Mikarimin. Revista Científica Multidisciplinaria ISSN 2528-7842 DIDÁCTICA DEL AULA INVERTIDA EN LA ENSEÑANZA DE FÍSICA © Centro de Investigación y Desarrollo. Universidad Regional Autónoma de Los Andes - Extensión Santo Domingo. Ecuador. 93 DIDÁCTICA DEL AULA INVERTIDA Y LA ENSEÑANZA DE FÍSICA EN LA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO DIDÁCTICA DEL AULA INVERTIDA EN LA ENSEÑANZA DE FÍSICA AUTORES: Víctor Manuel Pérez Rodríguez1 Edisson Patricio Jordán Hidalgo2 Leonidas Gustavo Salinas Espinosa3 DIRECCIÓN PARA CORRESPONDENCIA: victormperez@uta.edu.ec Fecha de recepción: 11-ene-2020 Fecha de aceptación: 30-mar-2020 RESUMEN El presente documento tiene como objeto utilizar el aula invertida o flipped classroom como una estrategia para mejorar los aprendizajes en los estudiantes, dando lugar a un auto aprendizaje y al desarrollo de capacidades de investigación, observación, reflexión, análisis, interpretación, síntesis en la adquisición de sus propios conocimientos. Por otro lado el docente se convierte en planificador de los materiales que investiga el estudiante en casa y facilitador en el aula, donde se abren foros y discusiones para aclarar las inquietudes y dudas de lo aprendido. La metodología para determinar si en la carrera de Ingeniería Industrial en Procesos de Automatización de la Universidad Técnica de Ambato se aplica el auto aprendizaje, se realizó una encuesta a profesores y estudiantes, observándose el desconocimiento de la estrategia del aula invertida, por lo tanto se considera que es necesario diseñar y planificar una clase utilizando esta estrategia, la misma que se convertirá en un sistema de acciones centrado en los interés de los estudiantes y el empoderamiento de su conocimiento. PALABRAS CLAVE: aula invertida; didáctica; enseñanza-aprendizaje. DIDACTICS OF THE INVERTED CLASSROOM AND PHYSICS TEACHING AT THE TECHNICAL UNIVERSITY OF AMBATO ABSTRACT The purpose of this document is to use the inverted classroom or flipped classroom as a strategy to improve student learning, leading to self-learning and the development of research, observation, reflection, analysis, and interpretation and synthesis skills in knowledge self-acquisition. On the other hand the teacher becomes a planner of the materials researched by the student at home and facilitator in the classroom, where forums and discussions are opened to clarify the concerns and doubts of what was learned. The methodology to determine if in the 1 Profesor investigador, Carrera de Ingeniería Industrial en Procesos de Automatización. Universidad Técnica de Ambato, Ambato. Ecuador. 2 Profesor investigador, Carrea de Ingeniería Industria en Procesos de Automatización. Universidad Técnica de Ambato, Ambato. Ecuador. E-mail: edissonpjordan@uta.edu.ec. 3 Profesor investigador, Carrea de Ingeniería en Sistemas Computacionales e Informáticos. Universidad Técnica de Ambato, Ambato. Ecuador. E-mail: leonidasgsalinas@uta.edu.ec
Víctor Manuel Pérez Rodríguez, Edison Jordán, Gustavo Salinas 94 Revista Mikarimin. Publicación cuatrimestral. Vol. VI, Año 2020, No. 1 (Enero-Abril) Industrial Engineering course in Automation Processes of the Technical University of Ambato the self-learning is applied, a survey was made to professors and students, observing the ignorance of the inverted classroom strategy, therefore considers that it is necessary to design and plan a class using this strategy, which will become a system of actions focused on the interests of students and the empowerment of their knowledge. KEYWORDS: flipped classroom; didactics; teaching-learning. INTRODUCCIÓN Hoy en día es conocido por toda la sociedad educativa, que una de las primeras competencias que ha de adquirir un profesor de cualquier nivel de enseñanza, es el de planificación para su enseñanza, así como también debe tener claro el modelo educativo y la metodología a seguir para alcanzar los resultados esperados en sus estudiantes. Por otro lado se sabe que los profesores y la investigación eran dos mundos distintos en el pasado, es decir los profesores tradicionalistas de aula y por otro lado los profesores teóricos de enseñanza, que son