CAPÍTULO 3 MARCO METODOLÓGICO

Transcripción

1 CAPÍTULO 3 MARCO METODOLÓGICO En este capitulo se incluyeron aspectos relacionados con el nivel y diseño de la de investigación, la población y muestra objeto de estudio y los instrumentos que fueron utilizados para llevar a cabo la investigación. Es el como se realizó el estudio para responder al problema planteado. Nivel de investigación Hernández, Fernández y Baptista (2003) ubican la investigación a nivel exploratorio, descriptivo, correlacional y explicativo; señalando que mediante el exploratorio se examinan temas objeto de poco o ningún estudio; mediante el descriptivo se especifican características importantes del fenómeno sometido a análisis; a través del correlacional se miden las relaciones existentes entre dos o más variables; finalmente, el nivel explicativo responde a causas de eventos de tipo físico o social, es decir, explica el porqué de la ocurrencia de un fenómeno y las condiciones en las que el mismo se da. Dadas estas características se debe ubicar la investigación como descriptiva debido a que se recolectaron una serie de datos a los estudiantes de Química I, pertenecientes a la Unidad de Estudios Básicos de la Universidad de Oriente Núcleo de Bolívar para explicar la necesidad de un modulo instruccional que permita ofrecer estrategias para la resolución de problemas de estequiometría química, explicando de esta manera situaciones, eventos y hechos propios de este tipo de investigación. Para Fídias (2004), una investigación descriptiva consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno o grupo con el fin de establecer su estructura o comportamiento. Los estudios descriptivos miden de forma independiente las 60

2 variables de estudio (p 22). Se midieron, evaluaron y recolectaron datos sobre diversos aspectos, dimensiones o componentes acerca de lo que se investigó, además los estudios descriptivos ofrecen la posibilidad de predicciones o relaciones aunque sean poco elaboradas. Diseño de investigación En consideraciones de Fídias (2004), el diseño de investigación es la estrategia general que adopta el investigador para responder al problema planteado (p. 24). En atención al diseño la investigación se clasifica en: documental, de campo, experimental y no experimental. A su vez la investigación experimental se puede dividirse según las categorías de Campbell y Stanley en: preexperimentos, experimentos puros verdaderos y cuasi experimentos. La investigación no experimental se subdivide en diseños transeccionales o transversales y diseños longitudinales. Según la metodología la clasificación que se utilizó para el diseño de la investigación, fue una investigación no experimental transversal, esto por las características que la investigación mostró. Una investigación no experimental es la que se realiza sin manipular deliberadamente las variables. Lo que se hace en una investigación no experimental es observar fenómenos tal y como se dan en su contexto natural, para después analizarlos. De hecho, no hay condiciones o estímulos a los cuales se expongan los sujetos del estudio. Los sujetos son observados en su ambiente natural, en su realidad. En un estudio no experimental En algunas ocasiones la investigación se centra en analizar cual es el nivel o estado de una o diversas variables en un momento dado, o bien cual es la relación entre un conjunto de variables en un punto en el tiempo. En estos casos el diseño apropiado (bajo un enfoque no experimental) es el transversal o transeccional. Otras veces, en cambio, la investigación se centra en estudiar como evolucionan o cambian una o más variables o las relaciones entre ellas. En situaciones como esta el diseño apropiado es el longitudinal 61

3 Es evidente entonces, que la presente investigación se realiza sin manipular y controlar las variables, observando el fenómeno tal como sucede en su contexto natural (aunque después se analiza). Los sujetos de estudio son observados en su realidad académica y social, por lo que un estudio de tipo no experimental coincide perfectamente con estas características. En atención a lo expuesto, el presente estudio es de tipo transversal, por cuanto los datos se recolectan en un tiempo único (periodo académico correspondiente al primer semestre del año 2009) y su propósito es describir variables, analizando su incidencia e interrelación en un momento dado. Los diseños de investigación transversales recolectan datos en un solo momento, en un tiempo determinado. Su propósito es describir variables, y analizar su incidencia e interrelación en un momento dado. Pueden abarcar varios grupos o subgrupos de personas, objetos o indicadores (Fídias, 2004). Universo y Población Para muchos autores el término universo y población son equivalentes; sin embargo para el presente trabajo de investigación, ambos conceptos se refieren a aspectos diferentes. Universo Se refiere al conjunto infinito de unidades observacionales cuyas características esenciales los homogeneizan como conjunto. Tal es el caso del universo de estudiantes: a pesar de poseer cado uno características que los diferencian, el hecho de ser estudiantes los ubica como parte de un solo conjunto. El universo da cuenta entonces de todos los individuos, objetos, etc. que pertenecen a una misma clase (Ramírez, 2006). 62

