Mediante evaluaciones de rendimiento se demostró que muchos estudiantes de primero de secundaria no logran los resultados esperados en el área de matemáticas. Además, existen limitaciones en la enseñanza para la consideración de estilos de aprendizaje y poca flexibilidad en la selección de temas. Por ello, se identifica como problemática la falta de videojuegos configurables por el docente para complementar la enseñanza de matemáticas. El objetivo identificado es desarrollar un videojuego configurable por el docente, que ayude a desarrollar el aprendizaje de matemáticas. Para ello se emplea LEGA, un framework diseñado para asistir a docentes que deseen aplicar estrategias de gamificación. Primero, se identifica un conjunto de logros de aprendizaje y mecánicas de aprendizaje y de juego. Luego, se obtienen los estilos de aprendizaje de los alumnos y se diseñan actividades que serán la base del videojuego educativo. Posteriormente, se desarrolla el videojuego posibilitando a los docentes la configuración de temas y mecánicas. Para la implementación, se realizan evaluaciones a un grupo de alumnos con el apoyo de docentes. Estas evaluaciones están orientadas a medir el desempeño académico y el grado de satisfacción de los alumnos. En los resultados se muestra una diferencia favorable promedio de 0.22 (según notas estandarizadas del 0 al 20), mientras que en la evaluación orientada a la satisfacción se obtiene una aprobación de 83.3% de conformidad por parte de los estudiantes, quienes además manifestaron esta satisfacción mediante comentarios. A través de estos resultados se concluye que algunos de los temas expuestos no fueron enseñados a pesar de estar presentes como logros de aprendizaje según la MINEDU. Por otro lado, se determina que los géneros de aventura y exploración para videojuegos educativos favorecen la respuesta positiva de los estudiantes. Además, se confirma que el uso de narrativa en videojuegos educativos es favorable.

El presente trabajo surge como la necesidad de satisfacer la demanda de las estudiantes con respecto a desarrollar sus capacidades en el área de comunicación abordando sus actividades de aprendizaje en una forma dinámica, activa e interactiva a través de los medios y recursos tecnológicos disponibles para tal fin, y que en la actualidad es prácticamente una obligación la incorporación de las TIC en la práctica pedagógica por lo que se presenta como un problema priorizado: “El escaso uso de software educativos en el área de Comunicación limita los aprendizajes de las estudiantes del nivel secundaria de la Institución Educativa Sara A. Bullón L. de la ciudad de Lambayeque”. Frente a esta realidad problemática se presente este plan de acción titulado “APLICACIÓN DE SOFTWARE EDUCATIVOS EN EL ÁREA DE COMUNICACIÓN PARA LOS APRENDIZAJES DE LAS ESTUDIANTES DEL NIVEL SECUNDARIA DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA SARA A. BULLÓN L. DE LA CIUDAD DE LAMBAYEQUE”; el cual tiene como objetivo: Fortalecer las capacidades de los docentes relacionadas al uso de software educativos en las sesiones de aprendizaje del área de Comunicación para mejorar los aprendizajes de las estudiantes del nivel secundaria y por ende lograr aumentar los índices porcentuales de estudiantes ubicados en el nivel satisfactorio, propósito fundamental de la escuela y para lograrlo se plantea: Implementar procesos de capacitación y autoformación docente sostenida programando talleres de capacitación para fortalecer las capacidades tecnológicas de los docentes, quienes son conscientes que la utilización de los recursos tecnológicos en su práctica pedagógica motiva a las estudiantes a involucrarse en las sesiones de aprendizaje pues sus intereses están enfocados en su participación activa en el desarrollo de las mismas; todo esto será posible a través de un trabajo colegiado con la formación de una Comunidad profesional de Aprendizaje dentro de la Institución educativa, y con un trabajo de equipo colaborativo que permita el desarrollo de un monitoreo y evaluación en una cultura de visión compartida con el ejercicio de un liderazgo pedagógico que encauce las fortalezas de los actores por una misma ruta, implementando así las alternativas de solución propuestas en el plan. Este plan de acción recoge los aportes teóricos de Viviane Robinson con su teoría del Liderazgo pedagógico, Graciela Krichesky quien resalta la importancia de la conformación de las comunidades de aprendizaje para desarrollar las competencias pedagógicas de los docentes y otros teóricos que garantizan el éxito de este Plan de acción.

