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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/5184| Título : | Laboratorio Virtual de Matemáticas |
| Autor : | Gomez Ramirez, Marco Antonio |
| Fecha de publicación : | 2014 |
| Resumen : | ANTECEDENTES: Actualmente las tecnologías de la información y la comunicación ofrecen un sinfín de posibilidades que se pueden aprovechar para favorecer experiencias educativas y mejorar aprendizajes. Los ambientes virtuales inmersivos en tres dimensiones, en Internet, son escenarios en los que es posible simular y visualizar la representación de modelos analíticos como si fueran objetos del mundo real y en los que es posible socializar entre los participantes representados por avatares; con ello, se proporcionará a los estudiantes un ambiente de virtual aprendizaje acorde con la forma en que se desarrolla la sociedad actual, a través de las nuevas tecnologías. Ya se han realizado algunas experiencias previas con el Laboratorio Virtual de Geometría Analítica, en el semestre 2010-2 se realizó el primer ensayo mediante SecondLife y Moodle con un grupo piloto de 200 alumnos; Esta primera experiencia resultó exitosa desde el punto de vista didáctico y de aceptación por parte de estudiantes y profesores, sin embargo se detectó una problemática de saturación de los servidores contratados en SecondLife; en el semestre 2011-1 se realizó un cambio técnico para operar el laboratorio en la plataforma SIM, otra aplicación que también ofrece ambientes virtuales, aunque con menores prestaciones, sin embargo, también presentó ciertas desventajas en cuanto a la disponibilidad de acceso a los usuarios cuando el laboratorio se extendió a un número mayor de alumnos (entre mil y mil quinientos por semestre hasta el 2012-2). Finalmente, para el semestre 2013-1 se realizó un nuevo cambio tecnológico a la plataforma Unity enlazada con Moodle, se creó la versión 2.1 del Laboratorio Virtual de Geometría Analítica y se trabajó con 43 grupos (aproximadamente 2,150 alumnos) Las experiencias citadas han permitido evaluar favorablemente la pertinencia del laboratorio virtual para apoyar el aprendizaje de la asignatura y juzgar el desempeño de las plataformas tecnológicas entonces seleccionadas, llegando a la conclusión de que Unity es la alternativa que mejor ha respondido a los retos que se han presentado para el laboratorio Virtual. DESCRIPCIÓN Actualmente, el Laboratorio Virtual de Geometría Analítica (LVGA) consta de cinco prácticas. Dadas la enorme potencialidad que se ha encontrado en el actual LVGA, en esta nueva etapa para la que se solicita el apoyo, se pretende ampliar las prácticas a todas las asignaturas de matemáticas de los primeros tres semestres de las carreras de Ingeniería: Álgebra, Álgebra Lineal, Cálculo Diferencial, Cálculo Integral y Cálculo Vectorial; conformando con ello el LABORATORIO VIRTUAL DE MATEMÁTICAS. El nuevo laboratorio virtual consistirá de diez prácticas adicionales, dos para cada una de las asignaturas citadas, aunadas a las cinco ya existentes de Geometría Analítica. Cada práctica del laboratorio virtual consiste en una serie de actividades que el alumno debe realizar en línea, a través de Internet y de la plataforma Moodle enlazada con el simulador de ambientes virtuales Unity. Las tareas que debe realizar el alumno son: cuestionario previo, práctica en el simulador de los contenidos propuestos, elaboración del reporte de resultados y cuestionario de evaluación final. Los resultados de cada alumno son disponibles a través de la plataforma Moodle para los profesores, quienes valoran las actividades de sus alumnos. La práctica en el simulador Unity consiste en un ambiente virtual construido en una isla en la que, entre jardines, se ubican los espacios para que el alumno desarrolle la práctica a través de un avatar que lo representa dentro de la isla. Una vez que el alumno entra a la isla, puede hacer un recorrido donde se le presentan mamparas o carteles con cápsulas informativas interesantes sobre los conceptos de la materia y hechos o personajes históricos; si lo desea puede ir directamente a realizar su práctica. En los espacios para realizar la práctica se ubican las instrucciones sobre las actividades qu |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5184 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | Gomez Ramirez, Marco Antonio |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2014 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2014-2017 |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura nivel superior |
