Aspectos cognitivo-prácticos de los ambientes virtuales de aprendizaje: las actividades didácticas en línea y sus efectos en alumnos de nivel medio

Abstract

RESUMEN: Actualmente se han desarrollado reformas, en los diferentes niveles educativos, éstas responden a los cambios en los ámbitos social, político, tecnológico y científico, se marcan como prioritarias, solicitando que los profesores sean preparados para los nuevos modelos educativos (NME), tomando en cuenta las debilidades y fortalezas del sistema educativo. Una manera de justificar las reformas es revisando las evaluaciones tanto nacionales como internacionales, tal es el caso de las pruebas ENLACE y PISA, donde casi el 50% de los estudiantes se ubica en niveles de bajo desempeño en las competencias fundamentales, marcadas por los planes y programas de estudio; implicando que el sistema educativo no ha fortalecido el potencial de los jóvenes para hacer de ellos ciudadanos productivos y competitivos. También consideramos, la actuación de los profesores en el aula, donde los NME, requieren que el alumno desarrolle competencias, así como el logro de aprendizajes significativos para una formación integral. Por lo que desde un punto de vista técnico, los profesores deben conocer todas las funciones que ofrecen los recursos, incluyendo los tecnológicos, así como los requerimientos de la evaluación por competencias, con sus respectivos materiales. Nos parecen importantes los antecedentes, donde mostramos cómo la investigación sobre el uso de la tecnología en la enseñanza/aprendizaje de las matemáticas ha sufrido diversas transformaciones, basadas en teorías de la Matemática Educativa (ME). La preocupación inicial de los investigadores fue la potencialidad de las herramientas tecnológicas, dejando de lado las fundamentaciones teóricas, posteriormente este enfoque ingenuo maduró y las investigaciones apuntaron a cuestiones de visualización, de conexión entre los diferentes registros de representación y del conocimiento situado (Drijvers, Kieran y Mariotti, 2010). Así, en el presente siglo y hasta la fecha con la construcción teórica de la aproximación instrumental se ha profundizado sobre el uso de la tecnología en las clases de matemáticas, no siendo solamente adaptaciones de actividades en lápiz y papel sino actividades encaminadas hacia la conceptualización y la socialización del conocimiento (Artigue, 2002). Al considerar los ambientes virtuales, los cuales son intrínsecamente tridimensionales, Kaufmann (2009) comenta que pueden proporcionar campos de juego interactivo, con un grado de interactividad, que puede mejorar las habilidades espaciales de los estudiantes. Algunos de los temas que se incluyen en la mayoría de planes de estudio de matemáticas (geometría, visualización de gráficas, trazado de curvas y trigonometría) pueden ser enseñados en entornos de realidad virtual, como por ejemplo el proyecto SMILE (Andamo-Villani, Carpenter y Arns, 2006, citados por Kaufmann, 2009). Otros investigadores también recomiendan el uso de ambientes virtuales para la enseñanza-aprendizaje de las matemáticas (EVEAM), mostrando sus bondades pero también se presentan obstáculos como lo señalan Bokhove, Kooltra, Boon y Heck, (2007), Dieterle y Clarke, (2009). De igual manera, señalamos los fundamentos teóricos que sustentan nuestra investigación en donde se entrelazan la teoría de la génesis instrumental y la teoría de los campos conceptuales; la primera enfatiza el uso de la herramienta como un medio para que, el estudiante construya su conocimiento a través de las técnicas y esquemas mentales que desarrolla y aplica mientras usa el artefacto. La segunda teoría se aboca al estudio del uso de los esquemas mentales en donde los aspectos técnicos y conceptuales están entrelazados; pero no pueden ser observados directamente, puesto que no podemos mirar las construcciones mentales de nuestros estudiantes, pero si podemos centrarnos en las técnicas instrumentadas observables, las cuales se definen como una secuencia más o menos estable de interacciones entre el usuario y el artefacto con una meta particular (Drijvers et al., 2010). Además, presentamos cómo surge el proyecto de las actividades didácticas en línea, su relación con nuestro problema de investigación, las preguntas de investigación correspondientes y la construcción de los esquemas de acción. Debe notarse que el diseño de las actividades didácticas en línea (ADeL) es una pieza clave en la obtención de resultados significativos (construcción del concepto). Seguido de su implementación en los niveles educativos (medio y medio superior) que participaron, así como el análisis de su aplicación y los resultados obtenidos en un ambiente virtual. La postura que hemos adoptado, es desde la convergencia de la instrumentación con la psicología cognitiva, donde retomamos las reflexiones de los estudiantes y las analizamos con nuestro marco teórico para responder nuestras preguntas de investigación y mostrar la posibilidad de un panorama alentador para futuras investigaciones, desde la perspectiva psicológica - cognitiva en ambientes virtuales.

