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Introducción
Hoy en día, la pandemia COVID-19 está provocando que las instituciones educativas actualicen las actividades de los cursos con el apoyo de las Tecnologías de la Información y Comunicaciones (TICs) y el uso de los modelos pedagógicos (Del-Castillo-Olivares & Del-Castillo-Olivares, 2021; Grande-de-Prado et al., 2021; Maphosa & Dube, 2021); por consiguiente, los docentes analizan, seleccionan y utilizan nuevas herramientas tecnológicas en las prácticas educativas con la finalidad de facilitar el proceso enseñanza-aprendizaje bajo la modalidad a distancia (Ahmady, et al., 2021; Lorente-Ruiz, Despujol, & Castañeda, 2021).
En particular, las aplicaciones tecnológicas tienen un papel fundamental durante la planeación, organización y realización de nuevas actividades escolares antes, durante y después de las clases a distancia (Akbari, Heidari-Tabrizi, & Chalak, 2021; Mailizar, Almanthari, & Maulina, 2021; Rahmadi, Lavicza, & Houghton, 2021); de hecho, la incorporación de las TICs en el campo educativo favorece la personalización del aprendizaje y el rol activo de los estudiantes desde cualquier lugar (Njiku, Mutarutinya, & Maniraho, 2021; Rahmadi, 2021; Salas-Rueda & Vázquez-Estupiñán, 2018).
En la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el docente del curso Diseño Digital buscó mejorar las condiciones de enseñanza-aprendizaje durante la pandemia COVID-19 por medio de la incorporación de la tecnología en las actividades escolares. En particular, el diseño y la construcción del Juego Digital para el proceso enseñanza-aprendizaje sobre la Electrónica (JDE) versión 2.0 consiste en un simulador que presenta el procedimiento para obtener la función de salida con 2 variables y su representación por medio de las compuertas lógicas.
El objetivo de esta investigación cuantitativa es construir el juego digital JDE versión 2.0 y analizar el impacto de esta herramienta tecnológica en el curso Diseño Digital; por lo tanto, las preguntas de investigación son:
¿Cómo influye el simulador del juego digital JDE versión 2.0 en la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica, el desarrollo de habilidades y el aprendizaje desde cualquier lugar?
¿Cuál es el impacto sobre el uso del juego digital JDE versión 2.0 en el curso Diseño Digital?
Diseño y construcción de aplicaciones tecnológicas
Hoy en día, las TICs han permitido que los docentes transformen la interacción y comunicación durante la realización de las actividades escolares bajo la modalidad presencial y a distancia (Boussakuk, et al., 2021). En particular, el diseño, la construcción y la implementación de las aplicaciones tecnológicas han mejorado las condiciones de enseñanza-aprendizaje en los cursos de Pedagogía (Ratnawati, et al., 2021), Informática (Feijoo-García, et al., 2021; Salas-Rueda & Salas-Silis, 2018) y Estadística (Salas-Rueda, Salas-Rueda, & Salas-Rueda, 2019); por ejemplo, Boussakuk, et al. (2021) construyeron una herramienta tecnológica con el propósito de facilitar la interacción sobre el manejo de los contenidos y la evaluación de las actividades escolares.
En el curso Instrumentación Estadística para los negocios, la aplicación APEPH facilitó la asimilación del conocimiento sobre la Prueba de Hipótesis y desarrolló las habilidades matemáticas de los estudiantes (Salas-Rueda, Salas-Rueda, & Salas-Rueda, 2019). Asimismo, esta aplicación web incrementó la motivación y satisfacción de los estudiantes durante el proceso de enseñanza-aprendizaje sobre la Estadística por medio de la simulación de datos (Salas-Rueda, Salas-Rueda, & Salas-Rueda, 2019).
Por otro lado, Ratnawati, et al. (2021) construyeron una aplicación web para facilitar la asimilación del conocimiento sobre la pedagogía y desarrollar las habilidades relacionadas con el diseño instruccional. Los beneficios sobre el uso de esta herramienta tecnológica en el campo educativo son la personalización del proceso de aprendizaje y la flexibilidad de tiempo y espacio (Ratnawati, et al., 2021).
