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Introducción
“El mayor peligro para la educación de hoy es que pretendamos hacer lo mismo que hacíamos ayer, con las herramientas de hoy…”. (Castañeda, 2013, p. 539)
La propuesta didáctica para la elaboración de un ecosistema digital híbrido de matemática surge como respuesta a la necesidad de adaptar los sistemas educativos a las exigencias del siglo XXI (Cisneros et al. 2023). Este enfoque propone aprovechar las herramientas tecnológicas disponibles para crear un entorno de enseñanza-aprendizaje interactivo, dinámico y accesible para los estudiantes (Padrón, Beregal, et al. 2022; Marimon et al. 2022).
El ecosistema digital se reconoce por fomentar la motivación y el interés, lo que resulta esencial e imprescindible en el caso de las matemáticas en la formación de ingenieros (Avello y Rodríguez, 2020). La incorporación de elementos lúdicos y visuales en el proceso de enseñanza-aprendizaje ayuda a generar un ambiente atractivo y estimulante, donde los estudiantes se sienten involucrados y motivados para explorar y descubrir nuevos aprendizajes (Guzmán et al.2020). Fundamentos que se asumen como base esencial para que el estudiante de carreras de ingeniería, valore y busque en la matemática, la motivación y las ansias de descubrir e investigar para adquirir nuevos conocimientos y competencias y se convierta realmente en el centro del proceso formativo (Sharhorodska et al. 2018; Hernández et al. 2022; Padrón, et al. 2022; Suárez, 2023).
El ecosistema digital híbrido en la enseñanza de la matemática abarca una amplia gama de recursos y actividades que van más allá del simple uso de la calculadora o las hojas de cálculo. Incluye el uso de aplicaciones móviles, programas informáticos, simuladores, juegos educativos y plataformas en línea, entre otros. Estas herramientas permiten a los estudiantes explorar conceptos matemáticos de manera visual, resolver problemas de forma colaborativa, practicar habilidades, fortalecer competencias y recibir retroalimentación inmediata; tanto en el contexto presencial, como virtual, e incluso integrado ambos contextos en una clase (Engel y Coll, 2022).
La propuesta didáctica para la elaboración de un ecosistema digital híbrido de matemática para la formación del ingeniero es una respuesta innovadora y efectiva a los desafíos educativos actuales. A través de la integración de herramientas tecnológicas, se busca potenciar el aprendizaje de las matemáticas, personalizar la experiencia educativa y fomentar el interés y la motivación de los estudiantes. Este enfoque promete abrir un mundo de posibilidades para el desarrollo de las competencias matemáticas y preparar a los estudiantes para enfrentar los desafíos del futuro. En esta dirección se propone como objetivo valorar la metodología para la elaboración de un Ecosistema digital híbrido de matemática en la formación del ingeniero.
Materiales y métodos
Para el desarrollo de la investigación y la propuesta que se presenta se empleó una metodología cualitativa con la aplicación de un conjunto de métodos de nivel teórico entre los que se destacan:
Analítico- sintético, que permite la determinación de los fundamentos esenciales para la elaboración de la metodología y su aplicación en la práctica;
Enfoque sistémico estructural funcional, para la determinación y estructuración del resultado científico que se propone, en este caso la Metodología didáctica para el Ecosistema digital híbrido de matemática en la formación de ingenieros;
Modelación, para la determinación de la vía seguida para el diseño de la Metodología didáctica para el Ecosistema digital híbrido de matemática en la formación de ingenieros, la elaboración de esta y la valoración de sus resultados fundamentales.
Resultados y discusión
La propuesta didáctica para la elaboración de un ecosistema digital o híbrido desde la enseñanza de la matemática para la formación del ingeniero exige la integración de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC, a partir de este momento), como herramientas mediadoras para el logro del aprendizaje significativo, colaborativo y desarrollador, convirtiendo al estudiante en un sujeto activo, capaz de gestionar su propio aprendizaje, contribuir al de los demás y aprender durante toda la vida (Salido, 2020; Rodríguez et al. 2023).
