La enseñanza de las matemáticas y las ciencias requiere mucho más que la simple transmisión de conocimientos e ideas básicas. Los estudiantes deben sumergirse en prácticas que les permitan desarrollar habilidades transversales como el cálculo, la modelización, la resolución de problemas y el razonamiento si quieren tener éxito en un mundo que utiliza cada vez más la ciencia y la tecnología. En el pasado, ha sido difícil medir las habilidades del siglo XXI, como la resolución de problemas y la colaboración, porque las evaluaciones tradicionales de matemáticas y ciencias contienen elementos de prueba que se califican, basándose en la respuesta final del estudiante.
Aunque las rúbricas de puntuación permiten asignar puntos en función del grado de corrección de la respuesta o de la parte de la respuesta (total, parcial o nula), este tipo de puntuación no proporciona los ricos datos que permitirían a un educador determinar cómo llegan sus alumnos a las respuestas de determinados problemas. Además, a medida que la evaluación pasa a un entorno digital, los tipos de ítems de matemáticas y ciencias que se utilizan habitualmente hoy en día son predominantemente de opción múltiple y de respuesta construida: tipos de ítems que son relativamente sencillos de desarrollar y que pueden administrarse fácilmente en un entorno a gran escala.
La solución: Interacciones personalizadas portátiles
Al desplegar evaluaciones digitales que incluyen elementos interactivos creados mediante Interacciones Personalizadas Portátiles (PCI), es posible abrir la ventana a experiencias de pruebas más creativas e inmersivas para ver el proceso de pensamiento de un estudiante a lo largo de toda una actividad de resolución de problemas. No hace mucho tiempo que los elementos mejorados por la tecnología (TEI) requerían una gran inversión de tiempo, dinero y conocimientos de programación para ser considerados siquiera como un componente de un entorno de aprendizaje o evaluación. Sin embargo, ya no es así. Hoy en día, los ítems PCI son simplemente ítems mejorados por la tecnología que se construyen según el "estándar abierto PCI".
Las aplicaciones de software de evaluación y aprendizaje que incorporan la norma PCI ofrecen a los usuarios la posibilidad de crear elementos de resolución de problemas y la flexibilidad de incluir un número y un tipo ilimitados de interacciones (basadas en la norma QTI), como puntos calientes, arrastrar y soltar, introducción de texto y gráficos, en el elemento. Estas mismas normas garantizan que el contenido y los datos del artículo sean interoperables dentro del entorno digital de una institución. En términos prácticos, los módulos de creación de artículos que cumplen con el estándar QTI y PCI -como el módulo Creador de artículos de TAO- permiten al autor o autores de artículos una creatividad ilimitada para conceptualizar tareas de resolución de problemas que aprovechan cualquier número de plantillas de interacción de toda la gama.
Estos ítems, ricos y aparentemente complejos, pueden utilizarse para medir cómo interactúan los alumnos en una situación determinada para analizar y resolver un problema. Por ejemplo, la Dirección de Evaluación, Prospectiva y Rendimiento del Ministerio de Educación francés (Direction de l'évaluation, de la prospective et de la performance [DEPP]) ha publicado una serie de ítems interactivos modelo utilizando el estándar PCI.
Uno de estos ítems evalúa los conocimientos y habilidades relacionados con la Relatividad del Movimiento, y permite al alumno interactuar con los personajes en pantalla para ver el movimiento en el escenario desde la perspectiva de cada personaje.
Los ejercicios y las preguntas incluidas en los elementos interactivos involucran a los estudiantes en múltiples niveles, y capturan no sólo sus respuestas, sino también su proceso de pensamiento. De hecho, los ricos datos de registro (eventos de aprendizaje) capturados por estos ítems, como el momento en el que los estudiantes comienzan y detienen su trabajo, los movimientos del ratón, el uso de diferentes herramientas en pantalla, el tiempo de inactividad y una captura de pantalla de las últimas acciones, permiten a los educadores obtener una visión profunda de cómo los estudiantes abordan el problema, e identificar las áreas que podrían requerir un enfoque adicional. En otras palabras, los PCI permiten recoger mucho más que las respuestas digitales y proporcionan datos que facilitan el bucle de retroalimentación entre la enseñanza, el aprendizaje y la evaluación.
Resultados del impacto del aprendizaje
Teniendo esto en cuenta, el DEPP, el Ministerio de Educación de Luxemburgo y sus contratistas, Vretta y Wiquid, colaboraron para crear una serie de ítems PCI de varios pasos utilizando TAO. Vretta desarrolló los ítems PCI de matemáticas y Wiquid los de ciencias. El objetivo era introducir estos ítems en el CEDRE (cycle des évaluations disciplinaires réalisées sur échantillons/Cycle of Sample-based Subject Specific Assessments), que son pruebas anuales de baja exigencia en Francia que se realizan en una variedad de asignaturas, que incluyen historia, geografía, ciencias, matemáticas, lenguas extranjeras y francés.
Los exámenes CEDRE se introdujeron por primera vez en 2003 como evaluaciones de papel y lápiz, se migraron al formato digital en 2016 y ahora se administran en ordenadores de sobremesa. Los exámenes de ciencias y matemáticas contienen cada uno entre 50 y 60 elementos de un banco de 300 elementos. En mayo de 2016, el DEPP introdujo por primera vez tres PCI de matemáticas y dos de ciencias en una prueba estandarizada a nivel nacional, que se administró a 8.000 estudiantes de 9º grado. El DEPP trabajó con Capgemini para analizar los datos de registro resultantes de los tres PCI de matemáticas. Este ejercicio proporcionó observaciones muy ricas e interesantes con respecto a las estrategias que los estudiantes utilizaron para resolver las preguntas interactivas.
Por ejemplo, en una pregunta se pedía a los alumnos que calcularan la circunferencia de un lago. Los datos de registro recogidos mostraron que a menudo los alumnos confundían "circunferencia" con "área", a juzgar por los pasos que daban para resolver el problema. A continuación se muestran ejemplos de los datos de registro recogidos en las respuestas de cuatro alumnos.
Los datos recogidos para cada respuesta muestran las líneas que cada alumno trazó en su intento de resolver el problema, el porcentaje que estaba dentro del borde (o circunferencia) del lago y la estimación del alumno de la medida.
En la primavera de 2017, cuando el DEPP llevó la práctica un paso más allá y aumentó la escala tanto en términos del número de PCI administrados como del número de estudiantes participantes. Esta vez, se administraron 12 PCI de ciencias a 10.000 estudiantes, mientras que 25 PCI de matemáticas se administraron a 11.000 estudiantes.
Retorno de la inversión
Los PCI y sus datos de registro pueden proporcionar una excelente información a la comunidad educativa -incluidos los profesores, los investigadores y los responsables políticos- sobre el nivel de compromiso de los estudiantes, la comprensión de las materias y la forma en que abordan la resolución de problemas. Dado que TAO se basa en el código abierto, el DEPP puede aprovechar los recursos adicionales aportados por la comunidad de usuarios.
