Efectos del Aprendizaje Experiencial en las Habilidades ...
97
1 Efectos del Aprendizaje Experiencial en las Habilidades Científicas de los Estudiantes de Tercer Grado Trabajo de Grado para Optar al Título de Magíster en Educación Catalina Moreno Sánchez Directora de Tesis Mariana Tafur Arciniegas Universidad de los Andes Facultad de Educación Bogotá, Colombia Mayo 2019
Transcript of Efectos del Aprendizaje Experiencial en las Habilidades ...
1
Efectos del Aprendizaje Experiencial en las Habilidades Científicas de los Estudiantes de Tercer Grado
Trabajo de Grado para Optar al Título de Magíster en Educación
Catalina Moreno Sánchez
Directora de Tesis
Mariana Tafur Arciniegas
Universidad de los Andes
Facultad de Educación
Bogotá, Colombia
Mayo 2019
2
Efectos del Aprendizaje Experiencial en las Habilidades Científicas
de los Estudiantes de Tercer Grado
Agradecimientos
A la comunidad educativa del colegio intervenido, por brindarme la oportunidad de realizar esta
investigación en su institución. En especial a los niños participantes en el estudio, por la
disposición, el entusiasmo y la alegría que irradiaron en los distintos espacios de aprendizaje
proporcionados a lo largo del estudio.
A la Facultad de Educación de la Universidad de los Andes, por el valioso espacio de crecimiento
académico y profesional. Principalmente a cada uno de los docentes que me asistieron a lo largo
de este proyecto.
A Raquel Bernal, Profesora Titular de la Facultad de Economía de la Universidad de los Andes, por
su continuo apoyo, orientación y seguimiento en la metodología de evaluación de impacto de
Diferencias-en- Diferencias.
Al programa de Pequeños Científicos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes,
por su apoyo inicial en el diseño del proyecto y por brindarme algunas herramientas para el diseño
de las secuencias didácticas.
Finalmente mi familia, amigos y compañeros, por el apoyo emocional y el impulso que me
brindaron durante estos dos semestres. Sus palabras y acciones me motivaron a seguir adelante
con este proyecto y superar algunos obstáculos que se presentaron en el camino.
3
Índice
I. Resumen ....................................................................................................................................... 5
I. Abstract ........................................................................................................................................ 6
II. Introducción ................................................................................................................................ 8
III. Pregunta y Objetivos de Investigación ..................................................................................... 10
IV. Marco Teórico .......................................................................................................................... 11
1. Aprendizaje Experiencial ....................................................................................................... 11
2. Aprendizaje Cooperativo ....................................................................................................... 14
3. Secuencias Didácticas ............................................................................................................ 15
4. Desarrollo de Habilidades Científicas .................................................................................... 17
V. Método de Investigación .......................................................................................................... 20
1. Descripción de la Intervención .............................................................................................. 20
a. Secuencia: Explorando los 5 sentidos (Anexo 2. a) ......................................................... 21
b. Secuencia: Objetos flotantes y sumergidos (Anexo 2. b) .................................................. 21
c. Secuencia: Cambios de Estados de la Materia (Anexo 2.c) ............................................... 22
2. Descripción de los Datos Recolectados ................................................................................. 22
a. Encuesta demográfica ....................................................................................................... 22
b. Prueba de Habilidades Científicas ..................................................................................... 23
c. Guías de Laboratorio ......................................................................................................... 24
3. Estrategia Empírica de Estimación ........................................................................................ 24
a. Diseño Cuasi - Experimental .............................................................................................. 24
b. Modelo de Diferencias-en-Diferencias .............................................................................. 24
c. Hipótesis ............................................................................................................................ 26
4. Poder y precisión de la muestra ............................................................................................ 27
5. Consideraciones Éticas .......................................................................................................... 28
VI. Resultados ............................................................................................................................... 29
1. Implementación en el Aula ................................................................................................... 29
2. Estadísticas Descriptivas de los Datos ................................................................................... 30
a. Variables Demográficas ..................................................................................................... 30
b. Rendimientos Prueba Diagnóstica de Habilidades Científicas .......................................... 34
4
3. Análisis de Fiabilidad de la Prueba de Habilidades ............................................................... 36
4. Prueba de Normalidad .......................................................................................................... 36
5. Efectos Principales ................................................................................................................ 39
a. Estimador de Diferencias- en -Diferencias con Regresores Adicionales ........................... 39
b. Representación Gráfica del Estimador de Diferencias- en- Diferencias .......................... 41
6. Análisis de varianza ............................................................................................................... 43
7. Efectos Heterogéneos ........................................................................................................... 45
a. Impactos de la Intervención según el Nivel Inicial de las Habilidades del Estudiante ...... 45
b. Impactos de la Intervención según la Edad de los Estudiantes ........................................ 47
VII. Discusión ................................................................................................................................. 48
VIII. Limitaciones del Estudio ........................................................................................................ 52
IX. Conclusiones ............................................................................................................................ 54
X. Referencias ................................................................................................................................ 57
XI. Anexos ...................................................................................................................................... 62
1. Prueba de Habilidades Científicas ......................................................................................... 62
2. Reportes de Laboratorio Secuencias Didácticas ................................................................... 77
a. Secuencia 1 ........................................................................................................................ 77
b. Secuencia 2 ........................................................................................................................ 81
c. Secuencia 3 ........................................................................................................................ 87
3. Test de Normalidad en SPSS.................................................................................................. 89
4. Tablas en Stata ...................................................................................................................... 90
a. Promedio Total .................................................................................................................. 90
b. Habilidad 1 ........................................................................................................................ 91
c. Habilidad 2 ........................................................................................................................ 92
d. Habilidad 3 ........................................................................................................................ 93
5. Consentimientos y Asentimientos Informados ..................................................................... 94
6. Aval Comité de Ética .............................................................................................................. 97
5
I. Resumen
La presente investigación tuvo como propósito analizar los efectos de un programa de dinámicas
experienciales de aprendizaje en ciencias naturales en aulas de tercer grado sobre las habilidades
científicas de los estudiantes. El programa de aprendizaje experiencial evaluado consiste en la
realización de proyectos individuales y grupales de los temas de ciencias naturales cubiertos
durante los dos meses de aplicación del programa. La exploración sensorial, la realización de
experimentos, la construcción de estructuras, el intercambio entre pares, la aplicación de las
matemáticas en situaciones cotidianas, son algunas de las características implementadas durante
el periodo de intervención. El gran énfasis en la experiencia, la acción directa y el trabajo en
equipo, fueron las principales herramientas para generar aprendizaje significativo en
contraposición a la educación tradicional, caracterizada por la simple transmisión de contenidos
del profesor al estudiante y la escasez de prácticas científicas experimentales.
La evaluación se realizó en una muestra de 104 estudiantes de tercer grado de un colegio privado
bilingüe de Bogotá, Colombia. De los 104 estudiantes, todos los estudiantes de uno de los tres
cursos de tercer grado fueron asignados a participar en el programa de aprendizaje experiencial
durante un módulo de dos meses en el curso de ciencias naturales, mientras que los 70
estudiantes de los otros dos cursos de tercer grado recibieron la clase de ciencias naturales que se
ofrece típicamente en la institución, caracterizada por el uso de metodologías de enseñanza
tradicionales.
Este documento reporta los resultados de la evaluación del módulo de aprendizaje experiencial
sobre (1) la habilidad de los estudiantes de desarrollar y utilizar modelos, (2) la habilidad de
analizar e interpretar datos, y (3) la habilidad de obtener, evaluar y comunicar información. La
medición de estas capacidades se hace con base en una prueba de habilidades científicas que
adapta y rescata algunas preguntas de exámenes diseñados entre el 2015 y el 2018, por la
Universidad del Estado de Nueva York y por el Departamento de Educación del Estado de
California. Estos exámenes tienen como fin, evaluar las prácticas científicas de los estudiantes de
primaria, propuestas por los Next Generation Science Standards (2011). Todos los estudiantes de
tercer grado fueron evaluados en estas dimensiones antes y después de la intervención.
Adicionalmente, durante la intervención los estudiantes completaron una serie de reportes de
laboratorio para registrar sus observaciones y su conocimiento aplicado.
6
El impacto del programa sobre las habilidades de los estudiantes se estima con base en la
metodología de diferencias-en-diferencias que compara la variación temporal de las habilidades
de los estudiantes antes y después de la intervención, entre el grupo de estudiantes que
experimentó el método de aprendizaje experiencial y el grupo de estudiantes que recibió el
módulo tradicional de ciencias naturales. Esta metodología permite mitigar el posible sesgo que
surge del hecho de que la asignación a la intervención no se hizo de manera aleatoria y que, por
tanto, pueden observarse diferencias preexistentes entre los estudiantes del grupo de tratamiento
y los estudiantes del grupo de control.
Los resultados de esta investigación evidencian efectos positivos de las secuencias didácticas
introducidas en los procesos de aprendizaje de los estudiantes de tercer grado sobre las
habilidades científicas estudiadas. Los efectos se dieron principalmente en los constructos que
involucran la utilización de modelos y la interpretación de datos. Adicionalmente, los efectos del
programa sobre los rendimientos de las habilidades científicas, fueron más altos sobre estudiantes
de mayor edad y sobre estudiantes que iniciaron el programa en niveles bajos de habilidades
científicas.
Palabras Clave: aprendizaje experiencial, aprendizaje cooperativo, educación STEM, etapas de
desarrollo cognitivo, habilidades científicas, modelo de diferencias-en-diferencias, Next
Generation Science Standards y secuencias didácticas.
I. Abstract
The current research aims to analyze the effects of an experiential learning dynamics program in
Sciences courses over the third grade student’s scientific abilities. The experiential learning
program consists on the development of individual and group projects related to the topics that
were covered during the two- month intervention. The sensory exploration, the development of
experiments, the construction of structures, the peer exchange, and the use of mathematics in
everyday life situations, are some of the characteristics that were incorporated over this
intervention. The great emphasis on experience, direct action and teamwork were the main and
key tools to come up with meaningful learning as opposed to the traditional education, where
there is a simple transmission of contents from teacher to student and a lack of scientific
experimental practices.
7
The evaluation was done in a sample of 104 third grade students from a private bilingual school
located in Bogotá, Colombia. From the 104 students, all the students from one of the three third
grade classrooms were assigned to participate in the experiential learning program, throughout a
two-month module in Sciences class while the 70 students from the other two third grades receive
the regular Sciences class that is given in the institution, characterized by the use of traditional
teaching methodologies.
This document reports the results of the evaluation of the experiential learning module over (1)
the ability of developing and using models; (2) the ability of analyzing and interpreting data; and
(3) the ability of obtaining, evaluating and communicating information. The measurement of these
competences were based on a scientific abilities assessment that adapts and retrieves some
questions from tests that were designed between 2015 and 2018 by The University of the State of
New York and The Department of Education of the State of California. The purpose of these tests
is to evaluate the scientific practices of primary school students proposed by the Next Generation
Science Standards (2011). All the students were evaluated in these competences before and after
the intervention. Additionally, during the intervention the students completed several lab reports
to record their observations and applied knowledge.
The impact of the program over the scientific abilities is estimated based on the differences-in-
differences methodology that compares the temporal variation of the students' abilities before
and after the intervention between the students that experience the experiential learning method
and the group of students that receive the traditional module of Sciences. This methodology
allows mitigating the possible bias that arises from the fact that the assignment to the
intervention was not done in a randomized way and therefore, pre-existing differences can be
observed between the students of the treatment group and the students of the control group.
The results of this research show positive effects on the didactic sequences introduced in the
learning processes of the third grade students over the studied scientific abilities. The effects arise
mainly in the constructs that involve the use of models and the interpretation of data.
Additionally, the effects of the program over the scientific abilities performance were higher, on
the older students and on the students that started the program with low levels of scientific
abilities.
8
Key Words: experiential learning, cooperative learning, STEM education, cognitive development
stages, scientific abilities, differences-in-differences model, Next Generation Science Standards
and didactic sequences.
II. Introducción
Esta investigación surge de la necesidad de incorporar espacios didácticos en el aula que les
permitan a los estudiantes de tercer grado de un colegio privado bilingüe de Bogotá, aproximarse
a las ciencias de forma activa y fortalecer sus habilidades científicas. Frecuentemente, los
profesores de primaria tienen el reto de asumir la enseñanza de varias asignaturas. En ocasiones,
el perfil profesional y académico de estos docentes, el gran tamaño y la heterogeneidad de los
grupos de estudiantes, no le permite contar con las herramientas necesarias para dar cuenta de
las capacidades cognitivas y las diferentes formas en que aprenden todos sus estudiantes. Por
ende se les dificulta desarrollar estrategias de enseñanza encaminadas a generar un aprendizaje
significativo que responda a las necesidades de los estudiantes y del entorno económico y social
del siglo XXI.
En la primaria investigada se trabaja una modalidad de enseñanza donde el Director de Grupo es
el encargado de enseñarles a sus estudiantes las asignaturas de: ciencias naturales, inglés y
matemáticas. Este colegio destina sólo dos horas semanales para la enseñanza de las ciencias por
medio de métodos tradicionales como la memorización de contenidos, los procesos operativos y la
comprensión del texto guía como la principal fuente de conocimiento. Los docentes de primaria,
han dejado de explorar metodologías activas que hacen del estudiante el principal protagonista
de su aprendizaje, aprendiendo a partir de su experiencia e interacción con el mundo. Por medio
de actividades didácticas con los niños, se espera desarrollar habilidades científicas que permitan
responder mejor a la naturaleza del aprendizaje de los niños del siglo XXI.
El estudio se realiza con estudiantes de tercero de primaria de un colegio privado bilingüe de
carácter tradicional. La institución cuenta con aproximadamente 1,300 estudiantes varones
pertenecientes a las secciones de primaria y bachillerato. Para este proyecto se tiene en cuenta
un grupo de tratamiento y un grupo de control. El grupo de tratamiento corresponde a una de las
9
tres aulas de tercer grado, y el grupo de control corresponde a las otras dos aulas del mismo
grado.
Los salones tienen aproximadamente 35 estudiantes con un rango de edades de 8 a 10 años. A
esta edad los niños tienen un notable crecimiento a nivel cognitivo, ya han consolidado su
lenguaje y hacen uso de sus sentidos para considerar más de dos dimensiones simultáneamente
(Piaget, 1977). Por lo tanto la población es ideal para el estudio ya que la madurez en sus
capacidades básicas permite incorporar secuencias didácticas efectivas por medio de la
experimentación, que permitan fortalecer sus habilidades científicas.
Las aulas de clase de las nuevas generaciones de estudiantes son cada vez más diversas y el acceso
a todo tipo de información es ilimitado con el uso de la tecnología. Por lo tanto, la enseñanza
tradicional, donde el profesor es el centro del proceso de aprendizaje, no responde a las
necesidades de la sociedad actual. El aprendizaje en el aula debe brindar a los estudiantes las
herramientas para desarrollar competencias que les permitan responder a su entorno por medio
de la experiencia concreta. A través de esta experiencia, se busca que los estudiantes sean capaces
de desarrollar modelos y representaciones de fenómenos cotidianos, analizar e interpretar datos
de su contexto y comunicar de manera efectiva sus descubrimientos sobre la ciencia.
Este trabajo busca determinar la efectividad de la implementación de secuencias didácticas, al
comparar los rendimientos de tres habilidades científicas, entre el grupo tratamiento y el de
control. El primer grupo incorporara metodologías modernas de aprendizaje experiencial,
mientras los otros dos salones que conforman el grupo de control, continúan guiados por la
educación tradicional, caracterizada por la exclusividad del uso del texto guía, y la escasez de
espacios experimentales e interactivos de aprendizaje.
Esta investigación se desarrolla bajo un diseño de metodología cuantitativa, de carácter cuasi-
experimental, fundamentada en el modelo de diferencias-en-diferencias. Por medio de este
modelo se analizan los efectos que genera la intervención a nivel general y en cada una de las
habilidades, comparando los resultados de una prueba de habilidades científicas aplicada antes y
después del programa. Sumado a esto, se tienen en cuenta variables independientes a la
intervención que permiten analizar y diferenciar resultados heterogéneos entre los participantes.
10
III. Pregunta y Objetivos de Investigación
1. Pregunta
¿Cuáles son los efectos del aprendizaje experiencial en el desarrollo de tres habilidades científicas
de los estudiantes de Tercer Grado de un colegio privado bilingüe de Bogotá?
2. Objetivo general
Analizar los efectos que tiene el aprendizaje experiencial en los rendimientos de los estudiantes
de la clase de Ciencias Naturales de tercer grado. El desarrollo de habilidades científicas en los
estudiantes de la institución educativa investigada, permite comparar la educación tradicional con
las nuevas metodologías de enseñanza. De este modo se determina la efectividad de estas
metodologías respecto a las anteriores en términos de rendimientos.
3. Objetivos específicos
Implementar secuencias didácticas experimentales en el grupo de tratamiento, que permitan
promover las siguientes habilidades científicas: desarrollar y utilizar modelos, analizar e
interpretar datos, y obtener, evaluar y comunicar información.
Medir los efectos generados por las intervenciones de aprendizaje experiencial en la
asignatura de ciencias naturales, empleando el método estadístico de diferencias-en-
diferencias en los resultados del pre-test y post-test de la prueba de habilidades científicas
inspirada en los Next Generation Science Standards (2011).
Diagnosticar las fortalezas y debilidades que existen en las habilidades científicas de los
estudiantes de tercer grado antes y después de la intervención.
Analizar si existen diferencias en los impactos de la intervención en el aprendizaje de los
estudiantes según sus características individuales como su edad y su nivel inicial de
competencias.
11
IV. Marco Teórico
Para realizar esta investigación se acudió a referentes conceptuales que aportan a la
implementación del aprendizaje experiencial en la enseñanza de las ciencias naturales. Además se
tuvieron en cuenta los parámetros de los Next Generation Science Standards (2011), que orientan
la estructuración de las habilidades científicas que se evalúan en esta investigación. El siguiente
diagrama muestra la interacción y relación que tienen los elementos teóricos de esta
investigación, los cuales se describirán en detalle a lo largo de esta sección.
