Abstract:
In the Mechanical Physics Laboratory at ESPOL, gaps have been identified in the development of analytical competencies for interpreting experimental data, which are evidenced in practices focused on the mechanical application of processes and a weak articulation among theory, argumentation, and experimentation. This thesis proposes an educational intervention through formative workshops that combine modeling, graphing, and the treatment of data and uncertainties. These workshops were designed as a complement to laboratory practices with the aim of fostering active and reflective learning. The analysis employed a quantitative approach and a quasi-experimental design with non-equivalent groups. Results were compared using standardized evaluations and statistical studies that included effect size calculation, mean/median comparisons, and regression models to control for academic covariates and teaching-related factors. The findings show statistically significant progress in the experimental group, including improvements in performance and in the quality of the justification of conclusions, which are consistent with medium-to-large effect sizes. The discussion emphasizes that the scaffolding of the workshops—combining measurement procedures with criteria of validity, uncertainty, and precision—helps transfer the mathematical model into experimental decision-making, providing a reproducible path to reinforce critical capacity in laboratory contexts. It is recommended that the workshops be applied continuously and that their sustainability be evaluated in different laboratory settings.
Keywords: Analytical competencies; Data interpretation; Formative workshops; Physics laboratory education
Description:
Los estudiantes del Laboratorio de Física Mecánica en ESPOL muestran deficiencias en el desarrollo de sus habilidades analíticas para interpretar datos experimentales. Esto se debe a que las prácticas actuales se enfocan en la aplicación mecánica de procesos y tienen una conexión débil entre la teoría, la argumentación y la experimentación. Esta tesis propone una intervención educativa a través de talleres formativos que combinan modelado, gráficos, y el tratamiento de datos e incertidumbres. Estos talleres fueron diseñados para complementar las prácticas de laboratorio y fomentar un aprendizaje activo y reflexivo. Para el análisis, se utilizó un enfoque cuantitativo con un diseño cuasi-experimental de grupos no equivalentes. Los resultados se compararon usando evaluaciones estandarizadas y estudios estadísticos que incluyeron el cálculo del tamaño del efecto, comparaciones de medias/medianas y modelos de regresión para controlar por variables académicas y factores relacionados con la enseñanza. Los hallazgos revelan un progreso estadísticamente significativo en el grupo experimental, con mejoras en el rendimiento y en la calidad de la justificación de sus conclusiones, lo cual es consistente con tamaños del efecto de medianos a grandes. La discusión resalta que la estructura de los talleres—que combina procedimientos de medición con criterios de validez, incertidumbre y precisión—ayuda a transferir el modelo matemático a la toma de decisiones experimentales. Esto proporciona una vía reproducible para fortalecer la capacidad crítica en contextos de laboratorio.
Se recomienda que los talleres se apliquen de manera continua y que se evalúe su sostenibilidad en diferentes entornos de laboratorio.
