El objetivo de nuestra investigación es proporcionar una educación científica eficaz para todos los estudiantes, con un enfoque particular en los estudiantes con discapacidades de aprendizaje, que a menudo obtienen puntuaciones significativamente más bajas en las pruebas estandarizadas que los estudiantes de educación general (Centro Nacional de Estadísticas Educativas, 2015).
La Investigación Actual
El equipo de ESCOLAR ha completado un estudio de 3 años que prueba la efectividad de las unidades en línea para ayudar a los estudiantes de secundaria a aprender ciencias en aulas reales. Los resultados muestran que los estudiantes que aprenden de las unidades en línea profundizaron significativamente sus conocimientos científicos en comparación con los estudiantes del grupo control.
Año 1
En el primer año, 12 maestros de sexto grado en 7 escuelas secundarias utilizaron unidades de ciencias con 1,103 estudiantes; 16 maestros de sexto grado y 773 estudiantes de 6 escuelas secundarias estuvieron en el grupo control. Todos los estudiantes que aprendieron con las unidades de ESCOLAR lograron avances significativos en el conocimiento de las ciencias (aumento de 15 puntos porcentuales), en comparación con los estudiantes del grupo control (p = .01). Específicamente:
- Los estudiantes de educación general en el grupo de tratamiento mejoraron 20 puntos porcentuales (en comparación con 7 puntos del grupo de control).
- Los estudiantes con discapacidades de aprendizaje en el grupo de tratamiento mejoraron 16 puntos porcentuales (en comparación con 7 puntos del grupo de control).
- Los estudiantes de inglés en el grupo de tratamiento mejoraron 20 puntos porcentuales (en comparación con 7 puntos del grupo de control).
Año 2
En el segundo año, 14 maestros de séptimo grado en 7 escuelas secundarias utilizaron unidades de ciencias con 1,049 estudiantes; 12 maestros de séptimo grado y 883 estudiantes en 6 escuelas intermedias estuvieron en el grupo control. Todos los estudiantes que aprendieron con las unidades de ESCOLAR lograron avances significativos en el conocimiento de las ciencias (aumento de 15 puntos porcentuales), en comparación con los estudiantes del grupo control (p = .02). Específicamente:
-
Los estudiantes de educación general en el grupo de tratamiento mejoraron 15 puntos porcentuales (en comparación con 4 puntos del grupo de control).
-
Los estudiantes con problemas de aprendizaje en el grupo de tratamiento mejoraron 14 puntos porcentuales (en comparación con 5 puntos del grupo de control).
-
Los estudiantes de inglés en el grupo de tratamiento mejoraron 13 puntos porcentuales (en comparación con 3 puntos del grupo de control).
Año 3
En el tercer año, 10 maestros de octavo grado en 5 escuelas secundarias utilizaron unidades de ciencias con 799 estudiantes; 7 maestros de octavo grado y 563 estudiantes en 4 escuelas secundarias estuvieron en el grupo control. Todos los estudiantes que aprendieron con las unidades de ESCOLAR lograron avances significativos en el conocimiento de las ciencias (aumento de 20 puntos porcentuales), en comparación con los estudiantes del grupo control (p< .001). Específicamente:
- Los estudiantes de educación general en el grupo de tratamiento mejoraron 20 puntos porcentuales (en comparación con 7 puntos del grupo de control).
- Los estudiantes con discapacidades de aprendizaje en el grupo de tratamiento mejoraron 12 puntos porcentuales (en comparación con 7 puntos del grupo de control).
- Los estudiantes de inglés en el grupo de tratamiento mejoraron 7 puntos porcentuales (en comparación con perder 1 punto en el grupo de control).
Investigaciones Anteriores
Las unidades de ESCOLAR evolucionaron a partir de un estudio de la Fundación Nacional de Ciencias financiado previamente (Proyecto COPELLS, 2009 - 2013), en el que se desarrollaron y probaron unidades de Aprendizaje Colaborativo en Línea (COL) con estudiantes de secundaria. El equipo de ESCOLAR actualizó estas unidades para cumplir con los nuevos Estándares Estatales Básicos (CCSS) y los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación (NGSS), y para abordar mejor las necesidades de los estudiantes con discapacidades de aprendizaje mediante el uso de apoyos de texto electrónicos.
