UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE EDUCACINDEPARTAMENTO DE MATEMTICAS Y FISCAESCUELA DE EDUCACINSEMINARIO DE PROYECTO DE INVESTIGACIN

MATERIAL EDUCATIVO COMPUTARIZADO PARA EL APRENDIZAJE DE PRINCIPIOS DE PROGRAMACIN. CASO: ESTUDIANTES DE LA ASIGNATURA DE FSICA COMPUTACIONAL DEL SEXTO SEMESTRE DE LA MENCIN FSICA DE LA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIN DE LA UNIVERSIDAD DE CARABOBO

Tutora: Lic Mariela Gmez Autor: Jos Ferreira F

Brbula, Mayo 2014

1 EL PROBLEMA1.1 Planteamiento y Formulacin del Problema La computacin a influido en todas las reas de las ciencias bsicas, originando nuevas especialidades con gran inters prctico como educativo, una de la ms destacada es la fsica computacional definida por el Dr Cotti (2008) en la jornada de divulgacin del Instituto de Fsica y Matemtica de la Universidad Michoacana de San Nicols de Hidalgo como una disciplina que se encarga del estudio y la aplicacin de modelos algortmicos, programas, simulaciones para resolver problemas de la fsica y ciencias afines para una teora cuantitativa ya existente. Como lo denota tambin en el prefacio de su libro Estrada (2005, pag 1) Debido al desarrollo vertiginoso de las ayudas del cmputo, la fsica computacional se ha convertido en un rea activa de gran inters cientfico. Es as como la incorporacin de la tecnologa de informacin y comunicacin (TIC), proporciona nuevas herramienta no solo para mejorar el estudio sino para el aprendizaje, la comprensin de las ciencias naturales llamadas tambin ciencias puras especficamente en este investigacin, el de la ciencia la fsica.

Asimismo, en Venezuela la fsica computacional es una asignatura que se imparten principalmente en la licenciatura en ciencias puras mencin fsica como una asignatura del pensum de dicha carrera, incluso como una mencin como es el caso de la Universidad de Carabobo (UC), pero la fsica computacional est enfocada hacia su aplicacin y aporte en la ciencia puras, obviando el aporte que pueden ofrecer en la ciencias de la educacin para el mejoramiento aprendizaje de la fsica. Ahora bien, en la Universidad de Carabobo (UC) en la facultad de educacin se imparte la carrera de licenciatura en educacin mencin fsica que en el pensum aprobado por el consejo de Facultad, se encuentra la asignatura de fsica computacional, del sexto semestre que tiene por objetivo terminal segn el pensum sinptico de la asignatura la implementacin y desarrollo de programa por parte del estudiante que permitan la simulacin creativas e ingeniosas de fenmenos fsicos que facilitan el aprendizaje de esta ciencia a travs del desarrollo programas adaptados al rea de conocimiento que se pretende usar.

Sin embargo, en la asignatura de Fsica Computacional de la Facultad de Ciencias de Educacin (FACE) de la UC presenta diversos inconvenientes entre ellos que el pensum signotico no especificar el software para programar y en la clase el profesor opta por usar programas propietarios segn entrevista personal realizada al docente de la asignatura, es decir, programas que generan un costo para su adquisicin o uso los cuales se prohbe copiar, modificar redistribuir por su carcter privado marcado por las licencias; usando entonces para la introduccin y aprendizaje de los principios de programacin software como, lenguaje C, lenguaje C++, Visual Basic, entre otros, dependiendo de la preferencia del docente a pesar de existir de software libre de fcil obtencin para el aprendizaje de la programacin. Cabe resaltar, el desconocimiento de software libre usados para aprendizaje de la programacin o su puesta en prctica en algn instituto de educacin, a pesar de existir diferentes programas que cumple con la funcin educativa de la programacin probados en universidades.

