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XVIII CONCURSO DE I+D FONDEF - 2010 - D10I1229
METODOLOGÍA PARA EL TRABAJO PEDAGÓGICO EN EDUCACIÓN MATEMÁTICA MEDIADA POR EL USO DE TIC PARA PROFESORES DE ENSEÑANZA BÁSICA
  • Nombre : METODOLOGÍA PARA EL TRABAJO PEDAGÓGICO EN EDUCACIÓN MATEMÁTICA MEDIADA POR EL USO DE TIC PARA PROFESORES DE ENSEÑANZA BÁSICA
  • Número/Código : D10I1229
  • Nombre Concurso : XVIII CONCURSO DE I+D FONDEF
  • Año Concurso : 2010
  • Duración : 27 meses

La oportunidad que aborda este proyecto es el desarrollo y validación de un software de libre acceso, construido sobre la base de una modelación didáctica del campo de problemas aditivo, que apoya la enseñanza y el aprendizaje matemático en Educación Básica, proveyendo recursos a los docentes para elaborar, aplicar y evaluar secuencias de actividades de aprendizaje interactivas, les ofrece asistencia para garantizar la calidad didáctica de dichas secuencias, su articulación con el curriculo y su pertinencia a las necesidades e intereses de sus estudiantes, y permite implementarlas on-line, en el aula o laboratorio de computación, y monitorear el aprendizaje de los estudiantes. Los factores que determinan esta oportunidad son:
· Los bajos niveles de aprendizaje matemático que alcanza una gran parte de estudiantes de básica chilenos, tanto en pruebas nacionales como internacionales, y el escaso desarrollo de competencias matemáticas en la población (SIMCE, 2009 ; PISA, 2006 ).
· La débil formación que tienen los docentes de básica en matemática y en su didáctica, lo que se manifiesta en importantes dificultades para planificar y gestionar procesos de enseñanza pertinentes y que promuevan el desarrollo de conocimientos y competencias matemáticas (OCDE, 2004 ; TEDS-M, 2010 ; Informe Prueba Inicia, 2010 ). Asimismo, los profesores no disponen de criterios para seleccionar o elaborar actividades de aprendizaje mediadas por el uso de TIC, que resulten eficaces para el aprendizaje de sus estudiantes (OCDE, 2004).
· La incorporación de TIC a la enseñanza abre un mundo de posibilidades para enriquecer el medio de aprendizaje (Pedró, 2006 ), sin embargo, la tecnología por sí misma no garantiza mejores resultados de aprendizaje; su impacto depende radicalmente del tipo de actividad que se proponga realizar a los estudiantes (Balacheff, 2003 ; Coll, 2008 ). El diseño de TIC para la enseñanza debe estar apoyado en teorías de aprendizaje y principios pedagógicos claros para que sea efectivo (Trucano, 2005 ; Beltran, Das y Fairlie, 2006 ; Lai, 2008 ; Marshall y Cox, 2008 ; Reeves, 2008 ).
· La calidad de la enseñanza de las matemáticas se juega fuertemente en la calidad de las oportunidades que se ofrece a los estudiantes para construir su aprendizaje. La investigación ha puesto de manifiesto que, en las clases de matemática en la básica, se suele cubrir una parte reducida del currículo mediante actividades escasamente articuladas, y se fomenta casi exclusivamente un único aspecto del trabajo matemático, como lo es la rutinización y memorización de procedimientos, en desmedro de otros tales como la exploración, formulación de hipótesis, validación, argumentación y sistematización de conocimientos (Mineduc, 2005 ; Espinoza et al., 2008 ).
· Existe una presión por parte de la sociedad y las políticas públicas en educación para incorporar las TIC a los procesos educativos. Recientemente esto se manifiesta en una proliferación de iniciativas que incorporan la modalidad uno a uno (un computador por un alumno) para integrar el uso de las TIC a los procesos de enseñanza aprendizaje, pretendiendo con ello también mayores niveles de equidad. Sin embargo, el desafío más complejo en la actualidad es lograr que la integración de las TIC a la enseñanza sea efectiva (OCDE, 2004; Marshall y Cox, 2008).
· El mercado del software educacional tiene escasa oferta de productos que apoyen el trabajo docente en matemática, en términos de la planificación de procesos de enseñanza, y mucho menos en la elaboración de secuencias de actividades de aprendizaje interactivas coherentes con dichas planificaciones, que promuevan el logro de aprendizaje matemático de calidad (Trucano, 2005; Marshall & Cox, 2008).
· Existe hoy día un cuerpo de conocimientos en didáctica de las matemáticas, sólidamente construido mediante la experimentación y validación rigurosa, que permiten comprender la complejidad de las condiciones para el aprendizaje y, acorde con ello, concebir y diseñar procesos de enseñanza eficaces, en particular procesos que incorporen el uso de TIC (Earle, 2002 ).
Por lo tanto, existe la oportunidad de generar nuevas aplicaciones orientadas a apoyar el trabajo docente, y de potenciar el desarrollo de software educativo en el ámbito de la educación matemática, mediante la integración fecunda de conocimientos didácticos y matemáticos, en la construcción de software interactivo. El Centro Felix Klein, disponiendo de este cuerpo de conocimientos, ha desarrollado trabajos de investigación sobre la enseñanza y el aprendizaje matemático en la educación básica de Chile (Espinoza et al. , 2004 ; Espinoza et al., 2006 ; Espinoza et al., 2008), en particular referidos al impacto de la incorporación de TIC en las prácticas docentes y en el aprendizaje (Espinoza et al., 2008), ha realizado un trabajo sistemático con escuelas y profesores del sistema (Estrategia LEM, Mineduc, 2006 ), y ha desarrollado soluciones tecnológicas que incorporan el uso de TIC, para la mejora de procesos de aprendizaje de los estudiantes (Espinoza et al., 2009 ), y tiene importantes vinculaciones con Universidades e Instituciones de Investigación líderes en el tema, tales como la Universitat Autònoma de Barcelona, Universitat Ramon Llull, Freie Universität Berlin, Université d\'Aix Marseille, Universidad de Concepción, Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile, Universidad Católica de la Santísima Concepción, entre otras.

