Introducción

La evolución de la educación implica la integración de nuevas herramientas pedagógicas que van de la mano con los avances tecnológicos de la actualidad e implican el desarrollo de prácticas innovadoras atractivas a las nuevas generaciones de estudiantes.

Actualmente, la educación en Colombia muestra una amplia brecha en cuanto a acceso a internet e infraestructura tecnológica, esta brecha es aún más evidente en las zonas rurales, donde el aislamiento geográfico, el abandono estatal y el conflicto han agudizado las barreras de acceso a la tecnología y la información, donde solo el 6,2 % de la población rural de centros poblados cuenta con conexión fija a Internet.

Las prácticas pedagógicas tradicionales afectan de manera notable el desarrollo educativo, puesto que dificulta el desarrollo de pensamiento crítico e investigativo, habilidades indispensables en el desarrollo de las ciencias naturales ( Salamanca & Hernandez, 2018). El Ministerio de educación Nacional [MEN] (2018), precisa que las sedes educativas de primaria en zonas rurales dispersas del país, cuenta con procesos pedagógicos tradicionales desvinculados de las TIC y descontextualizados de las realidades socioculturales, ambientales y económicas de las comunidades.

Como consecuencia, la enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales se ha visto afectada por la pérdida de interés en las temáticas que se conciben como difíciles, desafiantes y aburridas, generando pérdida de interés y emociones negativas ( MEN (2020) y Ruf, Zahn, Agotai, Iten, & Opwis (2022).

Es así como la educación básica primaria, las instituciones educativas rurales enfrenta importantes desafíos relacionados con el bajo nivel de desempeño académico evidenciado en las pruebas externas y los altos niveles de deserción que superan el 14% ( MEN, 2018).

El diseño, construcción e implementación de la aplicación móvil Amazonía biodiversa se constituye en una propuesta innovadora y pertinente al contexto educativo rural, donde las posibilidades de acceso a la información y a herramientas pedagógicas son limitadas.

El proyecto de investigación se planteó como objetivo principal, el desarrollo de una propuesta pedagógica con integración de aplicaciones móviles educativas que permitan fortalecer los procesos de enseñanza aprendizaje en el área de ciencias naturales en educación primaria, teniendo en cuenta los profundos desafíos que enfrenta este importante sector del sistema educativo en Colombia. La región donde se llevó a cabo la investigación corresponde a la Inspección José María, ubicada en el municipio de Puerto Guzmán, Putumayo; territorio caracterizado por las condiciones climáticas y socioculturales y económicas de la región amazónica, con las complejidades de las economías ilícitas y la ganadería extensiva, que actualmente dejan su devastadora huella en los ecosistemas de la región.

Con el desarrollo de esta propuesta investigativa se consiguió desarrollar habilidades digitales en el grupo de estudiantes, además de motivar el desarrollo de capacidades investigativas y creativas para la solución de problemáticas reales del contexto, generando posibilidades para la adquisición de información relevante en el campo de estudio de las ciencias naturales.

Fundamentos teóricos

Para el MEN (2017), los modelos de innovación educativa que incluyen la integración de TIC tienen la propiedad de transformar las dinámicas de las comunidades educativas rurales, sus prácticas pedagógicas y didácticas y la cultura escolar, además de tener el potencial de incidir positivamente en los sectores productivos y económicos de los territorios.

La enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales es un importante campo disciplinar que aporta a la generación de nuevos conocimientos, que además incluye los ámbitos, social, cultural y científico, estableciendo las bases para el desarrollo de pensamiento científico ( Salamanca & Hernandez, 2018).

Garritz (2010) establece que la integración de TIC a la enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales es un paso fundamental para lograr superar las dimensiones abstractas del conocimiento de las ciencias y los bajos niveles de infraestructura y material pedagógico.

En Colombia, las prácticas pedagógicas docentes en educación primaria continúan privilegiando estrategias conductistas donde el estudiante adopta un papel pasivo y dependiente ( Pabón, 2021). Esta situación se relaciona con el bajo nivel de capacitación docente en TIC y los bajos procesos de integración de TIC a la educación ( Espinosa, Peña , & Lopez, 2017).