Esquema 1
Referentes Teóricos
1. Aprendizaje Experiencial
El aprendizaje experiencial tiene sus orígenes a principios del siglo XX, con los planteamientos de
académicos tales como Dewey, Piaget, Lewin y Kolb quienes le dieron un rol central a la
experiencia, en sus teorías del desarrollo y el aprendizaje humano. Anteriormente, en la
educación tradicional, el estudiante aprendía únicamente por medio de la lectura, el diálogo, la
escucha y la escritura de realidades ajenas, ya que nunca entraba en contacto con las partes de su
proceso de aprendizaje (Kolb, 2014). Con el aprendizaje experiencial, la experiencia del sentido
directo y la acción en contexto se convierten en la principal fuente de conocimiento, permitiendo
al individuo generar experiencias controladas que favorecen sus procesos de pensamiento y
análisis. La formación del espíritu experimental y la iniciación de las ciencias físicas y naturales
surgen en respuesta la inadecuación de la filosofía tradicional, donde únicamente las
humanidades y las operaciones matemáticas eran consideradas como las cualidades que permitían
un desarrollo racional humano.
12
Se creía haber proporcionado una formación experimental suficiente iniciando al alumno
en los resultados de experiencias pasadas o dándole espectáculo de experiencias de
demostraciones hechas por el profesor, como si se aprendiese a nadar mirando a los
bañistas desde los bancos del muelle. (Piaget, 1969, p. 80)
En primera instancia John Dewey (1916) fue uno de los precursores del aprendizaje activo. Sus
aportes consistieron en la incorporación del uso de la indagación en la enseñanza de las ciencias.
Según Barrow (2006), el método de enseñanza tradicional de los colegios, hacía mucho énfasis en
los hechos, y no en las ciencias como el camino para el desarrollo del pensamiento y las actitudes
de la mente. A lo largo de su carrera, Dewey introduce modificaciones al método científico,
llegando así a la terminología de pensamiento reflexivo. En este contexto, los estudiantes parten
de sus experiencias y su capacidad intelectual, para la búsqueda de respuestas a fenómenos
científicos. Esto lo hace a través del establecimiento de los siguientes pasos en el método
científico: presentación del problema, formulación de hipótesis, recopilación de datos y
formulación de una conclusión.
En segunda instancia Piaget (1969), construye la Teoría del Desarrollo Cognitivo, para dar cuenta
de los progresos de la psicología y el desarrollo de los niños. También para analizar cómo
aprenden los niños de acuerdo a las distintas etapas de su niñez y de la importancia que tiene su
interacción con el mundo que los rodea. Para esto, el autor define cuatro etapas de desarrollo,
las cuales se describen en la siguiente tabla.
Tabla 1
Etapas del desarrollo cognitivo
Etapa Edad Descripción de la Etapa
1. Sensomotora 0 - 2 años Los niños aprenden a través de experiencias sensoriales y la manipulación de objetos.
2.Preoperacional 3 a 7 años Se caracteriza por el desarrollo del lenguaje, el pensamiento simbólico y la lógica en términos concretos.
3.Operaciones concretas
8 a 11 años Se desarrollan operaciones lógicas como la separación y la clasificación, para comprender conceptos numéricos y científicos.
4.Operaciones formales
12 años o más Los adolescentes están en capacidad de pensar abstractamente y razonar sobre situaciones hipotéticas.
Fuente: Elaboración propia a partir de Piaget (1969)
13
La población objetivo de esta investigación se enmarca en la etapa de Operaciones Concretas, la
cual se ubica entre los 8 y los 11 años. A esta edad las habilidades de los niños se aceleran
drásticamente. Se desarrollan habilidades que les permiten realizar operaciones lógicas como la
separación y la clasificación, para comprender conceptos numéricos y científicos. Ojose (2008) a
través de un estudio donde aplica la teoría Piagetiana en la instrucción de las matemáticas,
establece que en esta etapa los niños están en capacidad de considerar tres dimensiones, por lo
tanto en experimentos pueden notar los niveles de líquidos y el grosor de superficies, entre otras
habilidades científicas.
Finalmente David Kolb (1976), desarrolla su Teoría del Aprendizaje Experiencial, la cual considera
que los individuos tienen diferentes estilos de aprendizaje. En esta teoría se exploran los procesos
cognitivos del procesamiento de las experiencias a través de dos dimensiones del aprendizaje: la
percepción, caracterizada como los medios en que captamos nueva información y el
procesamiento, que corresponde a los medios en que procesamos y cambiamos dicha
información en algo significativo y aplicado (Kolb, 1990). Para esto se plantea un ciclo de
aprendizaje que consta de cuatro etapas que se muestran en el siguiente diagrama.
Esquema 2
Los cuatro Estadios del Ciclo de Aprendizaje de David Kolb
Fuente: Elaboración propia a partir de Kolb (1976).
ACTIVO
Experiencia Concreta
Aprender de los sentidos y los sentimientos:
Desarrollar experiencias multisensoriales específicas, relaciónarse y sensibilizarse con la gente.
REFLEXIVO
Observación Reflexiva
Aprender observando y escuchando:
Ver las situaciones desde diferentes perspectivas y buscar el significado de las
cosas.
TEÓRICO
Conceptualización Abstracta
Aprender pensando:
Analizar logicamente las ideas y planificar sistemáticamente en relación al entendimiento
intelectual.
PRAGMÁTICO
Experimentación Activa
Aprender haciendo:
Influir sobre las personas y las situaciones través de la acción y tener la capacidad de conseguir las cosas hechas.
14
2. Aprendizaje Cooperativo
El aprendizaje cooperativo es una de las formas de educación experiencial donde se agrega el
componente de la experiencia directa y las relaciones interpersonales a estudios académicos
tradicionales. Varios autores contribuyen a la construcción conceptual de lo que es el aprendizaje
cooperativo. Primero, Vygotsky(1978) considera que el aprendizaje cooperativo es un medio que
permite potencializar el desarrollo social y cognitivo de una persona, y si un niño puede hacer algo
hoy con la ayuda de alguien (ya sea profesor o compañero), mañana podrá hacerlo de manera
autónoma. Segundo, Hiltz y Turoff (1993), establecen que el aprendizaje cooperativo se compone
de esfuerzos colaborativos, participación activa e interacción entre profesores y estudiantes.
Holubec, Johnson, D. y Johnson, R. (1994), aportan a su definición considerando cinco elementos
principales que se deben incorporar explícitamente en las dinámicas de clase que incorporan
aprendizaje cooperativo. A continuación se explican cada uno de ellos.
Esquema 3
Elementos del Aprendizaje Cooperativo en el Aula
Fuente: Elaboración propia a partir de Holubec, E. J. ,Johnson, D. W.,& Johnson, R. T., (1994).
•Todos los integrantes trabajan en la ejecución de una meta común y se sienten igual de importantes en el desarrollo de las tareas. Debe haber interdependencia en las metas, tareas, recursos, roles y recompensas.
1. Interdependencia positiva
•El grupo es responsable del cumplimiento de las tareas y cada integrante debe cumplir a cabalidad con la parte que le corresponde.
2 .Responsabilidad individual y grupal
•Permite que cada miembro promueva el éxito de los demás, compartiendo conocimientos, recursos y dándose apoyo mutuo. Debe ser visible en la resolución de problemas, y los integrantes deben ser capaces de enseñar a sus pares y conectar el aprendizaje presente con el pasado.
3. Interacción estimuladora
•Los estudiantes aprenden a desarrollar habilidades sociales y personales para trabajar en equipo.
4. Prácticas interpersonales y grupales
•Los estudiantes analizan cómo alcanzaron sus metas, los aspectos positivos a resaltar y los aspectos negativos por mejorar.
5. Evaluación grupal
15
3. Secuencias Didácticas
Tradicionalmente, la enseñanza consistía en un modelo transmisionista por parte del docente,
donde se memorizaban leyes y patrones establecidos y los estudiantes tenían una actitud pasiva
en este proceso. Con las unidades didácticas denominadas en este estudio como secuencias
didácticas, se adopta un modelo constructivista en el que se busca desarrollar de manera activa,
el pensamiento crítico de los estudiantes frente a las problemáticas sociales, científicas,
ambientales, matemáticas, entre otras temáticas. El diseño de una unidad didáctica permite
enfatizar en lo que se va a enseñar y cómo, respondiendo a las diferentes necesidades de los
estudiantes. De esta forma, se busca reflexionar y mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje.
Ordoñez, se inspira en los planteamientos de Sanmartí (2000) para establecer que en una unidad
didáctica:
(…)Se parte de la lectura diagnóstica del contexto, de las cualidades y estilos de
aprendizaje de los estudiantes, de las concepciones alternativas encontradas, entre otros
factores; centrándose en el proceso y rol de los estudiantes, quienes construyen su propio
conocimiento, y resaltar el rol del docente, promover ese proceso constructivo, por medio
de diferentes estrategias metodológicas. (Ordoñez, 2016, p.31)
Adicionalmente Tamayo et al., (2011), establece que las unidades didácticas le permiten a los
alumnos desarrollar un aprendizaje significativo y al docente realizar una evaluación formativa,
frente a la evolución del conocimiento inicial y final que adquieren a lo largo de la intervención. El
modelo de este autor, consta de cinco componentes principales: ideas previas, historia y
epistemología de la ciencia, múltiples modos semióticos y TIC, reflexión meta cognitiva, y
evolución conceptual. En Colombia se han desarrollado iniciativas innovadoras como el Programa
de Pequeños Científicos para fomentar modelos de enseñanza didácticos en diferentes áreas del
conocimiento. Se ha formado a un gran número de docentes y se han beneficiado a estudiantes,
tanto en instituciones educativas públicas como privadas.
El Programa de Pequeños Científicos, desde 1998 ha llegado a un gran número de colegios,
apoyando a docentes en la incorporación de ambientes didácticos en ciencias y matemáticas
fundamentados en la Enseñanza de las Ciencias Basadas en la Indagación (ECBI), promoviendo
16
prácticas educativas activas en la educación STEM1. Este proyecto, liderado por la Universidad de
los Andes ha establecido alianzas con otras entidades tales como la Universidad de Bolívar y la
Fundación Alemana Siemens, quienes han permitido que estas iniciativas lleguen a varias
poblaciones.
En Cundinamarca, entre 2010 y 2014, Pequeños Científicos formó a 365 docentes y benefició
13.400 estudiantes. En el caso de Antioquia, entre 2015 y 2016 fueron impactados 20 municipios,
lo que permitió beneficiar a cerca de 19.200 niños y jóvenes. El impacto del programa ha llegado
tanto a municipios aledaños como a grandes ciudades, pues para Margarita Gómez, quien hace
parte de la Coordinación General de esta iniciativa:
La apuesta por una educación STEM permite que la ciencia, la tecnología y la ingeniería
sean accesibles para todas las personas derribando las creencias que han señalado que
estas disciplinas son cuestión de estrato o género. "Tenemos infinidad de talentos, así que
no podemos perder ingenieros, simplemente porque la sociedad impone determinados
estereotipos. (Gómez, 2017)
Frente a la educación STEM se han realizado varios estudios académicos para analizar los efectos
que generan los espacios didácticos en el aprendizaje de los estudiantes. Por ejemplo, Bedoya
(2012), se interesó por hacer un estudio cualitativo sobre el uso de los sistemas de
representación en una unidad didáctica diseñada por los estudiantes de la concentración en
Educación Matemática de la Universidad de los Andes. Sumado a esto, Álvarez (2013), parte de
su experiencia en el aula, para analizar la manera en que las unidades didácticas permiten
desarrollar habilidades en las áreas de ciencias naturales, la educación ambiental y el
pensamiento lógico matemático en profesores y estudiantes de la Licenciatura en Educación para
la primera Infancia de la Universidad San Buenaventura ubicada también en la cuidad Bogotá.
Adicionalmente, García y Mazzarella (2011) evaluaron los efectos de una intervención didáctica
constructivista sobre el conocimiento y la resolución de problemas relacionados con herencia
biológica, en estudiantes de noveno grado de un colegio ubicado la ciudad de Caracas, Venezuela.
Esto lo hicieron por medio de un estudio cuantitativo cuasi-experimental, utilizando una muestra
1 STEM (Science, Technology, Engineering & Math).
17
de 72 estudiantes, divididos en dos grupos, uno de control y el otro de tratamiento. Ambos grupos
realizaron pruebas de conocimientos y de actitudes antes y después de la intervención. Al analizar
estos resultados, encontraron que los estudiantes del grupo de tratamiento alcanzaron procesos
cognitivos más efectivos que los de control.
4. Desarrollo de Habilidades Científicas
Teniendo en cuenta que los programas académicos de las asignaturas de Ciencias y Matemáticas
del colegio investigado siguen un currículo Norteamericano, se acude a los Next Generation
Science Standards (NGSS, 2011). Esto para determinar las habilidades científicas a evaluar en el
pre-test y el pos-test de conocimientos científicos. Los estándares fueron consolidados a finales en
2011, con los aportes de instituciones tales como el National Research Council, El Carnegie
Corporation of New York, La National Academy of Sciences, La National Academic of Engineering y
el Institute of Medicine.
Los NGSS, surgieron frente a la necesidad de mover la educación hacia una visión más coherente
con la sociedad del siglo XXI, caracterizada por la expansión de la ciencia, la tecnología y la
ingeniería. Existen tres motivos que llevaron a la creación de estos estándares escolares. Primero,
la noción del aprendizaje como una progresión del desarrollo, la cual permite a los niños construir
y revisar continuamente sus conocimientos y habilidades. Segundo, el enfoque hacia un número
limitado de ideas centrales de la ciencia y la ingeniería, para evitar la cobertura superficial de un
gran número de temas, y abrir el espacio para explorar cada idea con más profundidad. Tercero, la
premisa de que el aprendizaje de las ciencias y la ingeniería involucran la integración de
explicaciones científicas, prácticas para involucrarse en la indagación científica y el diseño de
ingeniería (National Research Council, 2011).
Los NGSS consideran ocho habilidades (para ellos denominadas como prácticas) que se deben
tener en cuenta en el currículo escolar de los grados de Kinder a Doce (K-12). Las ocho habilidades
que reconoce el National Research Council (2011, p.46) se muestran en la siguiente tabla:
18
Tabla 2
Habilidades o Prácticas según los NGSS (2011)
1. Hacer preguntas para la ciencia y definir problemas para la ingeniería
5. Usar las matemáticas, la información y la tecnología informática, y el pensamiento computacional
2. Desarrollar y utilizar modelos 6. Construir explicaciones para la ciencia y diseñar soluciones para la ingeniería
3. Planificar y realizar investigaciones 7. Realizar argumentos para la evidencia
4. Analizar e interpretar datos 8. Obtener, evaluar y comunicar la información
Fuente: Elaboración propia a partir del National Research Council (2011).
Para este estudio se escogen las habilidades número 2, 4 y 8 ya que son las que tienen mayor
relación con los programas académicos de matemáticas y ciencias del grado tercero de colegio
investigado. También porque son las habilidades que mejor miden las destrezas que los
estudiantes deben desarrollar a lo largo de las secuencias didácticas de aprendizaje experiencial
propuestas para el proyecto. A continuación se definen cada una de las tres habilidades científicas.
Desarrollar y Utilizar Modelos
Esta habilidad (denominada en los NGSS como práctica 2), establece que el desarrollo y el uso de
modelos mentales y conceptuales, promueven en los estudiantes un mayor entendimiento de la
ciencia y un progreso en su razonamiento científico. Esto se debe a que los modelos permiten:
visualizar y entender un fenómeno de investigación; desarrollar una posible solución a un
problema científico o de ingeniería; representar su entendimiento actual de un sistema de
estudio; desarrollar preguntas y explicaciones; y comunicar ideas. Se espera que a lo largo de la
trayectoria escolar, los niños sean capaces de construir e interpretar múltiples modelos tales
como: diagramas, replicas físicas, representaciones matemáticas, analogías y simulaciones. Por
ejemplo:
(..)Hacer un dibujo de un insecto con sus características etiquetadas, modelar lo que
sucede con el agua cuando el sol lo calienta, o representar un modelo físico simple de un
objeto del mundo real y utilizarlo como base para dar una explicación o hacer predicciones
sobre cómo se comportará el sistema en circunstancias específicas.
(National Research Council,2011, p. 50)
19
Analizar e interpretar datos
La práctica 4 de los NGSS, establece que una de las labores más importantes que les corresponde a
los científicos es recoger, organizar e interpretar información por medio de tablas, gráficas y
análisis estadísticos. Estos recursos serán la evidencia para comunicar resultados significativos de
un fenómeno. Para que esto sea posible, la rigurosidad en la recolección de datos debe mostrar
patrones y relaciones entre variables.
Los estudiantes necesitan contextos que les permitan analizar sistemáticamente, bases de datos
que involucren medidas relacionadas con su vida cotidiana tales como: temperatura, nivel de
polución, cambios en tiempo, propiedades de la materia, entre otras situaciones.
Adicionalmente, el análisis de datos les debe proporcionar los medios para probar hipótesis,
explorar relaciones causales y de correlación e integrar técnicas matemáticas y estadísticas para
llegar a conclusiones científicas.
Obtener, evaluar y comunicar información:
La última habilidad que se va a analizar en este estudio, denominada como práctica 8 en los NGSS,
se enfoca en la lectura, la interpretación y la producción de diversas formas de comunicación
(textos, imágenes, videos, símbolos, entre otros). La comunicación científica requiere de una
descripción precisa de las observaciones, clarificando el pensamiento y justificando de manera
crítica los argumentos. Martin y Veel (1998), establecen que la lectura en ciencias sigue siendo un
reto para los estudiantes por tres razones. Primero, la mayoría de textos no son familiares y
tienen una estructura gramatical compleja. Segundo, el texto científico debe ser leído para extraer
información con precisión ya que el significado de cada palabra es importante. Tercero, los textos
científicos son multimodales (Kress et al., 2001), ya que no solo se usan palabras para comunicar,
sino también diagramas, tablas, símbolos y matemáticas.
