denomina Ma-terial Educativo Computarizado (MEC). [18]

Un MEC es un ambiente informático que permite que el proceso de enseñanza para el cual fue creado viva el tipo de experiencias deseado frente a una necesidad educativa dada. Por esto la calidad del MEC depende de lo que se espera de él, dentro del contexto en el que se da la necesidad así como los recursos y limitaciones. [18]

Se caracteriza por ser altamente interactivos, emplea recursos multimedia: Videos, sonidos, fotografías, explicaciones de profesores, juegos instructivos, ejercicios, todos estos apoyando las funciones evaluativas, diagnostico y de enseñanza. [19]

16

1.3.2 ¿Por qué hablar de Software educativo?

La velocidad de la tecnología ha aumentado la motivación de los educadores en utilizar las actividades basadas en la informática en sus planes educativos. Hay factores importantes que hacen pensar la inclusión de los computadores y de software educativos especializados. [18]

1.3.2.1

Costos.

Este es uno de los factores importantes en la escasa incorporación en el ámbi-to educativo. Aunque el ministerio de educación con su programa computa-dores para educar, ha estado haciendo esfuerzos para dotar a las escuelas y colegios públicos, todavía el acceso de los estudiantes de más bajos recursos a los computadores es bastante bajo.

1.3.2.2

Interacción

Contestan inmediatamente las acciones de los estudiantes y permiten un diá-logo y un intercambio de informaciones entre el computador y los estudian-tes. También puede individualizar el ritmo de trabajo de cada uno de los es-tudiantes. También es algo importante la Interfaz de usuario ya que su dialo-go debe ser llamativo para que el estudiante se motive a interactuar con la herramienta desarrollada.

1.3.3 Tipos de Software educativo

Los computadores se pueden utilizar de muchas maneras en el ámbito educativo. Una clasifi-cación que propone Galvis es utilizarlo como tutor, herramienta y como aprendiz. En otras palabras quiere decir que se usa ―como medio de enseñanza-aprendizaje (educación apoyada con computador), como herramienta de trabajo (educación complementada con el computa-dor) y como objeto de estudio (educación acerca de la computación).‖[18].

Según sea su fin, el Software educativo se puede clasificar en [19]:

- Tutoriales: A través de varios pasos, permite al estudiante aprender un concepto, tarea o ejercicio específico, le permite volver si no se entendió un paso.

- Ejercitación: Refuerza conocimientos adquiridos. Se proponen ejercicios que permitan al alumno reforzar conceptos permitiendo ver su error y aciertos. - Simulación: Permite al estudiante cambiar parámetros y observar como el

siste-ma reacciona ante el mismo.

- Lúdicos: En un ambiente lúdico interactivo permite el aprendizaje, el estudiante obtiene puntaje por cada respuesta acertada o por desacierto. Se crea una tabla de puntajes con los mejores puntajes obtenidos.

- Micro-mundos: El estudiante puede explorar alternativas, probar hipótesis y des-cubrir o afirmar hechos.

El presente Proyecto es un software educativo de tipo lúdico, se pretendió que la herramienta fuera totalmente interactiva y que motivara por medio de puntajes el aprendizaje de los diferentes conceptos.

1.3.4 El software y las matemáticas en Colombia

Como se ha mencionado anteriormente en Colombia como en muchos otros países del mun-do, los niños como los educadores consideran que las matemáticas es lo mas complejo que se tiene que estudiar o enseñar [11]. En este aspecto en Colombia se desea dar nuevos progra-mas que respondan a necesidades e intereses, incorporando cambios en ciencias cognitivas entre otros.

Entre las capacidades más importantes que se buscan desarrollar bajo un nuevo enfoque pro-puesto para la didáctica de las matemáticas se encuentran [11]:

- Aspectos Cognitivos de compresión y reflexión. - Aptitudes Globales de resolución de problemas.

18

- Capacidad de generar procesos de análisis y síntesis.

- Capacidad de generar procesos de abstracción y generalización, partiendo de ac-tividades infantiles y de la inmersión social de estas acac-tividades.

- Retención del conocimiento logrado.

- Posibilidad de transferir y aplicar el conocimiento adquirido a otras circunstan-cias y problemas.