De igual manera, es importante reconocer el desafío que supone la enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales bajo el modelo de escuela nueva, presente en la totalidad de las sedes rurales del país, situación que implica el desarrollo de prácticas pedagógicas innovadoras ligadas al modelo pedagógico constructivista donde las herramientas TIC tiene un importante potencial ( Colbert, 2006).

En el país se han desarrollado numerosos estudios que evidencian las oportunidades que ofrecen las TIC en el desarrollo de capacidades digitales, interés situacional, autoaprendizaje, aprendizaje colaborativo, la construcción de redes digitales de aprendizaje y flexibilidad en los tiempos y espacios de estudio, ( Ruf, Zahn, Agotai, Iten, & Opwis, 2022). La construcción de aprendizajes en ciencias naturales debe relacionarse directamente con estrategias pedagógicas pertinentes e innovadoras ( De Pro, De Pro, & Cantó, 2022).

Las bases teóricas que soportan el proyecto de investigación son: el modelo pedagógico escuela nueva activa, el cual incluye una serie de estrategias curriculares y comunitarias en el desarrollo de un aprendizaje cooperativo y personalizado y la construcción de valores y democracia ( Colbert, 2006),

Por su parte, la enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales en básica primaria en Colombia, se orienta a través de los lineamientos, estándares y mallas de aprendizaje expedidas por el MEN, siendo esta la base para el desarrollo de planes de área y planes de aula de la asignatura.

De acuerdo con Ausubel (1983), el aprendizaje significativo se encuentra relacionado con las estructuras cognitivas previas que el estudiante posee y el proceso de relación con la nueva información. De aquí que entre las actividades planteadas en la investigación se encuentre el reconocimiento de la interrelación entre el contexto natural y sociocultural del grupo de estudiantes y el aprendizaje de las ciencias naturales.

Todo esto con el fin de superar prácticas pedagógicas conductistas y el distanciamiento de la academia a las realidades del contexto, que convierten la enseñanza de las ciencias naturales en un proceso estático y abstracto.

Asimismo, es importante reconocer que los avances de la tecnología aportan variadas herramientas digitales que permiten dinamizar el ejercicio educativo y desarrollar procesos de aprendizaje significativo, reflejados en el desarrollo de habilidades científicas e investigativas, de gran importancia en ciencias naturales. Las TIC en educación favorecen el desarrollo de pensamiento crítico y competencias investigativas, fortaleciendo el trabajo colaborativo, mejorando la participación y el acceso a la información, (Hernández, Gómez, & Balderas, 2014; Suárez et al., 2016).

Metodología

La constante evolución de las TIC y las ciencias, han impulsado el desarrollo de innovadoras estrategias pedagógicas que mejoran la gestión y la difusión del conocimiento ( Espinosa E. , 2018). La investigación tecnológica educativa, por su parte, permite descubrir cómo se desarrollan los procesos educativos bajo nuevos ambientes de aprendizaje ( Salinas & De Benito, 2016).

Así, el diseño metodológico más adecuado para la recolección y análisis de los datos corresponde a la investigación tecnológica educativa de tipo cualitativo. Puesto que la investigación cualitativa permite comprender las transformaciones y cambios en la realidad y las perspectivas de las comunidades si alterar su entorno natural, descifrando las complejas interacciones y los significados e interpretaciones de la realidad de cada participante en su contexto ( Hernández-Sampieri & Mendoza- Torres, 2018).

Por su parte, el alcance del estudio fue descriptivo, puesto que permitió determinar el impacto de una aplicación móvil sobre las propiedades y características del contexto, indagando y reconociendo las particularidades de los participantes de la investigación y sus impresiones y actitudes frente al uso de una aplicación móvil en la enseñanza de las ciencias naturales.

