1. INTRODUCCIÓN

Los educadores de las universidades, preparatorias, secundarias y primarias se apoyan en las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) como las plataformas LMS, las aulas virtuales y los dispositivos móviles con el propósito de fomentar el aprendizaje en las modalidades presencial, a distancia y mixta (Heine et al., 2023; Lansangan y Orleans, 2023; Mora-Cruz et al., 2023). Por ejemplo, la estrategia de enseñanza a través del aula virtual WizIQ y la utilización de los sitios educativos de Google tienen un impacto positivo en el rendimiento de los estudiantes, en comparación con aquellos que reciben una enseñanza tradicional, así como lo demuestra un estudio realizado en la asignatura de Habilidades Informáticas en la Universidad de Karak (Allahawiah et al., 2023).

Incluso, las instituciones educativas promueven la incorporación de los dispositivos móviles en los cursos (Jaramillo-Serrano et al., 2023; Khanam, 2023). De hecho, los alumnos consideran que la tecnología ha potenciado el aprendizaje móvil, es decir, la tecnología es una herramienta que les permite un acceso rápido a la información desde cualquier parte y a cualquier hora (Pham y Truong, 2023). En especial, el uso de teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y tabletas se han convertido en herramientas de estudio indispensables para mejorar el aprendizaje (Pham y Truong, 2023).

La tecnología vinculada con el Internet forma parte de la vida cotidiana y escolar de los estudiantes, lo cual incentiva el uso del aprendizaje móvil (Brown, 2023; Li, 2023; Zeitlin y Sadhak, 2023). Los videos son importantes portadores de distintos tipos de información en Internet puesto que los estudiantes prefieren ver y consultar videos de distintas plataformas de aprendizaje en línea para poder mejorar su aprendizaje (Liu, 2023). Del mismo modo, el desarrollo de las aplicaciones web educativas tienen un papel fundamental para fomentar la autonomía y el aprendizaje personalizado (Salas-Rueda & Alvarado-Zamorano, 2022). De hecho, la construcción y la implementación de las aplicaciones web han mejorado las condiciones de enseñanza-aprendizaje en los campos de las Matemáticas Financieras (Salas-Rueda y Alvarado-Zamorano, 2022), la Electrónica (Salas-Rueda et al., 2022), la Enfermería (El-Machtani et al., 2022) y el Idioma Inglés (Wang y Mughaid, 2022).

La enseñanza, las nuevas tecnologías y la Cuarta Revolución Industrial han tenido un gran impacto en los profesores y alumnos (Al-Riyami et al., 2023). Por ejemplo, el modelo pedagógico ASSURE y el lenguaje de programación PHP facilitaron la construcción de una aplicación web educativa para el campo de las Matemáticas Financieras (Salas-Rueda y Alvarado-Zamorano, 2022). De hecho, esta herramienta tecnológica fomentó el aprendizaje sobre los temas del Interés Simple desde cualquier lugar (Salas-Rueda y Alvarado-Zamorano, 2022).

En el campo educativo de la Enfermería, El-Machtani et al. (2022) construyeron y usaron un juego digital para crear nuevos espacios agradables y divertidos de aprendizaje, con la finalidad de incrementar la motivación de los participantes durante el proceso educativo y desarrollar las habilidades de los estudiantes. En el curso de Idioma Inglés, Wang y Mughaid (2022) construyeron una herramienta tecnológica basada en la Realidad Virtual con la finalidad de desarrollar las habilidades gramaticales.

La utilidad de la tecnología móvil es que los estudiantes se apoyan durante el proceso de aprendizaje por medio de herramientas útiles como los teléfonos inteligentes, las computadoras portátiles y las tabletas con el objetivo de buscar información y asimilar el conocimiento (Pham y Truong, 2023). En particular, Salas-Rueda et al. (2022) construyeron una aplicación web educativa para facilitar el aprendizaje en el campo de la Electrónica considerando el uso de los dispositivos móviles.

La construcción y el uso de las herramientas tecnológicas han propiciado que los docentes de los cursos relacionados con las Matemáticas, la Enfermería, el Idioma Inglés y la Electrónica actualicen las actividades escolares considerando la participación de los estudiantes desde cualquier lugar (El-Machtani et al., 2022; Salas-Rueda et al., 2022; Wang y Mughaid, 2022).

El objetivo de esta investigación mixta es establecer las etapas sobre la Metodología de Diseño para la Construcción de Herramientas Web Educativas (MDCHWE) y analizar su implementación por medio de la creación de una aplicación web para el campo de la estadística. Por consiguiente, las preguntas de investigación son:

- ¿Cuáles son las etapas de la metodología MDCHWE?

