Introducción

Actualmente la sociedad vive interconectada a través de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) y las entidades educativas están tratando de incorporar estas nuevas prácticas pedagógicas. La educación y los procesos de educación empleados son influidos y mediatizados mediante las diversas plataformas que existen en la red, aplicaciones y recursos tecnológicos, que hacen necesario el desarrollo de nuevas competencias tecnológicas por parte de los docentes y estudiantes, teniendo una gran incidencia en el proceso de enseñanza aprendizaje y proceso cognitivos que se deben considerar ante las nuevas tendencias en la educación (^{Ramírez, 2022}).

Ante los cambios que derivan las TIC en el entorno educativo, el aprendizaje de los estudiantes es el principal demandante de los mismos en su enseñanza, a través de nuevos ambientes de aprendizaje donde se sienta motivado en crear e intercambiar sus propios conocimientos y experiencias con los docentes, trabajando de manera cooperativa y colaborativa con actividades interactivas relacionadas con las distintas materias impartidas en clases y con mayor énfasis en aquellas que presentan debilidades o dificultad para aprender (^{Quiroga et al., 2019}).

Siendo uno de los casos la materia de matemática y dentro de esta lo relacionado con las operaciones básicas donde el uso de las TIC puede aportar de manera significativa al logro de resultados de aprendizaje satisfactorios, ya que según ^{Mastachi (2015}) en la actualidad hay una pobre comprensión en de las operaciones básicas matemática en estudiantes de básica elemental; de igual manera, lo sostiene ^{Vargas et al. (2020}) quién al desarrollar una investigación en una unidad educativa de Colombia, determinó que existe una gran falencia en la comprensión de operaciones básicas matemáticas a través de la aplicación de un test a los estudiantes que implicaba resolver algunas operaciones básicas y problemas de razonamiento lógico matemático, demostrando que el aprendizaje en esta asignatura ha sido superficial, reflejando la necesidad de aplicar acciones de mejora en la formación académica relacionada con las matemáticas.

El estudio de ^{Lozano (2021}) sostiene que el 70% de los estudiantes de las unidades educativas de este país tienen deficiencias en el aprendizaje de las operaciones matemáticas, ya que al realizarles un test cometieron errores en la resolución. Esta problemática es también evidenciado por ^{Gómez (2022}) al abordar la enseñanza y aprendizaje de las tablas de multiplicar en las operaciones básicas en niños de tercero, cuarto y quinto grado, en el cual identifica que el uso de métodos tradicionales por parte de los docentes limita el desarrollo de la imaginación y criticidad a la hora de resolver alguna operación matemática, por lo que es necesario realizar investigaciones que muestren cómo la aplicación de herramientas pedagógicas, innovadoras, entretenidas y motivadoras inciden en la atención y aprendizaje para la resolución de problemas matemáticos en los niveles básicos de la educación.

De esta manera, ^{Dávila-Muñoz y Rodríguez-Gámez (2021}) enfatizan que los niños aprenden las cosas que para ellos les suele ser interesante, en gran parte la matemática es una de las materias que les resulta poco interesante y les causa dificultad para aprender, siendo esta área tan compleja y poca atractiva, a pesar de que es indispensable llegar al estudiante de una forma novedosa, estimulante para que sea retenido en la memoria de los estudiantes y por ello, lo más conveniente es empezar desde la escuela elemental. Las nuevas tendencias en la educación con el uso de las TIC van dejando de lado el método tradicional, siendo poco significativo porque no proporciona expectativas de interés emocional en la asignatura de matemática por parte de los estudiantes, ya que conduce a una relación integral del aprendizaje de la matemática, causando el aburrimiento y la desmotivación.

Una de las expectativas como docentes hacia los estudiantes es motivarlos y despertar el interés sobre la asignatura a través de herramientas que ayuden a la construcción del conocimiento esencial para vida. En este sentido, según ^{Padilla y Conde-Carmona (2020}) la mayoría de docentes destacan la importancia de la implementación de las TIC en el ámbito educativo actual, por lo que presentan la actitud y deseos de aprender el uso de herramientas tecnológicas que contribuyan a la enseñanza aprendizaje de la matemática y, por tanto, fortalecer las competencias de los estudiantes.

