Integración de recursos digitales para el aprendizaje de las matemáticas en la formación inicial de maestros. Un estudio cuasi-experimental

Abstract

questa tesi doctoral té com a objecte d'estudi la influència de la incorporació de recursos tecnològics en l'aprenentatge de competències matemàtiques en la formació de mestres. Per això s'inicia amb el diagnòstic dels coneixements previs de l'alumnat en relació a les assignatures de matemàtiques de Numeració, Càlcul i Mesura (1r curs), Espai i Forma (2n curs) i Tractament de la Informació, Atzar i Probabilitat (3r curs), i d'una anàlisi de la competència digital en relació a l'ús de les TIC en la formació i dels instruments i procediments TIC que utilitzen els estudiants. A partir de l'elaboració dels instruments d'avaluació específics es determina el nivell competencial que tenen els futurs mestres a l'iniciar els estudis de grau permetent revelar les possibles dificultats i/o mancances formatives. En funció d'això, es planteja una proposta d'ensenyament que intenti millorar les competències en els dominis matemàtics basant-se en les estratègies amb major potencial didàctic. A partir d'aquesta anàlisi es realitza el disseny i desenvolupament de la intervenció a cada assignatura, que consisteix en l'aplicació i utilització de recursos tecnològics a través d'activitats i eines digitals de mediació per a l'aprenentatge de continguts matemàtics i les seves didàctiques i el desenvolupament competencial i professional dels mestres en formació. Es realitzen dos tipus de tractament dades, un és un tractament quantitatiu a fi de contrastar els resultats obtinguts i s'organitza en base a les proves de pre-test i post-test amb un grup control i un grup experimental. La recollida de dades es realitza al principi i a la fi de cada assignatura a través de qüestionaris digitals i el tractament que es realitza és una anàlisi descriptiva amb comparacions de freqüències i mitjanes dels resultats entre el pre-test i post-test segons el tipus de variable. Posteriorment, es realitza una anàlisi qualitativa a través de les entrevistes on els professors aporten informació important relativa a les limitacions de la investigació, les intervencions realitzades i la utilització de la tecnologia en les assignatures. També proporcionen informació sobre la intervenció de les TIC, de manera que es suggereixen modificacions i millores a cada assignatura. El resultat d'aquesta investigació mostra empíricament una millora moderada de l'aprenentatge dels estudiants derivada de la influència de l'ús de la tecnologia en les assignatures de didàctica de la matemàtica. Les dades recollides permeten arribar a conclusions sobre com els estudiants integren els aprenentatges mitjançant l'ajuda de la tecnologia. Cal assenyalar que el desenvolupament de la investigació ha facilitat la introducció d'una sèrie de millores de caràcter didàctic i tecnològic, possibilitant el disseny d'una estructura en les assignatures més eficient per a l'aprenentatge dels estudiants. Els beneficis que han suposat aquestes eines es deuen al procés de reflexió sobre la docència i la reflexió sobre el procés, les seves dificultats i les seves possibilitats. Les estratègies didàctiques juntament amb les eines tecnològiques augmenten el compromís d'aprenentatge per a la vida diària dels estudiants.