En esencia un ecosistema digital híbrido, es la integración de numerosos recursos tecnológicos qué organizados en sistema de red desde la concepción didáctica de base, movilizan la participación y protagonismo del estudiante en su proceso de formación. Por lo que, sobre esta línea de pensamiento, la emergencia de múltiples formas de organización tecnológica, así como recursos educativos digitales y posibilidades de interactividad y colaboración exigen el replanteo del proceso de enseñanza-aprendizaje como par dialéctico y ofrece amplias posibilidades a la innovación educativa, los procesos de personalización e inclusión de la educación desde un enfoque desarrollador y participativo (Padrón, Beregal et al. 2022; Guaña, 2023).
En este sentido resultan valiosas las posiciones que permiten el aprendizaje permanente y progresivo del estudiante, para lo que resulta de gran valía la taxonomía de Bloom, en cuanto a los niveles del conocimiento que debe lograrse progresivamente en el estudiante. Esta taxonomía muestra el avance jerárquico en la adquisición del conocimiento que puede seguirse para la elaboración del ecosistema digital o híbrido. La cual parte de los conocimientos previos que debe poseer el estudiante para la planificación de las actividades; la importancia del aprendizaje significativo que orienta hacia la relación entre la matemática y la profesión a que se imparte par que se logre la comprensión y concientización de los conceptos matemáticos esenciales (Nivel reproductivo); nivel esencial para la posibilidad de análisis y aplicación del mismo (Nivel productivo); para finalmente poder valorar y crear nuevos productos o soluciones (Nivel creativo), según los niveles de jerarquía determinados. Todo ello se puede visualizar en la figura 1, que genialmente muestra el análisis realizado de la tabla periódica.
Nota: Fue modificado a partir de https://globaldigitalcitizen.org./
Figura 1 Tabla periódica de las actividades digitales según la taxonomía de Bloom (Manel Rives)
En este sentido se consideran valiosas en la concepción didáctica que sustenta el ecosistema el aprendizaje significativo, colaborativo y desarrollador; el aprendizaje personalizado y ubicuo, las metodologías activas, la evaluación formativa y la formación por competencias como enfoque integrador (Guaña, 2023). Lo que puede generalizarse y se representa en la figura 2, donde solo se muestran los elementos representativos en función de valorar la estructura, diversidad tecnológica y relaciones fundamentales.
Figura 2 Representación de la integración de tecnologías para la elaboración del ecosistema digital híbrido para la educación superior
Se reconoce la Tecnología educativa como la teoría que se enfoca en la integración de la tecnología como herramienta para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje (Argüello, 2022) y particulariza en el ecosistema como la coexistencia en el proceso de enseñanza-aprendizaje de procesos, políticas y tecnología en función del aprendizaje del estudiante y su aplicación se soporta en el entorno tecnológico. Finalmente se asume el Ecosistema digital híbrido, como la interrelación de tecnologías aplicables en espacios físico-geográficos definidos y entornos digitales para el desarrollo de la comunicación, colaboración y aprendizaje presencial y virtual (Mallea y Ruiz, 2020).
La propuesta del ecosistema digital híbrido se basa en la integración de diversas herramientas tecnológicas, como aplicaciones móviles, programas informáticos y plataformas en línea, para enriquecer y personalizar el proceso de enseñanza-aprendizaje de las matemáticas en la formación del ingeniero en el contexto presencial, virtual y en la modalidad híbrida. Esta última permitiendo la implementación de la metodología del ecosistema tanto en actividades presenciales, virtuales, como en actividades donde participen estudiantes y docentes o especialistas en el encuentro presencial desde la virtualidad. Todo lo que se sustenta en la concepción didáctica que se basa en las teorías antes mencionadas y se representa a continuación en la figura 3.
