Flipped Classroom en
Cursos Universitarios de Calculo: Metodologías usadas y Resultados Obtenidos
Diana
Mercedes Castro Cárdenas
ORCID:0000-0001-8489-9671
Resumen
Se ha
realizado la revisión de diferentes investigaciones de aplicación del Flipped
Classroom en cursos universitarios de Matemática, que solo en el 2020 llegan a
más de 2000 publicaciones usando el Google Scholar como buscador, lo que ha permitido conocer los diferentes
definiciones de este término pero en que todos coinciden que es uno de los
mejores métodos de aprendizaje activo y colaborativo que facilita el
protagonismo de los estudiantes, además de conocer las diferentes preguntas de
investigación, para conocer los diversos aspectos analizados del método,
incluso de las innovaciones propuestas,
junto con las metodologías aplicadas para obtener en sus resultados claras
mejoras no solo en los desempeños de los estudiantes sino también en
auto-eficacia, confianza, motivación, habilidades para solución de problemas,
pero también nos ha permitido establecer que es posible realizar aportes con
instrumentos adecuados que permitan medir los niveles de aprendizaje usando la
taxonomía SOLO.
Palabras clave
Aula
Invertida, Calculo, niveles de aprendizaje, desempeño de estudiantes.
Introducción
Debido a los grandes
avances realizados en la actualidad y el movimiento hacia una sociedad del
conocimiento, es que los que nos dedicamos a la Docencia Universitaria
consideramos que es necesario optar por formas diferentes, no necesariamente
nuevas de métodos de enseñanza aprendizaje donde el centro del mismo sea el
estudiante. Una que muestra una gran evolución
en la actualidad es el método del
Flipped Classroom, o aula invertida,
pues la búsqueda de este término
en el Google Scholar, nos da más de
21000 resultados desde el 2016 incluido el 2020, y usando el termino de
búsqueda aula invertida no indica más de 15000 resultados, aun mas si especificamos como criterio de
búsqueda solo del Flipped Classroom
aplicado a la enseñanza de Cursos de Matemática Universitaria, obtenemos más de
10000 resultados en ese mismo periodo, de los cuales 2200 corresponden al 2020,
para una búsqueda realizada a finales de setiembre del 2020, en el 2019
obtenemos más de 2600 resultados, cerca de 2000 el 2018, observándose una clara
tendencia a aumentar. Es importante, entonces conocer las definiciones de
Flipped Classroom, después nos concentrarnos en las metodologías usadas en las
diferentes aplicaciones de este método específicamente en los cursos de Calculo
o Matemática Universitaria, donde también hallaremos variaciones que mejoran el
método, lo que se comprueba en los logros de aprendizajes de los estudiantes. El Objetivo ha sido
revisar las investigaciones respecto a la aplicación del Flipped Classroom -
Aula Invertida en las clases de Matemática Universitaria, haciendo énfasis en
la Metodología usada, las variaciones o innovaciones realizadas, así como los resultados
obtenidos que establecen el Flipped Classroom como la mejor alternativa para
comprometer a los estudiantes en el aprendizaje activo.
Metodología
Se ha
realizado una búsqueda del término “Flipped Classroom” en Google Scholar, lo
que ha permitido obtener más de 37000 resultados en el rango de tiempo del 2000
al 2020, incluso, solo en el 2020, existen más de 10000 resultados, dada la
gran cantidad de resultados se ha buscado de manera más selectiva, usando los
términos, “Flipped classroom”, “mathematics”, “high school”, con lo que
obtenemos 7260 resultados en el intervalo de 2000 al 2020 y 1160 resultados solo en el 2020. La
búsqueda de ``aula invertida'' obtiene 14800 resultados en el rango de 2000 al
2020 y en el 2020 hay 4260 lo que indica el gran interés respecto a este tema.
Pero usando los términos de búsqueda ``Aula Invertida'', ``Calculo'' se
encuentra solo 105 resultados en el rango de 2000 al 2020, y el 2020 solo se
encuentra 11 resultados, el 2019 28, el 2018 23, 2017 28, indicando que la
mayoría de investigaciones se ha hecho en los últimos 04 años. Debido a la
Escasez de resultados en castellano se ha optado por considerar artículos en
Idioma Ingles, puesto que existe una gran cantidad de los mismos y donde se han
encontrado muchas innovaciones y modificaciones que mejoran el método, que se
evidencia desde los resultados obtenidos respecto a la mejora del desempeño de
los estudiantes.