| metadata.dc.description.objective: | Apoyar la comprensión de conceptos matemáticos por parte de los estudiantes de ciencias básicas en los primeros semestres de las carreras de Ingeniería, mediante el desarrollo de prácticas de laboratorio diseñadas para el trabajo en un espacio virtual inmersivo en tres dimensiones a través de Internet. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | Las áreas de Álgebra y de Cálculo representan, junto con Geometría Analítica, la base de conocimiento matemático requerido para las ingenierías, estas son las primeras asignaturas con las que se enfrentan los estudiantes de nuevo ingreso a la Facultad; a lo largo de los años se ha observado la dificultad que representa para ellos abordar conceptos geométricos en tres dimensiones, puesto que están habituados a trabajar sólo con modelos analíticos en el plano XY. El cambio de estructuras mentales de dos dimensiones a tres dimensiones no es fácil, lo que ha representado un importante factor de reprobación en las asignaturas de matemáticas del primer semestre. Mediante el laboratorio virtual de matemáticas se ofrecerá a los estudiantes nuevas perspectivas y enfoques de trabajo, a través de prácticas formales de laboratorio como parte de sus actividades curriculares cotidianas, que les permitirán visualizar y manipular la representación virtual en tres dimensiones de los modelos analíticos que se estudian en estas áreas. De acuerdo con la teoría constructivista del aprendizaje, el estudiante debe construir su propio conocimiento a partir de conocimientos previos que ya posee, y por otro lado, también se ha aceptado ampliamente que el aprendizaje se favorece en un ambiente social. En el laboratorio virtual, los alumnos podrán ensayar lo visto en clase, simular diferentes situaciones que pueden ocurrir al cambiar parámetros en los modelos analíticos y observar los resultados desde distintos puntos de vista espaciales; así mismo, al estar en un ambiente 3D inmersivo compartido, otros estudiantes que accedan al laboratorio desde cualquier sitio podrán observar el desarrollo de las prácticas que están llevando a cabo sus compañeros, con la posibilidad adicional de comunicarse en tiempo real a través de chat y voz. Con la inclusión del laboratorio virtual como parte de las actividades curriculares de las asignaturas de matemáticas, se espera que los estudiantes comprendan mejor los conceptos y como consecuencia obtengan aprendizajes más significativos. |
| metadata.dc.description.strategies: | Se realizará un trabajo interdisciplinario, el equipo encargado del proyecto se ha conformado por docentes responsables de las áreas de matemáticas y por personal con experiencia en el desarrollo de aplicaciones didácticas para computadora, quienes se encargarán del planteamiento didáctico pedagógico de las prácticas, en tanto que para el desarrollo técnico de los objetos multimedia, se buscará la colaboración de otras áreas de la Facultad de Ingeniería y de otras entidades; y se ofrecerá como una opción de servicio social y de trabajo de tesis para alumnos de últimos semestres. Para propiciar la participación de los docentes y asegurar la calidad académica de los productos, las prácticas se diseñarán con base en trabajo colegiado por parte de las academias de profesores de las asignaturas involucradas. Las prácticas de laboratorio virtual se incluirán como parte de las actividades curriculares, esto implica que la realización de cada práctica por parte de los estudiantes será evaluada por el profesor de la materia y grupo respectivo en que esté inscrito el estudiante, dando rigor académico al laboratorio. Se propondrá al H. Consejo Técnico de la Facultad de Ingeniería que las prácticas virtuales se establezcan como obligatorias, sin créditos, en las asignaturas de los planes y programas de estudio que actualmente se encuentran en proceso de revisión en la Faculta de Ingeniería. Mientras tanto, se cuenta con la aceptación por parte de las academias de profesores para aplicar las prácticas en sus grupos de las materias de Geometría y Cálculo. Se estima tener en el laboratorio un aforo de más de 2,250 alumnos promedio por materia; al finalizar el tercer año, en total serán más de 13,250 alumnos-asignatura. Para sostener la alta demanda de uso y asegurar la estabilidad y fiabilidad del servicio, se provecharán las actuales tecnologías de Cloud Computing, esto es que se gestionará la contratación y administración de servidores en nube, los cuales representan costos de hospedaje y operación menores a los que representa la adquisición de servidores propios, con