Easy Maths, una alternativa para mejorar el desempeño matemático de alumnos de nivel

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE

INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y

ADMINISTRATIVAS

Sección de Estudios de Posgrado e Investigación

Easy Maths, una alternativa para

mejorar el desempeño matemático de

alumnos de nivel secundaria.

T ESIS
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE

MAESTRO EN CIENCIAS EN

INFORMÁTICA

P R E S E N T A

Daniel Alejandro Díaz Tapia

CIUDAD DE MÉXICO 2018

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AGRADECIMIENTOS

A Dios
Porque Él siempre cumple los anhelos del corazón y es el motor y
motivo de mi existencia.

"Bendito el varón que confía en Jehová, y cuya confianza es
Jehová. Porque será como el árbol plantado junto a las aguas,
que junto a la corriente echará sus raíces, y no verá cuando viene
el calor, sino que su hoja estará verde; y en el año de sequía no se
fatigará, ni dejará de dar fruto."
Jeremías 17:7-8

A mis padres
Por estar siempre conmigo, apoyarme en todo y alentarme a seguir
adelante. Por ser mis amigos y mi más grande ejemplo e inspiración.
Por darme todo el amor de su corazón y lo mejor de sus vidas.

A Berenice Villegas
Mi compañera de aventuras, amiga y confidente, por ayudarme
a levantar cuando ya no podía más. Por alentarme a seguir
adelante a pesar de lo difícil del camino. Por apoyarme con todo
lo que estaba a su alcance.

A la Dra. Martha Jiménez García
Hermana en Cristo, gran Profesora y excelente persona, por estar
conmigo desde el inicio de esta aventura y apoyarme
incondicionalmente en todo hasta el final.
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RESUMEN

La educación es uno de los factores que más influye en el avance y el progreso de las personas
y sociedades. Además de proveer conocimientos, enriquece la cultura, el espíritu, los valores y
todo aquello que nos caracteriza como seres humanos.

La educación es necesaria en todos los sentidos, puesto que con ella se logran alcanzar mejores
niveles de bienestar social y de crecimiento económico. También permite acceder a mejores
niveles de empleo, elevar las condiciones culturales de la población, ampliar las oportunidades de
los jóvenes, fortalecer valores cívicos y laicos de las sociedades, así como para el impulso de la
ciencia, la tecnología y la innovación.

A lo largo de la historia de la humanidad la educación ha jugado un papel muy importante, no
obstante, ha adquirido una mayor relevancia en el mundo actual debido al avance de la ciencia y el
desarrollo de tecnologías de información. De hecho, las sociedades que más han avanzado en lo
económico y en lo social son las que han logrado cimentar su progreso en la educación, la
investigación y el uso de dichas tecnologías.

Para que México comience a dirigir su camino en la misma dirección que los países de primer
mundo, es necesario generar estrategias de aprendizaje que refuercen el desarrollo del
conocimiento de los alumnos que pertenecen al sector de educación básica. Los resultados de las
pruebas ENLACE y PLANEA son un reflejo de la crisis educacional por la que está atravesando
nuestro país, es por ello que el presente trabajo está destinado a ofrecer una alternativa de estudio
que sea interesante e innovadora, con el objetivo de ayudar a fortalecer el aprendizaje matemático
de los alumnos de nivel secundaria.

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ABSTRACT

The education is one of the factors that most influence the progress of people and societies.
Besides of providing knowledge, it enriches culture, spirit, values and everything that characterizes
us as human beings.

The education is necessary in all senses, because with it, it is possible to achieve better levels of
social welfare and economic growth. It also allows access to better employment levels, raise the
cultural conditions of the population, expand opportunities for young people, strengthen civic and
secular values of societies, as well as for the promotion of science, technology and innovation.

Throughout the history of mankind, education has played a very important role, however, it has
acquired greater relevance in today's world due to the advancement of science and the
development of information technologies. In fact, the societies that have advanced the most in the
economic and social are those that have managed to cement their progress in education, research
and the use of these technologies.

