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Introducción
Las condiciones históricas concretas en que se desarrolla el mundo en el siglo XXI están marcadas por los dinámicos y complejos cambios económicos, sociales, políticos, ambientales, tecnológicos que impactan en la educación de los jóvenes universitarios. Los avances científicos técnicos a nivel global en las sociedades contemporáneas se producen de manera acelerada y colocan a la saga programas curriculares que no se transforman a la misma velocidad con que ocurren estos cambios. La universidad de hoy ha de estar a la altura de estos tiempos y a tono con los cambios científicos tecnológicos en que se producen en la sociedad contemporánea.
La formación de habilidades constituye una tarea de relevancia en el proceso de enseñanza-aprendizaje y aún más en los entornos virtuales. Cuando estos últimos han impactado en la autopreparación y autoaprendizaje en el estudiante, a raíz de la incorporación de plataformas virtuales y herramientas tecnológicas en el proceso de enseña-aprendizaje.
La finalidad e importancia de la formación de habilidades radica en que estas son la base de la asimilación de los contenidos y de la actividad específica de aprendizaje; para la resolución de problemáticas en la vida laboral y alcanzar éxitos profesionales, así coinciden los autores [1], [2], [3] al comentar sobre la formación de habilidades.
Una vez más las universidades se empeñan en lograr una adecuada formación de habilidades en los entornos virtuales de enseñanza aprendizaje. Se han incorporado software, dispositivos y herramientas tecnológicas al proceso de formación integral de ingenieros, en particular los informáticos; las que han modificado la forma de concebir el proceso de enseñanza-aprendizaje.
En el caso particular de la formación de la habilidad modelar problemas de programación lineal en el entorno virtual de enseñanza-aprendizaje en ingenieros, a decir por el autor [4], aporta fundamentos básicos para el desarrollo integral de la personalidad: aprender a pensar y actuar de forma creadora para resolver diferentes problemas del entorno sociocultural y el desarrollo del pensamiento lógico.
La habilidad modelar problemas de programación lineal en el entorno virtual de enseñanza aprendizaje en ingenieros informáticos, es fundamental ya que este profesional lleva a vías de hecho la transformación de elementos de la vida real a modelos matemáticos, para la toma de decisiones, la realización de pronósticos y la obtención de resultados en los sistemas tecnológicos vinculados al perfil de este profesional, en lo particular.
El análisis del proceso de formación de la habilidad modelar a través del entorno virtual que se lleva a cabo en esta investigación se enmarca en la carrera de Ingeniería Informática con perfil de Informática Operativa de la Facultad 3 de la Universidad del Ministerio del Interior Eliseo Reyes Rodríguez “Cap. San Luis” (UMI). Esta carrera como parte integrante del sistema de Educación Superior, hace suyo todo el proceso de automatización de la sociedad que vive el país en estos últimos 10 años. Este proceso de formación de habilidades es imprescindible para el ingeniero informático, pues de estas depende su comportamiento y sus resultados donde quiera que ejerza su profesión. No solo se analizan las habilidades informáticas sino de todas las que harán del estudiante un profesional competente, capaz e independiente, que sepa dar respuesta a todas las problemáticas que se le presenten a partir del uso de la matemática y las TIC como complemento para su trabajo.
Una de las asignaturas del currículo propio de la Ingeniería Informática con perfil Informática Operativa que contribuye a alcanzar habilidad de modelación matemática de problemas de programación lineal, es la Investigación de Operaciones, que forma parte de la disciplina Matemática Aplicada.
La asignatura tiene como objetivo general: identificar los elementos que caracterizan la investigación de operaciones aplicando los modelos matemáticos que dan solución a dichos casos, analizando sus resultados para la toma de decisiones sobre procesos tecnológicos y económicos. Tal y como se expresa en el objetivo de esta asignatura la modelación matemática constituye la habilidad central para alcanzar el éxito en la investigación de operaciones.
En la actualidad la formación de dicha habilidad ha presentado dificultades en el proceso de enseñanza-aprendizaje, así lo demuestran:
Los resultados obtenidos por los estudiantes en las evaluaciones sistemáticas y finales de la asignatura Investigación de Operaciones
La falta de preparación docente metodológica en el término habilidad modelar problemas de programación lineal
La indeterminación del empleo del entorno virtual de enseñanza-aprendizaje para la formación de esta habilidad
Falta de sistematicidad en la utilización el entorno virtual para el trabajo con la asignatura.
