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Pautas de aprendizaje basadas en proyectos para estudiantes de ciencias de la salud: un análisis con minería de datos y técnicas cualitativas

Published: December 9, 2022 doi: 10.3791/63601
Automatic Translation
1, 2, 3, 4
1Department of Health Sciences, University of Burgos, 2Department of Education Sciences, University of Burgos, 3Department of Geography, History and Communication, University of Burgos, 4Department of Philology, University of Burgos

Summary

Aquí, presentamos un protocolo para el análisis conductual de una metodología de aprendizaje basada en proyectos para estudiantes de ciencias de la salud (20-56 años). El protocolo facilita la comparación del desempeño de los participantes en e-Learning versus blended-Learning (b-Learning) a través de una herramienta de monitoreo. Los resultados se analizan utilizando Minería de Datos Educativos y técnicas cualitativas.

Abstract

Los líderes académicos de todo el mundo están fomentando el uso de metodologías activas en la enseñanza, especialmente en la educación superior. La razón de esto es que los cambios sociales están ocurriendo a un ritmo cada vez mayor, y requieren que los estudiantes y maestros desarrollen habilidades digitales. Esto es especialmente significativo para los títulos de ciencias de la salud, en los que los futuros graduados deben tener habilidades efectivas para resolver problemas. Para responder a este desafío, el uso de una metodología de aprendizaje basado en proyectos (ABP), junto con diversas técnicas de monitoreo basadas en el uso de Minería de Datos Educativos (EDM) y métodos mixtos, proporcionará a los docentes información sobre la efectividad de la metodología y guiará la implementación de respuestas educativas personalizadas.

Este estudio proporciona un protocolo para la aplicación de la metodología PBL en las modalidades de enseñanza e-Learning y blended-Learning (b-Learning) para estudiantes de ciencias de la salud que estudian terapia ocupacional en educación superior. Además, las técnicas estadísticas para el análisis de la covarianza y el aprendizaje no supervisado permiten detectar diferencias entre las dos modalidades de enseñanza, especificando así su efectividad en términos de una serie de variables relacionadas con los patrones de comportamiento, el rendimiento y la satisfacción. La visualización de datos también ayuda a comprender los aspectos cualitativos del proceso de aprendizaje. Estos datos ayudarán a los docentes a producir propuestas más efectivas para la implementación de la metodología ABP basada en el contexto del proceso de enseñanza-aprendizaje. Por lo tanto, este protocolo ofrece muchos recursos y materiales para ayudar a los profesores a implementar la metodología PBL en los métodos de enseñanza e-Learning y b-Learning.

Introduction

Características de la metodología de aprendizaje basado en proyectos
Hoy en día, los profesionales de diversos sectores enfrentan numerosos desafíos (técnicos, sociopolíticos y económicos) derivados de la globalización en una variedad de esferas, como el medio ambiente1. Estos problemas influyen en la propagación mundial de enfermedades, disminuyendo así los recursos, aumentando la pobreza y requiriendo la responsabilidad de crear sociedades sostenibles1. Los expertos en salud tienen el potencial y las habilidades para asegurar la viabilidad de las comunidades mediante el avance de estrategias y técnicas de atención a gran escala, contribuyendo al mismo tiempo a la mejora de la calidad de vida de las personas2. Las Naciones Unidas han destacado la necesidad de abordar estos desafíos con la participación activa de todos los países en sus Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) 1. Las actividades de los profesionales de la salud pueden vincularse a muchas de las metas propuestas. Por lo tanto, quienes forman a los estudiantes de salud deben adquirir enfoques pedagógicos que ayuden a los estudiantes a adquirir las competencias que les permitan enfrentar estos nuevos desafíos 1,2.

Entre las diversas metodologías pedagógicas existentes, el aprendizaje basado en proyectos (ABP)3 se destaca como una metodología que ayuda a los estudiantes a desarrollar las competencias que necesitarán para enfrentar de manera segura y efectiva los desafíos futuros de sus profesiones 3. PBL es un enfoque pedagógico innovador que supera las limitaciones de las metodologías tradicionales transformando el proceso de enseñanza-aprendizaje para hacer de los estudiantes los protagonistas de su propio aprendizaje. Este cambio ayuda a los estudiantes a adquirir habilidades para resolver problemas en contextos de la vida real4. PBL se basa en el profesor que produce preguntasde investigación 5 que se incluyen en escenarios prácticos relacionados con la disciplina. Los estudiantes tienen que resolver los problemas en grupos colaborativos. El objetivo final es la adquisición de conocimientos (conceptuales, procedimentales y actitudinales) a través del trabajo en grupo en la resolución de la tarea o problema6.

Este enfoque se originó en los campos de la educación y la psicología constructivista, y desde esos inicios, se ha adaptado a diferentes disciplinas6. Sin embargo, la implementación de esta metodología puede verse afectada por la falta de recursos educativos e infraestructura, y debido a esto, a veces se utiliza un modelo híbrido que combina la enseñanza tradicional con ABP 7,8. Sin embargo, estos modelos han exhibido limitaciones en la experiencia de aprendizaje1. Por esta razón, es importante desarrollar protocolos pedagógicos que guíen y faciliten el uso e interpretación de estas metodologías. Además, en los últimos años, la metodología PBL se ha implementado a través de plataformas virtuales de aprendizaje - Learning Management Systems (LMS)9 - en lo que se denomina Online Project-Based Learning (OPBL)10.

Metodología de aprendizaje basada en proyectos para estudiantes universitarios en el ámbito de las ciencias de la salud
El protocolo es importante para ayudar a los profesores a aplicar estas metodologías e interpretar los resultados derivados del proceso de enseñanza y aprendizaje9. El protocolo puede ser utilizado desde el inicio de la escolaridad hasta la educación superior y puede ser adaptado a diferentes condiciones mentales, físicas y socioeconómicas11. El protocolo presentado se centra en trabajar con estudiantes universitarios en ciencias de la salud. El modelo de enseñanza se basa en organizar el aprendizaje en torno a proyectos preparados por el profesor, que sirve como estímulo inicial, y a partir de este marco, el estudiante se convierte en el foco principal de su propio aprendizaje11. El enfoque es una forma activa, integral y constructiva para que los estudiantes adquieran competencias básicas (conceptuales, procedimentales y actitudinales) que están estrechamente relacionadas con su futura práctica profesional 4,12.