Este trabajo combina tres líneas de investigación convergentes:
Aprendizaje Basado en Proyectos (PBL)
En consecuencia, PBL tiene las siguientes características fundamentales: “indagación, guiada por la pregunta impulsora, lo que significa que los estudiantes hacen sus propias preguntas, realizan investigaciones y desarrollan respuestas; la voz y la elección de los estudiantes, lo que significa que los estudiantes pueden tomar algunas decisiones sobre los productos que se van a construir y cómo funcionan; revisión y reflexión, en las que los estudiantes tienen la oportunidad de utilizar la retroalimentación para mejorar sus productos y pensar en qué y cómo aprenden; y una audiencia pública, a la que los estudiantes presentan su trabajo ”(Chen & Yang, 2019).
Los estudiantes de secundaria con discapacidades de aprendizaje específicas pueden tener un desempeño especialmente bueno con PBL cuando se relacionan con compañeros de desarrollo típico, ya que los estudiantes con diferentes niveles de capacidad pueden aprender de las experiencias de los demás. Los métodos basados en la investigación y la actividad también mejoran el aprendizaje de las ciencias para los estudiantes de secundaria con discapacidades específicas de aprendizaje, particularmente cuando se incorpora tecnología (Terrazas-Arellanes et al., 2018).
Nuestras unidades COL incorporan componentes de PBL:
- Una pregunta impulsora anclada en un problema del mundo real
- Oportunidades para realizar investigaciones activas
- Colaboración de estudiantes en una comunidad de aprendizaje compartida
- El uso de herramientas cognitivas
Teoría Cognitivo-Afectiva del Aprendizaje con Medios (CATLM)
La Teoría Cognitivo-Afectivo del Aprendizaje con Medios (CATLM) (Moreno & Mayer, 2007) examina cómo estructurar las funciones multimedia para mejorar el aprendizaje.
CATLM incluye cinco principios de instrucción para entornos de aprendizaje multimodal interactivos:
Control: los alumnos determinan el ritmo y / o el orden de las presentaciones.
Búsqueda: los alumnos se involucran en la búsqueda de información, la selección de opciones y la búsqueda de nuevos materiales.
Manipulación: los alumnos establecen parámetros para la simulación; acercar / alejar y mover objetos por la pantalla
Navegación: los alumnos se mueven a diferentes áreas de contenido seleccionando entre varias fuentes de información disponibles
Creemos que estos principios están vinculados con enfoques constructivistas y se pueden explotar durante el aprendizaje basado en proyectos para ayudar a los estudiantes a aprender.
De acuerdo con esta teoría, nuestras unidades COL están diseñadas para presentar información auditiva y visual de manera que minimicen la carga de la memoria de trabajo y promuevan el aprendizaje.
Los estudiantes con discapacidades de aprendizaje, que a menudo tienen dificultades cuando se les presenta demasiada información a la vez, pueden beneficiarse especialmente de nuestras unidades COL basadas en la teoría, que limitan la carga de la memoria de trabajo, involucran a los estudiantes y motivan a los estudiantes a obtener nuevos conocimientos. Estos estudiantes pueden crear su propio entorno de aprendizaje al:
- Recibir comentarios cuando sea necesario
- Controlar qué tan rápido atraviesan el material
- Ver objetos en la pantalla de manera que les resulte más fácil verlos y comprenderlos
El Texto Electrónico Compatible (Anderson-Inman & Horney, 1997, 1998) hace que el texto electrónico sea más accesible. Nuestras unidades COL tienen soportes de eText integrados, que incluyen texto a voz, palabras de vocabulario vinculadas a definiciones en línea y toma de notas digital, todo lo cual se ha demostrado que ayuda a los estudiantes a aprender.
Los estudiantes con discapacidades de aprendizaje pueden encontrar los apoyos de eText particularmente útiles. Los investigadores han documentado los efectos positivos de estos apoyos en los estudiantes con discapacidades de aprendizaje.