El presente trabajo de tesis abarca la implementación de un videojuego educativo con la capacidad de ser personalizado por parte de un docente o instructor y que, utilizando mecánicas de aprendizaje y de juego, refuerce el aprendizaje en el área de Ciencia y Tecnología de primero de secundaria. Para dicho fin, se ha elaborado un proyecto que incluye el establecimiento de la problemática, el objetivo general y sus objetivos específicos, la revisión del estado de arte, la presentación de los resultados alcanzados, las conclusiones y los trabajos futuros relacionados al proyecto en sí. En el primer capítulo se presenta la problemática del proyecto de tesis, partiendo de un contexto de rendimiento bajo por parte de alumnos peruanos en temas de Ciencia y Tecnología, y debido a los problemas causa, que son la necesidad de herramientas interactivas que tomen en cuenta la forma de aprender de los estudiantes de la generación actual con determinados tipos de jugador, la necesidad de videojuegos educativos que tomen en cuenta las características de determinados estilos de aprendizaje para complementar el aprendizaje en temas de Ciencia y Tecnología y la necesidad de videojuegos que permiten su personalización o configuración por parte del instructor o docente, a nivel de aprendizaje, se obtiene el problema central que es la dificultad por parte de los docentes para la personalización de los temas y logros de aprendizaje en soluciones interactivas que complementan el aprendizaje en el área de Ciencia y Tecnología. A partir de dicho problema central, se obtiene el objetivo general, el desarrollo de un videojuego educativo configurable, que busca atender al problema central, y sus objetivos específicos que buscan responder a cada uno de los problemas causas descritos previamente. También, se presentan los resultados esperados ligados a cada uno de los objetivos específicos, los indicadores objetivamente verificables de dichos resultados y las herramientas y metodologías que se utilizaron para obtener los resultados esperados.

La pandemia en los últimos años ha impulsado y remarcado la importancia de la tecnología en distintos rubros como la educación. Este ámbito, como algunos más, ha sufrido cambios más bruscos con respecto al uso de las tecnologías de la información y comunicación, TIC, en la enseñanza. A raíz de ello, se cuenta con distintas maneras de innovación e integración de las TIC, una de ellas es el aprendizaje potenciado por tecnologías que tiene como propuesta el videojuego como parte del enfoque del aprendizaje basado en juegos. La presente tesis describe el proceso del desarrollo de un videojuego centrado en el área de desarrollo personal, ciudadanía y cívica, también llamado DPCC en el Perú, para el grado de primero de secundaria que pueda ser configurado por el profesor como una herramienta educativa y extensión de sus recursos dentro de su metodología de enseñanza. Para ello se usó el concepto de gamificación como eje de desarrollo del proyecto “Teen Days” para el cumplimiento de los objetivos planteados en el documento. El soporte educativo del juego está basado en el cumplimiento de competencias propuestas en el currículo nacional de la educación básica del MINEDU. La relación entre las actividades de aprendizaje con las actividades de juego para aplicar la gamificación mediante el marco de trabajo LEGA fue fundamental en el desarrollo de las mecánicas del videojuego. Añadiendo los catálogos de logros y actividades educativas se realizó el diseño del juego que definió el género de aventuras, el rango de edad, la narrativa, desafíos y recompensas. Como el proyecto busca despertar el interés de los estudiantes al usar el videojuego, se identificaron los tipos de juegos más compatibles con el curso. El primero se centró en las cartas basado en el juego de la memoria que adapta un campo temático del área educativa que es la interculturalidad; el segundo se basa en una historia interactiva que pone a prueba los valores morales y el último juego está diseñado como un escape room en 5 niveles que plantean situaciones de vida de un estudiante de primero de secundaria donde debe encontrar el problema y resolverlo. Todo el desarrollo de juego está realizado en el motor de juegos Unity, un software que usa el lenguaje de programación C# para la implementación de todo el videojuego. Adicionalmente, se tiene una serie de configuraciones disponibles para el docente para que pueda personalizar el juego por alumno dependiendo de su avance en el curso y carga cognitiva. Para medir la eficacia del videojuego como herramienta para la educación se realizaron las pruebas en una institución educativa en Lima logrando una buena aceptación por parte de los estudiantes y docentes junto a retroalimentaciones para una mejor experiencia. Según el recojo de opiniones, no se vio un indicio de ludopatía por lo que el proyecto cumple más el rol de refuerzo de aprendizaje que de entretenimiento distractor. El formato de juego está disponible para computadoras de escritorio, tablets y smartphones para que llegue a las distintas comunidades del país. Los buenos resultados abren el camino a trabajos futuros sobre el uso de los videojuegos como parte del paradigma de la enseñanza usando las tecnologías de la información.

