DESARROLLO DE HABILIDADES COGNITIVAS USANDO SOFTWARE INTERACTIVO

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1 DESARROLLO DE HABILIDADES COGNITIVAS USANDO SOFTWARE INTERACTIVO Autores: MSc. Alejandrina Nivela Cornejo 1 ; MSc. Omar Otero Agreda 2 ; MSc. Lucila Pazmiño Iturralde; Correo electrónico: Institución: Universidad de Guayaquil INTRODUCCIÓN Al hablar de habilidades cognitivas, también llamadas habilidades del pensamiento o habilidades intelectuales, se hace referencia a las habilidades que son necesarias en el ser humano, las cuales permiten llevar a cabo una tarea. Así mismo, son facilitadoras del conocimiento, puesto que son responsables de adquirirlo y luego recuperarlo para ser utilizado posteriormente (Reed, 2007). Las habilidades cognitivas tienen más que ver con los mecanismos relacionados a cómo nosotros aprendemos, recordamos, resolvemos problemas y prestamos atención; que en el conocimiento actual que tenemos. Por ejemplo, la tarea de contestar el teléfono implica al menos las habilidades de percepción (oír el tono de llamada), la toma de decisiones (responder o no el teléfono), las habilidades motoras (tomar y descolgar el teléfono), las habilidades lingüísticas (hablar y comprender el lenguaje) y las habilidades sociales (interpretando el tono de voz e interactuar adecuadamente con otro ser humano). Según Hernández (2001), para adquirir una habilidad cognitiva es necesario que se ejecuten tres momentos: 1) la persona desconoce que la habilidad existe, 2) la persona realiza el proceso de adquirir la habilidad y desarrollarla a través de la práctica y 3) la persona interioriza la habilidad y resulta independiente de los conocimientos, de tal forma que su aplicación resulta fácil y fluida. Si bien es cierto la presencia de una habilidad cognitiva se asocia a la realización o no de una tarea, el nivel de desarrollo de esta habilidad, puede ser asociada a la eficiencia de cómo se realiza la tarea. Esto es, si una persona tiene bien desarrollada una habilidad cognitiva específica para realizar una determinada

2 tarea, esta tarea será realizada de manera más rápida y con mejores resultados, al compararlo con una persona que no tiene muy bien desarrollada esta habilidad. Esto se traduce en el ámbito laboral en ganancias y en el educativo rendimiento escolar. (Ramos, Herrera y Ramírez, 2010). En resumen podemos afirmar que el mejoramiento del rendimiento de una tarea está relacionado de manera directa al nivel de desarrollo de una habilidad. En la literatura podemos encontrar un sin número de métodos que permiten el desarrollo de habilidades cognitivas, con el objetivo de mejorar el rendimiento en el desarrollo de una tarea, muchos de ellos apoyados con tecnología. Entre las tecnologías más populares de entrenamiento de habilidades cognitivas se encuentran las aplicaciones interactivas. Una aplicación interactiva se define como las aplicaciones que permiten el ingreso de información por parte del usuario y una retroalimentación inmediata. Una aplicación interactiva por lo general incluye una combinación de texto, gráfico, sonido y video, dentro de un ambiente digital estructurado. Según un reporte publicado en el 2013 por SharpBrains, existe una demanda creciente de aplicaciones interactivas diseñadas para ejercitar, monitorizar y mejorar las habilidades cognitivas y el entrenamiento del cerebro. Según este reporte, más de jóvenes y adultos acceden a aplicaciones para ejercitar el cerebro y mejorar sus habilidades de manejo, académicas, laborales, entre otras. Entre las tecnologías más comunes se encuentran las aplicaciones Web y móviles. Si nos centramos en las habilidades cognitivas necesarias para matemáticas, varios autores han identificado dichas habilidades. Geary (2008) describe tres grupos de habilidades que son necesarias para las matemáticas: 1. Memoria semántica. Que permite recordar palabras, significados y conceptos, en lugar de eventos específicos. 2. Habilidad procedural. Relacionada al uso de estrategias y procedimientos para resolver problemas matemáticos. 3. Habilidad visual-espacial.