En esta práctica, se espera que a partir del uso de palabras, tablas, diagramas, gráficas y
expresiones matemáticas, los estudiantes puedan leer científicamente, cuestionarse sobre el
mundo y comunicar sus comprensiones de manera escrita, oral o ilustrada.
20
V. Método de Investigación
Con el objetivo de analizar los impactos de la intervención de aprendizaje experiencial sobre las
habilidades científicas de los estudiantes de tercer grado, se utilizó una metodología cuantitativa
de carácter cuasi experimental. En particular, se recolectó información longitudinal de las
habilidades científicas de 104 estudiantes de tercer grado en octubre de 2018 y diciembre de
2018, respectivamente. La intervención de aprendizaje experiencial se ofreció en un módulo de
dos meses en el curso de ciencias naturales en el período comprendido entre la evaluación de
habilidades pre y la evaluación de habilidades post. Un salón participó en el módulo de dos meses
de actividades de aprendizaje experiencial en el curso de ciencias naturales, y por tanto, se
denomina grupo de tratamiento en esta evaluación. Los otros dos salones continuaron con el
método de enseñanza experiencial, y por tanto se denominan el grupo de control.
Con base en los datos recolectados, se llevó a cabo la estimación del impacto de la intervención
en los estudiantes con base en la metodología estadística de diferencias-en-diferencias. En este
capítulo, se presenta el detalle sobre cada uno de los componentes de la estrategia de evaluación
de este estudio.
1. Descripción de la Intervención
La intervención consiste en tres secuencias didácticas que se desarrollan a lo largo del segundo
bimestre del año escolar. Los temas desarrollados en las tres secuencias didácticas de aprendizaje
experiencial hacen parte del programa escolar propuesto para el grado tercero. Por lo tanto
corresponden a los mismos temas que se hacen en los otros dos salones pero bajo la metodología
tradicional.
En estas actividades se promueven las habilidades científicas de: desarrollo y uso de modelos;
análisis e interpretación de datos; y obtención, evaluación y comunicación de información. Esto se
realiza por medio de actividades individuales y grupales que involucran interacción del uso de
material concreto, el trabajo cooperativo entre los estudiantes y el profesor, la exploración
sensorial, actividades de rotación por estaciones y el desarrollo de experimentos y guías de
laboratorio. Las secuencias de este estudio han sido diseñadas a partir experiencias previas de
entidades que promueven la educación STEM. Dentro de estas se encuentran: Las secuencias de
los Libros INSIGHT del Education Development Center, Inc. las cuales fueron adoptadas por
Pequeños Científicos; el Saint’s Michael College; ABC Science y Hookendom Science.
21
Adicionalmente las secuencias proporcionan a los estudiantes actividades para que experimenten
los cuatro estadios de aprendizaje propuestos por Kolb (experimentación concreta, observación
reflexiva, conceptualización abstracta y experimentación activa). Además, estos espacios de
aprendizaje reconocen la etapa de desarrollo cognitivo de operaciones concretas propuesta por
Piaget, en la que se encuentra la muestra de estudiantes. A continuación se explican cada una de
las tres secuencias.
a. Secuencia: Explorando los 5 sentidos (Anexo 2. a)
Esta secuencia se desarrolla en 4 sesiones de 45 minutos. Los estudiantes trabajan en grupos
cooperativo, desplazándose por estaciones que les permitirán reconocer y hacer uso de sus 5
sentidos. En cada estación deben interactuar con diferentes elementos tales como esencias,
texturas, bebidas, comidas, sonidos y videos. En la medida en que desarrollan las actividades,
deben recolectar datos por medio de un reporte de laboratorio. Esto les permite realizar un
posterior análisis y una puesta en común grupal, haciendo uso de herramientas tales como
gráficas y tablas.
En la primera sesión, la profesora realiza la introducción al tema y se indaga sobre el
conocimiento previo que tienen los estudiantes de los 5 sentidos. Adicionalmente se observan
dos videos que les permite a los estudiantes conocer sobre el uso de los sentidos en su vida
cotidiana y tomar consciencia sobre la discapacidad sensorial. En la segunda y la tercera sesión, los
estudiantes se reúnen en grupos y rotan por 6 estaciones. En cinco estaciones interactúan con
material concreto para explorar sus sentidos y en una estación emplean en gran medida sus
habilidades de comunicación escrita y oral desarrollando una entrevista con una pareja,
imaginándose cómo sería su mundo sin el sentido de la vista o la escucha. En la cuarta sesión se
realiza un análisis grupal de los datos individuales de cada estudiante, consolidándolos en tablas,
gráficas y respondiendo a preguntas estadísticas.
b. Secuencia: Objetos flotantes y sumergidos (Anexo 2. b)
La segunda secuencia también se desarrolla en 4 sesiones, cada una de 45 minutos. En estas
actividades se busca que los estudiantes construyan modelos que les permitan explorar de
manera vivencial, propiedades de la materia tales como: la densidad y el volumen de distintos
líquidos y objetos. Los estudiantes trabajan en grupos cooperativos de 4 estudiantes donde
cada estudiante tiene un rol particular. A diferencia de la secuencia anterior, todos los grupos
22
desarrollan los experimentos al mismo tiempo y se requiere que el docente brinde un
acompañamiento instruccional permanente, debido a la complejidad de los experimentos.
En la primera actividad denominada “Botellas Mágicas”, se introduce el tema con un video
explicativo sobre densidad y volumen. Posteriormente construyen una botella de líquidos
flotantes mezclando aceite de cocina, miel, jabón líquido, alcohol antiséptico y colorante, y se
introducen objetos con diferentes propiedades. En la segunda actividad llamada “Botes Flotantes y
Sumergidos”, los niños deben construir embarcaciones con diferentes materiales (plastilina,
aluminio y papel) y probar su resistencia, introduciéndolos en una cubeta de agua y agregándoles
peso hasta que se hundan. En ambas sesiones los estudiantes aplican la indagación realizando
predicciones sobre lo que ocurrirá en cada experimento y comparándolas con los resultados
obtenidos, apoyándose con el uso de tablas y gráficas.
c. Secuencia: Cambios de Estados de la Materia (Anexo 2.c)
En esta secuencia se genera una comunidad de aprendizaje con los distintos miembros de la
institución educativa, ya que se crea espacio de aprendizaje cooperativo, entre los estudiantes de
tercero de primaria y undécimo. La actividad se realiza en los laboratorios de bachillerato de la
institución, durante un bloque de dos sesiones, cada una de 45 minutos. Es dirigida por 12
estudiantes de undécimo, quienes se encargan de desarrollar experimentos y demostraciones en 6
estaciones rotativas. La docente asume el rol de observadora y facilitadora.
Durante el desarrollo de estas estaciones, los estudiantes de bachillerato enriquecen los
conocimientos que tienen los niños de tercero, sobre los cambios de estados de la materia por
medio de experimentos que incluyen manipulación de elementos tales como: el hielo seco, yodo,
metales, fuego, entre otros. Se espera que al final de la actividad, los estudiantes generen
aprendizajes significativos sobre la interacción con estudiantes mayores y sobre conocimientos
científicos tales como: los cambios físicos y químicos, la solidificación, evaporación, condensación,
fusión, entre otros. También que tengan la oportunidad de desarrollar los cinco elementos del
aprendizaje cooperativo en el aula, propuestos por Holubec, E. J. , Johnson, D. W.,& Johnson, R. T.
2. Descripción de los Datos Recolectados
a. Encuesta demográfica
Al iniciar la investigación, se realiza una encuesta demográfica a todos los estudiantes de tercero.
Este instrumento permite obtener variables independientes, que sirven para diferenciar los
23
resultados de las pruebas de habilidades científicas y conocer el contexto en el que viven los
participantes. La información que se obtiene en esta encuesta consta de los siguientes datos:
estrato socioeconómico, fecha de nacimiento, estado civil de los padres, número de hermanos
mayores y menores, formación académica y empleo de la madre.
b. Prueba de Habilidades Científicas
Se diseña una prueba que busca evaluar las siguientes habilidades científicas: desarrollar y utilizar
modelos; analizar e interpretar datos; y obtener, evaluar y comunicar información. La prueba se
inspira en evaluaciones previas alineadas a los Next Generation Science Standards (2011) y
realizadas por la Universidad del Estado de Nueva York y por el Departamento de Educación del
Estado de California correspondientes a los años 2015, 2016, 2017 y 2018. Se utilizan algunas
preguntas de estas pruebas y se diseñan nuevas preguntas que cumplen con los mismos criterios
que estas pruebas internacionales. La prueba es en inglés, se realiza en línea y es de selección
múltiple. Se presentan 20 situaciones problema en las cuales se debe responder a una serie de
interrogantes por cada una de ellas. Estas situaciones problema se encuentran en el Anexo 1 -
Prueba de Habilidades Científicas.
Esta prueba se aplica a todos los estudiantes en dos momentos, antes de la intervención que se
realiza al grupo de tratamiento (pre-test) y después de esta (post-test). El post-test no es
exactamente igual al pre-test, tiene algunas variaciones pero lleva la misma estructura y está
midiendo las mismas habilidades. Los resultados de la prueba diagnóstica permiten detectar las
fortalezas y debilidades que tienen los estudiantes en las tres habilidades científicas. A partir de
este diagnóstico, se da paso al diseño de secuencias didácticas orientadas al fortalecimiento de las
competencias de los estudiantes.
Para validar la pertinencia de la prueba, se realiza un pilotaje, con cuatro estudiantes de cuarto
grado del mismo colegio. Cada estudiante resuelve la prueba aplicando el método de Think Aloud,
donde se expresa en voz alta los pensamientos mientras se realiza una tarea de interés, en este
caso la prueba. Luego de que los cuatro estudiantes presentan las pruebas, se analizan los audios
obtenidos en esta actividad y los rendimientos que obtuvieron en la prueba, para hacer los ajustes
pertinentes a la versión inicial.
24
c. Guías de Laboratorio
En las tres secuencias didácticas, los estudiantes que pertenecen al grupo de control desarrollan
de manera individual guías de laboratorio, apoyándose del trabajo cooperativo de sus
compañeros. Estas les permiten recolectar información sobre las observaciones de los
experimentos y analizar los resultados obtenidos. En el Anexo 2 - Reportes de Laboratorio
Secuencias Didácticas, se encuentran una muestra de cuatro reportes de laboratorio diligenciados
por algunos estudiantes durante los 2 meses de intervención. En estas se puede observar las
herramientas (tablas, gráficas, hipótesis, preguntas, entre otros) que se utilizaron para
potencializar las tres habilidades científicas descritas anteriormente. También la manera en que
estos participantes registraron la información y expresaron sus conocimientos científicos a lo
largo de las actividades de clase.
3. Estrategia Empírica de Estimación
a. Diseño Cuasi - Experimental
En el método cuantitativo el diseño cuasi-experimental fue introducido por Campbell and Stanley
(1966), ante la imposibilidad de algunos investigadores de escoger aleatoriamente a los individuos
para evaluar un tratamiento. Por lo tanto, este diseño se diferencia de un experimento aleatorio,
porque el contexto y las condiciones de la investigación, no permiten escoger aleatoriamente a sus
participantes.
Se escoge este diseño ya que la docente investigadora realizará la intervención únicamente en el
curso donde enseña, el cual se conformó de manera previsible desde principio del año escolar. En
algunos estudios cuasi-experimentales se ha encontrado que los efectos de la intervención de la
cual es participe el grupo de tratamiento, se deben a diferencias preexistentes entre los grupos y
no solo como resultado de la intervención (Teti, 2005).
b. Modelo de Diferencias-en-Diferencias
Tanto en un experimento natural como en uno controlado, pueden existir diferencias sistemáticas
entre el grupo de tratamiento como en el grupo de control, incluso antes de la aplicación del
tratamiento. En este modelo se tienen en cuenta estas diferencias preexistentes, para estimar el
efecto del programa sobre la variable dependiente.
25
La razón es que la diferencia entre el grupo de tratamiento y el grupo de control en el
periodo posterior al tratamiento estaría asociada tanto al tratamiento en si, como a
diferencias que ya estaban presentes antes de la implementación del programa. El modelo
de diferencias-en-diferencias es una manera de controlarlo por estas posibles diferencias
preexistentes entre los dos grupos. (Bernal y Peña, 2011, p. 72)
A nivel numérico, para encontrar el impacto que genera un programa, el estimador de
diferencias–en–diferencias es el cambio esperado de la variable entre el periodo anterior y el
periodo posterior de la intervención, menos la diferencia esperada del grupo de control. Teniendo
en cuenta la naturaleza de este modelo, el efecto de la intervención (correspondiente al estimador
de diferencias-en-diferencias) de este estudio se calcularía con la siguiente ecuación:
Impacto del programa
Ecuación (1) del modelo de regresión
Donde:
es el cambio en el valor de durante el transcurso del experimento
es el puntaje del estudiante en la prueba de habilidad en el periodo
si el estudiante pertenece al grupo de tratamiento y cero de lo contrario
es un vector de características demográficas del estudiante que incluyen: edad,
estrato socioeconómico de sus hogares, número de hermanos mayores, número de
hermanos menores, formación académica de la madre, y trabajo de la madre.
desempeño total, habilidades de desarrollar y utilizar modelos, analizar e interpretar
datos, y obtener, evaluar y comunicar la información.
pre-test y post-test
error estándar
26
Variables Dependientes (
): son variables observables que cambian en el tiempo y dependen de
la intervención.
Rendimientos habilidades científicas
Estos rendimientos están dados en percentiles con valores numéricos de 0.00 a 1.00.
Corresponden a los puntajes obtenidos en las pruebas pre-test y post-test de los dos grupos, en
cada una de las tres habilidades científicas evaluadas (desarrollar y utilizar modelos, analizar e
interpretar datos, y obtener, evaluar y comunicar la información).
Variables Independientes : en el modelo de diferencias-en-diferencias se conocen como
regresores adicionales. “Son variables explicativas, en particular aquellas que midan características
de los individuos , ,…, , antes de la asignación del tratamiento y que no sean afectadas
directamente por el tratamiento” (Bernal y Peña, 2011, p. 77). A continuación se presentan cada
una de estas variables.
Edad en meses: a partir de la fecha de nacimiento de cada participante, se calcula la edad
en meses al momento de la intervención.
Estrato Social: número del estrato socioeconómico de cada individuo.
Estado civil padres: si los padres están casados o en unión libre, separados o viudos.
Número de hermanos: cantidad de hermanos mayores y menores que tiene cada uno de
los participantes.
Formación académica de la madre: si la madre tienen formación universitaria.
Trabajo madre: si la madre pertenece a la fuerza laboral.
c. Hipótesis
Las hipótesis a constatar en este estudio se definen a continuación:
Ho: Los estudiantes que están expuestos a metodologías de aprendizaje experiencial en ciencias naturales aprenden con mayor efectividad que los estudiantes del grupo de control.
Ha: Los estudiantes que están expuestos a metodologías de aprendizaje experiencial en
ciencias naturales, aprenden con la misma efectividad que los estudiantes del grupo de control.
27
4. Poder y precisión de la muestra
Se acude al programa de Optimal Design, para evaluar el poder estadístico de la muestra de
análisis de este estudio. Para esto se consideran los siguientes valores:
: 0.05 (intra-cluster correlation)2
J: 3 (número de aulas)
n: 35 (estudiantes por aula).
A partir de estos valores se obtienen las siguientes gráficas en donde se observa que debido al
tamaño reducido de la muestra, el poder estadístico (el cual óptimamente debería ser por encima
de 0.8) alcanza un valor inferior. En la primera gráfica (poder vs tamaño del efecto) se asume que
el tratamiento ocurre al nivel del aula y en la segunda gráfica (poder vs número de participantes)
se asume que el tratamiento ocurre al nivel del participante. En ambas gráficas, se puede observar
que para la muestra de los 104 participantes de este estudio, el poder es inferior a 0.2. Este valor
podría ser una posible explicación en el caso de no encontrar efectos significativos de la
intervención en el momento de analizar los resultados de este estudio. Sin embargo es
importante tener en cuenta que esta investigación es de carácter educativo, donde es frecuente
que los grupos estudiados sean de tamaño reducido.
Gráfica 1 Gráfica 2
Poder vs. Tamaño del Efecto Poder vs. Número de Participantes
Fuente: Elaboración propia en Optimal Design
2El programa también se corre con distintos valores de (0.10 y 0.01) obteniendo gráficas que muestran
también un poder muy bajo.
28
5. Consideraciones Éticas
Los datos recolectados en este estudio son confidenciales y se utilizan únicamente para este
estudio académico. Las identidades de los participantes así como la de la institución serán de
carácter anónimo. La participación de los estudiantes en este proyecto ha sido autorizada por
medio de un consentimiento informado firmado por sus padres. Sumado a esto, los niños han
aceptado participar voluntariamente en el proyecto al firmar un asentimiento informado para
menores de 18 años (ver Anexo 5).
Los estudiantes del grupo de tratamiento se benefician del proyecto al participar en secuencias
didácticas de aprendizaje experiencial, que les permiten acercarse a las ciencias por medio de
metodologías modernas, que involucran el aprendizaje activo, la experiencia directa y la acción en
contexto. La participación en la investigación no les generará un mayor trabajo que a los demás
cursos ya que las actividades hacen parte del programa de los logros de la clase de Ciencias
Naturales del año escolar en curso. En ocasiones los estudiantes del grupo de tratamiento deben
dedicar una mayor intensidad horaria en la asignatura que sus compañeros de los dos grupos de
control.