4 Población La población en estudio es un concepto más delimitado. Reúne, tal como el universo, al individuo, objeto, etc. que pertenecen a una misma clase por poseer características similares, pero con la diferencia que se refiere a un conjunto limitado por el ámbito del estudio a realizar. Entonces, la población en estudio forma parte del universo, es decir, es un subconjunto del universo conformado en atención a un determinado número de variables que se van a estudiar, variables que lo hacen un subconjunto particular con respecto al resto de los integrantes del universo (Ramírez, 2006). En el caso del presente estudio, la población está conformada por 383 alumnos de la asignatura de Química I, pertenecientes a la Unidad de Estudios Básicos de la Universidad de Oriente Núcleo de Bolívar, debe aclararse que debido a irregularidades propias al proceso de inscripción, la población señalada tiene las siguientes características: 1. Estudiantes repitientes de la asignatura que cursaron el tema de estequiometría química. 2. Estudiantes repitientes de la asignatura que no llegaron a cursar el tema de estequiometría química, en tal causa puede citarse abandono y retiro de la materia o causas personales. 3. Estudiantes que ingresaron a la institución durante el periodo II-2008 sin cursar Química I, por lo que se consideran estudiantes nuevos en la asignatura para el periodo de estudio I La mencionada población está distribuida en grupos de 15 secciones de clases y tienen la característica antes señalada. La población de estudio se refleja en la tabla

5 Tabla 3.1 Población real de estudiantes de Química I, para el cálculo de la muestra. Sección Inscritos Alumnos Alumnos Sin Total Nuevos Tema Población Total Fuente: El autor y departamento de ciencias de la UEB Bolívar, Ciudad Bolívar, Mayo El criterio de repitencia y cursar el tema de estequiometría, se fundamenta en el hecho que tales estudiantes cursaron y fueron evaluados en el tema, por lo que su opinión respecto a esta unidad curricular y a las necesidades de un modulo instruccional resulta más efectiva y representativa al problema planteado. En atención a lo señalado la población en estudio es finita y tiene características muy comunes. 64

6 Una población finita es aquella cuyos elementos en su totalidad son identificables por el investigador, por lo menos desde el punto de vista del conocimiento que se tiene sobre su cantidad total. Así, entonces, la población es finita cuando el investigador cuenta con el registro de todos los elementos que conforman la población en estudio. Sin embargo, estadísticamente se considera que una población es finita cuando está conformada por menos de cien mil elementos (Ramírez, 2006). Muestra Para Fidias (2004), la muestra es un subconjunto representativo de una población en estudio. El escoger una muestra cuyo tamaño garantice la representatividad del resto de la población en estudio no ha dejado de ser uno de los problemas tradicionales con los que se enfrenta el investigador. Una muestra debe ser representativa, entendiéndose con esto a un grupo pequeño de una población que represente características semejantes a la misma (Ramírez, 2006). Un aspecto importante en este orden de ideas, es calcular el tamaño de una muestra que pretende ser representativa de la población en estudio, es necesario definir algunos conceptos importantes ya que se manejaran constantemente al momento de realizar las operaciones estadísticas pertinentes. Entre estas se tienen: 1. Nivel de confianza: Viene a ser el margen de confianza que se tiene al momento de generalizar los resultados obtenidos después de haber estudiado la muestra con respecto a la población. Un nivel de confianza de 95% es aceptable y confiable (Ramírez, 2006). 2. Error de muestreo: Es el error consustancial al procedimiento de muestreo, es el que se comete por el solo hecho de extraer un grupo pequeño de un grupo mayor. Normalmente este error oscila entre ± 1% y ± 5% (Ramírez, 2006). 3. Z crítico: Es un valor teórico que varía de acuerdo con el nivel de confianza seleccionado. Así, si el nivel de confianza es de 99% el Z crítico es igual a nueve (9); si el nivel de confianza es de 95%, el Z crítico es igual a 1,96 (Ramírez, 2006). 65