3 Cada grupo de habilidades puede descomponerse en habilidades más básicas, de tal forma que la deficiencia en el desarrollo de una habilidad básica puede afectar a un grupo en particular. Estas habilidades básicas son: Atención visual sostenida Discriminación visual Consistencia visual de la forma Velocidad de procesamiento visual Visualización Direccionalidad Memoria de largo plazo Memoria secuencial visual/auditiva Memoria de trabajo Pensamiento conceptual Cada una de estas habilidades puede ser entrenada con el objetivo de mejorar el rendimiento en matemáticas. Varios autores han demostrado cómo el rendimiento en matemáticas puede ser mejorado mediante entrenamiento de una o varias habilidades cognitivas necesarias para las matemáticas. Un estudio realizado por especialistas en educación de la Universidad Estatal de Michigan, ha demostrado que el entrenamiento en habilidades visual-espaciales en niños pequeños de edades entre 6 y 8 años, puede mejorar su rendimiento en matemáticas (Henion & Mix, 2013). Los investigadores entrenaron a los niños en "rotación mental", una habilidad cognitiva visual-espacial, y encontraron que sus puntajes en operaciones matemáticas de suma y restas, mejoraron de manera significativa. Según el Instituto Nacional de Evaluación (INEVAL), el puntaje del desempeño académico de los estudiantes en el 2013 estuvo entre insuficiente y elemental. La prueba realizada a los estudiantes de cuarto, séptimo y décimo de Educación General Básica (EGB) y tercero de bachillerato se enfocaron en conocimientos de Matemáticas, Ciencias Naturales, Lengua y Literatura, y Estudios Sociales; la cual contempló los estándares de aprendizaje del Ministerio de Educación. Un sin número de factores se involucran dentro de este bajo rendimiento en matemáticas, entre los cuales podemos anotar lo siguientes: metodologías

4 inadecuadas de enseñanza aprendizaje aplicadas por los maestros, el bajo uso de nuevas herramientas tecnologías de apoyo a la docencia en matemáticas, carencia de entrenamiento en los estudiantes en el desarrollo de habilidades cognitivas para las matemáticas, entre otros. Cabe señalar que el presente trabajo de investigación se alinea con los siguientes objetivos del Plan Nacional del Buen Vivir : 2.2.c) Ampliar la oferta y garantizar la gratuidad de la educación pública en los niveles de educación inicial, general básica y bachillerato en todo el país y generar mecanismos para fomentar la asistencia y permanencia de los estudiantes en el sistema, así como la culminación de los estudios. Debido a que pretende ser un aporte dentro del proceso de culminación de los estudios en los estudiantes afectado por el bajo rendimiento en matemáticas. 4.2.e) Generar mecanismos pedagógicos y metodológicos de enseñanza que promuevan la adecuada transición de los estudiantes a través los diferentes niveles de educación. Debido a que se espera generar mecanismos novedosos dentro del ámbito de la enseñanza de matemáticas en educación básica. 4.4.c) Armonizar los procesos educativos en cuanto a perfiles de salida, destrezas, habilidades, competencias y logros de aprendizaje, para la efectiva promoción de los estudiantes entre los distintos niveles educativos. Debido a que la propuesta involucra el desarrollo de un software educativo que permitirá mejorar los perfiles de salida de los estudiantes. OBJETIVO GENERAL Determinar la Incidencia de los sistemas interactivos en el desarrollo de habilidades cognitiva de los estudiantes, mediante una investigación bibliográfica y de campo, para generar una propuesta de diseño de un software interactivo de entrenamiento de habilidades cognitivas. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Los objetivos específicos del presente trabajo de investigación son: 1. Analizar la aplicabilidad de la propuesta mediante encuestas a los profesores y representantes legales. 2. Identificar cuáles son las habilidades cognitivas específicas que los

5 estudiantes de cuarto año de educación básica elemental deben poseer para matemáticas. 3. Identificar la manera de entrenar las habilidades cognitivas a través del uso de la tecnología. 4. Investigar qué es, sus partes y cómo se desarrollan los sistemas interactivos educativos. 5. Identificar las herramientas más adecuadas para la implementación de un software interactivo educativo. 6. Diseñar un software interactivo con utilidad didáctica para la enseñanza de las matemáticas. JUSTIFICACION Analizando el estado actual del rendimiento de los estudiantes en matemáticas resulta evidente la justificación de la realización del proyecto, debido a que éste busca el mejoramiento del rendimiento en matemáticas mediante el entrenamiento cognitivo dirigido a las habilidades específicas en matemáticas a través del uso de sistemas interactivos educativos Esta investigación no solo permitirá identificar cuáles son las habilidades cognitivas específicas para matemáticas que los estudiantes deben poseer, sino también, permitirá conocer las diferentes formas de entrenamiento de estas habilidades utilizando las TIC. De manera práctica, la presente investigación permitirá el desarrollo de un sistema interactivo de entrenamiento de habilidades cognitivas específicas para matemáticas, lo cual pretende ser un aporte significativo en el ámbito educativo, no solo dentro de la Escuela objeto del presente estudio, sino también a nivel nacional. Los resultados obtenidos de esta investigación esperan aportar no solo a la comunidad científica, sino también a los estudiantes debido a que se proveerá de herramientas que permitan potenciar sus habilidades cognitivas y mejorar su rendimiento en matemáticas; así como también a los profesores debido a que contarán con una herramienta más de apoyo en la enseñanza de matemáticas, permitiendo no solo mejorar el rendimiento de sus estudiantes, sino además