El proyecto se centrará en la implementación tecnológica de una metodología de enseñanza efectiva para el aprendizaje significativo del campo de problemas aditivo en la escuela básica. Se ha escogido esta temática por tratarse de un aspecto central y transversal del eje de aritmética, y por su importancia para la formación de los estudiantes en el ejercicio exitoso de su ciudadanía.

Principales Resultados comprometidos:
· Generador de Recursos Educativos Interactivos (GREI): software on line que en su diseño integra un modelo didáctico del campo aditivo, y que permite crear secuencias de actividades interactivas que promuevan procesos de aprendizaje de la aritmética fecundos, monitorear sistemáticamente el desempeño de cada alumno en la realización de las actividades y evaluar su aprendizaje. Además, el GREI dispone de un Módulo-Asistente de apoyo didáctico matemático a los docentes, para lograr que las secuencias de actividades interactivas que elaboren resulten coherentes con los lineamientos curriculares, articuladas y concatenadas mediante una progresión adecuada y recubran las dimensiones del trabajo matemático.
· Manual de uso y tutoriales: Material que orienta el uso del software en la creación de recursos interactivos para el aprendizaje de la aritmética.
· Curso b-learning dirigido a docentes de enseñanza básica, orientado a facilitar la apropiación de los aspectos matemáticos, didácticos y tecnológicos necesarios para el uso eficaz del software. Contempla apoyo y acompañamiento virtual y presencial, cuando los docentes implementen en aula las secuencias de actividades interactivas creadas por ellos. Inscrito en CPEIP y con certificación de la USACH.
· Evaluación y validación del desempeño logrado en la utilización del software tanto por parte de docentes como de estudiantes, para demostrar que es posible desarrollar software educativo interactivo on-line que permita a un usuario con competencias tecnológicas básicas, elaborar secuencias de actividades interactivas para el aprendizaje efectivo del campo de problemas aditivos en el primer ciclo básico.
· Secuencias de actividades de aprendizaje interactivas, elaboradas por Ediciones SM, bajo la asesoría del Centro Felix Klein, complementarias a los textos escolares que esta editorial comercializa en el Sistema Educativo Nacional.
· Red social de libre acceso que permita a los usuarios la divulgación de los recursos creados por ellos, pudiendo compartir experiencias, visualizar y valorar otros recursos.

