van Riesen et al. (2018): Andamiar el diseño experimental ayuda a quien sabe menos
Referencia (APA 7): van Riesen, S., Gijlers, H., Anjewierden, A., & de Jong, T. (2018). Supporting learners’ experiment design. Educational Technology Research and Development, 66(2), 475–491. https://doi.org/10.1007/s11423-017-9568-4
Capítulo: Cap. 1 – Antecedentes · Subcategorías: A3 Competencias experimentales e indagación con simuladores · Mapa: MOC - Mapa de contenidos
Resumen
El grupo de Ton de Jong en la Universidad de Twente (Países Bajos) diseñó la Experiment Design Tool (EDT), un andamiaje digital que guía paso a paso el diseño de un experimento dentro de un laboratorio virtual. La herramienta pide elegir qué variable se varía, cuáles se mantienen constantes y cuál se mide; asignar valores; correr el experimento y ordenar los datos. Además trae heurísticas incorporadas, como variar una sola cosa por vez (estrategia de control de variables) y usar valores sencillos, y se apoya en el Scaffolding Design Framework de Quintana et al. (2004).
Participaron 120 estudiantes de tercer año de secundaria preuniversitaria (14 a 15 años) de dos colegios; quedaron 86 en el análisis. Se asignaron al azar, dentro de cada clase, a tres condiciones: EDT con trece preguntas de investigación específicas, solo las trece preguntas específicas sin EDT, o solo cinco preguntas generales. Todos trabajaron solos, sin intervención del docente, en el laboratorio virtual Splash sobre flotación y principio de Arquímedes, en cuatro sesiones de 50 a 60 minutos. Todos los grupos mejoraron con efectos grandes (d entre 0,83 y 1,33) y no hubo diferencias entre condiciones. Pero entre los estudiantes con bajo conocimiento previo (63 de 86), los que usaron la EDT ganaron más que los que solo tuvieron las preguntas específicas.
La conclusión es que el andamiaje no funciona igual para todos: depende del conocimiento previo. Un hallazgo lateral importa para el diseño: dar preguntas detalladas sin la herramienta pudo sobrecargar a los estudiantes con poco conocimiento previo, que ganaron menos que quienes solo tenían preguntas generales. Hay un límite que conviene notar: la herramienta apoya el diseño de experimentos, pero lo que se mide es conocimiento conceptual sobre Arquímedes, no la calidad de los experimentos diseñados.
Citas por color
Las citas son textuales del PDF (Zotero/PDF nucleo/VanRiesen_2018.pdf). El PDF aún no está subrayado en Zotero; estas citas guían ese subrayado.
Definiciones (azul)
Definición (p. 476)
“Learners first need to identify the variables associated with answering their research question or testing their hypothesis. More specifically, they need to specify the dependent, independent and control variables; they need to determine what variable(s) to measure or observe, what variable to manipulate, and what variable(s) to control (Arnold et al. 2014).” (p. 476)
Mi nota: Descomposición operativa del diseño de experimentos. Sirve para definir la dimensión “diseñar experimentos y controlar variables” en el instrumento de la tesis.
Definición (p. 477)
“In the ‘vary one thing at a time’ heuristic, also known as the control of variables strategy (CVS), learners vary only the variable of interest and keep all other variables constant (Klahr and Nigam 2004).” (p. 477)
Mi nota: Definición breve y citable de la estrategia de control de variables (CVS).
Definición (p. 477)
“Scaffolds support learners in performing a task that they cannot perform on their own.” (p. 477)
Mi nota: Definición de andamiaje que enlaza con la zona de desarrollo próximo del marco de mediación.
Ideas principales (amarillo)
Idea principal (pp. 475–476)
“This result indicates that the effect of providing learners with scaffolds does not follow a ‘‘one-size-fits-all’’ principle, but may depend on specific learner characteristics, such as prior knowledge.” (pp. 475–476)
Mi nota: Idea central: el mismo andamiaje no sirve igual a todos. En la DBR, el pretest puede usarse también para decidir cuánto andamiaje dar.
Metodología (morado)
Metodología (p. 480)
“The EDT (Fig. 3) provides learners with structure by breaking down the process of designing and conducting an experiment into several steps: (1) choosing the variables and assigning the chosen variables as independent, control, and dependent variables; (2) assigning values to the variables; (3) conducting the experiment; and (4) analyzing the results.” (p. 480)
Mi nota: Los cuatro pasos de la EDT pueden convertirse en una función del simulador propio o en una hoja de registro de la secuencia.
Metodología (p. 478)
“A total of 120 third-year students (14–15 years old) from four pre-university track classes at two secondary schools in the Netherlands participated in this study.” (p. 478)
Mi nota: Edad parecida a la de los grupos de Lorica, pero estudiantes de la vía académica más exigente del sistema holandés. Hay que tenerlo presente al comparar.
Metodología (p. 483)
“In the EDT, these terms are replaced by language that is used in the classroom. For example, ‘‘independent’’ is replaced by ‘‘vary’’ and ‘‘dependent’’ is replaced by ‘‘measure’’.” (p. 483)
Mi nota: Decisión de diseño muy aplicable: en el simulador y la guía, usar “lo que cambio”, “lo que dejo igual” y “lo que mido” antes de los términos técnicos.
