El efecto del Aprendizaje Basado en Proyectos en el rendimiento académico de los estudiantes

The effect of project-based learning on students' academic performance

A la luz de un conjunto de cambios sociales y productivos que están ocurriendo en el mundo, las instituciones de educación superior (IES) están revisando sus prácticas docentes para formar profesionales que puedan hacer frente a las necesidades y demandas de la actualidad y el futuro. Uno de los focos del trabajo llevado a cabo por las IES se centra en la búsqueda de estrategias didácticas que propicien el desarrollo de competencias, que permitan a las personas vivir una vida plena y desenvolverse en la sociedad.

El conjunto de veloces cambios tecnológicos ocurridos durante la última década, conocido como cuarta revolución industrial (Schwab, 2019), ha planteado una serie de desafíos para los sistemas educativos. El desarrollo de la inteligencia artificial, la automatización de procesos, la aplicación de internet de las cosas, el aprendizaje automático, o los avances que ha realizado la ciencia de datos, han configurado un nuevo panorama laboral, cuyas implementaciones se han acelerado por los efectos de la pandemia de COVID 19, obligando a que las IES revisen las mallas curriculares en cuanto a contenidos y métodos que utilizan los centros educativos para llevar a cabo la enseñanza y el aprendizaje (Ally y Wark, 2020; WEF, 2020a). En este sentido, debiera propenderse a que los estudiantes desarrollen habilidades que les permitan enfrentar los desafíos del futuro, tales como aprendizaje activo e implementación de estrategias de aprendizaje, resolución de problemas complejos, pensamiento crítico y análisis, creatividad, entre otros (WEF, 2020b).

Por otra parte, en el caso de los países latinoamericanos, las IES tienen el importante rol de apoyar la transición de las economías menos desarrolladas hacia la sociedad del conocimiento (Franco-Crespo et al., 2019). En particular, durante las últimas décadas en Chile, la democratización del acceso a la educación superior ha aumentado la heterogeneidad del alumnado (Bernasconi, 2017). Las IES nacionales, enfocadas antiguamente en un perfil de estudiante caracterizado por provenir de un nivel socioeconómico medio alto, dedicado exclusivamente a estudiar, con un desarrollo de competencias relativamente estandarizado, se han encontrado en la actualidad con una demanda formada por diferentes perfiles, tales como los estudiantes trabajadores o aquellos que provienen de sectores socioeconómicos menos favorecidos, quienes prefieren otros tipos de formatos educativos, y para los cuales es necesario adecuar las antiguas prácticas docentes. Por lo tanto, frente a esta heterogeneidad, debe propiciarse la utilización estrategias didácticas que permitan a los estudiantes hacerse cargo y ser responsables de su proceso de aprendizaje.

Ante este nuevo escenario internacional y nacional, los profesores se han visto obligados a actualizar sus enfoques de enseñanza (Doucet et al., 2018; Zavera, 2019). En particular, los estudiantes debieran prepararse para la resolución de problemas reales con escasa estructuración, fuertemente vinculados con su entorno, así como también, para implementar estrategias de aprendizaje con un fuerte componente de autogestión. Entre las estrategias pedagógicas que promueven este aprendizaje de carácter activo y experiencial se encuentra el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABPro), una metodología centrada en el estudiante que permite a los alumnos involucrarse y desempeñar un papel protagonista en su aprendizaje (Quiroz y Castillo, 2017).

Aunque existe evidencia de la aplicación de ABPro en diferentes contextos y países, la evidencia de su uso en educación superior en Chile es escasa. Chen y Yang (2019) realizan un meta-análisis y concluyen que el uso de ABPro tiene un efecto positivo y significativo cuando se compara con el uso de un formato de enseñanza tradicional, aunque analizan minoritariamente la experiencia en educación superior, y no revisan experiencias relacionadas con Chile. De aquí se plantea la necesidad de contar con estudios que permitan comprender los efectos del ABPro en contextos de educación superior en Chile.

