Estrategia didáctica para la comprensión de modelos diferenciales e integrales en ingeniería, modalidad virtual

Resumen

El aprendizaje del cálculo diferencial e integral en la formación inicial de ingeniería enfrenta dificultades persistentes derivadas de la desconexión entre comprensión procedimental y conceptual de los modelos matemáticos. El estudio elaboró una estrategia didáctica basada en Python y GeoGebra, sustentada en los enfoques STEM y TPACK contextualizado, para favorecer la comprensión de los modelos diferenciales e integrales del cálculo de una variable en estudiantes de primer año de Ingeniería en Sistemas Inteligentes de la Universidad Bolivariana del Ecuador en modalidad virtual. El enfoque fue cuantitativo, descriptivo-propositivo y no experimental. Se aplicó un cuestionario diagnóstico de treinta y seis ítems, distribuido en comprensión conceptual de siete modelos matemáticos y percepciones sobre la enseñanza recibida, validado por juicio de especialistas en validez de contenido y confiabilidad. Las mayores brechas conceptuales se concentraron en los modelos que requieren la derivada como operador de análisis estructural, y en la articulación entre derivación e integración mediante el teorema fundamental del cálculo. Los estudiantes mostraron disposición favorable hacia la mediación tecnológica y reconocieron que la enseñanza recibida no conecta suficientemente el cálculo con contextos de ingeniería. La estrategia CALC-STEM se organizó en 15 sesiones sincrónicas, en tres unidades temáticas con seis momentos didácticos progresivos según la teoría de la acción, el proceso, el objeto y el esquema (APOS), validada por juicio de especialistas con validez de contenido global superior al umbral establecido. Los resultados ofrecen una base aplicable para la enseñanza del cálculo en educación superior en línea, en contextos de acceso tecnológico heterogéneo.