Democratizando las ciencias. Caso de Éxito BID Lab4U
Por Lab4U Team
Este es un resumen realizado por el equipo de Lab4U. La autoría del texto es de Claudia Sáenz-Zulueta y Cristina Pombo del Banco Interamericano de Desarrollo.
¿Puede la tecnología Lab4U aumentar el interés y el rendimiento académico de los estudiantes en física?, o ¿De qué modo aprende un estudiante latinoamericano sobre principios de física como la aceleración centrípeta? Son las preguntas que guían el estudio.
Aquí se presentan los resultados de la evaluación de impacto y de procesos del proyecto piloto para el aprendizaje de física con tecnología realizado entre estudiantes de educación media superior (en adelante EMS) en Sinaloa, México. El objetivo fue determinar la correlación entre la motivación y el rendimiento académico de los estudiantes cuando un ecosistema de gestión escolar propicio facilita el acceso a una herramienta tecnológica como el modelo proporcionado por Lab4U (Laboratorio para ti) a través de Lab4Physics (Laboratorio para física).
Tradicionalmente, son las clases expositivas las que más ocurren en América Latina, donde un 88% de los colegios no cuentan con laboratorios de ciencias equipados. La falta de indagación y aplicación científica que debería llevar al estudiante de la teoría a la practica, suele originarse en un vacío aún mayor: la falta de infraestructura y espacios colaborativos que fomenten la experimentación.
Para el éxito de este piloto los elementos son la capacitación y participación del docente como agente de cambio en la incorporación de la tecnología en el aula. Se espera que con ello el interés y rendimiento de los estudiantes en física aumenten a medida que crece la motivación simultánea de docente y alumno.
¿Por qué aumentar el interés de los estudiantes en la física?
América Latina ha logrado superar el 95% de asistencia escolar en la escuela primaria y el 85% en la secundaria (Duryea y Robles, 2017). Sin embargo, y aunque la tasa de asistencia escolar en secundaria ha aumentado un 10% en los últimos 10 años, el problema de la deserción escolar todavía es crítico y persistente: uno de cada dos jóvenes no culmina la secundaria. Esto significa que más de 43 millones de latinoamericanos entre los 15 y los 29 años (el 31% de la población joven de la región) no han completado la escuela secundaria y carecen de la preparación necesaria para entrar al competitivo mercado laboral de hoy (Rivas y Delgado, 2017).
Entre los principales motivos del abandono escolar en América Latina, se encuentra la falta de interés, con un 26,3% en la población estudiantil de secundaria (Graduate XXI, 2017). Frente a esta realidad, el Banco Interamericano de Desarrollo (en adelante BID) creó el programa Graduate XXI a través del cual se financia este piloto.
Intervención Social con Lab4U
El piloto se centró en los estudiantes de la EMS en sus dos vertientes: bachillerato general y bachillerato tecnológico. Se utilizó un método de muestreo por conglomerados (escuela-estudiante) donde la intervención consistió en exponer a un grupo de estudiantes del estado de Sinaloa pertenecientes al tercer semestre de EMS.
La unidad de análisis fueron los Colegios de Bachilleres del Estado de Sinaloa (COBAES) y los bachilleratos tecnológicos.
Lab4Physics se enfoca en el aprendizaje de la física, que forma parte de las áreas del conocimiento relacionadas con las ciencias, la tecnología, las ingenierías y las matemáticas (STEM por sus siglas en inglés); y en el uso que hace de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para atraer a los jóvenes y hacer más relevante la experiencia de aprendizaje para ellos.
El piloto contó con 10 experimentos en áreas de aprendizaje de movimiento y fuerza. Dichos experimentos están alineados con la malla curricular de Física I del bachillerato general y del bachillerato tecnológico impartidos en el segundo año de EMS, según el currículo de la Secretaria de Educación Pública (SEP) de México (CEES, 2018).
Durante el proceso se capacitaron a profesores, donde se entregó información sobre los materiales a utilizar, el período y las condiciones de instrumentación, las métricas, y los resultados esperados en el aula.