Las preguntas
de investigación más usuales halladas son comparando el aprendizaje logrado,
respecto al modelo utilizado, por ejemplo ¿Que tan bien comprendieron los
conceptos de Calculo los estudiantes en el modelo de aula invertida contra el
basado en conferencias? (Scott
et al., 2016). O también evaluado la
aceptación del modelo de Flipped Classroom, ¿Cuál es la impresión de los
estudiantes del Flipped Classroom respecto al basado en conferencias?, existen
preguntas relacionadas también a la percepción de los docentes respecto al su experiencia
con este método. En otras investigaciones se centran más desde la perspectiva
del estudiante con preguntas tales como: ¿Los estudiantes aceptan invertir la
clase?,¿Que piensan acerca del aprendizaje con clases grabadas? (Caligaris
et al., 2016). Existen investigaciones
que proponen innovaciones como el enfoque de Flipped Classroom auto-regulado de
(Lai
& Hwang, 2016) donde las preguntas son: ¿Puede el Flipped Classroom auto-regulado mejorar los
logros de aprendizaje de los estudiantes en comparación con el Flipped
Classroom convencional?, ¿Puede el Flipped Classroom auto-regulado mejorar la
auto-eficacia de los estudiantes en comparación con el Flipped Classroom
convencional ? (Lai & Hwang, 2016b). O preguntas realmente más interesantes
como: ¿Si Invertir la Clase, afecta el desempeño de los estudiantes en
problemas de matemática, respecto a lo procedimental o conceptual?, ¿si
Invertir la Clase, afecta las opiniones y percepciones de los estudiantes sobre
el curso con respecto a las interacciones con el contenido y con el docente?(Wasserman
et al., 2017).
Hay preguntas
que consideran la estructura y nivel de aprendizaje, como: ¿La instrucción se
centró más en el significado subyacente, procedimientos sobre la estructura de
los sistemas de ecuaciones lineales en un aula invertida en comparación con un
salón de clases tradicional?, ¿La Clase invertida mejora la habilidad de los
estudiantes de analizar, modelar y solucionar sistemas de ecuaciones lineales? (Kirvan
et al., 2015). Una pregunta que trata
de comparar el Flipped Classroom con enfoques similares, consiste en ¿Cuánto
mejora el rendimiento de los estudiantes, cuando la realimentación se brinda de
manera oportuna en comparación con la realimentación tardía? (Thai
et al., 2017). Hay interés también en
conocer la satisfacción observada en los estudiantes y los coordinadores de los
cursos, cuando se aplica Flipped Classroom, sin identificar específicamente una
pregunta en la investigación, pero plantea la hipótesis que esta metodología
permitirá el aprendizaje profundo, aumento de la confianza, motivación y
compromiso de los estudiantes (Awidi
& Paynter, 2019). Existen también estudios
exploratorios, donde examinan los resultados de los estudiantes con los métodos
de Flipped Classroom , Flipped
Classroom con actividades de aprendizaje
colaborativo, comparando los mismos con los resultados obtenidos usando los
modelo de clase tradicional, (Foldnes,
2016). En un estudio reciente (Fredriksen
& Hadjerrouit, 2020) estudia las
contradicciones que surgen cuando se utiliza el Flipped Classroom en cursos de
matemática universitaria, para lo cual utiliza la siguiente pregunta de
investigación ¿Qué tipos de contradicciones surgen en una clase invertida de
Matemáticas, y como los estudiantes los experimentan?, adicionalmente, en (Nielsen,
2020) no existe una pregunta específica, pues se
realiza un análisis de las costumbres de visualización de vídeos de los
estudiantes de matemática de una
programa de ingeniería.
Más
recientemente se ha estudiado el desarrollo de las actividades en casa de tal
manera que favorezca el pensamiento crítico de los estudiantes en la solución
de problemas de forma individual, antes del desarrollo de las actividades
grupales (Voigt
et al., 2020).