Por otra parte, es importante señalar la existencia de brechas relacionadas con temas de diseño metodológico. Guo et al. (2020), quienes realizan una revisión de 76 artículos científicos relacionados con el uso de ABPro, encuentran que menos de la mitad de los estudios utilizan grupos de control en sus investigaciones, lo que genera un espacio para mejorar las técnicas con las cuales se analizan los datos y se obtienen conclusiones. En este sentido, esta investigación utiliza el método cuasi-experimental de diferencias en diferencias para evaluar el impacto del ABPro en el rendimiento académico de un grupo de estudiantes de educación superior en Chile.

Otra de las motivaciones del presente estudio dice relación con la presentación de un método general para evaluar el impacto de las innovaciones pedagógicas que podrían implementarse en las IES u otros contextos de enseñanza. Esperamos que esta investigación permita alimentar la discusión relacionada con la evaluación de impacto de la práctica docente innovadora.

La siguiente sección detallará los aspectos centrales de lo que se entiende por aprendizaje activo y aprendizaje experiencial, para continuar con una definición de ABPro y la evidencia que existe en torno a su efecto sobre el rendimiento académico de los estudiantes. A continuación, se relatará el diseño y aplicación de la iniciativa, para proseguir con la exposición de los resultados y su discusión. El último capítulo desarrolla las conclusiones y propone líneas de trabajo futuro.

Los resultados iniciales de la implementación de ABPro en la asignatura Evaluación de Proyectos se muestra en la Tabla 1. Como se puede observar, los estudiantes de la sede Calama obtienen una calificación inicial similar a aquella obtenida por los estudiantes en las restantes sedes de la universidad. Mientras en la sede Calama la calificación promedio de la primera unidad fue de un 4,7 - con un 67,8% de los estudiantes con una calificación sobre el 4,0 -, en las restantes sedes el promedio fue de un 4,8 - y un 66,1% de calificaciones sobre el 4,0 -, lo que muestra una relativa paridad en lo que respecta al desempeño inicial. Hacia el final del semestre, se puede observar que, en promedio, los estudiantes de sede Calama obtuvieron 4 décimas por sobre el promedio de los estudiantes de otras sedes y el porcentaje de aprobación fue de 96,4% en comparación con el 92,2%.

Tabla 1
Calificaciones de los estudiantes de sede Calama y su comparación con otras sedes.

La información para realizar el primer análisis de diferencia de medias se muestra en la Tabla 2. Lo primero que se testea es el supuesto de normalidad en la distribución de la variable evaluación inicial y evaluación final. Tal como muestran los resultados, se debería rechazar la hipótesis de normalidad en cada uno de los casos, dependiendo del nivel de significancia. Como consecuencia de este resultado, a través del uso del test de Wilcoxon es posible evidenciar que, tanto para el caso de la sede Calama, así como para las otras sedes, el aumento entre la evaluación inicial y la evaluación final, es estadísticamente significativo. En otras palabras, tanto para la sede donde se implementa el ABPro, como para las sedes donde se implementan métodos tradicionales de enseñanza, la diferencia entre la evaluación final y la inicial es estadísticamente distinta de cero. Los resultados del test de Wilcoxon se muestran en la Tabla 3.

Tabla 2
Test de Shapiro-Wilk para probar normalidad en la distribución de las variables.

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 3
Test de Wilcoxon para comparación de medias de las calificaciones de las evaluaciones inicial y final.

Fuente: Elaboración propia.

De la misma forma, se procedió a comparar el resultado obtenido por los estudiantes de la sede Calama, versus las demás sedes en cuanto a la evaluación inicial y la evaluación final. Los resultados se muestran en la tabla 4. Cuando se contrasta el resultado de la primera evaluación, se puede observar que la calificación promedio de los estudiantes de la sede Calama y las demás sedes no es estadísticamente significativa; pero cuando se compara el resultado de la evaluación final, su diferencia - las 4 décimas de diferencia que se muestran en la tabla 1 - sí es estadísticamente significativa. Por lo tanto, puede decirse que, aun cuando la diferencia de los resultados de la evaluación inicial entre los estudiantes de la sede Calama y las demás sedes no es estadísticamente distinta de cero, en el caso de la evaluación final esta diferencia sí lo es.

Tabla 4
Test de Wilcoxon para comparación de medias de las calificaciones de las evaluaciones inicial y final por sede.

Fuente: Elaboración propia.