ABSTRACT: Currently in different educational levels some reforms have been developed, which respond to the changes in the social, political, technological and scientific spheres and are highlighted as of first importance, asking from teachers to be prepared for the new educational models (NEM), taking into account the educational system weaknesses and strengths. One way is by reviewing evaluations both national and international, as is the case with the ENLACE and PISA examinations, where almost 50 % of students fall in low performance levels in the basic competencies, as set by syllabi and curricula; which implies that the educational system has not strengthened youth potential to make them productive and competitive citizens. We also consider teacher performance in the classroom, where the average levels (NEM) requires students to develop competencies, as well as the achievement of significant learning for an integral education. Thus, from a technical point of view, teachers must know all the functions that the resources offer, including technological ones, as well as the requirements of evaluation through competencies with their corresponding materials. We consider that background is important, so with it we show how research on the use of technologies in the teaching/learning of mathematics has undergone several transformations based on Educational Mathematics (EM) theories. Researchers’ initial concern was about the potentiality of technological tools, setting aside theoretical foundations; later, this naïve approach matured and research pointed out towards questions of views and linkage among the different registers of representation and situated knowledge (Drijvers, Kieran and Mariotti, 2010). Thus, in the present century up to now, with the theoretical construction of instrumental approach, the use of technologies in mathematics lessons has been studied in depth, not only in adaptations of paper-and-pencil activities but in activities geared towards conceptualizing and socializing knowledge (Artigue, 2002). Considering virtual environments, which are inherently three dimensional, Kaufmann (2009) comments that can provide interactive golf game, with a degree of interactivity, which can improve the spatial skills of students. Some of the topics included in most curricula of mathematics (geometry, graphic display, contouring and trigonometry) can be taught in virtual reality environments, such as the SMILE project (Andamo-Villani, Carpenter and Arns, 2006, cited by Kaufmann, 2009). Other researchers also recommend the use of virtual environments for teaching and learning mathematics (EVEAM), showing its benefits but also obstacles as pointed Bokhove, Kooltra, Boon and Heck (2007), Dieterle and Clarke (2009). Also we point out the theoretical foundations that underpin our research, where instrumental genesis theories and conceptual fields theories intertwine; the former emphasizes the use of tools as a medium for the student to construct his/her knowledge through techniques and mind schemas that they develop and apply while using the artefact. The latter focuses on the study of the use of mind schemas where technical and conceptual aspects intertwine; although they cannot be observed directly, as we cannot look into our students’ heads, but we can focus on the instrumental techniques that are observable, which are defined as a more or less stable sequence of interactions between user and artifact with a specific goal (Drijvers et al., 2010). Also we present how the project of didactic activities online came to existence, our research problem, the corresponding research question sand the construction of action schemas. It is worth noting the design of educational activities online (ADeL) as a key piece in the collection of significant results (concept construction), followed by its implementations in the educational levels that participated, as well as the analysis of its application and the results obtained in virtual environments. Our stance comes from the convergence of instrumentation and cognitive psychology, where we take our students reflections and match them with our theoretical framework in order to answer our research questions and show the possibility of an encouraging panorama for future research, from the perspective of cognitive psychology in virtual environments.