Todas estas capacidades pensando no solo en los niños con gran habilidad para las matemáti-cas, sino para todo niño que pase por el colegio. En primera instancia se plantea un problema para los educadores ya que no se conseguirán si se sigue enseñando de manera tradicional. [11]

Todos los estudiantes se encentran en su periodo académico con momentos donde las opera-ciones concretas predominan. Los computadores han ejercido un impacto enorme en la ense-ñanza de las matemáticas y más que todo en geometría. Siguiendo los lineamientos nombra-dos anteriormente, la enseñanza de las matemáticas se ha enfocado más en la resolución de los problemas de la vida cotidiana, no tratando que el estudiante memorice teoremas y opera-ciones, sino construyendo y reconstruyendo el pensamiento matemático.

El software matemático se ha usado desde hace a muchos años. Los educadores en matemáti-cas han sido los primeros en cuanto al trabajo con computadoras en los salones de clase. Los primeros programas hechos en el país hace varios años, consistían en la demostración de operaciones matemáticas con ejercicios prácticos para los niños. Desde entonces, Colombia se ha querido cambiar su enfoque en métodos de enseñanza en las matemáticas, según las nuevas incorporaciones tecnológicas. [11]

1.3.5 Software matemáticos

En cuanto a la enseñanza de las matemáticas, se puede encontrar gran variedad de aplicacio-nes que busca que el aprendizaje sea interactivo. Estas aplicacioaplicacio-nes en su gran mayoría se centran en evaluar operaciones matemáticas, más no se centran en los conceptos previos. En

la página www.educaguia.com/Software/matematicas podemos encontrar gran variedad de software matemático de uso libre.

A continuación se nombraran y presentaran algunas herramientas que se pueden destacar por su intención educativa y por querer mostrar de forma interactiva y dinámica los conceptos matemáticos que DiverMath incorpora, como los diversos programas que muestran la impor-tancia que se le dan a las operaciones, demostrando porque la imporimpor-tancia de la herramienta realizada.

- Bingo Matemático [20]: El bingo matemático contiene 90 tableros con problemas de fracciones, decimales, tiempo, longitud, peso y capacidad. Podemos observar el enfoque hacia las operaciones. Herramienta basada en JClic, JClic ―está for-mado por un conjunto de aplicaciones de software libre que permiten crear diver-sos tipos de actividades educativas multimedia‖ [21], JClic está orientada para que los profesores creen sus propias actividades.

Ilustración 2: Bingo Matemático

-Cálculo Mental [20]: Programa que tiene como fin la suma, resta, multiplicación y división con dos dígitos. Recomendado para niños a partir de 7 años el softwa-re psoftwa-retende evaluar la agilidad mental del estudiante, no tiene sonidos y de nuevo se enfoca solo en las operaciones.

20

Ilustración 3: Cálculo Mental Imagen 1

Ilustración 4: Cálculo Mental Imagen 2

- Iniciación a Problemas [20]: Da importancia a la resolución de problemas aritmé-ticos, trabaja una fase importante como la comprensión de lectura y operaciones. Se divide en 4 sesiones donde el niño elije la solución o el procedimiento correc-to.

Ilustración 5: Iniciación a Problemas

- Tux of Math Command [22]: Programa Interactivo, que usa el teclado para ins-cribir la respuesta, usa sonidos para indicar respuestas correctas e incorrectas según el niño responda. Al igual que los demás se basa únicamente en las opera-ciones.

22

1.4 Características de la Herramienta

A continuación se presenta un cuadro comparativo de las herramientas encontradas y las ca-racterísticas que desea presentar DiverMath

Bingo Matemático Cálculo Mental Iniciación a Problemas Tux of Math Command DiverMath Facilidad de Uso 

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  Instrucciones las primera vez que se usa

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

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 Uso Intuitivo

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

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 Tiene Sonido

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  Contiene varias Acti-vidades  

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 Gráficas Lla-mativas

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

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  Componente Lúdico

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 Manejo de Conceptos

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

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 Manejo de Operaciones Concretas    

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Tabla 1: Tabla Comparativa

Es así que DiverMath vínculo desde el principio al cliente como parte fundamental del desa-rrollo para que los conceptos pedagógicos y funcionales de la herramienta fueran los ideales. El propósito que se estableció en primer lugar, fue comprender cómo la enseñanza puede darse mediante el uso de una herramienta tecnológica a través de procesos didácticos que permitieran un aprendizaje significativo y la posibilidad de construir nuevos conocimientos y saberes.

Página 23

En segundo lugar, las actividades que se desarrollaron en éste se tuvo en cuenta, tanto los conocimientos que se adquieren en la vida cotidiana como los procesos de producción del conocimiento específico del área de la matemática establecida para estas edades (7-11 años). Finalmente, las modificaciones que se implementaron al Software DiverMath, estuvieron mediadas por las sugerencias y los intereses de los mismos niños.

