Matemática y física computacional como una propuesta didáctica innovadora para fomentar el aprendizaje STEM en la educación secundaria

Abstract

El presente estudio surge a partir del problema identificado en el bajo nivel de comprensión y motivación de los estudiantes en las áreas de física y matemática para ello se analizó la efectividad de las simulaciones interactivas en el aprendizaje STEM en estudiantes de secundaria. Esta propuesta buscó promover el aprendizaje activo, el pensamiento crítico y la resolución de problemas mediante herramientas tecnológicas como PHET, con el objetivo general proponer el uso de la matemática y la física computacional como una estrategia didáctica innovadora para fomentar el aprendizaje STEM en la educación secundaria. La metodología empleada fue de tipo cuasi-experimental, con diseño correlacional en una muestra de 42 estudiantes de quinto grado de secundaria de la Institución Educativa Técnica “San Juan Bautista” de Julcán. Se seleccionaron estos estudiantes para explorar la percepción de los simuladores en temas de matemática (operación con vectores) y física (movimiento parabólico, circuitos). Los resultados indican que los estudiantes demostraron una alta capacidad para interactuar con las simulaciones de manera autónoma, explorando cada una de las características y funcionalidades de ellas. Además, los estudiantes reportaron una alta satisfacción con la experiencia y percibieron que las simulaciones habían contribuido a una mejor comprensión de los temas. Palabra clave: Simulaciones interactivas, aprendizaje STEM, matemática y física.

The present study arises from the problem identified in the low level of comprehension and motivation of students in the areas of physics and mathematics, for which the effectiveness of interactive simulations in STEM learning in secondary school students was analyzed. This proposal sought to promote active learning, critical thinking and problem solving through technological tools such as PHET, with the general objective of proposing the use of mathematics and computational physics as an innovative didactic strategy to promote STEM learning in secondary education. The methodology used was quasi-experimental, with a correlational design in a sample of 42 fifth-grade high school students from the "San Juan Bautista" Technical Educational Institution in Julcán. These students were selected to explore the perception of simulators in mathematics (operation with vectors) and physics (parabolic motion, circuits). The results indicate that the students demonstrated a high ability to interact with the simulations autonomously, exploring each of their characteristics and functionalities. In addition, students reported high satisfaction with the experience and perceived that the simulations had contributed to a better understanding of the topics.