7 4. Proporciones: Son dos valores p y q que sumados dan uno (1). Ambas proporciones vienen a representar el comportamiento que ha tenido la variable central del estudio en investigaciones anteriores, o en estudios pilotos que el investigador haya realizado sobre una pequeña muestra extraída de la población en estudio, con el fin de determinar la confiabilidad del instrumento (Ramírez, 2006). En el caso del presente estudio, se procedió a realizar un estudio piloto, a una muestra de 36 estudiantes que conforman la población en estudio. Definido este concepto se procederá a determinar el tamaño de la muestra tomando en cuenta que la población es finita y el nivel de confianza será de 95%. En tales condiciones con un nivel de confianza de 95%, el valor de Z crítico es de 1,96. Por lo tanto el tamaño de la muestra (Ramírez, 2006), viene dada por: n e 2 Z 2 p q N = (3.1) 2 ( N 1) + ( Z p q) Donde: p y q = Proporciones recogidas desde la prueba piloto. Zc = Z crítico. e = error de muestreo. N = tamaño de la población en estudio. En una prueba piloto realizada a los estudiantes pertenecientes a la población en estudio pudo establecerse que el 75% de los alumnos afirmaron la necesidad de un modulo instruccional con las estrategias de resolución de problemas de estequiometría química, por lo que se define a p como este valor porcentual obtenido. Otro porcentaje de alumnos correspondientes a un 25% afirmaron no requerir de un nuevo modulo instruccional para resolver problemas del tema, por lo que se define a q como este porcentaje obtenido. 66

8 Al aplicar la ecuación 3.1 antes señalada se tiene que: n = (0,05) ,75 0,25 (1,96) 2 (382) + (1,96) (0,75) (0,25) = 165 Según lo obtenido anteriormente, se debe tomar una muestra de 165 alumnos pertenecientes a la población en estudio, dicha población debe ser seleccionada de las 15 secciones de Química I pertenecientes a la unidad académica en estudio. En total se tiene una muestra de 165 alumnos pertenecientes a una población real de 383 estudiantes de Química I que están distribuidos en 15 secciones de alumnos denominados regulares. Tipo de muestreo El muestreo según Ramírez (2006), consiste en la selección de una pequeña parte de una población estadísticamente determinada, utilizada para inferir el valor de una o varias características del conjunto. Para Ramírez (2006), los muestreos pueden ser de dos tipos: probabilísticos y no probabilísticos. Los muestreos probabilísticos se caracterizan porque se puede determinar de antemano la probabilidad de selección de cada uno de los elementos que integran la población, siendo esta probabilidad distinta a cero. La selección de los elementos debe hacerse a través de un procedimiento aleatorio, lo cual garantiza la representatividad de la muestra. Los muestreos no probabilísticos, al contrario tienen como rango fundamental el que se desconoce la probabilidad de que un elemento de la población forme parte de la muestra. Este tipo de muestreo puede suponer para la escogencia de las unidades de análisis, al contrario del muestreo probabilístico, el establecimiento de criterios arbitrarios por parte del investigador, lo que trae como consecuencia que no todos los integrantes de la población habrán de tener la misma probabilidad de formar parte de la muestra (Ramírez, 2006). 67