2. Marco Contextual

2.1 Requerimientos Pedagógicos [12]

DiverMath presenta tres categorías principales: Situaciones, conocimientos y Resolución de Problemas. De estas categorías surgen las pautas para el análisis que permitirán observar los cambios y avances generados por el uso de la herramienta. Cada una de estas categorías quie-re cumplir unos conceptos y logros específicos, los cuales hacen parte de la formación con-ceptual descrito anteriormente.

La primera categoría es Situaciones, consiste en establecer características generales y comu-nes esenciales entre los objetos, identificando diferencias, semejanzas, clasificaciocomu-nes y cons-trucción de significados.

 Asociación: Se desarrolla en la capacidad de relacionar objetos con otros de acuerdo

a sus características físicas y concretas.

 Seriación: Este componente implica resolver operaciones básicas matemáticas y de

razonamiento mediante conceptos específicos que requieren conocimientos previos o planificaciones de acción.

Categoría 1: Situaciones

Concepto Descripción del objetivo

24

La segunda categoría es Conocimientos, hace referencia a comprender el sentido del desarro-llo del pensamiento, el concepto; definido como la descripción de las características esencia-les de un objeto o situación, perteneciente a una clase determinada. Esto significa que los conceptos se construyen a partir de clases las cuales tienen sus propias características.

 Clasificación: Consiste en organizar cosas en clases, es decir, conjuntos o

situacio-nes, con características comunes esenciales; para ello el pensamiento elige variables o simplemente principios de clasificación.

 Secuencia: Consiste en comprender las características externas y luego las

caracterís-ticas esenciales de un objeto o una situación. Implica entender como son las fases de evolución, sus funciones y procesos que no cumpliría otro objeto que no sea este.

objetos y situaciones desconocidas.

Seriación Identifica objetos y situaciones que implican sur-gimientos sucesivos.

Categoría 2:Conocimientos

Concepto Descripción del objetivo

Clasificación Clasifica objetos mediante clases y colecciones de cosas estableciendo categorías y propiedades.

Secuencia Establece secuencias a partir de imágenes de obje-tos y situaciones desconocidas.

Finalmente, la tercera categoría es la Resolución de problema, en la que los niños siguen determinados procedimientos estratégicos y en su solución se aplican los conocimientos ya adquiridos. En el modo de resolver el problema se expresa el modo de concebir o conceptua-lizar.

 Abstracción: Consiste en una variación cognitiva que se refiere al cambio conceptual

que debe producirse en el modo de concebir una cosa, o situación, para alcanzar un nuevo modo de comprender y representar una realidad.

 La solución de problemas, implica a la capacidad de análisis, el planteamiento de hipótesis y la capacidad de análisis para resolver un cuestionamiento.

Tabla 4: Categoría 3

Categoría 3:Solución de problemas

Concepto Descripción del objetivo

Abstracción Comprende y desarrolla ejercicios mediante el uso de elementos gráficos y abstractos acerca de las relaciones y acciones mediante la representación de formas.

Resolución de problemas Comprende y resuelve operaciones básicas ma-temáticas y de razonamiento que impliquen cono-cimientos previos o planificaciones de acción.

26

III - PROCESO

Ya presentados los conceptos teóricos que fueron base para el desarrollo de DiverMath, a continuación se describe la metodología propuesta, su importancia para el desarrollo del pro-yecto y el proceso llevado a cabo para el desarrollo, los aciertos y errores.

1. Metodología Propuesta

El desarrollo de la aplicación se baso en la metodología ágil Programación Extrema, creada por Kent Beck. La programación extrema se basa en la simplicidad, la comunicación y la reutilización de código. Se uso está metodología debido al tiempo de realización de la aplica-ción y de la constante comunicaaplica-ción que se tendrá con el cliente para la realizaaplica-ción de la misma.

Esta metodología propone [23]:

- Exploración: En esta etapa se extraen los requerimientos de los usuarios a través de

historias de usuario. Se Hace estimaciones, se prioriza y se hace una planeación. Aquí se definen las actividades de la mano con el estudiante de la Universidad Pe-dagógica. El objetivo es definir las 4 actividades cumpliendo con el primer objetivo específico.

- Iteraciones: Cada iteración tiene como objetivo implementar las Historias de usuario

encontradas. Cada Iteración realizara:

o Planeación: Se define la historia de usuario a implementar, las tareas especí-ficas. Se hace estimaciones, se prioriza y se hace una planeación de lo que se va a implementar en la iteración.

o Diseño: Se establecerán las partes y funcionalidades de la herramienta según la historia de usuario a implementar.

o Pruebas: Se ejecutan las pruebas unitarias, determinando desde los resultados obtenidos si se puede continuar iterando o no. Estas pruebas se realizarán con la herramienta JUnit [24].

o Integración: Se integra con las demás funcionalidades implementadas. Al finalizar se tendrá la herramienta desarrollada, cumpliendo así con el segundo ob-jetivo específico.

