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INTRODUCCIÓN
A nivel global, el aprendizaje del cálculo integral constituye uno de los mayores desafíos en la formación de profesionales en ingeniería, dado que este campo no solo requiere la comprensión de conceptos abstractos, sino también la capacidad de aplicarlos en contextos complejos que demandan pensamiento crítico y habilidades de resolución de problemas. La educación superior enfrenta hoy en día el reto de adaptarse a entornos digitales que transforman la manera de enseñar y aprender, lo que obliga a repensar las estrategias pedagógicas y metodológicas para lograr aprendizajes significativos.
En el contexto latinoamericano y, particularmente, en los entornos universitarios, se observa una creciente integración de tecnologías digitales en la enseñanza del cálculo integral, reconociendo que estas herramientas pueden dinamizar los procesos formativos y favorecer el aprendizaje colaborativo (Colquepisco, 2019; Sun y Huang, 2019). El uso de softwares como GeoGebra y Matlab representa un avance significativo, ya que no solo permiten la simulación y visualización de resultados teóricos, sino que también facilitan la articulación de conocimientos matemáticos con problemas prácticos, contribuyendo a la comprensión profunda de los fundamentos del cálculo (Chiguala, 2019; Gutiérrez-Tirado, 2019).
A nivel micro, en el aula universitaria, la presencia de software educativo transforma la dinámica tradicional, generando ambientes más activos e interactivos, donde los estudiantes asumen un rol protagónico en su aprendizaje (Granados-Ortiz y Padilla-Escorcia et al., 2021; Gutiérrez, 2022). Matlab, por ejemplo, permite trabajar con modelos en 2D y 3D, mientras que GeoGebra destaca por su flexibilidad y accesibilidad, características que complementan la enseñanza del cálculo integral (Delgado, 2018; Angulo et al., 2022). Estas herramientas impulsan la transición de aprendizajes pasivos a experiencias de aprendizaje activas, creativas y colaborativas (Huamán, 2020; López et al., 2020).
En particular, el aprendizaje del cálculo integral es una pieza clave en la formación de los estudiantes de ingeniería, al ser base para cursos avanzados y proyectos multidisciplinarios. La integración de Matlab y GeoGebra en este contexto no solo optimiza la enseñanza, sino que también prepara al estudiante para los desafíos del mundo laboral, conectando lo aprendido en el aula con su futura práctica profesional (Machromah et al., 2019; Trouche et al., 2019; Hsu y Chen, 2019).
Específicamente, GeoGebra se ha posicionado como uno de los softwares educativos más populares en la universidad, debido a su interfaz amigable, versatilidad y carácter gratuito, lo que permite a los estudiantes practicar fuera del aula y reforzar los contenidos abordados en clase (Saputra, 2019; Septian et al., 2021). Matlab, por su parte, ha demostrado ser un laboratorio matricial potente, que fortalece la visualización y comprensión de conceptos matemáticos complejos (Sandoval et al., 2021; Ávila y Borges, 2019; Bigotte de Almeida, 2021).
El objetivo de este estudio es identificar investigaciones relacionadas con el uso de Matlab y GeoGebra para el aprendizaje del cálculo integral en estudiantes universitarios. Esta revisión sistemática responde a la necesidad de comprender cómo estas herramientas contribuyen al desarrollo de competencias académicas fundamentales y cómo impactan en la motivación y autonomía del estudiante (Olukemi y Ajibola, 2018; Septian, 2022; Maskur et al., 2020; Borji et al., 2018; Del Cerro Velázquez y Méndez, 2021).
La justificación de este trabajo radica en la importancia de generar conocimiento actualizado sobre la influencia de Matlab y GeoGebra en el aprendizaje del cálculo integral, dado que estos softwares no solo favorecen la comprensión conceptual, sino que también estimulan la creatividad, la experimentación y el aprendizaje autónomo (Udiyono y Yuwono, 2018; Bernard y Senjayawati, 2019; Wasiran et al., 2019; Rahmawati et al., 2019). Esta investigación pretende ofrecer una base para que docentes y gestores académicos implementen estrategias pedagógicas innovadoras que potencien el aprendizaje y preparen a los estudiantes para enfrentar con éxito los retos académicos y profesionales.
