capitulo ii estudio preliminar -...
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CAPITULO II
ESTUDIO PRELIMINAR
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad la Universidad Francisco Gavidia se encuentra en un proceso de tecnificar sus
cátedras, especialmente aquellas donde los estudiantes tienen dificultad de aprendizaje y
entendimiento y necesitan más horas clases para su completo desarrollo; es por ello; que provee a
los estudiantes egresados de la carrera de Ingeniería en Ciencias de la Computación la
oportunidad de desarrollar sistemas tecnológicos virtuales con la capacidad de interactuar con los
estudiantes y que les provea de una herramienta más en el estudio de sus cátedras.
Siendo la Universidad Francisco Gavidia pionera en el desarrollo de herramientas virtuales para
el desarrollo de cátedras con un grado alto de dificultad en el aprendizaje de sus estudiantes y a la
vanguardia con la tecnología que desarrolla estos laboratorios virtuales o sistemas interactivos
para ponerlos a la disposición de su comunidad universitaria y proveer a los catedráticos una
ayuda en el desarrollo del contenido del material de la cátedra.
Con el impulso de estar a la vanguardia con la tecnología y haciendo uso de las normas de ISO
9001-2000 en las cuáles está certificada la Universidad Francisco Gavidia se están desarrollando
diferentes estudios para el desarrollo de estos laboratorios virtuales que ayudaran a la comunidad
universitaria a mejorar sus hábitos de estudio y harán una tarea más amplia y fácil para que el
catedrático imparta sus clases.
La cátedra de Mecánica de Sólidos 1 una de las principales cátedras de las carreras de la Facultad
de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad y prerrequisito de muchas otras materias y con
antecedentes de “difícil” ó “muy dura de aprobar” que se iniciará el desarrollo de un laboratorio
virtual que les ayude y brinde a los estudiantes de dicha cátedra la oportunidad de aprender y
estudiar más a fondo los ejercicios o problemas vistos en clase.
Actualmente solamente se ha desarrollado un laboratorio virtual en la Universidad Francisco
Gavidia, este sistema interactivo esta desarrollado para las cátedras de Química General 1 y 2, fue
desarrollado por un grupo de estudiantes egresados para optar al título de Ingenieros en Ciencias
de la Computación y será puesto en marcha para dichas cátedras en el ciclo lectivo 01/2004.
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Es por medio del uso de laboratorios virtuales o sistemas interactivos que los estudiantes de
diferentes cátedras obtienen mejores resultados en sus evaluaciones al tener una ayuda
audiovisual diferente y autodidacta capaz de generar soluciones a sus problemas y explicar en
forma gráfica el desarrollo de los mismos. La Universidad Francisco Gavidia cuenta en la
Facultad de Ingeniería y Arquitectura con materias clasificadas con difíciles de aprender y
aprobar, es con éstas materias que se realizaran los diferentes laboratorios virtuales.
Esta investigación y posterior desarrollo de un laboratorio virtual esta dirigido a la cátedra de
Mecánica de Sólidos 1, una de las materias imprescindibles de aprobar en los primeros ciclos de
estudio de las carreras de ingenierías y siendo una de las cátedras donde los estudiantes tienen
mayor grado de dificultad en aprobarla.
Con el desarrollo de este laboratorio virtual o sistema interactivo se le proporcionará al estudiante
de una herramienta que les será de mucha utilidad para la comprensión y desarrollo de los
problemas vistos en clase y de un método nuevo e innovador de estudio.
En la actualidad, para el desarrollo de las clases teóricas de la asignatura de Mecánica de Sólidos
I de la Universidad Francisco Gavidia, el estudiante cuenta con los conocimientos teóricos
impartidos en la clase expositiva por parte del docente, y por el apoyo complementario del
instructor asignado (cuando se tiene), además posee acceso a libros, a material bibliográfico y a
consultas efectuadas a otros compañeros o docentes que impartan la clase o tengan conocimiento
de ella.
La efectividad de la asimilación de los conocimientos, depende del supuesto que el estudiante
haya leído y comprendido el contenido temático y expositivo, así como del desarrollo consciente
de los ejercicios planteados y resueltos de las clases expositivas.
Si el estudiante necesita reforzar las ideas adquiridas, o despejar algún tipo de duda, que muchas
veces surge a la hora de elaborar los ejercicios planteados en clases, o simplemente prepararse
para las pruebas objetivas, puede solicitar el apoyo del docente, del instructor, de compañeros de
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clases; auxiliarse del libro de texto proporcionado por el docente o por las guías de discusión de
otros ciclos o desarrolladas por el docente en las horas clases para refuerzo de la temática, en el
peor de los casos el estudiante no logra consultar, esto produce deficiencias en su aprendizaje y
en sus resultados académicos.
Además, los estudiantes de las diferentes carreras a las que se les imparte la asignatura de
Mecánica de Sólidos I, identifican la necesidad de incorporar nuevos métodos de enseñanza en
las metodologías actuales de desarrollo de las clases teóricas y una ayuda importante para la
práctica y desarrollo de los ejercicios mostrados en dichas clases16.
En el cuadro 1.1 se muestran las carreras a las que se les imparte la asignatura de Mecánica de
Sólidos I.
UNIVERSIDAD CARRERA
MECANICA DE SOLIDOS I /ESTATICA
Ingeniería Industrial XIngeniería en Ciencias de la Computación XIngeniería en Telecomunicaciones XIngeniería Industrial XIngeniería Eléctrica XIngeniería Civil XIngeniería Mecánica XIngeniería Química XIngeniería Civil XIngeniería Eléctrica XIngeniería Mecánica XIngeniería Industrial XIngeniería Eléctronica XIngeniería Eléctrica XIngeniería Mecánica XIngeniería Industrial X
Universidad José Matías Delgado Ingeniería Industrial X
Universidad Francisco Gavidia
Universidad Centroamericana "José Simeón Cañas"
Universidad Nacional de El Salvador
Universidad Don Bosco
Cuadro 1.117
El contenido temático de esta asignatura para las diferentes universidades y carreras arriba
mencionadas, no es exactamente el mismo, pero los temas principales de cada unidad se
mantienen.
16 Fuente: Investigación de campo (encuesta a estudiantes) 17 Consultar Planes de estudio en Anexos.
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En el siguiente cuadro se muestra la relación existente entre el los temas vistos en la asignatura
Mecánica de Sólidos I impartida en la Universidad Francisco Gavidia y dos de las más
importantes universidades, donde se imparte también la asignatura de Mecánica de Sólidos I:
UFG Don Bosco UESI Vectores x x xII Fuerzas x x xIII Equilibrio de partículas x x xIV Cuerpos Rígidos x x xV Equilibrio de Cuerpos Rígidos x x xVI Centroide o Centro de Áreas x x xVII Cargas distribuidas en estructuras x xVIII Aplicaciones a estructuras x x xIX Inercia de áreas x xX Fuerzas en Vigas y Cables x xXI Fuerzas distribuidas II xXII Fricción x
Nombre Unidad
En la Universidad Francisco Gavidia estas doce unidades están englobadas en tres unidades y a
excepción del tema de Inercia de Áreas, todas las unidades son explicadas en las clases
expositivas y estudiadas por los estudiantes enmarcados dentro de estas tres unidades, las cuáles
se presentan en el siguiente cuadro:
Unidad I: Equilibrio de partículas
1- Conceptos fundamentales de la mecánica2- Fuerzas / Vectores3- Suma de vectores. Métodos gráfico y analíticos4- Equilibrio de una partícula en el plano5- Equilibrio de una partícula en el espacio
Unidad II: Equilibrio de cuerpo rígido1- Momento o torque2- Sistemas equivalentes de fuerzas3- Equilibrio rotacional4- Centroides de masa5- Cargas distribuidas
Unidad III: Análisis de estructuras1- Equilibrio interno y externo2- Aplicación a estructuras - Método por nudos - Método por secciones3- Análisis interno: Fuerzas axial y cortante y Momento flector
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El contenido temático de la asignatura de Mecánica de Sólidos I de la Universidad Francisco
Gavidia y que estará desarrollado, tanto en teoría como en ejercicios desarrollados paso a paso,
en el software STATICSOFT (la propuesta de solución a la problemática encontrada) son:
Unidad I: Equilibrio de partículas 1- Conceptos fundamentales de la mecánica. Definición 2- Fuerzas / Vectores Clasificación de Fuerzas. Resultante de Fuerzas. ***** 3- Suma de vectores. Métodos gráfico y analíticos ***** Leyes de Newton. 4- Equilibrio de una partícula en el plano ***** 5- Equilibrio de una partícula en el espacio *****
Unidad II: Equilibrio de cuerpo rígido Definición. Traslación y Rotación de Cuerpos Rígidos. 1- Momento o torque Principio de Transmisibilidad. Tendencia a Rotación alrededor de un Punto: Espacio y Plano. ***** Tendencia a Rotación alrededor de un Eje. ***** 2- Sistemas equivalentes de fuerzas Par de Fuerzas. ***** Sistemas Equivalentes de Fuerzas: Pares Equivalentes, Sistema Fuerza-Par. Reducción de un Sistema de Fuerzas a una sola Fuerza. ***** 3- Equilibrio rotacional. Introducción Teoría de los Soportes, Apoyos o Conexiones: Reacciones. Concepto de Estructura. Aplicación de las Ecuaciones de Equilibrio para el caso plano: determinación de reacción ***** 4- Centroides de masa. Introducción Fórmulas de cálculo de Centro de Área. Cálculo del Centroide por Integración. ***** Cálculo del Centroide por Tablas. ***** 5- Cargas distribuidas . Definición Clasificación de Cargas Distribuidas. Equilibrios con Cargas Distribuidas. *****
Unidad III: Análisis de estructuras 1- Equilibrio interno y externo 2- Aplicación a estructuras Armaduras Método por nudos ***** Método por secciones ***** 3- Análisis interno: Fuerzas axial y cortante y Momento flector Vigas *****
NOTA: Los temas marcados con **** llevan aplicaciones interactivas, donde el usuario podrá
cambiar los datos de entrada para obtener respuestas diferentes.
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1.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
Tomando en cuenta todo lo anterior y realizando un análisis de las interrelaciones existentes entre
las variables involucradas, se concluye la siguiente definición de problema:
“La necesidad de incorporar recursos tecnológicos (computadoras y software asociado) en las
clases teóricas de la asignatura Mecánica de Sólidos I de la Universidad Francisco Gavidia”.
1.2 ANÁLISIS DEL PROBLEMA
En esta sección se presenta la problemática que afecta al desarrollo de las clases de la asignatura
antes mencionada. Para ello, se realizó un análisis detallado de las causas y efectos que se ven
involucrados, basándose en la información obtenida de la investigación de campo.
Para presentar el análisis del problema se utilizó el Diagrama de Causa y Efecto, el cuál facilita
recoger las numerosas opiniones expresadas por los estudiantes sobre las posibles causas que
generan las discusiones. Esta técnica estimula la participación e incrementa el conocimiento de
los estudiantes. Dicha técnica fue desarrollada por el Doctor Kaoru Ishikawa en 1953 cuando se
encontraba trabajando con un grupo de ingenieros de la firma Kawasaki Steel Works. Debido a
su forma se le conoce como el diagrama de Espina de Pescado18.
El Diagrama de Causa y Efecto es un gráfico con la siguiente información:
El problema que se pretende diagnosticar
Las causas que posiblemente producen la situación que se estudia.
Un eje horizontal conocido como espina central o línea principal.
El tema central que se estudia se ubica en uno de los extremos del eje horizontal.
Líneas o flechas inclinadas que llegan al eje principal. Estas representan los grupos de causas
primarias en que se clasifican las posibles causas del problema en estudio.
18 http://ceroaverias.com/tpm/ishikawa.htm
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A las flechas inclinadas o de causas primarias llegan otras de menor tamaño que representan
las causas que afectan a cada una de las causas primarias. Estas se conocen como causas
secundarias.
