La estadística es una disciplina que se encuentra presente en diferentes áreas de conocimiento, cumpliento un rol diferente en cada uno de ellas. En particular, esta disciplina forma parte de los currículos escolares de matemática, además de estar presente en la formación inicial de carreras como pedagogía en ciencias naturales y pedagogía en educación básica. Por otro lado, actualmente, existe un consenso sobre la importancia del desarrollo de la alfabetización estadística en el estudiantado, por su rol como una herramienta para comprender críticamente la información estadística presente en diferentes contextos siendo así un elemento clave para la formación ciudadana. Considerando lo anteriormente expuesto, esta propuesta tiene por objetivo el diseño, implementación y evaluación de secuencias de enseñanza y aprendizaje en el línea de la estadística cívica para los contextos educativos de las carreras de Pedagogía en Ciencias Naturales y Pedagogía en Matemáticas mediante la metodología Investigación Basada en el Diseño. En su diseño inicial, el desarrollo de estas secuencias de enseñanza-aprendizaje busca potenciar el rol de la estadística en la formación ciudadana de futuras/os profesoras/es de estas carreras. Luego de su implementación, mediante un focus group con las y los estudiantes participantes, buscamos identificar dificultades y potencialidades de nuestro diseño con tal de adecuarlos a los contextos educativos de formación docente en el área de ciencias y matemáticas. Finalmente, el producto de esta propuesta corresponde a un dossier de proyectos en la línea de la estadística cívica que puedan ser utilizados en diferentes asignaturas de estadística en la Escuela de Educación, así como orientaciones para las y los docentes de la Escuela de Educación respecto a la metodología de Investigación Basada en el Diseño.

Objetivo General
Desarrollar una aplicación móvil y web, centrada en los usuarios, para la enseñanza y aprendizaje inteligente de la estadística en educación superior.
Objetivos Específicos
1. Analizar los requerimientos funcionales y no funcionales que estructuran y esquematizan las versiones web de una aplicación para la enseñanza y aprendizaje de la estadística en educación superior.
2. Diseñar la arquitectura, base de datos y herramientas tecnológicas que darán sustento a una aplicación para la enseñanza y aprendizaje de la estadística en educación superior.
3. Construir una aplicación móvil y web para la enseñanza y aprendizaje de la estadística en educación superior.
4. Validar la aplicación resultante en términos de sus funcionalidades y restricciones identificadas por los usuarios (profesores y estudiantes) mediante pruebas de software.
5. Evaluar la usabilidad y experiencia del usuario de la aplicación con usuarios reales, en contextos de enseñanza y aprendizaje de la estadística en educación superior.

