Impacto del aula invertida como herramienta de mejora académica

351 Conference Proceedings Impacto del aula invertida como herramienta de mejora académica María Ramos-Payán, Noemí Aranda-Merino, Ana Arias-Borrego Facultad de Química, Universidad de Sevilla, España Resumen Los alumnos deben aprender a aplicar conceptos teóricos en la resolución de problemas analíticos, clave para la innovación docente universitaria. Esta integración teoría-práctica potencia una comprensión profunda y se identificaron deficiencias en la transferencia de conocimiento entre teoría y práctica. Por ello, proponemos innovaciones docentes en dos asignaturas, Química Analítica I (QAI) y Análisis de Alimentos (AA), mediante clases invertidas (Flipped Classroom) con material audiovisual previo, mejorando así la comprensión y retención del conocimiento. Esta innovación consiste en estudiar el impacto que tiene en el aprendizaje de los alumnos, aplicar la metodología de clase invertida mediante la visualización de videos didácticos previa a la realización práctica en el laboratorio. Este estudio se aplicó a grupos de prácticas de ambas asignaturas y se comparó con un grupo “control” de alumnos donde no se aplicó la innovación, observando mejoras significativas de aprendizaje en aquellos que visualizaron los videos previos a la práctica. Palabras clave: clase invertida, videos didácticos, estudiantes de química, prácticas de laboratorio. Impact of the Flipped Classroom as an academic improvement tool Abstract Students must learn to apply theoretical concepts in solving analytical problems, a key aspect of university teaching innovation. This integration of theory and practice enhances deep understanding, and deficiencies were identified in the transfer of knowledge between theory and practice. Therefore, we propose teaching innovations in two subjects, Analytical Chemistry I and Food Analysis, through Flipped Classroom methods with pre-recorded audiovisual material, thus improving comprehension and knowledge retention. This innovation involves studying its impact on student learning by applying the Flipped Classroom methodology through the viewing of didactic videos prior to practical lab work. This study was applied to practical groups in both subjects and compared with a “control” group where the innovation was not applied, observing significant learning improvements in those who viewed the pre-practical videos. Keywords: Flipped classroom, educational videos, chemistry students, laboratory practices. 352 Conference Proceedings Introducción El concepto de Flipped Classroom o clase invertida, es una metodología pedagógica que se distingue por emplear el tiempo de clase para actividades prácticas y dinámicas, mientras que los estudiantes se preparan previamente revisando los contenidos teóricos, comúnmente a través de las TIC como herramienta (Almendros, Montoya y Lerchundi, 2021). Esta metodología facilita trasladar la enseñanza teórica fuera del aula, permitiendo un enfoque más interactivo durante el tiempo presencial (Herreid y Schiller, 2013). Ha sido adoptada en diversos niveles educativos y ha ganado reconocimiento en la enseñanza (Martínez-Olvera, Esquivel-Gámez y Martínez-Castillo, 2014). El modelo de aula invertida fomenta la participación activa del estudiante (Balverdi, Marchisio y Sales, 2020), incentivándole a utilizar las clases para resolver dudas, practicar ejercicios y participar en debates, todo con el propósito de mejorar la comprensión y aplicación del conocimiento (Sams y Bergmann, 2013). Los beneficios asociados a la implementación del aula invertida son variados, destacando el aumento de la motivación de los estudiantes (García, 2016; Sánchez, Ruiz y Sánchez, 2017), la mayor autonomía autonomía en el proceso de aprendizaje, el desarrollo de la competencia de trabajo en equipo y la mejora de los resultados académicos (Hinojo- Lucena, Aznar-Díaz, et al., 2019). Sin