El Diagrama de Causa y Efecto debe llevar información complementaria que lo identifique.
La información que se registra con mayor frecuencia es la siguiente: título, fecha de
realización, área de la empresa, integrantes del equipo de estudio, etc.
Este análisis se presenta en el Diagrama de Causa – Efecto (también llamado Diagrama de
Pescado) que aparece en la figura 1.4
Seguimiento del aprendizajede los estudiantes Referencias de clases Material didáctico
de Mecánica de Sólidos 1
Estudiantes estudian guias o Guias no funcionan o No han fotocopiado la guía o no asisten a clases ejercicios resueltos en clase no se entienden
Dificultad para entender los problemas Estudiantes consultan Estudiantes no con el instructor o con encuentran soluciones
el docente a los problemas La explicación del docenteno es suficiente
Lugar para clases teóricas Experiencia del docente
Horarios de las clasesTiempo de los instructoreso del docente para consultade estudiantes
Planeación del trabajopor parte del docente Docente
Necesidad de brindar nuevos métodos de estudio para facilitar la comprensión en la asignatura de Mecánica de Sólidos I
Figura 1.4 Diagrama Causa-Efecto
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1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Se ha detectado que en la asignatura de Mecánica de Sólidos I de la Universidad Francisco
Gavidia existe dificultad en el entendimiento de los problemas y que muchos estudiantes no
logran entender y aprender satisfactoriamente la explicación del docente en cuanto a la solución
de los diferentes problemas relacionados, originando un alto índice de reprobación de la materia
(73.9%)19.
Mediante el diagrama de la caja negra podemos mostrar una solución al problema detectado en
dicha asignatura.
ESTADO A ESTADO B
19 Fuente: Decanato de Ingeniería y Arquitectura de la UFG. Ciclos lectivos 1/2002, 2/2002, 1/2003 y 2/2003
El desarrollo de las clases
teóricas de Mecánica de
Sólidos I de la UFG. Esta
limitado por los métodos
tradicionales.
Existe una necesidad de
modernización de las clases
y la metodología en que los
estudiantes desarrollan los
ejercicios ya sean estos los
vistos en clases o los
encontrados en los libros, ya
que la mayoría de los
ejercicios se desarrollan sin
Mejora en el proceso de
enseñanza aprendizaje, con
el apoyo de un software
interactivo el cual el
catedrático puede usar como
herramienta para transmitir
los conocimientos de dicha
asignatura.
Para el estudiante, un nuevo
método de estudio que ayude
a la comprensión de los
ejercicios desarrollados en
clase.
PROCESO
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2 IMPORTANCIA DEL PROYECTO
La asignatura de Mecánica de Sólidos I forma parte de los planes de estudio de todas las
ingenierías ofrecidas en la Universidad Francisco Gavidia20. Todos los alumnos inscritos en las
carreras de Ingeniería Industrial, Ingeniería en Ciencias de la Computación e Ingeniería en
Telecomunicaciones que suman un total de 1,764 y que representa el 25.5% de la población
estudiantil, deben cursar está asignatura, que es impartida todos los ciclos en forma continua.
El proceso de aprendizaje de la asignatura está complementado con discusiones que en este ciclo
lectivo 01/2004 están suspendidas y que se desarrollaban a lo largo de cada semestre, cada
estudiante debe presentarse a las clases teóricas en los horarios escogidos cuando se inscribió la
materia para cursarla21.
Obviamente el desempeño obtenido por el estudiante debe ser aceptable para poder aprobar esta
parte del proceso de la asignatura y abonar el conocimiento adquirido en el desarrollo normal de
la clase impartida por el docente.
Existe un papel fundamental que juega el rendimiento presentado por las clases expositivas para
la aprobación final de la asignatura. Actualmente el desarrollo de las discusiones de las clases
expositivas se ve afectado por la hora y el lugar donde se realizan, además de utilizar una
metodología que muchas veces causa insatisfacción en el alumno, los estudiantes reconocen que
necesitan una herramienta adicional a las ya existentes que les ayude a obtener un mejor resultado
y que produzca en ellos una sensación de innovación y satisfacción académica22.
Para solucionar este problema se ha propuesto la creación de una herramienta de apoyo a los
docentes que imparten la asignatura y las discusiones de Mecánica de Sólidos I y para los
estudiantes que la reciben.
Las personas o entidades que se verán beneficiados con esta herramienta son los siguientes:
20 Fuente: Administración Académica UFG correspondiente al ciclo I/2004 21 Fuente: Docente de la asignatura de Mecánica de Sólidos I, Ing. Cristo Umanzor. 22 Fuente: Investigación de campo, encuestas
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Docentes: La facultad de Ingeniería y Arquitectura es conformada por un total de dos
docentes en el ciclo lectivo I/2004, cada uno de ellos tiene a su cargo un grupo de estudiantes.
Sin embargo, esa cifra en futuros ciclos puede variar, siendo éstos maestros potenciales que
formarán parte del cuerpo docente para un mismo fin. Algunos de los beneficios que
obtendrán los docentes actuales o los futuros docentes son los siguientes:
• Poseerán una herramienta de apoyo adicional para el desarrollo de las clases expositivas
de Mecánica de Sólidos I.
• Le facilitará exponer conceptos y contenido, tarea que comprende parte importante de las
discusiones, ya que en éstas se aplica la teoría vista en clase para la resolución de
ejercicios propuestos.
• Invertirá menos tiempo en el desarrollo del material didáctico.
• Oportunidad de mejorar el rendimiento de los estudiantes en las discusiones.
Estudiantes: 1,764 estudiantes inscritos en las carreras de Ingeniería en el semestre I/2004
con tendencia al crecimiento, por lo que los futuros estudiantes también son considerados.
Algunos de los beneficios que el software proporcionará a los estudiantes pueden ser los
siguientes:
• Les será más fácil la comprensión de conceptos y contenido, lo que dará más rapidez a su
proceso de aprendizaje.
• Dispondrán de una herramienta que les proporcionará la oportunidad de practicar los
ejercicios vistos en clase o descritos en su libro de texto, una y otra vez, hasta que sean
entendidos y comprendidos en su totalidad.
• Se trata de un medio muy innovador, ya que la multimedia hace que sean materiales
altamente atractivos, favoreciendo la atención del alumnado.
Universidad: Al mejorar el proceso de enseñanza – aprendizaje de los estudiantes se mejoran
las posibilidades de:
• Lograr un aporte en la cultura de mejora continua impulsada por la Universidad en el
marco de las normas ISO 9001/2000.
• Obtener un incremento de los indicadores de rendimiento de los estudiantes.
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• Mejorar las estadísticas de estudiantes aprobados en ésta asignatura al final de cada ciclo
lectivo, mejorando asimismo, las expectativas actuales del estudiantado en cuánto a la
dificultad real de aprobación de la asignatura.
• Continuar con el fortalecimiento de la imagen de la Universidad debido al uso de
innovaciones tecnológicas para el desarrollo de discusiones de éste tipo de asignaturas.
• Debido a que la asignatura forma parte de los planes de estudio de carreras pertenecientes
a otras universidades, estos beneficios pueden ser extendidos a otras instituciones
educativas.
Aunque el problema planteado y encontrado es bastante grande y complejo, el porcentaje de
solución que el StaticSoft proporcionará a la comunidad universitaria de la asignatura de
Mecánica de Sólidos I de la Universidad Francisco Gavidia es grande y midiéndolo en términos
de porcentaje podemos decir que sus beneficios serán efectivos para un porcentaje mayor al 85%
de la población estudiantil de la asignatura a la cuál esta dirigido.
Para proporcionar este 85% de solución a la problemática encontrada nos basamos en las
informaciones obtenidas por medio de la investigación de campo, entrevistas hechas tanto a
estudiantes como a docentes de la Universidad Francisco Gavidia y a docentes de otras
universidades donde se imparte la cátedra de Mecánica de Sólidos I. En dicha investigación se ve
plasmada la necesidad de un software educativo que ayude al estudio y comprensión de ejercicios
y clases vistas de dicha asignatura.
StaticSoft les proporcionará no solamente la teoría de las clases expositivas sino también
ejercicios desarrollados y explicados paso a paso y contará con ejercicios interactivos para que
los usuarios finales (estudiantes y docentes) puedan cambiar los datos de entrada de los
problemas y obtener una respuesta diferente.
Es en base a estos atributos y bondades de StaticSoft que se justifica el 85% de solución a la
problemática encontrada en la cátedra de Mecánica de Sólidos I de la Universidad Francisco
Gavidia.
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3 JUSTIFICACIÓN DE LA PROPUESTA
En la actualidad la Universidad Francisco Gavidia se encuentra en un proceso de tecnificar sus
asignaturas, especialmente aquellas donde los estudiantes tienen dificultad de aprendizaje y
entendimiento y necesitan más horas clases para su completo desarrollo; es por ello; que provee a
los estudiantes egresados de la carrera de Ingeniería en Ciencias de la Computación la
oportunidad de desarrollar sistemas tecnológicos virtuales con la capacidad de interactuar con los
estudiantes y que les provea de una herramienta más para su proceso enseñanza-aprendizaje.
Siendo la asignatura de Mecánica de Sólidos I, una de las principales asignaturas de las carreras
de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad y prerrequisito de muchas otras,
con antecedentes de “difícil” ó “muy dura de aprobar” y con un alto índice de reprobación por
parte del estudiante, 73.9%, en los últimos cuatro ciclos lectivos. Es oportuno el desarrollo de un
software interactivo que les brinde a los estudiantes de dicha asignatura la oportunidad de
aprender y estudiar más a fondo los ejercicios o problemas vistos en clase.
La Universidad Francisco Gavidia es pionera en el desarrollo de herramientas virtuales para el
desarrollo de asignaturas con un grado alto de dificultad en el aprendizaje de sus estudiantes y a
la vanguardia con la tecnología que desarrolla estos laboratorios virtuales o sistemas interactivos
para ponerlos a la disposición de su comunidad universitaria y proveer a los catedráticos una
ayuda en el desarrollo del contenido del material de la asignatura.
Entre las ventajas que se ofrecen con este tipo de software se pueden mencionar:
Accesibilidad: para el estudiante, quien puede utilizarlo en el momento más conveniente para
su horario de estudio y su ubicación geográfica; para el docente, quién lo utiliza de acuerdo a
las necesidades de su asignatura.
Interactividad: el usuario participa y adopta un papel activo con relación a su propio ritmo y
nivel de trabajo.
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Multimedia: se incorporan texto, imágenes fijas, animaciones, videos y sonidos que
representan un ambiente de trabajo y estudio atractivo y agradable.
Personalización: el estudiante percibe un trato personalizado por el programa, ya que se
adapta a su ritmo y se adapta a su horario de trabajo, incrementando las posibilidades de
obtener mejores resultados.
Imagen: permite a la Universidad ofrecer un mejor servicio educativo, una formación más
efectiva y una imagen tecnológica y moderna.
En la actualidad la Universidad Francisco Gavidia cuenta con una población estudiantil de 6,921
estudiantes, de los cuáles 1,764 pertenecen a las carreras de ingeniería que se imparten, se realizó
un análisis con esta población con el fin de conocer las opiniones e inquietudes de los estudiantes
sobre el uso y aplicación de las tecnologías informáticas como programas simuladores al
momento de impartir las clases y de las discusiones específicamente de la asignatura de Mecánica
de Sólidos I. Se realizó también un estudio orientado a los docentes actuales, futuros y que han
impartido la asignatura.