Evidencia (verde)
Evidencia (p. 486)
“Learners’ scores significantly increased from pre- to post-test in all conditions (EDT condition: Z = 4.133, p < .001, dCohen = 1.33; CS condition: Z = 3.576, p < .001, dCohen = 0.83; CM condition: Z = 3.044, p = .002, dCohen = 0.92), showing a large learning effect in all conditions.” (p. 486)
Mi nota: Tamaños del efecto pre-post por condición, el mismo tipo de dato que José Luis reportará por ciclo. Útil como referencia de magnitud.
Evidencia (p. 486)
“Follow-up Mann–Whitney analyses showed significantly higher learning gains for low prior knowledge learners in the EDT condition compared to low prior knowledge learners in the CS condition, U = 115.50, z = 2.438, p = .015, r = .16.” (p. 486)
Mi nota: El andamiaje del diseño experimental beneficia a quienes saben menos. Es pertinente para estudiantes rurales con poca experiencia previa en laboratorio.
Tensiones y vacíos (rojo)
Tensión o vacío (p. 488)
“Even though the additional questions aimed to provide a sense of direction for designing experiments, they also take time to answer and add to the task, which may have caused learners who were not provided with additional inquiry support in the form of the EDT to struggle with successfully completing the task within the given time.” (p. 488)
Mi nota: Más preguntas no siempre es más guía: sin herramienta de apoyo, pueden sobrecargar. Advertencia directa para la hoja de trabajo de la secuencia.
Tensión o vacío (p. 488)
“Future studies should also include qualitative data regarding learner decisions to understand their rationales behind their experiment designs and qualitative data about learner actions in designing experiments to provide us with richer insights in the processes underlying the results.” (p. 488)
Mi nota: Vacío que la parte cualitativa de la DBR puede cubrir: observar y entrevistar sobre por qué los estudiantes diseñan sus experimentos como lo hacen.
Citas para usar (naranja)
Cita para usar (p. 484)
“For example, ‘vary one thing at a time’ is built in by restricting the number of varied variables to just one, and ‘assign simple values to the independent variable’ is implemented by means of sliders that only allow learners to select simple values.” (p. 484)
Mi nota: Ejemplo de cómo un principio didáctico se vuelve una restricción del software. Es exactamente el tipo de decisión que José Luis puede tomar al programar su simulador.
Cita para usar (p. 488)
“Our results show that there’s no one-size-fits-all approach that applies to learners’ guidance regarding experiment design, and that prior knowledge should be evaluated when introducing scaffolds.” (p. 488)
Mi nota: Cita para justificar que la guía se ajuste entre ciclos según el conocimiento previo de cada grupo.
Conexión con la tesis
De todos los antecedentes sobre simuladores, este es de los más cercanos a las competencias experimentales que José Luis quiere desarrollar, porque el objeto del andamiaje es el diseño del experimento: identificar variables, decidir cuál variar, cuáles fijar y cuál medir, y analizar los datos. La EDT muestra que esos pasos pueden quedar dentro del propio software, por ejemplo limitando a una la variable que se puede variar o usando deslizadores con valores sencillos. Eso le da a José Luis ideas concretas para sus simuladores y un argumento para el marco teórico: el simulador también media cuando su interfaz incorpora la estrategia de control de variables. El hallazgo sobre conocimiento previo bajo es pertinente para estudiantes de secundaria rural con poca experiencia de laboratorio, y la advertencia sobre las preguntas extra recuerda que la guía puede sobrecargar. Hay dos diferencias que deben quedar escritas: aquí los estudiantes trabajan solos y sin docente, y lo medido es conocimiento conceptual, mientras que la tesis pone al docente como mediador y mide las competencias mismas.
Conectado a
- Schwichow et al. (2016): metaanálisis sobre cómo enseñar la estrategia de control de variables, el marco más amplio de lo que la EDT pone en práctica.
- Pedaste et al. (2015): ciclo de indagación del mismo grupo de investigación, del que este estudio toma la fase de experimentación.
- Zacharia et al. (2015): revisión de tipos de guía en laboratorios virtuales que los autores usan para situar la EDT.
- MOC - Mapa de contenidos
Mi reflexión
Preguntas orientadoras
Escoge una o responde varias. Graba en tus propias palabras (1 a 3 minutos).
- La EDT obliga a variar una sola cosa a la vez. ¿Pondrías esa restricción dentro de tu simulador o preferirías que el estudiante pueda equivocarse variando dos cosas y luego lo discuta en grupo? ¿Por qué?
- Los estudiantes con poco conocimiento previo fueron los que más ganaron con el andamiaje. ¿Cómo usarías tu pretest para decidir cuánta guía dar en cada grupo de Lorica?
- En este estudio no hubo docente durante la tarea. En tu secuencia, ¿qué hace el docente mientras los estudiantes diseñan su experimento con el simulador?
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