Esta tesis doctoral tiene como objeto de estudio la influencia de la incorporación de recursos tecnológicos en el aprendizaje de competencias matemáticas en la formación de maestros. Para ello se inicia con el diagnóstico de los conocimientos previos del alumnado en relación a las asignaturas de matemáticas de Numeración, Cálculo y Medida (1r curso), Espacio y Forma (2º curso) y Tratamiento de la Información, Azar y Probabilidad (3r curso), y de un análisis de la competencia digital en relación al uso de las TIC en la formación y de los instrumentos y procedimientos TIC que utilizan los estudiantes. A partir de la elaboración de los instrumentos de evaluación específicos se determina el nivel competencial que tienen los futuros maestros al iniciar los estudios de grado permitiendo revelar las posibles dificultades y/o carencias formativas. En función a ello, se plantea una propuesta de enseñanza que intente mejorar las competencias en los dominios matemáticos basándose en las estrategias con mayor potencial didáctico. A partir de este análisis se realiza el diseño y desarrollo de la intervención en cada asignatura, que consiste en la aplicación y utilización de recursos tecnológicos a través de actividades y herramientas digitales de mediación para el aprendizaje de contenidos matemáticos y sus didácticas y el desarrollo competencial y profesional de los maestros en formación. Se realizan dos tipos de tratamiento datos, uno es un tratamiento cuantitativo con objeto de contrastar los resultados obtenidos y se organiza en base a las pruebas de pre-test y post-test con un grupo control y un grupo experimental. La recogida de datos se realiza al principio y al final de cada asignatura a través de cuestionarios digitales y el tratamiento que se realiza es un análisis descriptivo con comparaciones de frecuencias y medias de los resultados entre el pre y post según el tipo de variable. Posteriormente, se realiza un análisis cualitativo a través de las entrevistas donde los profesores aportan información importante relativa a las limitaciones de la investigación, las intervenciones realizadas y la utilización de la tecnología en las asignaturas. También proporcionan información sobre la intervención de las TIC, por lo que se sugieren modificaciones y mejoras en cada asignatura. El resultado de esta investigación muestra empíricamente una mejora moderada del aprendizaje de los estudiantes derivada de la influencia del uso de la tecnología en las asignaturas de didáctica de la matemática. Los datos recogidos permiten llegar a conclusiones acerca de cómo los estudiantes integran los aprendizajes mediante la ayuda de la tecnología. Señalar que el desarrollo de la investigación ha facilitado la introducción de una serie de mejoras de carácter didáctico y tecnológico, posibilitando el diseño de una estructura en las asignaturas más eficiente para el aprendizaje de los estudiantes. Los beneficios que han supuesto estas herramientas se deben al proceso de reflexión sobre la docencia y la reflexión sobre el proceso, sus dificultades y sus posibilidades. Las estrategias didácticas junto con las herramientas tecnológicas aumentan el compromiso de aprendizaje para la vida diaria de los estudiantes.

The following doctoral thesis’ subject matter is the study of the influence that technological resources have in the Mathematics learning skills in teachers training. The study begins with students’ previous knowledge diagnosis regarding subjects such as Numbers, Calculus and Measure (1st year), Space and Shape (Geometry) (2nd year) and Statistics and Probability (3rd year), as well as with an analysis of the digital competence regarding the use of ITC during formation together with all ITC tool and methods used by students. From the elaboration of specific evaluation tools, competence level of future teachers can be determined before they start their University studies, which allows any difficulties or education lacks to be seen. According to all this, this new teaching design is displayed, with the objective of improving competences in mathematical domains based on strategies with higher didactic potential. Considering this analysis, the development and design in each subject are being carried out, which consist on the application and usage of technological resources through activities and digital approaching tools in order to learn mathematical contents, their didactics and the professional and skill-based development of the teachers in formation. Two kinds of data treatment are developed, one is a quantitative treatment with the aim of contrasting results and it is organised based on pre-test and post-test proofs obtained with a control group and an experimental group. Data collection is carried out at the beginning and at the end of each subject through digital questionnaires. The performed treatment will be a descriptive analysis with frequency comparisons and results measures between pre-test and post-test depending on the type of variable. Subsequently, by means of the interviews, a qualitative analysis is made. This will provide important information relating limitations in the investigation, fulfilled interventions and the use of technologies in the subjects. It will also provide information about ITC intervention, which may mean modifications and improvements in each subject. The results of this investigation show, empirically, a moderate improvement in students’ learning process generated by the influence of technology use in the subjects of Didactic of Mathematics. Data collected allow us reach some conclusions dealing on how students integrate learning knowledge with the help of technology. It is worth noting that de development of this investigation has made it possible the introduction of some didactic and technological improvements, which have allowed a kind of structural design in those subjects considered more efficient for the students’ learning process. All benefits these tools have represented are mainly due to the process of reflection about teaching process, its difficulties and possibilities. Didactic strategies together with technological tools increase the learning compromise for the students’ daily life.