Hoy en día, según los estudios realizados por la iniciativa Code.org solo, una de cada diez escuelas en Estados Unidos enseña a programar. En el Perú se podría deducir que la realidad es más infortunada: solo algunos colegios particulares tienen como parte de su cronograma de estudios el tema de programación. Aun así, este es desarrollado de una forma muy superficial, y el resto de colegios solo logran ofrecer el paquete de Microsoft office a lo largo de toda la secundaria. Es por lo antes mencionado que surge la principal motivación de la presente tesis, desarrollar una herramienta que apoye a los docentes de escuelas secundarias en las que sí se imparte el curso de programación, de modo que se facilite la introducción a conceptos y técnicas básicas. Esta herramienta consiste en un curso de programación, que utiliza un lenguaje de visual a modo de videojuegos, que introduce a los estudiantes a conceptos y a técnicas básicas. Asimismo esta herramienta permite a los profesores monitorear el avance y desempeño de sus estudiantes a lo largo de la solución de cada ejercicio. De esta forma es posible saber qué alumnos puedan requerir una orientación más personalizada y quienes tienen mejores aptitudes para el curso. En el primer capítulo se introduce la problemática general a la que se desea afrontar. El hecho de que en el país no se le da importancia al curso de programación en escuelas en las que se cuenta con el equipo necesario para esta materia. Seguido por una pequeña investigación sobre las notas de estudiantes de la Universidad Católica en el curso de introducción a la computación y una encuesta a dichos alumnos sobre lo que se les enseño en el colegio en cuanto a programación. El segundo capítulo cuenta con el marco conceptual en el que se sitúa la presente tesis, así como el estado del arte actual, del área a la que la herramienta desarrollada corresponde. El tercer capítulo comienza con la parte técnica del análisis del sistema de información desarrollado; es decir, los actores, requerimientos, paquetes, casos de uso y su especificación debida. El cuarto capítulo explica el diseño y arquitectura que se utilizaron en el desarrollo e implementación del sistema de información. También se explican los estándares de programación y los patrones que se siguieron. Finalmente se detallan las herramientas utilizadas en la implementación. El quinto capítulo, y el más importante, se explica cómo se implementaron los videojuegos que serán utilizados para el curso de programación básica, la herramienta y diseños utilizados, los estándares seguidos y la integración con el sistema de información. Finalmente, el sexto capítulo consiste en algunas conclusiones y recomendaciones para futuras tesis que deseen aumentar el alcance de la presente o que pertenezcan a la misma área del conocimiento.

En la presente tesis se realizó el diseño e implementación de un módulo educativo para el control del sistema bola-varilla, el cual podrá ser utilizado como material de enseñanza por las especialidades que cuenten en su plan de estudios con cursos de control. Así mismo, será útil para la enseñanza de la parte experimental en cursos de pre-grado a través de este sistema no lineal e inestable. El sistema bola-varilla consta de: dos sensores infrarrojos de proximidad; el primero, mide la distancia del desplazamiento de la bola sobre la varilla; el segundo, mide el ángulo y la posición de giro de la varilla. El actuador es un motor DC. La implementación del algoritmo de control se realiza mediante la tarjeta de procesamiento de señal DSPACE1102, la cual permite una ejecución del algoritmo mediante el uso de SIMULINK Real-Time Workshop. El algoritmo del sistema cuenta con un doble lazo: interno y externo; el primero se encarga de controlar el torque que brindará el motor para poder mover la varilla; el segundo, controla el sentido de giro del motor. La parte mecánica del sistema fue diseñada en el software de diseño CAD en 3D – SolidWork e implementada con aluminio y acrílico. El diseño del controlador y la evaluación de parámetros se desarrollaron en el programa de simulación SIMULINK desde MATLAB. Por otro lado, se utilizó la plataforma del programa SIMULINK Real-Time Workshop para las pruebas en tiempo real del sistema bola-varilla, donde se logró sintonizar los parámetros de los controladores de acuerdo a las características reales del sistema; ello permitió cumplir el principal objetivo de la tesis: el control del sistema bola-varilla en tiempo real. Finalmente, luego de realizar el diseño, simulación e implementación de los controladores (compensadores) se logró una respuesta adecuada con un OS% < 5% y un TS < 3 segundos, ambas requisitos son los planteados para el control del sistema bola-varilla.

En diversas ocasiones se ha podido observar que para aprender un curso o una materia resulta más efectivo en cuanto a retención y comprensión si además de la teoría se puede ver o relacionar los sucesos en un experimento de laboratorio. Estos lugares son de gran utilidad tanto para el entendimiento como para la investigación. Sin embargo, a pesar de su importancia no es un beneficio del que cualquiera y en cualquier momento pueda gozar. Por esta razón y con la tecnología desarrollada hasta la actualidad varios laboratorios están evolucionando. De esta manera hoy en día se puede tener la experiencia del laboratorio de manera remota utilizando el internet. Esto está ocurriendo en muchas materias en diferentes áreas académicas. En el caso del curso de la teoría de las comunicaciones el laboratorio es una herramienta muy útil para el entendimiento de los temas por lo que el poder realizarlo remotamente resulta beneficioso. Para lograr este objetivo en la PUCP es necesaria la creación de una interfaz que permita controlar los módulos educativos promax EC-696 por el computador. Tomando en cuenta lo antes mencionado, este trabajo de tesis tuvo como principal objetivo el diseño e implementación de una interfaz que permita el manejo de los módulos sin necesidad de manipularlos directamente. También se diseñó una interfaz gráfica utilizando la herramienta del GUI de Matlab para poder controlarlos y tener una visualización de los estados en que se encuentran en la pantalla de una PC.