Teniendo en cuenta estas dificultades encontradas, surge la necesidad de analizar la formación de la habilidad modelar problemas de programación lineal en los entornos virtuales de enseñanza-aprendizaje, en aras de profundizar en las características y componentes esenciales que favorecen la formación de esta habilidad en los estudiantes. El objetivo de la investigación es analizar las características y componentes esenciales de la formación de la habilidad modelar problemas de programación lineal en los entornos virtuales de aprendizaje, a partir del análisis de documentos bibliográficos que anteceden a esta investigación en el periodo del 2000 al 2020.
Materiales y métodos
La investigación se ha realizado a partir de la revisión y análisis de documentos bibliográficos que contienen como objeto de estudio la formación de la habilidad modelar problemas de programación lineal en los entornos virtuales de aprendizaje. Para la clasificación de estos materiales se proponen los siguientes criterios de exclusión e inclusión (Tabla 1).
Tabla 1 Criterios de exclusión e inclusión. Fuente: Elaboración propia
| Criterios de exclusión | Criterios de inclusión |
|---|---|
|
a) Revisión de capítulos de libros y monografías. b) Ponencias en eventos nacionales e internacionales. |
a) Revisión de artículos y de tesis de doctorado de cubanos y foráneos. b) Publicaciones desde el 2000 hasta el 2020 en revistas científicas. c) Artículos publicados en idioma inglés, portugués y español. |
Se ha utilizado el buscador de Google Académico y Google, para la búsqueda de los materiales objeto de análisis y con apoyo de la herramienta EndNote que permitió la recopilación y organización de la información bibliográfica. Para el análisis de los documentos se plantearon indicadores teniendo en cuenta el interés de los investigadores y las dificultades encontradas en la bibliografía consultada, así como en la práctica pedagógica.
Los indicadores son los siguientes: a) Características esenciales de los entornos virtuales de aprendizaje empleados para la formación de la habilidad modelar, b) Componentes de la formación de la habilidad modelar problemas de programación lineal en entorno virtual de aprendizaje, c) Componentes de la habilidad modelar problemas de programación lineal.
La información se consultó en las siguientes bases de datos: Dialnet, Scielo, Scopus, REDIB, Redalyc, Latindex y DOAJ; teniendo en cuenta la accesibilidad de la información en el contexto en el que se realiza la investigación y se empleó la herramienta Excel de Microsoft Office. Versión 2016, para la recopilación de los componentes. Esta herramienta ayudó a estudiar cada uno de ellos e identificar a los autores que con regularidad escriben sobre la temática para su posterior análisis.
Finalmente se lograron recopilar un total de 50 documentos entre artículos, libros, monografías y tesis y retomando los criterios de exclusión e inclusión fueron analizados en su totalidad 30 documentos. Se realizaron varias búsquedas hasta completar la muestra de artículos que se analizan para los resultados que se exponen a continuación.
Resultados y discusión de resultados
1. El entorno virtual de enseñanza aprendizaje para la formación de la habilidad modelar problemas de programación lineal
El desarrollo alcanzado por la Educación Superior en los países de América Latina en cuanto al uso y dominio de las herramientas digitales y dentro de estas los entornos virtuales de enseñanza-aprendizaje, en lo adelante (EVEA), ha motivado a profundizar en las potencialidades que brindan estos entornos y su empleo para desarrollar un proceso de enseñanza-aprendizaje más óptimo [5], [6], [7].
Los EVEA son espacios de interacción sociocultural, generados, mediados, y potenciados por las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC), en el cual los sujetos en formación socializan y se apropian de nuevos conocimientos, actividades, valores, formas de comportamiento y experiencias. Estos entornos al generar contenidos de forma novedosa posibilitan el desarrollo de habilidades, que influyen sobre el aprendizaje de profesores y estudiantes, convirtiéndose en un poderoso mediador educativo [8], [9].
El uso de los EVEA constituye un sistema compuesto por recursos pedagógicos y tecnológicos. La presencialidad y no presencialidad, así como las concepciones sobre el uso de los tiempos de aprendizaje, la capacidad de trabajo individual y colectiva del que aprende, la estructuración de la información y las nuevas formas de trabajar por parte del docente, son cualidades que estos aportan al proceso de enseñanza‐aprendizaje [10].