Figura 3 Representación de la concepción didáctica de base para la elaboración de un ecosistema digital híbrido para la educación superior
Metodología didáctica para el Ecosistema digital híbrido de matemática en la formación de ingenieros:
La metodología para aplicar el ecosistema digital en la matemática en un entorno de formación híbrida se organiza según las etapas y procedimientos que se describen a continuación:
Primera etapa: Análisis y planificación
Identificar los objetivos o competencias específicas de la enseñanza de la matemática a partir del modelo de actuación de la ingeniería en que se aplicará;
Evaluar las necesidades y características de los estudiantes, considerando su nivel de conocimientos y competencias;
Seleccionar los recursos digitales y herramientas adecuadas para el ecosistema digital, teniendo en cuenta su pertinencia y efectividad;
Diseñar un plan de actividades y secuencias didácticas que integren los recursos digitales de manera coherente y progresiva;
Diseñar todas las acciones y procedimientos de las siguientes etapas con la colaboración y participación de los estudiantes a través de la co-creación y el co-diseño didáctico (Santana y Pérez, 2020; Padrón, Beregal et al. 2022).
Segunda etapa: Preparación y creación de contenidos
Elaborar o adaptar los contenidos matemáticos según los objetivos o competencias establecidas;
Crear recursos digitales interactivos, como simuladores, juegos educativos y ejercicios prácticos;
Organizar los contenidos y recursos en una plataforma digital accesible para los estudiantes;
Identificar todas las herramientas tecnológicas para la interacción, colaboración y comunicación entre todos los participantes.
Tercera etapa: Implementación y desarrollo de actividades
Introducir a los estudiantes en el uso del ecosistema digital y familiarizarlos con las herramientas disponibles;
Realizar actividades interactivas que promuevan la exploración, la resolución de problemas y el trabajo colaborativo;
Proporcionar retroalimentación inmediata y personalizada a través de las herramientas digitales; así como un sistema de ayudas que permita el desarrollo progresivo y personalizado del estudiante;
Fomentar la participación de los estudiantes, incentivando la comunicación y la colaboración en línea.
Cuarta etapa: Evaluación y seguimiento
Evaluar el progreso y desempeño de los estudiantes a través de evaluaciones formativas y sumativas;
Evaluar el proceso de enseñanza-aprendizaje en su integración a través de técnicas y herramientas colaborativas;
Utilizar herramientas de seguimiento para monitorear el avance individual de cada estudiante y detectar posibles dificultades;
Proporcionar retroalimentación constructiva a los estudiantes y ofrecer apoyo adicional en áreas de mejora.
Quinta etapa: Mejora continua y actualización
Evaluar la efectividad del ecosistema digital en el logro de los objetivos de aprendizaje;
Recopilar y analizar el feedback de los estudiantes y docentes para identificar áreas de mejora;
Actualizar y enriquecer los recursos digitales de acuerdo con los avances en la enseñanza de la matemática y las tecnologías disponibles.
Esquema de los elementos didácticos esenciales para la aplicación de la Metodología didáctica para el Ecosistema digital híbrido de matemática en la formación de ingenieros:
Objetivos o Competencias integradoras o transversales
A) Derivación gradual de los objetivos o competencias desde el modelo del profesional, el módulo o disciplina, hasta la determinación de la competencia a trabajar en la asignatura o curso. A partir de la integración de conocimientos, habilidades, valores y capacidades para su valoración en el desempeño y comportamiento del estudiante;
B) Análisis y valoración con los estudiantes de las competencias del módulo, curso y de cada encuentro específicamente.
Contenidos adaptados y esenciales
A) Temas matemáticos relevantes y adecuados al nivel de los estudiantes y la carrera o programa;
B) Presentación de los contenidos de manera clara y estructurada y a partir de la esencialidad de estos.
Recursos interactivos
A) Aplicaciones móviles y programas informáticos específicamente diseñados para la enseñanza de la matemática;
B) Simuladores y manipulativos virtuales que permiten la experimentación y la comprensión de conceptos matemáticos;
C) Juegos educativos en el que se combinen diversión y aprendizaje matemático.
Actividades prácticas
A) Ejercicios y problemas interactivos para la práctica de habilidades y capacidades matemáticas;
B) Desafíos y proyectos que promuevan la resolución de problemas de manera colaborativa y creativa a través de la aplicación de metodologías activas;
C) Actividades que fomenten la exploración y la innovación en el ámbito matemático y su relación con la práctica profesional.
Retroalimentación inmediata
A) Mecanismos de retroalimentación automática que permitan a los estudiantes corregir errores y reforzar conocimientos;
B) Evaluaciones formativas que brinden información instantánea sobre el progreso de los estudiantes;
C) Retroalimentación personalizada para adaptar el aprendizaje a las necesidades individuales de cada estudiante.