embargo, también presenta limitaciones como las reticencias por parte del estudiantado debido al aumento en el número de horas dedicadas al aprendizaje y a la responsabilidad que recae en ellos, así como el esfuerzo requerido por parte del docente para llevar a cabo un aprendizaje individualizado (Hinojo- Lucena, Aznar-Díaz, et al., 2019). Esta nueva tendencia busca centrar el proceso de enseñanza en el estudiante, convirtiéndolo en el principal actor en la adquisición de conocimientos. De esta manera, se busca crear entornos de aprendizaje donde tanto profesores como alumnos colaboren para alcanzar un aprendizaje significativo (Martín y Tourón, 2017). Los avances tecnológicos, como tablets, smartphones y herramientas digitales como aulas virtuales, Google Drive y redes sociales, fortalecen la implementación de estos modelos educativos al proporcionar medios para amplificar la experiencia en el aula (Sales et al., 2013). Esta estrategia pedagógica ha sido ampliamente utilizada en la enseñanza universitaria de la Química. Esta práctica se ha implementado mayormente para reemplazar las clases tradicionales magistrales, con el objetivo de dedicar más tiempo a actividades interactivas en el aula. Los resultados muestran mejoras en la motivación y satisfacción de los estudiantes, así como un aumento en su autonomía en el proceso de aprendizaje (Eichler y Peeples, 2016; Teo et al., 2014). La clase invertida ofrece ventajas como la versatilidad y adaptabilidad de los recursos utilizados, permitiendo a los alumnos enfrentarse al aprendizaje a su propio ritmo y revisar los materiales según sea necesario. Este modelo pedagógico se presenta como flexible, permitiendo a los profesores ajustar el proceso de acuerdo con las necesidades individuales de sus estudiantes y los recursos disponibles. Dado el carácter novedoso y la influencia positiva de la clase invertida en la educación de diversas áreas, se implementa en prácticas de laboratorio durante el curso académico 2023/24 en dos asignaturas del Grado y Doble Grado en Química e Ingeniería de los Materiales, correspondiente a la asignatura Química Analítica I (QAI) y Análisis de Alimentos (AA). Estas asignaturas vinculan las competencias adquiridas desde el punto de vista fundamental y teórico ofrecida por la asignatura QAI con los conceptos aplicados de la asignatura de AA. El objetivo de este estudio es mejorar la enseñanza y el aprendizaje de conceptos y habilidades prácticas mediante la aplicación de la metodología de la clase invertida (Flipped Classroom). Esta metodología implica la visualización previa de 353 Conference Proceedings vídeos didácticos antes de realizar las prácticas en el laboratorio. Además, se llevará a cabo una evaluación para determinar la eficacia del empleo de esta innovación docente en el aprendizaje. Metodología El proyecto se desarrolla durante el curso académico 2023/24 en la Universidad de Sevilla, dirigido a estudiantes de segundo y tercer curso del Grado y Doble Grado en Química e Ingeniería de Materiales, específicamente en asignaturas de prácticas de laboratorio. Durante el primer cuatrimestre, se implementó en la asignatura QAI (teórica-fundamental), y en el segundo cuatrimestre, en la asignatura de AA (aplicada). Esta metodología se aplica a un grupo de 20 y 40 alumnos en el caso de la asignatura de Análisis de Alimentos y Química Analítica I, respectivamente, seleccionando la mitad de los alumnos de cada grupo como grupo de control de alumnos donde no se aplicó la estrategia docente. Los estudiantes seleccionados vieron los vídeos didácticos correspondientes a las prácticas antes de realizarlas. Por otro lado, los alumnos del grupo de control llevaron a cabo las prácticas utilizando el método clásico de clase magistral, sin visualizar los vídeos didácticos previamente, utilizando guiones y la explicación del profesor. Todo el material docente, incluyendo guiones, procedimientos