Asimismo la utilidad de la simulacin por ordenador en las practicas de laboratorio de fsica refuerza y motiva el proceso de aprendizaje de la asignatura. Al experimental el estudiante realiza un anlisis, estudio y comprensin de estos fenmenos fsicos, al mismo tiempo que se simplifica el modelo real fenmenos fsicos, manteniendo las caractersticas esenciales del mismo. Por lo que la simulacin de las practicas de laboratorio de fsica virtual reproduce los fenmenos fsicos cuando por razones de tiempo, recursos o seguridad, no es posible realizar la actividad en un laboratorio real, utilizando para sustituirla simulaciones interactivas programadas con el empleo de las computadoras personales (PC) en un laboratorio virtual de fsica.

Ahora bien, en la universidad de Carabobo en la facultad de educacin se imparte la carrera de licenciatura en educacin mencin fsica que en el pensum aprobado por el consejo de Facultad se encuentra la asignatura de fsica computacional, del sexto semestre que tiene por objetivo terminal segn el pensum sinptico de la asignatura la implementacin y desarrollo de programa por parte del estudiante que permitan la simulacin creativas e ingeniosas de fenmenos fsicos que facilitan el aprendizaje de esta ciencia a travs del desarrollo programas adaptados al rea de conocimiento que se pretende usar.

Por otra parte los textos de fsica computacional presentes en el mercado son escasos y destinados especficamente para el aprendizaje de la programacin para estudiantes de ciencias de la computacin o ramas afines, as como para estudiantes de licenciatura en ciencia pura mencin fsica. Desde este marco de idea, la siguiente investigacin debe responder a la siguiente interrogante Cmo disear un material educativo computarizado (MEC) que facilite el aprendizaje de los principios de programacin a los estudiantes de la asignatura de fsica computacional del sexto semestre de la mencin de fsica de la facultad de ciencias de la educacin de la Universidad de Carabobo periodo 2-2013?.

1.2 Objetivo de la investigacin1.2.1 Objetivo General Proponer un material educativo computarizado para el aprendizaje de principio de programacin a los estudiantes de la asignatura de fsica computacional del sexto semestre de la mencin fsica de la Facultad de Ciencias de la Educacin de la Universidad de Carabobo

1.2.2 Objetivo Especficos Diagnosticar los conocimientos aprendidos que poseen los estudiantes en la asignatura de fsica computacional del sptimo semestre de la mencin de fsica de la Facultad de Ciencias de la Educacin de la Universidad de Carabobo periodo 2-2013.

Determinar la factibilidad de la propuesta para el desarrollo MEC de la asignatura de fsica computacional del sexto semestre de la mencin de fsica de la Facultad de Ciencias de la Educacin de la Universidad de Carabobo periodo 2-2013.

Disear MEC para el aprendizaje de principios de programacin de la asignatura de fsica computacional del sexto semestre de la mencin de fsica de la Facultad de Ciencias de la Educacin de la Universidad de Carabobo periodo 2-2013.

1.3 Justificacin de la Investigacin La asignatura fsica computacional que se imparte en la carrera de licenciatura en educacin mencin fsica en la facultad de educacin de la Universidad de Carabobo, presenta diverso inconvenientes entre ellos, no se especifica en el programa de la asignatura el lenguaje de programacin empleando de esta forma software propietario, incumpliendo con la incorporacin del software libre en la sociedad Venezolana para adaptarse al decreto ley 3.390, especficamente en lo que establece en el artculo 8, es necesario capacitar e instruir a los presentes y futuros usuarios de la pc en la utilizacin de estos software libre, que establece la inclusin de los software libre desarrollado con estndares abiertos, en los programas de formacin de educacin bsica, diversificada y superior.