También se determinaron dos variables para la identificación de las categorías de análisis del estudio, las variables pedagógicas y las variables psicológicas, que de acuerdo con Espinosa E. (2018), incluyen categorías como: las estrategias de aprendizaje y el reconocimiento del contexto natural para el caso de las variables pedagógicas y el aprendizaje significativo, la incorporación de TIC y la motivación en las variables psicológicas.

Una vez identificadas las variables y categorías de análisis se identificaron los instrumentos de recolección de información. Entre las que se encuentran: La observación, los grupos de enfoque, la encuesta y los artefactos y materiales producto de las sesiones de construcción del aprendizaje; que de acuerdo con Hernández-Sampieri & Mendoza-Torres (2018), son herramientas que aportan información respecto a las reacciones y percepción de los participantes a lo largo del desarrollo de la investigación y pueden ser contrastados para obtener un análisis integral de los resultados.

Población y Muestra

La población que participó en el estudio corresponde a un grupo de estudiantes ubicados en la Inspección de José María, del Municipio de Puerto Guzmán en el Putumayo. Todos ellos estudiantes de básica primaria de dos sedes rurales de las Instituciones educativas Quinapejo y Gallinazo. Esta población se caracteriza por presentar condiciones de vulnerabilidad económica y social, donde el abandono estatal y la violencia han dejado profundas huellas en los sistemas educativos, generando altas tasas de deserción, repitencia y bajos niveles de desempeño académico.

Así mismo, la educación primaria en esta región se ha desarrollado bajo el modelo pedagógico escuela nueva activa, modelo que ha sido cuestionado por su descontextualización y desactualización de sus contenidos, situación que ha tenido notables repercusiones en el desempeño académico de los estudiantes.

La muestra seleccionada para este estudio corresponde a 10 niños de los niveles 3°, 4° y 5° de primaria, con edades entre los 8 y 12 años, vinculados a las sedes El Cristal y Horizontes del Yurilla. La muestra fue seleccionada bajo el criterio de capacidad operativa de recolección y análisis, mencionado por Hernández-Sampieri & Mendoza-Torres (2018).

Procedimiento

El proyecto se desarrolló en cuatro etapas, la primera, consistió en el diagnóstico y reconocimiento de las posibilidades y oportunidades que representan las aplicaciones móviles en los procesos de enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales, en la segunda fase se realizó el diseño de la secuencia didáctica y de la aplicación móvil Amazonía biodiversa, tomando como referentes los documentos institucionales PEI y plan del área de ciencias naturales de la Institución Educativa Rural Quinapejo y los lineamientos, mallas curriculares y estándares básicos del MEN para la asignatura. Durante la tercera etapa se llevó a cabo la implementación de la propuesta pedagógica, con integración de aplicaciones móviles y finalmente, en la cuarta etapa se recocieron los aportes de la estrategia pedagógica implementada y se analizaron los resultados para determinar su impacto en las variables de análisis propuestas.

En la Tabla 1. Se muestra la relación entre las diferentes fases del proyecto, los objetivos de la investigación y las actividades específicas que se realizaron.

Análisis de Datos

Tomando como referente lo dispuesto por Hernández-Sampieri & Mendoza-Torres (2018), se llevó a cabo el análisis de datos recolectados (grabaciones, fotografías, encuestas y documentos), iniciando con la sistematización de las grabaciones y encuestas y la digitalización de los productos elaborados por el grupo de estudiantes. Como segundo paso se categorizó la información recolectada tomando como referente la sucesión de eventos.

Una vez determinado el comportamiento de la población estudiada frente a las modificaciones en los ambientes de aprendizaje y las herramientas pedagógicas utilizadas, se procedió a realizar la triangulación de los resultados obtenidos, mediante la comparación de las reacciones identificadas en cada una de las etapas y los resultados obtenidos con la implementación de las encuestas y test de conocimientos.

Resultados

En la fase de diagnóstico, se identificó el conjunto de saberes previos que dispone el grupo de estudiantes, reconociendo a través de una prueba de conocimientos ( Figura 2 parte a), que la totalidad de los estudiantes participantes reconoce las características de los seres vivos y sus funciones vitales, sin embargo, existe dificultades para comprender las etapas y tipo de nutrición existentes en los seres vivos.