Aunque los estudiantes del grupo de control no hicieron parte de las intervenciones, la efectividad
de los resultados de esta investigación podrá ser el punto de partida para proponer una
transformación en la educación ejecutada por sus docentes, que les permita a sus estudiantes ser
parte de futuros espacios de aprendizaje experiencial. Los estudiantes en el grupo de control no
hacen parte de la pedagogía activa, ya que las docentes de las dos aulas que conforman este grupo
continuaron trabajando sobre la metodología de enseñanza tradicional con base en libros de
texto. La aplicación de los distintos estilos de enseñanza en el mismo nivel se debe a la
flexibilidad curricular que brinda el colegio, que les permite a los profesores aproximarse a sus
estudiantes de manera auténtica, siempre y cuando cumplan con los contenidos propuestos en los
planes académicos.
29
VI. Resultados3
1. Implementación en el Aula
La implementación de las secuencias didácticas en el aula implicó una serie obstáculos y
dificultades que en ciertos momentos interrumpieron las dinámicas de las actividades
propuestas. Reconocer estas limitantes permite establecer retos en los que se podría trabajar al
interior de la institución para que en un futuro exista un mejor desarrollo de este tipo de
dinámicas experienciales, no solo en este grupo en particular sino a nivel de toda primaria.
Uno de los retos fue el tamaño de aula, especialmente en las primeras dos secuencias donde las
actividades eran dirigidas únicamente por un adulto, en este caso la docente del grupo de
tratamiento. Trabajar con un grupo numeroso de niños, quienes han crecido en un ambiente de
educación tradicional con escasos espacios de experimentación en ocasiones generó dificultades
tales como la indisciplina, la falta de seguimiento de instrucciones, el autocontrol por parte de los
niños y el agotamiento físico de la docente.
Otro reto fue el trabajo cooperativo que se desarrollo a lo largo de las actividades. Si bien el
trabajo cooperativo se caracteriza por factores tales como la interdependencia positiva, la
contribución de todos los miembros para el alcance de una meta grupal y el desarrollo de
habilidades interpersonales, este panorama no se cumplió a cabalidad. Algunos estudiantes
optaban por hacer división de trabajo desarrollando su parte de manera aislada. Otros estudiantes
recargaban la responsabilidad en un solo miembro del equipo y aprovechaban ese espacio para
generar desorden con sus otros compañeros. Adicionalmente los diferentes roles que debían
desarrollar los integrantes del grupo no los seguían ya que no estaban conformes con el rol que les
había sido asignado o querían asumir todos los roles a la vez.
Ante estas situaciones es importante que tanto los docentes como los estudiantes cuenten con
las herramientas necesarias para poderse enfrentar a este tipo dinámicas de manera más
adecuada. Respecto a los docentes, es conveniente que reciban capacitaciones sobre dominio de
grupo enfocados en la educación en moderna, donde la disciplina no se caracteriza con el simple
3 Los resultados de esta sección están dados en percentiles, donde el símbolo de puntuación equivale al
signo decimal. Las tablas obtenidas por medio de los programas estadísticos de SPSS y Stata se encuentran en los anexos 3 y 4.
30
hecho de que los estudiantes mantengan el silencio en el aula, ya que es primordial la
participación e involucramiento activo en su proceso de aprendizaje.
Respecto a los estudiantes, es clave que desde los primeros años de escolaridad vayan
construyendo hábitos y rutinas que les permita tener una mayor autorregulación en ambientes
de aprendizaje experiencial, donde es indispensable la flexibilidad, la interacción continúa entre
pares y el seguimiento de instrucciones. Se pueden promover esto desde la disposición de los
pupitres en el salón, rompiendo con el esquema tradicional de pupitres individuales y darles la
oportunidad de trabajar en mesas conjuntas. También es conveniente seguir patrocinando
actividades académicas que involucren la integración de estudiantes de diferentes niveles como
se hizo en la última secuencia de cambios y estados de la materia, que en efecto reflejo un mayor
autocontrol de los niños al contar con el liderazgo de otras personas mayores con diferentes
experiencias y conocimientos, como lo fueron los estudiantes de undécimo.
Esto es un proceso que requiere de tiempo y esfuerzo común, pues no se puede esperar que de la
noche a la mañana, con la gestión de una única docente (como lo fue en este proyecto de
investigación), los niños moldeen todo su comportamiento y la implementación de las actividades
en el aula se desarrollen a la perfección. Entrenar a los niños desde pequeños a su vez les
permitirá prepararse para situaciones futuras no solo en la etapa escolar, sino también en la
universitaria o en la laboral donde estarán expuestos a experiencias y contextos de mayor
complejidad, donde es clave desarrollar destrezas que favorezcan su interacción social y su
capacidad para abordar la acción en contexto.
2. Estadísticas Descriptivas de los Datos
Los resultados obtenidos en la encuesta demográfica y en el pre-test de la prueba de habilidades
científicas, permitieron tener una primera medición de ciertos indicadores, dando a conocer el
estado inicial de los participantes de este proyecto de investigación. También brindó herramientas
para identificar si existen diferencias significativas entre los dos grupos.
a. Variables Demográficas
Los 104 estudiantes tienen un rango de edad de 8 a 10 años, y pertenecen a estratos
socioeconómicos 3, 4, 5 y 6. Las siguientes gráficas revelan que en esta muestra de estudiantes,
existe una mayor concentración en la edad de 9 años y en el estrato 4.
31
Gráfica 3 Gráfica 4
Estratos Socioeconómicos Edades estudiantes
Fuente: Elaboración propia en SPSS
Los datos obtenidos en la encuesta demográfica, también permiten establecer cinco variables
independientes explicativas para esta investigación. Estas variables son características de cada
uno de los 104 individuos que no son afectadas directamente por la intervención pero marcan
diferencias en los grupos. Por lo tanto, son herramientas que sirven para discriminar resultados y
realizar un mayor número de análisis estadísticos.
Dentro de estas se encuentran: la edad en meses, la cual oscila en un rango de 104 a 128 meses;
el estado civil de los padres, en el cual el 85% de los padres están casados o en unión libre; el
número de hermanos, donde el 43% de la muestra son hijos únicos, mientras que el 52% de la
muestra si tiene hermanos; la formación académica de la madre, que en este caso en el 96% de
tienen formación universitaria; y la participación de la madre en la fuerza laboral, donde el 87%
de las madres trabajan.
La tabla 3 consolida todos los valores correspondientes a las variables independientes a la
intervención. En la tabla se presenta la media y la desviación estándar de cada variable
sociodemográfica por grupo de estudio y en el total de la muestra. Así mismo se presenta en la
cuarta columna la diferencia entre el grupo de tratamiento y de control y se reporta la significancia
estadística de dicha diferencia.
32
Tabla 3
Estadísticas Descriptivas Encuesta Demográficas
A partir de esta información, se puede inferir que tanto el grupo de tratamiento como el grupo de
control, se encuentran en condiciones demográficas muy similares. En la mayoría de las variables
estudiadas, las diferencias no son estadísticamente significativas. Sin embargo, existen dos
condiciones principales, donde el grupo de control tiene factores protectores que favorecen el
aprendizaje, mientras que el de tratamiento se encuentra en desventaja.
La primera condición es el estado civil de los padres. A nivel proporcional, en el grupo de control
sólo el 10% de los hogares son de carácter mono parental, lo cual indica que la gran mayoría de
los padres aun se encuentran casados o en unión libre. En el grupo de tratamiento, el porcentaje
de padres divorciados es mucho mayor con un valor de 27%. Esta diferencia es significativa al 95%
33
al tener un nivel de significancia es de 0.029. El mayor porcentaje de niños que conviven con
padre y madre en el grupo de control un factor protector para este y una desventaja para el grupo
de tratamiento, ya que es frecuente que el divorcio afecte el rendimiento escolar de los niños,
especialmente en la educación primaria. Acevedo y Contreras (2016), realizan una investigación
frente a este tema y encuentran que los estudiantes que presentan problemas escolares en
cuanto a relaciones sociales y el rendimiento académico, pertenecen con mayor frecuencia a
hogares mono parentales.
La segunda condición estadísticamente diferente entre controles y tratados es el número de
hermanos mayores, con un p-valor de 0.055. En el grupo de control, más de la mitad de los
estudiantes tienen hermanos mayores (el 68%). Lo contrario sucede con el tratamiento, donde
solo el 38% de los estudiantes tienen la figura de hermano mayor. Teniendo en cuenta la evidencia
de investigaciones previas sobre el Peer-Effect (efecto de pares) en los hogares, se puede afirmar
que el mayor número de hermanos es un factor protector para este grupo de control. Cueto y
León (2004) realizan un estudio para evalúan los Peer-Effects, a partir de dos indicadores: la
proporción de hermanos mayores que tiene el estudiante y si el estudiante recibe ayuda de sus
padres al hacer sus tareas. Como resultado, encuentran que estos dos indicadores inciden
positivamente en el rendimiento escolar de los niños.
Esto llevaría a una subestimación del efecto de la intervención estudiada porque dadas las
características de los hogares del grupo de tratamiento, los estudiantes de este grupo podrían
haberse desempeñado peor.
Finalmente los intereses académicos de los estudiantes, se muestran en la gráfica 5. En esta
grafica se puede observar que existe un gran interés de los estudiantes en las materias de
matemáticas y de ciencias (señaladas en color azul). Los intereses académicos de los estudiantes
favorecen a este proyecto, ya que las competencias desarrolladas en estas dos asignaturas forman
parte de las habilidades científicas que se estudiarán en esta investigación.
34
Gráfica 5
Materias de Preferencia
Fuente: Elaboración propia en Excel
b. Rendimientos Prueba Diagnóstica de Habilidades Científicas
La tabla 4 muestra las estadísticas de la prueba que realizaron todos los estudiantes antes de
iniciar la intervención en percentiles (escala utilizada para realizar las regresiones en Stata).
Sumado a esto, se muestra la respectiva equivalencia del promedio general del examen,
utilizando la escala de proficiencia genética de los Next Generation Science Standards (2011), la
cual tiene un rango de 1.0 a 4.0. Para obtener la equivalencia en la escala de los NGSS se multiplica
el percentil por 4.0. Por ejemplo para hacer la conversión de la variable de resultado promedio
total (ubicada en la primera fila de la primera columna) se realiza la siguiente operación
matemática:
0.487 x 4.0 = 1.948
Lo cual estimado a la décima más cercana nos da un valor de 1.9 como se muestra en el recuadro
de la escala de los Next Generation Science Standards (NGSS ) ubicado en la parte inferior.
0 5
10 15 20 25 30 35
Nú
me
ro d
e e
stu
dia
nte
s
Materia
Materias que
involucran habilidades
científicas
Otras materias
35
Tabla 4
Resultados Pre-Test Prueba de Habilidades Científicas
Teniendo en cuenta estas estadísticas, se evidencia que los conocimientos científicos iniciales de
los dos grupos están en iguales condiciones, ya que los p-valores de las diferencias entre grupo de
estudio en todas las variables no son estadísticamente significativos. A su vez, los promedios de
las habilidades científicas se encuentran en un rango de 0.45 a 0.53 y la dispersión de los datos,
caracterizada por la desviación estándar es muy similar entre los grupos, con una dispersión que
oscila entre 0.107 y 0.164.
36
Considerando la escala de proficiencia genérica de los NGSS (2011) señalada con color naranja, los
resultados de la prueba demuestran que los estudiantes de este estudio tienen déficits en sus
habilidades científicas. Pues el rendimiento ideal esperado es de un puntaje 3.0, descrito por el
alcance de un objetivo de aprendizaje óptimo. Sin embargo, en esta muestra, los promedios de las
habilidades se acercan a un puntaje igual o cercano a 2.0, donde se considera que el estudiante
apenas está alcanzando un objetivo de aprendizaje simple. Por lo tanto, en este contexto es
conveniente propiciar espacios de aprendizaje que les permitan fortalecer estas habilidades, como
lo son las secuencias didácticas de la intervención.
3. Análisis de Fiabilidad de la Prueba de Habilidades
Para evaluar la confiabilidad del instrumento principal de recolección de datos de este proyecto,
(en este caso la prueba de habilidades científicas), se utilizó el coeficiente de Alfa de Cronbach. De
acuerdo a George y Mallery (2003), este estadístico permite estimar la fiabilidad del instrumento,
a través de un conjunto de ítems, que se espera que midan la misma dimensión teórica. Si el valor
de este coeficiente es superior a 0.7, la fiabilidad del instrumento es aceptable, si es menor a 0.7 el
instrumento es débil. El siguiente cuadro muestra el valor que se obtuvo, luego de correr las
respuestas de la prueba de habilidades científicas de los 104 estudiantes en el programa
estadístico SPSS.
La prueba de fiabilidad, que incluyó las 55 preguntas del examen, arrojó un valor de 0.768.
Teniendo en cuenta que este valor es superior a 0.7 se puede afirmar que el instrumento de
medición es consistente. Por tal motivo, se tienen en cuenta los resultados de todos los 55 ítems,
para el análisis de los efectos de las secuencias didácticas en las habilidades científicas de los
estudiantes de tercer grado.
4. Prueba de Normalidad
Antes de realizar inferencias estadísticas sobre la muestra, es fundamental conocer la forma en
que están distribuidas las variables numéricas de este estudio. Esto para verificar si los datos son
confiables, al estar la mayoría de estos concentrados en la mitad formando así una curva de
37
distribución normal. Para conocer la distribución de las de los promedios del test de habilidades
científicas, se implementaron dos métodos, uno numérico y otro gráfico.
Para el método numérico se aplicó la prueba de normalidad de Shapiro Wilk. Esta prueba,
permite identificar si el comportamiento de las variables sigue una distribución normal, en
muestras con 4 <n< 2000 observaciones (Brzezinski, 2012). La siguiente tabla consolida para cada
variable resultado, el número de observaciones y los niveles de significancia del pre –test y el
post-test de ambos grupos, obtenidos en el test de normalidad.
Tabla 5
Test de Normalidad Shapiro Wilk
La tabla 5 muestra que los datos de cada una de las variables resultado siguen una distribución
normal. Esto se debe a que tanto en el pre-test como en el post-test, los grupos obtuvieron
niveles de significancia mayores a 0.05. Al ser estos valores mayores a 0.05, se acepta la hipótesis
nula de normalidad, que plantea que las variables resultado provienen de una población
normalmente distribuida.
Para el método gráfico, se utilizó la Densidad de Kernel, la cual permitió corroborar si en los dos
grupos, las variables numéricas se comportaban normalmente. Al igual que un histograma, la
Densidad de Kernel muestra la forma en que está distribuida una variable, pero de manera más
precisa, remplazando las barras por una línea continúa. Las siguientes dos gráficas ilustran las
curvas de densidad de probabilidad de los dos grupos de estudio (tratamiento y control) en cada
una de las pruebas. El color azul representa al grupo de tratamiento y el color rojo al de control.
En el eje horizontal, está la escala de notas en decimales y en el eje vertical la densidad.
38
Gráfica 6 Gráfica 7
Densidad de Kernel Promedios Pre-Test Densidad de Kernel Promedios Pre-Test
Fuente: Elaboración propia en Stata
En estas gráficas se observa la transición que tuvieron las distribuciones de los rendimientos antes
y después de la intervención. Visualmente existe una tendencia unimodal y simétrica en las curvas
del pre-test de ambos grupos y en la curva de post-test del grupo de control. A simple vista estas
tres curvas tienen una distribución normal. Lo contrario sucede con la curva del post-test del
grupo de tratamiento, pues tiene una apariencia bimodal (con un valle cercano al puntaje de
0.65), lo cual indica que la distribución podría no ser normal. Pero comparando esta curva con los
valores de la tabla 3, se afirma normalidad en la curva, al tener un nivel de significancia de 0.052.
El método gráfico también proporcionó herramientas para analizar el efecto que tuvo la
intervención en la dispersión de los datos. Comparando las dos gráficas, se observa que la curva
del tratamiento se volvió más angosta en el post-test. Por lo tanto, el tratamiento de secuencias
didácticas ocasionó una disminución en la dispersión de los resultados de la prueba de habilidades
científicas en el grupo intervenido. El intervalo entre el valor máximo y el valor mínimo de los
promedios (representado por el rango) se redujo en 0.09. Lo contrario sucedió con el rango del
grupo de control, el cual aumento de 0.58 a 0.64. La siguiente tabla muestra, el máximo y el
mínimo puntaje obtenidos en cada prueba y el rango con sus respectivos niveles de significancia.
39
Tabla 6 Rangos Rendimiento Total de la Prueba
5. Efectos Principales
a. Estimador de Diferencias- en -Diferencias con Regresores Adicionales
Como se mencionó en el apartado de estrategia empírica de estimación, el modelo de
diferencias–en–diferencias permite hacer un análisis más robusto del que se podría realizar si no
se tuviera control de las diferencias preexistentes entre ambos grupos. “El efecto equivale al
estimador de diferencias–en- diferencias, lo que hace es medir la ganancia del grupo de control,
con respecto a la ganancia en el grupo de tratamiento” (Bernal y Peña, 2011, p. 75). En particular,
se estima la diferencia en el cambio en las pruebas de habilidades científicas entre el período post
y el período pre, entre el grupo de tratamiento y el grupo de control. Al estimar esta diferencia en
cambios, se controla también por características sociodemográficas de los niños y sus hogares, lo
cual contribuye a la precisión de los estimadores.
Utilizando la ecuación (1) presentada en la sección de metodología, se corrió una regresión en
Stata para cada una de las variables resultado. Se incorporó también el clúster de curso para
tener en cuenta el hecho de que todos los niños del aula de tratamiento recibieron la misma
intervención y por tanto sus resultados de habilidades están correlacionados. Partiendo de los
resultados generados en el programa estadístico, se consolidó la tabla 7 que reúne las estadísticas
principales de cada una de las secciones de la prueba de habilidades científicas. Dentro de estos
valores se encuentran: el número de participantes (1), la media inicial del resultado en cada
prueba y el error estándar del grupo control como punto de referencia (2), el estimador de
diferencias–en-diferencias con su respectivo error estándar (3) y el nivel de significancia (4).