Según ^{Cedeño-Muñoz y Barcia-Briones (2020}) en los últimos años en Ecuador se sabe que las Tecnología de la Información y Comunicación (TIC) han tenido un aumento en las aulas de matemática, y los profesores se han apoyado en dichas herramientas para poder desarrollar las clases de manera dinámica e interactiva. Esto implica que una de las formas didácticas para aprender es el apoyo y uso de las herramientas tecnológicas que en momentos determinados representa un complemento educativo en el aprendizaje de la matemática.

De acuerdo con ^{Vital (2021}) la educación se ha transformado con el avance y uso de las herramientas tecnológicas modificando la relación que existe entre docente y estudiantes, se está tomando las formas de aprendizaje volviendo obsoletas algunas actividades pedagógicas, por lo cual las diferentes instituciones educativas han incorporado el uso de las plataformas educativas para reforzar el aprendizaje de los alumnos, utilizando diferentes herramientas que permitan la interacción y motivación de los alumnos en sus diferentes actividades académicas.

La investigación realizada por ^{González (2022}) en una entidad educativa de Guayaquil, señala que a través de la implementación de una herramienta TIC se contribuyó al proceso enseñanza aprendizaje de matemáticas de los estudiantes, con una mayor participación e interacción entre los docentes y estudiantes, unificando de esta manera conocimientos y tecnología, determinando que las herramientas tecnológicas son de gran aporte en el ámbito educativo. Otro estudio en las instituciones educativas fiscomisionales de la zona 7 muestra que los docentes mediante el uso de herramientas que brindan varias opciones didácticas han podido abarcar todos los contenidos de matemáticas para la educación básica, considerándolas eficientes y atractivas para lograr un mejor proceso de enseñanza aprendizaje de la materia (^{Coloma et al., 2020}).

En este sentido, la era digital se está imponiendo cada vez en las aulas de clases, con una amplia gama de herramientas didácticas, permitiendo a los educandos incrementar sus conocimientos por medio de vías rápidas y accesibles a la información de manera multidimensional. La educación cada día se acoge al uso del Internet como recurso imprescindible, para ser empleado dentro del proceso de enseñanza, no solo de la asignatura de matemáticas, sino de todas las demás áreas de aprendizaje (^{Mero-Ponce, 2021}).

Un caso específico es el de la Unidad Educativa Fiscal Las Mercedes, ubicada en el cantón 24 de Mayo, provincia de Manabí, Ecuador, cuyo principal problema está vinculado al déficit de aprendizaje en los estudiantes de las operaciones básicas: suma, resta, multiplicación y división, en tal sentido, el objetivo del estudio fue, realizar un diagnóstico de la efectividad del uso de la herramienta Math Cilenia de las operaciones básicas en el nivel de básica elemental de la institución; en tal sentido, esta investigación establece como estrategia didáctica que con el uso de herramientas tecnológicas se pueda mejorar las capacidades de los estudiantes para la resolución de los casos de matemáticas, relacionados con las operaciones básicas.

Metodología

El enfoque fue investigación-acción, mediante el uso de datos cualitativos y cuantitativos para plasmar los resultados de cada una de las actividades que se desarrollaron para analizar la problemática: i) Diagnóstico del problema; ii) Plan de acción de la solución; iii) Implementación en aula; y iv) Evaluación de resultados.

El tipo de investigación aplicado fue descriptiva con un diseño no experimental, debido a que se efectuó una descripción de las variables de acuerdo a la realidad percibida sin manipular las mismas.

El análisis de la información se realizó en base al método analítico sintético que permitió analizar la percepción de los docentes en cuanto a la enseñanza de la materia de matemáticas, mediante el uso de herramientas tecnológicas, y, así también, establecer conclusiones relacionadas con el aprendizaje de la asignatura por parte de los estudiantes de la unidad educativa. Se aplicó también el método inductivo - deductivo, ya que se consideró parte de la experiencia empírica y de la revisión de estudios que se han realizado sobre el uso de las herramientas tecnológicas en la enseñanza-aprendizaje de las operaciones básicas matemáticas.

