Horizontes.
Revista de Investigación en Ciencias de la Educación
https://revistahorizontes.org
Volumen 7 / N° 29 /
abril-junio 2023
ISSN: 2616-7964
ISSN-L: 2616-7964
pp. 1192 – 1200
Programa
"Fomentamos el aula invertida" para el desarrollo de competencias de
ciencia y tecnología
We promote the inverted classroom" program for
the development of science and technology competencies
Fomentando o programa "sala de aula
invertida" para o desenvolvimento de habilidadesem
ciência e tecnologia
Flor Cecilia Tataje Lovera de Garayar
ftatajed@ucvvirtual.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-2025-2873
Universidad Cesar
Vallejo. Lima, Perú
Artículo
recibido el 23 de octubre 2022 | Aceptado el 16 de noviembre 2022 | Publicado
el 6 de abril 2023
Escanea en tu dispositivo móvil o revisa este artículo en:
https://doi.org/10.33996/revistahorizontes.v7i29.583
RESUMEN
El aula invertida es
una modalidad de estudio que ha tenido gran impacto en el desarrollo de
competencias en las áreas de ciencia y tecnología. El objetivo de este estudio
es analizar el desarrollo de las competencias en las
áreas de ciencia y tecnología por el Programa “Fomentando el Aula Invertida” en
un centro educativo de la provincia Ica de Perú. Se realizó con un diseño
cuasi experimental y una muestra de 75 estudiantes. Se aplicaron 2
cuestionarios, el Pre Test, con 30 ítems divididos en tres dimensiones: Indaga,
Explica y Diseña y el Post Test, con la misma cantidad de 30 ítems. Se obtuvo
como resultado que, en el programa de Aula Invertida, se experimentó una mejora
de al menos 2.95 puntos en las competencias relacionadas con el aprendizaje de
la CYT. Se concluyó, la diversificación de los programas y estrategias educativa
contribuyen a la mejora del proceso de aprendizaje.
Palabras clave: Aprendizaje; Competencias; Ciencia y tecnología; Aula
Invertida
ABSTRACT
The inverted classroom is a study modality that has had a great impact
on the development of competencies in the areas of science and technology. The
objective of this study is to analyze the development of competencies in the
areas of science and technology by the "Fostering the Inverted
Classroom" Program in an educational center in the province of Ica, Peru.
It was carried out with a quasi-experimental design and a sample of 75
students. Two questionnaires were applied, the Pre Test, with 30 items divided
into three dimensions: Inquire, Explain and Design and the Post Test, with the
same number of 30 items. It was obtained as a result that, in the Inverted
Classroom program, an improvement of at least 2.95 points was experienced in
the competencies related to CYT learning. It was concluded that the
diversification of educational programs and strategies contribute to the
improvement of the learning process.
Key words: Learning; Competencies; Science and
Technology; Inverted Classroom
RESUMO
A sala de aula invertida é uma modalidade de estudo que teve um grande
impacto no desenvolvimento de competências nas áreas de ciência e tecnologia. O
objetivo deste estudo é analisar o desenvolvimento de competências nas áreas de
ciência e tecnologia por meio do programa "Fomentando a Sala de Aula
Invertida" em um centro educacional na província de Ica,
Peru. O estudo foi realizado com um projeto quase experimental e uma amostra de
75 alunos. Foram aplicados dois questionários, o pré-teste, com 30 itens divididos
em três dimensões: Inquirir, Explicar e Desenhar e o Pós-teste, com o mesmo
número de 30 itens. O resultado foi que, no programa Sala de Aula Invertida,
houve uma melhora de pelo menos 2,95 pontos nas competências relacionadas ao
aprendizado de CYT. Concluiu-se que a diversificação de programas e estratégias
educacionais contribui para a melhoria do processo de aprendizagem.
Palavras-chave: Aprendizagem;
Competências; Ciência e tecnologia; Sala de aula invertida
INTRODUCCIÓN
El modelo pedagógico
clase invertida (Flipped Classroom) nace para modernizar e innovar el sistema
tradicional de sesiones de clases magistrales contribuyendo a elevar los
valores de retención de información posterior a una clase magistral, los cuales
se estiman con un 50% y descienden de manera progresiva entre el rango del 10 –
25%, con el transcurrir del tiempo (Aliaga, 2018; Cortés, 2021; Covarrubias y
Yonué, 2021; Cubeles y Riu, 2018). Cabe destacar este modelo, tiene su
aparición en el año 1998 sin ningún tipo de restricciones y con cierta
flexibilidad para su uso de manera ágil y provechosa (Cheng et al., 2019).