Ventajas de los resultados con respecto a otras alternativas
En la actualidad el diseño predominante de software para educación orientado a apoyar el trabajo docente, además de ser escaso, se ha caracterizado por estar enfocado principalmente a la elección y gestión de actividades que el software pone a disposición del usuario, actividades que por lo general privilegian el despliegue de contenidos por sobre el desarrollo de habilidades y competencias matemáticas, que son aisladas y poco flexibles, de interactividad básica, y que no permiten evaluar el desempeño de los estudiantes en términos de su correspondencia con los lineamientos curriculares. La tecnología que se desarrollará tendrá las siguientes ventajas comparativas respecto a la competencia: se orienta a la planificación y elaboración por parte de los docentes de secuencias de actividades interactivas para el aprendizaje significativo de la aritmética, más que a actividades aisladas; establece el grado de coherencia de las secuencias creadas con los lineamientos curriculares; permite adecuar las actividades a las necesidades y características de los estudiantes; asegura la cobertura de los aspectos matemáticos medulares de la temática tratada, de forma que las actividades estén articuladas y concatenadas mediante una progresión adecuada, y que recubran las dimensiones del trabajo matemático; es altamente interactivo en sus componentes de construcción, lo que se ve reflejado tanto en el proceso de elaboración de recursos por parte de los docentes, como en el de su utilización por parte de los estudiantes; es fácil de utilizar, dado que su enfoque de desarrollo como aplicación de internet enriquecida, ofrece una experiencia al usuario más fluida entre una acción y otra; su desarrollo está concebido para que las actividades se estructuren en base a la selección de un conjunto de componentes: fondos, herramientas e ideas claves, todas ellas interactivas y articulables entre si, lo que permite generar a los usuarios una gran diversidad de actividades, y a los desarrolladores actualizar la cantidad y variedad de dichas componentes de manera transparente para el usuario. A diferencia de sus competidores, dispone de un Asistente que orienta a los usuarios en la construcción de sus secuencias.
Impactos
Los principales impactos científicos serán la generación y difusión de conocimientos relacionados con el cómo y bajo qué condiciones la incorporación curricular que integra modelos didácticos a través de TIC a los procesos de enseñanza aprendizaje matemático, promueve el logro de aprendizajes de calidad y el desarrollo de competencias matemáticas; la consolidación de una línea de investigación; y el aumento de la interacción a nivel internacional con grupos de investigación y desarrollo alemanes y españoles.
Los principales impactos económicos están dados por los indicadores de la evaluacion económica social (TIR: 41% y VAN: MM$ 1.937). Los principales impactos sociales serán la mejora en la educación matemática en el primer ciclo de enseñanza básica. Esta mejora impacta en un mejor rendimiento escolar, disminución de repitencia y abandono, pero sobre todo mejora la calidad de los aprendizajes, lo que según estudios internacionales está correlacionado con el aumento de la productividad del país.
Los principales impactos tecnológicos serán el desarrollo de software interactivo, que se construye mediante la integración de un modelo didáctico del campo aditivo, utilizando tecnología de punta que permite enriquecer la experiencia que el usuario tiene con la aplicación; la profundizacion de conocimientos y prácticas relacionados con los procesos de creación, desarrollo, transferencia y uso de la tecnología; una mayor integración y uso de TIC en los procesos educativos que se desarrollan en las escuelas básicas.
Los principales impactos institucionales serán el fortalecimiento y consolidación de una línea de investigación y desarrollo estratégica que se abre a proyectos multidisciplinarios; el mejoramiento de la capacidad científico - tecnológica del equipo y de sus vínculos internos y externos; vinculación con el sector empresarial; consolidación de vínculos con instituciones extranjeras de excelencia.
Los principales impactos ambientales del software, y de los recursos educativos interactivos que con él se generen son: reducción sustancial en uso de papel; reducción de desplazamientos; disminución del uso de energía; disminución del ruido ambiental.

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