METODOLOGÍA
La metodología utilizada fue la revisión sistemática, por medio de la información recolectada en este método y atendiendo a los criterios de elegibilidad que respondió a la pregunta de investigación ¿Cuál es el uso de los softwares GeoGebra y Matlab en el aprendizaje del cálculo integral?, esto a su vez generó nuevas preguntas asociadas con, ¿Cuáles han sido los principales resultados que aporta el uso de este tipo de software? ¿Qué tipo de experiencias académicas se han logrado desarrollar a partir del uso del software Geogebra y Matlab en el aula de clase en los últimos seis años? Para llevar a cabo la organización y selección de las fuentes se utilizó PRISMA, lo cual permitió filtrar la búsqueda de información, en bases de datos online tales como, Scopus, Google Scholar, WOS, Latindex, ERIC, Proquest, CrossRef, y DOAJ, para esto se consideró la siguiente fórmula: "Matlab" AND “Geogebra” AND “Aprendizaje” AND “Cálculo Integral” AND estudiantes universitarios.
En un segundo momento se estimaron criterios de inclusión para seleccionar los artículos, entre estos se consideró: a) estudios sobre las experiencias de Geogebra y Matlab en el aula; b) uso de Geogebra y Matlab para la mejora de los aprendizajes; c) artículos en español e inglés, y d) escritos publicados entre enero 2018 a marzo 2023. Entre los criterios de exclusión se consideró a) la duplicidad; b) el abordaje de la temática de forma poco precisa.; c) la no disponibilidad del documento de forma completa, y d) aquellos trabajos catalogados como libro, capítulo de libro, tesis y/o trabajos de fin de estudios. Se llevó a cabo el proceso de extracción y síntesis de los datos previo a esto se efectuó la selección de los artículos, dicha elección representó una revisión del título y del resumen con el fin de aplicar los primeros criterios de exclusión. Posteriormente, se realizó la lectura completa y analítica de cada uno de los artículos, con el fin de contar con el material necesario para la construcción del estudio.
Al finalizar el proceso de búsqueda se contó con 110 artículos, de los cuales posteriormente a la revisión exhaustiva y atendiendo los criterios de inclusión se descartaron 50, entre los cuales, en 20 de ellos el título refería el estudio de las variables de interés, sin embargo, su contenido era disperso al momento de abordar la temática, 13 se encontraban duplicados, 9 no fueron elegibles por encontrarse en otros idiomas y 8 correspondían a un espacio temporal muy antiguo. Esto representó contar en esta primera fase de filtrado con 60 artículos, de los cuales 19 se excluyeron por ser trabajos publicados como artículos, pero correspondían a trabajos monográficos o tesis doctorales, generando con ello 41 escritos, a esto nuevamente se les realizó una revisión y se descartaron 8 por no contar con la autorización para acceder al documento de forma completa, lo cual produjo 33 artículos elegibles y seguidamente se eliminaron 9, de los cuales 4 exponían sus resultados de forma un tanto confusa y otros 5 escritos su metodología no era clara quedando al final 24. La figura 1. muestra el resumen de dicho proceso de filtrado
DESARROLLO Y DISCUSIÓN
Atendiendo los objetivos y preguntas de investigación descritas en la metodología, así como los criterios de inclusión y exclusión, se obtuvieron 24 artículos, de los cuales fueron 5 en español y 19 en inglés, estos se publicaron en el período 2018-2023, el comportamiento de las publicaciones se expone en la Tabla 1.
En la Tabla 1, se presenta como la frecuencia de publicación a efectos de este estudio, inicia en el 2018, sin embargo, de forma particular no se encontraron publicaciones que reunieran los descriptores durante el año 2019, en cambio un año anterior como es el 2018 se encontró un 25% de los artículos revisados lo que corresponde (6 documentos), este comportamiento de publicación se encontró en el período del 2020 al 2022 de forma sostenida, cuando el interés por GeoGebra y Matlab como softwares educativos que apoyan la mejora del aprendizaje en el cálculo integral, exponen diferentes experiencias en escenarios diversos, y en el actual 2023 hasta el corte de publicaciones del I trimestre se ubicaron un 8% de los artículos consultados, lo que indica que aun cuando este tipo de softwares, son conocidos, se encuentran latentes y se validan de muy importantes para apoyar la mejora en el cálculo integral.
De los 110 artículos encontrados se seleccionaron 24, estos se agruparon en la Tabla 2 con categorías tales como, autores, año de publicación, la base de datos donde se encontró el artículo, revista en la que se publicó el nombre o título de la publicación. De las bases de datos consultadas se analizaron 2 artículos de la base Scopus, 2 Web of Science, 2 de ProQuest, 10 google académico, 3 Latindex, 2 DOAJ, 2 ERIC, 1 CrossRef. Reflejándose que la base de datos que mayor número de artículos aportó fue Google académico.