Resultados
Se ha usado diseño de
investigación mixta (Scott et al., 2016) para lo cual se aplicó pre examen y post
examen, además de una encuesta de opinión
que intenta medir la percepción de los estudiantes respecto de cada
modelo de instrucción, entonces se
cubrió el mismo contenido usando
diferentes modelos de instrucción. Usualmente los investigadores, la mayoría
docentes dividen o generalmente optan por utilizar uno de los grupos asignados
en su carga académica, en un grupo experimental y otro grupo de control. Estos
grupos usualmente son de 20 a 30 estudiantes, y los instrumentos usados,
consisten en pre-exámenes, post-exámenes y cuestionarios. Los cuestionarios
pueden consistir de preguntas de opción múltiple, preguntas de emparejamiento,
preguntas de completar espacios blancos, y preguntas con respuestas cortas, se
usa el coeficiente de Pearson para evaluar correlación entre los exámenes. Los
cuestionarios que se usan consisten en escalas donde se usan escalas de Likert
de rangos de 5 o 7 puntos, de 8 a 15 preguntas, se usan el alfa de Cronbach
para evaluar el mismo. En (Wasserman et al., 2017) busca comparar el desempeño de los estudiantes entre el grupo
de control y grupo experimental, tratando de tener un mayor control sobre el
contenido, haciéndolo lo más similar posible en ambos grupos y midiendo el desempeño
de los estudiantes en los procedimientos
de solución de problemas y aplicación de conceptos. De igual forma (Kirvan et al., 2015) estudia el impacto de Clase investida en la
comprensión conceptual y el aprendizaje de los sistemas de ecuaciones lineales en 54 estudiantes, usando como
herramientas los registros y elementos los exámenes obligatorios. El diseño que
usa es cuasi-experimental con una pre-examen y grupo de control fue usado para
efectos de comparación, la asignación de alumnos fue al azar usando el
lanzamiento de una moneda, lo cual no garantizo comparabilidad de los grupos.
El pre-examen se aplicó a ambos grupos, donde no se encontró diferencias
estadísticas significativas. El pre-examen fue validado por un grupo de
expertos en el sentido que cada pregunta media el contenido propuesto (validez
de contenido), además de que cada pregunta se enfocaba en el análisis (partes que
constituyen un sistema de ecuaciones), Modelamiento (desarrolla un sistema que
representa una situación) y solución (cálculo de la solución). Se usó
respuestas de opción múltiple y preguntas de respuesta abierta para la
evaluación de las mismas se usa rubricas. En algunos casos, donde se presenta
cambios o innovaciones del aula
invertida (Tsai et al., 2017) se desarrolla un diseño experimental con un
grupo aplicando aula invertida con implementación de ayuda académica en línea,
un grupo de aula invertida y un grupo de control, En otros realizan un estudio
secuencial (Johnston, 2017) donde se reemplaza las conferencias por
vídeos hecho por el docente, en el primer años analiza el resultado y uso de
estos vídeo que permite realizar modificaciones y mejoras, como anotaciones y
vídeos adicionales y se compara los resultados con los obtenidos en el año
previo. Como instrumento para evaluar la actitud de los estudiantes a este
nuevo enfoque se utiliza una encuesta. (Cronhjort et al., 2018) se reporta
la medición de efecto de reemplazar el modelo tradicional basado en
conferencias con el enfoque de aula invertida, que es realizada con datos de
tres fuentes que consisten de una Prueba de Línea base compuesto de un preexamen
y post-examen, entrevistas para medir la motivación y el desempeño de los
estudiante en el examen final.
Discusión de Resultados.
