Mathematical Simulators for the Study of the Integral Calculus of Engineering Students

Abstract

Currently, technological tools have positioned themselves in the first places of human development, and higher education has not been the exception. This research aims to improve academic performance with the application of mathematical simulators (Wólfram Alpha, GeoGebra, Derive, and Matlab) as a didactic strategy for the study of integral calculus in engineering students. This research has a quantitative approach, which allows for the investigation of the data from academic activities; likewise, it includes an explanatory study with the purpose of verifying the relationship that exists between the dependent and independent variables. In addition, the method of the questionnaire technique with raised exercises was used, and then the qualification averages of the groups were taken. Similarly, the perspective provided a solid base to analyze the data objectively and establish statistical relationships between the variables involved. The methodology used in this study was to obtain precise and measurable information on the impact of mathematical simulators on learning integral calculus. The questionnaire technique with posed exercises made it possible to collect data directly from the participants, providing detailed information on their understanding and performance in relation to integral calculus. The exercises posed in the questionnaire served as a structured way to assess the knowledge and skills acquired by students. The design applied in the study is made up of two control and experimental groups, applying the pretest and posttest methods. For the analysis and interpretation of data, the parametric statistical student’s T-test was used for related samples, where the simulators significantly influenced the learning of integral calculus, at a significance level of 5%. The results of the analysis indicated that the mathematical simulators significantly influenced the learning of integral calculus. That is, statistically significant improvements were observed in the academic performance of the students after the intervention with the simulators. Briefly, the study used a two-group (control and experimental) design, applied pretest and posttest methods to assess academic performance, and used the Student’s T-test for related samples in data analysis. Therefore, the importance of the role of the teacher in the learning process of higher mathematics is exemplified.

Keywords: mathematical simulators, integral calculus, Derive, GeoGebra, Wolfram, Matlab.

Resumen

Actualmente, las herramientas tecnológicas se han posicionado en los primeros lugares del desarrollo humano, y la Educación Superior no ha sido la excepción, el presente trabajo de investigación tiene como finalidad mejorar el rendimiento académico con la aplicación de los simuladores matemáticos (Wólfram Alpha, GeoGebra, Derive y Matlab), como estrategia didáctica del estudio del cálculo integral en los estudiantes de ingeniería. La investigación tiene un enfoque cuantitativo, el cual, permitió indagar los datos de actividades académicas, así mismo, comprende un estudio de tipo explicativo con el propósito de comprobar la relación que existe entre las variables dependiente e independiente. Además, se utilizó el método de la técnica del cuestionario con ejercicios planteados, luego, se tomó los promedios de calificación de los grupos. Así mismo, la perspectiva proporcionó una base sólida para analizar los datos de manera objetiva y establecer relaciones estadísticas entre las variables involucradas. En este estudio, se ha utilizado esta metodología para obtener información precisa y medible sobre el impacto de los simuladores matemáticos en el aprendizaje del cálculo integral. La técnica del cuestionario con ejercicios planteados ha permitido recopilar datos directamente de los participantes, brindando información detallada sobre su comprensión y desempeño en relación con el cálculo integral. Los ejercicios planteados en el cuestionario sirven como una forma estructurada de evaluar el conocimiento y las habilidades adquiridas por los estudiantes. El diseño aplicado en el estudio está constituido por dos grupos control y experimental, aplicando la prueba del pretest y postest. Para el análisis e interpretación de datos se utilizó la prueba estadística paramétrica T - Student para muestras relacionadas, donde, los simuladores influyeron de manera significativa en el aprendizaje del cálculo integral, a un nivel de significancia del 5%. Los resultados del análisis indicaron que los simuladores matemáticos influyeron de manera significativa en el aprendizaje del cálculo integral. Es decir, se observaron mejoras estadísticamente significativas en el rendimiento académico de los estudiantes después de la intervención con los simuladores. En pocas palabras, el estudio utilizó un diseño con dos grupos (control y experimental), aplicó pruebas de pretest y postest para evaluar el rendimiento académico, y empleó la prueba estadística T-Student para muestras relacionadas en el análisis de los datos. Los resultados mostraron que los simuladores matemáticos tuvieron un impacto significativo en el aprendizaje del cálculo integral, demostrando mejoras estadísticamente significativas en el rendimiento académico de los estudiantes. Por consiguiente, se ejemplifica la importancia del rol del docente en el proceso de aprendizaje de la matemática superior.

Palabras Clave: simuladores matemáticos, Cálculo Integral, Derive, GeoGebra, Wólfram, Matlab.

References