Otra de las cualidades aportadas en estos entornos virtuales es el papel del profesor [8], [4], [11], [12] en su función mediadora para la orientación, ejecución y evaluación de actividades de aprendizaje en los estudiantes a través del empleo de todas las herramientas y recursos que brindan estos EVEA. Sin embargo el autor [8] refiere que existen aspectos desfavorecedores que no contribuyen del todo al aprovechamiento óptimo de los EVEA: en la colocación de materiales bibliográficos en forma de repositorio sin la adecuada retroalimentación con el profesor, la limitada conectividad a internet y el reducido espacio de almacenamiento, poca utilidad de otros herramientas tecnológicas que favorecen el trabajo con el EVEA, así como otras dificultades de índole metodológico, organizacional y social.
Las publicaciones consultadas para la realización de esta investigación coinciden en que existen cuatro características esenciales en los EVEA, para la formación de habilidades: Interacción [4], [6], [9], [11], [13], [14], Comunicación [8], [9], [10], [11], [13], [15], Asesoramiento y Evaluación [4], [6], [11], [13], [12].
Fundamentalmente estas características permiten la motivación hacia la realización de la actividad de aprendizaje por parte del alumno, el acompañamiento hacia el logro exitoso del desarrollo de las habilidades para la cual fue diseñada la actividad de aprendizaje y asumir como centro del proceso de enseñanza-aprendizaje al estudiante.
Al analizar la documentación referente al tema se evidencia la utilización de Moodle como principal EVEA, [11], [14], [16]. La integración de este entorno virtual con los componentes didácticos y la autogestión del aprendizaje por parte de los estudiantes hará que el proceso de formación de la habilidad modelar se fortalezca en la medida en que se aprovechan los recursos y herramientas que brinda Moodle.
Por lo general el objetivo que se persigue con la utilización Moodle en las asignaturas curriculares es de combinar recursos, interactividad, comunicación, apoyo y actividades de aprendizaje estructuradas con dichos recursos y herramientas.
A partir de lo expresado por los autores consultados [2], [4], [5], [8], [9], [10], [11], [12], [17], se realizó el siguiente mapa mental a modo de resumen donde se expresan las posibilidades que desde el punto de vista de la plataforma virtual se ofrece para el desarrollo del proceso de formación de habilidad modelar. Véase Fig. 1.
La importancia de los EVEA en la formación de habilidad modelar problemas de programación lineal está dada por el aumento de la autonomía del estudiante, una vez que se rompen las barreras de tiempo y distancia para el desarrollo de su autoaprendizaje, al mismo tiempo que crecen las oportunidades de compartir los conocimientos y actitudes y se motiva hacia la obtención de mejores resultados de forma más interactiva a través del apoyo y la colaboración [18].
En resumen, las potencialidades que brindan los EVEA para la formación de habilidades se concentran en la independencia del estudiante, en la constante sistematicidad del aprendizaje y la comunicación, seguimiento tutorial a través de diferentes plataformas tecnológicas, así como en la utilización de actividades y recursos tecnológicos que complementan el proceso de enseñanza aprendizaje. Las principales desventajas se reflejan en la preparación de los docentes para enfrentarse a la gestión de cursos en línea, a la disponibilidad de la conectividad y el acceso a internet.
2. Formación de la habilidad modelar problemas de programación lineal en el entorno virtual de enseñanza aprendizaje. Componentes esenciales
El nuevo perfil de los estudiantes requiere el desarrollo de una serie de habilidades donde no solamente se adquieran conocimientos para la resolución de problemas, sino también para que hagan uso de ellos en contextos cotidianos y específicos de cada profesión; es por esto que el desarrollo de habilidades de modelación matemática en el aprendizaje es reconocida y destacada como elemental [19], [20], [21].
La modelación es una de las actividades más importantes en la actividad ingenieril [22] de ahí su importancia en el proceso de formación de la habilidad para el ingeniero informático.
Más allá de la problemática teórica que conlleva la enseñanza de la modelación matemática, existe una carencia general en cuanto a profundización en las etapas de construcción del modelo matemático y del proceso de formación habilidades que debe desarrollar el estudiante para lograr dicho fin con el uso de las TIC.
La formación de habilidades constituye hoy en día un proceso complejo ya que en el interactúan diferentes componentes didácticos, tecnológicos, pedagógicos, en que transcurre la formación integral en los estudiantes universitarios, en el cual el direccionamiento del proceso docente educativo por parte del profesor es fundamental.
Desde el punto de vista didáctico la planificación, ejecución y control de las actividades de aprendizaje para desarrollo de esta habilidad resulta esencial. Ejemplo de ello lo constituye los procesos psíquicos que de manera conscientes [23], tributan al desarrollo de acciones y operaciones en la estructura personológico del estudiante y que integrado a la experiencia socio-histórica tributa a la formación de la habilidad.
