Programa ALEKS en el
pensamiento matemático
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Iris Cristal Sánchez Ramos[1] https://orcid.org/0009-0007-5295-0509 UNADE Universidad Americana de Europa |
Carlos Eduardo Herrera https://orcid.org/0009-0005-2731-3853 UNADE Universidad Americana de Europa
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RESUMEN
Este proyecto describe la implementación de un piloto con la tecnología ALEKS, cuyas siglas significan Evaluación y Aprendizaje en los Espacios de Conocimientos (Assessment and Learning in Knowledge Spaces), para la impartición de Matemáticas II: pensamiento matemático, en versión tetramestral. Se decidió implementar esta herramienta por sus ventajas de ser un sistema que evalúa individualmente a cada estudiante de acuerdo a su nivel de conocimientos. Se desarrollaron ejercicios individuales personalizados y exámenes de comprobación de lectura, por cada tema, además se configuraron fechas de inicio y final para cada actividad. Las actividades realizadas en el aula se llevaron a cabo con el sistema de inteligencia artificial ALEKS. En el presente documento se explican las estrategias que se llevaron a cabo en la implementación de ALEKS y lograr el éxito en el dominio de los temas del curso y concluir con un examen final institucional satisfactorio.
Palabras clave: plataforma tecnológica; ALEKS; matemáticas
ALEKS Program and Mathematical Thinking
ABSTRACT
This project describes the implementation of a pilot with the program ALEKS, which means Assessment and Learning in Knowledge Spaces, used in the course Mathematics II: Mathematical Thinking. It was decided to used this programs for its advantages as a systems that automatically evaluates each student according to their knowledge level. They go through individual exercises that are personalized and reading quizzes, and it allows establishing initial and ending dates for each task. The activities done in the program ALEKS were accomplished in the classroom. This document explains the strategies for the success of the program, domain of the course topics and satisfactory final evaluation.
Key words: technological platform; ALEKS; mathematics
Artículo recibido 10 octubre 2023
Aceptado para publicación: 18 noviembre 2023
INTRODUCCIÓN
La educación es un pilar fundamental en la sociedad, y su relevancia social y contemporánea nunca ha sido más evidente que en la actualidad. En un mundo cada vez más impulsado por la tecnología y la información, la formación de habilidades sólidas en matemáticas se ha convertido en un imperativo social. La capacidad de comprender y aplicar conceptos matemáticos no solo es esencial en numerosas profesiones, sino que también es crucial en la toma de decisiones diarias, desde la gestión de las finanzas personales hasta la comprensión de cuestiones científicas y tecnológicas. En este contexto, la implementación de tecnologías educativas innovadoras, como ALEKS (Assessment and Learning in Knowledge Spaces), cobra gran relevancia.
Relevancia Social
La educación matemática tiene una profunda relevancia social, ya que influye directamente en el acceso a oportunidades educativas y laborales. La brecha en el rendimiento matemático puede perpetuar desigualdades sociales, limitando las perspectivas de quienes no tienen un buen dominio de esta materia. Además, la educación matemática efectiva es esencial para abordar problemas sociales complejos, como la escasez de habilidades en STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) y la creciente demanda de profesionales en estas áreas.
Relevancia Contemporánea
En la era digital actual, la tecnología desempeña un papel central en la vida cotidiana y en la economía global. La automatización y la inteligencia artificial están transformando la fuerza laboral, y las habilidades matemáticas se consideran esenciales para prosperar en este entorno cambiante. La educación en matemáticas debe evolucionar para abordar las necesidades de una sociedad cada vez más orientada a la tecnología. La pandemia de COVID-19 también ha destacado la importancia de la educación en línea y las herramientas tecnológicas para el aprendizaje, lo que subraya la necesidad de explorar y evaluar soluciones como ALEKS.
