Aplicación con realidad aumentada para apoyar el aprendizaje de fuerza y movimiento en quinto grado de primaria, Colegio Santa Rosita

Abstract

Las dificultades en la enseñanza de la física elemental en primaria, junto con la falta de metodologías interactivas y recursos tecnológicos, motivaron esta investigación. Con el objetivo de implementar una aplicación con realidad aumentada (RA) para apoyar el aprendizaje de la fuerza y movimiento en quinto grado de primaria, fortaleciendo las habilidades de abstracción y comprensión de conceptos teóricos en estudiantes del quinto grado de la I.E “Santa Rosita”. La metodología empleada combinó un diseño cuantitativo preexperimental y el enfoque ADDIE (análisis, diseño, desarrollo, implementación y evaluación) para la estructuración del temario Fuerza y Movimiento, seguido por el desarrollo guiado por pruebas (TDD), lo que permitió un diseño estructurado y funcional. La aplicación se centra en la simulación de temas clave como Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV), Movimiento Mecánico (MM), Caída Libre (CL) y Vectores (VR). Mediante modelos 3D interactivos, los estudiantes pueden visualizar y manipular fenómenos físicos, facilitando su comprensión abstracta. Los resultados reflejaron un aumento en la participación, rendimiento académico y aprendizaje autónomo. El promedio de comprensión conceptual pasó del 46.5% al 77%, lo que representa una mejora de 30.5 puntos porcentuales. Asimismo, el 83% de los estudiantes usó la aplicación de forma constante y el 90% manifestó mayor motivación al estudiar física con esta herramienta. Estos hallazgos validan la eficacia de la RA en entornos educativos del nivel primario.

The difficulties in teaching elementary physics in primary school, along with the lack of interactive methodologies and technological resources, motivated this research. The objective was to implement an augmented reality (AR) application to support the learning of force and motion in fifth grade, strengthening the abstraction skills and understanding of theoretical concepts in fifth-grade students at the Santa Rosita Elementary School. The methodology employed combined a pre-experimental quantitative design and the ADDIE approach (analysis, design, development, implementation, and evaluation) to structure the Force and Motion syllabus, followed by test-driven development (TDD), which allowed for a structured and functional design. The application focuses on the simulation of key topics such as Uniform Rectilinear Motion (URM), Uniformly Varied Rectilinear Motion (UVRM), Mechanical Motion (MM), Free Fall (FR), and Vectors (VF). Through interactive3D models, students can visualize and manipulate physical phenomena, facilitating their abstract understanding. The results reflected an increase in participation, academic performance, and independent learning. The average conceptual understanding increased from 46.5% to 77%, representing a 30.5-point improvement. Furthermore, 83% of students used the app consistently, and 90% reported increased motivation to study physics with this tool. These findings validate the effectiveness of AR in primary school settings.