la ventaja de ofrecer mayores prestaciones. El alcance del proyecto será el de elaborar completamente y aplicar con alumnos, dos prácticas por cada una de las cinco materias que se incorporan al laboratorio. Se tendrán diez prácticas en total. Para conducir el avance del proyecto, se elaborará el diseño didáctico y de contenidos de dos prácticas de una materia cada semestre; al siguiente semestre se aplicarán esas dos prácticas en grupos pilotos con el fin de evaluarlas didáctica y técnicamente y realizar las mejoras necesarias para finalmente a partir del siguiente semestre en adelante aplicarlas a todos los grupo de la asignatura correspondiente. Se iniciará con las materias correspondientes al primer semestre de las carreras de Ingeniería (Cálculo Diferencial y Álgebra), posteriormente se continuará con el diseño y programación de las materias de segundo semestre y por último las de tercer semestre. Al final del tercer año se estarán aplicando las diez prácticas previstas a todos los grupos de las respectivas materias. |
| metadata.dc.description.goals: | PRIMER AÑO (2014) Aplicar y evaluar las cinco prácticas actuales de Geometría Analítica mediante una encuesta de opinión para los alumnos. La evaluación se realizará desde la dimensión didáctica y desde la dimensión tecnológica, para detectar las mejoras necesarias. Realizar la transformación técnica del Laboratorio Virtual de Geometría Analítica en el Laboratorio Virtual de Matemáticas e implementar las mejoras que se detectaron como necesarias en la evaluación previa. Realizar el diseño de contenidos y diseño didáctico de: -Dos prácticas de Cálculo Diferencial -Dos prácticas de Álgebra -Dos prácticas de Cálculo Integral Para el semestre 2014-2(febrero mayo de 2014) elaborar la programación técnica, revisión y pruebas de: -Dos prácticas de Cálculo Diferencial -Dos prácticas de Álgebra Para el semestre 2015-1 (Agosto noviembre de 2014): -Continuar la aplicación de cinco prácticas de Geometría Analítica en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Implementar en cuatro grupos piloto de alumnos las dos nuevas prácticas de Cálculo Diferencial. -Impartir un curso-taller para profesores sobre las nuevas prácticas de Cálculo Diferencial. Presentar dos ponencias en congresos nacionales. SEGUNDO AÑO (2015) Realizar el diseño de contenidos y diseño didáctico de: -Dos prácticas de Álgebra lineal -Dos prácticas de Cálculo Vectorial Elaborar la programación técnica, revisión y pruebas de: -Dos prácticas de Cálculo Integral -Dos prácticas de Álgebra Lineal Para el semestre 2015-2 (febrero mayo de 2015): -Continuar la aplicación de cinco prácticas de Geometría Analítica en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Cálculo Diferencial en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Implementar en cuatro grupos piloto de alumnos las dos nuevas prácticas de Álgebra. -Impartir un curso-taller para profesores sobre las nuevas prácticas de Álgebra. Para el semestre 2016-1 (agosto noviembre de 2015): -Continuar la aplicación de cinco prácticas de Geometría Analítica en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Cálculo Diferencial en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Álgebra en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Implementar en tres grupos piloto de alumnos las dos nuevas prácticas de Cálculo Integral. -Impartir un curso-taller para profesores sobre las nuevas prácticas de Cálculo Integral. Presentar una ponencia en un congreso internacional. TERCER AÑO (2016) Elaborar la programación técnica, revisión y pruebas de dos prácticas de Cálculo Vectorial Para el semestre 2016-2 (febrero mayo de 2016): -Continuar la aplicación de cinco prácticas de Geometría Analítica en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Cálculo Diferencial en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Álgebra en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Cálculo Integral en todos los grupos de la asignatura (30 grupos) -Implementar en tres grupos piloto de alumnos las dos nuevas prácticas de Álgebra Lineal. -Impartir un curso-taller para profesores sobre las nuevas prácticas de Álgebra Lineal. Para el semestre 2016-1 (agosto noviembre de 2016): -Continuar la aplicación de cinco prácticas de Geometría Analítica en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Cálculo Diferencial en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Álgebra en todos los grupos de la asignatura (50 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Cálculo Integral en todos los grupos de la asignatura (30 grupos) -Continuar