Los métodos de aprendizaje se combinan para estimular la adquisición de competencias cognitivas y metacognitivas relacionadas con el conocimiento conceptual y procedimental 4,13,14, todo lo cual contribuye a que los estudiantes desarrollen el pensamiento crítico, aumenten la motivación hacia el aprendizaje y la autonomía en la toma de decisiones y la resolución de problemas 13 . Sin embargo, una de las claves para la aplicación exitosa de esta metodología es que los proyectos que el profesor prepara deben estar directamente relacionados con la práctica real, y los estudiantes deben tener autonomía en la forma en que abordan los problemas en base a pautas iniciales mínimas 4,9. Esto significa que los profesores deben definir claramente las herramientas para evaluar las competencias de los estudiantes y orientarlos sobre los criterios de evaluación que se utilizarán para dar forma al ABP, así como evaluar qué tan bien se realiza la evaluación15,16. Además, los estudiantes se benefician de colaborar con sus compañeros para aprender a argumentar y ser asertivos a través del debate, desarrollando así habilidades de comunicación y trabajo en equipo 4,16.

El objetivo principal de los estudiantes universitarios es "aprender a aprender" haciendo frente a los desafíos que el profesor establece para facilitar la adquisición de estas competencias14 (que luego se implementarán en la vida laboral futura de los estudiantes). Los resultados del uso de esta metodología indican que fomenta la autonomía en el aprendizaje y la resolución de problemas prácticos4. Una ventaja añadida de esta metodología es que es muy eficaz para ayudar a los estudiantes a adquirir competencias, específicamente en ciencias de la salud, en la enseñanza en línea y en el blended-Learning (b-Learning)17,18,19. Esto se ha vuelto especialmente importante debido a la pandemia de COVID-1920,21.

Los elementos comunes de PBL se pueden resumir de la siguiente manera: (1) primero, se explican a los estudiantes los conceptos relacionados con el proyecto (en entornos de enseñanza en línea, se pueden usar experiencias de aprendizaje invertido); (2) se define y analiza el plan del proyecto; (3) se lleva a cabo una revisión de la teoría de apoyo y se elabora un plan para ayudar a comprender el objeto de estudio; (4) se proponen objetivos y preguntas para abordar el problema; (5) se formulan posibles soluciones y se evalúan las opciones más viables; (6) se implementan estas soluciones; (7) se comunican los resultados; (8) se lleva a cabo una reflexión crítica, se proporciona retroalimentación y se evalúa el proceso, incluida la sugerencia de nuevas preguntas; y (9) el proceso se termina presentando el trabajo 4,6,13.

También hay que tener en cuenta que no todos los alumnos responden de la misma manera a este tipo de metodología. Los estudiantes que participan más activamente en su aprendizaje, los que son pensadores más críticos y los que tienen mejores habilidades de relación interpersonal tienden a lograr mejores resultados22. También es posible que los estudiantes que están acostumbrados a las metodologías de aprendizaje tradicionales se sientan frustrados. Esta es la razón por la que los estudiantes deben recibir reglas de trabajo claras y un calendario para la implementación de las fases del proyecto desde el principio8. Como se señaló anteriormente, el ABP ha sido ampliamente utilizado dentro de los grados de ciencias de la salud, y existe una amplia evidencia que lo apoya en la literatura 18,23,24. Sin embargo, se han identificado algunos aspectos que podrían mejorarse, que están relacionados con los seminarios de habilidades clínicas y la difusión de la experiencia en la comunidad científica25,26.

Esta metodología parece tener mejores resultados para las titulaciones con mayor proporción de pasantías (por ejemplo, enfermería vs. medicina, terapia ocupacional versus psicología o nutrición)3. Además, estudios recientes han sugerido implementar la metodología PBL a través de proyectos conjuntos de capacitación entre diferentes grados para trabajar la interacción en contextos reales. El objetivo sería la adquisición de competencias multidisciplinarias e interdisciplinarias27,28. Sin embargo, para implementar bien este tipo de metodología, el personal docente debe estar calificado para implementarla, y los estudiantes deben desarrollar un pensamiento crítico y divergente con respecto a la práctica clínica, especialmente en el caso de las ciencias de la salud 3,15,18,29.

Otro aspecto importante de la implementación es la necesidad de evaluar la satisfacción de los estudiantes con la capacitación en metodología ABP y analizar sus ideas de mejora 19,30,31. Más específicamente, se ha relatado que los estudiantes de terapia ocupacional han encontrado esta metodología esencial para su aprendizaje, ya que les permite aprender a resolver problemas similares a los que enfrentarán en su vida profesional, lo que aumenta su motivación31. Del mismo modo, un estudio longitudinal que comenzó en 1993 -en el que se evaluó un modelo híbrido de ABP en estudiantes de terapia ocupacional- demostró que los estudiantes tenían opiniones muy positivas del aprendizaje grupal para su futura práctica profesional7. Otro estudio sobre estudiantes de terapia ocupacional encontró un alto grado de satisfacción con la metodología. Esto se debe a que los estudiantes piensan que esta forma de aprendizaje les ayuda a adquirir conocimientos a través de la práctica y les permite responder adecuadamente en su trabajo futuro13.