- Pruebas de Usabilidad: Por último se realizara pruebas de usabilidad con los niños

asistentes al LICCE. Esta última fase no hace parte de la metodología de Programa-ción Extrema. Con estas pruebas se cumple el tercer objetivo específico.

2.

Desarrollo del Proyecto y Cumplimiento de

Obje-tivos

2.1 Definición de las Actividades

En esta parte del proyecto se buscaba cumplir con el objetivo de encontrar 4 actividades sig-nificativas que al finalizar serían las historias de usuario a desarrollar en la fase de iteracio-nes.

A partir de diciembre de 2009 y hasta principios de febrero del 2010 se hizo este proceso, con dos reuniones semanales con el cliente, que en el proyecto fue Gineth López, estudiante de educación especial en la Universidad Pedagógica, las cuales en la primera se buscaban las actividades posibles que se podrían aplicar a los niños en la ludoteca, luego el día sábado se aplicaban estas actividades a los niños.

Los criterios pedagógicos para buscar las actividades esta descrito en la sección Requerimien-tos pedagógicos del marco contextual, es así que se reunieron varias actividades para un con-cepto especifico y luego realizado un análisis se escogieron las actividades más significativas. El siguiente cuadro muestra los criterios que se tuvieron en cuenta para evaluar cada activi-dad.

28

Actividad # __ Concepto:

Número de niños

Cuantos niños entendie-ron la actividad

A cuantos niños les gusto la actividad

Cuantos niños reacciona-ron de manera negativa.

Cuantos niños lograron entender el concepto

objetivo.

Tabla 5: Cuadro Evaluación Actividades Significativas

Según la valoración que arrojaba el cuadro por cada actividad, se observaba la reacción ante estas, su facilidad para entender la actividad y de qué forma esta podría ser plasmada en la herramienta. Así por medio de reuniones de evaluación con el cliente se llego a construir la primera iteración de las historias de usuario, que incluían las actividades más significativas recolectadas durante este periodo.

La idea original, hablada con el cliente, era tener una aplicación con 4 actividades que desarrollaran los temas específicos acordados. Durante la escritura de las historias de usuario surgió la necesidad de incluir más actividades que complementaran conceptos que se trabaja-ron pero que no se veían reflejados. De esta forma quedo conformado las historias de usuario que inicialmente incluía 4 áreas que incluían cada una 3 actividades que buscaban cumplir con la necesidad educativa de los niños de la ludoteca y de la LICCE (Anexo 1), luego hubo un refinamiento de las historias de usuario agrupando algunas historias de usuario que eran similares (Anexo 2).

Así luego de las primeras iteraciones, en reuniones con el cliente y observando con deteni-miento de nuevo las actividades y su fin, se determino que algunas actividades eran similares y que un área estaba determinada para que el niño se familiarizara con el manejo del compu-tador la cual no tenía sentido en el fin de la herramienta. Así luego de los cambios y de ajus-tes, la iteración final de las Historias de Usuario fue:

2.1.1 Historias de Usuario

Las historias de usuario definen lo que se debe construir en el proyecto de software, aquí se defines cuatro aéreas de juego cada una con tres actividades distintas.

1. Escoger Área del Granja

El programa tendrá un área ambientada con gráficos referentes a una Granja en el cual el usuario podrá escoger entre dos actividades.

1.1 Secuencia de animales

El programa dará una secuencia inicial de animales y el usuario debe escoger el animal correcto para seguir con la secuencia de manera correcta. Por ejemplo si la secuencia es Gato-Perro-Gato la siguiente imagen a escoger es perro.

1.2 Clasificación- Asociación de Objetos

El programa debe dar varias imágenes de objetos y distintos animales repartidas de forma aleatoria en la pantalla, el usuario debe clasificar y asociar según co-rresponda en un área específica de la pantalla.

2. Escoger área del Castillo

El programa tendrá un área ambientada con gráficos referentes a un Castillo del terror en el cual el usuario podrá escoger entre dos actividades.

30

El programa dará al usuario una descripción inicial de figuras geométricas que están asociadas a un objeto del castillo, (círculo-frankestein, triangulo-bruja, cua-drado-momia), también el programa le dará una frase descriptiva (frankestein en-cima de la bruja. Ambos dentro de la momia), el usuario deberá escoger la opción correcta entre varias imágenes.