En el campo de la informática, Feijoo-García, et al. (2021) construyeron la aplicación Write2Code con la finalidad de facilitar el proceso enseñanza-aprendizaje sobre el lenguaje de programación Java. Esta aplicación tecnológica permitió el desarrollo de habilidades sobre la programación por medio de la verificación sobre la sintaxis de las instrucciones (Feijoo-García, et al., 2021).
Del mismo modo, Salas-Rueda y Salas-Silis (2018) construyeron la aplicación JPEP para facilitar el proceso de aprendizaje sobre la programación del Lenguaje PHP. En particular, esta aplicación es un juego de preguntas y respuestas donde el estudiante desarrolla las habilidades sobre la programación (Salas-Rueda & Salas-Silis, 2018).
Por último, los avances tecnológicos facilitan la organización y construcción de nuevos espacios virtuales educativos donde los estudiantes participan activamente antes, durante y después de las sesiones presenciales (Boussakuk, et al., 2021; Feijoo-García, et al., 2021; Ratnawati, et al., 2021).
Desarrollo
Metodología
Los objetivos particulares de esta investigación son (1) construir el juego digital JDE versión 2.0; (2) analizar el impacto sobre el simulador del juego digital JDE versión 2.0 en el aprendizaje; (3) analizar el uso del juego digital JDE versión 2.0 durante la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica, el desarrollo de habilidades y el aprendizaje desde cualquier lugar, y (4) analizar el impacto sobre el simulador del juego digital JDE versión 2.0 en el curso Diseño Digital.
La muestra está conformada por 10 estudiantes de la Ingeniería Eléctrica Electrónica que cursaron la asignatura Diseño Digital en la Universidad Nacional Autónoma de México durante el ciclo escolar 2021. En el mes de Abril del 2021, los estudiantes de la Ingeniería Eléctrica Electrónica utilizaron el juego digital JDE versión 2.0 durante el curso Diseño Digital (Ver Figura 1). Esta aplicación tecnológica está disponible en la siguiente dirección web: http://sistemasusables.com/2021version2/inicio1.html
La Figura 2 muestra el modelo utilizado para analizar el impacto del juego digital JDE versión 2.0 durante el proceso enseñanza-aprendizaje.
De acuerdo con Ratnawati, et al. (2021), la incorporación de las herramientas tecnológicas en las actividades escolares facilita la asimilación del conocimiento; por lo tanto, la hipótesis 1 sobre el uso del juego digital JDE versión 2 es:
Hipótesis 1 (H1): El simulador del juego digital JDE influye positivamente la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica.
Diversos autores (p. ej., Boussakuk et al., 2021; Feijoo-García et al., 2021; Tang & Hai, 2021) mencionan que el uso de la tecnología en el campo educativo permite la construcción de nuevos espacios virtuales que favorecen el desarrollo de las habilidades; por lo tanto, la hipótesis 2 sobre el uso del juego digital JDE versión 2 es:
Hipótesis 2: El simulador del juego digital JDE influye positivamente el desarrollo de habilidades para el campo de la electrónica.
Los avances tecnológicos permiten que los estudiantes realicen sus actividades escolares en cualquier momento (Chen et al., 2021; Ratnawati et al., 2021); por lo tanto, la hipótesis 3 sobre el uso del juego digital JDE versión 2 es:
Recolección de datos
La Tabla 1 muestra el instrumento de medición utilizado para recolectar la información sobre el uso del juego digital JDE versión 2.0 durante el mes de Abril del 2021.
Tabla 1 Cuestionario digital sobre el uso del juego digital JDE versión 2.0.