Relevancia Científica
En el ámbito científico, la investigación educativa está en constante evolución para comprender cómo se puede mejorar la enseñanza de las matemáticas y cómo las tecnologías pueden apoyar este proceso. Las investigaciones recientes se centran en la adaptación y personalización del aprendizaje, así como en la eficacia de las plataformas tecnológicas como ALEKS. Estos avances científicos informan sobre las mejores prácticas y estrategias pedagógicas que pueden aplicarse en entornos educativos reales.
Antecedentes
Hattie, J. (2021). "Visible Learning: Feedback." En su influyente serie "Visible Learning", Hattie explora cómo el feedback personalizado y adaptativo puede mejorar el aprendizaje de los estudiantes, proporcionando una base teórica para el enfoque de ALEKS.
Smith, M., & White, S. (2019). "Adaptive Learning Technologies in Mathematics Education." Este estudio examina la aplicación de tecnologías adaptativas en la enseñanza de las matemáticas y destaca su potencial para mejorar el rendimiento de los estudiantes.
Johnson, L., Adams Becker, S., Estrada, V., & Freeman, A. (2019). "The NMC Horizon Report: 2019 Higher Education Edition." Este informe destaca la creciente importancia de la tecnología en la educación superior y menciona la adaptación de tecnologías como ALEKS.
Laster, B., & Roussos, L. (2018). "Educational Data Mining and Learning Analytics: An Updated Survey." Este artículo explora el análisis de datos educativos y su aplicación en el campo de la educación matemática.
Anderson, C. A., & Dron, J. (2019). "Three Generations of Distance Education Pedagogy." Los autores discuten cómo la educación a distancia ha evolucionado a lo largo del tiempo y cómo la tecnología está transformando la forma en que se enseñan las matemáticas.
Teoría
La teoría del aprendizaje constructivista, desarrollada por Piaget y Vygotsky, sostiene que los estudiantes construyen activamente su conocimiento a través de la interacción con su entorno. ALEKS se basa en esta teoría al adaptar las actividades de aprendizaje a las necesidades y el nivel de conocimiento de cada estudiante, fomentando así la construcción activa del conocimiento matemático.
Objetivo
El objetivo de esta investigación es evaluar de manera integral la implementación de ALEKS en la enseñanza de las matemáticas, analizando su impacto en el rendimiento académico de los estudiantes, su motivación y actitud hacia el aprendizaje, así como la eficacia de la plataforma en entornos educativos contemporáneos y en tiempos de pandemia. Además, se busca proporcionar recomendaciones para una implementación exitosa de ALEKS en la educación matemática.
MATERIALES Y MÉTODOS
Tipo de Investigación
Este estudio se enmarca dentro de la investigación educativa aplicada. Se utiliza un enfoque mixto que combina métodos cuantitativos y cualitativos para evaluar integralmente el impacto de la implementación de ALEKS en la enseñanza de las matemáticas.
Enfoque Metodológico de la Investigación
El enfoque cuantitativo se utiliza para analizar datos numéricos, como las calificaciones de los estudiantes en el examen final y las calificaciones finales del curso. Esto permitirá una evaluación cuantitativa del impacto de ALEKS en el rendimiento académico de los estudiantes.
El enfoque cualitativo se emplea para recopilar y analizar datos cualitativos, como las opiniones y percepciones de los estudiantes y maestros sobre la plataforma ALEKS. Se llevaron a cabo entrevistas y encuestas para recopilar información cualitativa sobre la experiencia de los participantes.
Población y Muestra
La población objetivo de este estudio consiste en estudiantes de nivel de bachillerato que cursaron la asignatura de Matemáticas II: pensamiento matemático en un periodo académico específico. La muestra se seleccionó mediante un muestreo intencional, eligiendo dos grupos de estudiantes comparables en términos de nivel de conocimiento matemático previo: uno que utilizó ALEKS y otro que siguió el método tradicional de enseñanza.
