Estrategia pedagógica mediada por TIC para fortalecer la competencia de razonamiento matemático en estudiantes de sexto grado

Introducción

Las familias ribereñas del Centro Educativo Campo Galán (CECG) basan su economía principalmente en la pesca artesanal y la agricultura. En general, estas familias son de escasos recursos y en muchos casos no ven necesario recibir formación en matemáticas, puesto que sus expectativas de continuar con la educación básica y superior son muy bajas. Es por ello que el Gobierno Nacional, a través del Ministerio de Educación de la República de Colombia (MEN), generó un modelo de educación flexible (MEF) post-primaria para permitir el acceso de la educación básica y secundaria a niños, niñas y jóvenes de los sectores rurales del país (Calvo, 2019; Galván, 2020).

Actualmente, en la sede principal del CECG, ubicada en el sector rural de Barrancabermeja, los estudiantes de grado sexto presentan bajo rendimiento académico, lo cual se evidencia en pruebas estandarizadas como las pruebas Saber 5, donde los resultados de los estudiantes en el área de matemáticas entre los años 2015 y 2017 correspondieron a desempeños insuficientes y mínimos.

Teniendo en cuenta la experiencia en el aula, se ha logrado identificar que algunos estudiantes presentan dificultades debido a la falta de saberes que debieron adquirir en su educación primaria. Es bien sabido que algunos de los determinantes que dificultan los procesos de enseñanza-aprendizaje son personales, sociales e institucionales (Mosquera et al., 2021; Soza, 2021).

De acuerdo a lo anterior, y sin desconocer la importancia de todos los factores que influyen en el desempeño de los estudiantes, el problema a priorizar es el bajo rendimiento en el desarrollo de competencias asociadas al razonamiento matemático para la solución de problemas en los estudiantes del grado sexto del CECG. Con respecto a lo anterior, se plantea como solución el diseño, elaboración e implementación de un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) que permita capacitar y, por medio de actividades lúdicas, incentivar al estudiante en el aprendizaje de las matemáticas, de acuerdo con referentes teóricos como Anaya Manjarrés et al. (2021), Armas-Alba y Alonso-Rodríguez (2022), Campo (2020) Castiñeira-Rodríguez et al. (2022), Grisales-Aguirre (2018), Ramos (2020), Riveros et al. (2011), Rodríguez-Plaza et al. (2021) y Vera y Yánez (2021) quienes afirman que incorporar las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) dentro de una estrategia pedagógica permite fortalecer competencias propias del área.

Adicional a lo anterior, autores como D. Cárdenas y L. Cárdenas (2018), Cobas et al. (2019), Doria y Nisperuza (2022), Flórez-Nisperuza y González-Rivas (2020), Pava et al. (2018) y Tapia-Vélez et al. (2020) evidencian la importancia del aprendizaje basado en situaciones problema como un elemento fundamental para el desarrollo del razonamiento lógico-matemático en estudiantes de diferentes grados académicos.

Metodología

Este estudio se sustentó en un enfoque cuantitativo y un estudio de tipo descriptivo (Hernández-Sampieri and Mendoza, 2018), lo cual permitió determinar el impacto de la propuesta en el fortalecimiento de las competencias matemáticas de los estudiantes de grado sexto. El contexto de la investigación es el CECG, y la población de estudio está conformada por 26 estudiantes de sexto grado, matriculados en el año 2021 y registrados en el Sistema Integrado de Matrícula (SIMAT).

La selección de la muestra se llevó a cabo a través de un muestreo no probabilístico por conveniencia, conformado por 22 estudiantes que participaron activamente en el desarrollo de las actividades escolares, y cuyo rango de edades va desde los 11 hasta los 16 años. Un 68.2 % de ellos son hombres y un 31.8 % son mujeres.

Resultados

Con el fin de agrupar todas las actividades necesarias para lograr cada uno de los objetivos específicos propuestos y realizar el análisis de cada una de ellas, se llevó a cabo una discretización por fases.

Fase 1. Diagnóstico: Tuvo como objetivo identificar el nivel de competencia de razonamiento matemático en los estudiantes de sexto grado. La prueba diagnóstica diseñada contó con 15 preguntas, de las cuales 5 se relacionaban con pensamiento numérico, 5 con pensamiento espacial-métrico y 5 con pensamiento aleatorio. Lo anterior, teniendo en cuenta la propuesta evaluativa dada por el ICFES para las pruebas Saber 5 (Useche and Vargas, 2019; Pedraza, 2014), donde se valoran las competencias que adquirieron los estudiantes en el ciclo básico de primaria. Es importante anotar que, para cada uno de los pensamientos evaluados, se tomaron preguntas liberadas por el ICFES y asociadas con diferentes aprendizajes. Estas preguntas consistían en enunciados que evalúan los “conocimientos, capacidades y habilidades de los estudiantes y a partir de ellos se establecen las evidencias y se construyen las preguntas” (MEN, 2006). A manera de ejemplo, la Tabla 1 relaciona los aprendizajes asociados a cada una de las preguntas de la prueba diagnóstica.