En Latinoamérica, en
países como Perú tras la emergencia sanitaria producida por la pandemia del
COVID-19, el Ministerio de Educación (MINEDU) se ocupó de mantener la
continuidad del proceso educativo, a través de una estrategia educativa
denominada “Aprendo en Casa” usando la radio y web, facilitando recursos y
materiales para el cumplimiento de los deberes escolares por parte de los
estudiantes con el debido acompañamiento de sus docentes. No obstante, se
evidenciaron pocas destrezas y habilidades en relación al curso de ciencia y
tecnología (CyT), al no demostrarse competencias en cuanto al manejo del
enfoque de indagación, así como alfabetización científica y tecnológica (Abad
et al., 2020).
En el centro
educativo objeto de estudio, los docentes detectaron la ausencia del desarrollo
de la competencia indaga mediante métodos científicos dentro del área de CyT,
al no reportarse logros en los estudiantes en la problematización de
situaciones. Algunas limitaciones a enfrentar en el desarrollo del programa
“Fomentemos el Aula Invertida” en el centro educativo, son dificultades con el
acceso a recursos tecnológicos, resistencia o falta de capacitación del
profesorado, falta de motivación o autodisciplina de los estudiantes,
dificultades de comprensión o falta de apoyo adicional y una evaluación
inadecuada. Es por ello que el estudio busca analizar la contribución del
desarrollo de las competencias del área de las ciencias y tecnología por el
Programa “Fomentando el Aula Invertida” en un centro educativo de la provincia
Ica de Perú.
Este artículo
científico se basó en una sólida fundamentación teórica en la que se revisaron
los principales aspectos de la estrategia de Aula Invertida y su aplicación en
la enseñanza de ciencia y tecnología, reflexionándose y analizando todos los
aspectos involucrados para generar los resultados mostrados. El conocimiento
generado a partir de esta investigación permitirá a los educadores y
profesionales del campo educativo contar con herramientas prácticas para
aplicar la estrategia de Aula Invertida en la enseñanza de ciencia y
tecnología. El programa también contribuirá al fortalecimiento de la capacidad
de los estudiantes para abordar y solucionar problemas complejos en este
ámbito.
Adicionalmente, se
sustenta en lo práctico debido a que el área de CyT es prioritaria para el
MINEDU, a través de estas herramientas como la presentada (Flipped Classroom)
se logra incluir a todos los estudiantes en el proceso de formación aun estando
impendidos por algún motivo u enfermedad a la clase presencial. En lo social,
el estudio beneficia a la comunidad académica la cual accede de manera remota a
los contenidos referidos al área de CyT para
recibir el aprendizaje necesario para aprobar las evaluaciones requeridas y
avanzar dentro de su proceso de enseñanza y aprendizaje.
MÉTODO
El estudio fue desarrollado con un enfoque de
tipo cuantitativo ya que se identificaron las hipótesis y variables precisas,
medibles y verificadas mediante la recolección de datos. Además, presento un
diseño cuasi experimental, implicando el establecimiento de un grupo control
(GC) y grupo experimental (GE), en el cual se buscó medir la influencia del
efecto del programa “fomentemos el Aula Invertida” (X) y determinar en qué
medida contribuye al desarrollo de las competencias del área ciencia y
tecnología.
Además, se seleccionó una población que
comprendió 3 secciones con un valor total de 92 estudiantes matriculados del
segundo año de secundaria de un centro educativo de la provincia Ica de Perú
que llevan la misma cantidad de horas de ciencia y tecnología. Distribuidos de
la siguiente manera: 2do año Sección “A” conformado por 32 estudiantes; 2do año
Sección “B” conformado por 30 estudiantes y 2do año Sección “M” conformado por
28 estudiantes.
Seguidamente, se estima la muestra considerando
un nivel de confianza de 1.96 sigmas, 5% de error muestral y un valor de P y q
de 0.50 resultando un valor de 75 estudiantes (Tabla 1). En este caso las
secciones 2A y 2B son las que se les aplicó el programa y la M es la sección
control.