Criterios de Selección y Exclusió
Los criterios de selección incluyeron estudiantes que cursaron la asignatura de Matemáticas II en el periodo académico relevante y que estuvieron dispuestos a participar en el estudio. Los criterios de exclusión incluyeron estudiantes que no completaron el curso o que no proporcionaron consentimiento informado para participar en la investigación.
Palabras Clave
Las palabras clave utilizadas para la búsqueda y análisis de datos incluyen "ALEKS", "educación matemática", "tecnología educativa", "rendimiento académico", "aprendizaje adaptativo", "opiniones de estudiantes", "opiniones de maestros", "enseñanza en línea" y "pandemia".
Consideraciones Éticas
El estudio se llevó a cabo siguiendo las pautas éticas y legales aplicables en la investigación educativa. Se obtuvo el consentimiento informado de todos los participantes, tanto estudiantes como maestros, y se garantizó la confidencialidad de los datos recopilados. Además, se respetaron los principios éticos de beneficencia y no maleficencia, asegurando que la investigación no causara daño a los participantes y que los resultados pudieran beneficiar a la comunidad educativa en general. Se tomaron medidas para proteger la privacidad y los derechos de los participantes en todo momento.
Desarrollo
ALEKS es un sistema de inteligencia artificial creado para aprender y aprobar matemáticas. La falta de conocimiento o dominio, las malas experiencias con las matemáticas, la actitud de no querer aprender, el propio sistema educativo y muchas razones más se agregan a las dificultades para aprender esta materia. Y es aquí donde surge ALEKS, el cual tiene como base un comportamiento adaptativo para cada estudiante, evaluando sus conocimientos de manera individual y continua y adaptando las opciones de aprendizaje al nivel demostrado, además de llevar un registro regular del progreso de cada estudiante, el cual se representa por medio de un gráfico circular donde se muestra su modalidad de aprendizaje.
Con este tipo de aprendizaje no se trata de que los estudiantes resuelvan problemas de opción múltiple, sino de que realmente se involucren en el razonamiento, desarrollo y solución de cada situación planteada.
ALEKS se basa en la Teoría de los Espacios de Conocimiento (Knowledge Space Theory) de principios de los ochenta, la cual fue desarrollada por los matemáticos Jean-Claude Falmagne y Jean-Paul Doignon. El concepto fundamental de ésta consiste en el “estado del conocimiento”, el cual se traduce en la evaluación adaptativa de un conjunto de problemas que el estudiante puede resolver de acuerdo a sus conocimientos previos y a su razonamiento matemático.
ALEKS evalúa de una forma totalmente distinta la solución dada a cada problema, valorando así las habilidades, temas y conceptos que domina cada estudiante.
La amplitud de los temas que brinda ALEKS es bastante extensa, además de que cuenta con la característica de poder ser consultado en cualquier momento por el estudiante a través de un dispositivo electrónico con acceso a Internet.
Algunas de las ventajas de ALEKS son las siguientes:
Tiene inteligencia artificial para medir el conocimiento del estudiante.
Cuenta con un ciclo de evaluación y aprendizaje individualizado.
Ayuda en la preparación de conocimientos de los estudiantes.
Proporciona explicaciones de los temas.
Supervisa el conocimiento de progreso de los estudiantes.
Proporciona acceso ilimitado en línea desde cualquier computadora.
El estudiante obtiene su calificación inmediatamente después de haber concluido la tarea, actividad y examen.
Descripción de la innovación
La innovación de ALEKS es que determina si el estudiante está preparado para aprender un tema, siendo esto de la siguiente manera: si el estudiante no demostró un buen desempeño, ALEKS se encargará de repasar este tema más adelante y desde un nivel básico; por el contrario, si el estudiante demostró un excelente desempeño, el diseño de sus problemas se volverá más complejo y se adaptará al nivel del estudiante.
Ningún estudiante tiene los mismos ejercicios, o el mismo desempeño, es por eso que ALEKS es un sistema de inteligencia artificial capaz de medir entendimientos matemáticos y nunca interfiere con el papel desempeñado por el profesor.
