Aprendizaje de STEM en la infancia a través de entornos de programación visual y dispositivos de hardware interactivo
| dc.contributor.advisor | Acevedo Pabón, Oscar Leonardo | |
| dc.contributor.author | Samboni Buesaquillo, Sixta Verónica | |
| dc.contributor.author | Vizcaíno Linero, Fernando José | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-14T18:45:34Z | |
| dc.date.issued | 2026-05-04 | |
| dc.description.abstract | Esta investigación aborda estrategias para contrarrestar el rezago de las áreas STEM en la educación básica rural colombiana al suplementar la escasa infraestructura tecnológica mediante entornos de programación visual y hardware interactivo. El estudio se enfoca en alumnos de sexto grado de una institución rural del departamento del Cauca (Colombia), quienes presentaban niveles bajo-medios de pensamiento computacional y pensamiento sistémico. La investigación evaluó el impacto de una propuesta pedagógica secuencial (basada en el uso de Scratch, Flowcode y el montaje de hardware programable) orientada a potenciar ambas formas de pensamiento en los alumnos. Los hallazgos del trabajo se estructuran en cuatro ámbitos principales. En primer lugar, se demostró la viabilidad pedagógica en aulas rurales con recursos limitados, ya que los estudiantes completaron la secuencia didáctica y desarrollaran el artefacto integrador final. En segundo lugar, se implementó análisis cuantitativo de dos instrumentos: una comparación pretest–postest de competencias de pensamiento computacional y sistémico, y un test de motivación hacia STEM donde se incluían aspectos de trabajo colaborativo. En la comparación pretest-postest se evidenció un progreso notable. En particular, se evidenció un progreso muy significativo (superior a 20 puntos porcentuales) en habilidades de descomposición y abstracción, avances moderados en modelado, y mejoras más modestas (menores a 10 puntos) en retroalimentación y justificación. En el test de motivación se alcanzaron niveles muy positivos. En tercer lugar, se complementó el análisis mediante instrumentos cualitativos (tales como entrevistas estructuradas y observación de clase) con los que se detectó un alto entusiasmo, la pérdida del temor inicial al hardware y la adopción del ensayo-error, aunque persistieron dificultades para verbalizar los errores cometidos. En cuarto y último lugar, se descubrieron recomendaciones de proyección curricular, dado que los resultados sugieren que habilidades como la retroalimentación y la justificación requieren mayor maduración en grados más avanzados al sexto de secundaria. | |
| dc.description.abstractenglish | This research addresses strategies to counteract the lag in STEM areas within rural Colombian basic education by supplementing limited technological infrastructure with visual programming environments and interactive hardware. This study focuses on sixth-grade students at a rural school in the Department of Cauca (Colombia), who were found to possess low-to-medium levels of computational and systems thinking. The research evaluated the impact of a sequential pedagogical approach (based on the use of Scratch, Flowcode, and the assembly of programmable hardware) aimed at enhancing both forms of thinking among the students. The study's findings are structured around four main areas. First, the pedagogical feasibility of the approach in resource-constrained rural classrooms was demonstrated, as students completed the instructional sequence and developed a final integrative device. Second, a quantitative analysis was conducted using two instruments: a pre-test/post-test comparison of computational and systemic thinking skills, and a STEM motivation test that included aspects of collaborative work. The pre-test/post-test comparison revealed notable progress. Specifically, there was highly significant improvement (exceeding 20 percentage points) in decomposition and abstraction skills, moderate progress in modeling, and more modest gains (less than 10 points) in feedback and justification. Very positive levels were achieved in the motivation test. Third, the analysis was complemented by qualitative instruments (such as structured interviews and classroom observation), which revealed high levels of enthusiasm, the overcoming of initial apprehension regarding hardware, and the adoption of a trial-and-error approach, although difficulties in verbalizing errors persisted. Fourth and finally, recommendations for curriculum planning emerged, as the results suggest that skills such as feedback and justification require further development in levels beyond the sixth grade. | |