Como producto de la segunda fase de ejecución de la investigación, se desarrolló el diseño de una secuencia didáctica con integración de aplicaciones móviles, tomando como referentes los documentos institucionales y los lineamientos y estándares de competencias del MEN. También se construyó una aplicación móvil educativa, diseñada para el desarrollo de aprendizajes significativos en el área de ciencias naturales. La aplicación móvil Amazonía biodiversa, se desarrolló desde la plataforma Mobincube, teniendo como pilares, la integración de recursos audiovisuales representativos de la región amazónica y contenidos y secuencia didáctica establecidos al inicio de la etapa.

La herramienta didáctica diseñada y puesta en funcionamiento con el APK: http://mobincube.mobi/8H9KXV, cuenta con siete interfaces: Una de Inicio, con una ilustración de la diversidad amazónica y un botón de acceso a la primera secuencia didáctica, una interfaz con el menú de navegación de la aplicación y cinco pantallas con el contenido de las secuencias didácticas; estas interfaces están identificadas con un ícono representativo de la flora y fauna de la región y se pueden acceder desde una barra inferior que permite su fácil acceso. Las unidades didácticas están diseñadas para su estudio de manera secuencial, iniciando con la primera interfaz que cubre los contenidos relacionados con las características de los seres vivos y sus funciones; continuando con la clasificación de los seres vivos y las características de los animales representativos de la región. La tercera secuencia incluye la identificación de las características y propiedades de las plantas, donde se resaltan especies de la región. La cuarta pantalla contiene información y actividades relacionadas con los ecosistemas, sus componentes y características. Finalmente, la interfaz número cinco se encuentran relacionados los conceptos y actividades interactivas correspondientes a la nutrición animal y su relación con las cadenas tróficas y el papel del ser humano en las cadenas alimenticias.

En la Figura 1 se muestran capturas de pantalla de los componentes de la aplicación móvil diseñada, en la barra superior los logos de las Instituciones y en la barra inferior los íconos de navegación.

Se incluyeron en el desarrollo de la secuencia, actividades interactivas donde se utilizaron las aplicaciones PlantNet y Seek, con el fin de apoyar el proceso de reconocimiento e identificación de la diversidad biológica de la región.

Una vez instalada la aplicación en los teléfonos de los estudiantes, se invitó a los estudiantes a verificar las instrucciones de navegación, que se encuentran disponibles en la aplicación. Se propone a los estudiantes avanzar de manera secuencial presionando los botones de la parte inferior de la pantalla y a desarrollar las actividades interactivas propuestas.

Así mismo, al finalizar las actividades de las secuencias se propuso un ejercicio de construcción de conocimientos, generando un proceso de permanencia de los conocimientos a través de la identificación de proyectos ambientales escolares.

Las respuestas de los estudiantes frente a las actividades de activación de conocimientos denotaron empatía y sensibilidad frente a la actual crisis ambiental y se reconoce la importancia de la diversidad de seres vivos en la continuidad de la vida del planeta.

A través del desarrollo de la secuencia didáctica se logró identificar el desarrollo de emociones positivas y una mayor permanencia de los conocimientos en el grupo de estudiantes evidenciado en los resultados obtenidos en las pruebas de entrada y salida ( Figura 2). Sin embargo, el análisis de varianza muestra que no se obtuvo una diferencia significativa entre los resultados obtenidos. La persistencia en las respuestas incorrectas por parte de una fracción de la muestra de estudiantes está relacionada con las dificultades en comprensión lectora, evidenciados en los estudiantes de grados 3° y 4°, y dado que gran parte de los contenidos de la aplicación son textos escritos y estos no fueron apropiados de forma integral.

Por su parte, el uso de herramientas TIC, posibilitó el desarrollo de competencias digitales en los estudiantes y el reconocimiento de las posibilidades y funcionalidades de las aplicaciones móviles en la educación.