La población que se consideró en este estudio fue de 172 estudiantes y 6 docentes de básica elemental de la Unidad Educativa Fiscal Las Mercedes. El tipo de muestreo aplicado fue no probabilístico, por lo que se aplicó la siguiente fórmula 1 para determinar la muestra:

N= Población en estudio

172

K = Nivel de confiabilidad

1.96

P=Probabilidad que se produzca un fenómeno o proporción de muestra

0.95

Q=Probabilidad contraria a que se produzca

0.05

E= Error admisible

0.05

n= Tamaño de la muestra

50

Por tanto, la muestra que se consideró en la investigación fue de 50 estudiantes y 6 docentes de la institución caso de estudio.

Se aplicó una encuesta a los docentes para conocer su percepción sobre si la aplicación de la herramienta Math Cilenia aportaría a la enseñanza-aprendizaje de las operaciones básicas matemáticas a los estudiantes de básica elemental. Se realizó también un test diagnóstico a los estudiantes basados en la resolución de las operaciones básicas que deben conocer y desarrollar los estudiantes de segundo, tercer y cuarto grado de la institución objeto de análisis.

Resultados

Como parte de la investigación, se realizó una encuesta a los docentes con la finalidad de conocer cuál es la percepción que tienen respecto a la enseñanza de matemáticas, mediante el método tradicional y la aplicación de las TIC en el proceso de aprendizaje de las operaciones básicas matemáticas, en los estudiantes de los primeros niveles de la Unidad Educativa Fiscal Las Mercedes, cuyos resultados se detalla a continuación.

Nota. Datos obtenidos de la encuesta aplicada a los docentes

Figura 1 Método Tradicional y Resultados en el Aprendizaje de los Estudiantes 

En la Figura 1 se observa que el 67% de los docentes considera que el método tradicional casi siempre genera los resultados esperados en el aprendizaje de las operaciones matemáticas, el 17% indicó que siempre y en un mismo porcentaje (17%) algunas veces. ^{Valero y González (2020}) sostienen en su investigación que el método tradicional limita la exploración y el estudio del espacio a los elementos y conceptos de matemáticas que constan en el currículo de educación primaria, ya que gran parte de las actividades se llevan a cabo en libros de texto y por lo general el aprendizaje es de nivel bajo, en relación al método tradicional que se realiza de forma mecánica y poniendo en práctica los procedimientos que los estudiantes han aprendido de memoria con anterioridad.

Nota. Datos obtenidos de la encuesta aplicada a los docentes

Figura 2 Nivel de Factibilidad de Aplicación de una Herramienta Tecnológica para la Enseñanza de Matemáticas 

Como se observa en la Figura 2, los docentes manifiestan en un 50% que siempre será factible aplicar herramientas tecnológicas para la enseñanza de matemáticas, el 33% algunas veces y el 17% casi siempre. Al respecto, ^{Siguencia y Tapia (2022}) al analizar un grupo de estudiantes de educación básica de una unidad educativa particular, concluyeron que el uso de herramientas tecnológicas en la enseñanza de matemáticas es factible, ya que cumple un papel relevante para captar la atención de los estudiantes, potenciar su participación, y, al mismo tiempo, alcanzar los objetivos de aprendizaje a través de un proceso de enseñanza aprendizaje de calidad.

^{Vargas et al. (2020}) coinciden que la aplicación de herramientas tecnológicas aporta significativamente en la enseñanza y aprendizaje de matemáticas, ya que en su estudio determinaron que los estudiantes lograron superar sus dificultades para resolver las operaciones básicas en un 83% mediante el uso de una aplicación informática, la que no solo incidió en su aprendizaje, sino también los motivó y se sintieran felices en el desarrollo de las actividades relacionadas con la materia.

