Aula invertida: Mejora en matemáticas

El diagnóstico inicia revisando los resultados de evaluaciones estandarizadas de los últimos diez años en escuelas públicas de secundaria, específicamente en la Escuela Secundaria Quetzalcóatl del Estado de México. Se hace mención de los resultados en el Examen Nacional del Logro Académico en Centros Escolares (ENLACE) y el Plan Nacional para la Evaluación de los Aprendizajes (Planea). Se observa que al concluir el ciclo escolar 2013-2014 no se aplicó la prueba ENLACE, siendo reemplazada por Planea en 2015. Planea evalúa los aprendizajes esperados en español y matemáticas al finalizar tercero y sexto de primaria, y tercero de secundaria. Los datos de ENLACE revelan que en el Estado de México, un 90.55% de los estudiantes mostraban conocimientos insuficientes o elementales. En la Secundaria Quetzalcóatl, aproximadamente el 70% de los alumnos de tercer grado se ubicaban en los niveles I y II (insuficiente y elemental) en matemáticas según datos de la SEP (2014). Los resultados de Planea en 2015 y 2016 muestran un panorama similar, con el 65% y 84.2% de los alumnos en los niveles I y II respectivamente, indicando una preocupante tendencia de bajo rendimiento en matemáticas. Estos bajos resultados a pesar del esfuerzo docente, señalan una necesidad urgente de nuevas estrategias pedagógicas.

El análisis del bajo rendimiento académico en la Secundaria Quetzalcóatl considera diversos factores. Siendo una escuela pública dependiente de la SEP, los lineamientos y planes de estudio son definidos por esta secretaría. La Reforma Educativa 2015 y la Ley General del Servicio Profesional Docente (LGSPD) han generado cierta confusión y descontento, aunque la escuela mantiene un ambiente de trabajo colaborativo. La Secundaria Quetzalcóatl se ubica en la colonia Progreso Industrial, Municipio de Nicolás Romero, Estado de México, una zona con un nivel medio de marginación. Las encuestas Planea 2015 indican que el 40% de los estudiantes tienen recursos familiares suficientes o básicos, mientras que el resto cuenta con recursos buenos o favorables. El 25% de las familias son desintegradas y en el 43% ambos padres trabajan. Entre los factores que podrían influir en los bajos resultados se encuentran la dificultad intrínseca de la materia de matemáticas, la falta de motivación para un examen que no impacta directamente en sus calificaciones, y la falta de supervisión en casa debido al trabajo de los padres, afectando la realización de las tareas escolares y, por ende, el rendimiento académico de los estudiantes.

El análisis cualitativo de los hallazgos refuerza la problemática. Se evidencia que aproximadamente solo el 15% del alumnado alcanza los aprendizajes esperados según los planes y programas de la SEP 2011, mientras que el 85% no lo logra. Esta tendencia se mantiene a lo largo de varios ciclos escolares, destacando la necesidad de una intervención pedagógica significativa. Se propone una intervención docente que desarrolle estrategias de enseñanza diferentes a las tradicionales, supliendo la falta de supervisión parental en el trabajo escolar. El objetivo es elevar el nivel de logro académico, enfocándose en que los alumnos adquieran los conocimientos y demuestren los aprendizajes esperados por la SEP. Se considera que una intervención en el aula que utilice estrategias innovadoras puede ser clave para mejorar los niveles de logro de los estudiantes, impulsándolos de los niveles I y II a los niveles III y IV. Esta intervención buscaría mejorar el rendimiento de los estudiantes a través de una metodología de enseñanza alternativa.

La intervención educativa se centró en la aplicación del modelo de aula invertida (Flipped Classroom) en la asignatura de matemáticas de tercer grado de secundaria en la Escuela Secundaria Quetzalcóatl, ubicada en el municipio de Nicolás Romero, Estado de México. Participaron 45 alumnos. El objetivo principal fue mejorar el nivel de logro en el examen Planea a través de un modelo educativo vanguardista. La estrategia consistió en invertir el proceso tradicional de enseñanza, utilizando videos educativos previamente revisados por los alumnos en casa. Esto convirtió la clase en un espacio para la colaboración, el intercambio de conocimiento y la resolución de dudas. El docente modificó su papel, pasando de ser el transmisor principal de información a un guía y facilitador del aprendizaje, promoviendo la consolidación de aprendizajes y el logro de competencias a través de actividades reflexivas y planeadas. La metodología buscó aprovechar las ventajas de la tecnología educativa, facilitando el acceso a recursos digitales para un aprendizaje más dinámico y colaborativo, buscando un cambio de paradigma en la educación tradicional.

La elección del aula invertida como estrategia se justifica por su potencial para abordar las deficiencias identificadas. Se reconoce que no existe un modelo de aprendizaje único que se adapte a todos los estilos de aprendizaje, según Ramírez (2015). Sin embargo, considerando la falta de supervisión en el trabajo en casa por parte de los padres, el aula invertida se presenta como una propuesta de intervención educativa que complementa las actividades dentro del aula. Se busca crear ambientes de enseñanza-aprendizaje propicios que incrementen el nivel de logro en las evaluaciones estandarizadas. Se busca que los alumnos adquieran una mayor responsabilidad en su propia formación académica, mediante el uso de videos educativos y actividades colaborativas en clase, potenciando habilidades de comprensión y competencias de pensamiento complejo. Diversos autores, como Schaffzin (2016), Martínez, Rodríguez y Rodríguez-Arroyo (2015), y Tourón, Santiago y Diez (2014), respaldan la eficacia de este modelo, destacando su capacidad para aumentar la interacción, la responsabilidad del alumno y la personalización de la educación, sin reemplazar al profesor ni limitarse al uso de videos online. Se enfatiza que el aula invertida combina la enseñanza directa con el aprendizaje constructivista.