40
Tabla 7
Efectos principales
Los datos muestran efectos sobre las diferencias que son estadísticamente significativos en tres
de las cuatro variables de resultado (señaladas en el recuadro azul). El efecto sobre las habilidades
totales fue de 0.135, lo equivalente a 13.5 puntos porcentuales de la prueba o un 28% de mejoría
con respecto al estado inicial del grupo de control. Por lo tanto el puntaje estandarizado con
respecto a la escala de proficiencia genética de los Next Generation Science Standards (2011)
pasa de 1.9 a 2.5. Esto indica que la intervención desplazó el rendimiento de los estudiantes de
un objetivo de aprendizaje simple a un éxito parcial de un objetivo de aprendizaje óptimo (ver
recuadro de la tabla 4).
Para habilidad 1 de desarrollar y utilizar modelos, el resultado fue similar al promedio total, con un
efecto de 15.7 puntos porcentuales de la prueba. Por lo tanto el rendimiento mejoró en un 30%
respecto al estado inicial del grupo de control. En términos de la escala NGSS, el puntaje aumenta
0.5 puntos pasando de un puntaje de 2.1 a uno de 2.7.
Adicionalmente, comparando los efectos de las variables resultado, se observa una mejoría
sustancialmente mayor en la habilidad 2 de analizar e interpretar datos con un incremento de
16.8 puntos porcentuales. Esto quiere decir que los estudiantes que participaron en la
intervención mejoraron sus rendimientos en aproximadamente 1/3 de estado inicial de la prueba,
pasando de tener un puntaje de 0.49 a uno de 0.67. En la escala de proficiencia genética de los
41
NGSS (2011), el puntaje del post-test equivale también a 2.7, lo que acerca al grupo de estudiantes
hacia un objetivo de aprendizaje óptimo.
Adicionalmente, teniendo en cuenta que el nivel de significancia de la habilidad 3 de obtener,
evaluar y comunicar información no es significativo, se podría decir que únicamente para esta
dimensión, la hipótesis nula (Ho)4 de este estudio se rechaza y la alternativa (Ha)5 no se rechaza.
Por lo tanto, en esta muestra de estudiantes, aquellos que aprenden por metodologías modernas
(trabajo cooperativo, uso de material concreto y experimentación), desarrollan esta habilidad con
la misma efectividad que quienes que aprenden de manera tradicional (lectura de texto,
memorización de conceptos, entre otros). Sin embargo cabe mencionar que aunque el p-valor de
la diferencia de esta habilidad no alcanza a ser estadísticamente, tiene una tendencia a serlo ya
que su valor solo se excede en 0.002 puntos del máximo valor establecido a nivel estadístico
(0.10).
Para terminar, cabe recordar que bajo el supuesto básico de la metodología de diferencias -en –
diferencias, en ausencia del tratamiento los dos grupos (tratamiento y control) habrían
evolucionado de manera similar en su aprendizaje. No obstante, no se tiene información
suficiente para verificar este supuesto, ya que sólo se recogieron datos de la prueba de
habilidades científicas en dos momentos. Sin embargo, hay razones para pensar que no existe
ninguna diferencia sistemática que oriente a pensar que los rendimientos de los estudiantes
habrían evolucionado distinto en ausencia de la intervención de aprendizaje experiencial.
b. Representación Gráfica del Estimador de Diferencias- en- Diferencias
Los efectos de la intervención de cada variable resultado, se pueden ver ilustrados en el esquema
4. En los ejes horizontales se muestran los periodos en que se realizaron las pruebas, donde t=1
corresponde al pre-test y t=2 al post-test. En los ejes verticales se muestra los promedios de las
notas que obtuvo cada uno de los grupos. La magnitud del estimador de diferencias-en-
diferencias, se representa por el corchete de color verde ubicado en el lado derecho. También las
gráficas contienen en la parte inferior, una tabla que indica los promedios exactos para cada uno
de los grupos.
4 Ho: Los estudiantes que están expuestos a metodologías de aprendizaje experiencial en ciencias naturales aprenden
con mayor efectividad que los estudiantes del grupo de control.
5 Ha: Los estudiantes que están expuestos a metodologías de aprendizaje experiencial en ciencias naturales, aprenden
con la misma efectividad que los estudiantes del grupo de control
42
Esquema 4
Gráficas del Estimador de Diferencias-en-Diferencias de las Variables Resultados
Fuente: Elaboración propia en excel
El valor del estimador de diferencias-en-diferencias se obtiene calculando la diferencia de los
rendimientos entre grupos en el período posterior (t2) a la intervención menos la diferencia
preexistente de los rendimientos entre grupos en el período anterior (t1) a la intervención. A
manera de ejemplo, el efecto de la primera gráfica del prometió total de la prueba de habilidades
científicas se calcula de la siguiente manera. Este cálculo no incluye los regresores adicionales de la
ecuación (1), sin embargo el resultado da un valor muy similar al efecto de la tabla 7.
( 0.704 – 0.555) - (0.496 – 0.484 ) = 0.137
43
De esta manera, “el estimador de diferencias- en- diferencias elimina la influencia de los valores
iniciales de la variable Y que pueden variar sistemáticamente entre el grupo de tratamiento y el
grupo de control” (Bernal y Peña, 2011). En las gráficas señaladas, la eliminación de las diferencias
sistemáticas, desplazan la línea azul hacia a una nueva posición, representada por la línea negra
punteada, donde el valor en t=1 es el mismo para ambos grupos.
A partir del esquema 3, se puede observar, primero, que los grupos de tratamiento y control
inician en niveles similares de habilidades al comienzo de este estudio, con unas pequeñas
diferencias en análisis e interpretación de datos en contra del grupo de control y una pequeña
diferencia en obtención, evaluación y comunicación de información a favor del grupo de
tratamiento. Segundo, se puede observar que todos los estudiantes mejoraron sus habilidades
científicas entre un período y otro, independiente de que participaran o no en el tratamiento. Esto
se observa en la pendiente creciente que exhibe tanto el grupo de control como el grupo de
tratamiento en cada una de las habilidades presentadas en la gráfica. No obstante, la pendiente
que indica el crecimiento de habilidades entre el período pre y el período post en el grupo de
tratamiento es más pronunciada. Por lo tanto para este grupo los rendimientos mejoraron en
mayor medida.
Por otro lado, se observa que una de las razones por la cual la habilidad 2 de analizar e
interpretar datos tuvo un mayor efecto sobre las diferencias que las otras variables, es que la
pendiente del grupo de tratamiento mostrada en color rojo tiene una mayor inclinación en
comparación a las pendientes de las otras tres variables resultado (promedio total y habilidades 1
y 3).
6. Análisis de varianza
En la anterior sección se analizaron los efectos de la intervención sobre las diferencias entre el
grupo de control y el grupo de tratamiento. En este apartado se realiza un análisis es de varianza
(ANOVA) que permite examinar los efectos sobre las medias y probar las siguientes hipótesis:
.
Ho: La media de la prueba diagnóstica y la media de la prueba final son iguales.
Ha: La media de la prueba diagnóstica y la media de la prueba final son diferentes
44
La siguiente tabla consolida los resultados obtenidos en cada una de las variables de resultado
incluyendo: el promedio de ambas pruebas y el nivel de significancia, tanto para ambos grupos
(control y tratamiento) como a nivel total.
Tabla 8
Análisis de Varianzas
A partir de los resultados de la tabla 8 se acepta la hipótesis nula (Ho) de igualdad de medias
únicamente para dos de las habilidades del grupo de control: (1) desarrollar y utilizar modelos y
(2) analizar e interpretar datos, al tener niveles de significancia superiores a 0.10. Lo contrario
sucede con las demás variables de resultado (todas las variables tanto del grupo de tratamiento
como del total de la muestra; y del promedio general y la habilidad 3 de obtener, evaluar y
comunicar información del grupo de control) donde se acepta la hipótesis alterna (Ha). Por lo
tanto las medias del pre-test y el post-test son estadísticamente diferentes y por ende si hubo una
mejoría en los rendimientos luego del periodo de intervención para ambos grupos, en las variables
mencionadas.
Teniendo en cuenta lo anterior, es válido afirmar que aunque en la sección (5) de efectos
principales se estableció que el efecto sobre las diferencias no fue estadísticamente significativo
en la habilidad 3 de obtener, evaluar y comunicar información, la mejoría que hubo en los
rendimientos del post - test sobre esta habilidad si fue estadísticamente significativa tanto para los
estudiantes que participaron en las intervenciones de aprendizaje experiencial (p- valor 0.0000) ,
como aquellos que siguieron una metodología tradicional de comprensión de lectura del texto
guía (p-valor 0.0002). Adicionalmente, aunque en el método estadístico de diferencias-en-
diferencias el efecto sobre las diferencias estuvo a favor del grupo de tratamiento en el promedio
45
total del examen, la intervención realizada por las docentes del grupo control si generó una
mejoría en los resultados de sus estudiantes, al tener un nivel de significancia de 0.0008.
7. Efectos Heterogéneos
En esta sección se evalúa si la intervención tuvo efectos diferenciales según las características
iniciales de los estudiantes. Con este objetivo, se evaluaron efectos heterogéneos del programa
por edad del estudiante y por su nivel de habilidades inicial (en línea de base).6 Para cada una de
las dos variables discriminantes, la muestra se dividió en dos grupos: por debajo y por encima de la
media (de edad o de habilidades científicas en línea de base, según sea el caso).
a. Impactos de la Intervención según el Nivel Inicial de las Habilidades del Estudiante
Primero, se presentan los resultados heterogéneos según la habilidad inicial de los estudiantes.
Para cada una de las variables resultado, se categorizó la muestra de los 104 estudiantes en dos
grupos: aquellos que obtuvieron en el pre-test un puntaje por debajo de la media (bajo
rendimiento) y los que tuvieron un puntaje igual o superior a la media (alto rendimiento).
Retomando la escala de los Next Generation Science Standards del recuadro de la tabla 4, los
estudiantes por debajo de la media (con puntajes equivalentes o menores de 2.0 en la escala
NGSS) apenas alcanzaron un éxito parcial de un objetivo de aprendizaje simple con errores
mayores.
Posteriormente se corrió la regresión de diferencias-en-diferencias presentada en la sección 3.b.
para cada uno de los dos grupos y se construyó la tabla 9, la cual muestra los efectos y el nivel de
significancia para cada grupo y la diferencia entre estos. Las casillas resaltadas en azul, indican
los casos en que la diferencia del impacto del programa entre el grupo de alto rendimiento y el
grupo de bajo rendimiento es estadísticamente significativa.
6 Este análisis también se realizó para otras características como el nivel de ingreso del hogar y la educación
materna pero no se encontrar efectos diferenciales por lo cual no se reportan en el documento. Los resultados están disponibles por solicitud.
46
Tabla 9
Efectos Heterogéneos según los Niveles Iniciales de la Prueba
A partir de los datos expuestos en la tabla 8 se puede confirmar tres hallazgos. Primero a nivel
total, la intervención generó un efecto estadísticamente significativo tanto para los estudiantes
que tuvieron rendimientos por debajo de la media en la prueba inicial, como para aquellos que
tuvieron rendimientos por encima de la media. No obstante, el estimador de diferencias-en-
diferencias de los estudiantes con alto rendimiento, proporcionalmente solo alcanza el 43%
(0.085 / 0.196) del efecto de los estudiantes con bajo rendimiento. Por lo tanto en el post-test, los
estudiantes con bajo nivel inicial de habilidades científicas mejoraron sus rendimientos en mayor
medida que los demás estudiantes.
Segundo, para las habilidades 1 (desarrollar y utilizar modelos) y 3 (obtener, evaluar y comunicar
información), la intervención solo fue efectiva para los estudiantes que empezaron por debajo del
promedio. Esto se debe a que en el grupo de alto rendimiento, los niveles de significancia de estas
habilidades no fueron estadísticamente significativos, al tener valores de 0.30 y 0.89. Luego el
efecto señalado es equivalente a un cero estadístico, por lo que se podría afirmar que para este
grupo de alto rendimiento inicial, la intervención no tuvo un efecto significativo.
Tercero, el efecto heterogéneo en la habilidad 2 (analizar e interpretar datos), fue el más fuerte
de las tres prácticas puesto que benefició por igual a los grupos de alto y bajo rendimiento inicial.
47
Esto se debe a que por un lado, los efectos para los estudiantes de bajo y alto rendimiento fueron
significativos al 99% y al 90% respectivamente. Por otro lado, el p-valor de la columna 3, que
muestra la diferencia entre ambos grupos, no es significativo al tener un valor de 0.118. Esta
última cifra hace que la efectividad del programa sea equivalente para ambos grupos.
b. Impactos de la Intervención según la Edad de los Estudiantes
Para encontrar si existían diferencias en los promedios de los estudiantes de acuerdo a su edad, se
calculo la edad promedio de la muestra, obteniendo un valor de 115 meses (lo equivalente a 9
años y 7 meses). Luego se generó una variable binaria, para dividir los niños por debajo y por
encima de la media y se corrieron las regresiones para cada una de las variables resultado.
La tabla 10 consolida los resultados de las regresiones realizadas en Stata incluyendo: el estimador
de diferencias-en-diferencias con su error estándar para los niños menores y mayores a la edad
promedio y la diferencia que hay entre los efectos de los dos grupos con su nivel de significancia.
Tabla 10
Efectos Heterogéneos en Edad en Meses
En la tabla 10 se evidencia que en todas las variables resultado, el efecto fue superior en los
estudiantes que están por encima de la edad promedio (primera columna), que en aquellos que se
48
encuentran por debajo de la edad promedio (segunda columna). Estas diferencias fueron
estadísticamente significativas al tener p-valores entre 0.008 y 0.039.
Por lo tanto, aunque toda la muestra poblacional se encuentra en la etapa de desarrollo de
operaciones concretas (8 a 11 años) y reciben las mismas clases en el colegio, siguen existiendo
diferencias en el desarrollo cognitivo. Pues el rango de edades en el grado tercero incide
notoriamente. El estudiante menor del nivel, con 8 años y 8 meses, acaba de terminar la etapa
pre operacional y apenas está iniciando la de operaciones concretas. Mientras que el estudiante
mayor, con 10 años y 8 meses, ya ha adquirido por más tiempo, el desarrollo de operaciones
lógicas, que le permiten comprender conceptos numéricos y científicos con mayor facilidad.
VII. Discusión
Los resultados de esta investigación aportan al progreso de la enseñanza de las ciencias en la
educación primaria. Por medio de la utilización de metodologías modernas, donde la experiencia
fue el centro del aprendizaje, la intervención mejoró significativamente los rendimientos de los
estudiantes en ciertas habilidades científicas y aun quedan algunas por mejorar. A partir del
análisis de datos, se puede hacer una triangulación de información que integra los siguientes
componentes: los planteamientos de los autores que inspiraron esta tesis, las condiciones
demográficas de la muestra, las dinámicas realizadas en las secuencias didácticas y los resultados
obtenidos a través del método estadístico de diferencias-en-diferencias.
Un aspecto a considerar son las diferencias que se encontraron en las variables de control
obtenidas en la encuesta demográfica. Estas permitieron identificar únicamente dos desventajas
preexistentes en el grupo de tratamiento: una mayor cantidad de familias mono parentales y una
menor existencia de hermanos mayores. Los efectos que generó esta intervención en los
rendimientos de los estudiantes del grupo de tratamiento podrían haber sido mayores que los
existentes, si los contextos familiares de ambos grupos fueran iguales. Se concluye esto, a partir de
una serie de estudios realizados en Colombia, que encontraron que el divorcio afectan el
49
rendimiento escolar de los hijos (Acevedo y Contreras, 2016). También que el Peer-Effect7 en los
hogares inciden positivamente en el rendimiento escolar de los niños (Agüero y Cueto, 2004).
Dentro de las razones que ayudaron a desvanecer el riesgo latente de que los estudiantes tratados
tuvieran efectos negativos en la prueba (debido a menor Peer-Effect en sus hogares) están los
elementos pedagógicos implementados en las secuencias didácticas, en especial el trabajo
cooperativo. Según Vigotsky (1978), el desarrollo cognitivo se promueve gracias a la interacción
con otros individuos con diversos conocimientos y experiencias. Por lo tanto, el generar espacios
de enseñanza donde los cinco elementos del aprendizaje cooperativo de Holubec, Johnson, D. y
Johnson, R (1994)8 estuvieron presentes, generaron un aprendizaje más efectivo principalmente
en las habilidades 1 de desarrollar y utilizar modelos y 2 de analizar e interpretar datos.
A manera de ejemplo, en la secuencia 1: explorando los 5 sentidos (ver anexo 2.a), los objetivos de
aprendizaje no se hubiesen podido alcanzar si la modalidad de la didáctica fuera individual. Pues
en cada una de las estaciones, se requería del trabajo en equipo para el desarrollo de las
actividades. Algunas de estas fueron: asignación inicial de roles específicos para cada estudiante
(leader, recorder, writer and materials manager); entrevistar a un compañero imaginándose como
sería su mundo sin el sentido de la escucha o la vista; comparar las percepciones de ciertas
esencias frutales y sonidos, graficando y calculando estadísticas de los resultados totales del
grupo, entre otras.
Otro aspecto que permite realizar conexiones con la literatura, es el resultado general obtenido
en la habilidad 3: obtener, evaluar y comunicar información. En esta dimensión, el efecto que
generó la intervención sobre las diferencias no fue estadísticamente significativo. Tal como lo
establecieron Martin y Veel (1998) en sus investigaciones, es válido justificar que para esta
muestra, la lectura y la comunicación siguen siendo uno de los desafíos más grandes en el
aprendizaje de las ciencias. Para que los estudiantes puedan leer científicamente y preguntarse
sobre lo que los rodea, es importante que tengan los medios para manifestar sus comprensiones
de manera escrita, oral e ilustrada (National Research Council, 2011).
