Mejorando la comprensión de la cinemática a través de un videojuego basado en gráficos de movimiento en tiempo real

Abstract

Los conceptos de cinemática son fundamentales en la enseñanza de la física a nivel secundario y universitario, pero los estudiantes suelen encontrar dificultades en su comprensión. Investigaciones previas sugieren que la visualización de gráficos en tiempo real puede mejorar significativamente el aprendizaje de estos conceptos. En este contexto, se está desarrollando un videojuego físico-computacional que permite a los estudiantes replicar movimientos con su propio cuerpo basándose en gráficos de posición o velocidad dados. Un sensor de posición genera un gráfico en tiempo real que se compara con el gráfico objetivo, y la precisión del movimiento es evaluada mediante una puntuación. Este proyecto surge como respuesta a las dificultades más comunes en la interpretación de gráficos cinemáticos, tales como la confusión entre los conceptos de posición, desplazamiento, distancia, velocidad y aceleración, o la interpretación errónea de la pendiente de un gráfico. La literatura especializada ha demostrado que el uso de representaciones gráficas en tiempo real puede mejorar la comprensión de estos conceptos, y que la gamificación es una estrategia efectiva para motivar a los estudiantes. El videojuego propuesto es una herramienta interactiva en la que los estudiantes deben interpretar y reproducir movimientos según un gráfico de referencia. A medida que ejecutan el movimiento, un sensor ultrasónico de bajo costo registra su posición en tiempo real y genera un gráfico que se superpone al gráfico objetivo. La similitud entre ambos determina una puntuación, lo que convierte la actividad en una experiencia dinámica y motivadora. El proyecto no solo busca desarrollar esta herramienta, sino también generar actividades didácticas y estrategias pedagógicas para facilitar su integración en el aula. Además, se planea ofrecer capacitación docente para garantizar un uso efectivo del videojuego, no solo desde el punto de vista técnico, sino también en términos de metodologías de enseñanza. Para evaluar la efectividad del videojuego, se llevarán a cabo pruebas de investigación con estudiantes de secundaria, incluyendo evaluaciones antes y después de la intervención para medir el impacto en la comprensión de los conceptos de cinemática y la interpretación de gráficos de movimiento. También se recogerán testimonios cualitativos de estudiantes y docentes para comprender mejor sus experiencias y mejorar la herramienta. Los resultados preliminares han mostrado mejoras en la comprensión y una alta motivación por parte de los estudiantes, lo que indica que esta propuesta tiene un gran potencial educativo. Actualmente, el videojuego se encuentra en su fase final de desarrollo y será de uso libre, con la expectativa de que sea ampliamente adoptado tanto en Uruguay como en otros países. El proyecto cuenta con el apoyo de la Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII) y la Fundación Ceibal, lo que permitirá continuar su desarrollo y expansión. Se espera que esta iniciativa ayude a cerrar la brecha entre la teoría y la práctica en la enseñanza de la cinemática, facilitando un aprendizaje más dinámico, interactivo y significativo para los estudiantes.