investigadores, a quienes se les delega la administración educativa, el diseño de nuevos currículos en donde generan nuevas reformas educativas. Es ahí donde surgen los problemas a la hora de implementar por el profesorado una innovación curricular que ha sido fundamentada y diseñada por investigadores. La presencia de estos obstáculos es debido a la desconexión de la teoría y la práctica. (Furió-Mas, C; Solbes J;Furió-Gómez, 2008) Por otro lado, el Consejo de Evaluación, Acreditación y Aseguramiento de la Calidad de la Educación Superior CEAACES en su proceso de acreditación de las Universidades y Escuelas Politécnicas ecuatorianas ha encontrado una falencia en el campo investigativo, de ahí, que el estado elabora una nueva Ley Orgánica de Educación Superior (LOES) coherente con los nuevos principios constitucionales establecidos en la Carta Suprema, vigente desde octubre de 2008; y, en el artículo 147 de la LOES, da la figura al personal académico de profesor e investigador de las universidades y escuelas politécnicas, el mismo que ejercerá la cátedra y podrá combinar con la investigación. Por lo tanto, se pude deducir que los profesores e investigadores en la enseñanza de las ciencias están de acuerdo, asumiendo que la ciencia es un medio muy potente para resolver los problemas de la vida real y que la investigación científica es una actividad que generalmente propone estrategias para solucionar los problemas. En consecuencia, si se acepta que los profesores tienen problemas en el proceso de enseñanza de las ciencias, ¿por qué no acercarse a la investigación realizada por la didáctica de las ciencias para intentar resolverlos? Pero también cabe señalar, que en estos tiempos la calidad de la educación está en peligro de extinción, ya que por sus autores y promotores, quienes se han encargado de llenar de un sinnúmero de actividades y planificaciones que le han sobresaturado y desmotivado al docente, quedando poco tiempo para implementar nuevas metodologías y estrategias para el desarrollo de capacidades de los estudiantes, como también no existe tiempo para preparar nuevos recursos didácticos innovadores, aplicar nuevas tecnologías que aporten al nuevo modelo educativo. (Garzón, 2018) En este sentido, el objetivo fundamental de este artículo es proponer una estrategia didáctica como es del “Aula invertida”, en el autoaprendizaje de Física de los estudiantes de la Carrera de Ingeniería Industrial en Procesos de Automatización. “El modelo que ha despertado interés por su
Mikarimin. Revista Científica Multidisciplinaria ISSN 2528-7842 DIDÁCTICA DEL AULA INVERTIDA EN LA ENSEÑANZA DE FÍSICA © Centro de Investigación y Desarrollo. Universidad Regional Autónoma de Los Andes - Extensión Santo Domingo. Ecuador. 95 potencial, éste es un modelo centrado en el estudiante, que deliberadamente consiste en trasladar una parte o la mayoría de la instrucción directa al exterior del aula, para aprovechar el tiempo en clase maximizando las interacciones uno a uno entre profesor y estudiante”. (J. Valdés Sauceda V. M., 2016) La utilización de la Estrategia Didáctica del Aula Invertida para la enseñanza de la Física permite que los estudiantes se involucren en el autoaprendizaje en la casa a través de la investigación, desarrollando las capacidades de la observación, análisis, reflexión, síntesis, resolución de problemas, etc. El problema en cuestión es que los estudiantes y los docentes no utilizan el autoaprendizaje en la enseñanza de la Física. El objetivo general del proyecto es planificar la aplicación de la didáctica denomina “Aula invertida” para el mejoramiento de la enseñanza de Física en la Carrera de Ingeniería Industrial de la Universidad Técnica de Ambato Los objetivos específicos que contribuyen al objetivo o general son: Fundamentar científicamente la estrategia didáctica del aula invertida y la capacidad del autoaprendizaje. Diagnosticar el nivel actual del desarrollo de la capacidad de auto aprendizaje de los estudiantes del primer nivel. Plantear un diseño de planificación de aula invertida para la enseñanza de física en la carrera de Ingeniería Industrial. DESARROLLO En la actualidad