El propósito fundamental de la presente Tesis es determinar la influencia de los juegos digitales educativos en la adquisición de las nociones lógico-matemáticas en niños de 4 y 5 años. Para ello, se reflexiona teóricamente acerca de los software educativos como instrumentos del proceso de enseñanza-aprendizaje, el juego, y el proceso complejo de adquisición de las nociones lógico-matemáticas en niños de cuatro y cinco años de hogares, instituciones educativas, grupos sociales y sociedades del Siglo XXI, caracterizadas por una presencia cotidiana de las tecnologías de información y comunicación. Posteriormente, se utilizó y aplicó el software educativo: “Fisher Price: Little People Discovery Airport” para realizar un conjunto de evaluaciones y observaciones que permiten afirmar que dicho juego digital educativo tiene una influencia positiva y facilitadora en el proceso de adquisición de las nociones lógico-matemáticas por parte de los niños y niñas de 4 y 5 años. Dicho software fue utilizado por el aula “Koalas”, conformada por 15 niños y niñas entre los 4 y 5 años, 3 veces por semana durante un mes. Durante este mes, se realizaron diversas observaciones en las que se tuvo en cuenta la manera en que el niño utilizaba y se relacionaba con el software. Además, al finalizar cada semana, se evaluó el avance de cada niño en base a 6 indicadores lógico-matemáticos, establecidos previamente. A su vez, se evaluó a 15 niños y niñas de otro salón, “Pandas”, quienes no utilizaron el software educativo, en base a los mismos indicadores lógico-matemáticos. Los resultados obtenidos semanalmente por el salón “Koalas” -que utilizó el software educativo- son comparativamente mejores que los resultados obtenidos por el salón “Pandas”, que no utilizó el software educativo. En conclusión, se demuestra que los juegos digitales educativos contribuyen con el afianzamiento y la adquisición de algunas nociones básicas y de orden lógico-matemático, por parte de los niños de 4 y 5 años. Estas nociones, posteriormente, permitirán al niño adquirir el concepto de número e introducirse en procesos más complejos y abstractos vinculados a la operatoria matemática.

En el presente trabajo de tesis se diseñará e implementará un módulo educativo que mostrará la experiencia del lanzamiento parabólico de objetos. El sistema consiste en una barra acoplada a un motor eléctrico que hará que el proyectil, bola de acero, genere un movimiento circular. Al llegar la barra a cierto grado, esta es detenida y el proyectil realiza el movimiento parabólico. El módulo educativo tendrá un plano horizontal de forma circular sobre el cual impactará el proyectil. El módulo tendrá un diámetro de 1.6 metros y contará con un sistema de lanzamiento actuado por un motor de corriente continua y un motor a pasos a través de una interfaz vía computadora. Para el desarrollo de la tesis se han planteado los siguientes objetivos: realizar el modelamiento matemático de las características estáticas y dinámicas del sistema, desarrollar la interfaz gráfica para el accionamiento, desarrollar los algoritmos de control, implementar el módulo, realizar las pruebas de evaluación y documentarlas. El módulo educativo servirá para hacer demostraciones tanto de movimiento parabólico como demostraciones de control de motores.

El presente proyecto de tesis consiste en el desarrollo de una interfaz multimedia interactiva basada en un servidor de video para la implementación de un laboratorio remoto virtual. Esta interfaz permitirá la visualización de los equipos que se encuentren remotamente y la interacción entre usuarios conectados a una sesión de laboratorio. El primer capítulo está centrado en el análisis de la situación actual del e-learning y las ventajas que traería consigo el laboratorio virtual. El segundo capítulo busca presentar el análisis desarrollado de todas las tecnologías disponibles para el desarrollo de la interfaz. El tercer capítulo presenta los conceptos importantes que se deben considerar para que la aplicación pueda cumplir con los objetivos trazados, así como la elección y justificación de las herramientas a utilizar para llevar a cabo la solución planteada. El cuarto capítulo esta enfocado al diseño de la solución. Así pues se presenta arquitectura del sistema, las consideraciones que se deben tener con el servidor de video y el diseño de las aplicaciones que formarán parte de la interfaz. El quinto capítulo describe la implementación de las aplicaciones y la integración de éstas para obtener la interfaz que se presenta como solución de este trabajo de tesis. Asimismo, luego se realiza una evaluación de la interfaz desarrollada y del servidor a través de pruebas en Internet.