En resumen, el uso de la metodología PBL en los cursos de ciencias de la salud es clave para la adquisición de competencias profesionales por parte de los estudiantes. Diversos estudios han indicado los pasos a seguir para priorizar las intervenciones y el diseño de los materiales para lograr un aprendizaje efectivo y satisfactorio. Por lo tanto, es muy importante monitorear los procesos de aprendizaje de los estudiantes para detectar problemas tempranos o potenciales con el aprendizaje y abordarlos. La minería de datos educativos (EDM) y las técnicas de análisis de métodos mixtos deben usarse para el monitoreo, cuyos fundamentos esenciales se discuten a continuación.

Técnicas de minería de datos educativos
Cuando los LMS se utilizan en modelos de enseñanza de e-Learning o b-Learning, se generan una serie de registros o archivos de registro que capturan cada una de las interacciones entre estudiantes y profesores. Estos registros son evidencia de los comportamientos de aprendizaje y pueden ser analizados utilizando técnicas EDM o Learning Analytics (LA)32. Estas técnicas permiten al profesor aprender qué interacción del estudiante existe, cuánta interacción existe y cuál es la calidad de la interacción33. En particular, las técnicas de EDM facilitan el descubrimiento de los patrones de comportamiento de aprendizaje de los estudiantes y sus interacciones4. Las técnicas de EDM se pueden utilizar para estudiar diferentes perfiles35,36 (orientados a estudiantes u orientados a educadores).

El objetivo final es proporcionar retroalimentación para la instrucción, evaluar la estructura del contenido del curso, analizar elementos que han sido efectivos en los procesos de aprendizaje, clasificar el tipo de estudiantes e identificar las necesidades para la orientación y el seguimiento del aprendizaje. Esto ayuda a determinar los patrones de aprendizaje más comunes de cada estudiante y la frecuencia de los errores, que luego se pueden utilizar para adaptar las respuestas educativas más apropiadas. Una de las cosas para las que se pueden utilizar las técnicas de EDM es monitorear los procesos de aprendizaje de los estudiantes para ofrecer la ayuda adecuada a través de la tutoría. Las técnicas de EDM incluyen técnicas de aprendizaje supervisado (técnicas de predicción o clasificación)37 y técnicas de aprendizaje no supervisado 36 (técnicas de agrupamiento)38. El uso de técnicas de EDM en procesos de enseñanza que incluyen metodologías activas de enseñanza, como PBL, ha demostrado ser muy eficaz para estudiar el comportamiento individual de los estudiantes y el comportamiento de los estudiantes en grupos colaborativos10.

La aplicación de técnicas de análisis cualitativo asistido por ordenador
En las últimas dos décadas, las técnicas cuantitativas y cualitativas, o una combinación de ambas, han sido aplicadas en la investigación en lo que se ha llamado métodos mixtos39. El uso de métodos mixtos para el análisis de datos es especialmente útil cuando se trata de problemas complejos de análisis, como el monitoreo de los comportamientos de aprendizaje de los estudiantes. El uso de estos métodos permite la transformación de datos cualitativos, como la retroalimentación de los estudiantes de preguntas abiertas en una encuesta, en datos cualitativos, y el análisis de los datos con diferentes técnicas de visualización de datos40. Se puede utilizar una variedad de software de análisis cualitativo de datos asistido por computadora (CAQDAS) para facilitar la transformación y el análisis de datos41.

En la Figura 1 se muestra un resumen del procedimiento para la enseñanza a través de la metodología PBL, el análisis de los comportamientos de aprendizaje, el uso de EDM y las técnicas de análisis cualitativo basadas en computadora.

Figure 1
Figura 1: Trabajo de PBL y el uso de EDM y técnicas de análisis cualitativo basadas en computadora. Recopilación y procesamiento de datos aplicando técnicas de EDM y minería de textos en entornos de enseñanza e-Learning y b-Learning. Abreviaturas: PBL = aprendizaje basado en proyectos; EDM = Minería de Datos Educativos; DB = base de datos; e-Learning = clases en línea; b-Learning = clases semipresenciales (clases online y físicas). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tres preguntas de investigación fueron planteadas en este estudio: RQ1: ¿Existen diferencias significativas en los resultados de aprendizaje y satisfacción de los estudiantes de ciencias de la salud que estudian terapia ocupacional dependiendo de si la metodología PBL se implementa a través de e-Learning versus b-Learning, considerando los efectos del conocimiento previo de los estudiantes? PI2: ¿Los grupos de participantes encontrados coinciden con los resultados de aprendizaje, los comportamientos de aprendizaje y la satisfacción percibida en función de la modalidad de enseñanza (e-Learning vs. b-Learning)? PI3: ¿Las sugerencias de los estudiantes para la mejora de la metodología ABP son diferentes dependiendo de la modalidad de enseñanza, e-Learning versus b-Learning?

El siguiente protocolo puede ser utilizado por profesores en el cuidado de la salud y también puede ser modificado para trabajar con estudiantes en otras áreas de conocimiento.

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Protocol

Este protocolo se ejecutó en cumplimiento de la normativa de procedimiento del Comité de Bioética de la Universidad de Burgos (España) número IO 03/2022. Antes de participar, los encuestados fueron plenamente conscientes de los objetivos de la investigación y dieron su consentimiento informado. No recibieron ninguna compensación financiera por su participación.

1. Reclutamiento de participantes

  1. Reclutar participantes adultos de entre 20 y 56 años de edad de dos grupos (estudiantes y profesores) en la educación superior, específicamente estudiantes de pregrado en terapia ocupacional.
    NOTA: En el cuadro 1 se muestra la lista de alumnos desglosados por modalidad docente y por edad y sexo. La metodología PBL se utilizó en dos períodos diferentes durante la pandemia de COVID-19: el estado de emergencia con confinamiento total (la enseñanza tuvo que ser a través de e-Learning debido al confinamiento total) y el estado de emergencia con confinamiento parcial (solo los estudiantes que dieron positivo por COVID-19 o que habían estado en contacto directo con alguien que dio positivo fueron confinados; en este caso, b-Se aplicó el aprendizaje).