y vídeos, se puso a disposición de los alumnos en la plataforma Moodle-US. Los vídeos se insertaron en enlaces específicos y se estructuraron en diferentes bloques de contenido, abordando los objetivos de la práctica, el material necesario, la preparación y los cálculos requeridos. Los vídeos están diseñados para abordar los temas relacionados con las prácticas específicas de laboratorio de cada asignatura, ofreciendo una guía completa para su ejecución desde el punto de vista aplicado. Antes de comenzar el tema, se instruyó a los estudiantes a ver los vídeos y revisar los documentos teóricos proporcionados. Se les recomendó que hicieran un esquema o resumen y que anotaran cualquier duda que surgiera. Los alumnos se organizaron por parejas para trabajar colaborativamente en el aula. Se hizo hincapié en la importancia de participar activamente en esta actividad, ya que la actitud de cada estudiante afectaría no solo a su propio desempeño, sino también al de todos los miembros del grupo. Las prácticas correspondientes a la asignatura de Química Analítica I fueron: Volumetría ácido-base, determinación de una mezcla carbonato-hidróxido, valoración complexométrica de la dureza de un agua, valoración permanganimétrica de calcio en agua, volumetría de precipitación: determinación de cloruro en agua por el método volhard, determinación gravimétrica de hierro en puntilla, análisis cualitativo de cationes, análisis cualitativo de aniones, tratamiento y separación por solubilidad de muestras sólidas inorgánicas: identificación de cationes y aniones, tratamiento y técnicas de separación para muestras inorgánicas y orgánicas, separación de una mezcla de hierro y níquel mediante intercambio iónico . Las prácticas correspondientes a la asignatura de Análisis de alimentos fueron: Determinación de proteína en galleta por el método kjeldahl, determinación de fósforo en queso, determinación de almidón en carne, determinación del índice de yodo en aceite, y determinación de hidroximetilfurfural en miel. Para evaluar la eficacia de la metodología, se proporcionaron a los alumnos cuestionarios de evaluación a través de la plataforma Google Dri- ve, accesibles mediante los siguientes enlaces online: • https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIp- QLSe2uIR6yPbDgBQGnwhamlvmXnHjtO- bkoAlRgVaQ7u_yWqqMbg/viewform?usp=sharing • https://docs.google.com/forms/d/e/ 1FAIpQLScQEYPnTQJs6tSBXG6UhABD- fQWa_5ihMu8-7iZMX7tl9y-05w/viewform?usp=sharing • https://docs.google.com/forms/d/e/1FAI- pQLSe7i5-DFDDXZwIpBesQd6ljRVjw- c4pPmE7GatNJ2TNgy2Pynw/viewform?usp=sharing 354 Conference Proceedings • https://docs.google.com/forms/d/e/1FAI- pQLSdllyAI9U6Vc7ucBWdEOygcwZx- Dux0ov1RthdVEEL9BOWhh7w/viewform?usp=sharing Resultados y discusión La eficacia de la nueva metodología se evaluó mediante el tratamiento estadístico de los resultados obtenidos por los alumnos en las cuestiones de evaluación (en el caso de la asignatura de Química Analítica I y Análisis de Alimentos) y se emplearon encuestas cerradas de opciones múltiples al finalizar todas las prácticas de laboratorio. La Tabla 1 muestra los resultados (en porcentajes) de las encuestas realizadas. El 83% de los alumnos considera que el material audiovisual mejora la comprensión para abordar la realización de las clases prácticas. Tan sólo un 4,2% de los alumnos, no observa utilidad al contenido de los vídeos. En la tabla 2 se muestran los resultados sobre la opinión de los alumnos sobre la complejidad de las prácticas y en que parte se centra la dificultad. No se observaron mejoras en la comprensión del fundamento teórico ya que los videos estaban planteados para la realización experimental de laboratorio, pero si se observan mejoras en la realización del desarrollo práctico de las prácticas en el laboratorio. Además, se controló el tiempo que los alumnos tardaban en realizar las prácticas tanto para los alumnos que visualizaban los videos como para el grupo control, observando una mejor destreza y menor tiempo de ejecución en aquellos alumnos que habían llevado a cabo la innovación docente observando los videos tanto en la asignatura de QAI como en la asignatura de AA. Tabla 1. Resultados (en porcentaje) de las encuestas realizadas al alumnado Grupo control-sin videos Aplicación docente-con videos Si (%) Si (%) Si (%) Si (%) Preguntas QAI AA QAI AA ¿consideras adecuados los contenidos de las prácticas de laboratorio? 