Esta propuesta se construye a partir de un proyecto previo (FONDEF ID19I10030) donde desarrollamos y validamos un modelo de enseñanza matemática con base en juegos de mesa y evaluaciones digitales para estudiantes en el nivel de transición de la educación parvularia. Por un lado, elaboramos 12 juegos de mesa cuyos efectos positivos en el aprendizaje matemático se validaron a través de una intervención escolar controlada. Por otro lado, desarrollamos el test de pensamiento matemático (TPM) para evaluar objetivos curriculares matemáticos del nivel de transición. El TPM utiliza tabletas para automatizar la mediación, lo cual permite que su formato de aplicación sea grupal, recolectando grandes cantidades de datos con poco esfuerzo y de manera inmediata (p.ej., evalúa aulas completas en una hora). Datos de una muestra de 750 niños, permitió verificar su validez de contenido, criterio y constructo, para asegurar que puede ser utilizado como instrumento de evaluación de los logros de aprendizaje declarados en el currículo chileno. En consecuencia, la prueba de concepto de nuestro modelo de enseñanza fue exitoso.
Estudios recientes demuestran que en Chile los procesos de capacitación docente no producen mejoras en los aprendizajes estudiantiles, indicando que la superación del problema de bajos desempeños exige la creación de estrategias curriculares más intensivas e integrales. En este contexto, el presente proyecto busca desarrollar un sistema de apoyo docente, cuyo núcleo pedagógico sea el modelo de enseñanza descrito arriba, y que pueda ser llevado con éxito a aulas reales del sistema educativo chileno. El primer resultado de este proyecto fortalece el TPM dotándole de la capacidad para entregar retroalimentación personalizada de manera automatizada en formato de recomendaciones de actividades para mejorar los aprendizajes. Para esto, crearemos algoritmos de inteligencia artificial que serán entrenados a partir de un etiquetado de datos (elaborado por educadoras expertas) que asignen actividades de aprendizaje adecuadas a los resultados TPM. El segundo resultado es un sistema de apoyo docente integral e intensivo que facilita la adopción de nuestro modelo de enseñanza en aulas reales. Dicho sistema permite que una institución pública (p.ej., un SLEP) brinde servicios educativos dirigidos a fortalecer la calidad de los aprendizajes matemáticos tempranos en todas las aulas de su red educativa. En más detalle, el “sistema de gestión pedagógica del aula matemática” coordina el uso de materiales educativos, profesionales expertos y plataformas tecnológicas para mejorar la calidad de los procesos de enseñanza-aprendizaje. La validación de este sistema involucra realizar una intervención escolar de tipo longitudinal, con grupo de control y cuatro medidas repetidas que permitan estimar su efecto en los aprendizajes matemáticos de 400 estudiantes. También se evalúa el nivel de aceptación del sistema por parte del cuerpo docente involucrado. El plan de implementación y masificación contempla que la Fundación Mustakis (mandante) masifique al uso del TPM y el acceso a los programas de capacitación on-line, el DAEM Requinoa (asociada) realice un pilotaje del sistema de gestión pedagógica del aula matemática y que la UOH (beneficiaria) genere alianzas con instituciones públicas (p.ej., DAEM, SLEP) para que adopten este sistema y puedan brindar servicios educativos que mejoren los aprendizajes matemáticos en las aulas de sus redes educativas.

La formación de ciudadanos y ciudadanas capaces de afrontar los desafíos sociales y tecnológicos actuales requiere de capacidades matemáticas que van más allá del foco tradicional en contenidos específicos y que den paso, en cambio, al desarrollo de habilidades matemáticas y de pensamiento matemático. La realidad educativa chilena evidencia que los logros académicos en matemática han estado estancados por varios años, para luego sufrir un retroceso durante el período de pandemia. Si bien, desde 2012, los lineamientos curriculares de la asignatura de Matemática incluyen explícitamente un foco en pensamiento matemático y objetivos de aprendizaje ligados a cuatro habilidades, docentes de todos los niveles educativos tienden a carecer de herramientas y competencias para desarrollarlas. Los numerosos desafíos de la formación docente de pregrado, posgrado y formación continua se profundizan al considerar la realidad de regiones distintas a la Metropolitana.

En este contexto, se destaca la creación en 2015 de la Universidad de O’Higgins como una decisión para potenciar el acceso a la educación superior de una región históricamente postergada. En la actualidad, la Universidad de O’Higgins cuenta con una carrera de Pedagogía en Matemática, formación especializada en matemática en su carrera de Pedagogía en Educación Básica, y con un proyecto de programa de Magíster en Enseñanza y Aprendizaje de la Matemática cuya implementación se proyecta para 2024. Alrededor de estos programas, se ha generado un equipo de investigadores(as) y docentes proveniente de diversas disciplinas –grupo de investigación GeaMat– que comparten un interés común por mejorar la educación matemática a través de empoderar a los y las docentes con herramientas y competencias para el desarrollo de habilidades matemáticas y el pensamiento matemático en distintos niveles del sistema educativo.