Tabla 1: Características de la muestra. Características de la muestra (edad, sexo) en ambos grupos (método de enseñanza e-Learning vs. método de enseñanza b-Learning). Abreviaturas: e-Learning = clases en línea; b-Learning = clases semipresenciales (clases online y físicas); M edad = Edad media; Edad SD = edad de desviación estándar. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

2. Procedimiento experimental

  1. Sesión 1: Recopilación de consentimientos e información a los participantes
    1. Recopilar consentimiento informado, datos personales y conocimientos previos.
    2. Durante la primera semana de enseñanza, informe a los alumnos sobre los objetivos del estudio y sobre la recopilación, el procesamiento y el almacenamiento de datos. Si los estudiantes aceptan participar, pídales que firmen un formulario de consentimiento informado.
      NOTA: La participación en este estudio fue voluntaria y no hubo compensación financiera. Este aspecto asegura la motivación hacia la ejecución de la tarea libre de condicionantes económicos.
  2. Sesión 2: Evaluar los conocimientos previos de los estudiantes
    1. Durante la primera semana de enseñanza, pida a los estudiantes que completen un cuestionario sobre su conocimiento previo de los conceptos básicos de la materia. Registre las respuestas a las preguntas cerradas de manera dicotómica o en una escala tipo Likert del 1 al 5 (Tabla 2).
      NOTA: El cuestionario de conocimientos previos contiene preguntas cerradas relacionadas con la metodología a aplicar en la asignatura, que, en este caso, incluye asistentes de voz personalizados para reportar eventos del curso, sistemas de retroalimentación automática orientada a procesos, laboratorios virtuales, experiencias flipped classroom y ABP. El cuestionario se aplicó de forma anónima a través de la plataforma de aprendizaje UBUVirtual, que es un entorno Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) y fue rellenado por los estudiantes en línea. El cuestionario en este estudio tenía un índice de confiabilidad alfa de Cronbach de α = 0,88 para la escala general y α = 0,87-0,89 para cada uno de los ítems si el ítem fue eliminado. El cuestionario también incluye una pregunta abierta sobre la motivación del estudiante hacia el tema.
  3. Sesión 3: Informar a los estudiantes sobre la metodología de enseñanza basada en proyectos y los diferentes recursos a utilizar
    1. Proporcionar a los estudiantes una guía sobre cómo se entregará el ABP, así como rúbricas para la evaluación del proyecto y la presentación del proyecto.
    2. Informar a los estudiantes sobre los recursos de tecnología de aprendizaje avanzado disponibles (asistentes de voz inteligentes, retroalimentación personalizada orientada a procesos, laboratorios virtuales, cuestionarios con retroalimentación sobre la calificación, experiencias de aula invertida y experiencias PBL).
      NOTA: Los estudiantes tienen acceso a un documento que detalla la metodología PBL (ver Material Suplementario Apéndice 1) y dos rúbricas para llevar a cabo el proyecto y presentarlo (ver Material Suplementario Apéndice 2).
      1. Asegúrese de que, en el grupo de e-Learning, los estudiantes sean asistidos por un asistente de voz inteligente que les informe sobre los eventos del curso.
      2. En el grupo b-Learning, no utilices este recurso, sino pide a los participantes que realicen el proyecto en un laboratorio de simulación física y no solo de forma virtual, como en el caso del grupo de e-learning.
  4. Sesión 4: Elección del estudio de caso
    1. Organice a los estudiantes en grupos de dos a cinco participantes y pida a cada grupo que elija entre una serie de casos prácticos relacionados con diferentes trastornos del desarrollo (físicos, psicológicos o sensoriales) en niños de 0 a 6 años.
      NOTA: Los estudios de caso incluyen datos de la historia clínica (se puede encontrar un ejemplo en el Apéndice 3 del Material Suplementario).
  5. Sesión 5: Descripción del alcance de la intervención del proyecto
    1. Pida a cada grupo que prepare una introducción que describa el tipo de servicio en el que implementarán su proyecto (pueden elegir entre una intervención en el campo de la salud, la educación, los grupos de pacientes o los servicios privados en el marco de la atención temprana).
      NOTA: Los estudiantes elaboran las obras de una manera creativa; algunos ejemplos pueden consultarse en el Apéndice 4 del Material Suplementario.
  6. Sesión 6: Descripción de los profesionales que trabajan en el área de intervención
    1. Pida a cada grupo que describa el papel de los profesionales que intervendrán, así como la estructura de relación que se aplicará, fomentando el trabajo interdisciplinario.
  7. Sesión 7: Descripción del estudio de caso de intervención
    1. Pida a cada grupo que describa las características de la patología o trastorno del desarrollo.
  8. Sesión 8: Creación del programa de intervención
    1. Pida a cada grupo que prepare varias fases dentro del programa de intervención que aborden los siguientes elementos: una evaluación inicial del usuario, los indicadores de evaluación propuestos basados en los resultados de la evaluación inicial, el procedimiento de intervención propuesto para lograr el desarrollo de habilidades o comportamientos en los niños, los materiales requeridos para la intervención, una propuesta de las actividades de generalización, y un plan para el seguimiento de la intervención.
      1. En laboratorios virtuales, haga que el profesor ayude a los estudiantes en el grupo de e-Learning.
        NOTA. Para ver un ejemplo de la ayuda proporcionada a los estudiantes de e-Learning en laboratorios virtuales, consulte el Apéndice 5 del Material Suplementario.
      2. Llevar a cabo esta parte del proyecto a través de clases prácticas en el centro de simulación para el grupo b-Learning.
  9. Sesión 9: Producción de un documento de proyecto
    1. Pida a cada grupo que aporte un documento que explique el proyecto creado para el caso práctico elegido.
      NOTA: El proyecto se evalúa utilizando la rúbrica de evaluación del desarrollo del proyecto (véase el Apéndice 2 del Material Suplementario).
  10. Sesión 10: Presentación del proyecto
    1. Pida a cada grupo que presente el proyecto sobre el caso práctico que eligieron.
      NOTA: La presentación se da a sus compañeros de clase y al profesor.