6 acercar a los estudiantes al uso del computador, mejorando así sus competencias en el uso de las nuevas tecnologías. Se espera que esta investigación sirva de pauta para que otros investigadores busquen el mejoramiento de las habilidades cognitivas específicas para otras materias utilizando sistemas interactivos, con el objetivo de mejorar el rendimiento de los estudiantes. En resumen se puede describir que los beneficiarios del proyecto serán: La comunidad científica Los estudiantes Los profesores Los padres de familia La comunidad Si nos centramos en el área educativa, un propósito esencial de la educación es el desarrollo y la adquisición de habilidades cognitivas en los estudiantes, específicas para las diferentes disciplinas pertenecientes al currículo. Varios autores han investigado acerca del mejoramiento de habilidades cognitivas a través del uso de tecnología. Encarnación & Ferrá (2013) en su investigación presenta una estrategia didáctica que fomenta el desarrollo de la interactividad cognitiva en cursos soportados en ntornos irtuales de nseñanza-aprendizaje (EVEA). Los autores definen como interactividad cognitiva como la cualidad que caracteriza el nivel de consonancia entre las actividades instructivas con ayudas y las funciones cognitivas de los estudiantes en EVEA, permitiéndoles la construcción de sus aprendizajes a partir de la actividad del estudiante con los materiales y su comunicación con otros, cuya efectividad se determina a partir del grado de satisfacción del estudiante en relación al proceso de aprendizaje. Los autores en su estudio concluyen que las tareas enfocadas en el desarrollo de habilidades, fomenta a que los estudiantes adapten sus estrategias preferenciales con el objetivo de crear nuevas estrategias que permitan resolver estas tareas que han sido enviadas a través de la plataforma virtual. Esto permite que los estudiantes desarrollen nuevas habilidades

7 cognitivas a través de la consolidación y desarrollo de sus propias habilidades ya adquiridas. De igual forma, Álvarez (2010) analiza el impacto que tiene el uso de programas interactivos en el desarrollo de habilidades de lectura en niños de quinto grado en escuelas públicas de la ciudad de Medellín. En particular, el estudio se enfocó en utilizar sistemas interactivos para estimular en el estudiante su capacidad para identificar la estructura de un texto y reconocer sus diversos componentes. En su estudio el autor demostró que el uso de sistemas interactivos incrementó de forma significativa las habilidades de lecturas en los niños objetos de su estudio. Así mismo, Vergel (2013) en su investigación doctoral analiza cómo el uso de sistemas interactivos desarrollados en el lenguaje HTML 5, permite que personas con deterioro cognitivo puedan realizar sesiones de estimulación desde su domicilio de forma remota, complementando así las terapias indicadas por el especialista. Esta herramienta, según el autor, no solo es de gran utilidad para el paciente, sino también para el especialista debido a que permite que los resultados de los ejercicios realizados puedan almacenarse y ser analizados posteriormente con el objetivo de mejorar o adecuar de mejor forma la terapia. Si nos centramos en entrenamiento de habilidades cognitivas para matemáticas, varios autores han investigado la relación entre el entrenamiento cognitivo y su rendimiento en matemáticas. Un estudio realizado por especialistas en educación de la Universidad Estatal de Michigan, ha demostrado que el entrenamiento en habilidades espaciales en niños pequeños de edades entre 6 y 8 años, puede mejorar su rendimiento en matemáticas (Henion & Mix, 2013). Los investigadores entrenaron a los niños en "rotación mental", una habilidad cognitiva espacial, y encontraron que sus puntajes en operaciones matemáticas de suma y restas mejoraron de manera significativa. El entrenamiento en rotación mental involucró ejercicios en los cuales los niños debían resolver cómo dos mitades de un objeto que debían ser rotados un ángulo, se deben unir para formar un objeto nuevo. El gráfico N o 1 describe un ejemplo. Este es el primer estudio que demuestra una evidencia directa de una relación de causalidad, esto es, cuando los niños son entrenados en una habilidad, se