| dc.description.tableofcontents | INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I. CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1 Planteamiento del problema 1.2 Pregunta de investigación 1.3 Justificación 1.4 Objetivos de investigación 1.4.1 Objetivo general 1.4.2 Objetivos específicos CAPÍTULO II. MARCO REFERENCIAL 2.1 Antecedentes 2.2 Marco teórico 2.2.1 Teoría constructivista 2.3 Marco conceptual 2.3.1 Educación STEM 2.3.2 Hardware interactivo 2.3.3 Pensamiento Computacional (PC) 2.3.4 Pensamiento Sistémico (PS) 2.3.5 Motivación CAPÍTULO III. METODOLOGÍA 3.1 Paradigma y enfoque que enmarcan el estudio 3.2 Diseño y métodos 3.2.1. Instrumentos 3.2.2 Validación de instrumentos 3.3 Población, muestra y escenario escolar 3.4 Estructura de la intervención didáctica 3.4.1 Descripción general de la intervención 3.4.2 Fase 1. Programación visual con Scratch 3.4.3 Fase 2. Programación con Flowcode y montaje en hardware 3.4.4 Materiales, recursos y componentes electrónicos 3.4.5 Sustento teórico de las decisiones de diseño 3.5 Fases de la investigación 3.6 Metodología de interpretación de resultados 3.7. Criterios de calidad y consideraciones éticas CAPÍTULO IV. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 4.1. Resultados cuantitativos 4.1.1. Resultados pretest–postest de habilidades STEM 4.1.2. Resultados prueba de motivación 4.2 Resultados cualitativos 4.2.1. Resultados de entrevistas y observación CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 Conclusiones 5.3 Implicaciones para el diseño curricular y trabajos futuros 5.4 Limitaciones del estudio 5.5 Recomendaciones REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS ANEXO A. CUESTIONARIO PRETEST – DIAGNÓSTICO DE COMPETENCIAS STEM ANEXO B. CUESTIONARIO POSTEST – EVALUACIÓN DE COMPETENCIAS STEM ANEXO C. FORMATO GUIA ENCUESTA DE MOTIVACIÓN HACIA STEM ANEXO D. FORMATO GUÍA ENTREVISTA SEMIESTRUCTURADA A ESTUDIANTES ANEXO E. FORMATO GUÍA DE OBSERVACIÓN DE CLASE ANEXO F. EVIDENCIAS DE LA IMPLEMENTACIÓN ANEXO G. CRONOGRAMA DE INTERVENCIÓN DIDÁCTICA Aplicación Cuestionario Postest – Evaluación de competencias STEM Formato guía Guía de observación de clase ANEXO H. FORMATO DE AUTORIZACIÓN INSTITUCIONAL PARA EL DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ANEXO I. CONSENTIMIENTO INFORMADO DE REPRESENTANTE LEGAL ANEXO J. CONSENTIMIENTO INFORMADO | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10823/10479 | |
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| dc.subject.keywords | Computational and systemic thinking | |
| dc.subject.keywords | Interactive hardware | |
| dc.subject.keywords | Visual programming | |
| dc.subject.lemb | Educación rural | |
| dc.subject.lemb | Pensamiento computacional | |
| dc.subject.lemb | Tecnología educativa | |
| dc.subject.proposal | Pensamiento sistémico y computacional | |
| dc.subject.proposal | Hardware interactivo | |
| dc.subject.proposal | Programación visual | |
| dc.title | Aprendizaje de STEM en la infancia a través de entornos de programación visual y dispositivos de hardware interactivo | |
| dc.title.translated | Early childhood STEM learning through visual programming environments and interactive hardware devices | |
| dc.type | materThesis | |
| dc.type.coar | http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc | |
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| dc.type.local | Tesis/Trabajo de grado - Artículo - Maestría | |
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