La presente propuesta busca consolidar estos vínculos a través de la articulación de una Red académica multidisciplinaria, nacional e internacional, que potencie la investigación, la docencia y la formación de capital humano avanzado en educación matemática, con foco particular en el estudio y desarrollo de habilidades matemáticas y el pensamiento matemático. El equipo chileno, liderado por la Universidad de O’Higgins con participación de la Universidad Católica de la Santísima Concepción y la Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, confluirá con un equipo de investigadores(as) de España, Costa Rica y Bélgica. Los miembros del equipo nacional cuentan con un historial de vinculación previa con los(as) investigadores(as) del extranjero, que se extiende en varios casos por más de cinco años y se continuará articulando a través de esta propuesta buscando potenciar la realización de iniciativas de investigación y desarrollo conjuntas, así como fortalecer la formación de pre y posgrado en el área en las instituciones nacionales. En particular, se espera como resultados de este proyecto: 1) la consolidación del grupo de investigación GeaMat, creado recientemente en la Universidad de O’Higgins, 2) el desarrollo de dos proyectos de investigación de forma colaborativa en la Red, 3) la realización de reuniones de intercambio de experiencias de formación de pre y posgrado en educación matemática, y 4) la elaboración de un documento con recomendaciones para el desarrollo de habilidades y pensamiento matemático en diferentes contextos educativos. De esta forma, se espera que esta propuesta produzca impactos tanto en el ámbito científico como en el ámbito educativo regional y nacional.

A lo largo de los últimos dos semestres universitarios (2º-2022, 1º-2023), Valentina y yo hemos trabajado en co-docencia en el desarrollo de dos asignaturas con foco en el contenido de probabilidades y estadística. En ambas oportunidades, nos hemos enfrentado a diferentes desafíos relativos a enseñar a enseñar este contenido, junto con tensiones curriculares-prácticas-teóricas que hemos identificado cuando impartimos clases. En ambas oportunidades adoptamos distintos enfoques: en la primera instancia,, cada una se responsabilizó por una unidad de la asignatura; en cambio, en la segunda instancia, cada una aportó desde su expertise al diseño e implementación de la asignatura. Para el segundo semestre del presente año, trabajaremos nuevamente en co-docencia, pero esta vez desde un nuevo enfoque en el cual cada una será la docente a cargo de una sección de estudiantes. Este desafío nos lleva nuevamente a reflexionar sobre este proceso, con especial énfasis en conocer la percepción del futuro profesorado sobre este proceso de enseñanza conjunta, ya que es un aspecto que no hemos consideramos en las implementaciones previas. Esperamos identificar qué oportunidades de aprendizaje profesional genera este trabajo colaborativo y cómo percibe el futuro profesorado esta modalidad de trabajo docente. Así, luego de un análisis de contenido de transcripciones de reuniones, focus group del estudiantado y de ticket de salida en tres hitos del semestre, esperamos generar pautas y directrices sustentadas en evidencia para la co-docencia en la formación inicial de docentes de matemática, que permitan orientar esta práctica colaborativa en otros espacios universitarios.

La estadística es una disciplina que se encuentra presente en diferentes áreas de conocimiento,
cumpliento un rol diferente en cada uno de ellas. En particular, esta disciplina forma parte de los
currículos escolares de matemática, además de estar presente en la formación inicial de carreras
como pedagogía en ciencias naturales y pedagogía en educación básica. Por otro lado,
actualmente, existe un consenso sobre la importancia del desarrollo de la alfabetización
estadística en el estudiantado, por su rol como una herramienta para comprender críticamente
la información estadística presente en diferentes contextos siendo así un elemento clave para la
formación ciudadana. Considerando lo anteriormente expuesto, esta propuesta tiene por
objetivo el diseño, implementación y evaluación de secuencias de enseñanza y aprendizaje en el
línea de la estadística cívica para los contextos educativos de las carreras de Pedagogía en Ciencias
Naturales y Pedagogía en Matemáticas mediante la metodología Investigación Basada en el
Diseño. En su diseño inicial, el desarrollo de estas secuencias de enseñanza-aprendizaje busca
potenciar el rol de la estadística en la formación ciudadana de futuras/os profesoras/es de estas
carreras. Luego de su implementación, mediante un focus group con las y los estudiantes
participantes, buscamos identificar dificultades y potencialidades de nuestro diseño con tal de
adecuarlos a los contextos educativos de formación docente en el área de ciencias y matemáticas.
Finalmente, el producto de esta propuesta corresponde a un dossier de proyectos en la línea de
la estadística cívica que puedan ser utilizados en diferentes asignaturas de estadística en la
Escuela de Educación, así como orientaciones para las y los docentes de la Escuela de Educación
respecto a la metodología de Investigación Basada en el Diseño.