(Caligaris et al., 2016) muestran un alto grado de aceptación,
satisfacción con los vídeos, puesto que los estudiantes prefieren trabajar en
su clase en su propio aprendizaje, donde muestran un gran entusiasmo, un
interés que aumenta y que se hace evidente desde el inicio de la experiencia,
además los materiales ofrecidos dan a los estudiantes las herramientas
necesarias para lograr la autonomía en el estudio de la teoría. En la misma
vereda (Lai & Hwang, 2016) en sus resultados evidencian que el Flipped
Classroom mejora la auto-eficacia, siendo un poderoso mecanismo de aprendizaje,
que permite a los estudiantes monitorear su proceso de aprendizaje personal y
evaluar las estrategias para su desarrollo. (Scott et al., 2016) encontró que El Flipped Classroom fue más
efectivo para incrementar el interés en los alumnos en promover el discurso
alrededor de la solución de problemas, pero con la condición de mejorar los
materiales del curso de segundo semestre de cálculo. Pero (Wasserman et al.,
2017) hallo similares desempeños o niveles moderadamente más altos en los
exámenes cuando lo compara con las clases tradicionales, permaneciendo la
percepción de los estudiantes mixta del modelo de Flipped Classroom, aunque
indica una mayor comunicación, un uso más efectivo del tiempo fuera de clase.
Acá se mencionan algunas limitaciones como el sesgo que pueden tener los
docentes con el Flipped Classroom, que debe ser controlado y no puede ser
evaluado en un solo estudio. En (Kirvan et al., 2015) encontró también
resultados similares en el caso de clase invertida y los métodos tradicionales,
incluido en los resultados de la mejora del aprendizaje. (Tsai et al., 2017) muestra resultados que
indican que el aula invertida con ayuda académica en línea contribuye al
aprendizaje en-línea de tres formas diferentes:
•
Permite al docente diseñar su curso en-línea proporcionar canales de
aprendizaje flexibles basado en el tratamiento y efecto de la ayuda académica
en-línea.
•
Se proporciona y diseña un mecanismo vía grupos en redes sociales con
los estudiantes para entornos de ayuda académica en línea.
•
Este es el primer estudio que intenta explorar el efecto combinado y
separado del aula invertida y ayuda académica en línea.
También (Johnston, 2017)
muestra que la combinación de vídeos y lecturas es particularmente buena debido
a su flexibilidad, alta calidad y el contenido que se presenta en pequeñas
piezas más manejables, aunque la satisfacción del curso en promedio es similar
a los de años anteriores donde se usa el modelo tradicional, se resalta la importancia
del uso del tiempo en clase para actividades que promuevan el aprendizaje más
profundo. (Cronhjort et al., 2018) reportan una ganancia normalizada de 13% más
alta en el grupo de aula invertida con la prueba de Línea Base y una motivación
significativamente más alta en la entrevista, además de que el desempeño del
grupo de aula invertida fue mayor.
Conclusiones
Se ha
encontrado que las principales preguntas de investigación van desde la
evaluación de la mejora del aprendizaje,
en los diversos cursos de matemática universitaria, hasta la impresión,
satisfacción, mejora de la motivación, confianza de los estudiantes con el
método de Flipped Classroom, pasando por evaluar diferentes aspectos, como
la estructura de los conceptos
aprendidos, las habilidades de analizar, solucionar problemas, la calidad de
los materiales desarrollados, la satisfacción de los coordinadores de los
cursos, incluso; se analiza las actividades programadas en casa con la
intención de desarrollar el pensamiento crítico de los estudiantes, las forma, el tiempo de visualización de los vídeos, se evalúa
diversas innovaciones, como el Flipped Classroom auto-regulado, los sistemas de
ayuda en Línea, lo que permite establecer que existen aspectos que aún no se ha
investigado como los niveles de aprendizajes logrados por los estudiantes,
usando la taxonomía SOLO (John
& Catherine, 2011) que permitirá evaluar de
manera más granular y objetiva el Flipped Classroom aplicado a cursos de
Matemática Universitaria.
Los
instrumentos de manera recurrente ha sido los pre-exámenes, los post-exámenes,
los cuestionarios, además de en algunos casos incluir entrevistas a los
estudiantes, y/o coordinadores, por lo tanto, se ha usado diseños de
investigación mixta cuasi-experimental con un grupo experimental y grupo de
control. Existen estudios que han realizado una investigación secuencial en el
sentido que realizan la aplicación del modelo tradicional, seguido del Flipped
Classroom y evalúan y comparan los resultados con los instrumentos y
metodologías indicadas.
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