| No. | Variable | Dimensión | Pregunta | Respuesta | n | % |
| 1 | Perfil del estudiante | Sexo | 1. Indica tu sexo |
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| Hombre | 8 | 80.00% | ||||
| Mujer | 2 | 20.00% | ||||
| Edad | 2. Indica tu edad |
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|
||
| 20 años | 1 | 10.00% | ||||
| 21 años | 4 | 40.00% | ||||
| 22 años | 2 | 20.00% | ||||
| 23 años | 3 | 30.00% | ||||
| 2 | Juego digital JDE | Simulador | 3. El simulador del juego digital JDE facilita el aprendizaje |
|
|
|
| Mucho (1) | 8 | 80.00% | ||||
| Bastante (2) | 2 | 20.00% | ||||
| Poco (3) | 0 | 0.00% | ||||
| Muy poco (4) | 0 | 0.00% | ||||
| Asimilación del conocimiento | 4. El juego digital JDE facilita la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica |
|
|
|||
| Mucho (1) | 4 | 40.00% | ||||
| Bastante (2) | 5 | 50.00% | ||||
| Poco (3) | 1 | 10.00% | ||||
| Muy poco (4) | 0 | 0.00% | ||||
| Desarrollo de habilidades | 5. El juego digital JDE facilita el desarrollo de habilidades para el campo de la electrónica |
|
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|
||
| Mucho (1) | 2 | 20.00% | ||||
| Bastante (2) | 6 | 60.00% | ||||
| Poco (3) | 2 | 20.00% | ||||
| Muy poco (4) | 0 | 0.00% | ||||
| Aprendizaje desde cualquier lugar | 6. El juego digital JDE facilita el aprendizaje desde cualquier lugar |
|
|
|
||
| Mucho (1) | 4 | 40.00% | ||||
| Bastante (2) | 5 | 50.00% | ||||
| Poco (3) | 1 | 10.00% | ||||
| Muy poco (4) | 0 | 0.00% |
La Tabla 2 muestra la validación del cuestionario digital sobre el uso del juego digital JDE versión 2.0.
Tabla 2 Validación del cuestionario.
| Variable | Dimensión | Factor de carga | Alfa de Cronbach | Average Variance Extracted | Composite Reliability |
| Juego digital JDE | Simulador | 0.733 | 0.765 | 0.607 | 0.857 |
| Asimilación del conocimiento | 0.948 | ||||
| Desarrollo de habilidades | 0.797 | ||||
| Aprendizaje desde cualquier lugar | 0.598 |
Esta investigación cuantitativa utilizó la herramienta RapidMiner para calcular las regresiones lineales (aprendizaje automático). La sección de entrenamiento con 60%, 70% y 80% de la muestra permite calcular las regresiones lineales con el propósito de evaluar las hipótesis sobre el uso del juego digital JDE versión 2.0. Por otro lado, la sección de evaluación con 40%, 30% y 20% de la muestra permite identificar la exactitud de estas regresiones lineales por medio del error al cuadrado.
Resultados
El juego digital JDE versión 2.0 permite que los estudiantes comprendan el procedimiento para obtener la función de salida con 2 variables y su representación por medio de las compuertas lógicas. El simulador de esta aplicación tecnológica permite que el usuario seleccione los valores de entrada A y B por medio de la función de salida (Z); por ejemplo, la Figura 3 muestra que el estudiante seleccionó los valores de A = 1 y B = 0.
La Figura 4 muestra la función de salida (Z) y su representación por medio de las compuertas lógicas de la selección correspondiente a los valores de A = 1 y B = 0.
La Figura 5 muestra un ejemplo del simulador cuando el usuario selecciona dos términos en el juego digital JDE versión 2.0.
La Figura 6 muestra un ejemplo un ejemplo del simulador cuando el usuario selecciona tres términos en el juego digital JDE versión 2.0.
Cabe mencionar, que no existe función de salida cuando todas las entradas están en 0 o 1 (Ver Figura 7).
El simulador del juego digital JDE facilita mucho (n = 8, 80.00%) y bastante (n = 2, 20.00%) el aprendizaje (Ver Tabla 1). Asimismo, los resultados del aprendizaje automático indican que el simulador del juego digital JDE influye positivamente la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica, el desarrollo de habilidades para el campo de la electrónica y el aprendizaje desde cualquier lugar (Ver Tabla 3).
