Desarrollo de una aplicación con scilab para mejorar el aprendizaje de estadística descriptiva e inferencial

Development of application with scilab to improve the learning of descriptive and inferential statistics

Bastidas Chalan Rodrigo Vladimir, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para visualizarla.;

Mantilla Morales Gisella Beatriz, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para visualizarla.;

Resumen CV Rodrigo Bastidas

Formación académica:

Ing. en Electrónica y Control (EPN-2012)

Mg. Diseño, Producción y Automatización Industrial (EPN-2017)

Experiencia laboral:

Ing. de proyectos (ECOSEEL, 2009-2010)

Ing. de Proyectos y mantenimiento (ECASA, 2010-2012)

Ing. de Instrumentación (SANTOS CMI, 2012-2015)

Fiscalizador eléctrico (Hidroeléctrica Coca Codo Sinclair, 2015-2016)

Ing. Electrónico (Hidroeléctrica Hidroalto, 2017)

Docente (ESPE, 2018-presente)

Resumen CV Gisella Mantilla Morales

Formación académica:

Resumen CV Gisella Mantilla Morales

Formación académica:

Ing. en Electrónica y Telecomunicaciones (EPN-2009)

Mg. en Telemática y Redes de Telecomunicaciones (Universidad de Málaga - 2014)

Experiencia laboral:

Administrador de los servicios de tecnologías de la Información y Comunicación (TICs) IBM GLOBAL ACCOUNT (IGA) – IBM  SOLINSER S.A.  (2009 – 2010)

Especialista en Soluciones de Digitalización y Gestión Documental ECUACOPIA CIA. LTDA. (2011-2012)

Docente UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZONICA (2015 – 2016)

Docente UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE (2016 – presente)

Resumen

El presente trabajo de desarrollo tiene como objetivo principal mejorar el aprendizaje de estadística descriptiva e inferencial mediante el uso de software libre. Para este propósito, se desarrolló una interface gráfica con el empleo de la teoría de probabilidad a fin de determinar medidas de tendencia central, dispersión y posición. En las pruebas de hipótesis se utilizó, aparte de los comandos propios de Scilab, el empleo de fórmulas estadísticas, para poder resolver ejercicios con diferencia de medias y proporciones, valiéndose del uso de sentencias de programación. En la parte de regresión lineal, se indica el modelo de regresión que se podría utilizar. También, se aplicarán encuestas a los estudiantes de la ESPE de tercer semestre, al finalizar el periodo Septiembre 2019-Febrero 2019, para contrastar su aprendizaje con otros programas como R o Matlab. Con fines didácticos se indican las etapas de resolución de los ejercicios.

Palabras clave: estadística descriptiva, pruebas de hipótesis, interface gráfica de usuario, software libre

Abstract

The main objective of this development work is to improve the learning of descriptive and inferential statistics through the use of free software. For this purpose, a graphic interface was developed with the use of probability theory in order to determine measures of central tendency, dispersion and position. In the hypothesis tests, apart from Scilab's own commands, the use of statistical formulas was used to solve exercises with a difference of means and proportions, using the use of programming sentences. In the linear regression part, the regression model that could be used is indicated. Also, surveys will be applied to the students of the ESPE of the third semester, at the end of the period September 2019-February 2019, to contrast their learning with other programs such as R or Matlab. For didactic purposes the stages of resolution of the exercises are indicated.

Keywords: descriptive statistics, hypothesis tests, graphical user interface, free software

Introducción

Las matemáticas son consideradas ciencias difíciles para estudiantes, tanto a nivel primario (Wampash, 2019) como en la universidad (Uzuriaga, 2010). En la Universidad de las Fuerzas Armadas se pretende mejorar el rendimiento en la materia de Probabilidad y Estadística utilizando software libre, que indique no sólo la respuesta, sino el proceso.

Importancia del problema

Existen numerosos programas que realizan análisis estadístico, entre ellos R, Matlab, Scilab, etc., que permiten resolver problemas estadísticos. Sin embargo, ninguno de ellos permite visualizar el proceso de desarrollo del ejercicio.

Otros programas online, entre ellos Mathway, Symbolab permiten visualizar paso a paso problemas matemáticos, sin embargo, es necesaria la conexión a internet.

Por ello se propone el desarrollo en software libre de una interface gráfica de usuario (GUI) que permita resolver ejercicios de estadística descriptiva e inferencial abarcando la mayoría de formatos de ejercicios, y al tratarse de un programa en desarrollo se podría seguir abarcando más temas relacionados con el área

Metodología

Para la realización del presente trabajo se realizó un GUI con una ventana principal con 3 opciones (Estadística descriptiva, pruebas de hipótesis y regresión lineal).

Para poder mostrar el proceso de cada resultado es necesario que se conozca el algoritmo o la fórmula correspondiente. Cada resultado de las operaciones matemáticas se guardan en variables tipo string con su respectiva operación de conversión de decimal a string. Así mismo, es necesario concatenar todos los símbolos matemáticos en variables tipo string y finalmente concatenar toda la operación para mostrar el efecto. Este resultado es mostrado en una caja de texto. 

Los resultados procesados son mostrados en una ventana indicando las operaciones y gráficas necesarias, tal como muestra la Figura 1:

Figura 1: estadística descriptiva de una mestra

Resultados

El GUI desarrollado por si sólo no muestra mejora en la enseñanza, por lo que debe ser evaluado en el periodo académico Septiembre 2019- Febrero 2020. Para ellos se comparará el GUI desarrollado con el software R, para que el estudiante use los dos enfoques de programación.

Finalmente se procederá a encuestar al finalizar los temas de la asignatura

Referencias Bibliográficas

[1] Wampash D. (2018). El bajo rendimiento académico en matemáticas, con los estudiantes del sexto C de educación general básica de la Unidad Educativa Tres de Noviembre de la Ciudad de Cuenca, año lectivo 2017-2018(Tesis de pregrado). Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca-Ecuador.

[2] Uzuriaga, V., Arias, J. (2010). Algunas causas que determinan el bajo rendimiento académico en el curso de algebra lineal. Scientia et Technica Año XVI (No 44)