Comunicación y colaboración
A) Foros y espacios de discusión en línea para que los estudiantes interactúen y compartan ideas matemáticas;
B) Herramientas de colaboración en tiempo real que faciliten el trabajo en equipo y el intercambio de conocimientos;
C) Comunicación fluida entre estudiantes y docentes a través de plataformas digitales, redes sociales y otras alternativas como el correo electrónico.
Acceso y disponibilidad
A) Plataformas en línea que permitan acceder al ecosistema digital de manera fácil y desde cualquier dispositivo con conexión a Internet;
B) Disponibilidad de recursos y actividades en diferentes formatos para adaptarse a las preferencias y necesidades de los estudiantes y que puedan acceder de forma síncrona y asíncrona.
Monitoreo, sistema de ayudas y seguimiento
A) Herramientas de seguimiento del progreso de los estudiantes para identificar áreas de mejora y brindar apoyo individualizado;
B) Registro de actividades y resultados para analizar el desempeño y evaluar la efectividad del ecosistema digital;
C) Herramientas de colaboración entre estudiantes, profesores y otros especialistas implicados.
Actualización y mejora continua
A) Actualización constante de los recursos y actividades para estar alineados con los avances en la enseñanza de las matemáticas, la tecnología y los problemas profesionales;
B) Retroalimentación de los usuarios (estudiantes y docentes) para mejorar y optimizar el ecosistema digital.
Este esquema presenta los elementos clave para un Ecosistema digital en la enseñanza de la matemática, asegurando una experiencia educativa interactiva, adaptativa y enriquecedora para los estudiantes. El mismo puede ser enriquecido, contextualizado y aplicado en todas las carreras de ingeniería y de otras áreas de la ciencia revisando sus particularidades.
Es importante destacar que la metodología y el esquema para su aplicación deben adaptarse a las características específicas de la formación híbrida, que combina la enseñanza presencial y en línea. Por lo tanto, es necesario considerar la integración efectiva de los recursos digitales en los momentos presenciales y virtuales, así como la coordinación y comunicación fluida entre los docentes y los estudiantes en las actividades híbridas. Todo lo anterior se representa en la figura 4.
Figura 4 Representación para la implementación de la “Metodología didáctica para el Ecosistema digital híbrido de matemática en la formación de ingenieros
Finalmente, al combinar las teorías de la concepción didáctica y la integración de las TIC desde este enfoque sistémico y flexible se crea un ecosistema digital que se adapta a las necesidades de los estudiantes, fomenta su participación, promueve la construcción del conocimiento, utiliza elementos de gamificación para motivarlos lograr su protagonismo y que aprovechen la interacción social y la colaboración para su proceso formativo.
Se insiste en la utilización e integración de metodologías activas, técnicas del Aprendizaje Cooperativo y todas aquellas herramientas digitales que permiten la actividad, comunicación y colaboración. Esto crea un ambiente de aprendizaje enriquecedor que estimula el interés, el compromiso y el éxito en el estudio de las matemáticas, como ciencia básica para la formación del profesional de la ingeniería.
Conclusiones
La propuesta del Ecosistema Digital para la formación de ingenieros integra elementos didácticos esenciales y una metodología didáctica para el Ecosistema digital híbrido de matemática en la formación de ingenieros. Esta propuesta busca transformar el proceso de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes de ingeniería a través de un enfoque integral y personalizado.
La metodología y el esquema de los elementos didácticos esenciales para la implementación del Ecosistema digital híbrido de matemática promueven un aprendizaje activo y contextualizado, permitiendo a los estudiantes resolver problemas matemáticos en un contexto ingenieril. En conjunto, esta propuesta busca preparar a los estudiantes de ingeniería para enfrentar los desafíos de su futura práctica profesional, desarrollando competencias matemáticas y fomentando la integración de la teoría y la práctica. El Ecosistema Digital se convierte en un entorno de aprendizaje efectivo y adaptado a las necesidades y demandas actuales de la formación en ingeniería.