9 En el presente estudio se utilizará el muestreo probabilístico estratificado con afijación no proporcional, mediante el cual se distribuirá de forma homogénea (partes iguales) el total de la muestra en estudio entre las 15 secciones de la asignatura Química I, perteneciente a la Unidad de Estudios Básicos de la Universidad de Oriente Núcleo de Bolívar. El muestreo estratificado con afijación no proporcional, es el menos complejo y consiste en asignar a cada estrato de la población en estudio un número igual de personas o elementos (unidades de análisis) de las cuales se va a obtener la información (Ramírez, 2006). En el caso del presente estudio los estratos están representados por cada una de las 15 secciones de la asignatura de Química I, de la cual se seleccionaran los 165 alumnos pertenecientes a la población en estudio, quedando una relación final de 11 alumnos por sección tal como lo muestra la tabla 3.2. En este caso se dividió el tamaño de la muestra entre el número de estratos, obteniendo como resultado las submuestras por estratos. Nótese en la tabla 3.2 que los estratos no están representados casi proporcionalmente a su tamaño, las causas antes citadas, las irregularidades de inscripción de los alumnos en las diferentes secciones de clases, por ejemplo hay secciones que tienen un mayor número de alumnos nuevos que otras, pero la cantidad de alumnos inscritos es casi la misma. Para seleccionar la submuestra por cada estrato, se estableció el muestreo al azar simple que consiste según Ramírez (2006), en escoger bajo un procedimiento simple las unidades que conformarán la muestra. Dadas las condiciones irregulares motivadas a procesos propios de inscripción de alumnos en cada una de las secciones de estudio, es difícil un muestreo más sistemático que permita una mejor representatividad de la muestra. En secciones donde coexisten alumnos repitientes con regulares es imposible establecer un código o numeración para una mejor selección de la maestra. En tal caso las 11 muestras de cada sección fueron seleccionadas al azar simple, tomando los criterios antes señalados. Es preciso indicar en tal sentido que muchos estudiantes aptos para conformar la muestra de estudio no asisten con regularidad a sus secciones de clase, lo que dificultó la selección de la muestra, y un muestreo más especializado. 68

10 Tabla 3.2 Porcentaje de alumnos utilizados de cada sección para formar la muestra Sección Nº Alumnos población Muestra Porcentaje (%) , , , , , , , , , , , , , , ,11 Total Promedio 44,60 % Fuente: El autor, Ciudad Bolívar, Mayo

11 Técnicas e instrumentos de recolección de datos Las técnicas de recolección de datos son las distintas formas o maneras de obtener la información. Son ejemplos de técnicas; la observación directa, la encuesta en sus dos (2) modalidades: oral o escrita (cuestionario), la entrevista, el análisis documental, etc. (Fidias, 2004). Los instrumentos son los medios materiales que se emplean para recoger y almacenar la información. Ejemplo: fichas, cuestionarios, lista de cotejo, grabador, cámaras de video o fotográficas, etc. (Fidias, 2004). En el mismo orden de ideas un instrumento de recolección de datos es, en principio, cualquier recurso del cual pueda valerse el investigador para acercarse a los fenómenos y extraer de ellos información. En cada instrumento concreto pueden distinguirse dos (2) aspectos diferentes: una forma y un contenido. La forma del instrumento se refiere al tipo de aproximación que se establece con lo empírico, a las técnicas utilizadas para lograrlo. El contenido queda expresado en la especificación de los datos concretos que es necesario conseguir.(stracuzzi, 2006). Así, pues el instrumento resume los aportes del marco teórico al seleccionar datos que corresponden a los indicadores y, por lo tanto a las variables o conceptos utilizados; pero también expresa todo lo que tiene de específicamente empírico el objeto de estudio, pues a través de las técnicas de recolección empleadas, sintetiza el diseño concreto escogido para el trabajo.(stracuzzi, 2006). En el presente trabajo se utilizó el cuestionario como instrumento de recolección de datos (Anexo B). El cuestionario es un instrumento de investigación. Este instrumento se utiliza fundamentalmente en el desarrollo de una investigación en el campo de las ciencias sociales y en el de la educación: es una técnica ampliamente aplicada en la investigación de carácter cualitativa. No obstante lo anterior, su construcción, aplicación y tabulación poseen un alto grado científico y objetivo. Elaborar un cuestionario válido no es una cuestión fácil; implica controlar una serie de variables. 70