La intervención, llevada a cabo en la materia de matemáticas, abarcó cuatro semanas con un total de veinte sesiones de 50 minutos. Los alumnos trabajaron con doce videos explicativos sobre temas de ecuaciones de segundo grado (factorización, fórmula general, método gráfico y resolución de problemas). En cada asignación, los alumnos respondieron cuestionarios en relación con los videos vistos, expresando su comprensión y dudas. Se utilizó la plataforma Edmodo como herramienta digital para la entrega de trabajos, aunque algunas actividades se realizaron y calificaron directamente en el aula. Si bien el cumplimiento promedio de las entregas en la plataforma fue del 65.23%, se observó una menor entrega en las actividades 4, 9 y 12, las cuales se realizaron en el aula. La plataforma se usó como complemento para los estudiantes que no pudieron entregar sus trabajos en clase. El análisis de la participación de los alumnos muestra que la comprensión de la información presentada en los videos fue gradual. Al inicio, la comprensión fue deficiente, lo que se reflejaba en la resolución de ejercicios. Con la práctica y la revisión de videos adicionales, mejoraron sus procedimientos y capacidad de resolver problemas de forma colaborativa, demostrando una mayor comprensión y aplicando los conocimientos adquiridos, especialmente en las semanas tercera y cuarta. Se estima que el 40% resolvió problemas sin ayuda al final de la intervención.

El análisis de los resultados se basa en la comparación entre los niveles de logro alcanzados en el examen Planea antes y después de la intervención con el aula invertida. Se observa una mejora significativa en los niveles III y IV. Antes de la intervención (datos de 2016), solo un 15.9% de los alumnos alcanzaron estos niveles (10.1% en nivel III y 5.8% en nivel IV). Tras la implementación del aula invertida, este porcentaje aumentó a 37.78% (20.00% en nivel III y 17.78% en nivel IV). Este incremento representa una mejora considerable en el nivel de logro de los alumnos en matemáticas. A pesar de que la intervención se limitó a cuatro semanas, el aumento en los niveles III y IV es notable, sugiriendo un impacto positivo de la metodología del aula invertida. La mejora fue en promedio de un 6% en general, y un 10% comparado con los resultados de 2016. Los autores sugieren que con una implementación a lo largo de un ciclo escolar completo, los resultados podrían ser aún más significativos. El análisis de los resultados indica una clara tendencia positiva en el rendimiento académico gracias a la implementación de esta estrategia pedagógica.

El éxito de la intervención se atribuye al uso de videos explicativos como herramienta clave del método de aula invertida. Estos videos permiten a los alumnos repasar la información tantas veces como sea necesario, facilitando la comprensión de los conceptos. Sin embargo, el documento destaca que el uso de los videos por sí solo no es suficiente. El trabajo en el salón de clases, con la guía y asesoría del docente, complementa la información de los videos, resolviendo dudas y permitiendo el trabajo colaborativo entre pares. Este trabajo colaborativo, con el acompañamiento del profesor, es considerado esencial para el desarrollo correcto de las actividades. La combinación de la preparación previa en casa con el trabajo colaborativo y la tutoría en el aula potencian el aprendizaje. Se hace hincapié en la importancia del trabajo en clase para enriquecer la comprensión y subsanar posibles vacíos conceptuales que pudieran surgir tras la revisión de los videos, asegurando así una mejor comprensión y un aprendizaje más efectivo. El uso combinado de videos y el apoyo en el aula crea un entorno de aprendizaje más completo y efectivo.

Las conclusiones generales del estudio confirman que el uso del aula invertida como estrategia de enseñanza sí permite mejorar el nivel de logro en matemáticas en el examen Planea para alumnos de tercer grado de secundaria. Los resultados muestran un incremento promedio de 6% en los niveles de logro, aunque de forma más específica, la comparación entre los resultados de 2016 y los obtenidos tras la intervención revela un incremento promedio del 10%. El cambio del método tradicional de enseñanza, donde el profesor cede el protagonismo a los videos educativos pre-clase, y se realiza el trabajo colaborativo en el aula, fortalece los aprendizajes esperados. La interacción entre pares, con la guía y el acompañamiento del profesor, resultan clave para el éxito de esta metodología. La intervención, llevada a cabo durante cuatro semanas con veinte sesiones de 50 minutos, demuestra el potencial de esta metodología. El incremento en los niveles de logro, especialmente en los niveles III y IV del examen Planea, es significativo, indicando un impacto positivo en el rendimiento académico de los estudiantes. La investigación indica que una implementación más prolongada, a lo largo de un ciclo escolar completo, podría generar resultados aún más favorables.

Se recomienda extender la implementación del modelo del aula invertida a un ciclo escolar completo, para una evaluación más exhaustiva de su impacto. Además, se sugiere invitar a docentes de diferentes áreas de conocimiento a utilizar esta estrategia, para observar su eficacia en distintas materias. Los resultados obtenidos en este estudio abren la posibilidad de un incremento en los resultados del examen Planea, similar a lo observado en otros niveles educativos. El aula invertida se presenta como una propuesta metodológica congruente con las políticas educativas actuales, en especial con el Nuevo Modelo Educativo 2016, que promueve interacciones educativas innovadoras y creativas. La propuesta confirma una mejora en el proceso de aprendizaje. Se considera que la difusión y continuidad de proyectos similares puede ser crucial para transformar la actividad docente y la manera en que los jóvenes de secundaria aprenden. La investigación deja abierta la puerta para futuras investigaciones que exploren la aplicación a largo plazo del aula invertida en diferentes contextos y con grupos de alumnos más amplios, así como su implementación en otras asignaturas del currículum.