todavía existen rezagos de la enseñanza tradicional, en donde el docente está actuando al medio de los estudiantes y el conocimiento. Los estudiantes tienen muy poco o no tienen conocimientos de los temas que se tratarán en clase, puesto que éste modelo propone que todo el aprendizaje se lo tiene que adquirir en el aula de clase y que las tareas para reforzar el conocimiento conocido como deberes se las realizará en casa. La cantidad de aprendizaje obtenida por el estudiante será medida mediante pruebas. El profesor sabe o se percata que muchos alumnos no entendieron completamente la clase del día, pero no tiene el tiempo suficiente para reunirse con cada uno de ellos de forma individual para atender sus dudas. Durante la clase siguiente, él solo recogerá y revisará brevemente la tarea, aprovechará para resolver algunas dudas, pero no podrá profundizar mucho ya que la clase no se puede retrasar porque hay mucho material por cubrir antes del examen final (Hamdan J. , McKnight, P., Mcknight, K., & Aristrom, K. M., 2013). Lo anterior, es parte de un modelo de enseñanza tradicional centrado en el profesor. Nuevas tendencias en la enseñanza de las ciencias Las nuevas generaciones nacen, crecen y son educadas en un contexto tecnológico, invadido por lo global, pero para que esto no se convierta en un aspecto negativo, el punto de partida de la educación debe contemplar el desarrollo socio histórico local del individuo, sin que por esto se rechace lo global. Decía Freire que lo local y lo global son como dos pies con los cuales nuestro pensamiento debería caminar en un mundo cambiante, en el que sabemos que la revolución tecnológica ha contribuido mucho a estos cambios acelerados. Por tanto, debemos ser conscientes
Víctor Manuel Pérez Rodríguez, Edison Jordán, Gustavo Salinas 96 Revista Mikarimin. Publicación cuatrimestral. Vol. VI, Año 2020, No. 1 (Enero-Abril) de que las formas de interacción y comunicación entre las personas y los escenarios, condicionan los aprendizajes inmediatos y futuros. (Freire, 2002) En los últimos años, las estrategias de aprendizaje han ido cobrando una importancia cada vez mayor, tanto en la investigación psicológica como en la práctica educativa, que ha venido a convertir el aprender a aprender en una de las metas fundamentales de cualquier proyecto educativo. Por ello, los docentes debemos tener claridad que la enseñanza de las ciencias no escapa a esta realidad y, sobre todo, tener conciencia de que las directrices que orientan nuestra práctica profesional, deben acoplarse a las necesidades de la diversidad y de la complejidad. (Pozo & Monereo, C. (Eds.), 1999) La enseñanza de las ciencias y las nuevas tecnologías Según dice (Herrera, 2004). En tiempos de globalización y de cambios rápidos como los que estamos viviendo existen retos para mejorar la educación, que ésta tenga un efecto transformador y que contribuya al desarrollo. Para ello es necesario que los alumnos cuenten con ambientes de aprendizaje más efectivos y didácticos y entornos educativos que les permitan desarrollar sus habilidades para pensar y desarrollar su capacidad de aprender. Pero cuando el diseño de estos ambientes educativos se realiza sin un sustento científico adecuado y sin una propuesta didáctica claramente definida, los beneficios pueden verse disminuidos. En décadas anteriores, las preocupaciones curriculares se centraban, casi exclusivamente, en la adquisición de conocimientos científicos, con el fin de familiarizar a los estudiantes con las teorías, los conceptos y los procesos científicos, pero a fines de la década del 90 del siglo XX, con el desarrollo de la Internet, se plantea la idea de diseñar un marco de referencia para la creación de los sistemas educativos desarrollados en la llamada sociedad de la información. En este contexto las tecnologías educativas deben adaptarse a las nuevas tecnologías, con el fin de facilitar el acceso de los ciudadanos a la educación, en el marco del desarrollo tecnológico de la informática y de las telecomunicaciones. (Ramirez, 2008) Surge, así, lo que podría considerarse un nuevo paradigma educativo, que enfoca los sistemas de enseñanza