TECGAFLIP: Investigación en didáctica de la geometría con nuevas tecnologías, gamificación y flipped learning en educación secundaria

Abstract

En el siglo XXI, surge la necesidad de un cambio en el paradigma educativo, siendo las nuevas metodologías junto a las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) un medio vehicular para este propósito. Esta tesis doctoral aborda, bajo la metodología de investigación-acción, el diseño, implementación y análisis de una experiencia didáctica en geometría. Se propone una intervención con el mismo grupo-clase, en dos cursos consecutivos, sobre proporcionalidad geométrica en un primer ciclo y sólidos geométricos en el segundo, dentro de la asignatura de Matemáticas, en el I.E.S. Juan de la Cierva de Vélez-Málaga (Málaga).

Al inicio de la experiencia, en el segundo curso de Educación Secundaria Obligatoria (ESO), se parte de un modelo tradicional, que da paso a un primer ciclo en el que se utilizan técnicas de gamificación apoyadas en la plataforma educativa digital Edmodo y recursos del modelo flipped learning, en combinación con la utilización de TIC con iniciación al enfoque STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics).

El primer ciclo pretende ser una aproximación inicial, la cual se completará en el segundo ciclo, a lo que se va a denominar en este documento propuesta de modelo pedagógico TECGAFLIP, acrónimo de nuevas TECnologías, GAmificación y FLIPped learning. TECGAFLIP se define como una propuesta de modelo pedagógico orgánico mixto con base principal en técnicas de gamificación apoyadas en flipped learning, el cual admite la fusión e integración con otras metodologías activas y/o modelos de aprendizaje como Aprendizaje Basado en Juegos (ABJ) o mobile learning (m-learning). Además, con su aplicación, se pretende alcanzar la mejora en la alfabetización competencial digital del alumnado en el uso de herramientas tecnológicas educativas aplicadas al desarrollo matemático, modelización e iniciación al enfoque STEM.

Se muestran las actividades y los resultados del primer ciclo, a través del método observacional y vivencial. Esto puede ayudar a que el alumnado sea el protagonista del proceso, construyendo un aprendizaje autónomo y más duradero, además de fomentar la motivación, la adquisición de competencias y el trabajo en equipo.

En un segundo ciclo de investigación-acción, que tiene lugar en el mismo centro educativo y con el mismo grupo-clase, en 3º ESO (estudiantes entre 14 y 16 años), se desarrolla un conjunto de actividades sobre sólidos geométricos, haciendo hincapié en los poliedros. Se mejora la propuesta de modelo TECGAFLIP con una plataforma educativa digital más completa, Classcraft. Esta plataforma aúna todos los elementos propios de la gamificación permitiendo asignar roles al alumnado e integrando el modelo flipped learning. Del mismo modo, en las sesiones de clase, se trabaja con nuevas tecnologías educativas que empiezan a formar parte del metaverso, como la realidad aumentada (RA) y la realidad virtual inmersiva (RV) entre otras, bajo una iniciación al enfoque STEM.

El núcleo matemático central de la propuesta en este segundo ciclo es el fomento, adquisición y mejora de habilidades espaciales. Se parte de los errores geométricos detectados en una evaluación inicial y se diseñan actividades sustentadas en las ventajas que ofrecen los entornos inmersivos de realidad virtual para el desarrollo de dichas habilidades, además de actividades realizadas con materiales manipulativos.

Para comparar los resultados de cada ciclo, se consideran evidencias analizadas desde la dimensión cognitiva, la dimensión social y la dimensión motivacional entre otras (Santiago & Bergmann, 2018; Pérez & Gertúdix, 2021). Dichas evidencias ponen de manifiesto que las mejoras se van produciendo secuencialmente desde el primer ciclo, siendo en el segundo ciclo donde se alcanzan los mejores resultados en cuanto a rendimiento académico, participación y motivación del alumnado, interacción social y atención a la diversidad. Se analizan, además, las resoluciones de los estudiantes respecto a la adquisición de habilidades espaciales, mostrando y comparando las estrategias utilizadas con RV y materiales manipulativos. El análisis de los resultados muestra evidencias de desarrollo de habilidades espaciales y mejora en cuanto a la subsanación de errores cometidos.

Por tanto, la meta principal de esta tesis doctoral es compartir con la comunidad educativa y analizar una experiencia didáctica matemática diseñada, desarrollada y evaluada en dos ciclos bajo el marco de la metodología de investigación-acción. Se concreta en dos objetivos principales, de los cuales se extraen los objetivos específicos y complementarios, que se verán con detalle en el primer capítulo de este documento. Esta tesis doctoral se enmarca en el proyecto de investigación UAL2020-SEJ-B2086 de I+D+i en el marco del Programa financiado por los Fondos Europeos de Desarrollo Regional FEDER.