Tabla
1. Muestra del estudio calculada.
Nº |
SECCIÓN |
CANTIDAD |
1 |
2A |
25 |
2 |
2B |
26 |
3 |
2m |
24 |
TOTAL |
75 |
Nota. Registro Siagie,
2022.
En la variable de competencias en el área de
ciencia y tecnología, se utilizó la técnica de la encuesta con un cuestionario
como instrumento de evaluación Pre y Post Test para los grupos de control y
experimentales. De esta manera, se obtuvieron los datos que permitieron medir
el nivel de desarrollo de las competencias en el área de CYT. De manera
similar, se empleó una encuesta en la variable del Programa "Fomentando el
Aula Invertida" para evaluar sus resultados.
El primer cuestionario, llamado Pre Test, constó
de 30 ítems divididos en tres dimensiones: Indaga, Explica y Diseña. Cada
dimensión tiene un número diferente de ítems, y la puntuación máxima es de 60
puntos. Se aplicará antes del inicio del programa para recopilar información
sobre el nivel de competencias de los estudiantes en el área mencionada. El
segundo cuestionario, llamado Post Test, también constó de 30 ítems
distribuidos de la misma manera que el Pre Test y se aplicó después de la
implementación del programa para evaluar el logro de competencias en la
variable en cuestión. Ambos cuestionarios se realizaron en un tiempo de 80
minutos y tuvo una puntuación numérica de 2 puntos por ítems.
Adicionalmente, se empleó la técnica de
diferencia de medias como método estadístico para verificar las hipótesis, que
busca determinar si la diferencia entre dos medias de poblaciones distintas es
significativa desde el punto de vista estadístico o simplemente se debe al
azar. En ambos casos, se formuló una hipótesis nula que indicaba que no había
diferencia entre las medias de las dos poblaciones, y una hipótesis alternativa
que afirmaba que sí había una diferencia significativa. Se calculó una
estadística de prueba que se comparó con un valor crítico obtenido de la
distribución t correspondiente. Si la estadística de prueba resultó mayor que
el valor crítico, se rechazó la hipótesis nula y se concluyó que existe una
diferencia significativa entre las medias de las dos poblaciones.
En relación, a las
principales medidas de tendencia central y dispersión estimadas para la
variable Competencias en CYT (X) se observa que el mayor promedio corresponde al
grupo experimental en la fase de post test, con un valor de 14.7083, mientras
que el caso del menor valor corresponde al grupo control en la fase de pre
test, con una media de 8.9426. Analizando las desviaciones estándar, se
reportan que el grupo experimental contiene tanto el mayor (2.7196) como el
menor (2.2966) valor (Tabla 2).
Tabla 2. Competencias del área de ciencia y tecnología (X).
Grupo |
Parámetro |
Pre-Test |
Post Test |
Experi-mental |
Media |
9.6250 |
14.7083 |
Desv Est |
2.7196 |
2.2966 |
|
Control |
Media |
8.9462 |
11.0753 |
Desv Est |
2.5460 |
2.4806 |
En relación a las
medias y desviaciones estándar estimadas para las dimensiones de la variable
dependiente se muestra en la Tabla 3 que las medias, para el grupo
experimental, evidencian un mayor valor (15.50) que corresponde al post test de
la dimensión “Diseña y construye soluciones tecnológicas” (X3), mientras que la
menor media (9.1875) pertenece al pre test de la dimensión “Indaga mediante
métodos científicos” (X1). Para el grupo control, el mayor promedio tiene un
valor de 12.97 y pertenece al post test de la dimensión X3, mientras que el
menor promedio tiene un valor de 7.4839 y corresponde al pre test de la
dimensión X1.
Tabla 3. Competencias del área de ciencia y tecnología y sus dimensiones.
|
|
|
X1 |
X2 |
X3 |
Experimental |
Pre Test |
Media |
9.1875 |
10.1875 |
9.5000 |
Desv Est |
2.7290 |
3.2273 |
3.0900 |
||
Post Test |
Media |
14.2500 |
14.3750 |
15.5000 |
|
Desv Est |
2.6761 |
2.5621 |
2.7824 |
||
Control |
Pre Test |
Media |
7.4839 |
8.3871 |
10.9677 |
Desv Est |
3.4241 |
4.0140 |
3.1356 |
||
Post Test |
Media |
10.0645 |
10.1935 |
12.9677 |
|
Desv Est |
3.4052 |
3.9784 |
2.6769 |
Nota. X1= Indaga mediante métodos científicos; X2= Explica el mundo físico;
X3= Diseña y construye soluciones tecnológicas.