2.2 Juego de Acertijos-Observación

El programa presentará una pregunta o acertijo matemático el usuario deberá responder la pregunta, de lograrlo el programa le permitirá seguir con otra pre-gunta.

3. Escoger área de mercado.

El programa tendrá un área ambientada con gráficos referentes a una plaza de merca-do en el cual el usuario podrá escoger entre merca-dos actividades.

3.1 Secuencia de Números

El programa mostrara una secuencia de números a la cual el usuario deberá res-ponder correctamente de las opciones dadas por el programa.

3.2 Concéntrese.

El programa mostrará varias imágenes en un tablero, el jugador debe buscar pa-res. El objetivo es descubrir todo el tablero emparejando las imágenes.

4. Puntuar Actividades.

El Programa debe permitir puntuar las diferentes actividades que realiza el usuario para ello cada uno tendrá un registro en el programa para poder registrar el puntaje en cada sesión.

El Programa debe permitir puntuar una actividad según las respuestas del usuario, si la respuesta es correcta sumará un total de 100 puntos y por cada respuesta in-correcta se le descontara 50, si el puntaje llega a cero y si sigue puntuando res-puestas incorrectas se mantendrá en cero.

4.2 Puntaje por tiempo.

El Programa debe permitir puntuar una actividad según el tiempo en que realice, cuando finaliza se tendrá en cuenta el tiempo para ubicarlo en los puntajes. De esta forma la herramienta se desarrollo, teniendo en cuenta que las historias de usuario reflejaban el comportamiento simple del sistema. Así con las constantes reuniones con el cliente, surgieron las demás funcionalidades para cada una de las actividades tales como: Sonidos de ambiente, sonidos cuando el usuario da una respuesta correcta o incorrecta, barras de progreso, cambio de cursores, entre otros.

2.2 Desarrollo del Software

Esta fase del proyecto buscaba cumplir con el objetivo de implementar las historias de usua-rio escritas en la fase de exploración.

2.2.1 ¿Por qué se usó XP?

La adopción de una metodología ágil se basa en la duración del Trabajo de grado (4 meses) y de la importancia de brindarle a la Ludoteca y a la Liga Central Contra la Epilepsia una herramienta funcional que ayudara con su trabajo con los niños asistentes, desarrollando el software en el tiempo especificado.

Así el proyecto busco que la implementación de la herramienta fuera sencilla, el usuario constantemente estaba informado e implicado, la toma de decisiones fue de manera rápida y efectiva y aceptando los cambios. A continuación se mencionan las características más im-portantes por la cual la metodología XP fue adoptada.

32

Uno de los principios más importantes en XP. El cliente trabajando directamente con el pro-yecto [23]. En este caso era realmente importante ya que el componente pedagógico de la herramienta y era necesario para que representara las necesidades pedagógicas de los usuarios finales.

El cliente estaba capacitado para responder problemas presentados durante el desarrollo. To-mo parte en la realización y priorización de las historias de usuario [23]. También estaba presente para proveer retroalimentación de las iteraciones realizadas que se convirtieron en cambios en el funcionamiento de la herramienta y en la parte visual.

Es así que semanalmente había dos reuniones con Gineth López, Estudiante de la Universi-dad Pedagógica. En la primera fase del proyecto, durante las reuniones se acordaban las acti-vidades que iban a ser plasmadas en las historias de usuario. Ya en la segunda fase el cliente daba retroalimentación y solicitaba los cambios pertinentes.

2.2.1.2

“Keep it Simple”

Mantener el diseño tan simple como es posible. Se tuvieron en cuenta principios como: hacer lo más simple que pueda funcionar, mantener el diseño simple continuamente. Todo esto para mantener la herramienta ágil y manejable. Así la herramienta se mantiene flexible a los cam-bios en requerimientos o historias de usuario que se presentaran.

Se uso el patrón de diseño Modelo vista Controlador, así se tenía separado los datos de la aplicación, la lógica y la interfaz de usuario. Con esto, los cambios en las historias de usuario eran mucho más fáciles de manejar y no representaban un cambio drástico en el diseño de la herramienta.

2.2.1.3 Adopción del cambio.

Asumir que no todo está bien o todo es conocido desde un inicio, estar abierto a la posibilidad de cambios en actividades o funcionalidad especifica. El cambio permite que el proyecto adopte retroalimentaciones que al final benefician al proyecto pues se sabe si el proyecto se está dirigiendo hacia donde queremos y si realmente se está haciendo bien.