Impacto y Resultados
El impacto de Lab4Physics en los estudiantes se hizo a través de una comparación diferencial que reúne datos recolectados al inicio y al final del piloto. Se compararon los resultados de impacto para las tres variables seleccionadas (actitudes/disposición hacia la física, desempeño en esa materia e interés en STEM), primero entre el grupo de estudiantes del mismo grado escolar que no participó en el piloto (grupo de control) y el que sí estuvo expuesto a este (grupo de tratamiento), y segundo entre la muestra total de estudiantes que realizaron más de tres experimentos.
- Mejora en la actitud/disposición de los estudiantes hacia la física. Aquí los encuestados expresan su grado de acuerdo sobre cuatro preguntas referentes a la percepción que el estudiante tiene de sí mismo como hábil y capaz para el estudio de la física.
Al comparar esta variable entre el grupo de tratamiento y el grupo control se encontró un aumento de 0,11 puntos en el auto-concepto de los estudiantes expuestos a Lab4U (gráfico 5).
Al comparar esta variable entre ambos grupos se encontró que los estudiantes pertenecientes al grupo de tratamiento obtuvieron mejores resultados (un aumento de 0,8 puntos) en el auto concepto.
2. Mejor desempeño en el área de conocimiento cubierta. El conocimiento de física se midió a través de 20 preguntas sobre los contenidos que cubren los experimentos de la intervención. Al comparar esta variable entre el grupo de tratamiento y en el grupo control se encontró un aumento 0,22 puntos en el conocimiento de física entre los alumnos del primer grupo, atribuibles al uso de Lab4U. Los alumnos del grupo de control no registraron cambios durante el período de análisis.
Al igual que para la primera variable de impacto, se añadió una comparación adicional con el grupo de tratamiento que realizó más de tres experimentos en Lab4Physics. Al comparar esta variable entre ambos grupos se encontró que los estudiantes pertenecientes al grupo de tratamiento que realizó o fue expuesto a más de tres experimentos obtuvo mejores resultados (un aumento de 0,6 puntos) en su conocimiento de física, atribuibles al uso de la herramienta de Lab4U.
3. Aumento del número de estudiantes interesados en una carrera del área STEM.
Este interés se registró mediante un reactivo en la encuesta de línea de referencia y de seguimiento. Al comparar esta variable entre el grupo de tratamiento y el de control se encontró una diferencia de 2,12 puntos en el interés por estudiar una carrera a fin al área de STEM entre los alumnos que utilizaron Lab4U.
De igual manera, al comparar esta variable entre ambos grupos se encontró que los estudiantes pertenecientes al grupo de tratamiento que realizó o fue expuesto a más de tres experimentos obtuvieron un mayor puntaje (un aumento de 3,86 puntos) en el grado de interés por estudiar una carrera en el área de STEM.
A partir de la interacción de los estudiantes de bachillerato COBAES (Colegio de Bachilleres del Estado) con la aplicación móvil de Lab4Physics durante tres meses, se pueden extraer las siguientes conclusiones:
1. El grupo de estudiantes expuesto a Lab4Physics exhibe un aumento en cada variable de impacto en comparación con el grupo de estudiantes que no recibió la intervención.
2. Una exposición prolongada (más de tres experimentos) al uso de Lab4Physics en el aula muestra resultados incrementales y positivos en comparación con un uso limitado de la aplicación móvil. Esto se concluye tras comparar los resultados de estudiantes en el grupo tratamiento que fueron expuestos a más de tres experimentos durante el semestre escolar evaluado.
3. Lab4U, a través de la aplicación Lab4Physics, logra aumentar el rendimiento académico en física a través de la mejora en el auto concepto sobre el conocimiento de la materia.
4. Lab4U, a través de aplicación Lab4Physics, logró aumentar el interés de sus usuarios en cuanto a la posibilidad de estudiar una carrera en el área de STEM.
Por otro lado, el aprendizaje mutuo que resultó de esta comunidad de práctica en crecimiento y la capacitación y soporte del equipo de Lab4U fue crucial para generar un cambio de percepción por parte de los maestros en cuanto a dos temas puntuales: el uso general de la tecnología en el aula y la percepción positiva de usar Lab4U como apoyo en las clases de física.