Una vez organizados los datos para realizar el análisis de regresión, se comprueba que la variable dependiente presenta una distribución normal. En la tabla 5 se muestran los resultados del análisis. Evidentemente, no existe evidencia que permita sostener que la variable sigue una distribución normal.

Tabla 5
Prueba de normalidad sobre la distribución de la variabla dependiente.

Fuente: Elaboración propia.

La Tabla 6 muestra los resultados de las dos regresiones. En primer lugar, se presentan los resultados que comparan el desempeño del grupo de tratamiento con un grupo de control formado por todos los alumnos que cursaron la asignatura en todas las sedes utilizando métodos tradicionales de enseñanza, que denominados “grupo de control sin match”. Luego, se muestran los resultados de la estimación cuando se utiliza un grupo de control seleccionado por el método de propensity score matching, que denominamos “grupo de control con match”. Debido a que los test realizados sobre los residuos no permiten aceptar la hipótesis de que siguen una distribución normal, se estimaron intervalos de confianza para cada parámetro utilizando la técnica de bootstrap (Pek et al., 2018).

Tabla 6
Resultados de regresión del modelo de diferencias en diferencias.

La variable DT, que es la variable dicotómica que permite capturar el efecto de las características diferentes entre el grupo de control y el grupo de tratamiento, aparece como no significativa en ambos ejercicios. Esto es evidencia que no hay variables dentro de los grupos que estén afectando los resultados entre el grupo de tratamiento y el de control. Los resultados, cuando se realizan estimaciones sin la variable DT, no se alteran de manera significativa. Por este motivo, y para respetar la presentación original del modelo de evaluación de impacto, preferimos mostrar los resultados con la variable DT.

Respecto de la variable DC, se puede señalar que los resultados muestran que, a medida que avanzaba el semestre, el desempeño académico de los estudiantes mejoró en un promedio de 0,68 puntos en comparación con los de los estudiantes del grupo de control sin match y en 0,59 en comparación con los estudiantes con match. Ambos valores son estadísticamente significativos.

El R cuadrado, o la bondad de ajuste del modelo es de 0,093 cuando se compara la sede Calama con el resto de las sedes de Chile, y asciende hasta 0,166 cuando se utiliza el grupo de control obtenido por propensity score matching. Si bien es cierto, R cuadrado es un estadístico ampliamente utilizado en investigaciones, en el presente estudio ponemos foco en los parámetros y cómo su significancia se manifiesta como evidencia a favor del efecto de uso de la innovación pedagógica sobre el resultado académico de los estudiantes. Futuras investigaciones se concentrarán en analizar variables que podrían agregarse al modelo, de tal forma de obtener un mejor ajuste. Aun con esto, puede evidenciarse que, cuando se utiliza como grupo de control aquel conjunto de estudiantes obtenido por la técnica de propensity score matching, el R cuadrado mejora, pudiendo establecerse una mejor bondad de ajuste del modelo. En términos generales, aun cuando la transformación de variables podría haber provocado mejores ajustes del modelo, en la presente investigación se ha preferido favorecer la interpretabilidad de los resultados.

Respecto del error típico, puede observarse que en ambos casos bordea el valor 1, lo que significa que, en promedio, las calificaciones se desvían de la línea de regresión estimada en, aproximadamente, 1 punto. Considerando que el valor medio de las calificaciones del primer ejercicio es de 5,14 y de 5,19 en el segundo, se puede decir que el porcentaje de error promedio es de 22,9% y de 20,9% respectivamente. Como puede observarse, al igual que cuando se analizó la bondad de ajuste, cuando se utiliza como grupo de control aquel grupo obtenido por la técnica de propensity score matching, se obtienen mejores resultados.

Finalmente, como era de esperar, se observa que δ₁, el parámetro de la variable DT∙DC es significativo y positivo en ambas estimaciones. Los estudiantes que usan el método ABPro obtienen 0,5 puntos más que los estudiantes que usan otros métodos de enseñanza, en comparación con el grupo de control sin match, y 0,59 punto s más en comparación con el grupo de control generado con la técnica de propensity score matching. Ambos resultados son estadísticamente significativos. Esto es evidencia de que - cuando se mantienen constantes otras variables - los estudiantes que se involucraron en la innovación pedagógica utilizando el método ABPro obtuvieron, en promedio, calificaciones más altas que los que no participaron en la iniciativa.