En la Tabla 3 se muestra algunas de las principales características de los estudios seleccionados, relacionados con la metodología que se desarrolló en cada uno de los estudios, así como el instrumento y tamaño de la muestra, particularmente se reflejó que el instrumento más utilizado fue la prueba corta con un 70.8% en relación a las entrevistas y encuestas con un 20.8% y un 8.4% la ficha de recolección de datos. Lo cual se alinea con el hecho que un 54.16% de las investigaciones fueran cuasi experimentales, y un 16.44% fueron experimentales, 12.5% correlaciones, 4.16% explicativa, un 8.33% fueron estudio de caso y 4.16% acción partitiva. La información se describe a continuación.
En cuanto, a los principales resultados provenientes de los estudios se refleja en la Tabla 4, que los beneficios de utilizar Geogebra y Matlab en el aprendizaje, son múltiples, entre los que destacan, el surgimiento de nuevas habilidades matemáticas al estar en ejecución en el aula de clase, así como que este tipo de recursos proporciona a los estudiantes la posibilidad de experimentar, trabajar en equipo y sobre todo sentirse un poco más seguros al momento de aplicar un concepto teórico, lo cual al final aporta a la comprensión y con ello alcanzar mejores resultados académicos.
De acuerdo a los artículos consultados estos refieren la importancia que han asumido el uso de las tecnologías en los últimos años, en ese sentido el rol de los softwares educativos en las aulas universitarias se estima como un aliado importante, no solo al momento de motivar la asimilación y comprensión de contenidos, sino la puesta en práctica de los conceptos y resolviendo problemas de forma creativa e inteligente, en este mismo ámbito se encontró como parte de los objetivos de las investigaciones, que estas se centraban en develar los beneficios de MatLab y Geogebra en el aprendizaje, lo cual se comprobó en los estudios de Amevor et al., (2021), Benning et al., (2023) y Lumbantobing (2020) quien expresaron como por medio de estos softwares los estudiantes se motivan a incursionar en un aprendizaje más dinámico y se potencia las habilidades matemáticas, lo cual da pauta a la mejora de su rendimiento académico, esto puede ser comparado con los hallazgos de Sucipto y Irpan (2022) y Trouche et al., (2019).
Igualmente, se encontró en los estudios de Bricio-Barrios et al (2020); Djedjiga (2018), Belfadel et al., (2021); Benning et al., (2023); Rabi et al., (2021), Yimer (2022) que Geogebra y Matlab aportan a la asimilación y aplicación de conceptos, resolución de problemas, lo cual puede ser optimizado en el aula de clase, esto a su vez contrasta con los resultados de los estudios realizados por Sandoval et al., (2021), Bernard y Senjayawati (2019). En la experiencia de Bedada y Machaba (2022), Borovyk et al., (2022), Handhika y Sasono (2021) así como Valderrama y Saldaña (2020) los softwares educativos GeoGebra y Matlab se han convertido en herramientas que facilitan la articulación de la teoría con la práctica, generando en el aula un ambiente que propicia el aprendizaje y apoya directamente a la obtención de mejores resultados académicos, esto pudo ser comparado con las experiencias desarrolladas por Machromah et al., (2019), Bigotte de Almeida (2021) y Septian et al., (2021).
CONCLUSIÓN
El uso de software como GeoGebra y Matlab aporta al aprendizaje del cálculo integral, lo cual se evidenció en escenarios académicos diversos, esto se refleja en la mejora de los aprendizajes de los estudiantes, al mismo tiempo que el uso de este tipo de softwares apoyan a la generación de ambientes colaborativos en el aula.
Entre los principales resultados alcanzados en los estudios analizados se encontró; la versatilidad tanto de Geogebra como Matlab, puesto que ambos softwares poseen una interfaz sencilla de comprender, al mismo tiempo el uso de estos apoya la generación de habilidades innovadoras en los estudiantes y les permite experimentar nuevas formas de aprendizaje.
Algunas de las experiencias académicas desarrolladas por los expertos y descritas en los artículos analizados marcan como GeoGebra y Matlab pueden ser utilizados en diversos cursos tanto en el campo de la ingeniería como en otras especialidades, al mismo tiempo que se establece una relación entre la potencialidad de ambos softwares lo cual posibilita la adquisición de competencias asociadas con la resolución de problemas y la profundización de conceptos.
CONFLICTO DE INTERESES. Los autores declaran que no existe conflicto de intereses para la publicación del presente artículo científico.