El desarrollo de actividades interactivas, como observar vídeos, resolver acertijos y relacionar imágenes con conceptos, fueron las actividades que más llamaron la atención del grupo de estudiantes, quienes compartieron sus resultados y se vieron emocionados al momento de superar las pruebas. De igual manera, la construcción de los productos: “árbol de problemas ambientales” y “propuestas de sensibilización ambiental”, reflejan el nivel de apropiación e interiorización de los contenidos de ciencias naturales previstos para la etapa de formación en la que se encuentran el grupo de estudiantes y la transformación de la visión de los estudiantes frente a su papel en la conservación de la vida.

Finalmente, como resultado de la aplicación de una prueba de usuario, los estudiantes manifestaron estar de acuerdo con el aspecto general de la interfaz de la aplicación y los contenidos de esta, a pesar de encontrar un poco confusa la navegación al interior de esta, puesto que no se disponen de botones para adelantar o atrasar.

Conclusiones

El reconocimiento de la estructura cognoscitiva de los estudiantes es una etapa fundamental para la construcción de aprendizaje significativo, dado que permite conectar los conocimientos previos de los estudiantes con los conocimientos y competencias que se busca desarrollar a partir de las actividades de enseñanza, aprendizaje y a partir de ello mejorar el nivel de apropiación de los conocimientos al generar expectativas positivas respecto a las actividades a desarrollar ( Campos, 2000).

El desarrollo de las actividades interactivas propuestas en la secuencia didáctica, permitieron confirmar la hipótesis 3 del presente estudio, donde se establece que los estudiantes de básica primaria reconocen la biodiversidad amazónica y su importancia a través del uso de una aplicación móvil educativa. Esto se evidenció gracias al cambio de posición frente del grupo, que durante las actividades previas no reconocía su papel en la crisis ambiental del planeta y que al final de la implementación logra construir propuestas para la realización de acciones para mitigar el cambio climático y problemas de desequilibrio evidenciados en la región. Amaya, Chacón, López, & Arroyave-Suárez (2018), describen que el uso de aplicaciones móviles en el contexto de la educación rural en Colombia da como resultado mejores niveles de apropiación y construcción de conocimientos y en el reconocimiento de la importancia de la biodiversidad como fuente de vida. Estos resultados se verificaron con la realización del presente estudio, dado que los estudiantes quienes desarrollaron las actividades propuestas en la secuencia didáctica lograron reconocer el valor de la preservación de las especies de la región y su importancia en el equilibrio ambiental.

Por su parte, Silva & Martínez (2017), concluyen en su investigación que los teléfonos inteligentes pueden ser utilizados adecuadamente en los procesos educativos, implementando aplicaciones móviles, esto pudo ser comprobado con el desarrollo de la presente investigación, dado que la integración de aplicaciones móviles en el proceso de enseñanza aprendizaje generó resultados positivos en cuanto al desarrollo de capacidades científicas y tecnológicas en la población estudiada.

De igual manera, los resultados de las encuestas de percepción concuerdan con los resultados obtenidos por Ruf, Zahn, Agotai, Iten, & Opwis (2022) y Ducuara et. al. (2020) quienes encontraron que los dispositivos móviles en el aula conducen a un mayor interés situacional y a un mayor rendimiento del aprendizaje y cómo el diseño de la interfaz influye de manera significativa sobre el nivel de motivación de los estudiantes, permitiendo validar la hipótesis 1, de este estudio: Las Aplicaciones móviles generan emociones positivas respecto al aprendizaje de las ciencias naturales en educación primaria.

De igual manera, La utilidad de la aplicación fue valorada positivamente por los docentes, quienes percibieron fácilmente los objetivos y contenidos que ofrece la aplicación, adicionalmente se reconoce su utilidad como complemento para la enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales en educación primaria y con esto se validó la hipótesis 3: Los docentes de primaria de la IER Quinapejo innovan sus prácticas educativas utilizando una aplicación móvil para la enseñanza aprendizaje de las ciencias naturales.

Referencias

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