En este estudio, evaluamos el impacto del uso del aprendizaje basado en proyectos - ABPro - en los resultados académicos de los estudiantes en el contexto de la educación superior, comparando los resultados de un grupo de estudiantes que participaron en un curso de Evaluación de Proyectos, utilizando ABPro versus estudiantes que reciben el mismo curso utilizando métodos de enseñanza tradicionales. Evaluamos el impacto del ABPro en los resultados académicos utilizando el método cuasiexperimental de diferencias en diferencias.

Los resultados muestran que la implementación del ABPro como método de enseñanza tiene un efecto positivo y estadísticamente significativo. Esto quiere decir que, cuando se aplicó el ABPro como estrategia didáctica, los estudiantes obtuvieron calificaciones más altas que aquellos estudiantes que participaron de cursos donde se utilizaron técnicas tradicionales de enseñanza. En términos concretos, los estudiantes que participaron en un contexto ABPro obtuvieron entre 0,5 y 0,59 puntos más, en promedio, que los estudiantes que estudiaron con otro tipo de enseñanza.

Si bien la participación de estudiantes de la misma sede en un único experimento podría haber arrojado resultados con mayor validez interna y externa, creemos que la aplicación rigurosa de métodos cuasi-experimentales en este estudio es una alternativa válida. En este sentido, este estudio complementa otros estudios (Condliffe et al., 2017; Pérez y Rubio, 2020) donde el diseño o la disponibilidad de datos no ha permitido utilizar métodos cuasi-experimentales para mostrar la relevancia de promover prácticas docentes innovadoras.

Esta investigación muestra los efectos de aplicar el ABPro como una metodología de aprendizaje activo y experiencial para mejorar el rendimiento académico de los estudiantes. El ABPro se caracteriza por ser una metodología centrada en el estudiante, lo que significa que desarrollan un incentivo para involucrarse en su propio proceso de aprendizaje mediante la realización de un proyecto en un entorno empresarial real. El ABPro tiene bases psicológicas sólidas, y propicia el aprendizaje colaborativo (Helle et al., 2006) y se considera un generador de experiencia (Hanney, 2018), basado en el trabajo (Boud y Solomon, 2001). En este contexto, este estudio aporta evidencia empírica que demuestra que este tipo de estrategias de enseñanza innovadoras pueden mejorar el rendimiento académico de los estudiantes y deben ser promovidas en contextos de educación superior.

Finalmente, se discuten ciertas limitaciones y oportunidades para futuras investigaciones. Considerando que la presente investigación es un aporte a la evidencia de los impactos de la utilización de ABPro, debe tenerse en mente que sus conclusiones se circunscriben a la experiencia narrada y son altamente sensibles al contexto (Ellis y Bond, 2016), por lo que otros estudios deben realizarse para indagar en los efectos del uso de ABPro en otras asignaturas, otras sedes y otras instituciones de educación superior. De igual forma, y como se indicó anteriormente, la consistencia del experimento podría mejorarse comparando el desempeño académico de estudiantes de una misma sede, reduciendo así el efecto que podrían tener variables asociadas a los contextos regionales particulares. Por otra parte, se podría medir el impacto de esta estrategia de enseñanza en otros indicadores, diferentes a las calificaciones, tales como desarrollo de niveles de autorregulación y autonomía de los estudiantes (Stefanou et al., 2013). Por último, para complementar estos resultados, se podrían considerar métodos cualitativos para explorar las percepciones de todos los actores involucrados (estudiantes, docentes y empresarios), considerando que la experiencia es la variable que desencadena el aprendizaje y la relación entre los actores con el proyecto puede arrojar información valiosa para mejorar iniciativas futuras. Todas estas oportunidades futuras de trabajo permitirían una mejor comprensión de los efectos de la implementación del ABPro en la educación superior y proporcionaría evidencia relevante para mejorar la forma en que se aplican estos métodos de enseñanza innovadores.

Esta investigación ha sido financiada a través del Fondo de Inicio en Investigación y Desarrollo con Foco Educativo 2018 de la Universidad Tecnológica de Chile INACAP (FIIDE)