desde la ingeniería informática aplicada y el diseño de herramientas de aprendizaje. Esto hace posible que los estudiantes aprendan sobre la ciencia y sobre el mundo natural con múltiples medios y en múltiples entornos de aprendizaje. Pero los procesos de enseñanza y de aprendizaje deben tener una dinámica pedagógica que promueva la apropiación e interiorización del conocimiento, para que el estudiante sea un mediador proactivo y no en un receptor pasivo. (Ramirez, 2008) Investigación dirigida El concepto de aprendizaje como un proceso de investigación no es nuevo; sin embargo, durante la década de los 90s y principios de este siglo, han surgido iniciativas afines con ese planteamiento y ha adquirido un impulso importante, especialmente fundamentado en el constructivismo. Podría decirse que la investigación dirigida es una metodología sustentada en el paradigma naturalista, fortalecido con la teoría del constructivismo, que propone el aprendizaje de los conceptos como una construcción de manera activa por parte del aprendiz y la cual se lleva a cabo con base en los conocimientos previos. (Pozo & Gómez, M., 1998) Esta forma de aprendizaje acerca al estudiante al proceso sociohistórico y a la situación problematizadora en la que se generó el conocimiento. Este proceso no se da mediante las estrategias tradicionales de enseñanza de las ciencias, ya que el énfasis está dirigido a la
Mikarimin. Revista Científica Multidisciplinaria ISSN 2528-7842 DIDÁCTICA DEL AULA INVERTIDA EN LA ENSEÑANZA DE FÍSICA © Centro de Investigación y Desarrollo. Universidad Regional Autónoma de Los Andes - Extensión Santo Domingo. Ecuador. 97 justificación de los fenómenos y deja de lado la contextualización o vinculación con la realidad cotidiana del fenómeno. (Campanario & Moya, A., 2002.) (Furió & Guisasola, J., 1999) plantean que el aprendizaje de conceptos científicos se aleja, entonces, de la mera superficialidad, es decir, del aprendizaje memorístico, cuando se aplica la metodología científica para aprender un concepto, lo que conlleva al logro de la construcción del conocimiento. Podemos afirmar que la investigación dirigida más que un método de enseñanza se constituye en un método de construcción del aprendizaje, el cual brinda a los y las estudiantes las herramientas para el auto-aprendizaje, y llega a la premisa del aprender a aprender, la que genera autonomía y capacidad crítica en el discente investigador. (Cañal & Porlán, R. (Coords.)., 1987) Aprendizaje con el aula invertida Es una estrategia instructiva en el que el conocimiento total no se realiza en el aula de clases y el tiempo de permanencia en clase se lo utiliza para desarrollar actividades de aprendizaje significativo y personalizado. Es un enfoque pedagógico que transforma la dinámica de la instrucción. Se desarrolla un ambiente interactivo donde el profesor guía a los estudiantes mientras aplican los conceptos y se involucran en su aprendizaje de manera activa dentro del salón de clases. Implica un cambio hacia una cultura de aprendizaje centrada en el estudiante. Algunas veces se refiere a éste como Aula invertida 2.0. (Arfstrom, 2014) En este método, el profesor asume un nuevo rol como guía durante todo el proceso de aprendizaje de los estudiantes y deja de ser la única fuente o diseminador de conocimiento. Facilita el aprendizaje a través de una atención más personalizada, así como actividades y experiencias retadoras que requieren el desarrollo de pensamiento crítico de los alumnos para solucionar problemas de forma individual y colaborativa. Esquema Nº 1. El aula invertida le da la vuelta a la enseñanza tradicional. Fuente: Contraste entre modelos centrados en el profesor y en los estudiantes. Adaptación de Hamdan, McKnight, McKnight y Arfstrom (2013, p. 6). Fuente (Hamdan, McKnight, P., & Arfstrom, K. M., 2013) (Gerstein, 2012), define el concepto de aula volteada como un impulso a la teoría del aprendizaje constructivo que ofrece un ambiente de aprendizaje afectivo con un beneficio adicional, donde los docentes tienen que ser capaces de utilizar la tecnología para poder involucrar a sus alumnos en el proceso de aprendizaje.