Formación inicial docente sobre inferencia estadística

En la formación de profesores, se esperaría que el futuro profesorado modele fenómenos sociales y naturales analizando e interpretando datos mediante el uso de estadística y probabilidades. En el ámbito escolar, se espera que los estudiantes sean capaces de construir una versión simplificada de un sistema presente en la realidad, para luego expresarlo de forma matemática. Sin embargo, en nuestra Escuela de Educación, los cursos de probabilidades han sido categorizados como críticos debido al bajo desempeño registrado por nuestros estudiantes.
Este proyecto busca diseñar, implementar y evaluar un taller de modelación matemática utilizando probabilidades y estadística dirigido a estudiantes de pregrado. Investigaciones previas han propuesto metodologías para identificar y analizar escenarios clave durante el desarrollo de un juego de mesa (denominado Camel Up) que ayudan a los estudiantes a mejorar sus aprendizajes de los conceptos principales de los cursos de probabilidades y estadística. En este proyecto, adaptaremos la metodología mencionada para identificar y analizar escenarios claves de este juego de mesa con el fin de enseñar el ciclo de modelación matemático en un contexto de probabilidades, estadística y simulaciones computacionales. Los análisis de estos escenarios serán registrados en un libro que será el material central del taller, mientras que las simulaciones computacionales serán registradas en formato de video. Este taller será implementado invitando a estudiantes de pregrado de la Universidad de O’Higgins para luego evaluarlo mediante un focus group que nos permita obtener las valoraciones y opiniones de las participantes acerca de la utilidad del taller como herramienta para introducir el ciclo de modelación matemática.

Durante las últimas décadas, el dominio de la estadística ha sido destacado como una
competencia clave para desenvolverse activa y razonadamente en la era de los datos y
la información. Por ello, la estadística se incorporado al currículum de matemáticas
durante todo el recorrido escolar. No obstante, en las escuelas es común que los
profesores den un carácter marginal a este tema dentro del currículum de matemáticas
y más aún, en el caso de Chile, existe evidencia que hasta minimizan su enseñanza a
realizar cálculos o simplemente la ignoran.
En consecuencia, en este proyecto nos planteamos abordar esta problemática por medio
de una reorientación de la formación docente, inicial y continua, en el contenido de
estadística y su enseñanza, donde se destaca la importancia de conceptualizar a la
estadística como un proceso de investigación que persigue responder interrogantes a
partir de los datos, para lo cual se requiere un fuerte apoyo tecnológico. Para ello, el
objetivo de este proyecto es caracterizar experiencias de enseñanza y aprendizaje de la
estadística en la formación inicial y continua de profesores de matemáticas chilenos,
que promuevan una transformación digital en las prácticas de aula de este contenido y
aborden temáticas socialmente relevantes.
Desde un paradigma cualitativo, se asume una concepción de la investigación basada
en el diseño, considerando las etapas clásicas de este enfoque: preliminar, diseño,
implementación y evaluación retrospectiva. Posteriormente, se creará una página web
en la cual esté disponible gratuitamente el material creado, tanto en la formación inicial
como continua, donde se explicite las formas de implementar y/o se muestren vídeos
de algunas prácticas exitosas.
De esta forma, pretendemos avanzar en la línea de una educación estadística fortalecida
desde elementos teóricos-didácticos que permitan al profesor en formación y en
ejercicio avanzar con mayor seguridad en su enseñanza.