7 Efecto de pares, caracterizado por dos indicadores: la proporción de hermanos mayores que tiene el
estudiante y si el estudiante recibe ayuda de sus padres al hacer sus tareas. 8 Cinco elementos: interdependencia positive, responsabilidad individual y grupal, interacción estimuladora,
prácticas interpersonales y grupales y evaluación grupal.
50
Analizando las dinámicas realizadas en las tres secuencias didácticas, se identifican posibles
causas por las cuales el estimador de diferencias-en-diferencias de la habilidad 3 (obtener, evaluar
y comunicar información) no fue significativo. La primera causa es que los espacios de
comunicación no se potencializaron al máximo durante la intervención. Esto se debe a que las
secuencias estaban enfocadas principalmente en la comunicación escrita (desarrollando textos
para escribir sus hipótesis y resultados) e ilustrada (construyendo modelos y gráficas), pero no
en la oral. Carecieron los espacios donde los estudiantes pudieran exponer sus ideas científicas
verbalmente, más allá de la interacción entre pares. Actividades tales como: una exposición oral
sobre un tema, una dramatización, una mesa redonda, un noticiero, entre otros, hubiesen sido de
gran utilidad.
Una causa adicional que sustenta este resultado, es que mientras el grupo de tratamiento
desarrollaba sus clases bajo la metodología del aprendizaje experiencial, los otros dos salones
(grupo de control), en la medida en que seguían la lectura del texto guía, incorporaban una serie
de técnicas de comprensión de lectura9 , que propician la evaluación y comunicación de
información. Algunas de estas técnicas, podrían haberse incorporado en las secuencias
favoreciendo principalmente al estilo de aprendizaje Teórico de Kolb (1976). En este estilo, el
estudiante aprende realizando un análisis lógico de las ideas, “integrando acciones y reflexiones en
marcos más amplios de conocimientos” (García, 2014, p. 9).
Adicionalmente otros aspectos a considerar son los efectos heterogéneos que se encontraron en
la variable de control de edad meses y en los niveles iniciales de las habilidades de los estudiantes.
Respecto a la edad en meses se puede atribuir a la Teoría del Desarrollo Cognitivo de Piaget
(1977). Los resultados muestran que la edad incidió notoriamente en los rendimientos, por más
de que todos los 104 participantes se encontraran en la misma etapa de desarrollo cognoscitivo
denominada Operaciones Concretas (8 a 11 años). Pues en el post-test se encontró que los niños
mayores mejoraron en más puntos porcentuales que los menores, en todas las cuatro variables
resultado (el promedio total del examen y las tres habilidades). Esto invita a explorar
planteamientos de otros autores, que reconocen diferencias en el desarrollo de los niños de 8, 9
y 10 años (edades que caracterizan este grupo de estudiantes).
9 La identificación de la idea principal y los detalles importantes del texto, la realización de conexiones y
predicciones, la creación de imágenes mentales, determinando la importancia del resumen, entre otras.
51
Uno de estos autores es Arrizabalaga (2017), periodista española que investiga sobre las edades
del aprendizaje en la infancia a nivel cognitivo. Identifica que a los 8 y 9 años, los estudiantes
inician su acercamiento al mundo natural y social, donde deben activar sus procesos de memoria y
avanzar hacia la representación dimensional y numérica. A los 10 años de edad, los niños ya
deben haber consolidado estos procesos y empiezan a desarrollar el pensamiento en abstracto y
crítico, razonando de forma hipotético–deductiva y considerando todas las variables que le
permitan afirmar la verdad o falsedad de algo (Sanz de Acevedo, 2006). Estos hallazgos podrían
sustentar el porqué la variable de edad, incidió positivamente en las habilidades científicas.
Otro autores son Castillo-Preciado et al (2014), quienes realizan un estudio para determinar las
diferencias en el desarrollo cognitivo y en las funciones ejecutivas de la niñez a la juventud. Su
investigación permite identificar otras posibles razones por las cuales los efectos en las habilidades
científicas de los participantes con mayor edad fueron más notorios. Una de ellas es que a los 9
años de edad el control inhibitorio (que tienen que ver con el procesamiento de ideas) y la
memoria de trabajo (relacionada con la retención de información) alcanzan su máximo
rendimiento. Una razón adicional es que a los 10 años de edad la agrupación semántica en las
tareas de codificación (que permite desarrollar una memoria estratégica) se hace más evidente en
los niños.
Respecto a los efectos heterogéneos encontrados en los niveles iniciales de las habilidades de los
estudiantes, se puede traer a colación nuevamente los planteamientos de David Kolb. El estilo de
la prueba inicial de habilidades científicas se fundamenta principalmente en los estadios de
aprendizaje Reflexivo y Teórico, ya los estudiantes deben emplean principalmente la observación
y el pensamiento lógico de las ideas para aplicar sus conocimientos y escoger la respuesta de
selección múltiple correcta. Mientras que el diseño de las secuencias didácticas apunta mas a los
estadios de aprendizaje Activo y Pragmático donde la experiencia concreta y el “aprender
haciendo” son el eje fundamental.
A partir de lo anterior se puede identificar una de las posibles razones por las cuales el efecto que
generó la intervención fue mayor en los estudiantes del grupo de bajo rendimiento inicial que en
aquellos con alto rendimiento. Esta razón consiste en que los estudiantes de bajo rendimiento
podrían tener menos desarrollado los estadios de aprendizaje Reflexivo y Teórico que se emplean
una prueba sumativa. La participación de estos estudiantes en la intervención de aprendizaje
experiencial seria el motor que les permitió adquirir las destrezas necesarias para mostrar sus
52
habilidades en la prueba y tener un efecto mayor que el grupo de estudiantes con alto
rendimiento, quienes se les facilitan dar cuenta de sus conocimientos en una prueba de este tipo.
Para terminar es importante recordar dos puntos clave de esta investigación. El primero es que no
se encontraron efectos estadísticamente significativos en las demás variables de control (número
de hermanos, estado civil padres, educación de la madre, situación laboral de la madre y estrato)
al correr las regresiones en el programa estadístico. Sin embargo estas variables permitieron dar
una caracterización detallada de los estudiantes que integraron esta muestra.
El segundo es que aunque la intervención de esta investigación solo duró un bimestre del año
escolar y estuvo enfocada únicamente en tres tópicos, generó efectos significativos sobre los
rendimientos de los estudiantes. Si esta intervención se hubiera prolongado por todo el año
escolar, recolectando información longitudinal en cuatro momentos (correspondientes a cada
bimestre escolar) los resultados serian diferentes e incluso podrían haber existido efectos sobre
las otras variables de control.
VIII. Limitaciones del Estudio
La naturaleza, el contexto y la metodología utilizada generan algunas limitaciones al estudio. De
no existir estas limitaciones, se hubiesen podido encontrar otros resultados interesantes en el
ejercicio de análisis. A continuación se explican cada una de ellas.
Una de estas es tamaño reducido de la muestra. Pues el hecho de que solo existan 104
participantes en este estudio y que los grupos participantes sean de un tamaño pequeño
(aproximadamente 35 estudiantes) genera consigo un poder estadístico de 0.2. Este poder
debería ser igual a superior 0.8, para que la probabilidad de aceptar la hipótesis de estudio fuera
alta. Por lo tanto, es evidente que este factor, es una de las explicaciones porque en alguno de los
constructos, como lo fue en la habilidad de comunicación, los efectos no fueron estadísticamente
significativos.
53
Otra limitación es el tiempo de duración del programa. Si bien esta intervención generó efectos
positivos y algunos de estos significativos. Dos meses de intervención es solo 1/4 del tiempo
escolar de los niños (considerando que el año académico de los estudiantes está dividido en
cuatro bimestres). En este corto periodo, ellos apenas se están apropiando de las nuevas
metodologías de enseñanza. De haber prolongado la intervención, las estrategias utilizadas
podrían haberse adaptado y modificado, en aras de mejorar y reducir fallas encontradas, como lo
fue la falta de seguimiento de instrucciones y de autorregulación de ciertos niños ante ciertas
dinámicas. Los docentes enfocamos nuestros esfuerzos en una adecuada planeación, sin embargo
a veces existen factores externos, que obstaculizan las actividades y no salen exactamente como
se espera.
También la estrategia de datos utilizada fue un obstáculo para esta investigación. A grandes rasgos
el paradigma positivista, bajo la metodología diferencias-en-diferencias, generó resultados muy
valiosos en estudio. Sin embargo, podría haber sido enriquecedor analizar observaciones de clase,
opiniones de los estudiantes frente a las actividades. Esto permitiría encontrar patrones que no se
pueden analizar a simple vista, únicamente con los resultados cuantitativos del test de habilidades
científicas.
La última limitación es la estructura de enseñanza que se maneja en el colegio, donde tres
profesoras dictan la mayoría de asignaturas a un solo grupo de estudiantes. Por ende, los niños
no tienen la posibilidad de conocer los estilos de enseñanza de los docentes de los otros salones
del mismo nivel. En otros colegios, los profesores de primaria asumen el liderazgo de una sola
materia en todos los cursos del mismo nivel. Si el colegio tuviera la estructura de estos colegios
los resultados de este programa podrían haber sido distintos. Pues al tener cada salón una
docente distinta, surgen factores no medibles como las personalidades de las profesoras, la
conexión y empatía que tienen con sus estudiantes, que también pueden incidir en los
rendimientos y la motivación de los niños.
54
IX. Conclusiones
Teniendo en cuenta los resultados generados a partir de la intervención realizada en el grado
tercero del colegio investigado, se concluye que la implementación de metodologías aprendizaje
experiencial, favorece el desarrollo de habilidades científicas, en los estudiantes de educación
primaria. La experiencia adquirida durante los 2 meses de intervención, le permitió al grupo de
tratamiento alcanzar un aprendizaje más efectivo, principalmente en las dimensiones que
incorporan el uso de modelos y la interpretación de datos. También la comparación de los
resultados, permitieron rescatar estrategias utilizadas por las docentes del grupo de control, que
favorecen las habilidades de comunicación en la misma medida que las metodologías modernas,
utilizadas por la docente del grupo de tratamiento.
Por otra parte, se encontró que los efectos de las secuencias didácticas no dependieron
exclusivamente de la intervención, sino también de variables exógenas tales como la edad y los
distintos niveles de rendimiento de los estudiantes. Así mismo, se reconoce la importancia de que
el docente conozca el contexto, los intereses y las habilidades previas de sus estudiantes antes de
intervenir en el aula. Pues el hecho de que la docente investigadora de este proyecto haya
diseñado las secuencias didácticas después de analizar los datos obtenidos en la encuesta y los
resultados de la prueba inicial de habilidades científicas, podría ser una explicación de los efectos
positivos del programa.
Diseñar actividades de acuerdo a las características de un determinado grupo de estudiantes
permite espacios de aprendizaje que logren suplir sus necesidades, motivarlos y generar un
aprendizaje más significativo en los niños. A partir de los hallazgos encontrados, se pueden
proponer estudios futuros que le den continuidad a esta investigación cuantitativa. Esto con el fin
de acercarse a la enseñanza de las ciencias desde nuevas miradas donde la experiencia directa, el
trabajo en equipo y los diferentes estilos de aprendizaje son algunas de las bases fundamentales
para alcanzar un aprendizaje efectivo y trascender a otros contextos educativos. Además de
proporcionar a los docentes de primaria herramientas tales como uso de unidades didácticas que
les permita reflexionar y motivarse innovar en el aula, respondiendo con las demandas de los
jóvenes del siglo XXI.
55
A nivel interno, esta tesis puede ser la materia prima para realizar un estudio longitudinal en la
institución educativa estudiada, que permita recolectar datos durante más periodos, no solo de la
misma muestra, sino también de estudiantes de otros grados. Por ende, poder comprobar si los
efectos encontrados se replican a lo largo de la institución y no únicamente por la gestión de la
docente investigadora en un grupo en particular de niños. Esto podría ser una herramienta para
que el colegio acuda al apoyo de entidades externas tales como el programa de Pequeños
Científicos de la Universidad de los Andes, que ayuden a capacitar a sus docentes en el desarrollo
de módulos didácticos que promuevan la educación STEM.
Es necesario que el colegio intervenido invierta en proyectos que favorezcan la enseñanza de las
ciencias naturales, al igual que lo han hecho en las clases de lenguaje, donde los docentes han
tenido la oportunidad de recibir el apoyo de agentes externos internacionales para la capacitación
de técnicas de comprensión de lectura. Si bien estas herramientas han favorecido los procesos
académicos de sus estudiantes, se ha desatendido la asignatura de ciencias naturales, donde la
experimentación es clave para desarrollar un pensamiento científico efectivo. Sumado a esto, el
colegio no cuenta con la figura de “jefe de área”, que oriente y apoye a los docentes de primaria,
(quienes en la mayoría de casos no cuentan con la formación profesional para la enseñanza de
esta asignatura), en la dinámica de sus clases. Es necesario que:
Los líderes estatales y locales en la educación de las ciencias, proporcionen a los profesores
modelos de instrucción en el aula que brinden oportunidades para la interacción en el
aula, donde los estudiantes puedan realizar investigaciones, hablar y escribir sobre sus
observaciones de un fenómeno, su comprensión emergente de las ideas científicas y las
formas de probarlas (National Reseach Council, 2007, p. 23).
A nivel macro, se podrían emprender estudios de carácter mixto tanto en este como en otros
colegios de Colombia, que propicien de manera didáctica el desarrollo las 8 prácticas científicas10
escolares propuestas por los Next Generation Science Standards (2011). El incorporar datos
cualitativos a una investigación similar a esta, le brindaría a las instituciones una evidencia más
contundente de los efectos obtenidos, donde “las palabras, los materiales audiovisuales y otros
elementos narrativos pueden ser usados para agregar significado a los números” (Hernández-
10
Hacer preguntas (para la ciencia) y definir problemas (para la ingeniería); Desarrollar y utilizar modelos; Planificar y realizar investigaciones; Analizar e interpretar datos; Usar las matemáticas, la información y la tecnología informática, y el pensamiento computacional; Construir explicaciones (para la ciencia) y diseñar soluciones (para la ingeniería); Realizar argumentos para la evidencia; Y obtener, evaluar y comunicar la información.
56
Sapieri, 2011, p. 7). También se podrían realizar estudios bajo el marco de la investigación -acción,
que permita hacer un análisis cíclico de las intervenciones por medio de los cuatro pasos que se
siguen en este tipo de investigaciones (planificar, actuar, observar, reflexionar).
Adicionalmente, estas investigaciones le brindarían a los colegios herramientas para modificar sus
planes de estudio y crear currículos innovadores. Que no se centren únicamente en el
cumplimiento de un sinnúmero de contenidos, sino que integren distintas áreas del conocimiento,
se aproximen a las realidades de los estudiantes y potencialicen sus capacidades. “Actualmente,
los estándares y muchos materiales de currículo ampliamente utilizados no reflejan lo que ahora
se sabe sobre el pensamiento de los niños, en particular las capacidades cognitivas de los niños
más pequeños” (National Research Council, 2007, p. 22).
Para terminar, los efectos encontrados en esta investigación invitan a los profesores de primaria y
secundaria a realizar una reflexión respecto a sus prácticas docentes, no solo en el área de ciencias
naturales sino también en cualquier otra asignatura. Pues nos encontramos en una nueva era
donde los avances tecnológicos, las dimensiones sociales, ambientales, entre otras están en
constante transformación. Es necesario que los profesores salgan de la zona de “confort” de los
métodos receptivos y de transmisión por el maestro y que estén dispuestos a modificar y adaptar
sus prácticas en el aula, respondiendo a la evolución de los métodos de enseñanza, a las
necesidades actuales, a los distintos estilos de aprendizaje y al desarrollo cognitivo de los
estudiantes.
La experiencia, la acción directa, la interacción y la cotidianidad de los estudiantes, son
fundamentales para generar un aprendizaje significativo que permita desarrollar plenamente las
habilidades de los estudiantes. “Por lo tanto, los métodos activos no conducen en absoluto al
individualismo anárquico, sino a una educación de la autodisciplina y el esfuerzo voluntario,
esencialmente si se combinan el trabajo individual y el trabajo por equipos” (Piaget, 1969, p. 99).
57
X. Referencias
Acevedo, I.J., Contreras, K.A. (2016). Revisión Literaria Efectos del Divorcio de los Padres En El Rendimiento .Académico De Sus Hijos. Universidad Cooperativa de Colombia, Sede Bucaramanga. Programa de Psicología. Recuperado de http://repository.ucc.edu.co/bitstream/ucc/325/1/Efectos%20del%20divorcio%20de%20los%20padres%20en%20el%20rendimiento%20acad%C3%A9mico%20de%20sus%20hijos.pdf
Agüero, J., & Cueto, S. (2004). Dime con quién estudias y te diré cómo rindes: Peer-effects como
determinantes del rendimiento escolar. Consorcio de Investigación Económica y Social
Convenio, 41. Recuperado de http://cies.org.pe/sites/default/files/investigaciones/dime-
con-quien-andas-y-te-dire-como-rindes-peer-effects-como-determinantes-del-
rendimiento-escolar.pdf
Álvarez, O. (2013). Las Unidades didácticas en la enseñanza de las Ciencias Naturales, Educación
Ambiental y Pensamiento Lógico Matemático. Itinerario Educativo, 62, 115–135.
Recuperado de https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/6280199.pdf
Arrizabalaga, M. (2017). Las edades del aprendizaje: todo tiene su tiempo.ABC Sociedad. Recuperado de https://www.abc.es/sociedad/abci-edades-aprendizaje-todo-tiene-tiempo 201703012046_noticia.html
Barrow, L. H. (2006). A brief history of inquiry: From Dewey to standards. Journal of Science Teacher Education, 17(3), 265–278. Recuperado de https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1007/s10972-006-9008-5
Bedoya, L (2012). Uso de los Sistemas de Representacion en la Unidad Didactica Disenada por los
Estudiantes de la Concentracion en Educacion Matematica de la Maestria en Educacion de
la Universidad de los Andes. (Tesis de Maestria). Universidad de los Andes, Bogota,
Colombia.