    2. Evalúe la presentación. Realice la evaluación de la presentación de acuerdo con la rúbrica de evaluación de la presentación (véase el Apéndice 2 del Material Suplementario).
  11. Sesión 11: Seguimiento del trabajo de los estudiantes
    1. Evaluar la interacción de los grupos de estudiantes en la plataforma UBUVirtual a través de la herramienta41 del software de monitoreo del comportamiento de los estudiantes, que permite analizar la interacción de los estudiantes individualmente (Figura 2) y en grupos (Figura 3).
    2. Para realizar análisis de grupo: Haga clic en el icono Grupo > Grupo 01 > seleccione Todos los registros >. Seleccione Componentes > Seleccione Todo apuntando desde Visual Analytics y, a continuación, seleccione Mapa de calor. Esto generará un mapa de calor que permite analizar la interacción individualmente, como se muestra en la Figura 2.
    3. Para realizar el análisis individual: Haga clic en Seleccionar todas las comparaciones >. Seleccione Registros > componentes. A continuación, haga clic en Seleccionar todo apuntando desde Visual Analytics y seleccione Mapa de calor. Esto generará un mapa de calor que permite analizar la interacción como un grupo, como se muestra en la Figura 3.
    4. Utilice la herramienta para determinar qué interacciones tiene cada estudiante individualmente (Figura 4) y dentro de un grupo (siga los pasos 2.11.2 y 2.11.3).
  12. Sesión 12: Evaluación de la satisfacción de los estudiantes con el aprendizaje basado en proyectos
    1. Pida a cada estudiante que complete una encuesta de opinión sobre su satisfacción con el trabajo de ABP al final del curso (Tabla 3).
      NOTA: La encuesta de satisfacción PBL consta de 17 preguntas de respuesta cerrada medidas en una escala tipo Likert de 1 a 5 y dos preguntas de respuesta abierta. El índice de confiabilidad alfa de Cronbach en este estudio fue α = 0,89 para la escala general y α = 0,88-0,91 para cada ítem si el ítem fue eliminado.
  13. Sesión 13: Análisis de datos
    1. Para la primera pregunta (RQ1: ¿Existen diferencias significativas en los resultados de aprendizaje y satisfacción de los estudiantes de ciencias de la salud que estudian terapia ocupacional dependiendo de si la metodología PBL se implementa a través de e-Learning versus b-Learning, considerando los efectos del conocimiento previo de los estudiantes?), importar todos los datos de la hoja de cálculo al programa estadístico, SPSS42 : elaboración de PBL (LOEPBL), presentación de PBL (LOEXPBL), resultados de aprendizaje total (LOT), obtención de acceso LMS (LMSA), satisfacción de los estudiantes con la enseñanza (SPBL), la variable independiente (el tipo de modalidad e-Learning, es decir, año de implementación de la enseñanza, y la covariable (conocimiento previo).
      1. Haga esto tanto para los grupos de modalidades de enseñanza de e-Learning versus b-Learning (durante el primer año de la pandemia de COVID-19 con enseñanza en línea) como para b-Learning (durante el segundo año de la pandemia de COVID-19 con enseñanza mixta, en parte en persona y en parte en línea).
      2. Realizar un ANCOVA con efectos fijos (modalidad de enseñanza: e-Learning vs b-Learning) y la covariable (conocimientos previos).
      3. Seleccione Análisis Multivariante e incluya las variables dependientes (LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA y SPBL), la variable independiente (el tipo de modalidad de enseñanza para b-Learning) y la covariable (conocimiento previo).
      4. Estimar las medias marginales y realizar el análisis ANCOVA pulsando el botón OK .
    2. Para la segunda pregunta (RQ2: ¿Los grupos de participantes encontrados coinciden con los resultados de aprendizaje, los comportamientos de aprendizaje y la satisfacción percibida en función de la modalidad de enseñanza [e-Learning vs. b-Learning]?), realice los siguientes pasos:
      1. Seleccione Means cluster analysis y, a continuación, las variables LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA y SPBL. A continuación, seleccione Pertenencia al clúster y haga una pausa muy ligera, haga clic en Continuo y vuelva a hacer una pausa muy ligera. Seleccione Centros de clúster iniciales > tabla ANOVA > información de clúster para cada caso. A continuación, seleccione Continuar.
      2. Seleccione la tabla cruzada entre los datos encontrados para la pertenencia al clúster y los grupos de modalidad de enseñanza e-Learning versus b-Learning. En Fila, seleccione la variable Año (el tipo de modalidad de e-Learning, es decir, año de implementación de la enseñanza). En Columna, seleccione el Número de clúster del caso.
      3. Realice un análisis de clúster utilizando un software de visualización. Para ello, importe los datos al software de visualización y seleccione Mapa de calor > Radviz. Implementar la visualización de los clusters con las diferentes variables estudiadas respecto a la relación con la modalidad docente utilizada.
        NOTA: Para este análisis se utilizó el software gratuito de minería de datos43 (ver la Tabla de materiales).
    3. Para la tercera pregunta (RQ3: ¿Las sugerencias de los estudiantes para la mejora de la metodología PBL son diferentes dependiendo de la modalidad de enseñanza, e-Learning versus b-Learning?), realice los siguientes pasos.
      1. Realizar un análisis cualitativo de las respuestas abiertas encontradas en la escala de satisfacción PBL13 para los dos grupos de e-Learning versus b-Learning utilizando software de análisis de datos cualitativos44. Importar en el software las respuestas a las preguntas abiertas obtenidas sobre la satisfacción de los estudiantes con la enseñanza (SPBL).
      2. Seleccione Categorizar las respuestas de los estudiantes en las dos modalidades de enseñanza, e-Learning versus b-Learning.
      3. Seleccione el análisis del grupo Documento (modalidad de enseñanza: e-Learning vs. b-Learning).
      4. Seleccione Diagrama de Sankey.
      5. Exporte los resultados a un software de hoja de cálculo.
        NOTA: En primer lugar, las respuestas a las preguntas abiertas se categorizaron en cada modalidad de enseñanza de grupo (e-Learning vs. b-Learning), y se realizó un análisis de frecuencia de las respuestas por grupo y categorización. Los resultados se visualizaron utilizando un diagrama de Sankey. Esto se hizo utilizando el software de análisis de datos cualitativos44 (ver la Tabla de Materiales)