Tabla 3 Resultados del aprendizaje automático.
| Hipótesis | Entrena miento | Regresión lineal | Resultado | Valor de t | Valor de p | Error al cuadrado |
| H1: JDE → asimilación del conocimiento | 60% | y = 0.999x + 0.500 | Aceptada: 0.999 | 1.885 | 0.132 | 0.250 |
| 70% | y = 0.899x + 0.700 | Aceptada: 0.899 | 1.844 | 0.124 | 0.293 | |
| 80% | y = 0.999x + 0.500 | Aceptada: 0.999 | 2.121 | 0.078 | 0.250 | |
| H2: JDE → desarrollo de habilidades | 60% | y = 0.749x + 1.000 | Aceptada: 0.749 | 1.549 | 0.196 | 0.562 |
| 70% | y = 0.699x + 1.100 | Aceptada: 0.699 | 1.640 | 0.161 | 0.707 | |
| 80% | y = 0.666x + 1.166 | Aceptada: 0.666 | 1.732 | 0.133 | 1.028 | |
| H3: JDE → aprendizaje desde cualquier lugar | 60% | y = 0.249x + 1.500 | Aceptada: 0.249 | 0.348 | 0.745 | 0.312 |
| 70% | y = 0.199x + 1.600 | Aceptada: 0.199 | 0.319 | 0.762 | 0.439 | |
| 80% | y = 0.166x + 1.666 | Aceptada: 0.166 | 0.297 | 0.776 | 0.693 |
La Tabla 4 muestra las correlaciones de Pearson sobre el uso del juego digital JDE versión 2.0.
Tabla 4 Correlaciones de Pearson.
| Simulador conocimiento | Asimilación del habilidades | Desarrollo de cualquier lugar | Aprendizaje desde | |
| Simulador Asimilación del conocimiento | 1 | - | - | - |
| 0.625 | 1 | - | - | |
| Desarrollo de habilidades | 0.395 | 0.741 | 1 | |
| Aprendizaje desde cualquier lugar | 0.234 | 0.512 | 0.247 | 1 |
El juego digital JDE facilita mucho (n = 4, 40.00%), bastante (n = 5, 50.00%) y poco (n = 1, 10.00%) la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica (Ver Tabla 1). Los resultados del aprendizaje automático con 60% (0.999, Valor_ t = 1.885, Valor p = 0.132), 70% (0.899, Valor_ t = 1.844, Valor p = 0.124) y 80% (0.999, Valor_ t = 2.121, Valor p = 0.078) indican que la H1 es aceptada (Ver Tabla 3); por consiguiente, el simulador del juego digital JDE influye positivamente la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica.
El juego digital JDE facilita mucho (n = 2, 20.00%), bastante (n = 6, 60.00%) y poco (n = 2, 20.00%) el desarrollo de habilidades para el campo de la electrónica (Ver Tabla 1). Los resultados del aprendizaje automático con 60% (0.749, Valor_ t = 1.549, Valor p = 0.196), 70% (0.699, Valor_ t = 1.640, Valor p = 0.161) y 80% (0.666, Valor_ t = 1.732, Valor p = 0.133) indican que la H2 es aceptada (Ver Tabla 3). Por consiguiente, el simulador del juego digital JDE influye positivamente el desarrollo de habilidades para el campo de la electrónica.
El juego digital JDE facilita mucho (n = 4, 40.00%), bastante (n = 5, 50.00%) y poco (n = 1, 10.00%) el aprendizaje desde cualquier lugar (Ver Tabla 1). Los resultados del aprendizaje automático con 60% (0.249, Valor_ t = 0.348, Valor p = 0.745), 70% (0.199, Valor_ t = 0.319, Valor p = 0.762) y 80% (0.166, Valor_ t = 0.297, Valor p = 0.776) indican que la H3 es aceptada (Ver Tabla 3); por lo tanto, el simulador del juego digital JDE influye positivamente el aprendizaje desde cualquier lugar.
Discusión
Los avances tecnológicos permiten que los docentes actualicen las prácticas educativas (Boussakuk, et al., 2021; Feijoo-García, et al., 2021). La mayoría de los estudiantes (n = 8, 80.00%) considera que el simulador del juego digital JDE facilita mucho el aprendizaje. Asimismo, el simulador del juego digital JDE facilita bastante (n = 2, 20.00%) el aprendizaje; por lo tanto, los estudiantes de la Ingeniería Eléctrica Electrónica tienen una opinión favorable sobre esta herramienta tecnológica.