Víctor Manuel Pérez Rodríguez, Edison Jordán, Gustavo Salinas 98 Revista Mikarimin. Publicación cuatrimestral. Vol. VI, Año 2020, No. 1 (Enero-Abril) Sus dos precursores, (Bergmann & Sams, A. , Before You Flip, Consider This. Phi Delta Kappan., 2012), definen este término de una manera muy sencilla. Para ellos, lo que tradicionalmente se hace en el aula, ahora se trabaja en casa, y lo que tradicionalmente se hacían como deberes, ahora se hace en la clase. Según (Santiago, 2014), la clase al revés es una metodología pedagógica novedosa que se va adentrando poco a poco en la comunidad educativa actual. El objetivo de la clase al revés es transformar el modelo tradicional que se lleva a cabo aún en las aulas donde el profesor imparte una clase tradicional o magistral en el aula y la única función de los discentes es hacer las actividades en casa, por otro muy distinto en el que el alumno tiene que aprender los contenidos fuera del aula y trabajar los procedimientos dentro de ella. El nuevo Flipped Classroom se presenta como una alternativa al modelo tradicional de enseñanza. Se basa en nuevas estrategias de enseñanza que son más interactivas y cuyos contenidos y materiales se trabajan en formato digital, una gestión del aula descentralizada y que es compartida con los alumnos. En cuanto a la evaluación, tiene en cuenta el proceso que el alumno lleva a cabo en el aula y fuera de esta. Concluyendo, es una metodología cuyo objetivo es romper con el tradicional. (Tourón, Santiago, R., & Díez A. , 2014) Labor del profesor y del alumno Según (Bergmann & Sams, A. , Dale la vuelta a tu clase. Lleva tu clase a cada estudiante, en cualquier momento y cualquier lugar. Boadilla del Monte: S.M (2º ed)., 2014), en el Aula invertida el profesor como el alumno tienen roles bien definidos, diferentes a los que poseen en el modelo tradicional; es evidentemente que el alumno en éste nuevo modelo debe tener un papel mucho más activo que el profesor, puesto que ya no solo debe escuchar al profesor dando explicaciones, sino que ahora éste será el que regula su ritmo de aprendizaje. Rol del profesor - Ofrece retroalimentación al alumno. - El profesor en el aula ya no da explicaciones largas de 30-60 minutos. - Ayuda a los alumnos en clase durante las tareas. Rol del alumno Para continuar, seguimos las ideas de Bergmann y Sams (2014) y definen los roles del alumnado de la siguiente forma: - El alumno es el responsable de su aprendizaje. Artículos escritos acerca del Aula Invertida que anteceden a este trabajo Artículos que tienen relación con el aprendizaje de los estudiantes en el Aula Invertida, los mismos que fueron investigados, analizados y que se tomaron de referencia para la realización del trabajo. Aula invertida, nueva estrategia didáctica Modelo tradicional de aprendizaje, aporta mayor énfasis a la práctica, pero que aún no tiene una definición uniforme. Se expone a continuación el concepto de (Quiroga, 2015), que la define como: "Un enfoque pedagógico en el que la instrucción directa mueve desde un espacio de aprendizaje colectivo a un espacio de aprendizaje individual al estudiante, y el espacio de
Mikarimin. Revista Científica Multidisciplinaria ISSN 2528-7842 DIDÁCTICA DEL AULA INVERTIDA EN LA ENSEÑANZA DE FÍSICA © Centro de Investigación y Desarrollo. Universidad Regional Autónoma de Los Andes - Extensión Santo Domingo. Ecuador. 99 aprendizaje colectivo resultante, se transforma en un ambiente de aprendizaje dinámico e interactivo, donde el docente guía a los estudiantes a medida que él aplica los conceptos y participa creativamente en el tema". El aula invertida y el aprendizaje en equipo: dos metodologías para estimular al estudiante repetidor Con esta metodología se pretende estimular el trabajo autónomo del estudiante antes de cada sesión, lo cual induce un aprendizaje continuo y más provechoso de los temas. Las actividades propuestas están pensadas para aprovechar bien las sesiones, poniendo énfasis en los conceptos más relevantes de cada tema, y creando un entorno activo de trabajo en el aula. El trabajo en equipo