Los autores analizados [2], [6], [16], [24], [25], hacen señalamientos en cuanto a la colaboración como forma de interacción entre los estudiantes y el profesor. El empleo de los recursos tecnológicos no excluye en esencia otras formas de apropiación de contenidos profesionales de forma tradicional [26].
Dentro del análisis bibliográfico realizado se detecta que no existe una sistematización en cuanto a los componentes del proceso de formación de la habilidad modelación de problemas de programación lineal. Algunos de los componentes como la evaluación, los medios a utilizar, los recursos tecnológicos que dentro de una plataforma u otra se deben utilizar para la formación de esta habilidad en particular no son lo suficientemente tratado didácticamente. Si bien es importante la autogestión del aprendizaje por los estudiantes y la gestión de los cursos en línea por los profesores también se debe tener en cuenta cuales son las acciones y operaciones para e desarrollo de esta habilidad.
Al respecto estos autores [27], [28], [26], [29], [30], [22] declaran acciones generales que constituyen los componentes esenciales para el desarrollo de la habilidad modelar problemas de programación lineal que a continuación se detallan en la figura 2.
En esta figura se esquematiza la relación existente entre los tres componentes, con relativa interdependencia entre cada uno de ellos. Lo que implica interconexiones a partir de la relación de las operaciones que intervienen como parte de cada uno de las acciones. Todo ello trae consigo que la formación de esta habilidad se torne compleja.
A partir del análisis de lo planteado por los autores consultados anteriormente [27], [28], [26], [29], [30], [22]; se agrupan las acciones de la habilidad modelar problemas de la forma en que estos autores conciben esta habilidad, esto se muestra en la tabla2
A pesar de tener claridad de cuáles son las acciones y operaciones que se deben llevar a cabo para el desarrollo de la habilidad, aún en el EVEA se hace difícil encontrar un procedimiento didáctico-metodológico que permita sistematizar el proceso de formación de dicha habilidad. Se hace hincapié en la interacción del profesor y el estudiante a partir de la colaboración como forma esencial de comunicación. Las acciones y operaciones que son utilizadas para modelar problemas de manera general se han retomado para la modelación de problemas de programación lineal. Las que necesitan de realizarse un análisis completo para su integración en el entorno virtual de enseñanza aprendizaje.
Tabla 2 Componentes esenciales de la habilidad modelar problemas. Fuente: elaboración propia
| Habilidad modelar problemas | |||
|---|---|---|---|
| Acciones | Análisis del problema o situación planteada | Modelación atemática y resolución del problema | Análisis de los resultados |
| Operaciones | Lectura y análisis del problema planteado | Construcción del modelo matemático | Comparación del modelo con la situación real |
| Análisis de los objetivos del problema o situación planteada | Formulación matemática del problema | Estudio del proceso de modelación matemática | |
| Definición de la teoría que gobierna el problema | Aplicación del modelo matemático estándar al problema | Interpretación de los resultados que ofrece | |
| Descripción de la situación física en términos matemáticos | Elección del método matemático de solución del problema | Análisis de los resultados | |
| Estudio de las limitaciones del modelo y del objeto de modelación | Solución del problema con apoyo de software | Corrección del modelo matemático | |
Conclusiones
Aun cuando los entornos virtuales de aprendizaje brindan herramientas y recursos tecnológicos de manera general para la formación de habilidades en el currículo universitario, estos no son lo suficientemente aprovechados por los profesores en la formación integral de los estudiantes. Si bien los documentos analizados en este estudio permiten la comprensión de las acciones y operaciones esenciales de la habilidad modelar problemas es necesario profundizar en cómo los entornos virtuales de aprendizaje pueden potenciar un mejor proceso de formación de esta habilidad: modelar problemas de programación lineal.
Asimismo, la integración de los compontes de la habilidad modelación matemática a los componentes de la programación lineal, ya que estos desde el punto de vista didáctico se desarrollan de manera independiente, así lo expresan varios de los autores consultados.
La formación de la habilidad modelar problemas de programación lineal en el currículo de las carreras técnicas en particular del ingeniero informático se torna primordial, ya que este sustenta el desarrollo de un pensamiento crítico hacia la solución de problemáticas de la profesión que harán de este un profesional capaz y preparado para enfrentar las exigencias sociales del siglo XXI.