Nota. Datos obtenidos de la encuesta aplicada a los docentes

Figura 3 Nivel de Combinación del Método Tradicional con TIC 

En la Figura 3 se observa que el 67% de los docentes señalan que siempre existe la posibilidad de combinar el método tradicional con las TIC en la enseñanza de las operaciones básicas matemáticas. Sobre esta temática, ^{Cuzco (2021}) sostiene que la enseñanza de matemática, al igual que su aprendizaje, no es una tarea fácil, por lo que gran parte de los docentes coinciden que no disponen de una metodología o de los recursos didácticos apropiados que faciliten este proceso, como lo es una herramienta de apoyo a los procesos de enseñanza-aprendizaje de las operaciones básicas matemáticas, por lo que la tecnología constituye una alternativa para mejorar la calidad de la educación.

En este sentido, ^{Alvites-Huamaní (2017}) menciona que la intervención de las TIC en la educación ha tenido gran incidencia, ya que existen en la actualidad una variedad de programas, plataformas educativas, software libre e Internet que son utilizadas por las unidades educativas y docentes para desarrollar y fomentar las competencias matemáticas de los estudiantes, combinándolas con la enseñanza tradicional de las operaciones básicas.

Nota. Datos obtenidos de la encuesta aplicada a los docentes.

Figura 4 Nivel de Aplicación de Math Cilenia en la Comprensión de las Operaciones Básicas Matemáticas 

La Figura 4 denota que el 67% de los docentes consideran que el uso de la herramienta Math Cilenia siempre aportará a una mayor comprensión de las operaciones básicas matemáticas, el 17% casi siempre y en un mismo porcentaje (17%) algunas veces. Sobre el uso de Math Cilenia ^{Cedeño-Muñoz y Barcia-Briones (2020}) señalan que la implementación de esta herramienta ayudaría a los estudiantes a resolver los problemas de aprendizaje de los estudiantes en los niveles básicos de educación, que es donde empiezan a formar y demostrar sus habilidades escolares, ya que al poseer habilidades multimedia para desarrollar su aprendizaje en lo que más requieren de manera motivadora, les permite evaluarse, retroalimentarse y repetir los temas las veces que consideren necesario.

Por otra parte, se realizó una prueba diagnóstica a los estudiantes para determinar el nivel de conocimiento mediante la resolución de operaciones básicas matemáticas, obteniendo los siguientes resultados representados en la Figura 5.

Nota. Resultados de Evaluación a estudiantes de la Unidad Educativa Fiscal Las Mercedes.

Figura 5 Nivel de Aprendizaje de las Operaciones Básicas de los Estudiantes 

De acuerdo a los datos de la Figura 5, el 71% de los estudiantes obtuvieron una calificación entre 4 y 6 puntos, el 20% logró una nota entre 7 y 10 puntos y el 10% de 1 a 3 puntos. Por lo tanto, se puede determinar que gran parte de los estudiantes presentan complicación a la hora de resolver las operaciones básicas. Estos resultados se relacionan con la pesquisa realizada por ^{Vargas et al. (2020}) quienes al realizar un test mediante el método tradicional determinaron que el 66% de los estudiantes presentaron un nivel de desempeño básico.

De igual manera, ^{Albitres y Salinas (2019}) en su estudio destacan que de su población el 83% obtuvo un rendimiento malo, pero este mejoró luego de utilizar una herramienta tecnológica para la resolución de operaciones básicas matemáticas, por lo que concluyen que la incorporación de la tecnología en el proceso de enseñanza aprendizaje de matemáticas si influye significativamente en la capacidad de los estudiantes para resolver las operaciones básicas.

3.1 Plan de acción de la solución

Con los resultados obtenidos en el diagnóstico realizado a los estudiantes, y, según la percepción de los docentes, se evidencia la necesidad de utilizar una herramienta TIC que permita mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje; en tal sentido, se ha explorado la utilización de la herramienta Math Cilenia en la Unidad Educativa Fiscal las Mercedes de 24 de Mayo-Manabí. El proceso de puesta en marcha de la herramienta se presenta en la Figura 6, la cual contiene un detalle de las actividades a seguir.

Figura 6 Actividades a Seguir para la Implementación de la Herramienta Math Cilenia 

Como se observa en la Figura 6, la propuesta de implementar la herramienta se fundamenta en cuatro fases compuestas cada una por actividades que involucra la participación de personal directivo, docentes y estudiantes, mismas que se describen a continuación.