3.1 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION DE CAMPO
Se realizaran diferentes encuestas de tipo cuantitativo (donde se determina la muestra de un
universo conocido y las preguntas son concretas de tipo abierto y cerradas) entre los posibles
usuarios del software STATICSOFT (software virtual para el desarrollo del contenido temático
de la asignatura Mecánica de Sólidos I de la Universidad Francisco Gavidia) cuyos objetivos son
los siguientes:
Objetivo General:
Determinar la necesidad de una herramienta virtual que le permita tanto al estudiante
como al docente el desarrollo de ejercicios paso a paso, ejercicios interactivos, en los
cuáles el usuario podrá cambiar los datos de entrada y el repaso de teoría de cada uno de
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los temas que comprenden el contenido temático de la asignatura de Mecánica de Sólidos
I de la Universidad Francisco Gavidia.
Objetivos Específicos:
Determinar de un universo conocido la muestra necesarios de los estudiantes de la
Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Francisco Gavidia para realizar la
encuesta entre los estudiantes de las tres ingenierías que imparte la Universidad y
conocer el cien por ciento de los docentes encargados de impartir la asignatura de
Mecánica de Sólidos I, II y III.
Conocer las necesidades de los estudiantes en cuanto a estudio de dicha cátedra.
Conocer los métodos actuales de estudio y el nivel de entendimiento de dicha asignatura.
Conocer la opinión de los docentes encargados de impartir dicha cátedra y de aquellos
que han sido catedráticos de dicha asignatura.
Evaluar el grado de dificultad que tanto docentes como estudiantes le dan a la asignatura
de Mecánica de Sólidos I.
Verificar el nivel de aceptación que tendría un software virtual que les ayude al repaso
tanto de teoría como de ejercicios de dicha asignatura.
Determinar el uso que los usuarios potenciales, estudiantes y docentes, le darían a una
herramienta tecnológica que les ayude a estudiar dicha asignatura.
Conocer aquellos temas, que los estudiantes de las asignaturas de Mecánica de Sólidos I,
II y III consideran extremadamente difíciles de entender.
3.2 DETERMINACIÓN DEL UNIVERSO Y TAMAÑO DE LA MUESTRA
Encuesta a Estudiantes:
Para la determinación del universo se consideraron los 1,764 estudiantes de Ingeniería
inscritos en el ciclo I/2004 en la Universidad Francisco Gavidia. En este estudio se utiliza la
estadística inferencial, que toma como base la realidad existentes, a través de una parte de la
población y basada en ésta se infiere en lo que sucede en el universo completo.
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La fórmula estadística utilizada para determinar el tamaño de la muestra, cuando el universo
es conocido es la siguiente:
n = Z² P Q N --------------------------- e² (N-1) + Z P Q Donde: n = tamaño necesario de la muestra para estudiantes N = universo e = máximo error permisible en la muestra P = porcentaje de éxito Q = porcentaje de fracaso Z = nivel de confianza (éste valor se encuentra en la tabla de áreas bajo la curva normal) Datos:
Z² P Q N e² (N-1) + Z P Q
N = 1764 estudiantesP = 50% (1.65)² * (0.50) * (0.50) * 1764Q = 50% ((0.075)² * (1764-1)) + ( 1.65 * 0.50 * 0.50 )Z = 95% ==> 1.65e = 7.5% 1200.6225
10.329375
116.2338
n = 116
n =
n =
n =
n =
El valor que resultó de la tabla de área bajo la curva normal es de 1.65 con un 95%.
De acuerdo con la información anterior y mediante la aplicación de la fórmula estadística
mencionada, se obtuvo una muestra sugerida de 116 estudiantes de la Facultad de
Ingeniería y Arquitectura, los cuáles se seleccionaron al azar.
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Encuesta a Docentes:
Para la determinación del universo se consideró el total de docentes autorizados para impartir
la asignatura de Mecánica de Sólidos I en la Universidad Francisco Gavidia en el ciclo
I/2004, como en el ciclo mencionado solamente hay un docente autorizado para impartir la
asignatura se procedió a encuestar asimismo a catedráticos que han impartido la asignatura en
ciclos anteriores o futuros catedráticos de dicha asignatura.
Se hizo uso de la estadística descriptiva, no se tomó una muestra sino que se encuestó al total
de la población docente que imparte la asignatura.
3.2.1 LENGUAJE ESTADÍSTICO A UTILIZAR
El lenguaje estadístico a utilizar para obtener los resultados de las encuestas realizadas tanto a
estudiantes como a docentes será SAS (Static System Analyst), el cuál esta especialmente
diseñado para la utilización de obtención de resultados estadísticos.
SAS Inc.: Institute es actualmente la compañía independiente de software analítico de negocios
más grande del mundo, entregando la tecnología que se necesita para cambiar la manera de hacer
negocios. Incorporada en 1976 para desarrollar y comercializar el software Base SAS.
SAS Institute estuvo originalmente ubicado en Raleigh, N.C. para finalmente instalarse en 1980
en un campus de 200 acres en Cary, N.C., que es en la actualidad la sede mundial de SAS
Institute Inc.
Hoy en día SAS Institute cuenta con 185 oficinas en los Estados Unidos de América, 52 en
Europa y África Central y del Este, 6 en Canadá, 20 en Asia y 9 en Latinoamérica. Casi 10.000
empleados trabajan con SAS en todo el mundo. El Sistema SAS está hoy instalado en más de
40.000 sites en 111 países.
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El producto original de SAS Institute fue desarrollado para analizar información proveniente de
investigaciones agrícolas, en un mainframe IBM en la Universidad del Estado de Carolina del
Norte. Debido a los altos costos de los recursos de cómputo en la década de los 70's, los
mainframes eran usados exclusivamente por oficinas de gobierno, centros de investigación y
grandes empresas. Con la introducción de máquinas más pequeñas, poderosas y baratas; hoy en
día la computación se encuentra al alcance de mucha más gente. En la medida que cambió la
industria, también lo hizo el Sistema SAS.
En la década de los 80's el Sistema SAS fue totalmente reescrito en lenguaje C, a fin de
incorporarle la MultiVendor Architecture (MVA), que le permite soportar nuevas plataformas al
poco tiempo de liberadas. Debido a la MVA el 90% del código SAS es transportable a cualquier
plataforma. Esto significa que como máximo es necesario rescribir únicamente un 10% del
código para implementar el Sistema SAS en una nueva plataforma de hardware.
A través de años de desarrollo, el Sistema SAS se ha transformado en un completo Sistema de
Entrega de Información. Ha ido creciendo hasta integrar más de 35 aplicaciones modulares; que
permiten a las organizaciones un completo control sobre sus datos, desde el acceso, manejo y
análisis, hasta su presentación.
El Sistema SAS incluye herramientas para desarrollo de aplicaciones orientado a objetos,
capacidades avanzadas de procesamiento cliente/servidor, nueva tecnología de visualización de
datos, y acceso ilimitado a los datos.
3.2.2 ANÁLISIS DE ENCUESTAS A ESTUDIANTES
Estudiantes:
Se realizaron 116 encuestas a estudiantes de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la
Universidad Francisco Gavidia, las cuáles presentan la siguiente distribución:
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P.1 ¿Cuál es la carrera que estudia?
CARRERA QUE ESTUDIA TOTALESIng. en C.C. 69
59.5%Ing. Industrial 41
35.3%Ing. en Telec. 6
5.2%TOTAL ENTREVISTADOS 116
59.5%
5.2%
35.3%
Ing. en C.C. Ing. Industrial Ing. en Telec.
La mayoría de los estudiantes de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad
Francisco Gavidia estudian la carrera de Ingeniería en Ciencias de la Computación con un
porcentaje del 59.5% siendo la carrera más estudiada, queda en último lugar la carrera de
Ingeniería en Telecomunicaciones con un porcentaje de 5.2% del total de los entrevistados,
esto significa que no tendrían ninguna dificultad en el uso de la herramienta que se les
proporcionaría para mejorar el aprendizaje de la asignatura de Mecánica de Sólidos I y le
darían uso a dicha herramienta porque están acostumbrados a manejar equipos informáticos y
tecnológicos, ya que el mayor porcentaje de los estudiantes corresponden a Ingeniería en
Ciencias de la Computación.
P.2 ¿Cuál es su nivel en la carrera?
NIVEL DE CARRERA TOTALES2do. Año 13
11.2%3er. Año 52
44.8%4to. Año 30
25.9%5to. Año 19
16.4%Egresado 2
1.7%TOTAL ENTREVISTADOS 116
5to. Año16.4%
Egresado1.7% 2do. Año
11.2%
3er. Año44.8%
4to. Año25.9%
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La mayoría de los estudiantes entrevistados están en su tercer año a nivel de la carrera que
estudian con un 44.8%, luego se encuentran los de cuarto año con un 25.9% y se entrevistó un
1.7% de estudiantes que tienen la categoría de egresados, la opinión de éstos últimos es muy
valiosa ya que nos indica el nivel de aprendizaje que tuvieron para con la asignatura de
Mecánica de Sólidos I.
Los estudiantes de la Universidad Francisco Gavidia inscriben la materia de Mecánica de
Sólidos I cuando están a nivel de tercer año, es entonces cuando logran cursar la materia y
aprobarla después de varios intentos de cursarla, habiéndola retirado en ciclos anteriores o
reprobado la materia por ser una asignatura de difícil aprendizaje y no disponer de recursos
no tradicionales a su disposición para su estudio y comprensión.
P.3 ¿Ya curso o está cursando la asignatura Mecánica de Sólidos I?
CURSO O LA ESTA CURSANDO TOTALESYa la curso 32
27.6%La esta cursando 84
72.4%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Ya la curso27.6%
La esta cursando
72.4% El 72.4% de los estudiantes entrevistados se encuentran en el proceso de cursar la asignatura
de Mecánica de Sólidos I, son el mejor testimonio de la dificultad que encaran para
comprender y entender a satisfacción los temas vistos, el 27.6% restante ya la cursó, son
actualmente estudiantes de Mecánica de Sólidos II y III.
Los estudiantes que manifestaron que se encuentran cursando la asignatura de Mecánica de
Sólidos I en la Universidad Francisco Gavidia también manifestaron que ya la han retirado en
alguna ocasión, esto significa que hacen varios intentos de cursar la materia y hasta que se
encuentran conscientes de tener una oportunidad de aprobarla es que la inscriben nuevamente.
50
P.4 ¿Cuál fue o cuál es su rendimiento en la asignatura Mecánica de Sólidos I?
ES SU RENDIMIENTO TOTALESExcelente 2
1.6%Muy bueno 15
12.9%Bueno 51
44.0%Malo 30
25.9%Muy malo 9
7.8%Pesimo 6
5.2%No opina 3
2.6%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Bueno44.0%
Malo25.9%
Muy bueno12.9%
Muy malo7.8% Pesimo
5.2% No opina2.6%
Excelente1.6%
El 43.4 de los estudiantes entrevistados manifestaron que su rendimiento de la asignatura de
Mecánica de Sólidos I es Bueno, el 12.9% Muy bueno y solamente el 1.7% lo calificó de
excelente.
Cabe recordar que en éstos porcentajes se encuentran aquellos estudiantes que ya aprobaron
la asignatura y por lo tanto lo califican de Bueno puesto que la han aprobado, también debe
tomarse en cuenta que las fechas en que se entrevistaron a los estudiantes, estos se
encontraban en los temas clasificados como más fáciles de aprobar y donde se obtienen notas
mayores de 6.0 y que es el requisito para aprobar la materia, los demás temas o unidades son
clasificadas como difíciles y donde las notas de la mayoría de los estudiantes descienden y un
porcentaje pequeño de ellos es el aprobado.
51
P.5 ¿En que matrícula lleva la asignatura o cursó la asignatura de Mecánica de Sólidos
I?
EN QUE MATRICULA TOTALESEn primera matricula 33
28.5%En segunda matricula 62
53.4%En tercera matricula 21
18.1%TOTAL ENTREVISTADOS 116
En segunda m atricula
53.4%
En prim era m atricula
28.5%
En tercera m atricula
18.1%
El 28.5% de los estudiantes manifestaron que están cursando o cursaron la asignatura en
primera matrícula, el 53.4% manifestó estarla cursando o haberla cursado en segunda
matrícula y el 18.1% manifestó llevarla o haberla cursado en tercera matrícula.