If Mexico wants to go in the same direction as the first world countries, it is necessary to generate
learning strategies that reinforce the development of knowledge of students who belong to the basic
education sector. The results of the ENLACE and PLANEA tests are a reflection of the educational
crisis that our country is going through, which is why the present work is intended to offer an
interesting and innovative study alternative, with the objective of helping strengthen the
mathematical learning of secondary school students.
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ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL ............................................................................................................... 8
RELACIÓN DE TABLAS ....................................................................................................... 9
RELACIÓN DE FIGURAS ..................................................................................................... 9
RELACIÓN DE MAPAS ....................................................................................................... 10
RELACIÓN DE GRÁFICAS ................................................................................................. 11
Glosario ........................................................................................................................... 11
Planteamiento del problema ............................................................................................ 12
Justificación ..................................................................................................................... 13
Objetivo ........................................................................................................................... 14
Metodología ..................................................................................................................... 14
Introducción ..................................................................................................................... 16
1. Capítulo 1. Matemáticas, una necesidad para la humanidad ................................ 17
1.1 Antecedentes y origen de las matemáticas ................................................ 17
1.2 Matemáticas en el mundo .......................................................................... 22
1.2.1 Civilizaciones y sus aportes ........................................................... 23
1.2.2 Estudiosos matemáticos y sus aportaciones ................................. 27
1.2.3 Matemáticas como ciencia y su aplicación a la tecnología ............ 36
1.2.3.1 Evolución de las computadoras ..................................... 37
1.2.3.2 Evolución de los dispositivos móviles ............................ 40
1.2.4 Perspectiva de las matemáticas hoy.............................................. 44
1.2.4.1 Métodos matemáticos .................................................... 45
1.2.4.2 Matemáticas aplicadas a la ciencia y la tecnología ........ 45
1.3 Matemáticas en México, situación actual .................................................. 48
1.3.1 Prueba ENLACE............................................................................ 49
1.3.2 Prueba PLANEA ............................................................................ 55
2. Capítulo 2. Aplicaciones móviles y su importancia ............................................... 59
2.1 Antecedentes de las aplicaciones móviles ................................................ 59
2.2 Situación actual de las aplicaciones móviles ............................................. 60
2.2.1 Aplicaciones nativas ...................................................................... 60
2.2.2 Aplicaciones web ........................................................................... 61
2.2.3 Aplicaciones híbridas ..................................................................... 62
2.3 El futuro de las aplicaciones móviles ......................................................... 63
2.4 Plataformas móviles .................................................................................. 65
2.4.1 Android, una plataforma innovadora .............................................. 72
2.5 Apps de matemáticas hoy en día .............................................................. 74
3. Capítulo 3. Metodología ....................................................................................... 76
3.1 Metodología de desarrollo de Software ..................................................... 76
3.1.1 Metodología Mobile-D ................................................................... 79
3.1.1.1 Etapas del ciclo de vida de un proyecto con Mobile-D ... 81
3.1.2 Metodología DCU .......................................................................... 84
3.1.2.1 Etapas del ciclo de vida de un proyecto con DCU .......... 85
4. Capítulo 4. Easy Maths ........................................................................................ 87
4.1 Temas de matemáticas involucrados ........................................................ 87
4.1.1 Estándares de matemáticas de SEP ............................................. 87
4.1.2 Plan de estudios de SEP y temas a considerar dentro de Easy
Maths ........................................................................................................................... 89
8
4.2 Aplicación de metodología DCU a Easy Maths ......................................... 93
4.3 Aplicación de metodología Mobile-D a Easy Maths ................................... 99
4.4 Características y funcionalidad de Easy Maths ....................................... 109
5. Capítulo 5. Resultados y conclusiones ............................................................... 119
5.1 Resultados .............................................................................................. 119
5.2 Trabajos futuros ...................................................................................... 119
5.3 Conclusiones ........................................................................................... 120
Bibliografía ..................................................................................................................... 121

RELACIÓN DE TABLAS

Evolución de la prueba ENLACE de 2006-2013 ............................................................... 51
Resultados de la prueba ENLACE del 2006-2013 ........................................................... 51
Lenguajes de programación por sistema operativo .......................................................... 60
Ventajas y desventajas de desarrollar una App nativa ..................................................... 61
Ventajas y desventajas de desarrollar una webapp ......................................................... 62
Ventajas y desventajas de desarrollar una App hibrida .................................................... 62
Tiendas de aplicaciones móviles más populares en la actualidad .................................... 66
Comparativa de plataformas móviles y Apps Stores más populares en la actualidad ...... 69
Ventas de Smartphones a nivel mundial durante el primer trimestre de 2017
(Strategyanalytics.com, 2017) ...................................................................................... 71
Ventajas y desventajas de Mobile-D ................................................................................ 84

