Diferentes experiencias de aprendizaje en ciencias y matemáticas a través de Tecnologías de la Información y la Comunicación

Abstract

[ES] La presente tesis doctoral se basa en un conjunto de diferentes estudios cuyo hilo conductor es el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), en las áreas de ciencias y matemáticas, para conseguir aumentar los resultados de aprendizaje y la motivación de los alumnos en relación a dichas áreas en las etapas de educación preuniversitaria y universitaria. El declive en la actitud hacia las disciplinas científica y matemática de los alumnos, así como los resultados que muestran informes como el Programa para la Evaluación Internacional de Alumnos (PISA), ponen en evidencia la "crisis de la educación científica". Este es el motivo por el que es preciso que los docentes pongamos herramientas a disposición de los alumnos y planteemos nuevas metodologías de aula con el fin de lograr que aumente su interés hacia las ciencias y las matemáticas. Es este sentido, las TIC tienen un gran potencial ya que a través de ellas los alumnos, como nativos digitales, puedan llegar al aprendizaje significativo, tal y como establece la Teoría Constructivista. Por otro lado, los docentes debemos ser conscientes de que la aplicación de las mismas debe ser de forma que sean un medio para el logro del aprendizaje, y no relegar su papel al mero uso de las mismas en las aulas, de forma que se conviertan en Tecnologías para el Aprendizaje y el Conocimiento (TAC). Teniendo en cuenta todo lo mencionado, se considera crucial la educación STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) que surge con el fin de lograr en los alumnos el desarrollo de las competencias científica, matemática y tecnológica de la forma más integrada posible. Todas las experiencias recogidas en este trabajo se encuentran o bien publicadas o bien en proceso de revisión en diferentes revistas de impacto reconocido en el área. Los estudios realizados tratan por un lado, sobre foros virtuales, metodología flip y el uso de un videojuego educativo, aplicadas a la etapa universitaria y, por el otro, sobre aprendizaje colaborativo en entornos online, holografía y robótica, aplicadas a la etapa preuniversitaria. La metodología se ha basado en una investigación de tipo exploratoria, pre-experimental y cuasiexperimental y de corte transversal. En todas las aportaciones se recogen los aspectos teóricos que fundamentan las experiencias llevadas a cabo y el análisis cuantitativo y/o cualitativo de los datos recogidos. En general, los resultados obtenidos en los estudios muestran un significativo aumento de los resultados de aprendizaje y de la motivación de los alumnos.

[CA] La present tesi doctoral es basa en un conjunt de diferents estudis el fil conductor dels quals és l'ús de les Tecnologies de la Informació i la Comunicació (TIC), en les àrees de ciències i matemàtiques, per a aconseguir augmentar els resultats d'aprenentatge i la motivació dels alumnes en relació a aquestes àrees en les etapes d'educació preuniversitària i universitària. El declivi en l'actitud cap a les disciplines científica i matemàtica dels alumnes, així com els resultats que mostren informes com el Programa per a l'Avaluació Internacional d'Alumnes (PISA), posen en evidència la "crisi de l'educació científica". Aquest és el motiu pel qual cal que els docents posem eines a la disposició dels alumnes i plantegem noves metodologies d'aula amb la finalitat d'aconseguir que augmente el seu interés cap a les ciències i les matemàtiques. És aquest sentit, les TIC tenen un gran potencial ja que a través de les quals els alumnes, com a nadius digitals, puguen arribar a l'aprenentatge significatiu, tal com estableix la Teoria Constructivista. D'altra banda, els docents hem de ser conscients que l'aplicació de les mateixes ha de ser de manera que siguen un mitjà per a l'assoliment de l'aprenentatge, i no relegar el seu paper al mer ús de les mateixes a les aules, de manera que es convertisquen en Tecnologies para l'Aprenentatge i el Coneixement (TAC). Tenint tot l'esmentat en compte es considera crucial l'educació STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) que sorgeix amb la finalitat d'aconseguir en els alumnes el desenvolupament de les competències científica, matemàtica i tecnològica de la forma més integrada possible. Totes les experiències recollides en aquest treball es troben o ben publicades o bé en procés de revisió en diferents revistes d'impacte reconegut en l'àrea. Els estudis realitzats tracten d'una banda, sobre fòrums virtuals, metodologia flip i l'ús d'un videojoc educatiu, aplicades a l'etapa universitària i, per l'altre, sobre aprenentatge collaboratiu en entorns online, holografia i robòtica, aplicades a l'etapa preuniversitària. La metodologia s'ha basat en una investigació de tipus exploratòria, pre-experimental i quasiexperimental i de tall transversal. En totes les aportacions es recullen els aspectes teòrics que fonamenten les experiències dutes a terme i l'anàlisi quantitativa i/o qualitatiu de les dades recollides. En general, els resultats obtinguts en els estudis mostren un significatiu augment dels resultats d'aprenentatge i de la motivació dels alumnes.

[EN] This doctoral thesis is based on a set of different studies in which the guiding thread is the use of Information and Communication Technologies (ICT), in the areas of science and mathematics, in order to increase the learning results and the motivation of students in relation to these areas in the stages of pre-university and university education. The decline in the attitude towards the scientific and mathematical disciplines of the students, as well as the results showed in reports such as the Program for the International Assessment of Students (PISA), highlight the "crisis of the scientific education". That is the reason why it is required that teachers make tools available to students and implement new methodologies with the aim of increase their interest to science and mathematics. In this sense ICT acquire all their potential as tools through which students, as digital natives, can reach a meaningful learning, as the Theory of Constructivism establishes. On the other hand, teachers should take into account that the application of ICT should be as a medium to reach knowledge and avoid relegating their role to their mere use, so as to turn them into Learning and Knowledge Technology (LKT). Taking into account everything commented previously, it is crucial, in this study, STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) education, which emerged with the aim to enable students the development of mathematics, science and technology skills from an integrated point of view. All the experiences collected in this work are either published or in the process of being reviewed in different journals of recognized impact in the area. The studies carried out deal with virtual forums, flip methodology and the use of an educational videogame, applied to the university stage, and collaborative learning in online environments, holography and robotics, applied to the pre-university stage. The methodology has been based on exploratory, pre-experimental and quasi-experimental and cross-sectional research. There are gathered the theoretical aspects that base the experiences carried out and the quantitative and/or qualitative analysis of the data collected, in all the contributions. In general, the results obtained in the studies show a significant increase in the learning results and the motivation of the students.