la aplicación de dos prácticas de Álgebra Lineal en todos los grupos de la asignatura (30 grupos) - |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | El inicio del proyecto planteó importantes retos y dificultades que se tuvieron que sortear, una fue el cambio de planes y programas de estudió en el que dos las materias se fusionaron en una, la segunda dificultad y la más problemática de superar, fue que teniendo ya avanzada la programación de técnica de las primeras prácticas, los principales de los exploradores web (Google Chrome, Internet Explorer, Mozila) dejaron de soportar la tecnología que se utilizaba con los simuladores Unity en que se estaba programando. Por su parte, también Unity cambió de tecnología y dejó de dar soporte a los materiales elaborados en sus versiones anteriores. Todo esto, obligó a estudiar y replantear si continuar con el desarrollo de los simuladores mediante Unity o migrar a otras tecnologías. Después del análisis, se decidió continuar el desarrollo de las prácticas ya previstas en este proyecto, pero rehaciéndolas para permitir su funcionamiento con las nuevas versiones de los exploradores web y de Unity; aunque para el diseño de las futuras prácticas que se creen para el laboratorio se programará con herramientas más universales, como HTML5 y Geogebra. Gracias al apoyo del proyecto, se tiene ya toda la infraestructura técnica, el conocimiento y la experiencia para continuar creando nuevas prácticas y mejorar las existentes. Los responsables del proyecto consideramos que fueron alcanzadas y superadas con creces todas las metas propuestas; se transformó el laboratorio en una nueva plataforma de Moodle en un servidor institucional. De diez prácticas programadas se realizaron catorce; y de cinco cursos propuestos para profesores, se llevaron a cabo diez. Todo esto, sin duda redundará en el mejor aprendizaje de las materias de matemáticas por parte de los estudiantes. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Metas alcanzadas en el tercer año: 1.- Se concluyó con el diseño didáctico de nueve nuevas prácticas, y en lugar de realizar la décima práctica de Cálculo Vectorial se decidió enfocar la atención en el rediseño de las cinco prácticas que existían anteriormente en lo que se denominaba “Laboratorio Virtual de Geometría Analítica” (LVGAA). En total se tienen actualmente catorce prácticas en el Laboratorio. 2.- Se realizó la programación técnica en el nuevo laboratorio de las catorce prácticas citadas en el punto anterior, mediante su inclusión en la plataforma Moodle del Laboratorio y el diseño de algunas de las actividades en el Simulador Unity. De manera adicional, se está ya trabajando, más allá del alcance de este proyecto, en realizar nuevas actividades utilizando tecnologías diferentes como HTML5 y Geogebra para incluir en los simuladores. 3.- Se impartieron a lo largo del año 2016, siete cursos-taller para profesores, relacionados con los contenidos de las materias y con apoyo de los materiales del laboratorio virtual. Resumen de metas logradas en los tres años: - Se capacitó al personal encargado del desarrollo técnico a través de dos cursos-taller de desarrollo de contenidos. - Se transformó el antiguo laboratorio virtual de Geometría Analítica en el nuevo Laboratorio Virtual de Matemáticas, para incluir a todas las materias de Matemáticas Básicas de los nuevos planes de Estudio de las Carreras de Ingeniería, lo anterior implicó: Cambio de un servidor de empresa privada en nube a un servidor institucional de la Facultad de Ingeniería, Crear una nueva plataforma en Moodle para alojar las prácticas, actualizar y reprogramar los simuladores Unity a la nueva plataforma y a la nueva tecnología. - Se realizaron nueve prácticas nuevas, desde el diseño didáctico hasta la programación técnica, y se rediseñaron y reprogramaron cinco prácticas antiguas, con lo que se alcanzó un total de catorce prácticas para el laboratorio, 5 de Geometría Analítica, 2 de Álgebra, 2 de Álgebra lineal, 2 de Cálculo Diferencial, 2 de Cálculo Integral 1 de Cálculo Vectorial. - Cinco de las catorce prácticas están ya en uso cotidiano por los alumnos, para las otras prácticas se han realizado las pruebas piloto con grupos de alumnos seleccionados. - En total, en los tres años se impartieron diez cursos-taller para los profesores de las materias involucradas en el proyecto, con una participación de 173 total asistentes. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Ingeniería |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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