Las encuestas realizadas por el equipo del CEES muestran que, previamente a la intervención, el 16% de docentes usaba tecnología en clases (de física u otra materia escolar) y solo el 8% empleaba software educativo. Las encuestas de seguimiento realizadas durante la intervención muestran que, después del piloto, el 68% de docentes afirmó tener una percepción positiva del uso de la tecnología.
De igual manera, la encuesta de seguimiento realizada tras la finalización de la capacitación presencial a los docentes mostró que el 74% de los entrenados en Lab4U calificó como excelentes los varios aspectos de la capacitación.
Lecciones y recomendaciones
Brecha tecnológica. Aunque la mayoría de los alumnos tenía acceso a teléfonos inteligentes, la conectividad y el espacio de memoria en sus teléfonos para instalar este tipo de aplicaciones eran limitados.
Lab4U presentó dos estrategias acertadas trabajar en equipos de dos o tres estudiantes y desarrollar la aplicación con una modalidad fuera de línea. Esta última estrategia sirvió para que los estudiantes hicieran uso de la tecnología sin necesidad de conexión a internet.
Capacitación docente. A diferencia de los estudiantes no todos los maestros estaban familiarizados con la tecnología. Esto se compensó con la planificación de las sesiones de capacitación y el diseño de una jornada de perfeccionamiento.
El éxito de estas capacitaciones se debió al fortalecimiento y seguimiento de habilidades por parte del equipo de Lab4U y al apoyo de las autoridades educativas de Sinaloa, quienes remuneraron a los docente por las horas de adiestramiento y entendieron la importancia de brindar este espacio de aprendizaje para fomentar la viabilidad y continuidad del piloto.
Fortalecimiento del microsistema educativo. El rendimiento estudiantil aumenta cuando mejora el ambiente de la enseñanza. Las percepciones del entorno educativo por parte del alumno son importantes. En tal sentido, las escuelas deben aprovechar las pasiones e intereses de los estudiantes, ayudarles a desarrollar habilidades criticas y ventajas que puedan ser decisivas en la vida, y encaminarlos por la senda de un progreso real que los lleve a ser exitosos.
En lo que compete a las autoridades educativas, se pudo observar durante la intervención la importancia de su compromiso con el proyecto, lo cual condujo a su promoción entre directivos y docentes. Este factor fue crucial para motivar la asistencia y participación durante la implementación del piloto.
Exposición a los experimentos de Labs4Physics. Los resultados centrales de la evaluación de impacto realizada por el CEES sugieren que cuando los participantes recibían una dosis relativamente alta, la intervención parecía haber tenido un impacto positivo y significativo sobre las tres variables de impacto analizadas: el auto concepto relativo a física, el rendimiento académico en esa materia, y el interés manifiesto en seguir una carrera del área STEM.
Hay que relevar la importancia de que la incorporación de la tecnología se acompañe siempre tanto del apoyo de los dirigentes educativos como de la capacitación de los docentes. Esto con el fin de asegurar su integración sólida a los planes de estudio y a las labores de enseñanza/aprendizaje de la física, en aras de preparar — por esa vía — a los estudiantes para que se vinculen a un mercado laboral cada vez más exigente.
Fuentes:
Cabrol, M. y Székely, M., 2012. Educación para la transformación. Washington, DC: BID.
Duryea, S. y Robles, M., 2017. Pulso social en América Latina y el Caribe 2017: Legado familiar, ¿rompemos el molde o repetimos patrones? Washington, DC: BID.
Graduate XXI, 2017. Infografía: ¿Por qué abandonan la escuela los jóvenes en América Latina? Washington, DC: BID.
Rivas, A. y Delgado, L., 2017. Escuelas innovadoras en América Latina- 30 redes que enseñan y aprenden. Washington, DC: BID.
Sáenz-Zulueta, y Pombo, C., 2018. ¿Y esto para qué sirve? La indagación científica como clave de la enseñanza de competencias STEM para el siglo XXI. Ciudad de México:BID.
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