Tabla 1: Preguntas de la prueba diagnóstica

Los resultados de la prueba se muestran en la Figura 1, donde se hace una representación global del desempeño de los estudiantes en función de la cantidad de aciertos y desaciertos para cada una de las preguntas formuladas.

Figura 1: Resultados de la prueba diagnóstica.

Con el fin de ejemplificar las preguntas usadas para evaluar el desempeño de los estudiantes en cada uno de los tres pensamientos mostrados en la Tabla 1, se presentan las preguntas 3, 6 y 11 en la Tabla 2.

Tabla 2: Ejemplo de preguntas de la prueba diagnóstica para cada pensamiento

Si se considera como un umbral identificador de alerta en el desempeño que el 30 % de los estudiantes respondan incorrectamente a una pregunta (6 de los 22 que participaron), no deberían fortalecerse los saberes asociados con las preguntas 2, 11 y 14. Como cada una de las preguntas de la prueba diagnóstica está relacionada con pensamientos específicos, se presenta la Figura 2, donde se discretizan los pensamientos y se usa la mediana como medida de ubicación, debido a las diferencias significativas en la cantidad de respuestas correctas y erradas de los estudiantes.

Figura 2: Resultados de la prueba diagnóstica para cada pensamiento.

Los resultados presentados en la Figura 2 permitieron identificar que la mediana global del desempeño de los estudiantes para cada uno de los pensamientos evaluados alerta sobre la necesidad de proponer estrategias pedagógicas que fortalezcan todos los saberes evaluados en los estudiantes de sexto grado.

Al analizar los resultados globales de la prueba diagnóstica, se pudo observar que los estudiantes de sexto presentaban un bajo grado de competencia en temas asociados a la descomposición de números con factores primos, operaciones con números decimales, el análisis de frecuencias representadas gráficamente y la identificación de las medidas de tendencia central. Además, estos no presentaban competencias en la representación numérica y gráfica de un número fraccionario y mixto y el cálculo de áreas, perímetros y medidas de tendencia central de datos no agrupados. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, se concluyó que era necesario crear un OVA que fortaleciera las falencias identificadas.

Fase 2. Diseño: Para el diseño de la estrategia pedagógica, se establecieron los objetivos de la propuesta, teniendo en cuenta las características de los estudiantes en función de su entorno. Es por ello que el OVA, titulado En el campo cuento y aprendo, presenta una situación problema en un entorno rural, donde los padres de Juan, el personaje principal de la historia, le regalan a su hijo un terreno para su emprendimiento, y María, su amiga, le ayuda con la explicación de las temáticas propuestas a lo largo del OVA y los cálculos matemáticos. A manera de ejemplo, la Figura 3 presenta el diseño del OVA, donde se incluyeron tres historias discretizadas por temática y actividades, junto con elementos adicionales como la descripción del autor, información complementaria en formato PDF, referencias bibliográficas y un menú de navegación.

Figura 3: Esquema del OVA diseñado.

Para la creación del OVA, las historias debían tener continuidad en el abordaje de la situación problema. Esto, en función de las temáticas abordadas. Con el fin de llevar a cabo pequeñas evaluaciones de los aprendizajes, se planteó la solución de las diferentes actividades propuestas, que permitieron fortalecer las competencias de una manera lúdico-práctica. Asimismo, los estudiantes tuvieron la oportunidad de descargar material en formato PDF, donde se presentó una ampliación de las temáticas vistas durante cada una de las historias.

Para el diseño de los contenidos del OVA, fue necesario crear una situación problema que permitiera trabajar las temáticas a fortalecer, las cuales se identificaron con la prueba diagnóstica. La planificación de la estructura del OVA y su previsualización se llevaron a cabo haciendo uso de imágenes de tipo storyboard (Cabrera-Medina et al., 2020; Salazar and Arosemena, 2021), un elemento importante en el diseño instruccional y gráfico de una aplicación, pues permite organizar los contenidos temáticos y seleccionar los recursos digitales que integrarán el OVA.