Adems, las universidades nacionales estn incorporando estos programas para su uso tanto administrativo como educativo para cumplir con el decreto ley 3.390, entre ellas la UC , que estn en proceso para incorporar estos programas plenamente, especficamente en el uso educativo en los laboratorios de computacin de facultad de educacin de esta casa de estudio. En la asignatura de fsica computacional del sexto semestre, de esta facultad an no ha incorporado el uso de software libre, por lo que se propone el uso del lenguaje de programacin python creado por Guido Van Roussum, de cdigo abierto, diseado para ser usado con facilidad para el aprendizaje de programacin.

Por otra parte, se pueden mencionar que el uso de python representar un ahorro de los fondo econmicos con que cuenta la Universidad de Carabobo debido a que no debe de pagar para su uso, ni por las actualizaciones, ni el nmero de copias que se realicen de este programa. Por otro lado funciona para diversos sistemas operativos, es de fcil adquisicin, ocupa poco espacio en el disco de almacenamiento, existen versiones portable, por lo cual es fcil programar en una computadora que no tenga instalado el programa, permitiendo la movilidad en laboratorio de computacin, cybercafes, entre otras alternativas, tambin existe material para el aprendizaje de este lenguaje de programacin tanto impreso como en digital.

Adems, es un programa cuyo uso didctico en los institutos educativos a nivel superior ha sido amplio, destacando su empleo didctico en clase de programacin en el Instituto Tecnolgico de Massachusetts (MIT), en la asignatura de introduccin a la ciencia de la computacin y programacin del Open Course Ware, en el dos mil ocho hasta la actualidad, por las razones mencionada anteriormente se realiza la eleccin del lenguaje de programacin python para la elaboracin del presente trabajo de grado para el aprendizaje de principio de programacin de la asignatura de fsica computacin del sexto semestre de la mencin de fsica de la facultad de educacin de la UC.

As mismo, el uso de la computacin para el aprendizaje de la fsica aumenta debido a que la simulaciones e interrelacin que se da entre el material educativo y el educado son ms personalizadas, al mismo tiempo son ms econmicas que las realizadas en laboratorio de fsica, que la mayora de los planteles educativos del pas no cuenta, pero en cambio el acceso de computadoras dentro de las instituciones educativas o fuera de ellas es bastante asequible.

A su vez, la computacin en fsica adems de ser una herramienta para el estudio de las diversas menciones de esta ciencia, as como la comprensin de los fenmenos, tambin se establece como una herramienta idnea para el aprendizaje de muchos tpicos que presentan comportamientos complejos, tales como fractales, autmatas, entre otros, razn por la cual, se facilita su explicacin y entendimiento a travs del uso de la fsica computacional como medio didctico para el aprendizaje prctico.

Al mismo tiempo, el uso en el aula de la tecnologa de informacin y comunicacin (TIC) aumenta y las repercusiones en el desarrollo cognoscitivo de los estudiantes al hacer las clases ms dinmica con el empleo de simulaciones computarizadas que difcilmente se logran visualizar en maquetas o equipos de un laboratorio de fsica, a su vez permite un aprendizaje ms individualizado porque los estudiantes pueden manipular el programa sin riesgo de que el usuario sufra una lesin fsico, ni un dao el equipo que manipule. Adems existe la necesidad de crear programa para su uso en los laboratorios de fsica para suplir la deficiencia o inexistencia de estos en los institutos de educacin.

Por ultimo es que los estudiantes no cuenta con un manual, programa MEC para dicha asignatura que le sirva de apoyo para facilitar el proceso de comprensin y resolucin de problemas dirigidos a los estudiantes; de esta forma los estudiantes deben recurrir a los textos escasos, escritos en otros idiomas principalmente el ingles, dirigidos para el uso del licenciado en ciencia pura, informtico o carreras afines pero no para estudiantes de licenciatura en ciencias de la educacin. Debido a lo anterior se requiere que el futuro docente est capacitado en el uso y desarrollo de software de aprendizaje, por esta situacin la pertinencia del presente trabajo. Es importante acotar que dicho material no pretende suplantar el docente capacitado para dictar dicha asignatura sino que sirva de apoyo de la misma.