Fase I

Coordinación y formación

• Socialización de la implementación de la herramienta Math Cilenia entre directivos y docentes del área de matemáticas, mediante reunión entre el director y los docentes que imparte la materia de matemáticas en la institución se determina la factibilidad de aplicar esta herramienta en el proceso de enseñanza a los estudiantes.

• Autorización y gestión de la herramienta Math Cilenia por parte de la dirección de la institución, una vez que se ha socializado la implementación de la herramienta con los involucrados directos, el director autoriza y realiza la gestión pertinente para que el laboratorio disponga del equipo de computación y servicio de internet adecuado para trabajar con la herramienta.

• Capacitación al personal docente del área de matemáticas sobre el uso de la herramienta, se realizará la capacitación necesaria para que los docentes dominen la herramienta puedan transmitir este conocimiento a sus estudiantes.

Fase II

Unidad de aprendizaje

• Establecer objetivos de aprendizaje mediante el uso de la herramienta Math Cilenia, se debe definir qué es lo que se quiere lograr con la aplicación de esta herramienta en el proceso enseñanza aprendizaje de los estudiantes de la institución, de esta manera se podrán medir los resultados que se obtienen y establecer acciones de mejora.

• Planificación de clases interactivas, se deberá establecer las horas que se designarán para que los estudiantes realicen la práctica en el laboratorio mediante el uso de la herramienta Math Cilenia.

• Desarrollo y aplicación de estrategias que fomenten el trabajo colaborativo, se deberá realizar un seguimiento constante del proceso de enseñanza aprendizaje de las matemáticas mediante el uso de la herramienta e identificar las principales debilidades para establecer estrategias que coadyuven a un mejor trabajo entre los estudiantes y los docentes. Diversificar las operaciones básicas por niveles para determinar planes de remediación en la operación que presentan mayor dificultad los estudiantes para resolver.

Fase III

Aplicación de la herramienta

• Capacitación a los estudiantes sobre la herramienta Math Cilenia, los docentes serán los encargados de enseñar a los estudiantes el proceso para el uso de la herramienta.

• Uso de la herramienta en clases y tareas, la herramienta deberá ser usada, tanto en el aula, como en la casa por parte del estudiante, por lo que deberá tener el dominio suficiente para manejar la herramienta por sí solo.

Fase IV

Evaluación

• Medición del nivel de aprendizaje alcanzado por los estudiantes con el uso de la herramienta Math Cilenia, se deberá evaluar de manera mensual el nivel de aprendizaje alcanzado por los estudiantes con el uso de la herramienta. Los resultados obtenidos constituirán la base para tomar decisiones en cuanto a al fortalecimiento o cambio de estrategias, siempre que el caso lo amerite, para contribuir a la eficiencia de la aplicación de la herramienta en el proceso de enseñanza aprendizaje de las operaciones básica matemáticas en los estudiantes de la institución.

3.2 Implementación en aula

De acuerdo con la planificación metodológica se procedió a ejecutar la puesta en marcha de la propuesta desde el lunes 31 de julio hasta viernes 4 de septiembre del 2023. Se aplicó a tres cursos aglutinando a un total de 50 estudiantes, la puesta en marcha en aula, en síntesis, se realizaron actividades para el aprendizaje de las operaciones de suma y resta en cuatro días organizados como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1. Aplicación de la Herramienta Math Cilenia en Aula 

3.3 Experiencia en el aula

Como experiencia dentro del aula de clases con los estudiantes de segundo año se puede afirmar que existe un amplio cambio en la enseñanza tradicional y la enseñanza interactiva mediante herramientas tecnológicas, porque puede comprobar que en la enseñanza tradicional, cuando se aplican los algoritmos de suma y resta, a los estudiantes les cuesta más aprender y existe mayor tendencia hacia el aburrimiento y encontrar dificultades, lo que ocasiona una carencia de interés por la asignatura de matemática, mientras que con el uso de herramienta tecnológica los estudiantes de segundo de básica tienen mayor interés por aprender, porque la observación y atención de ellos se torna más activa al aplicarse la herramienta tecnológica, lo que promueve un mayor aprendizaje.