12 El cuestionario es un medio útil y eficaz para recoger información en un tiempo relativamente breve. En su construcción pueden considerarse preguntas cerradas, abiertas o mixtas. Algunas de sus características son: 1. Es un procedimiento de investigación. 2. Es una entrevista altamente estructurada. 3. Un cuestionario consiste en un conjunto de preguntas respecto a una o más variables a medir. 4. Presenta la ventaja de requerir relativamente poco tiempo para reunir información sobre grupos numerosos. 5. El sujeto que responde, proporciona por escrito información sobre sí mismo o sobre un tema dado. Confiabilidad del Instrumento de Recolección de datos De acuerdo con el artículo Validez y confiabilidad del instrumento de la biblioteca en línea eumed.net (2008), el criterio de confiabilidad del instrumento, se determina en la presente investigación, por el coeficiente de Alfa Cronbach, desarrollado por J. L. Cronbach, requiere de una sola administración del instrumento de medición y produce valores que oscilan entre cero y uno, Hernández, y otros (cp en Eumed.net, 2008). Para el presente estudio la prueba de confiabilidad del instrumento se realizó con una submuestra de 45 encuestas seleccionadas al azar, en tal caso el muestreo correspondió a 3 encuestas por sección de estudiantes. El coeficiente es aplicable a escalas de varios valores posibles, por lo que puede ser utilizado para determinar la confiabilidad en escalas cuyos ítems tienen como respuesta más de dos alternativas. Su formula determina el grado de consistencia y precisión; la escala de valores que determina la confiabilidad está dada por los siguientes valores: No es confiable de -1 a 0 Baja Confiabilidad de 0,01 a 0,49 Moderada confiabilidad de 0,5 a 0,75 Fuerte confiabilidad de 0,76 a 0,89 Alta confiabilidad de 0,9 a 1 71

13 Validación del Instrumento de Recolección de datos El criterio de validez del instrumento tiene que ver con la validez del contenido y la validez de construcción. La validez establece relación del instrumento con las variables que pretende medir y, la validez de construcción relaciona los ítems del cuestionario aplicado; con los basamentos teóricos y los Objetivos de la investigación para que exista consistencia y coherencia técnica. Ese proceso de validación se vincula a las variables entre si y la hipótesis de la investigación. Determinar la validez del instrumento implicó someterlo a la evaluación de un panel de expertos, antes de la aplicación para que hicieran los aportes necesarios a la investigación y se verificará si la construcción y el contenido del instrumento, se ajusta al estudio planteado.(eumed.net, 2008). Operacionalización de la variable Tabla 3.3 Operacionalización de las variables utilizadas en el estudio Variables Dimensiones Indicadores Ítems 1. Edad 1. Cuál es la edad? Personales 2. Sexo 2. Cuál es el sexo? Alumnos Cognoscitivas 1. Teóricos y prácticos 1. Dificultades con asignaturas prácticas. 2. Dificultades con el estudio de Química I. Académicas 1. Notas 1. Nota definitiva en Química el pasado semestre. 72

14 Tabla 3.3 (Continuación) Variables Dimensiones Indicadores Ítems Alumnos Académicas 2. Técnicos 1. Causa de fracaso en Química el pasado semestre. 2. Regularidad de estudio de Química el pasado semestre. 3. Necesidades de cursos adicionales para aprobar Química I. 4. Complejidad del tema de estequiometría química. Resolución de problemas Cognoscitivas Técnicas 1. Teóricos y prácticos 1. Información 2. Extensión 1. Dificultades con la resolución de problemas numéricos. 2. Dificultades con la resolución de problemas de química I. 3. Dificultades para resolver problemas de estequiometría química. 1. Nivel de información teórica que tienes de los problemas de estequiometría química 2. Nivel de extensión de los problemas de estequiometría. 73

15 Tabla 3.3 (Continuación) Variable Dimensiones Indicadores Ítems 3. Interés que presenta 3. Interés la resolución de problemas Técnicas de estequiometría. Resolución de problemas Pedagógicas 1. Complejidad 2. Didáctica 1. Grado de complejidad de los problemas de estequiometría. 2. Didáctica empleada por su profesor en la resolución de problemas de estequiometría. Filosóficas 1. Enseñanza 3. Utilidad de la resolución de problemas para la enseñanza de la química. 74

16 Tabla 3.3 (Continuación) Variables Dimensiones Indicadores Ítems 1. Necesidad de un 1. Utilidad nuevo modulo instruccional que le ayude Necesidades resolver problemas de estequiometría. 1. Necesidad de adaptar Modulo Currículo 1. Programas un medio instruccional al Instruccional programa vigente de la asignatura 1. Estética 1. Necesidad de adaptar un medio instruccional a una estructura agradable al Presentación estudiante. 2. Estructura 2. Necesidad de adaptar un medio instruccional a una estructura secuencial lógica de contenidos. 1. Necesidad de revisar Evaluación 1. Revisión y evaluar continuamente un medio instruccional. 75