Sin embargo, todos manifestaron que habían realizado varios intentos de aprobar la asignatura
de Mecánica de Sólidos I y que cuando comprobaron que no tenían oportunidad de aprobarla
y se encontraban sobre el período de retiro de asignaturas de Administración Académica de la
Universidad Francisco Gavidia, optaron por retirar la asignatura e intentarlo en el siguiente
ciclo lectivo.
En este porcentaje de aprobados en segunda matrícula, se encuentran también estudiantes que
ingresaron a la Universidad Francisco Gavidia por equivalencias y que ya habían aprobado
esta asignatura en las Universidades de donde provenían.
52
P.6 ¿En una calificación del 1 al 10 donde 1 es extremadamente difícil y 10
extremadamente fácil, que calificación le daría usted a la asignatura Mecánica de
Sólidos I?
CALIFICACION TOTALES1 24
20.7%2 12
10.3%3 11
9.5%4 15
12.9%5 30
25.9%6 11
9.5%7 11
9.5%10 2
1.7%TOTAL ENTREVISTADOS 116
120.7%
210.3% 3
9.5%
412.9%
525.9%
69.5%
79.5%
101.7%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
El 57.8% de los estudiantes entrevistados manifestaron que la asignatura no es ni fácil ni
difícil, sin embargo, el 40.5% la calificaron de extremadamente difícil contra el 1.7% que la
calificó de extremadamente fácil.
La media es 3.91 lo cuál sitúa a la asignatura de Mecánica de Sólidos I como una materia
difícil de aprobar. La tendencia de reprobados de la asignatura de Mecánica de Sólidos I de la
Universidad Francisco Gavidia es del 73.9, según datos de la Administración Académica, lo
que se confirma con el porcentaje de los estudiantes que califican a la asignatura de una
“materia difícil de aprobar”, con una media de 3.91 contra un mínimo de alumnos que
consideran que es una materia extremadamente fácil, los cuáles son aquellos estudiantes que
se encuentran cursando las materias de Mecánica de Sólidos II y III respectivamente.
53
P.7 ¿Comprende las explicaciones de clase en cuánto a la resolución de ejercicios?
COMPRENDE EXPLICACIONES TOTALESSiempre 23
19.8%Casi siempre 82
70.7%Nunca 11
9.5%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Casi siempre70.7%
Siempre19.8%
Nunca9.5%
El 70.7% de los estudiantes encuestados manifestaron que Casi Siempre entienden o
comprenden la clase expositiva por parte del docente, pero que cuando intentan estudiar ya
sea en grupos de trabajo o individualmente, no recuerdan con exactitud la explicación del
catedrático o ya no entienden cómo se resolvía el problema; contra un 9.5% que dijo nunca la
comprende y un 19.8% que dijo que siempre la comprende.
Aun cuando el porcentaje de los estudiantes que manifestaron que casi siempre entienden o
comprenden la clase expositiva, manifestaron que a la hora de estudiar los ejercicios o
problemas que el catedrático ha resuelto en la clase, se les vuelve extremadamente difícil y
complicado resolver el mismo ejercicio desarrollado en la clase si no están consultando los
apuntes, esto se vuelve redundante entre todos los estudiantes, pueden desarrollar los
ejercicios vistos en clase siempre y cuando tengan una guía que les vaya orientando o los
vaya guiando paso a paso en el desarrollo de los mismos.
54
P.8 ¿Con que frecuencia estudia usted esta materia?
FRECUENCIA ESTUDIO TOTALESUna vez por semana 56
48.3%A diario 18
15.5%Cuando hay examenes 17
14.7%Ocasionalmente 23
19.8%Nunca 2
1.7%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Una vez por semana48.3%
A diario15.5%
Cuando hay examenes
14.7%
Ocasionalmente
19.8%
Nunca1.7%
0%5%
10%15%20%25%30%35%40%45%50%
El 48.3% manifestaron que su frecuencia de estudio es Una vez por semana, a diario lo
manifestaron un 15.5%, mientras que un 14.7% manifestó estudiar solamente cuando hay
exámenes, un 19.8% manifestó estudiar ocasionalmente y un 1.7% manifestó que Nunca
estudia. Esta forma de estudio que presentan los estudiantes de la Facultad de Ingeniería y
Arquitectura de la Universidad Francisco Gavidia incide de una manera directa en el
rendimiento de los mismos estudiantes en las asignaturas que inscriben en el inicio de cada
uno de los ciclos lectivos.
La gran mayoría manifestó que su forma de estudio es de una vez por semana, 48.3%, sin
embargo esto coincide con la clase expositiva a la que tienen que asistir, en este ciclo lectivo
I/2004, la asignatura de Mecánica de Sólidos I de la Universidad Francisco Gavidia, es
impartida durante los días Martes y Jueves en el horario de 6:40 p.m. a 8:10 p.m., esto es dos
veces por semana, sin embargo las asignaturas de Mecánica de Sólidos II y III solamente es
impartida los días sábado en horarios de 2:40 p.m. a 6:00 p.m., lo que confirma la teoría de la
frecuencia de estudio de Una vez por semana.
55
P.9 ¿Qué método utiliza usted para estudiar esta materia?
REPASO LAS CLASES VISTAS TOTALESSi 53
45.7%No 63
54.3%ESTUDIO EN GRUPOS DE COMPAÑEROSSi 57
49.1%No 59
50.9%ME AUXILIO DEL LIBRO PARA ESTUDIARSi 66
56.9%No 50
43.1%DESARROLLO DE EJERCICIOSSi 52
44.8%No 64
55.2%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Repaso clases45.7%
En grupos49.1%
Con libro56.9% Desarrollo
ejercicios44.8%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
El método más utilizado por los estudiantes con un 56.9% fue: Me auxilio del libro para
estudiar, le sigue con un 49.1%: Estudiar en grupos de compañeros, con un 45.7%: Repasar
las clases vistas y el último método de estudio con un 44.8% fue: Desarrollar ejercicios. Cada
una de las respuestas tenía la posibilidad de ser 100%.
La mayoría de los estudiantes entrevistados manifestaron utilizar el libro texto recomendado
por el docente para estudiar la asignatura de Mecánica de Sólidos I, sin embargo,
manifestaron que muchas veces necesitan refuerzos en cuanto a explicaciones de la forma en
que los ejercicios o problemas fueron resueltos ya que en el libro solamente ponen un
pequeño procedimiento y algunas formas de obtener los resultados no se encuentran
debidamente explicados, asumiendo, que el estudiante ya conoce o sabe la forma de
obtenerlos.
De esta manera, aunque el libro es de mucha ayuda y es muy utilizado, lo combinan con otra
forma de estudio, estudiar en grupos de compañeros, donde al menos uno de ellos ha
comprendido en un mayor porcentaje la explicación del docente y conoce diferentes formas
56
de resolver un ejercicio, o tiene un mayor grado de conocimiento de temas vistos
anteriormente y que son utilizados en los temas posteriores, ya que esta es una asignatura
donde los conocimientos y conceptos vistos se utilizan en todo lo largo del desarrollo de la
asignatura.
Otra forma utilizada y combinada con la ayuda del libro texto es repasar las clases vistas y
explicadas por el docente, los estudiantes repasan los ejercicios que son desarrollados en la
clase y tratan de desarrollarlos auxiliándose del libro texto, esto tiene una ventaja y una
desventaja implícita, la ventaja es que el docente se toma su tiempo para que los alumnos
entiendan los datos y el desarrollo del ejercicio, repasando una y otra vez algunas formas de
solución, sin embargo la mayor desventaja es que muchas veces los alumnos no dominan la
teoría relativa al tema del cuál se esta desarrollando el ejercicio o problema y cuando tratan
de resolverlos sin la ayuda del docente se enfrentan a problemas de no saber como obtener un
dato en particular si no es con ayuda verbal (docente) o escrita (libro).
P.10 ¿Considera que necesita más apoyo para entender las clases?
NECESITA MAS APOYO TOTALESSi 108
93.1%No 8
6.9%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Si93.1%
No6.9%
El 93.1% de los estudiantes entrevistados manifestaron que necesitan más apoyo para
entender las explicaciones de la clase expositiva y el desarrollo de los ejercicios contra un
6.9% que manifestaron no necesitarlo.
Los estudiantes manifestaron que a la hora en que el docente está explicando un problema o
ejercicio y lo va desarrollando en la pizarra, la explicación es entendible, pero que a la hora
57
de estudiar solos o en grupos de compañeros, confunden los datos o no saben de donde salen
algunos datos necesarios para resolver el ejercicio en cuestión, aun tienen problemas muchas
veces para entender de donde ha sacado algunos datos el docente, cuando éste no se los
explica. Por lo tanto manifiestan que necesitan más apoyo para entender las clases.
P.11 ¿Conoce de algún software de la asignatura de Mecánica de Sólidos I que le ayude
al estudio de la materia?
CONOCE ALGUN SOFTWARE TOTALESSi 13
11.2%No 103
88.8%TOTAL ENTREVISTADOS 116
No88.8%
Si11.2%
El 88.8% de los entrevistados manifestaron no conocer de ningún software que les ayude a
estudiar la asignatura en estudio contra un 11.2% que dijo si conocer de algún software para
Mecánica de Sólidos I.
La mayoría de los estudiantes entrevistados manifestaron que no compran el libro texto
recomendado por el docente y que tiene un CD que contiene un software interactivo para la
asignatura de Estática, comentan que consiguen fotocopias de algunos capítulos o solamente
fotocopias de los ejercicios de cada uno de los capítulos en estudio.
Muchas veces lo único que consiguen como material de apoyo para estudiar son clases de
ciclos anteriores de la asignatura y que son proporcionados por estudiantes o amigos que ya
aprobaron la materia.
58
P.12 ¿Utiliza algún software para estudiar esta materia?
UTILIZA ALGUN SOFTWARE TOTALESSi 3
2.6%No 113
97.4%TOTAL ENTREVISTADOS 116
No97.4%
Si2.6%
El 97.4% de los entrevistados manifestaron que no utilizan ningún software para estudiar
contra un 2.6% que manifestó si utilizarlo. Esta pregunta está directamente relacionada con la
anterior, como no compran ningún libro texto no conocen ni utilizan ningún software para
estudiar la asignatura de Mecánica de Sólidos I.
P.13 ¿El sistema que utiliza para estudiar Mecánica de Sólidos I cubre sus necesidades
con respecto a la materia?
EL SISTEMA ACTUAL CUBRE SUS NECESIDADES TOTALESSi 21
18.1%No 95
81.9%TOTAL ENTREVISTADOS 116
No81.9%
Si18.1%
El 81.9% de los entrevistados manifestaron que el sistema utilizado para estudiar NO cubre
sus necesidades contra un 18.1%, que manifestaron que SÍ cubre sus necesidades de estudio.
59
Los estudiantes manifestaron que los actuales métodos de estudio no cubren sus necesidades
porque no logran entender totalmente los ejercicios o problemas tanto del libro como los
desarrollados en clase.
Manifiestan que mientras tienen el libro o cuaderno abierto y pueden estar consultando los
ejercicios y buscando ejercicios similares pueden desarrollarlos pero que cuando ya no
cuentan con ese apoyo se les dificulta el resolverlos porque se les olvida los conceptos
básicos y no entendieron completamente la explicación del profesor o lo descrito en los
libros.
P.14 ¿Le ayudaría en su método de estudio, un software que lo lleve paso a paso en el
desarrollo de problemas enfocado en la materia de Mecánica de Sólidos I de la UFG?
LE AYUDARIA EN SU ESTUDIO TOTALESSi 113
97.4%No 3
2.6%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Si97.4%
No2.6%
Un 97.4% de los entrevistados manifestaron un SI les ayudaría en su método de estudio un
software desarrollado para la asignatura de Mecánica de Sólidos I contra un 2.6% que
manifestaron que NO les ayudaría.