- La conversión de texto a voz aumenta los resultados de alfabetización de los estudiantes con discapacidades de aprendizaje (Izzo, Yurick y McArrell, 2009; Douglas, Ayres, Langone, Bell y Meade, 2009; Horney et al., 2009).
- La conciencia fonológica mejora en los estudiantes que utilizan un libro electrónico con apoyos para la lectura, incluido un diccionario, en comparación con los estudiantes que utilizan un libro sin apoyos (Shamir, Korat y Shlafer, 2011).
- Tomar notas aumenta la comprensión de los estudiantes del texto científico (Horney et al., 2009).
Al incorporar estos apoyos dentro de cada unidad COL, el Proyecto ESCOLAR asegura que todos los estudiantes tengan las herramientas que necesitan para aprender ciencias.
Publicaciones
Las siguientes publicaciones se centran en la investigación del personal del proyecto relacionada con las unidades de aprendizaje colaborativo en línea.
Terrazas-Arellanes, F., Strycker, L. A., Walden, E., & Knox, C. (2020). Desarrollo del plan de estudios de ciencias en línea de ESCOLAR: lecciones aprendidas desde un proyecto de investigación basado en el diseño. In L. Tomey, & D. Carbonara (Eds.), Manual de investigación sobre diversas estrategias de enseñanza para el aula rica en tecnología (pp. 186-224). Hershey, PA: IGI Global.
Terrazas-Arellanes, F. E., Gallard M., A. J., Strycker, L. A. y Walden, E. D. (2018). Impacto de las unidades interactivas en línea sobre el aprendizaje de las ciencias entre los estudiantes con discapacidades de aprendizaje y los estudiantes de inglés. Revista Internacional de Educación Científica, 40 (5), 498-518.
Terrazas-Arellanes, F., Strycker, L. A., Walden, E. y Gallard Martinez, A. J. (2017). Enseñar con tecnología: aplicaciones de unidades de aprendizaje colaborativas en línea para mejorar las habilidades del siglo XXI para todos. Revista de Computadoras en la Enseñanza de las Matemáticas y las Ciencias, 36 (4), 375-386.
Terrazas-Arellanes, F. E., Knox, C., Strycker, L. A. y Walden, E. (2017). Herramientas de aprendizaje en línea para ciencias de la escuela secundaria: lecciones aprendidas de un proyecto de investigación basado en el diseño. Revista Internacional de Educación en Tecnología, Comunicación y Información, 13 (1), 27-40.
Terrazas-Arellanes, F., Knox, C. y Walden, E. (2015). Estudio piloto sobre la viabilidad y los efectos indicadores de proyectos colaborativos en línea sobre el aprendizaje de las ciencias para los estudiantes de inglés. Revista Internacional de Educación en Tecnología de la Información y las Comunicaciones, 41 (11), 31-50.
Terrazas-Arellanes, F. E. (2015). Ciencia de ABP potenciada por foros de discusión. Edutopía. Obtenido de:http://www.edutopia.org/blog/learning-science-pbl-discussion-forums-fatima- terrazas-arellanes.
Terrazas-Arellanes, F. E., Knox, C., Rivas, C. y Walden, E. (2014). Aprendizaje de ciencias en línea de los estudiantes de inglés: un estudio de caso. En J. E. Aitken (Ed.), Casos sobre tecnología de la comunicación para la adquisición de una segunda lengua y el aprendizaje cultural (págs. 322-355). Hershey, PA: IGI Global. Walden, E.,
Terrazas-Arellanes, F. y Knox, C. (2014). Conecte a los estudiantes de inglés con la ciencia con proyectos en línea. Sociedad Internacional de Tecnología en la Educación. Obtenido de https://www.iste.org/explore/articledetail?articleid=26.
Terrazas-Arellanes, F. E., Knox, C. y Rivas, C. (2013). Proyectos colaborativos en línea para estudiantes de inglés en ciencias. Estudios Culturales de la Educación Científica, 8 (4), 953-971.