En el caso de los estudiantes del tercer año también se llevó a cabo la planificación, teniendo como experiencia una mayor participación en las actividades propuestas mediante la herramienta tecnológica Math Cilenia, claramente pude detectar el cambio de estado emocional en los estudiantes al manipular el computador y ser partícipe de las diversas formas en las que se aplicaron las actividades, lo que produjo un aprendizaje efectivo basado en juegos y aplausos.

Con los estudiantes del cuarto año se produjo mayor fluidez en la aplicación de la herramienta Math Cilenia porque ellos tenían mayor control en el manejo del computador, lo que facilitó el uso y dominio de la herramienta tecnológica causando mayor énfasis en el dominio de las operaciones básicas matemáticas y la importancia de aprender, para aplicar dichos conocimientos en los años siguientes de estudios.

Finalmente se puedo concluir bajo esta experiencia metodológica que mediante la aplicación de la herramienta Math Cilenia los docentes pueden aplicar diversos mecanismos para desarrollar las habilidades, conocimientos y destrezas de los estudiantes, para así poder crear un conocimiento significativo del educando e ir fortaleciendo los conocimientos necesarios y básicos que le puedan ayudar al estudiante a tener mayor habilidad de razonamiento del contexto numérico.

Nota. Datos obtenidos de evaluación a estudiantes

Figura 7 Rendimiento Académico con la Aplicación de la Herramienta Math Cilenia 

De acuerdo a los datos de la Figura 7 el 90% de los estudiantes obtuvo una calificación entre 8 y 10 puntos y el 10% tuvo una nota entre 5 a 7 puntos, al comparar estos resultados con los del diagnóstico previo a la aplicación de la herramienta (Figura 5), se denota que el rendimiento de la mayoría de los estudiantes mejoró en un 70%, por lo tanto, se concluye que la aplicación de la herramienta Math Cilenia si ha contribuido a las capacidades de los escolares para la resolución de las operaciones básicas matemáticas.

Conclusiones

Con el fin de lograr un modelo educativo eficiente basado en el uso de las nuevas tecnologías, las unidades educativas en la actualidad buscan incorporar herramientas interactivas que ayuden al desarrollo y fortalecimiento de las capacidades docentes y de los estudiantes con un aprendizaje más dinámico, y, además, permite estar preparados para situaciones contingentes en las que se deba recurrir a las clases virtuales, facilitando así el dominio de las TIC en la educación, no solo para el presente, sino también para enfrentar el entorno de la vida diaria que cada día depende más del uso de la tecnología.

El diagnóstico efectuado a los estudiantes de la Unidad Educativa Fiscal Las Mercedes permitió identificar que existe debilidad en el proceso de resolución de operaciones básicas, lo que se convierte en una preocupación en el personal docente de la institución, ya que esta situación incide directamente en el rendimiento académico, dejando en tela de duda la eficiencia de los procesos tradicionales de enseñanza aprendizaje aplicados, por lo que se considera una de las causales determinantes de la calidad de la educación.

Los docentes consideran que si es factible implementar una herramienta como Math Cilenia para fortalecer las capacidades de los estudiantes en resolver las operaciones básicas de matemáticas, además, el uso de esta herramienta tecnológica les facilitará la explicación de la materia y desarrollar otros métodos de aprendizaje que contribuyan al desarrollo del pensamiento en los estudiantes.

Con la aplicación de la herramienta Math Cilenia como estrategia para mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje y luego de una prueba realizada a los estudiantes, el resultado fue un rendimiento muy bueno y sobresaliente entre 8 y 10 puntos. De esta manera, se puede concluir que la herramienta tecnológica aplicada en la institución caso de estudio contribuyó de manera significativa a la mejora en los procesos de aprendizaje de las operaciones básicas, confrontado con el método tradicional.

Esta investigación constituye un referente para el desarrollo de estudios futuros relacionados con el uso de herramientas tecnológicas, entre estas Math Cilenia, no solo para el aprendizaje de matemáticas, sino también en otras áreas académicas que se abordan en la educación de los niños y jóvenes de la institución objeto de análisis y otras que buscan fortalecer el proceso de enseñanza aprendizaje mediante el uso de las TIC y alcanzar mejores niveles de calidad en la educación.