Los estudiantes manifestaron que les ayudaría en su actual método de estudio, consulta a libro
texto y explicaciones de clases por parte del docente, porque tendrían una herramienta útil
que podrían consultar las veces que fueran necesarias para lograr comprender mejor los
60
problemas de los diferentes temas desarrollados en la asignatura de Mecánica de Sólidos I, ya
tendrían el acceso a modificar datos de entradas en algunos de los temas de mayor dificultad
de aprendizaje.
P.15 ¿Utilizaría un software que le proporcione la UFG para el estudio de Mecánica de
Sólidos I?
UTILIZARA UN SOFTWARE TOTALESSi 113
97.4%No 3
2.6%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Si97.4%
No2.6%
El 97.4% de los entrevistados manifestaron que SI utilizarían un software para el estudio de
Mecánica de Sólidos I proporcionado por la UFG contra un 2.6% que manifestó que NO.
Los alumnos manifestaron que la utilización de un software virtual que les proporcione la
Universidad Francisco Gavidia para reforzar el aprendizaje de la asignatura Mecánica de
Sólidos I sería de gran utilidad y estarían dispuestos a utilizarla para aprobar la asignatura en
cuestión y mejorar su promedio, ya que actualmente para poder egresar de la Universidad la
nota mínima requerida es de 7.0 y con un software virtual que tenga el contenido tanto en
teoría como en ejercicios paso a paso y ejercicios interactivos será de ayuda y tendrán la
oportunidad de aprobar materias consideradas difíciles con un promedio aceptable, ó sea, más
de 6.0
61
P.16 ¿Le agradaría que los docentes utilizaran un software de animaciones como
material de apoyo para la asignatura de Mecánica de Sólidos I?
LE AGRADARIA UTILIZARAN UN SOFTWARE TOTALESSi 115
99.1%No 1
0.9%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Si99.1%
No0.9%
El 99.13% de los estudiantes entrevistados manifestaron que les agradaría que los docentes
encargados de impartir la asignatura de Mecánica de Sólidos I utilizaran un software de
animaciones como material de apoyo contra el 0.86% que manifestó que No.
Los estudiantes manifestaron que les agradaría que el docente de la asignatura utilizara y/o les
proporcionara un software virtual que contuviera todo el contenido de la cátedra con teoría y
ejercicios desarrollados paso a paso de cada uno de los temas vistos en la clase expositiva,
asimismo manifestaron su aceptación a aquellos ejercicios donde podrán cambiar los datos de
entrada para obtener una respuesta diferente y poder observar todos los pasos que conlleva la
realización de un ejercicio o problema de estática.
Manifestaron estar totalmente de acuerdo con este nuevo método de aprendizaje-enseñanza ya
que la asignatura de Mecánica de Sólidos I requiere mucha dedicación y estudio para su
completa comprensión.
62
P.17 ¿De la siguiente lista marque los temas que considera más difíciles?
Clasificacion de fuerzas 6.90%Suma de Vectores 7.76%Resultante de fuerzas 8.62%Componentes Rectangulares 9.48%Vectores Unitarios 11.21%Leyes de Newton 11.21%Deduccion de las formulas de calculo de centro de area 16.38%Aplicacion de las ecuaciones de equilibrio para el caso plano 18.97%Principio de transmisibilidad 19.83%Determinacion e indeterminacion de estructuras 20.69%Equilibrio de fuerzas en el plano 21.55%Concepto de estructura 21.55%Calculo del centroide por tablas 21.55%Clasificacion de cargas distribuidas 22.41%Estabilidad e inestabilidad de estructuras 24.14%Definicion de carga distribuida 24.14%Casos de equilibrios con cargas distribuidas 26.72%Calculo del centroide por integracion 31.03%Reduccion de un sistema de fuerzas a una sola fuerzas 32.76%Par de fuerzas 33.62%Vigas 34.48%Metodo de nudos: Metodo de secciones 35.34%Carga cortante momento flector 35.34%Teoria de los soportes, apoyos o conexiones 36.21%Tendencia a rotacion alrededor de un eje 37.07%Sistemas equivalentes de fuerzas: 43.10%Traslacion y rotacion de cuerpos rigidos 44.83%Tendencia a rotacion alrededor de un punto 45.69%Equilibrio de fuerzas en el espacio 54.31%TOTAL ENTREVISTADOS 116
Nota: Posibilidad de que cada tema sea considerado 100% como un tema difícil.
63
Dada la cantidad de temas que se encuentran dentro del contenido temático de la asignatura
de Mecánica de Sólidos I y su dificultad para su debida clasificación y apreciación de las
gráficas se opta por presentar los resultados en conceptos de Muy Fácil, Algo fácil, Fácil,
Algo difícil, Difícil, Muy difícil y Bastante Difícil. Se presentan en dos gráficas con 15 y 14
temas respectivamente.
MuyFácil
MuyFácil
MuyFácil
MuyFácil
AlgoFácil
AlgoFácil
Fácil
FácilFácil
FácilAlgoDíficil
AlgoDíf icil
AlgoDíf icil
Algodíficil
Algodífcil
0%
5%
10%
15%
20%
25%
Clasificacion de fuerzas Suma de VectoresResultante de fuerzas Componentes RectangularesVectores Unitarios Leyes de NewtonDeduccion de las formulas de calculo de centro de area Aplicacion de las ecuaciones de equilibrio para el caso planoPrincipio de transmisibilidad Determinacion e indeterminacion de estructurasEquilibrio de fuerzas en el plano Concepto de estructuraCalculo del centro ide por tablas Clasificacion de cargas distribuidasEstabilidad e inestabilidad de estructuras
64
AlgoDíf icil
Díf icil
DíficilDíf icil Díficil Díficil
Díficil Díficil
Muydíf icil
Muydíficil
MuyDíf icil
MuyDíf icil
MuyDíf icil
Bastantedíf icil
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
55%
Definicion de carga distribuida Casos de equilibrios con cargas distribuidas Calculo del centro ide por integracionReduccion de un sistema de fuerzas a una so la fuerzas Par de fuerzas VigasM etodo de nudos: M etodo de secciones Carga cortante momento flecto r Teoria de los soportes, apoyos o conexionesTendencia a rotacion alrededor de un eje Sistemas equivalentes de fuerzas: Traslacion y rotacion de cuerpos rigidosTendencia a rotacion alrededor de un punto Equilibrio de fuerzas en el espacio
65
También se presentan los resultados por medio de gráficas donde se podrá apreciar los
porcentajes de las materias clasificadas por los estudiantes como temas difíciles, sin embargo,
es un tanto difícil la comprensión porque la mayoría de los temas fueron seleccionados con
porcentajes similares. Se presentan en dos gráficas con 15 y 14 temas respectivamente.
6.90%7.76%
8.62%9.48%
11.21% 11.21%
16.38%
18.97%19.83%
20.69%21.55% 21.55% 21.55%
22.41%
24.14%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
Clasif icacion de fuerzas Suma de VectoresResultante de fuerzas Componentes RectangularesVectores Unitarios Leyes de New tonDeduccion de las formulas de calculo de centro de area Aplicacion de las ecuaciones de equilibrio para el caso planoPrincipio de transmisibilidad Determinacion e indeterminacion de estructurasEquilibrio de fuerzas en el plano Concepto de estructuraCalculo del centroide por tablas Clasif icacion de cargas distribuidasEstabilidad e inestabilidad de estructuras
Primera Gráfica
66
24.14%
26.72%
31.03%32.76% 33.62% 34.48% 35.34% 35.34% 36.21% 37.07%
43.10%44.83% 45.69%
54.31%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Definicion de carga distribuida Casos de equilibrios con cargas distribuidasCalculo del centroide por integracion Reduccion de un sistema de fuerzas a una sola fuerzasPar de fuerzas VigasMetodo de nudos: Metodo de secciones Carga cortante momento f lectorTeoria de los soportes, apoyos o conexiones Tendencia a rotacion alrededor de un ejeSistemas equivalentes de fuerzas: Traslacion y rotacion de cuerpos rigidosTendencia a rotacion alrededor de un punto Equilibrio de fuerzas en el espacio
Segunda gráfica.
67
Los temas considerados difíciles por los estudiantes entrevistados, sobresalen con un 54.31 el
tema Equilibrio de Fuerzas en el espacio, le sigue con un 45.68% Tendencia a rotación
alrededor de un punto: Espacio y Plano; con un 44.82% Traslación y rotación de cuerpos
rígidos; con un 43.10% Sistema equivalente de fuerzas: pares equivalentes, sistema fuerza.-
par; con un 37.06% Tendencia a rotación alrededor de un eje; con un 36.20% Teoría de los
soportes, apoyos o conexiones: reacciones; con un 35.34% se encuentra dos temas: Método
de nudos, método de secciones y Carga-cortante-momento flector, ecuaciones V(x) y M(x),
gráficas V(x) y M(x). El resto de los temas se encuentran por debajo del 35%.
Para la actual encuesta todos los temas impartidos dentro de la asignatura Mecánica de
Sólidos I de la Universidad Francisco Gavidia, tenían la probabilidad de ser 100%, esto
quiere decir que los estudiantes podían seleccionar todos los temas del listado propuesto
como temas difíciles, de éstos se escogieron aquellos temas con alto índice de mención para
realizar los ejercicios interactivos, asimismo se consultó con los docentes encargados de
impartir la asignatura y con aquellos que ya la han impartido para verificar la información y
seleccionar aquellos temas de cada unidad que contendrán ejercicios interactivos.
Dado que los estudiantes mencionaron a un buena cantidad (13 temas) de los temas
clasificados como difíciles con un porcentaje mayor al 25% y solamente mencionaron 4
temas con un porcentaje debajo del 10% y superior al 5%, temas donde se cuentan algunos
que son solamente teorías, se opta por desarrollar una serie de ejercicios paso a paso y
ejercicios interactivos para aquellos temas, en realidad difíciles, para que los estudiantes y
docentes tengan la oportunidad de verificar de una manera uniforme todo el contenido del
software, haciendo énfasis en todos los temas y no solamente aquellos seleccionados como
difíciles.
Una manera de ayudarle a todos los futuros usuarios del software para que se conceptualicen
con todos los temas y no solamente con unos pocos, de tal manera que la cantidad de
ejercicios paso a paso en cada una de las unidades y los temas dentro de ellas, serán de una
manera uniforme para proporcionarle una ayuda continua durante todo el desarrollo del ciclo
68
lectivo y brindarle la ayuda necesaria para mejorar su estudio y concentración en la
asimilación de la materia.
Se escoge esta metodología para desarrollar los ejercicios paso a paso y los ejercicios
interactivos porque la cantidad de estudiantes varía en todos los ciclos y aquellos estudiantes
que cursan la asignatura por primera vez (primera matrícula, primer intento) necesitan el
refuerzo adicional en todos los temas desarrollados a lo largo del ciclo lectivo, mientras que
aquellos estudiantes que están cursando la asignatura en segundo intento aunque sea primera
matrícula ya tienen nociones de lo que se estudia en cada tema.
De tal manera que en el desarrollo del software, este soportará el desarrollo de una serie
equitativa de ejercicios paso a paso y en aquellos temas donde sea necesario el refuerzo de los
ejercicios interactivos por su difícil comprensión o que necesiten el refuerzo de clases
anteriores se mostraran como una ayuda adicional a los futuros usuarios del software
StaticSoft.
Se concluye con el análisis de esta pregunta con una metodología distinta a lo que sugiere su
estudio, programándose desarrollar una serie de ejercicios paso a paso y ejercicios
interactivos en todos aquellos temas donde sea posible incluir los primeros ejercicios y
desarrollando los segundos en aquellos temas de difícil comprensión y donde el estudiante
necesita un refuerzo mayor, brindándole la oportunidad de cambiar los datos de entrada de los
ejercicios para poder obtener un resultado diferente y poder desarrollar manualmente dichos
ejercicios y ser comparados con los resultados obtenidos según el desarrollo del software
StaticSoft.