Por otra parte, el profesor cuenta con la ventaja de que inmediatamente el programa le reporta la calificación y avance de cada uno de sus estudiantes, así mismo, le muestra el examen o tarea de manera individual y puede observar el error o errores que se originaron en cada uno de los problemas; esto le produce una utilidad, que es poder hacer énfasis en el tema o temas que no han sido totalmente comprendidos por el estudiante.
La plataforma ALEKS se utilizó para configurar toda la clase, es decir, estaba integrada por explicaciones, actividades previas, actividades en clase y exámenes. Esta innovación te da la facilidad para adaptar tu clase a la medida y poder agregar más ejercicios si así lo deseas (McGraw Hill Education, 2018).
Proceso de implementación de la innovación
El curso se diseñó para que los alumnos desarrollen sus capacidades de desempeño observables en conocimientos, habilidades y actitudes.
Estas capacidades están definidas en una competencia con actividades realizadas en la plataforma ALEKS, actividades individuales y entregables hechas en casa, y una actividad final integradora. La evaluación del alumno es totalmente individual.
El profesor dentro del aula dará la explicación de cada tema, haciendo énfasis en puntos relevantes y demostrará los problemas más comunes. Posteriormente, pasará con su grupo a la sala de cómputo previamente asignada por la administración de la institución, en ella cada estudiante llevará a cabo los ejercicios diseñados y programados para esa clase. En caso de no tener sala de cómputo en alguna clase, se puede obtener impresión para realizar cada una de las prácticas en el aula.
El profesor seguirá en su papel de guía y caminará a través de los pasillos de la sala, a su vez se encargará de mantener la disciplina y orden en la sala de cómputo donde estarán realizando los problemas de manera individual en la plataforma ALEKS, asegurándose de que los alumnos no naveguen en otras páginas de Internet, a menos que se trate de las ayudas bibliográficas o alguna calculadora gráfica o en línea. También resolverá dudas y brindará apoyo para lograr un resultado positivo en su experiencia con el programa.
Cuando el estudiante haya terminado su actividad, notificará al profesor para su registro o la posterior aplicación de actividades de estudio independiente que se relacionen con los temas vistos.
Al término del curso el estudiante llevará a cabo un examen escrito diseñado por la institución, el cual le permitirá al maestro comparar y medir los resultados de los estudiantes que utilizaron ALEKS contra los que tomaron el curso de manera tradicional.
EVALUACIÓN DE RESULTADOS
En la siguiente tabla se muestran los resultados del examen final institucional utilizando el método tradicional de Blackboard con explicación, actividades y libro de texto, comparado con un grupo que utilizó la plataforma ALEKS.
Periodo 2018: Tetramestre de preparatoria que inició en enero 2018.
Figura 1. Examen final: comparativo con el uso de ALEKS y contenidos Blackboard. (Datos del autor).
Figura 2. Calificación final: comparativo con el uso de ALEKS y contenidos de Blackboard. (Datos del autor).
Adicionalmente se realizó una evaluación cualitativa con una muestra de alumnos (n=8), en la que 7 estudiantes Sí invitarían a sus amigos a tomar el curso con la metodología de ALEKS y en donde sobresalieron los siguientes comentarios:
“Prefiero este método de aprendizaje, es más dinámico”.
“Se explica mejor, se enfoca en lo que no sabes”.
“El programa genera competencia sana entre nosotros, y si no entiendes te puedes apoyar con los demás compañeros”.
“Sí entendemos la metodología y lo padre es que el programa va avanzando contigo”.
Por otro lado, en las oportunidades de la implementación se generaron las siguientes recomendaciones:
Se debe aumentar la preparación de los profesores para su interacción con ALEKS en el salón de clase. Se debe asegurar que los profesores conocen las herramientas de la plataforma.