Tabla 2: Cuestionario de conocimientos previos13. Preguntas abiertas y cerradas del cuestionario de conocimientos previos. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla 3: Escala de satisfacción con ABP13. Preguntas abiertas y cerradas de la escala de satisfacción PBL. Abreviatura: PBL = aprendizaje basado en proyectos. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Figure 2
Figura 2: Análisis del comportamiento de un solo estudiante en la plataforma UBUVirtual. Mapa de calor de los comportamientos realizados por el alumno en la plataforma virtual de aprendizaje. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3: Análisis de todos los comportamientos de los estudiantes en la plataforma UBUVirtual. Análisis de los comportamientos de aprendizaje realizados por los estudiantes en la plataforma virtual de aprendizaje con respecto a la finalización de tareas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4: Análisis del comportamiento de los estudiantes en grupo en la plataforma UBUVirtual. Análisis de las conductas de aprendizaje realizadas por los alumnos en grupos de trabajo sobre la plataforma virtual de aprendizaje con respecto a la realización de tareas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Representative Results

Los 98 participantes reclutados para el presente estudio eran estudiantes de pregrado en terapia ocupacional con edades comprendidas entre 21 y 56 años (Tabla 1). El protocolo se probó durante 2 cursos académicos en la Universidad de Burgos. La entrega del protocolo se resume en la Tabla 4.

Tabla 4: Resumen de la aplicación del protocolo para el aprendizaje basado en proyectos para estudiantes universitarios. Abreviatura: LMS = Learning Management Systems. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

La primera pregunta de investigación (RQ1) fue la siguiente: ¿existen diferencias significativas en los resultados de aprendizaje y la satisfacción de los estudiantes de ciencias de la salud que estudian terapia ocupacional dependiendo de si la metodología PBL se implementa a través de e-Learning versus b-Learning, considerando los efectos del conocimiento previo de los estudiantes?

Como muestra la Tabla 5 , hubo diferencias significativas en los puntajes de elaboración (LOEPBL), con el grupo de e-Learning puntuando más alto. El grupo b-Learning obtuvo una puntuación más alta en presentación (LOEXPBL) y acceso LMS (LMSA). No se encontraron diferencias significativas en los resultados totales de aprendizaje (LOT), y no se encontró ningún efecto para el conocimiento previo como covariable.

Tabla 5: ANCOVA de un factor de efectos fijos (modalidad de enseñanza, e-Learning vs. b-Learning), la covariable (nivel de conocimiento previo) y el valor del efecto, η2. ANCOVA de un factor de efectos fijos (modalidad de enseñanza, e-Learning vs. b-Learning), la covariable (nivel de conocimiento previo) y el valor del efecto, η2. Abreviaturas: PBL = aprendizaje basado en proyectos; LOEPBL = elaboración de PBL; LOEXPBL = presentación de PBL; LOT = resultados totales del aprendizaje; LMS = Sistemas de Gestión del Aprendizaje; LMSA = acceso LMS; SPBL = satisfacción con PBL; e-Learning = clases en línea; b-Learning = clases semipresenciales (clases online y físicas); M = media; DE = desviación estándar; ANCOVA = análisis de covarianza. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

La segunda pregunta de investigación (RQ2) fue la siguiente: ¿los grupos de participantes encontrados coinciden con los resultados de aprendizaje, los comportamientos de aprendizaje y la satisfacción percibida en función de la modalidad de enseñanza (e-Learning vs. b-Learning)?

Se encontraron dos conglomerados en los que se detectaron diferencias en las diferentes variables, pero no se pudo establecer que uno fuera superior al otro en todas las variables (Tabla 6).

Tabla 6: Centros de clúster finales. Abreviaturas: PBL = aprendizaje basado en proyectos; LOEPBL = elaboración de PBL; LOEXPBL = presentación de PBL; LOT = resultados totales del aprendizaje; LMS = Sistemas de Gestión del Aprendizaje; LMSA = acceso LMS; SPBL = satisfacción con PBL. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Posteriormente, se preparó una tabla cruzada entre los valores de los clusters de pertenencia asignados a cada participante con respecto a la variable modalidad de enseñanza (e-Learning vs. b-Learning) (Tabla 6) y el porcentaje de pertenencia a cada uno de los grupos. Se obtuvo un coeficiente de contingencia de C = 0,40, p < 0,001 (Tabla 7).

Cuadro 7: Tabulación cruzada de participantes por número de conglomerados Abreviaturas: e-Learning = clases en línea; b-Learning = clases semipresenciales (clases online y físicas). Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Además, se realizó un ANOVA entre los clusters para las variables de elaboración (LOEPBL), presentación (LOEXPBL), resultados totales de aprendizaje (LOT), acceso LMS (LMSA) y satisfacción de los estudiantes con la enseñanza (SLPBL). Se encontraron diferencias significativas en la presentación (LOEXPBL, p = 0,03) y el acceso LMS (LMSA, p < 0,001) (ver Tabla 8).

Tabla 8: Conglomerados ANOVA. Abreviaturas: PBL = aprendizaje basado en proyectos; LOEPBL = elaboración de PBL; LOEXPBL = presentación de PBL; LOT = resultados totales del aprendizaje; LMS = Sistemas de Gestión del Aprendizaje; LMSA = acceso LMS; SPBL = satisfacción con PBL; df = grados de libertad; ANOVA = análisis de varianza. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Se realizó un análisis visual de conglomerados por medio de la técnica k-means utilizando el software de visualización43, tomando como variable la modalidad de enseñanza, e-Learning versus b-Learning, con respecto a las diferentes variables estudiadas: elaboración (LOEPBL), presentación (LOEXPBL), resultados totales de aprendizaje (LOT), acceso al LMS (LMSA) y satisfacción del estudiante con la enseñanza (SPBL) (Figura 5).