Bernal, R., Peña, X (2011). Guia Practica para la Evaluacion de Impacto. (4ª Edicion). Bogotá, Colombia. Ediciones Uniandes.
Brzezinski, M. (2012). The Chen–Shapiro test for normality. Stata Journal 12: 368–374.
Brookfield, A. S. (2010). David A. Kolb on Experiential Learning, 1–10. Recuperado de http://kioulanis.gr/rivips/images/infed.org-David_A_Kolb_on_experiential_learning.pdf
Castillo-Preciado, E. R., Flores-Lázaro, C. J., & Jiménez-Miramonte, A. N. (2014). Desarrollo de
funciones ejecutivas, de la niñez a la juventud. Murcia: Servicio de Publicaciones de la
Universidad de Murcia. Recuperado de http://www.redalyc.org/pdf/167/16731188009.pdf
Carpi, A. & Egger, A. (2018). Data Analysis and Interpretation. Visionlearning Vol. POS-1(1). Recuperado de https://www.visionlearning.com/en/library/Process-of-Science/49/Data-Analysis-and-Interpretation/154/reading
58
Dewey, J. (1916). Method in science teaching. General Science Quarterly. New York 1(1), 3–9.
Hernández-Sapieri, R. (2011) Capítulo 12: Ampliación y fundamentación de los métodos mixtos”. Metodología de la Investigación. Ed. Mc Graw Hill. México D.F, (1-51), Impreso.
Eberbach, C., & Crowley, K. (2009). From Everyday to Scientific Observation: How Children Learn to Observe the Biologist’s World. Review of Educational Research, 79(1), 39–68. Recuperado de https://journals.sagepub.com/doi/10.3102/0034654308325899
Educational Testing Service (2017). California Assessment of Student Performance and Progress. Science Training Items Scoring Guide. 1 – 38. Recuperado de: http://www.caaspp.org/rsc/resources/CAST.training-scoring-guide.2017-18.pdf
García, L. C., & Sáchica, R. A. (2016). El modelo de aprendizaje experiencial de Kolb en el aula: Una propuesta de intervención y modificación de los estilos de aprendizaje -en un grupo de estudiantes de grado cuarto de la I.E Santa María Goretti de Montenegro Quindío, 156. Recuperado de http://repositorio.ucm.edu.co:8080/jspui/bitstream/handle/10839/1271/Claudia%20Lorena%20Garcia%20Zuluaga.pdf?sequence=3&isAllowed=y
García, M., & Mazzarella, C. (2011). Efecto de una intervención didáctica constructivista sobre el conocimiento y la resolución de problemas relacionados con Herencia Biológica en estudiantes de noveno grado Effect of a didactic intervention constructivist on the knowledge and the resolution. Revista de Investigación, 35(74), 111–138. Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/262478598_Efecto_de_una_intervencion_didactica_constructivista_sobre_el_conocimiento_y_la_resolucion_de_problemas_relacionados_con_Herencia_Biologica_en_estudiantes_de_noveno_grado
George, D., y Mallery, P. (2003). SPSS for Windows step by step: A simple guide and reference. 11.0 update (4ª ed.). Boston, MA: Allyn & Bacon.
Gomez, J. G. (2013). El Aprendizaje Experiencial. Universidad de Buenos Aires, Facultad de Psicología. Buenos Aires, Argentina. Recuperado de: http://www.ecominga.uqam.ca/pdf/bibliographie/guide_lecture_5/1/3.gomez_pawelek.pdf
Gomez, M. (2017, 08 09). Universidad de los Andes. Recuperado de Facultad de Ingenieria
https://ingenieria.uniandes.edu.co/Paginas/Noticias.aspx?nid=199
Gutierrez et a (2007) Universitaria Konrad Lorenz, F., & Universitaria Konrad Lorenz Bogotá, F. (2004). Revista Latinoamericana de Psicología. Revista Latinoamericana de Psicología, 36(2), 209–228. Recuperado de https://www.jstor.org/stable/3539114?origin=crossref&seq=1#page_scan_tab_contents
Hernández-Sapieri, R. (2011) Capítulo 12: Ampliación y fundamentación de los métodos mixtos”. Metodología de la Investigación. Ed. Mc Graw Hill. México D.F, (1-51), Impreso.
59
Holubec, E. J. ,Johnson, D. W.,& Johnson, R. T., (1994). Cooperative Learning in the Classroom. Association for Supervision and Curriculum Bavelopment (ASCD). Alexandria, Virginia.
Honey, M., Greg, P., & Schweingruber, H. (2012). STEM Integration in K-12 Education: Status,
Prospects, and an Agenda for Research. Washington, D.C.: STEM Integration in K-12
Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research. Recuperado de
https://pdfs.semanticscholar.org/bac5/69ca108d7ac7c96574826419074316150060.pdf
Kivunja, C., & Kuyini, A. B. (2017). Understanding and Applying Research Paradigms in Educational Contexts. International Journal of Higher Education, 6(5), 26. Recuperado de http://www.sciedu.ca/journal/index.php/ijhe/article/view/12169
Kolb, D.A., (1990) Bibliography of research on experiential learning theory and the Learning Style Inventory. Available from Department of Organizational Behavior,Case Western Reserve University, Cleveland, OH 44106, USA.
Kolb D. A. (2001) Experiential Learning Theory Bibliography 1971-2001, Boston, Ma. McBear and Co.
Kolb, A. Y., & Kolb, D. A. (2005). Learning Styles and Learning Spaces : Enhancing Experiential Learning in Higher Education, 4(2), 193–212.
Kolb, D. A. (1976) The Learning Style Inventory: Technical Manual, Boston, Ma.: McBe
Kress, G.R., and Van Leeuwen, T. (2001). Multimodal Discourse: The Modes and Media of Contemporary Communication. London, England: Hodder Arnold.
Martin, J.R., and Veel, R. (1998). Reading Science. London, England: Routledge.
Marzano, R. J., & Yanosky, D. C. (2016). Proficiency Scales for Science Standards. A Framework for
Science Instruction and Assessment. Hawker Brownlow Education.
National Research Council. (2011). A Framework for K-12 Science Education : Practices , Crosscutting Concepts , and Core Ideas. Social Sciences (Vol. 1). Recuperado de https://www.nap.edu/catalog/13165/a-framework-for-k-12-science-education-practices-crosscutting-concepts
National Research Council. (2011). A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Committee on a Conceptual Framework for New K-12 Science Education Standards. Board on Science Education, Division of Behavioral and Social Sciences and Education. Washington, DC: The National Academies Press. Recuperado de https://www.nextgenaset.org/wp-content/uploads/2016/06/Framework-Chapter2.pdf
National Research Council. (2007). Taking Science to School: Learning and Teaching Science in Grades K-8. Committee on Science Learning, Kindergarten Through Eighth Grade. Richard A. Duschl, Heidi A. Schweingruber, and Andrew W. Shouse, Editors. Board on Science Education, Center for Education. Division of Behavioral and Social Sciences and Education. Washington,
60
DC: The National Academies Press. Recuperado de https://www.nsf.gov/attachments/117803/public/2c--Taking_Science_to_School.pdf
New York State Education Department. (2015 - 2018). Grade 4 Elementary-Level Science Test.
NYSED.gov. Recuperado de http://www.nysedregents.org/grade4/science/home.html
Ojose, B. (2008). Applying Piaget’s Theory of Cognitive Development to Mathematics Instruction. The Mathematics Educator. Vol. 18, No. 1, 26–3. Recuperado de https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ841568.pdf
Ordoñez Acosta, C. F. (2016). Unidad didáctica para la enseñanza y aprendizaje del concepto enlace químico, 157. Recuperado de http://www.bdigital.unal.edu.co/53089/
Piaget, J. (1969). Psicologia y Pedagogia (8 ed.). Madrid: Editorial Ariel, S.A.
Piaget, J. (1970). Science of education and the psychology of the child. New York: Viking.
Piaget, J. (1983). Piaget's theory. P. Mussen (ed). Handbook of Child Psychology. 4th edition. Vol.
1. New York: Wiley.
Rios, R. P., & Maldonado, E. M. (2017). Relación entre los estilos de aprendizaje y las teorías de enseñanza Relationship between learning styles and teaching theories, 2041, 7–13. Recuperado de https://recyt.fecyt.es/index.php/retos/article/download/53542/33566
Sanmartí, N. (2000). El diseño de unidades didácticas. En F. Perales & P. Cañal de León (Ed). Didáctica de las ciencias experimentales (pp. 239-265). Barcelona: Editorial Marfil. Recuperado de https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=3092819
Sanz de Acedo Baquedano, M. T., & Lizarraga, S. d. (2006). Razonamiento inductivo, inteligencia y
aprendizaje. Universidad de Navarra, Departamento de Psicología y Pedagogía., 19.
Recuperado de https://academica-
e.unavarra.es/bitstream/handle/2454/9456/HSJ_Ps_13_2006_Razonamiento.pdf?sequence
=1&isAllowed=y
Solaz-Portolés, J. J., Sanjosé, V., & Caurín, C. (2011). Cambio en las actitudes hacia el estudio de las ciencias en alumnos universitarios: efectos de usar una metodología instruccional transmisiva o una constructivista. Omnia, 17(3), 23–34.
Teti, D. M. (2005). Handbook of Research Methods in Developmental Science. Blackwell Publising Ltd. Oxford, UK. 1-518.
The University of the State of New York (2015). Elementary-Level Science Test. Grade 4. Albany, New York. 1-24. Recuperado de: http://www.nysedregents.org/grade4/science/615/els62015-test.pdf
61
The University of the State of New York (2016). Elementary-Level Science Test. Grade 4 . Albany, New York. 1-28. Recuperado de: http://www.nysedregents.org/grade4/science/616/els62016-testw.pdf
The University of the State of New York (2017). Elementary-Level Science Test. Grade 4. Albany, New York. 1-28. Recuperado de: http://www.nysedregents.org/grade4/science/617/els62017-exam.pdf
The University of the State of New York (2018). Elementary-Level Science Test. Grade 4. Albany, New York. 1-24. Recuperado de: http://www.nysedregents.org/grade4/science/618/els62018-exam-ac.pdf
Vygotsky, L. S. (1978). Internalización de las funciones psicológicas superiores. El Dessarrollo de Los Procesos Psicológicos Superiores. 1- 224. Recuperado de http://www.terras.edu.ar/biblioteca/6/PE_Vigotsky_1_Unidad_2.pdf
62
XI. Anexos
1. Prueba de Habilidades Científicas
Name: ______________________________________Grade: ________ List #:_____
Pre Assessment Test – Science
The following Scientific Abilities from the New Generation Science Standards (2011) will be evaluated:
1. Developing and using models
2. Analyzing and interpreting data
3. Using mathematics and computational thinking
4. Obtaining, evaluating, and communicating information
_______________________________________________________________ SECTION I – DEVELOPING AND USING MODELS _______________________________________________________________
1. Read carefully about the experiment some third graders are performing to answer statements A and B.
Experiment
I. Mark 2 True statements that describe the behavior of the air particles in the bottle and 2 False statements that don't describe it. *
4 points
63
II. What would happen to the soap bubbles if they pour ice into the hot water bucket? *
2 points a. The amount of bubbles increases because there is more water inside the bucket. b. The bubbles move to the bottom of the bottle because the air pressure increase. c. The amount of bubbles decreases because the water’s temperature is colder. d. The bubbles disappear immediately because the ice melts in the hot water.
2. Daniela learned in her science class how do substances mix. She wants to model her father how to create mixtures and solutions, while they cook a delicious dinner using the ingredients below. Use this diagram to answer questions A and B.
Ingredients
I. Which three ingredients can she mix to show the properties of a solution? *
2 points a. Peas, shrimps and rice to cook“paella”. b. Lemon, peas and rice to cook a vegetarian menu. c. Water, lemon and sugar to make lemonade. d. Water, rice and sugar to make “arroz con leche” dessert.
II. Which three ingredients can she mix to show the properties of a mixture? *
2 points a. Peas, shrimps and rice to cook“paella”. b. Lemon, peas and rice to cook a vegetarian menu. c. Water, lemon and sugar to make lemonade. d. Water, rice and sugar to make “arroz con leche” dessert.
64
3). Miguel is constructing an energy pyramid model in his science class. The teacher ask him to show how different organisms in a healthy forest transfer energy. Use the model to answer questions A, B and C. Energy Pyramid
I. Choose the statement that best describes how matter flows among the organisms that are shown in the diagram.
2 points a. The pyramid shows that grass takes matter from rabbits, and rabbits take matter
from snakes. b. The pyramid shows that snakes can take matter directly from grass. c. The pyramid shows that the grass needs the rabbits to survive. d. The pyramid shows that rabbits take matter from the grass, and snakes takes
matter from rabbits.
II. Which two organisms can be placed on top of the pyramid, where the question mark is
placed?
2 points a. Cow and lion because both are omnivores. b. Lion and Hyena because both are carnivores. c. Polar bear and Hyena, because both are carnivores d. Cow and horse, because both are omnivores.
III. Which organism is both, predator and prey (considering that the chosen animals from question B were added to the pyramid)?
2 points a. Snake b. Rabbit c. Grass d. The chosen organisms from question B.
65
4). Students are making a model to show some cycles in a lake habitat. Use their unfinished model shown to answer questions A and B
Lake Model
I. The students want to show one way oxygen is added to the water. The students need to put an arrow on the diagram pointing from one source that produces oxygen. What is the source of the oxygen?
2 points a. cloud b. duck c. fish d. plant
II.The teacher asks them to create a food chain by using the organisms from the model. What would be the first source of energy in the food chain?
2 points a. Plant b. Sun c. Fish d. Duck
5). Juan created a model to show how water can be found in different states during the water cycle. Observe the diagram below to solve questions A, B C and D.
Juan's model
66
I. Match each statement with the phase change that was followed by the water in each of the
real life situations (the answers can be repeated).
8 points
6. The following containers have the same amount of water. Observe them to answer questions A and B.
II. Which container has more volume of water?
2 points a. Container 1 have more volume. b. Container 2 have more volume. c. Both containers have the same amount of volume.
II. What would happen if Sandra places the containers on a sunny area for 24 hours.
3 points a. There will be less water than at the beginning but the same amount in both
containers. b. There will be more water in the container 1 than in the container 2. c. There will be more water in the container 2 than in the container 1. d. There will be the same amount of water than at the beginning. e.
67
_______________________________________________________________
SECTION II – ANALYZING AND INTERPRETING DATA ______________________________________________________________
7. The diagram below shows a pencil being measured with paper clips. Use it to solve questions A and B.
I. How much longer should the length of the pencil be in order to measure 6 clips? *
2 points a. 0.5 clip b. 1 clip c. 1.5 clips d. 2.0 clips
II. If one clip measures 2 cm, what is the length of the pencil in centimeters? *
2 points a. 12 cm b. 9 cm c. 6 cm d. 5 cm
8. The graph shows the heart rate of three boys before and after running the Cooper test in physical education. Analyze the graph to answer questions A and B.
68
II. Taking into account the previous graph, what happens after persons perform physical exercise? *
2 points a. Tomás did more exercise than Esteban. b. People's heart rate increases after exercising. c. People who exercise are healthier. d. The heart rate is approximately the same in all three boys.
II. How many beats per minute increase Jerónimo after doing exercise?
2 points a. 120 beats per min b. 40 beats per min c. 80 beats per min d. 200 beats per min
9. Pictures A, B, C and D below show four properties of objects that can be observed or measured.
Objects
I.Match the property that can be observed with the letter of each picture (choose each letter only one time).
69
10. The graph compares the heights of three third graders over the past 4 years. Use the information to answer questions A, B and C.
I. In which year were Maria and Cristian the same height? *
2 points a. 2014 b. 2015 c. 2016 d. 2017
II. In 2017, how much taller was Emilio than Cristian? *
2 points a. 5 cm b. 10 cm c. 15 cm d. 20 cm
III. Cristian will go to the doctor to see what is happening with his growth. Choose the MOST appropriate statement he can say in the doctor’s appointment. *
2 points a. Actually I am the shorter child in my class. b. I have grown just 5 cm in the last 4 years. c. Three years ago I was taller than Maria. d. In 2014 I was the same size as Emilio.
70
11. Alejandro observes the color, temperature and volume of 5 different liquids. The observations are shown in the data table. Use the chart to answer questions A and B.
I. Which liquid is brown and has the coldest temperature? *
2 points a. Liquid A b. Liquid E
II. If you pour Liquid C into liquid D, how will be the new substance? *
2 points a. A pink liquid with a volume of 18 mL b. An orange liquid with a volume of 18 mL c. An orange liquid with a volume of 33 mL d. A pink liquid with a volume of 33 mL
12. Juan bought a rectangular aquarium shown in the following picture. Use the diagram to answer questions A and B.
I. How much water does he have to carry to make sure she is going to fill the aquarium? *
3 points a. 12 m3 b. 20 m3 c. 48 m3 d. 60 m3
II. Juan wants to paste a glass protection film (as shown in the picture) in the four walls of the aquarium. At least, how long should be the protection film to make sure he covers the four walls of the aquarium? *
3 points
a. 10 m b. 16 m c. 18 m d. 24 m
71
13. The data table below shows the times of sunrise for several days in August 2018.
Sunrise
I. Based on the pattern shown in the data table, predict the sunrise's time for Day 5 *
3 points a. 6:10 a.m. b. 6: 12 a.m. c. 6:16 a.m. d. 6: 18 a.m.
14. The diagrams below show how a student found the masses of box 1 and box 2 in two steps. The student use a balance, one 200 g mass, and one 500 g mass.