8 observa mejoría en otra. Los investigadores describen que los hallazgos sugieren que las habilidades espaciales de una u otra forma "preparan" al cerebro para abordar mejor los problemas matemáticos. Lo sorprendente de esta investigación es que se observan las mejoras en el rendimiento en matemáticas después de haber dado a los estudiantes, objeto de estudio, una sola sesión de entrenamiento de 20 minutos en la capacidad espacial. SISTEMAS INTERACTIVOS EN EDUCACIÓN Hoy en día, los sistemas interactivos están cobrando una especial relevancia dentro del campo educativo. Un sistema interactivo es un sistema informático que se interrelaciona y depende de las acciones de un usuario para realizar una tarea, es decir, todo sistema en el que interactúan persona y máquina. El software interactivo educativo se define genéricamente como cualquier programa computacional, que sirve de apoyo al proceso de enseñar, aprender y administrar. Según Piattini (2006) la metodología para desarrollar el software interactivo, es un conjunto de técnicas soporte documental y procedimientos que es fundamental para desarrollar el software, o sea es el camino para desarrollar el software, existen muchas teorías pero todas coinciden en análisis, diseño, codificación, pruebas, evaluación. Según Leguizamon (2008) los pasos son los siguientes 1. Determinar la necesidad de un software educativo 2. Formación del equipo de trabajo 3. Análisis y delimitación del tema 4. Definición del usuario 5. Estructuración del contenido 6. Elección del tipo de software a desarrollar 7. Diseño de interfaces 8. Definición de las estructuras de evaluación 9. Elección del ambiente de desarrollo 10. Creación de una versión inicial 11. Prueba de campo 12. Mercadotecnia 13. Entrega del producto final

9 Existen muchas formas para desarrollar el software pero la fase del comienzo es el análisis, aquí se determina la característica del usuario, el escenario escolar, el hardware con que cuenta la institución, no solo a nivel de computación sino que habilidades tienen el usuario, todo eso es el material pedagógico. El segundo paso es el diseño, aquí se plasma en un papel las ideas anteriores, contenidos, colores, la interfaz, los hipervínculos, algunos autores la denominan la etapa del diseño detallado. MÉTODOS Y TÉCNICAS MÉTODO DEDUCTIVO Lo deductivo se presenta con el fin de demostrar en forma interpretativa, mediante la lógica pura, la conclusión en su totalidad a partir de unas premisas, de manera que se garantiza la veracidad de las conclusiones, si no se invalida la lógica aplicada. Se trata del modelo axiomático como el método científico ideal. El método inductivo necesita una condición adicional, su aplicación se considera válida mientras no se encuentre ningún caso que no cumpla el modelo propuesto. La deducción es una forma de razonamiento, mediante la cual se pasa de un conocimiento general a otro de menor nivel de generalidad. El conocimiento de las diferentes causas y la influencia sobre el avance de las estudiantes, permiten hacer claras deducciones y comprender las razones que motivaron la investigación relacionada con los instrumentos de evaluación más adecuados. MÉTODO INDUCTIVO Es un método científico que va de lo particular a lo general. Según este método, se admite que cada conjunto de hechos de la misma naturaleza está regido por una Ley Universal. El objetivo científico es enunciar esa Ley Universal partiendo de la observación de los hechos. La inducción ha sido aplicada y para ello fue necesario estudiar una muestra de docentes y representantes legales en cuarto año de educación básica, solo así permitirá llegar a una generalización sobre el desarrollo de habilidades cognitivas en matemática de los estudiantes. MÉTODO DE OBSERVACIÓN

10 La observación científica consiste en obtener datos de la realidad sin ejercer un control sobre las variables independientes. Este método es útil debido a que en primera instancia permite elaborar una hipótesis, y luego puede ser aplicado para obtener datos que permitan verificar si la hipótesis se cumple. Estos datos, adecuados y fiables, pueden ser estar relacionados a conductas, eventos y /o situaciones perfectamente identificadas e insertas en un contexto teórico. La observación fue aplicada para poder recabar información acerca del problema de investigación y poder plantear la hipótesis. Así mismo, se utilizó para recolectar datos relacionados a la situación actual del rendimiento de los estudiantes, así como para definir el contexto de la investigación. PRESENTACIÓN, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Los resultados de la investigación bibliográfica se resumen en el marco teórico de la presente investigación. De igual forma, luego de aplicar la encuesta a los docentes y representantes legales, descrita en la investigación de campo, se procede a tabular los datos utilizando hojas de cálculo. El propósito de las encuestas fue obtener información relevante acerca de los docentes, estudiantes, el rendimiento escolar, uso de las TIC, y percepciones relacionadas a averiguar la posible incidencia de los sistemas interactivos en el desarrollo de las habilidades cognitivas de los estudiantes

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