Para determinar la
veracidad de las hipótesis de la investigación, se desarrollaron pruebas de
diferencia de medias. Para ello, para cada uno de los grupos (experimental y
control), se calculó la diferencia entre el post test y el pre test, para luego
entonces comparar los puntajes de ambos grupos. Para todos los casos, la hipótesis
nula de la prueba postula la igualdad de los puntajes en ambos grupos, mientras
que la hipótesis alterna plantea que existe una diferencia significativa entre
el grupo control y el experimental; los resultados se encuentran plasmados en
la Tabla 4. Para los cuatro casos, el p-valor o significancia es inferior al
umbral prestablecido de 0.05, razón por la cual se descarta la hipótesis nula y
se favorece la alterna, es decir, para todos los casos, existe una diferencia
significativa entre los grupos. Dado que la diferencia entre los grupos control
y experimental es la aplicación del programa de Aula Invertida, puede afirmarse
entonces que la implementación del programa de Aula Invertida incrementa el
nivel de las competencias (medidas a través de la calificación) asociadas al
aprendizaje de la ciencia y tecnología.
Tabla 4. Resultados pruebas de
hipótesis.
X1 |
X2 |
X3 |
X |
|
Diferencia de medias |
2.48 |
2.38 |
4.00 |
2.95 |
Estadístico t |
5.2237 |
5.7399 |
6.8351 |
9.5441 |
Grados de libertad |
61 |
61 |
61 |
61 |
p-valor |
1.12E-06 |
1.59E-07 |
2.39E-09 |
6.07E-14 |
Discusión
En el estudio se pudo
determinar que, tras la aplicación del programa de Aula Invertida, se
experimentó una mejora de al menos 2.95 puntos en las competencias relacionadas
con el aprendizaje de la ciencia y tecnología. Este resultado coincide con lo
planteado por los autores Fernández y Quispe (2019) al referir un aumento
significativo en el nivel de conocimiento de los estudiantes en la asignatura
de ciclo de vida de la carrera de psicología después de la aplicación del
método de Aula Invertida. Es por ello que los valores indican un aumento en el
nivel del conocimiento en la materia mencionada de 9.63 puntos en el pre test y
luego de la implantación del modelo en el post test de 14.71 puntos. Asimismo,
Matzumura et al., (2018) se evidencia con un valor del 74% que la metodología
de Aula Invertida contribuyó positivamente al aprendizaje de los estudiantes y
resultó en mejores calificaciones en el examen final en la asignatura de
metodología de la investigación.
El escenario
planteado tras los resultados del estudio se sigue validando a través de
autores como Mori (2020) el cual plantean que la implementación del modelo de
Aula Invertida tiene una influencia significativa en la materia de ciencia y
tecnología, que se refleja en una mejora en el desempeño académico. Por lo
cual, se evidencia un incremento significativo en el promedio del Grupo
Experimental, el cual va desde 9.63 hasta 14.71, mientras que el Grupo Control
presenta un aumento en su promedio de 8.95 a 11.08 puntos. Adicionalmente,
Albornoz et al., (2020) evidenciaron una importante receptividad hacia el
proyecto de clase invertida, con una participación del 95% de los estudiantes
con una buena aceptación alcanzando un porcentaje del 80% en la categoría de
muy satisfecho. En definitiva, el programa de Aula Invertida genera resultados
significativos y positivos en el proceso de enseñanza y aprendizaje.
Son variados los
autores que siguen ratificando la relevancia e importancia del modelo de Aula
Invertida. Al respecto, Hernández et al., (2020) encontraron una diferencia
significativa en el desempeño de los estudiantes entre las pruebas pre test
(1.7 ± 0.6, rango 0.0 - 5.0) y post test (3.9 ± 0.6, rango 0.0 - 5.0). Por otro
lado, Zamudio et al., (2019) refieren en su investigación que el grupo con un
proceso de enseñanza tradicional (grupo control) obtuvo una calificación final
promedio de 5.25, mientras que el grupo experimental que implementó la
metodología de la clase invertida tuvo una calificación promedio final de 7.17.