I.What is the mass of the Box 2? *
2 points a. 200 g b. 500 g c. 700 g d. 900 g
72
_______________________________________________________________ SECTION III – OBTAINING, EVALUATING AND COMMUNICATION INFORMATION _______________________________________________________________
15. Some third graders did a experiment to explore how some objects and liquids sink or float. Evaluate the diagram below to answer questions A, B and C .
I. Density is the amount of mass in a given volume of matter. Which is the LESS dense object in the container? *
2 points a. The key, because is made of iron. b. The key, because is able to sink through oil, water and syrup. c. The rubber duck, because it floats above all liquids. d. The rubber duck, because is the biggest object.
II. Which is the densest object in the container? *
2 points a. The key, because is made of iron. b. The key, because is able to sink through oil, water and syrup. c. The rubber duck, because it floats above all liquids. d. The rubber duck, because is the biggest object.
III. Why is the water in the middle of the oil and the syrup? *
2 points a. Because is more dense than the oil but less dense than the syrup. b. Because is more dense than the syrup but less dense than the oil. c. Because is a lightweight liquid.
73
16. The diagram below shows a model to help people make healthful food choices
I. Which good health habit is encouraged by this model? *
2 points a. Exercising regularly b. Eating a balanced diet c. Avoiding harmful substances d. Washing hands before eating
17. The diagrams below show a forest area before and after a factory was built there. Use the pictures to answer questions A and B.
I. Mark 2 True statements statements that explain which resources INCREASE in this area, with the building of the new factory, and 2 False statements that do not explain it. *
74
II. Diego lives in the house that is next to the factory. He has noticed that he gets tired when he runs. Probably he is sick of:
2 points a. His legs, because the trees prevent him from walking freely and he has fall upon
them b. His legs, because the smoke affects his muscles. c. His lungs, because the trees provide him a lot of oxygen. d. His lungs, because the smoke’s factory has affected his breathing.
18. Analyze the following scientific article to answer questions A and B.
I. Which of the books contains fair data about fish populations in the lake and why?
2 points a. Book 1, because customers paid money to go on a fishing tour of the lake. b. Book 1, because people recorded how many fish can be caught during the tour. c. Book 2, because populations of fish were tracked over a period of time. d. Book 2, because a city paid a scientist to study fish and other living things in the lake.
II. Which of the books contains fair information about sightseeing activities?
2 points a. Book 1, because it states that visitors can record how many fish the fisherman have
caught. b. Book 1, because it talks about ways in which visitors can interact with the lake and the
fish. c. Book 2, because it tells the visitors how fish population have decrease over the past
years. d. Book 2, because the visitors can interact with explorers to know more about fish.
75
19. The following image shows four kids in different situations. All of them are limited by one of their senses. Observe them to answer questions A and B.
Exploring our senses
I. Taking into account the reality of each person, choose a letter that shows the statements that can be said by ALL the children. *
2 points a. The clock shows 1:00 pm and my soup is very salty. b. The lemonade is very acid and my dog is kissing me. c. The clock shows 3:00 pm and my clothes are wet. d. My clothes are wet and my dog is kissing me.
20. Santiago, Sofia, Carolina and Pablo are going back home on a school’s van. They are still limited by their senses. Meanwhile, there is a lot of traffic in the “Autopista Norte”, a car driver whistles to the van for him to pass, a girl splashes a “Victoria’s secret Fragrance” and some children are eating M&M’s. Match each situation with the name of the kid that CANNOT notice or participate in the experience due to his/her limited senses. (do not choose the name of the kid more than one time).
8 points
76
20. Mateo did a BBQ party and left some objects on his backyard for several rainy days. The next week he picked them up and observed that some of them have changed their appearance. There was a crushing soda, a rotting onion, a shredding recipe paper and the grill was rusty, as shown in the pictures below.
I.Mateo have learned in his science class that a physical change can be easily undone, do not change into a different substance and can change it state of matter. In contrast, a chemical change is not easily reversed, it forms a new substance and energy may be released or absorbed. Mark in the grid, either the object performed a physical or a chemical change.
8 points
77
2. Reportes de Laboratorio Secuencias Didácticas
a. Secuencia 1
78
79
80
81
b. Secuencia 2
82
83
84
85
86
87
c. Secuencia 3
88
89
3. Test de Normalidad en SPSS
90
4. Tablas en Stata a. Promedio Total
PRE_TOTAL 104 50 0.49 0.46 0.50
Variable Obs Percentile Centile [95% Conf. Interval]
Binom. Interp.
. centile PRE_TOTAL
PRE_TOTAL 104 .4878942 .1076207 .2283422 .8135472
Variable Obs Mean Std. Dev. Min Max
. sum PRE_TOTAL
_cons -.3174222 .5083303 -0.62 0.596 -2.504591 1.869746
TRABAJAMAMA -.0067527 .0108195 -0.62 0.596 -.0533051 .0397997
UNIVERSIDA~A .0569185 .0406613 1.40 0.297 -.1180331 .2318701
NUMAYORES -.0117263 .0102576 -1.14 0.371 -.0558611 .0324086
NUMENORES -.0167514 .0241595 -0.69 0.560 -.1207013 .0871985
ESTADOPADRES .0207369 .0288774 0.72 0.547 -.1035128 .1449865
ESTRATO6 .0084876 .0232914 0.36 0.750 -.0917272 .1087024
ESTRATO5 .0217408 .0029449 7.38 0.018 .00907 .0344117
ESTRATO4 .0337112 .0212871 1.58 0.254 -.0578798 .1253021
MESES .0027619 .0042068 0.66 0.579 -.0153385 .0208623
GRUPO .1356911 .0311215 4.36 0.049 .0017861 .269596
diff Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]
Robust
(Std. Err. adjusted for 3 clusters in CURSO)
Root MSE = .11633
R-squared = 0.2806
Prob > F = .
F( 1, 2) = .
Linear regression Number of obs = 104
> ORES UNIVERSIDADMAMA TRABAJAMAMA, cluster(CURSO)
. reg diff GRUPO MESES ESTRATO4 ESTRATO5 ESTRATO6 ESTADOPADRES NUMENORES NUMAY
_cons -.1233366 .4941266 -0.25 0.826 -2.249392 2.002719
TRABAJAMAMA -.0070008 .0109744 -0.64 0.589 -.05422 .0402184
UNIVERSIDADMAMA .0542722 .0457495 1.19 0.357 -.142572 .2511165
NUMAYORES -.0121745 .0108538 -1.12 0.379 -.0588748 .0345257
NUMENORES -.0186239 .0257533 -0.72 0.545 -.1294314 .0921836
ESTADOPADRES .0188973 .029056 0.65 0.582 -.1061205 .143915
ESTRATO6 .0061407 .0250031 0.25 0.829 -.101439 .1137205
ESTRATO5 .0174453 .0035448 4.92 0.039 .0021931 .0326974
ESTRATO4 .028953 .0181866 1.59 0.252 -.0492975 .1072036
MESES .0011445 .003886 0.29 0.796 -.0155757 .0178646
tlowmeses -.057989 .0147299 -3.94 0.059 -.1213668 .0053887
GRUPO .1567485 .0259411 6.04 0.026 .0451328 .2683641
diff Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]
Robust
(Std. Err. adjusted for 3 clusters in CURSO)
Root MSE = .116
R-squared = 0.2923
Prob > F = .
F( 1, 2) = .
Linear regression Number of obs = 104
> S UNIVERSIDADMAMA TRABAJAMAMA, cluster(CURSO)
. reg diff GRUPO tlowmeses MESES ESTRATO4 ESTRATO5 ESTRATO6 ESTADOPADRES NUMENORES NUMAYORE
(17 missing values generated)
. gen tlowmeses= GRUPO*lowmeses
(72 real changes made)
. replace lowmeses=0 if( MESES >115 | MESES==115)
(72 missing values generated)
. gen lowmeses=1 if( MESES <115)
91
b. Habilidad 1
’
PRE_HAB1 104 50 0.53 0.48 0.58
Variable Obs Percentile Centile [95% Conf. Interval]
Binom. Interp.
. centile PRE_HAB1
PRE_HAB1 104 .5230186 .1525411 .1212121 .8787879
Variable Obs Mean Std. Dev. Min Max
. sum PRE_HAB1
_cons -.3451587 .5836687 -0.59 0.614 -2.856483 2.166165
TRABAJAMAMA .0071316 .0687179 0.10 0.927 -.2885379 .302801
UNIVERSIDA~A -.0990344 .0152732 -6.48 0.023 -.1647498 -.033319
NUMAYORES -.0040771 .0131835 -0.31 0.786 -.0608009 .0526468
NUMENORES .0028502 .0161284 0.18 0.876 -.0665449 .0722452
ESTADOPADRES .0127576 .0107134 1.19 0.356 -.0333384 .0588535
ESTRATO6 -.0740263 .0728597 -1.02 0.417 -.3875162 .2394637
ESTRATO5 -.0771184 .0534029 -1.44 0.286 -.3068927 .152656
ESTRATO4 -.0477694 .0471434 -1.01 0.418 -.2506111 .1550723
MESES .0044912 .0043632 1.03 0.412 -.0142819 .0232643
GRUPO .1574921 .0428036 3.68 0.067 -.0266768 .3416611
diff1 Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]
Robust
(Std. Err. adjusted for 3 clusters in CURSO)
Root MSE = .176
R-squared = 0.1833
Prob > F = .
F( 1, 2) = .
Linear regression Number of obs = 104
> YORES UNIVERSIDADMAMA TRABAJAMAMA, cluster(CURSO)
. reg diff1 GRUPO MESES ESTRATO4 ESTRATO5 ESTRATO6 ESTADOPADRES NUMENORES NUMA
(17 missing values generated)
. gen diff1=POS_HAB1- PRE_HAB1
_cons -.0505532 .4523264 -0.11 0.921 -1.996757 1.89565
TRABAJAMAMA .0067549 .0685263 0.10 0.930 -.28809 .3015999
UNIVERSIDADMAMA -.1030512 .0222796 -4.63 0.044 -.1989126 -.0071899
NUMAYORES -.0047575 .0140079 -0.34 0.766 -.0650284 .0555134
NUMENORES 7.87e-06 .0182649 0.00 1.000 -.0785799 .0785956
ESTADOPADRES .0099652 .0118146 0.84 0.488 -.0408687 .0607991
ESTRATO6 -.0775886 .072038 -1.08 0.394 -.3875431 .2323659
ESTRATO5 -.0836387 .0487981 -1.71 0.229 -.2935999 .1263225
ESTRATO4 -.0549919 .0418797 -1.31 0.320 -.2351858 .1252021
MESES .0020361 .0034505 0.59 0.615 -.01281 .0168822
tlowmeses -.0880224 .0151009 -5.83 0.028 -.1529965 -.0230483
GRUPO .1894555 .0376953 5.03 0.037 .0272656 .3516454
diff01 Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]
Robust
(Std. Err. adjusted for 3 clusters in CURSO)
Root MSE = .17549
R-squared = 0.1967
Prob > F = .
F( 1, 2) = .
Linear regression Number of obs = 104
> RES UNIVERSIDADMAMA TRABAJAMAMA, cluster(CURSO)
. reg diff01 GRUPO tlowmeses MESES ESTRATO4 ESTRATO5 ESTRATO6 ESTADOPADRES NUMENORES NUMAYO
92
c. Habilidad 2
PRE_HAB2 104 50 0.48 0.45 0.53
Variable Obs Percentile Centile [95% Conf. Interval]
Binom. Interp.
. centile PRE_HAB2
PRE_HAB2 104 .488345 .1393023 .1818182 .7878788
Variable Obs Mean Std. Dev. Min Max
. sum PRE_HAB2
_cons -.5301279 .3922837 -1.35 0.309 -2.217989 1.157733
TRABAJAMAMA -.0285676 .0366843 -0.78 0.518 -.1864072 .1292721
UNIVERSIDA~A .1256374 .0776319 1.62 0.247 -.2083855 .4596603
NUMAYORES -.0045484 .0142699 -0.32 0.780 -.0659469 .0568501
NUMENORES .016503 .0597489 0.28 0.808 -.2405757 .2735817
ESTADOPADRES .0344346 .030758 1.12 0.379 -.0979062 .1667754
ESTRATO6 -.0505567 .0521784 -0.97 0.435 -.275062 .1739487
ESTRATO5 -.0057009 .0917988 -0.06 0.956 -.4006792 .3892773
ESTRATO4 .0057686 .0726443 0.08 0.944 -.3067947 .3183319
MESES .0039689 .0036846 1.08 0.394 -.0118847 .0198226
GRUPO .1681284 .0246914 6.81 0.021 .0618901 .2743668
diff2 Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]
Robust
(Std. Err. adjusted for 3 clusters in CURSO)
Root MSE = .16974
R-squared = 0.2479
Prob > F = .
F( 1, 2) = .
Linear regression Number of obs = 104
> YORES UNIVERSIDADMAMA TRABAJAMAMA, cluster(CURSO)
. reg diff2 GRUPO MESES ESTRATO4 ESTRATO5 ESTRATO6 ESTADOPADRES NUMENORES NUMA
(17 missing values generated)
. gen diff2=POS_HAB2- PRE_HAB2
_cons -.3980355 .3480615 -1.14 0.371 -1.895623 1.099552
TRABAJAMAMA -.0287364 .0373818 -0.77 0.522 -.1895775 .1321047
UNIVERSIDADMAMA .1238363 .0789478 1.57 0.257 -.2158488 .4635215
NUMAYORES -.0048535 .0144729 -0.34 0.769 -.0671255 .0574185
NUMENORES .0152286 .0618629 0.25 0.829 -.250946 .2814031
ESTADOPADRES .0331826 .0319308 1.04 0.408 -.1042046 .1705698
ESTRATO6 -.0521539 .0500887 -1.04 0.407 -.2676683 .1633605
ESTRATO5 -.0086244 .089162 -0.10 0.932 -.3922577 .3750088
ESTRATO4 .0025303 .0704544 0.04 0.975 -.3006104 .305671
MESES .0028681 .0035008 0.82 0.499 -.0121945 .0179308
tlowmeses -.0394666 .0346041 -1.14 0.372 -.1883561 .1094228
GRUPO .1824599 .0373022 4.89 0.039 .0219613 .3429584
diff02 Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]
Robust
(Std. Err. adjusted for 3 clusters in CURSO)
Root MSE = .17036
R-squared = 0.2506
Prob > F = .
F( 1, 2) = .
Linear regression Number of obs = 104
> RES UNIVERSIDADMAMA TRABAJAMAMA, cluster(CURSO)
. reg diff02 GRUPO tlowmeses MESES ESTRATO4 ESTRATO5 ESTRATO6 ESTADOPADRES NUMENORES NUMAYO
93
d. Habilidad 3
_cons -.0908483 1.067127 -0.09 0.940 -4.682324 4.500627
TRABAJAMAMA .00812 .0065542 1.24 0.341 -.0200804 .0363205
UNIVERSIDA~A .0661761 .0212263 3.12 0.089 -.0251533 .1575054
NUMAYORES -.0227287 .0316941 -0.72 0.548 -.1590973 .1136399
NUMENORES -.0598066 .0098052 -6.10 0.026 -.1019952 -.017618
ESTADOPADRES .0110287 .0484584 0.23 0.841 -.197471 .2195285
ESTRATO6 .1087888 .1111494 0.98 0.431 -.3694485 .5870261
ESTRATO5 .0986122 .0862725 1.14 0.371 -.2725886 .469813
ESTRATO4 .102394 .037973 2.70 0.114 -.0609905 .2657785
MESES .0006902 .0090912 0.08 0.946 -.0384262 .0398066
GRUPO .0923531 .0320775 2.88 0.102 -.0456652 .2303715
diff3 Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]
Robust
(Std. Err. adjusted for 3 clusters in CURSO)
Root MSE = .18338
R-squared = 0.1226
Prob > F = .
F( 1, 2) = .
Linear regression Number of obs = 104
> YORES UNIVERSIDADMAMA TRABAJAMAMA, cluster(CURSO)
. reg diff3 GRUPO MESES ESTRATO4 ESTRATO5 ESTRATO6 ESTADOPADRES NUMENORES NUMA
_cons .1149707 1.299649 0.09 0.938 -5.476967 5.706908
TRABAJAMAMA .0078569 .0061871 1.27 0.332 -.018764 .0344778
UNIVERSIDADMAMA .0633698 .0294489 2.15 0.164 -.0633385 .1900781
NUMAYORES -.0232041 .0327313 -0.71 0.552 -.1640357 .1176275
NUMENORES -.0617923 .00862 -7.17 0.019 -.0988814 -.0247032
ESTADOPADRES .0090779 .047163 0.19 0.865 -.1938483 .2120041
ESTRATO6 .1063 .1138198 0.93 0.449 -.3834271 .5960272
ESTRATO5 .0940569 .090509 1.04 0.408 -.2953721 .4834859
ESTRATO4 .0973482 .0441048 2.21 0.158 -.0924194 .2871157
MESES -.001025 .0108113 -0.09 0.933 -.0475423 .0454922
tlowmeses -.0614947 .0637829 -0.96 0.437 -.3359303 .2129409
GRUPO .1146836 .0102849 11.15 0.008 .0704312 .1589359
diff03 Coef. Std. Err. t P>|t| [95% Conf. Interval]
Robust
(Std. Err. adjusted for 3 clusters in CURSO)
Root MSE = .18369
R-squared = 0.1290
Prob > F = .
F( 1, 2) = .
Linear regression Number of obs = 104
> RES UNIVERSIDADMAMA TRABAJAMAMA, cluster(CURSO)
. reg diff03 GRUPO tlowmeses MESES ESTRATO4 ESTRATO5 ESTRATO6 ESTADOPADRES NUMENORES NUMAYO
94
5. Consentimientos y Asentimientos Informados
95
96
97
6. Aval Comité de Ética