- ¿Cómo se utiliza la metodología MDCHWE para construir la aplicación web educativa sobre la progresión aritmética (depreciación)?

- ¿Cuál es la percepción de los estudiantes sobre el uso de la aplicación web educativa por medio del algoritmo machine learning de la regresión lineal?

- ¿Cuál es la percepción de los estudiantes sobre el uso de esta herramienta tecnológica?

2. METODOLOGÍA

2.1. Objetivos

Los objetivos particulares son (1) establecer las etapas de la metodología MDCHWE, (2) utilizar la metodología MDCHWE para construir la aplicación web educativa, (3) analizar las percepciones de los estudiantes sobre el uso de la aplicación web educativa por medio del algoritmo machine learning de la regresión lineal y (4) analizar las percepciones de los estudiantes sobre el uso de esta herramienta tecnológica.

Los participantes son 27 alumnos de Licenciatura Geografía Aplicada en la UNAM. Estos alumnos cursaron la asignatura Tecnología de la Información y Comunicación durante el ciclo escolar 2023. En el enfoque cualitativo se guarda el anonimato de los estudiantes por medio de la asignación de un número, por ejemplo, Estudiante no. 1.

2.2. Procedimiento

En primer lugar, este estudio mixto creó la Metodología de Diseño para la Construcción de Herramientas Web Educativas (MDCHWE) con la finalidad de facilitar la organización y realización de entornos virtuales de enseñanza-aprendizaje —Figura 1—. Las etapas de la metodología MDCHWE son Perfil de los estudiantes (Etapa 1), Problema a resolver (Etapa 2), Diseño del espacio educativo (Etapa 3), Entorno virtual (Etapa 4) y Evaluación del entorno virtual (Etapa 5).

La tabla 1 muestra la descripción de las etapas en la metodología MDCHWE.

La figura 2 muestra la aplicación web educativa construida por medio de la metodología MDCHWE. Esta herramienta tecnológica refleja el procedimiento matemático sobre la progresión aritmética (depreciación), la cual está disponible en http://sistemasusables.com/2023PAPIME/aritmetica/inicio.html

La figura 3 muestra el modelo utilizado para analizar las percepciones de los estudiantes sobre el uso de la aplicación web.

Las hipótesis de investigación son:

- Hipótesis 1 (H1): El simulador de la aplicación web influye positivamente la asimilación del conocimiento.

- Hipótesis 2 (H2): El simulador de la aplicación web influye positivamente la motivación.

- Hipótesis 3 (H3): El simulador de la aplicación web influye positivamente el aprendizaje durante la postpandemia COVID-19.

2.3. Recolección de datos

La recolección de datos se realizó en la UNAM durante el ciclo escolar 2023 —Tabla 2—. Por medio de un Formulario web se recuperó la información del instrumento de medición, el cual consta de 5 preguntas cerradas y 2 preguntas abiertas.

2.4. Análisis de datos

Este estudio utilizó las aplicaciones de RapidMiner y Nube de palabras para analizar el uso de la aplicación web. En primer lugar, la herramienta RapidMiner permitió evaluar las hipótesis de investigación por medio del algoritmo Machine Learning sobre la regresión lineal —Figura 4—.

De acuerdo con Salas (2020), el algoritmo de Regresión lineal permite analizar la relación entre las variables independiente y dependiente. Incluso, este algoritmo del Machine Learning permite predecir los fenómenos educativos (Salas-Rueda, 2021).

3. RESULTADOS

La tabla 3 muestra el uso de la metodología MDCHWE para la construcción de la aplicación web educativa.

La Figura 5 muestra la aplicación web construida por medio de la metodología MDCHWE.

El simulador de la aplicación web facilita mucho (n = 12, 44.44 %) y bastante (n =15, 55.56 %) el aprendizaje desde cualquier lugar (Ver Tabla 2). Los resultados indican que el simulador de la aplicación web influye positivamente la asimilación del conocimiento, la motivación y el aprendizaje durante la postpandemia COVID-19 —Tabla 4—.

El uso de las herramientas tecnológicas en el campo educativo durante la postpandemia COVID-19 es muy frecuente (n = 25, 92.59 %), frecuente (n = 1, 3.70 %) y poco frecuente (n = 1, 3.70 %).

La aplicación web facilita mucho (n =12, 44.44 %), bastante (n = 12, 44.44 %) y poco (n = 3, 11.11 %) la asimilación del conocimiento en el campo de la estadística. Los resultados del algoritmo regresión lineal con 50 % (0.177), 60 % (0.199) y 70 % (0.352) de la muestra indican que el simulador de la aplicación web influye positivamente la asimilación del conocimiento. Por lo tanto, la hipótesis 1 es aceptada.