3.2.2 ANÁLISIS DE ENCUESTAS A DOCENTES
Docentes:
Se realizaron encuestas a los 6 docentes de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la
Universidad Francisco Gavidia, que imparten la asignatura de Mecánica de Sólidos I, la han
69
impartido o catedráticos que no han impartido la asignatura de Mecánica de Sólidos I, pero
que sí imparten las dos siguientes: Mecánica de Sólidos II y Mecánica de Sólidos III.
Los datos arrojan los siguientes resultados:
P.1 ¿Cómo percibe el rendimiento de los estudiantes de Mecánica de Sólidos I?
RENDIMIENTO ESTUDIANTES
TOTALESRegular 6
100.0%TOTAL ENTREVISTADOS 6
Regular, 100.0%
El 100.0% de los docentes entrevistados manifestaron que el rendimiento de los estudiantes
de la asignatura de Mecánica de Sólidos I es Regular. Esta opinión se ve reforzada al
comparar datos estadísticos proporcionados por Administración Académica que refleja el alto
porcentaje de estudiantes reprobados al final de cada ciclo lectivo en esta asignatura.
P.2 ¿Conoce algún software de simulación de Mecánica de Sólidos I o Estática?
CONOCE SOFTWARE SIMULACION
TOTALESSi 3
50.0%No 3
50.0%TOTAL ENTREVISTADOS 6
No50.0%
Si50.0%
El 50.0% de los docentes entrevistados manifestaron conocer algún software de simulación de
la asignatura de Mecánica de Sólidos I o Estática pero no lo han utilizado, solamente saben
70
que existen porque vienen en los libros como un extra; contra un 50.0%, que manifestó no
conocer ninguno.
P.3 ¿Ha utilizado alguna vez un software de simulación de Mecánica de Sólidos I o
Estática?
UTILIZADO ALGUN SOFTWARE
TOTALESSi 3
50.0%No 3
50.0%TOTAL ENTREVISTADOS 6
No50.0%
Si50.0%
Esta respuesta esta directamente relacionada con la pregunta anterior, solamente el 50.0% de
los docentes entrevistados manifestaron haber utilizado algún software de simulación de
Mecánica de Sólidos I o Estática, si la relacionamos con la pregunta anterior los docentes que
conocen dicho software los han utilizado.
También manifestaron que el software virtual que han utilizado es aquel proporcionado por
los libros textos de estática utilizados para impartir la asignatura de Mecánica de Sólidos I,
pero que no lo utilizan para el desarrollo de ejercicios en clases expositivas y que no se lo
recomiendan a sus estudiantes.
71
P.4 Si ha utilizado este tipo de software: ¿le parecieron útiles y productivos?
LE PARECIO UTIL Y PRODUCTIVO
TOTALESSi 3
50.0%No aplica 3
50.0%TOTAL ENTREVISTADOS 6
Si50.0%No aplica
50.0%
El 50.0% de los docentes entrevistados y que han utilizado algún software de simulación para
la asignatura de Mecánica de Sólidos I manifestaron que les pareció útil y productivo contra
un 50.0% que seleccionaron no aplica.
Esta pregunta esta relacionada directamente con las dos anteriores, el 100.0% manifestaron
que encuentran útil y productivo el software que conocen y han utilizado, pero que no lo han
explicado a los estudiantes y no lo recomiendan para ampliar sus conocimientos o reforzar las
clases expositivas.
P.5 ¿Cree que un software de simulación orientado a la asignatura de Mecánica de
Sólidos I de la UFG sería útil?
SOFTWARE LE SERIA UTILTOTALES
Si 6100.0%
TOTAL ENTREVISTADOS 6
Si100.0%
El 100.0% de los docentes entrevistados manifestaron que un software de simulación
orientado a la asignatura de Mecánica de Sólidos I de la UFG les sería sumamente útil,
72
porque en la actualidad el software virtual de estática que conocen es aquel que viene en los
libros textos de la asignatura, pero que no es muy práctico para fines didácticos y de clases
expositivas.
P.5A ¿Por qué cree que un software de simulación sería útil?
PORQUE LE SERIA UTIL TOTALESFacilitaria la comprensión de ejercicios 1
16.7%Puede ayudarme a enseñar 2
33.3%No cuenta con laboratorios prácticos 2
33.3%No opino 1
16.7%TOTAL ENTREVISTADOS 6
No cuenta con
laboratorios prácticos
33.3%
Puede ayudarme a
enseñar33.3%
No opino16.7%
Facilitaria la comprensión de ejercicios
16.7%
Esta respuesta no era obligatoria, sin embargo la mayoría cuestionó que no existan
laboratorios prácticos para esta asignatura, pues consideran que les ayudaría a los estudiantes
en la comprensión de los ejercicios y le ayudaría a los docentes en las explicaciones de las
clases y sus correspondientes ejercicios.
73
P.6 ¿Qué grado de dificultad le daría a la materia de Mecánica de Sólidos I de la UFG?
GRADO DE DIFICULTADTOTALES
M uy difícil 233.3%
Díficil 233.3%
Ni difícil ni fácil 116.7%
Fácil 116.7%
TOTAL ENTREVISTADOS 6
Díficil33.3%
Ni difícil ni fácil
16.7%
Fácil16.7%
Muy difícil33.3%
El 33.3% de los docentes entrevistados manifestó que la asignatura tiene un grado de
calificación de Muy difícil y difícil, contra un 16.7 que manifestaron es fácil y ni difícil ni
fácil. Este resultado demuestra que muchos de los docentes apoyan el criterio de que la
asignatura Mecánica de Sólidos I es difícil de aprobar y los estudiantes deben tener todas las
herramientas disponibles para su estudio y comprensión.
P.7 ¿Considera usted que un software de simulación de Mecánica de Sólidos I sería de
provecho para el mejoramiento de los estudiantes de la asignatura?
MEJORAMIENTO DE LOS ESTUDIANTES
TOTALESSi 6
100.0%TOTAL ENTREVISTADOS 6
Si100.0%
El 100.0% de los docentes entrevistados le dieron su aprobación con un SI rotundo al
desarrollo de un software de simulación que ayude a los estudiantes de la asignatura al
74
estudio y comprensión de la asignatura manifestando que sería de provecho para el
mejoramiento de los estudiantes.
P.7A ¿Por qué sería de provecho para el mejoramiento de los estudiantes?
PORQUE SERIA DE MEJORAMIENTO TOTALESPosibilidad experimentar problemas 1
16.7%Podrian practicar 2
33.3%Mayor comprension problemas 2
33.3%Sustitución de método actual 1
16.7%TOTAL ENTREVISTADOS 6
Posibilidad experimentar
problemas16.7%
Podrian practicar33.3%
Sustitución de método actual
16.7%
Mayor comprension
problemas33.3%
La opinión espontánea de los docentes entrevistados muestra que un 33.3% de ellos
manifestaron que los estudiantes podrían practicar los ejercicios planteados en clase, un
33.3% dijeron que habría una mayor comprensión de los problemas vistos en clase, un 16.7%
manifestó que los estudiantes tendrán la posibilidad de experimentar los problemas; mientras
que un 16.7% manifestaron que es una sustitución del método actual de estudio de los
estudiantes.
Los docentes entrevistados manifestaron que un software interactivo virtual no sustituiría el
método tradicional de estudio pero les ayudaría a los estudiantes a comprender y entender
mejor los ejercicios y a repasar la teoría de cada uno de los temas de la asignatura, de esta
manera mejorarían sus conocimientos en conceptos básicos que son utilizados en todo el
desarrollo de la asignatura.
75
P.8 ¿Considera que al desarrollarse un software de simulación que serviría de apoyo
para la asignatura de Mecánica de Sólidos I ayudaría al fortalecimiento de la
Universidad y de su imagen?
UN SOFTWARE SERIA DE APOYOTOTALES
Si 6100.0%
TOTAL ENTREVISTADOS 6 Si
100.0% El 100.0% de los docentes entrevistados manifestaron que al desarrollarse un software de
simulación para la asignatura de Mecánica de Sólidos I y al utilizarlo la imagen de la
Universidad Francisco Gavidia se fortalecería ya que sería una de las pioneras en utilizar este
método de enseñanza-aprendizaje.
P.8A ¿Por qué considera que ayudaría a la Universidad y a su imagen?
PORQUE SERIA DE APOYO TOTALESLa primera en utilizarlos 1
16.7%Ayudaria a mejorar el aprendizaje 2
33.3%Aplicación tecnologia de punta 2
33.3%No opino 1
16.7%TOTAL ENTREVISTADOS 6
Aplicación tecnologia de
punta33.3%
Ayudaria a m ejorar el
aprendizaje33.3%
La prim era en utilizarlos
16.7%
No opino16.7%
El 33.3% de los entrevistados manifestaron que la UFG sería la primera en utilizar tecnología
de punta y que ayudaría a mejorar el aprendizaje de los estudiantes con un 33.3% contra un
16.7% que manifestaron que la Universidad aplicaría tecnología de punta y un 16.7% que no
opino.
76
P.9 ¿Estaría de acuerdo en utilizar un software de simulación de Mecánica de Sólidos I
como herramienta al impartir la asignatura a sus estudiantes?
UTILIZARIA UN SOFTWARE PARA IMPARTIR LA CATEDRA TOTALESSi 6
100.0%TOTAL ENTREVISTADOS 6
Si100.0%
El 100.0% de los docentes entrevistados manifestaron estar de acuerdo en utilizar un software
de simulación como una herramienta auxiliar que les permita la ampliación de explicaciones
de ejercicios resueltos y teoría desarrollada en cada una de las clases vistas.
3.2.3 ENTREVISTAS A DOCENTES DE OTRAS UNIVERSIDADES
Docentes de otras Universidades:
Como un valor agregado al estudio, y considerando que el software está orientado
específicamente a la Universidad Francisco Gavidia, y con el propósito de ampliar la
investigación se realizaron entrevistas a docentes de otras universidades que imparten la
cátedra de Mecánica de Sólidos I o Estática, como es llamada en algunas universidades.
Las entrevistas realizadas fueron por el método de la entrevista escrita y constaba de once
preguntas donde los catedráticos de las Universidades Don Bosco, Tecnológica y Nacional,
daban su opinión después de explicarles en que consistía el software a desarrollar y que sería
llamado STATICSOFT. El resumen de las respuestas dadas por los docentes entrevistados se
comparó y se presentan a continuación, dicho resumen se presentan a continuación:
“ Manifestaron que el nivel de dificultad que sus estudiantes enfrentan para aprobar esta
asignatura es alto, la gran mayoría de los estudiantes tienen serias dificultades a la hora de
estudiar y prepararse para sus exámenes parciales, inclusive tienen problemas para
77
comprender las explicaciones realizadas en las clases, esto puede deberse a muchos factores,
pero el principal de ellos es que no tienen los conocimientos necesarios para cursar esta
materia, la empiezan a cursar con serias deficiencias tanto en física como en matemáticas,
materias que son claves para que los estudiantes entiendan, comprendan y asimilen las
explicaciones de Mecánica de Sólidos I o Estática.
De la misma manera manifestaron conocimiento de software virtual que ayude a sus
estudiantes a repasar y estudiar las clases expositivas, consideran que el mejor método de
estudio que sus estudiantes deberían de seguir para no tener dificultad con esta cátedra es el
estudio diario, la mayoría de los estudiantes esperan hasta el momento en que van a someterse
a pruebas calificadas (parciales o laboratorios) para empezar a estudiar, muchos de ellos
utilizan solamente los apuntes vistos en clases y al pasar el tiempo y no estudiarlos
continuamente olvidan fácilmente las explicaciones hechas por el docente. También
manifestaron el beneficio para los estudiantes de la cátedra de Mecánica de Sólidos I o
Estática, el desarrollo de un software virtual que les guíe paso a paso en el desarrollo de
problemas vistos en clase dado que así tendrían la explicación que les ofrece el catedrático en
el momento de la exposición de la clase, y al llegar a sus casas pueden repasar los ejercicios
del software virtual y tener frescos sus conocimientos, de tal manera que a la hora de un
examen se encuentren debidamente preparados para responder correctamente los ejercicios.