El profesor debe seguir siendo el facilitador del aprendizaje y ALEKS una herramienta para la misma.
Dar el mensaje al alumno que es una herramienta adicional para aprender.
Por último, se realizó una evaluación cualitativa con una muestra de maestros (n=10), preguntando cuales fueron las ventajas de utilizar ALEKS en tiempos de pandemia:
Lo puedes utilizar a cualquier hora.
Puedes ver las explicaciones del tema varias veces.
Los ejercicios, aunque son repetitivos en su formato, las respuestas no lo son y eso permite que puedan hacer muchos ejercicios.
Pueden hacer ejercicios cuantas veces quieran.
Los alumnos adquieren cierta seguridad al realizar los ejercicios.
Los maestros podemos saber cuánto tiempo están en la plataforma.
Podemos saber cuántos temas llevan aprendidos.
CONCLUSIONES
El uso de ALEKS durante el curso nos proporcionó resultados muy satisfactorios, los estudiantes obtuvieron calificaciones aprobatorias y arriba de 70 en el examen final, además de ser la primera vez en la cual el promedio de aprobados estuvo por arriba del curso que se impartió solamente utilizando Blackboard y el libro de texto (Blackboard, s.f.). Durante el tiempo en que estuvieron usando este programa, la mayoría de los alumnos se mostraron motivados y con una actitud competitiva, cosa que generalmente no ocurre al estudiar de manera tradicional.
El promedio de examen final del grupo que utilizó ALEKS fue de 86 y el grupo con el sistema tradicional fue de 53.
Por último, concluimos que ALEKS podría ser un buen complemento a la enseñanza presencial y una gran herramienta de aprendizaje en línea y fortalecer la educación en tiempos de pandemia, ésta fue de gran apoyo para ese grupo de estudiantes, a los cuales les favoreció aumentando su promedio de calificaciones de examen y calificación final.
La implementación de ALEKS en la enseñanza de Matemáticas II: pensamiento matemático ha arrojado resultados prometedores en términos de rendimiento académico y percepción de los estudiantes y maestros. Los hallazgos de este estudio respaldan la idea de que ALEKS puede ser una herramienta valiosa en la mejora de la educación matemática a nivel de bachillerato.
En primer lugar, en términos de rendimiento académico, los resultados revelan una diferencia significativa en las calificaciones entre el grupo que utilizó ALEKS y el grupo que siguió el método tradicional de enseñanza. El promedio de calificación final del grupo ALEKS fue de 86, mientras que el grupo tradicional obtuvo un promedio de 53. Esto coincide con investigaciones previas que han demostrado el impacto positivo de las tecnologías educativas en el rendimiento de los estudiantes (Hattie, 2021).
En segundo lugar, las opiniones de los estudiantes y maestros proporcionan información valiosa sobre la experiencia de aprendizaje con ALEKS. Los estudiantes destacaron la dinámica y la adaptabilidad de la plataforma, así como su capacidad para centrarse en las áreas en las que necesitaban más apoyo. Esto coincide con la investigación de Smith y White (2019), quienes encontraron que las tecnologías adaptativas pueden mejorar la personalización del aprendizaje.
Por otro lado, las recomendaciones proporcionadas por los maestros en cuanto a la preparación y el papel del profesor como facilitador del aprendizaje respaldan la idea de que ALEKS debe considerarse como una herramienta complementaria en el proceso de enseñanza (Johnson et al., 2019).
En resumen, este estudio respalda la eficacia de ALEKS en la mejora del rendimiento académico y la motivación de los estudiantes en la enseñanza de Matemáticas II: pensamiento matemático. Los resultados obtenidos están en línea con investigaciones previas sobre tecnologías educativas y aprendizaje adaptativo. Sin embargo, es importante destacar que la implementación exitosa de ALEKS requiere una preparación adecuada por parte de los profesores y un enfoque equilibrado que integre la plataforma como una herramienta de apoyo al aprendizaje.
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