La aplicación web incrementa mucho (n = 9, 33.33 %), bastante (n = 10, 37.04 %) y poco (n = 8, 29.63 %) la motivación. Asimismo, los resultados del algoritmo regresión lineal con 50 % (0.422), 60 % (0.433) y 70 % (0.590) de la muestra señalan que el simulador de la aplicación web influye positivamente la motivación. Por consiguiente, la hipótesis 2 es aceptada.

La aplicación web favorece mucho (n = 15, 55.56 %), bastante (n = 10, 37.04 %), poco (n = 1, 3.70 %) y muy poco (n = 1, 3.70 %) el aprendizaje durante la postpandemia COVID-19. Incluso, los resultados del algoritmo regresión lineal con 50 % (0.466), 60 % (0.533) y 70 % (0.511) de la muestra indican que el simulador de la aplicación web influye positivamente el aprendizaje durante la postpandemia COVID-19. Por lo tanto, la hipótesis 3 es aceptada.

Los participantes de la UNAM consideran que la aplicación web es fácil de utilizar: Es muy fácil de utilizar y es concreta (Estudiante no. 1) y La aplicación es fácil de usar y se entiende perfectamente (Estudiante no. 5).

De acuerdo con los participantes de este estudio, el uso de la aplicación web favorece la creación de nuevos entornos virtuales de aprendizaje: Una buena opción para aprender (Estudiante no. 7) y Es una aplicación muy útil, ya que sí facilita la educación a distancia (Estudiante no. 11).

Asimismo, los estudiantes de la Licenciatura en Geografía Aplicada piensan que la incorporación de la aplicación web favorece la innovación para el campo educativo: Innovadora y eficaz (Estudiante no. 3) y Es simple, y es un material creativo e innovador (Estudiante no. 12).

Las ventajas de la aplicación web son la flexibilidad de tiempo y la presentación de los contenidos por medio del simulador: Es bueno que explique lo que sucede en cada paso (Estudiante no. 6) y Considero que es muy fácil de usar, puesto que los colores, el tipo de letra y las diferentes secciones hacen más claro su uso (Estudiante No. 14).

Los estudiantes consideran que la aplicación web ofrece la flexibilidad de tiempo y espacio durante el proceso educativo: Sí, por su fácil y remoto acceso (Estudiante no. 1) y Sí, definitivamente. Se puede acceder a ésta desde tu propia casa (Estudiante no. 4).

Asimismo, la metodología MDCHWE facilitó la construcción de una aplicación web que favorece el aprendizaje autónomo: Sí porque no hay necesidad de estar en un aula para aprender. Se fomenta el aprendizaje autónomo también (Estudiante no. 3) y Sí porque promueve el aprendizaje autónomo, lo que facilita la asimilación de los temas (Estudiante no. 21).

Incluso, los estudiantes señalan que una de las ventajas de la aplicación web es la presentación del procedimiento matemático paso a paso: Sí, porque explica de forma clara cada procedimiento (Estudiante no. 6) y Sí, es una buena herramienta, además de servir para aprender temas concretos y repetirlo las veces que requieras para el aprendizaje; la hace una buena herramienta (Estudiante no. 7).

Por último, el diseño de la aplicación web educativa facilitó el aprendizaje en la modalidad a distancia: Sí porque ayuda a entender más claramente (Estudiante no. 12) y Claro que sí, ya que rompe barreras físicas. Sustituye el aula física, porque tiene muchas funciones y herramientas que hacen eficaz y eficiente el proceso de enseñanza aprendizaje (Estudiante no. 13).

4. DISCUSIONES

Como lo mencionan diversos autores (El-Machtani et al., 2022; Wang y Mughaid, 2022) los educadores deben de apoyarse en las herramientas tecnológicas para facilitar el entendimiento de los temas escolares. Por ejemplo, el uso de la metodología MDCHWE facilitó la construcción de la aplicación web educativa a través de las etapas Perfil de los estudiantes, Problema a resolver, Diseño del espacio educativo, Entorno virtual y Evaluación. En la etapa Evaluación, este estudio mixto analizó el uso de la aplicación web educativa considerando el algoritmo Machine Learning de la regresión ambiarlineal. Asimismo, analizó las percepciones de los estudiantes sobre el uso de esta herramienta tecnológica por medio del enfoque cualitativo.