Por último, Arráez et al., (2018) demostraron que el 68,8% de los estudiantes
prefieren la metodología de la clase invertida en comparación con el método
tradicional, y el 77,7% de ellos consideran que esta metodología les permite asimilar
mejor los contenidos.
En general, los
estudios previos sugieren que la metodología de Aula Invertida puede ser una
herramienta efectiva para mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje en
diversas áreas de conocimiento. Los resultados positivos incluyen un aumento en
el nivel de conocimiento, mejoras en las calificaciones y una experiencia de
aprendizaje más satisfactoria y efectiva para los estudiantes. No obstante, es
fundamental tener en cuenta las preferencias de los estudiantes y adaptar la metodología
a las necesidades específicas del curso y el área de conocimiento para obtener
los mejores resultados.
La implementación del
programa “Fomentando el Aula Invertida” permite una mejora en el desarrollo de
las competencias del área de ciencia y tecnología; es decir, en la medida que
los estudiantes accedan a los materiales de instrucción previamente, ellos tendrán
la oportunidad de comprender a su propio ritmo los conceptos requeridos de un
modo más profundo y completo, reflejándose en un incremento del desempeño
académico, medido a través de las calificaciones.
Con respecto, a la
competencia relacionada con la indagación mediante el método científico, los
estudiantes van a las clases con la información teórica y conceptual sobre el
tema de estudio, para posteriormente aclarar las dudas surgidas durante la
investigación y profundizar en el conocimiento a través de prácticas
(observación de fenómenos, realización de experimentos y el análisis de los
datos), la suma de todos estos pasos corresponde a la implementación del método
científico y todo esto contribuye a la formación de un sujeto critico en su
proceso de aprendizaje.
En relación a la
mejora en el desarrollo de la competencia relacionada con la explicación del
mundo físico el método del Aula Invertida permite a los estudiantes, por una
parte adquirir conocimientos y habilidades que les ayuden a comprender mejor
los principios y conceptos fundamentales del mundo natural, y, por otra,
fomenta a desarrollar habilidades de observación, análisis y síntesis, lo que
les ayuda a desarrollar teoría sobre las causas del fenómeno para
posteriormente validarla o refutarla en base a los hechos.
En referencia al
diseño y construcción de soluciones tecnológicas en estudiantes de educación
secundaria, la implementación de los programas de Aula Invertida dota a los
estudiantes de las herramientas requeridas para, a partir de una pregunta
inicial, determinar las características del fenómeno en cuestión, entender el
funcionamiento o causas de ocurrencia del hecho, para finalmente, tomando como
base la información teórica y conceptual adquirida previamente al ingreso a clases,
desarrollar una solución que satisfaga los requerimientos detectados
inicialmente.
En definitiva, la
implementación de esta estrategia ha demostrado ser efectiva para fomentar la
participación activa de los estudiantes, promover su autonomía en el aprendizaje
y fortalecer sus competencias en estas áreas. A través de la preparación previa
de los contenidos mediante recursos tecnológicos, los estudiantes han adquirido
una comprensión sólida de los conceptos fundamentales antes de las clases, lo
que ha permitido un mayor enfoque en la aplicación práctica, la resolución de
problemas y la colaboración en el aula. Además, se ha observado una mejora en
la motivación y el compromiso de los estudiantes, así como una mayor capacidad
para abordar desafíos complejos y desarrollar habilidades de pensamiento
crítico. En general, el programa del Aula Invertida ha demostrado ser una
estrategia eficaz para el desarrollo de competencias en ciencia y tecnología,
preparando a los estudiantes de manera más integral para los requerimientos del
mundo actual y futuras oportunidades educativas y profesionales.
CONFLICTO DE INTERESES. El autor declara que
no existe conflicto de intereses para la publicación del presente artículo
científico.