RELACIÓN DE FIGURAS

Roca de Ocre .................................................................................................................. 17
Hueso de Ishango ............................................................................................................ 18
Hueso de Lebombo ......................................................................................................... 18
Inicios de sistema decimal en la India .............................................................................. 19
Símbolo del número ......................................................................................................... 20
Calendario Maya .............................................................................................................. 21
Teclado Nepohualtzintzin ................................................................................................. 22
Sistema vigesimal Maya .................................................................................................. 24
Símbolos Mayas del calendario Haab .............................................................................. 25
Símbolos Mayas del calendario Tzolkin ........................................................................... 25
Símbolos Mayas de la rueda calendárica ......................................................................... 26
Composición de teclado Nepohualtzintzin(Orbe, 2015) .................................................... 27
Línea del tiempo de la evolución de las computadoras (Zamora, 2014) ........................... 38
Línea del tiempo de la evolución de los dispositivos móviles (Crespo, 2016) ................... 40
Resultados a obtener en la prueba ENLACE ................................................................... 50
Resultados a obtener en la prueba PLANEA ................................................................... 55
Diferencias entre las diferentes aplicaciones móviles existentes ..................................... 63
Concepto de Internet de las cosas ................................................................................... 64
Concepto de la transformación de datos complejos en imágenes simples ....................... 64
Concepto de Open Data .................................................................................................. 65
Edición especial 2017 de iPhone 7 y iPhone 7 Plus (SDPnoticias.com, 2017) ................. 72
9
Versiones de Android que existen hasta hoy ................................................................... 73
Android 8.0 Oreo ............................................................................................................. 73
Esquema de funcionamiento de una metodología ágil (Grupo16, 2016) .......................... 80
Etapas y actividades de la metodología Mobile-D ............................................................ 81
Etapas y actividades de la metodología DCU .................................................................. 85
Bloque I del plan de estudios de SEP para alumnos de nivel secundaria ........................ 90
Bloque II del plan de estudios de SEP para alumnos de nivel secundaria ....................... 90
Bloque III del plan de estudios de SEP para alumnos de nivel secundaria ...................... 91
Bloque IV del plan de estudios de SEP para alumnos de nivel secundaria ...................... 92
Bloque V del plan de estudios de SEP para alumnos de nivel secundaria ....................... 92
DCU adaptado con Mobile-D ........................................................................................... 94
Etapas y actividades de la metodología Mobile-D .......................................................... 101
Inicio de instalación de Java JRE................................................................................... 103
Fin de instalación de Java JRE ...................................................................................... 103
Inicio de instalación de Java JDK................................................................................... 104
Selección de herramientas Java JDK ............................................................................ 104
Fin de instalación de Java JDK ...................................................................................... 105
Inicio de instalación de controlador Adb ......................................................................... 105
Fin de instalación de controlador Adb ............................................................................ 106
Inicio de instalación de Android Studio .......................................................................... 106
Fin de instalación de Android Studio .............................................................................. 107
Bienvenida de Android Studio ........................................................................................ 107
Configuración de Android Studio ................................................................................... 108
Menú principal de Android Studio .................................................................................. 108
Pantalla de Inicio de Easy Maths ................................................................................... 110
Pantalla de selección de categoría ................................................................................ 110
Pantalla de inicio de geometría ...................................................................................... 111
Pantalla de respuesta correcta ...................................................................................... 111
Pantalla de respuesta incorrecta .................................................................................... 112
Pantalla que muestra la solución de la pregunta ............................................................ 112
Pantalla de inicio de probabilidad .................................................................................. 113
Pantalla de respuesta correcta ...................................................................................... 113
Pantalla de respuesta incorrecta .................................................................................... 114
Pantalla que muestra la solución de la pregunta ............................................................ 114
Pantalla de inicio de aritmética ...................................................................................... 115
Pantalla de respuesta correcta ...................................................................................... 115
Pantalla de respuesta incorrecta .................................................................................... 116
Pantalla que muestra la solución de la pregunta ............................................................ 116
Pantalla de inicio de álgebra .......................................................................................... 117
Pantalla de respuesta correcta ...................................................................................... 117
Pantalla de respuesta incorrecta .................................................................................... 118
Pantalla que muestra la solución de la pregunta ............................................................ 118

RELACIÓN DE MAPAS

Sudáfrica ......................................................................................................................... 17
Suazilandia ...................................................................................................................... 18
Congo .............................................................................................................................. 19
India ................................................................................................................................. 19
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