Fase 3. Implementación: En esta fase se realizaron las actividades necesarias para el desarrollo de la propuesta pedagógica. Las herramientas seleccionadas para el desarrollo del OVA fueron el lenguaje HTML5 y JavaScript como complemento, las cuales son muy utilizadas en el desarrollo de apoyos didácticos en los procesos de aprendizaje (Hurtado, 2021; Machuca et al., 2021; Marroquín, 2020; Segura et al., 2017). El OVA se alojó en un servidor gratuito con el fin de reducir costos en la fase de implementación (https://elkinguns-jr.github.io/En-el-campo-cuento-y-aprendo/). Con el fin de ejemplificar la propuesta pedagógica, se presentan las imágenes de la Figura 4, donde se muestran vistas generales de la presentación, historias y actividades que corresponden al OVA implementado. Aquí, la imagen de la izquierda muestra la presentación de la historia 1 y la de la derecha la actividad propuesta para la primera historia.

Figura 4: Imágenes del OVA implementado.

Fase 4. Evaluación: Con el fin de evaluar el impacto de la propuesta, se llevó a cabo una prueba escrita, la cual correspondió a la misma distribución de preguntas de la prueba diagnóstica. Esta prueba se llevó a cabo 2 meses después de la aplicación de la prueba diagnóstica inicial, tiempo durante el cual se llevó a cabo el proceso de diseño e implementación de la intervención.

En la Figura 5 se presenta una gráfica asociada al desempeño de los estudiantes después de haber aplicado la estrategia pedagógica propuesta.

Utilizando el mismo criterio de alerta que el trazado para el análisis de la prueba diagnóstica asociado con respuestas erradas (6 estudiantes), se puede observar que los saberes asociados con las preguntas 5, 6, 10, 11 y 14 presentan una necesidad de fortalecimiento.

Figura 5: Resultados de la prueba final.

Para poder evaluar el impacto de la propuesta en cada uno de los pensamientos evaluados, se presenta la Figura 6, que evidencia la mejora en el desempeño de los estudiantes, puesto que su medida de tendencia central se asocia a una mediana inferior a los 6 estudiantes que respondieron preguntas de forma errónea.

Figura 6: Resultados de la prueba final para cada pensamiento.

Finalmente, se presenta la Figura 7, con el fin de realizar una comparación directa de las medianas asociadas a cada uno de los pensamientos evaluados para las respuestas acertadas, tanto en la prueba diagnóstica como en la final.

Figura 7: Mediana de las respuestas acertadas en las pruebas diagnóstica y final.

Al comparar los resultados obtenidos en las pruebas diagnóstica y post-diagnóstica se evidencia que los aprendizajes propuestos en el diseño del OVA mejoraron de forma global el desempeño de los estudiantes. Sin embargo, hay una evidente necesidad de continuar con el fortalecimiento de las competencias asociadas con el pensamiento espacial-métrico y los saberes asociados con la realización de operaciones con números decimales; con la asociación de información geométrica obtenida a partir de una gráfica y su relación con el cálculo del perímetro y su área; con la identificación de información geométrica y el cálculo de diámetros y radios; con la síntesis y análisis de secuencias representadas gráficamente; y con la identificación y representación numérica a través del método gráfico y su asociación con otro tipo de representaciones.

Conclusiones

En el Centro Educativo Campo Galán, el recurso educativo digital diseñado generó una mayor asimilación del aprendizaje, lo cual se pudo evidenciar en los resultados de la prueba final, donde hay una clara mejoría en las competencias de los estudiantes del grado sexto.

En el contexto rural, la integración de las TIC es un reto, ya que en muchas de las instituciones educativas no se cuenta con acceso a Internet, aulas para el uso de equipos tecnológicos y formación curricular del cuerpo docente. Aun así, fue posible diseñar una estrategia pedagógica acorde con la malla curricular del Centro Educativo para mejorar el desempeño en el marco de las competencias asociadas a las matemáticas.

El Objeto Virtual de Aprendizaje diseñado logró establecer un clima lúdico-didáctico en el cual el aprendizaje del estudiante se diera de forma interactiva y evolucionara en función de su ritmo de aprendizaje.

La estrategia pedagógica fortaleció los pensamientos numérico y aleatorio, pero se debe continuar fortaleciendo el pensamiento espacial-métrico.

En el área de matemáticas, se hace necesario implementar recursos didácticos con el fin de captar el interés de los estudiantes, en aras lograr un mejor desempeño dentro de las competencias asociadas a la disciplina.