Figure 5
Figura 5: Análisis de conglomerados de las variables LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA y SPBL con respecto a la variable "Modalidad de enseñanza, e-Learning versus b-Learning". Visualización de los clusters encontrados con respecto a las variables LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA y SPBL. Abreviaturas: PBL = aprendizaje basado en proyectos; LOEPBL = elaboración de PBL; LOEXPBL = presentación de PBL; LOT = resultados totales del aprendizaje; LMS = Sistemas de Gestión del Aprendizaje; LMSA = acceso LMS; SPBL = satisfacción con PBL; e-Learning = clases en línea; b-Learning = clases semipresenciales (clases online y físicas). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

A continuación, se construyó un mapa de calor para el comportamiento de las variables en los clusters. Se encontró mayor discriminación en el clúster 1 (los estudiantes incluidos en este clúster tenían menos acceso a la plataforma virtual de aprendizaje) y el clúster 2 (los estudiantes incluidos en este clúster tenían más acceso a la plataforma virtual de aprendizaje) en los comportamientos de los estudiantes en la plataforma virtual de aprendizaje (UBUVirtual es una plataforma virtual de aprendizaje basada en Moodle) y en el tipo de enseñanza (e-Learning vs. b-Learning) (Figura 6).

Figure 6
Figura 6: Visualización del mapa de calor de los clusters en las variables LOEPBL, LOEXPBL, LOT, LMSA y SPBL. Abreviaturas: PBL = aprendizaje basado en proyectos; LOEPBL = elaboración de PBL; LOEXPBL = presentación de PBL; LOT = resultados totales del aprendizaje; LMS = Sistemas de Gestión del Aprendizaje; LMSA = acceso LMS; SPBL = satisfacción con PBL. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

La tercera pregunta de investigación (RQ3) fue la siguiente: ¿las sugerencias de los estudiantes para la mejora de la metodología PBL son diferentes dependiendo de la modalidad de enseñanza (e-Learning vs. b-Learning)?

Las respuestas fueron categorizadas en dos grupos, los grupos e-Learning versus b-Learning, utilizando el software de análisis cualitativode datos 44. Las frecuencias por código de categorización se muestran en la Tabla 9, y la Figura 7 muestra un análisis de las respuestas de los estudiantes en los dos grupos aplicando un diagrama de Sankey.

Tabla 9: Análisis de frecuencia de las respuestas categorizadas de los estudiantes en los dos grupos de intervención (Grupo 1, enseñanza e-Learning, y Grupo 2, b-Enseñanza de aprendizaje). Abreviaturas: e-Learning = clases en línea; b-Learning = clases semipresenciales (clases online y físicas). Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Figure 7
Figura 7: Diagrama de Sankey de las respuestas categorizadas en los dos grupos de intervención (Grupo 1, enseñanza e-Learning, y Grupo 2, b-Enseñanza de aprendizaje). Diagrama de Sankey de las respuestas categorizadas en los dos grupos de intervención. Abreviaturas: e-Learning = clases en línea; b-Learning = clases semipresenciales (clases online y físicas). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

¿Cómo indican estos resultados que las sugerencias para la mejora de la enseñanza fueron diferentes dependiendo de si la enseñanza fue a través de e-Learning o b-Learning? Los estudiantes de ambos grupos estuvieron de acuerdo en que la enseñanza había sido satisfactoria. No obstante, el grupo b-Learning señaló la importancia de utilizar el centro de simulación y su deseo de práctica real con los niños, aumentando así la enseñanza en la práctica en el aula. La modalidad de enseñanza utilizada (e-Learning vs. b-Learning) condujo a diferencias en los resultados de la aplicación de la metodología PBL.

Más específicamente, los estudiantes del grupo de e-Learning obtuvieron una puntuación más alta en la ejecución del proyecto, mientras que el grupo de b-Learning obtuvo una puntuación más alta en la presentación del proyecto. También hubo un mayor acceso a la plataforma virtual en el grupo b-Learning. Se encontraron dos conglomerados, siendo el grupo 2 mostrando mejores resultados en todas las variables estudiadas excepto dos (resultados totales de aprendizaje, para los cuales los resultados fueron los mismos entre los dos grupos, y satisfacción con la metodología de enseñanza, para la cual los resultados fueron muy similares en ambos grupos).

Del mismo modo, en el grupo de e-Learning, el 82,6% de los estudiantes estaban en el grupo 1, y el 17,39% estaban en el grupo 2. En el grupo b-Learning, el 59,62% estaba en el grupo 2 y el 40,38% estaba en el grupo 1. Por lo tanto, se puede concluir que la modalidad de enseñanza utilizada parece tener un efecto en los resultados de aprendizaje de los estudiantes y la actividad de los estudiantes en el LMS, siendo el b-Learning más efectivo que el e-Learning en la presentación del proyecto y la actividad del estudiante en el LMS. Por el contrario, el e-Learning parece ser más efectivo con respecto a la creación del proyecto. No obstante, la metodología ABP es muy efectiva en ambos casos, ya que las medias de los resultados finales de aprendizaje fueron altas en ambos grupos con muy baja variabilidad (media e-Learning = 8,89, desviación estándar = 0,48; b-Media de aprendizaje = 8,65, desviación estándar = 0,92). Además, la satisfacción fue muy alta en ambas modalidades, sin diferencias significativas entre los grupos.