Manifestaron que recomendarían a sus estudiantes el uso de este tipo de herramientas
informáticas ya que en la actualidad es de uso fundamental las herramientas informáticas,
ellas no ayudan a facilitarnos todos los procesos manuales, y un software educativo, no limita
y mucho menos sustituye al maestro, simplemente es un complemento perfecto para aquellos
estudiantes que desean aprender realmente lo que están estudiando.
Mencionaron que si la Universidad Francisco Gavidia implementara en sus planes de estudio
el uso de herramientas virtuales como una opción más de estudio, la recomendarían que
incluyeran herramientas virtuales como una opción más de estudio para los estudiantes de
todas las cátedras no solamente de Mecánica de Sólidos I o Estático, porque aunque esta es
una cátedra difícil, igualmente tenemos otras asignaturas de números que tienen igual
78
dificultad, de la misma manera reflejaron que sería la mejor manera en que se desarrolle un
software virtual para la cátedra de Mecánica de Sólidos I o Estática sería utilizando el
software necesario para desarrollarlo, ello lo pueden realizar estudiantes que se encuentran en
proceso de trabajos de graduación, así la Universidad no realiza ninguna inversión y obtiene
un buen producto, el cuál puede poderlo a disposición de su estudiantado.
Manifestaron que un software virtual para Mecánica de Sólidos I o Estática contemple todo el
plan de estudio de la Universidad Francisco Gavidia es excelente para los estudiantes de
dicha Universidad porque tendrían a su alcance una herramienta adicional de estudio y
contemplaría no solamente los temas principales o aquellos que conllevan un alto grado de
dificultad sino que contendría todo el contenido temático de la cátedra y que recomendarían a
sus respectivas universidades utilizar el mismo contenido programático de la cátedra de
Mecánica de Sólidos I o Estática impartida en la Universidad Francisco Gavidia, sin embargo,
deben de compararse los contenidos programáticos de ambas universidades y cada una de
ellas pretender ofrecer a sus estudiantes los conocimientos más actualizados, si existe alguna
diferencia es mínima, ya que los contenidos programáticos son aprobados por el MINED y
cada universidad pretender imponer su sello en cada uno de ellos.
Como punto final manifestaron que si le proporcionaran el software virtual que se
desarrollará para la Universidad Francisco Gavidia, lo recomendaría a sus estudiantes como
un método más actualizado de estudio ya que es una excelente idea que la Universidad
Francisco Gavidia compartiera este tipo de herramientas virtuales de estudio con otras
Universidades pero que ese punto no lo decidían ellos como docentes sino que las altas
autoridades de las Universidades.”
4 SITUACION ACTUAL
El análisis de la situación actual se realizó mediante la técnica del enfoque de sistemas, como se
muestra a continuación:
79
4.1 ENFOQUE DE SISTEMAS
Con este enfoque se muestra la forma en que el proceso funciona actualmente basándose en la
información recolectada por medio de entrevistas, observaciones y experiencias propias
realizadas y adquiridas en el campus universitario.
En enfoque de sistemas muestra las interrelaciones entre los elementos del sistema y la forma
como se relacionan con el medio ambiente.
El enfoque de sistemas establece que "el mundo y cualquiera de sus partes puede visualizarse
como un conjunto de sistemas en interacción dinámica". Es un punto de vista, una forma de
pensar, que en la confrontación de una situación problemática, busca no ser reduccionista. Es
decir visualizar la situación desde un punto en donde se consideren todos los elementos que
intervienen en un problema23.
El conjunto de elementos que forman un sistema tiene las siguientes propiedades24:
Las propiedades o el comportamiento de cada elemento del conjunto tienen un efecto en las
propiedades o el comportamiento del conjunto como un todo.
Las propiedades y comportamiento de cada elemento y la forma en que se afectan al todo,
dependen de las propiedades y comportamiento al menos de otro elemento en el conjunto. En
consecuencia, no hay parte alguna que tenga un efecto independiente en el todo y cada una
está afectada al menos por alguna otra.
Cada subgrupo posible de elementos del conjunto tienen las dos primeras propiedades: cada
uno tiene efecto no interdependiente en el total. En consecuencia no se puede descomponer el
total en subconjuntos independientes. No se puede subdividir un sistema en subsistemas
independientes.
23 http://www.itson.mx/dii/atorres/Introd.doc 24 Fuente: Docente de la asignatura de Mecánica de Sólidos I, Ing. Cristo Umanzor.
80
4.2 DIAGRAMA DE ENFOQUE DE SISTEMAS
PROCESO DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJEPARA ALUMNOS DE MECANICA DE SOLIDOS I
Entradas
Controles: Evaluaciones en las clases Control de asistencia Tareas calificadas en las clases
Proceso de enseñanza tradicional
Docentes, Instructores
Material didáctico
Infraestructura, horarios
Salidas
1. Alumnos
2. Docentes e instructores
3. Normativa de MINED
4. Programa de estudio
5. Material didáctico
1. Alumnos aprobados y
alumnos reprobados
2. Informes de evaluación
Figura 1.5
Medio Ambiente:
Administración del MINED, comunidad universitaria, docentes y profesionales en
Mecánica de Sólidos I.
Fronteras:
Universidad Francisco Gavidia.
81
4.3 DESCRIPCIÓN DE ELEMENTOS
Los elementos que se utilizan tanto como entrada y salida de datos se describen a continuación:
4.3.1 Elementos de entrada:
Alumnos: El estudiante al iniciar su carrera de ingeniería, solamente cuenta con los
conocimientos adquiridos en sus estudios de bachillerato en el cuál la única materia
relacionada con Mecánica de Sólidos es Física; al llegar a la universidad su nivel de
conocimientos de estática es mínimo y siendo ésta asignatura una de las primeras en su
programa de estudio se enfrenta a las dificultad del aprendizaje tradicional impartido por
el docente de la Universidad.
En la actualidad cada una de las clases expositivas se realiza con la totalidad de los
estudiantes, esto significa que las discusiones y desarrollo de ejercicios se da en la clase,
en cuánto a la cantidad de estudiantes presentes depende de la voluntad del estudiante de
asistir a sus clases.
Todo el aprendizaje del estudiante se centra en la resolución de la guía de ejercicios
proporcionada por el catedrático o tareas ex aula, ejercicios explicados en clase o vistos en
el libro. En la mayoría de ocasiones los ejercicios son entregados por los estudiantes en
una fecha posterior, dándole el docente, de esta manera, tiempo para resolver los
problemas propuestos.
Docentes e instructores: La asignatura es impartida por un profesional docente en el área
de la física o la estática. El número de secciones o aulas para Mecánica de Sólidos I, varía
según el ciclo lectivo, en un ciclo se pueden tener una o dos secciones y en el siguiente
solamente una sección, esto siempre depende de la demanda del estudiantado.
Al grupo o sección, se asignan instructores (cuando la Universidad Francisco Gavidia
tiene disponibilidad de ellos), estos instructores se encuentran en la capacidad de realizar
la función de guía para el desarrollo adecuado de los ejercicios o problemas y resuelve
preguntas o dudas de los estudiantes.
82
Normativa del MINED: Para el proceso educativo, se tienen ciertas reglas o normativas
que el MINED manda a las instituciones de educación superior en lo referente a:
• Utilización de los recursos.
• Criterios de admisión de estudiantes y la atención de los mismos.
• Requisitos para la aprobación de asignaturas.
• Horarios de clase.
• Sugerencias para material didáctico.
• Metodología de enseñanza.
• Normas para la administración de los centros educativos.
Programas de estudio: Los contenidos a desarrollarse dentro de las asignaturas y que
tienen como objetivo obtener cambios en el conocimiento del alumnado son evaluados
por el MINED, aunque éstos pueden acomodarse según el docente lo crea necesario,
incluso a los libros de texto utilizados para el desarrollo de la asignatura.
Material didáctico:
Libros, folletos, guías y todo tipo de material que proporcione una referencia bibliográfica
o educativa sobre el contenido de la asignatura.
1. Elementos de salida:
Alumnos aprobados o reprobados: Por políticas del MINED los alumnos deben ser
promovidos en base a sus calificaciones. En todas las materias que imparte la Universidad
Francisco Gavidia, las calificaciones están divididas en cuatro exámenes parciales escritos
y cuatro laboratorios. Los laboratorios, como en el caso de la asignatura de Mecánica de
Sólidos I, son llevados a cabo por medio de exámenes escritos, tareas entregadas o
ejercicios resueltos en clase, esto depende de la normativa del docente encargado de la
asignatura.
Informes de evaluación: El docente o instructor que realiza la clase evalúan a los
estudiantes por medio de tareas ex aula y reportan los resultados al docente asignado a la
asignatura para complementar las calificaciones del estudiante.
83
2. Componentes
Proceso de enseñanza tradicional25: La asignatura de Mecánica de Sólidos I se cubre en
un semestre, impartiéndose cuatro horas clase a la semana, estas horas clase pueden
impartirse por diferentes métodos:
• Clases Expositivas: Las clases expositivas por parte del docente se pueden distribuir
según las siguientes opciones:
o Dos veces a la semana: dos horas clase de 50 minutos sin intermedio.
o Una vez a la semana: cuatro horas clase de 50 minutos con un intermedio de
duración a criterio del docente26.
Impartir las clases trae consigo los siguientes elementos:
o La exposición del maestro: El docente debe prepararse previamente y preparar el
contenido a desarrollar en la clase con el material didáctico apropiado para que el
estudiante pueda comprender mejor lo que se está exponiendo. El docente explica
a los alumnos el concepto o el contenido del tema visto utilizando para ello en el
material didáctico que tenga a su disposición y recursos como: pizarra, yeso,
libros, guías y en algunos casos, proyecciones o presentaciones.
o La participación de los alumnos: Los alumnos pueden participar activamente en
las clases expositivas realizadas por el docente, interactuando en forma de
preguntas o contestando aquellas realizadas por el docente. También puede
realizar exposiciones de temas que se hayan dejado como tareas de investigación y
que forman parte de una evaluación; otra forma de interactuar en las clases
expositivas es realizando ejercicios o problemas de libros y que el docente
explique la solución o desarrollo de éstos.
o Ejercicios prácticos: El docente designa un tiempo prudente para que los
estudiantes realicen ejercicios o tareas, a fin de reforzar la comprensión de los
25 La metodología expuesta en este documento es la metodología tradicional o más común, cabe mencionar que el catedrático tiene libertad de asignatura y puede añadir o eliminar algún elemento a los mencionados. 26 Por lo general de 10 a 15 minutos.
84
temas y ayudarles a profundizar en el desarrollo de ejercicios preparándose para
sus pruebas objetivas.
o Instructor o docente: Esta figura muchas veces la representa el mismo docente
que imparte la asignatura, en algunas ocasiones cuenta con ayuda de un instructor
académicamente preparado y proporcionado por el Decanato de Ingeniería y
Arquitectura de la Universidad Francisco Gavidia como apoyo para las
explicaciones y desarrollo de las discusiones. El instructor realiza una descripción
y explicación de la guía y posteriormente los alumnos se organizan en grupos de
trabajo para llevar a cabo el desarrollo de la guía aplicando los conceptos
aprendidos en clase.
o Material didáctico: El desarrollo de las clases se realiza de acuerdo a una guía
elaborada por el docente de la asignatura para tal fin, la cuál debe ser adquirida y
estudiada previamente por los alumnos.
o Evaluaciones: Al inicio o al final de la discusión el instructor o el docente puede
efectuar una evaluación escrita sobre el contenido cubierto en la discusión o dejar
la guía como tarea para ser entregada en fecha posterior con todos los ejercicios
resueltos.
o Docentes: Es el responsable de preparar e impartir las clases expositivas a los
estudiantes, es uno de los principales actores para que el proceso de aprendizaje de
los alumnos pueda llevarse a cabo. Asimismo realiza evaluaciones y se coordina
con los instructores de las discusiones para complementar los resultados de las
discusiones con las clases expositivas.
o Material didáctico: Existe una bibliografía recomendada por el catedrático, la
cuál puede ser adquirida por el estudiante, ya sea en forma de compra o de
préstamo, ya que no es obligatoria y no todos los estudiantes la adquirieren.