100 100 100 100 ¿consideras que las prácticas de laboratorio ayudan a comprender mejor los contenidos teóricos de la asignatura? 90.5 100 95.8 100 ¿te ha ayudado el material audiovisual a mejorar la comprensión de las prácticas? * * 83.3 100 ¿Consideras adecuado el contenido de los videos? * * 95.8 100 * Encuesta no aplicada a alumnos del grupo de control que no han visualizado los videos Tabla 2. Resultados en porcentaje de la encuesta al alumnado sobre: ¿qué parte de las prácticas te ha parecido más compleja? Grupo control-sin videos Aplicación docente-con videos Respuesta QAI (%) AA (%) QAI (%) AA (%) Fundamento teórico 28.6 25 33 75 Desarrollo práctico en el laboratorio 19 50 12.5 0 Interpretación de resultados 14.3 25 33.3 0 Cálculos numéricos 38.1 0 21.2 25 355 Conference Proceedings Conclusiones La mejora de la visualización de videos didácticos en la Universidad ha demostrado tener un impacto significativo en la calidad del proceso de enseñanza-aprendizaje. Los videos didácticos son herramientas educativas efectivas que permiten a los estudiantes acceder a contenido visual y auditivo, facilitando la comprensión y retención del material. Se observó que el desarrollo práctico en el laboratorio fue lo que más facilitó la compresión junto a la destreza de la realización de las prácticas en aquellos alumnos que visualizaron los videos respecto al grupo de control que no lo visualizó. A la mayor parte de los alumnos, esta experiencia les ha parecido interesante (50%) o muy interesante (45.8%). El 83.3 % y 100% de los alumnos de las asignaturas de QAI y AA, respectivamente, recomiendan seguir esta metodología para próximos cursos. Como posibles mejoras a esta herramienta docente, podría ser incluir con más detalle los aspectos de fundamento teórico en los videos. Agradecimientos Esta innovación ha sido financiada por el VII Plan Propio de la Universidad de Sevilla con la ayuda “Apoyo a la Coordinación e Innovación Docente de la Universidad de Sevilla-Redes de Colaboración para la Innovación Docente”, siendo la Dra. María Ramos Payán la coordinadora del proyec- to de innovación docente. Referencias Almendros, P., Montoya, M. y Pablo-Lerchundi, I. (2021). Aula invertida y trabajo colaborativo en Química. Educación Química, 32(4). http://dx.doi.org/10.22201/ fq.18708404e.2021.5.78412 Balverdi, C. V., Balverdi, M. D. P., Marchisio, P. F., & Sales, A. M. (2020). El modelo “clase invertida” en Química Analítica. Educación Química, 31(3), 15-26. http://dx.doi. org/10.22201/fq.18708404e.2020.3.70250 Eichler, J.F., Peeples, J. (2016). Flipped classroom modules for large enrollment general chemistry courses: A low barrier approach to increase active learning and improve student grades. Chemistry Education Research and Practice, 17, 197–208 García, A. (2016). Aprendizaje inverso y motivación en el aula universitaria. Pulso, 39, 199-218. Herreid, C. F.,y Schiller, N. A. (2013). Case studies and the flipped classroom. Journal of College Science Teaching, 42(5), 62–66. https://www.jstor.org/stable/43631584 Hinojo-Lucena, F.J, Aznar-Díaz, I, Romero-Rodríguez, J.M., Marín-Marín, J.A. (2019). Influencia del aula invertida en el rendimiento académico. Una revisión sistemática. Campus Virtuales, 8(1), 9-18. Martín R., D. y Tourón, J. (2017). El enfoque flipped learning en estudios de magisterio: percepción de los alumnos. RIED. 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