Aliaga, F. (2018). Influencia del Flipped Classroom en el rendimiento
académico de los estudiantes de la asignatura Análisis y Requerimientos de
Software de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Sistemas e
Informática de la Universidad Continental. Tesis de maestría. Universidad
Continental, Huancayo, Perú.
https://repositorio.continental.edu.pe/bitstream/20.500.12394/5144/1/INV_PG_MEMDES_TE_Aliaga_Cavero_2018.pdf
Albornoz, J., Maldonado, J., Vidal, C., y Madariaga, E. (2020). Impacto
y recomendaciones de clase invertida en el proceso de enseñanza-aprendizaje de
geometría. Formación universitaria, 13(3), 3-10.https://dx.doi.org/10.4067/S0718-50062020000300003
Abad, E., González, M, Infante, J y Ruipérez, G. (2020). Gestión
sostenible de la transformación digital en la educación superior: tendencias
globales de investigación. Sostenibilidad, 12 (5), 2107.
https://doi.org/10.3390/su12052107
Arráez, G., Lorenzo, A., Gómez, M., y Lorenzo, G. (2018). La clase
invertida en la educación superior: percepciones del alumnado. Revista INFAD De Psicología. International Journal of Developmental and Educational Psychology., 2(1), 155–162.
https://revista.infad.eu/index.php/IJODAEP/article/view/1197
Cortés, J. (2021) Dilemas contemp. educ. política valores vol.8 no. spe1
Toluca de Lerdo feb.
2021 Epub 26Mar202.
https://dilemascontemporaneoseducacionpoliticayvalores.com/index.php/dilemas
Covarrubias, H., y Yonué, l. (2021). Educación a distancia:
transformación de los aprendizajes. Telos, vol. 23, núm. 1, 2021 Universidad
Privada Dr. Rafael Belloso Chacín, Venezuela. https://doi.org/10.36390/telos231.12
Cubeles, A., y Riu,
D. (2018). The effective integration of ICTs in
universities: the role of knowledge and academic experience of professors.
Technology, Pedagogy and Education, 27(3), 339-349.
https://doi.org/10.1080/1475939X.2018.1457978
Cheng, L., Ritzhaupt, A., y Antonenko, P. (2019). Effects of the flipped classroom
instructional strategy on students’ learning outcomes: A meta-analysis.
Educational Technology Research and Development, 67(4), 793-824.
https://link.springer.com/article/10.1007/s11423-018-9633-7
Esquerre, L., y Azahuanche,
M. (2021). The Challenge of Teacher Performance
in the XX Ist Century: A
Glance at Peru. Revista Educación, vol. 45, núm. 2,
2021. Universidad de Costa Rica, Costa Rica.
https://doi.org/10.15517/revedu.v45i1.43846
Fernández, N., y Quispe, P. (2019). Recursos de la Web 2.0 aplicados en
el Aula Invertida en apoyo del proceso de formación profesional del psicólogo.
Hamut´ay, 6(2), 69-84. http://dx.doi.org/10.21503/hamu.v6i2.1776
Hernández, C., Prada, R., y Gamboa, A. (2020). Formación inicial de
maestros: escenarios activos desde una perspectiva del Aula Invertida.
Formación universitaria,13(5), 213-222.https://dx.doi.org/10.4067/S0718-50062020000500213
Matzumura, J., Gutiérrez, H., Zamudio, L., y Zavala, J. (2018).
Aprendizaje invertido para la mejora y logro de metas de aprendizaje en el
Curso de Metodología de la Investigación en estudiantes de universidad. Revista
Electrónica Educare, 22(3), 177-197. https://dx.doi.org/10.15359/ree.22-3.9
Mori, R. (2020). Google Classroom en el aprendizaje del aula de ciencia
y tecnología de los estudiantes del nivel secundario de la institución
educativa María Parado de Bellido, Ayacucho 2019, (Tesis de pregrado),
Universidad Los Ángeles: Chimbote. https://hdl.handle.net/20.500.13032/18720
Oleksandr, B., Olha,
C., Vitaliy, O., Nataliia,
B., y Mykola, B. (2020). ICT
architecture for networks activities of higher education institutions. International Journal of Scientific and Technology Research, 9(2),
3563-3570. https://bit.ly/3aHya7e
Zamudio, J., Noriega, J., y Soto, J. (2019). Contribución del
aprendizaje invertido en la enseñanza del idioma inglés en un bachillerato
mixto. Revista Innova Educación, 1(4), 453–467.
https://doi.org/10.35622/j.rie.2019.04.004