85
o Infraestructura: Las clases expositivas son impartidas en las instalaciones de la
Universidad en las aulas asignadas para tal fin. El cupo establecido para los cursos
es de 80 a 120 alumnos27.
Controles:
• Evaluaciones: Las evaluaciones se distribuyen entre las clases expositivas y los
laboratorios, para las evaluaciones de las clases expositivas se realizan cuatro pruebas
objetivas llamadas exámenes parciales, los cuáles deben totalizar el 50% de la nota
final del estudiante. El otro 50%, el docente puede distribuirlo según su criterio en
tareas ex-aulas y ejercicios en clase, asignando las ponderaciones que estime
conveniente según la carga académica de las mismas.
Las notas obtenidas son procesadas por el docente aplicando la ponderación
correspondiente a fin de obtener la nota final. Por disposiciones del MINED la nota
mínima para aprobar una asignatura es de 6.0.
En los casos en que un estudiante, por alguna razón justificable, no halla podido
realizar una de las pruebas objetivas o una de las discusiones prácticas, existen los
denominados exámenes diferidos. En el caso de los exámenes parciales, los
estudiantes tienen derecho a un examen diferido por materia en un ciclo. En el caso de
las discusiones queda a criterio del docente la realización del mismo. En el primer
caso, el estudiante debe realizar el trámite correspondiente en el registro académico y
en el segundo caso, debe hablarlo con el docente de la asignatura.
• Controles de asistencia: El docente efectúa un control de asistencia de los alumnos,
el cuál puede ser tomado en cuenta como parte de la evaluación asignándole una
ponderación de la nota final. Este control se realiza a través de una lista en la cuál los
estudiantes se anotan o firman para hacer constar su asistencia a la clase o a la
discusión, además sirven como herramienta para medir los niveles de ausentismo de
los estudiantes.
27 Fuente: Registro Académico.
86
• Tareas calificadas de las clases: Los estudiantes, organizados en grupos de trabajo,
desarrollan los ejercicios planteados en la clase, la cuál es presentada en fecha
posterior brindándole a los estudiantes el tiempo suficiente para desarrollar los
ejercicios.
5 DIAGNOSTICO
Del análisis de la situación actual se han identificado los siguientes hechos que indican la
necesidad de modernización en la metodología de las clases para la asignatura de Mecánica de
Sólidos I de la Universidad Francisco Gavidia:
Dificultad en el desarrollo de ejercicios.
Fácil distracción de los estudiantes.
Dificultad para comprender al docente y entender los conceptos básicos de los temas vistos en
clase.
Interés en logar un buen desempeño por parte de los estudiantes.
Necesidad de realizar prácticas y desarrollo de ejercicios adicionales a los de la clase.
Dificultad para adquirir un refuerzo del contenido de la discusión.
A continuación se detalla cada uno de estos hechos:
Dificultad en el desarrollo de ejercicios. La metodología utilizada para el desarrollo de las
clases de la asignatura son llevadas a cabo según el criterio propio del docente o el instructor
encargado de la misma, esto puede crear dificultad a la hora del aprendizaje de los
estudiantes, ya sea porque no se le entiende la explicación, porque explica demasiado rápido,
porque hay conceptos teóricos que ya se han olvidado, etc., la lista puede ser interminable.
Es necesaria una explicación más detallada para que sean entendidos los ejercicios
desarrollados durante la clase.
87
Fácil distracción de los estudiantes. Relacionada directamente con el punto anterior, el
estudiante al no entender el desarrollo del ejercicio visto en la clase, no muestra interés en el
desarrollo de los siguientes ejercicios, distrayéndose con gran facilidad por algún evento
externo o por su mismo entorno. Al mismo tiempo se tiene que el desarrollo de cada ejercicio
no puede ser realizado por cada uno de los miembros del grupo o equipo (esto debido a
insuficiencias académicas de uno o más de sus miembros), sino que deben distribuirse los
ejercicios para poder ser entregados en el tiempo estimado por el docente, lo que genera
conflicto a la hora de escoger cada uno de los ejercicios a ser resueltos por cada uno de los
miembros del grupo.
Dificultad para comprender al docente y entender los conceptos básicos de los temas
vistos en clase. Muchas veces las explicaciones teóricas o los ejercicios resueltos por el
docente durante la clase expositiva o son completamente diferentes a los descritos en el libro
texto de la asignatura, no logran ser asimilados por todos los estudiantes; esto obliga al
docente encargado, a desplazarse entre los equipos formados por los estudiantes para despejar
dudas y ayudar en la resolución de ejercicios. Esto resta muchas veces capacidad al docente
para atender a todo el grupo como ellos lo requieren y adicionalmente produce ejercicios mal
desarrollados.
Además las explicaciones de conceptos abstractos vistos en clase se hacen verbalmente o en
la pizarra, ya sean estos conceptos teóricos o desarrollo de pequeños ejercicios específicos, lo
que disminuye la capacidad de asimilación de los estudiantes.
Interés en logar un buen desempeño por parte de los estudiantes. El estudiante desea
asimilar en un 100% el contenido de las discusiones y de las clases vistas, para lograr un
desempeño excelente en sus resultados académicos; por lo que necesita del mayor número de
herramientas posibles para la consecución de este fin.
Necesidad de realizar prácticas y desarrollo de ejercicios adicionales a los de la clase. La
finalidad última del docente es lograr transmitir sus conocimientos a través de las clases y que
los estudiantes los asimilen en su totalidad, esto les ayuda en los resultados de los exámenes
88
parciales y posibilita sus esfuerzos en conocimiento y por ende los estudiantes pueden
aprobar la materia. Este objetivo muchas veces se queda corto debido a que por razones
técnicas o de logística se dificulta realizar discusiones que para fines académicos serían de
gran importancia, brindándole al estudiante la oportunidad de asimilar completamente el
contenido de la guía preparándolo para poder desarrollarla sin grandes tropiezos y con
facilidad.
Dificultad para adquirir un refuerzo del contenido de la clase. La mayoría de las veces el
estudiante se enfrenta a dudas con respecto al desarrollo de los ejercicios vistos y trabajados
durante las clases, ya sea para el estudio de su preparación a los exámenes parciales o para el
mismo desarrollo de los ejercicios vistos en clase. Debido a que la explicación de la clase se
realiza una sola vez, existe la limitante de preguntar sobre lo desarrollado en un ejercicio en
cuestión o de reproducir total o parcialmente. Esto impide al estudiante obtener ese refuerzo
adicional necesario para el logro de un buen desempeño.
6 PROPUESTA DE SOLUCIÓN
6.1 CARACTERÍSTICAS DE LA PROPUESTA DE SOLUCIÓN
Para los problemas encontrados en el desarrollo de las discusiones de laboratorio de la asignatura
de Mecánica de Sólidos I, se propone la creación de un software de computadora que apoye a los
estudiantes y docentes a lograr mejores resultados, que cumplan con las siguientes características:
Interfaz:
• Fácil de utilizar tanto para los docentes involucrados en la asignatura como para los
estudiantes que hagan uso de él.
• Poseerá un asistente animado que ayudará a los usuarios en el desarrollo de cada uno de
los temas implementados en el software.
• Mostrará un menú en el cuál el usuario podrá seleccionar el tema o la unidad de la cuál
requiere refuerzo académico.
89
• Mostrará animaciones de los ejercicios desarrollados en cada uno de los temas vistos en
clase.
Referencia para el docente y el estudiante:
• Cada unidad o modulo poseerá un contenido teórico y ejercicios desarrollados
relacionados directamente con el tema.
• En algunos temas, el usuario, podrá cambiar los datos de entrada de los ejercicios y se le
mostrará el desarrollo con los nuevos datos.
Apoyo al docente:
• El docente poseerá una herramienta adicional para consulta y simulación de las clases.
• Accesibilidad inmediata ya que la tendrá al alcance de sus manos.
• Un desarrollo útil de todos los temas vistos en clase, con la parte teórica de cada uno de
ellos y adicionalmente ejercicios para que los estudiantes practiquen y los entiendan.
• Apoyo adicional a las clases expositivas desarrolladas.
Apoyo a los estudiantes:
• El estudiante podrá consultar el software en cualquier instante.
• El estudiante podrá consultar teoría de cada uno de los temas desarrollados en clase, con
la ventaja de tener en cada uno de los temas ejercicios desarrollados de una manera fácil y
sencilla para su completa comprensión y entendimiento.
• La virtualización de los ejercicios facilitarán la comprensión de los conceptos de una
manera sencilla.
6.2 APORTACIONES DE LA SOLUCIÓN PROPUESTA A LA PROBLEMÁTICA
ENCONTRADA
La utilización de una herramienta de software que cumpla con las características anteriores
aportaría a la solución de cada problema encontrado, como se muestra en el cuadro expuesto a
continuación:
90
Problema Aportación de la herramienta de software
Dificultad en el aprendizaje del
desarrollo de las clases.
El software producirá un cambio positivo en la
metodología actual de realización de las clases de la
asignatura de Mecánica de Sólidos I, volviéndolas
más dinámicas, interactivas y entretenidas para los
estudiantes. Esto cambiará la dificultad de
aprendizaje actual que tienen los estudiantes ya que
se espera que despierte un interés inusual en el uso de
la herramienta.
Fácil distracción de los estudiantes.
El uso de la computadora y la aplicación de la
tecnología en la metodología de las discusiones
generarán más atención de parte del estudiante, se
espera que el software con sus animaciones capte la
atención del estudiante en el desarrollo de las clases.
Además la posibilidad de desarrollar una y otra vez,
en menos tiempo.
Dificultad para comprender al docente
y entender los conceptos básicos de
los temas vistos en clase.
Las imágenes, sonidos y animaciones son una parte
importante para la comprensión de nuevos conceptos
por parte de los estudiantes. El uso de un software de
computadora que apoya la comprensión del
estudiante además de poseer el la teoría, el desarrollo
de los ejercicios y la posibilidad de cambiar los datos
de los ejercicios facilita la explicación del docente y
la comprensión total de los ejercicios vistos en clase.
Interés en lograr un buen desempeño
por parte de los estudiantes.
Al poseer una herramienta de software como apoyo a
la asignatura en general provocará mejores
perspectivas de desempeño en los estudiantes y se
lograría que estén motivados para alcanzar sus
objetivos, los cuáles son la aprobación de la materia y
el entendimiento de ésta para no tener dificultades al
91
cursar las siguientes.
Necesidad de realizar prácticas y
desarrollo de ejercicios adicionales a
los de la clase.
Con el uso del software el docente contará con una
ayuda adicional a la que actualmente tiene, le ayudará
en el desarrollo de las clases teóricas y expositivas,
lo que le dará un valor agregado al desarrollo de
éstas, y podrá elegir cuáles temas serían los que más
le ayudarían a sus fines didácticos mediante menús
ordenados por unidades.
Dificultad para adquirir un refuerzo
del contenido de la clase.
Los estudiantes tendrán a la mano una herramienta de
consulta adicional a las ya existentes, la cuál les
ayudara a recordar temas vistos en la clase. Esto les
ayudará a aclarar dudas o inquietudes que se
presenten en el momento posterior al desarrollo de un
tema o de un ejercicio e incluso podrán consultarlas
con anterioridad para simplificar y facilitar la
comprensión de los temas vistos en el futuro.