Según El-Machtani et al. (2022), las instituciones educativas deben apoyarse en la planeación e implementación de nuevas herramientas tecnológicas con la finalidad de facilitar el aprendizaje. Incluso, Pham y Truong (2023) destacan la importancia de la tecnología para innovar las actividades escolares. De acuerdo con los participantes de este estudio, el uso de la aplicación web favorece la creación de nuevos entornos virtuales de aprendizaje. En la hipótesis 1, los resultados del algoritmo regresión lineal son superiores a 0.170, por lo tanto, el simulador de la aplicación web influye positivamente la asimilación del conocimiento.

Como lo señalan El-Machtani et al. (2022), la creación de herramientas educativas debe favorecer el aprendizaje e incrementar la motivación. Además, Al-Riyami et al. (2023) destacan que la incorporación de la tecnología en el campo educativo ha provocado cambios sustanciales en las funciones y los roles de los estudiantes y educadores. Los participantes de la Universidad Nacional Autónoma de México consideran que la aplicación web es fácil de utilizar. En la hipótesis 2, los resultados del algoritmo regresión lineal son superiores a 0.420, por lo tanto, el simulador de la aplicación web influye positivamente la motivación.

Mora-Cruz et al. (2023) mencionan que los avances tecnológicos han mejorado las condiciones de enseñanza-aprendizaje en las modalidades presencial y a distancia. Las ventajas de la aplicación web son la flexibilidad de espacio y la presentación de los contenidos por medio del simulador. En la hipótesis 3, los resultados del algoritmo regresión lineal son superiores a 0.460, por lo tanto, el simulador de la aplicación web influye positivamente el aprendizaje durante la postpandemia COVID-19.

La metodología MDCHWE puede ser utilizada para la creación de espacios virtuales educativos en el campo de las matemáticas. De hecho, los estudiantes de la UNAM consideran que la aplicación web ofrece la flexibilidad de tiempo y espacio durante el proceso educativo.

Incluso, la metodología MDCHWE facilitó la construcción de una aplicación web que favorece el aprendizaje autónomo. En particular, los estudiantes señalan que una de las ventajas de la aplicación web educativa es la presentación del procedimiento matemático paso a paso.

Por último, los estudiantes de la Licenciatura en Geografía Aplicada piensan que la incorporación de la aplicación web favorece la innovación para el campo educativo. Asimismo, el diseño de esta herramienta tecnológica facilita el aprendizaje en la modalidad a distancia.

5. CONCLUSIONES

La metodología MDCHWE permite construir herramientas tecnológicas como la aplicación web educativa sobre la progresión aritmética, depreciación. Los resultados indican que el simulador de la aplicación web influye positivamente la asimilación del conocimiento, la motivación y el aprendizaje durante la postpandemia COVID-19.

Las limitaciones son el tamaño de la muestra y las variables dependientes sobre la asimilación del conocimiento, la motivación y el aprendizaje durante la postpandemia COVID-19. Por consiguiente, los educadores pueden analizar la herramienta tecnológica considerando la motivación, el rol activo y el entusiasmo del estudiante. Además, las futuras investigaciones pueden utilizar la metodología MDCHWE para construir nuevos espacios virtuales de aprendizaje y evaluar su impacto en diversas instituciones educativas.

Esta investigación recomienda el uso de la metodología MDCHWE para organizar e implementar las aplicaciones web educativas. De acuerdo con los estudiantes de la UNAM, la aplicación web educativa facilita el aprendizaje en la modalidad a distancia a través de la presentación del procedimiento matemático paso a paso. Asimismo, esta herramienta tecnológica es fácil de utilizar.

En conclusión, los educadores y las instituciones educativas pueden utilizar la metodología MDCHWE para lograr innovar las actividades escolares por medio de la creación de aplicaciones web educativas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Información adicional

CONTRIBUCIONES DE LOS AUTORES:: Ricardo-Adán Salas-Rueda (Conceptualización, tratamiento de datos, análisis formal y adquisición de fondos), Abraham-Elimelech Hernández-Barón (Participación en las diversas etapas del estudio), Ana-Jimena Hurtado-Coutiño (Participación en las diversas etapas del estudio), Estefany Mendoza-Santoyo (Participación en las diversas etapas del estudio) y Ángel Molina-Camacho (Participación en las diversas etapas del estudio).

AGRADECIMIENTOS:: Trabajo realizado con el apoyo del Programa UNAM-DGAPA-PAPIME: Construcción e implementación de una aplicación web educativa considerando el blended learning con clave PE400323. Asimismo, se agradece el apoyo a la Escuela Nacional de Ciencias de la Tierra (ENCiT) de la UNAM.