y la interacción entre los estudiantes es uno de los elementos clave de la estrategia. Los estudiantes tienen que desarrollar su capacidad de análisis, síntesis y administración del tiempo. Además, esta metodología facilita que el estudiante sea consciente del progreso de su aprendizaje y sus conocimientos de la materia. Consiguen retroalimentación de su rendimiento en cada sesión y siguen una rutina de aprendizaje semanal. (Gemma, y otros, 2017) Una experiencia de flipped classroom En este trabajo presentan la experiencia en la impartición de la asignatura Fundamentos de Informática de la Universidad de Granada utilizando la metodología de Clase Invertida (Flipped Classroom), realizada con el objetivo de mejorar los resultados académicos de los alumnos. Describen las características más destacadas de la enseñanza invertida, la metodología docente y las herramientas utilizadas, así como las conclusiones obtenidas de los resultados académicos y de la evaluación de encuestas a los alumnos. (Espinosa, Prieto, B., & Begoña, P., 2016) Aula tradicional versus Aula invertida El modelo tradicional de educación nos presenta al maestro o educador dando una clase en un aula, la clase comúnmente seguía la secuencia “objetivos-introducción-desarrollo” con el maestro hablando y los alumnos escuchando, el limitado tiempo restante se dedicaba a dudas y a asignar el alumno “tarea”, una actividad casi siempre individual en horarios fuera del tiempo de la clase. El modelo “aula de clases invertida” implica: Paso 1. El alumno recibe material eLearning (audio, video, etc) que le permiten estudiar los “objetivos-introducción-desarrollo” del tema antes de la clase y a su propio tiempo (en su casa). El material está enfocado al posterior trabajo en equipo. Paso 2. Cuando es tiempo de la clase, todos los alumnos tienen ya los antecedentes, la clase ya no se centra en explicaciones teóricas, si no en actividades, ejercicios, prácticas; en resumen poner en práctica -en grupo- el conocimiento. (Muñoz, 2014) METODOLOGÍA Previo al planteamiento de la Estrategia del Aula Invertida para la enseñanza de Física, se realizó un diagnóstico en la Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial, específicamente en la Carrera de Ingeniería Industrial en Procesos de Automatización, tanto a docentes como a estudiantes sobre el conocimiento de la estrategia didáctica denominada “aula invertida” y del autoaprendizaje de los estudiantes, la población se constituye de la siguiente forma:
Víctor Manuel Pérez Rodríguez, Edison Jordán, Gustavo Salinas 100 Revista Mikarimin. Publicación cuatrimestral. Vol. VI, Año 2020, No. 1 (Enero-Abril) Tabla N° 2. Población Fuente: Carrera de Ingeniería Industrial en Procesos de Automatización de la UTA. Como la población es inferior a 100, esta se transforma en la muestra para la investigación de campo. La técnica investigativa fue la encuesta y los instrumentos el cuestionario. Los resultados tabulados de las encuestas realizadas a docentes y estudiantes de la Carrera Ingeniería Industrial de la Universidad Técnica de Ambato, se presentan a continuación: Tabla N° 2. Resultados encuesta a docentes PREGUNTA FRECUENTEMENTE POCAS VECES RARA VEZ NUNCA 1 ¿Según su experiencia, los estudiantes consultan los temas para iniciar una nueva clase? 0 0 2 10 2 ¿Suele usted enviar trabajos de investigación a sus estudiantes sobre ciertos temas de clase? 11 1 0 0 3 ¿En sus clases se evidencia el auto aprendizaje por parte de los estudiantes? 0 1 10 1 4 ¿Considera usted que se debe motivar el auto aprendizaje en los estudiantes? 12 0 0 0 5 ¿Usted tiene conocimiento, aplica o ha escuchado sobre la metodología didáctica denominada aula invertida? 0 0 0 12 Fuente: Fuente: Carrera de Ingeniería Industrial en Procesos de Automatización de la UTA Tabla No. 3 Resultados encuesta a estudiantes PREGUNTA FRECUENTEMENTE POCAS VECES RARA VEZ NUNCA 1 ¿Te envían trabajos de investigación en las diferentes asignaturas? 76 4 2 0 2 ¿En tu trayectoria académica visitas la Biblioteca? 0 70 8 4

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