Los centros educativos están incorporando las TICs en las actividades escolares con la finalidad de mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje (Chen et al., 2021). El 40.00% de los estudiantes (n = 4)piensa que el juego digital JDE facilita mucho la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica. Asimismo, el juego digital JDE facilita bastante (n = 5, 50.00%) la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica. Por lo tanto, la mayoría de los estudiantes de la Ingeniería Eléctrica Electrónica (90.00%) tienen una opinión favorable sobre el uso de esta herramienta tecnológica.
Similar a Ratnawati et al. (2021), el uso de las TICs en el campo educativo mejora las condiciones de enseñanza-aprendizaje. Los resultados del aprendizaje automático sobre la H1 son superiores a 0.890; por consiguiente, el simulador del juego digital JDE influye positivamente la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica.
Las instituciones educativas buscan desarrollar las habilidades de los estudiantes por medio de la creación de nuevos espacios virtuales (Feijoo-Garcia et al., 2021). El 20.00% de los estudiantes (n = 2) consideran que el juego digital JDE facilita mucho el desarrollo de habilidades para el campo de la electrónica. Asimismo, el juego digital JDE facilita bastante (n = 6, 60.00%) el desarrollo de habilidades para el campo de la electrónica. Por lo tanto, la mayoría de los estudiantes de la Ingeniería Eléctrica Electrónica (80.00%) tienen una opinión favorable sobre el uso de esta herramienta tecnológica.
Como lo mencionan Boussakuk et al. (2021), la incorporación de la tecnología en el campo educativo favorece el desarrollo de las habilidades en los estudiantes dentro y fuera del salón de clases. Los resultados del aprendizaje automático sobre la H2 son superiores a 0.660, por consiguiente, el simulador del juego digital JDE influye positivamente el desarrollo de habilidades para el campo de la electrónica.
Diversos autores (p. ej., Tang & Hai, 2021) mencionan que los avances tecnológicos permiten que los docentes actualicen las actividades escolares bajo la modalidad a distancia. El 40.00% de los estudiantes (n = 4) piensa que el juego digital JDE facilita mucho (n = 4, 40.00%) el aprendizaje desde cualquier lugar. Asimismo, el juego digital JDE facilita bastante (n = 5, 50.00%) el aprendizaje desde cualquier lugar; por lo tanto, la mayoría de los estudiantes de la Ingeniería Eléctrica Electrónica (90.00%) tienen una opinión favorable sobre el uso de esta herramienta tecnológica.
De acuerdo con Chen, et al. (2021), los docentes utilizan la tecnología para crear nuevos espacios virtuales de aprendizaje bajo la modalidad a distancia. Los resultados del aprendizaje automático sobre H3 son superiores a 0.160, por lo tanto, el simulador del juego digital JDE influye positivamente el aprendizaje desde cualquier lugar.
Conclusiones
Los docentes están buscando nuevas estrategias educativas y herramientas tecnológicas que faciliten el proceso de enseñanza-aprendizaje durante la pandemia COVID-19. En particular, los resultados del aprendizaje automático indican que el simulador del juego digital JDE influye positivamente la asimilación del conocimiento en el campo de la electrónica, el desarrollo de habilidades y el aprendizaje desde cualquier lugar.
Esta investigación recomienda el diseño, la construcción y el empleo de las aplicaciones web educativas debido a que los docentes pueden innovar las actividades escolares por medio de la tecnología. Por ejemplo, el juego digital JDE versión 2.0 consiste en un simulador que presenta el procedimiento para obtener la función de salida con 2 variables y su representación por medio de las compuertas lógicas.
Las limitaciones de esta investigación son el tamaño de la muestra y los contenidos del juego digital JDE versión 2.0; por lo tanto, las futuras investigaciones pueden construir diversos simuladores para 3, 4 y 5 variables y analizar el impacto de estas herramientas tecnológicas en las preparatorias y universidades.
En conclusión, la incorporación de las TICs en las actividades escolares favorece el rol activo de los estudiantes durante la pandemia COVID-19. En particular, el juego digital JDE versión 2.0 mejoró las condiciones de enseñanza-aprendizaje en la asignatura Diseño Digital durante el ciclo escolar 2021.