Estos resultados apoyan la primera pregunta de RQ1 e indican las direcciones para futuras investigaciones para examinar estos aspectos más profundamente. Las diferencias señaladas anteriormente también se pueden ver mediante el análisis de los datos cualitativos sobre la satisfacción de los estudiantes dentro de las dos modalidades de enseñanza. Es importante recordar que el e-Learning se impartió en el punto más crítico del estado de emergencia debido al COVID-19, durante el cual no se pudo llevar a cabo ni la enseñanza presencial ni la semipresencial. Las evaluaciones de los estudiantes sobre cómo se implementó la metodología ABP en la modalidad en línea mostraron que fue muy satisfactoria, ya que les permitió continuar su formación de una manera cercana a la normalidad y relacionarla con su práctica profesional. Esta puede ser la razón por la cual el grupo de e-Learning no hizo muchas sugerencias de mejoras. En contraste, el grupo b-Learning, que recibió clases durante el segundo año de la pandemia, consideró que la metodología PBL impartida a través del LMS y en el centro de simulación cara a cara fue beneficiosa para su capacitación. Sin embargo, este grupo sugirió muchas más ideas para mejorar la enseñanza, que se centraron principalmente en aumentar las clases presenciales, específicamente en términos de actividades prácticas con usuarios reales.

Material suplementario Apéndice 1. Esto incluye la Tabla 1 y la Tabla 2. (Tabla 1) Documento que incluya la relación entre las estrategias metacognitivas, las subestrategias y las actividades para desarrollarlas. El aprendizaje basado en proyectos se describe a partir del estado actual del campo. Además, se presenta información sobre la relación entre los pasos del ABP y el desarrollo de diferentes estrategias metacognitivas. Este es un documento muy útil para los profesores que quieran aplicar esta metodología educativa. (Tabla 2) Rúbrica para la evaluación del proceso de resolución de proyectos. Se presenta una rúbrica para monitorear el proceso de desarrollo del proyecto con respecto al uso de diferentes estrategias metacognitivas. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Material Suplementario Apéndice 2: Esto incluye la Tabla 1 y la Tabla 2. (Tabla 1) Rúbrica para la evaluación de la presentación del ABP. Se presenta una rúbrica para la evaluación del proceso de desarrollo del proyecto con respecto a la presentación y defensa del proyecto. (Tabla 2) Rúbrica para la evaluación de la elaboración del ABP. Se presenta una rúbrica para la evaluación del proceso de desarrollo del proyecto con respecto a la evaluación del proyecto. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Material complementario Apéndice 3: Un ejemplo de un estudio de caso. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Material complementario Apéndice 4: Ejemplos de trabajos producidos por los estudiantes. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Material complementario Apéndice 5: Ejemplos de los laboratorios virtuales desarrollados. Haga clic aquí para descargar este archivo.

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Discussion

Este estudio lleva a la conclusión de que la modalidad de enseñanza (e-Learning vs. b-Learning) puede afectar los resultados en diferentes elementos del ABP17,18. En futuros estudios, este aspecto se explorará con mayor profundidad para ver si se encuentra el mismo patrón con estudiantes de otros cursos (particularmente ciencias de la salud), ya que este es el tema de este protocolo. En contraste, no se encontraron diferencias en los resultados totales de aprendizaje ni en la satisfacción de los estudiantes con la metodología de enseñanza. Esto está en línea con los resultados de otros estudios 4,13,14,15,18,29.

En resumen, el uso de una metodología de enseñanza ABP ha demostrado ser eficaz tanto para los resultados de aprendizaje de los estudiantes como para su motivación para el aprendizaje, lo que es consistente con los hallazgos de otros estudios 2,3,4. Sin embargo, los estudiantes del grupo b-Learning expresaron su interés en una enseñanza más presencial. Este aspecto apoya un uso híbrido de la metodología8. Del mismo modo, los estudiantes de ambos grupos apreciaron que esta metodología los guía hacia los aspectos prácticos de su profesión 4,13. También se encontró que la situación social en la que se impartió la enseñanza afectó la satisfacción de los estudiantes y las reflexiones críticas sobre su aprendizaje. El aprendizaje fue más participativo en la segunda parte de la pandemia, donde hubo mayores posibilidades de aprendizaje presencial 4,14,15,18,29. No se encontró que todos los estudiantes respondieran de la misma manera o experimentaran la misma cantidad de participación22. Este es un aspecto importante a ser considerado por los profesores con respecto al uso de esta metodología, y el apoyo a la metodología requiere profesores con competencias digitales junto con el uso de técnicas EDM 32,33,36 y el análisis de las respuestas abiertas de los estudiantes utilizando técnicas mixtas 39,40,41.

Finalmente, una limitación de este estudio está relacionada con la metodología PBL, que fue utilizada solo con estudiantes que estudian para un solo grado-terapia ocupacional. La metodología no fue implementada con diseños de enseñanza multi o interdisciplinarios31.

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Disclosures

Se adjuntan las autorizaciones para grabar las imágenes y vídeos presentados en este trabajo.

También se adjunta un modelo de supuesto práctico que se aplica en el trabajo con ABP (véase Material Suplementario Apéndice 3: Un ejemplo de estudio de caso). Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.

Acknowledgments

El estudio se ha realizado en el marco del proyecto de investigación "SmartLearnUni", financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación 2020 Proyectos I+D+i - RTI Tipo B. Referencia: PID2020-117111RB-I00. Los autores también agradecen la colaboración de los estudiantes de ciencias de la salud de la Universidad de Burgos, especialmente de los estudiantes que cursan los estudios de Terapia Ocupacional y Enfermería.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Atlas.ti v.9 Atlas.ti
Orange v. 3.30 Orange
SPSS v.24 SPSS
UBUVirtual UBU

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Sáiz-Manzanares, M. C., Alonso-Martínez, L., Calvo Rodríguez, A., Martin, C. Project-Based Learning Guidelines for Health Sciences Students: An Analysis with Data Mining and Qualitative Techniques. J. Vis. Exp. (190), e63601, doi:10.3791/63601 (2022).

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