207 Universidad, aprendizajes y retos de los objetivos del desarrollo sostenible Diseño y validación de exámenes con Kahoot! para evaluar el aprendizaje del cálculo a nivel superior: un estudio de caso Exam Design and Validation with Kahoot! for Calculus Learning Evaluation at a Higher Level: A Case Study Jeanett López García* 137092@pcpuma.acatlan.unam.mx Luisa Ruedas Prado* 417099677@pcpuma.acatlan.unam.mx *Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM Resumen El objetivo de este estudio de caso es informar sobre evaluaciones, de tipo formativas y sumativas, y las experiencias haciendo exámenes diseñados, para ser aplicados con Kahoot!, en un curso de Cálculo, en educación superior, en una universidad pública en México. Con ayuda de la teoría de la respuesta al ítem, se propone una mejora en los diseños, pues se obtuvieron los índices de dificultad de los ítems y, asimismo, se validaron los exámenes, comprobando su consistencia interna. Los resultados del estudio sugirieron que los participantes se mostraron muy positivos sobre el uso de la plataforma de exámenes que apoyó la evaluación formativa y sumativa, de una forma lúdica, en cuanto a los aspectos actitudinales, de habilidades y conocimientos en cálculo. Se concluye que Kahoot! es una herramienta poderosa y complementaria que proporciona una plataforma de evaluación formativa y sumativa, eficaz, que produce resultados favorables. Palabras clave: enseñanza del cálculo, evaluación del aprendizaje a distancia, gamificación en educación superior, innovación de la evaluación en matemáticas, Kahoot!, validación de exámenes de cálculo Abstract The objective of this case study is to report on formative and summative experiences and evaluations by taking exams designed to be applied with Kahoot! in a Calculus course in higher education at a public university in Mexico. With the help of the Item Response Theory, an improvement in the designs is proposed since the difficulty indices of the items were obtained, and the exams were also validated by checking their internal consistency. The results of the study suggested that the participants were very positive about the use of the exam platform, supporting the formative and summative evaluation in a playful way in terms of attitudinal aspects, skills, and knowledge in Calculus. It is concluded that Kahoot! is a powerful complementary tool by providing an effective summative and formative assessment platform that produces favorable results. Keywords: Calculus teaching, distance learning assessment, gamification in higher education, mathematics assessment innovation, Kahoot!, validation of exams in Calculus mailto:137092@pcpuma.acatlan.unam.mx mailto:417099677@pcpuma.acatlan.unam.mx 208 Keywords: Calculus teaching, distance learning assessment, gamification in higher education, mathematics assessment innovation, Kahoot!, validation of exams in Calculus Introducción La vida en general se ha visto trastocada en las últimas décadas por el uso extensivo de la tecnología, en todos los ámbitos de la vida, y, en este contexto, la educación no podía ser la excepción. Sin embargo, nos atreveríamos a decir que lo que llevó al uso de la tecnología, a un extremo nunca visto, fueron las consecuencias de la pandemia de covid-19. Esta alteró significativamente todas las actividades de la sociedad moderna, incluyendo, por supuesto, la de la educación superior. La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) delimitó ciertas recomendaciones y estrategias para que los docentes y estudiantes pudieran transitar hacia una educación a distancia que pudiera ser de calidad. Sin embargo, tanto profesores como alumnos sin experiencia en la educación virtual tuvimos que adaptarnos al aprendizaje síncrono y asíncrono; a la par, se generó el problema de desarrollar un plan de evaluación que considerara las particularidades del programa de estudio y el de que las características de los métodos de enseñanza fueran acordes con la evaluación, para el área de Cálculo Diferencial e Integral. Las evaluaciones del aprendizaje, tanto las formativas como las sumativas, debían ser ajustadas y replanteadas en el marco del uso de la tecnología, que era la única forma de interacción con los alumnos. Era esencial identificar los resultados de aprendizaje de mayor significado en la formación de las matemáticas. Así, para reconocer el esfuerzo realizado por los estudiantes durante el curso, se decidió aprovechar evidencias de aprendizaje adicionales a las tareas, ejercicios y trabajos realizados por el alumnado, a través de exámenes semanales diseñados con la herramienta tecnológica Kahoot!, elemento que creímos constituía una forma de interacción entre los estudiantes, y que no solo los motivaría a ellos, sino que podría incorporarse, en la medida de lo posible, a la evaluación sumativa y formativa; es decir, serviría para verificar el aprendizaje durante el proceso, certificar el logro de las metas curriculares, establecer una calificación y promover al alumno al siguiente nivel. En consecuencia, lo primero a precisar en el presente estudio son las preguntas de investigación: 1: ¿Cuál sería el peso de un examen Kahoot! en una evaluación sumativa y formativa? 2: ¿Cuál es la confiabilidad y el mejor diseño en dificultad de las preguntas de los instrumentos diseñados usando Kahoot!? 3: ¿Cómo impactó en las calificaciones finales la elaboración de exámenes con Kahoot!? 4: ¿Qué tipo de efectos tiene el uso de Kahoot! en el aprendizaje y en la motivación de los estudiantes para aprender cálculo en la educación superior? Puesto que la edad de alumnos de licenciatura rota entre los dieciocho y veintitrés años (generación z), supusimos que la evaluación con Kahoot! tendría éxito, pues en tal generación es extendido el uso de los videojuegos, desde temprana edad, y la competencia inherente que esto implica. Marco teórico El presente estudio de caso pretende validar exámenes diseñados con la herramienta de gamificación Kahoot!, en el área del cálculo, y observar los efectos en la evaluación formativa y sumativa en un curso de nivel licenciatura, en matemáticas, en una institución pública de educación superior. 209 Universidad, aprendizajes y retos de los objetivos del desarrollo sostenible Evaluación en matemáticas con tecnología La evaluación en la educación se suele dividir en tres tipos: (i) diagnóstica, (ii) formativa y (iii) sumativa (Bloom et al., 1971). En el estudio de caso nos enfocamos únicamente en el tipo ii y iii. Sus principales diferencias se pueden resumir en la Tabla 1. Tabla 1: Características de la evaluación formativa y sumativa Tipo de evaluación Momento de aplicación Qué informa A qué ayuda Formativa Durante el proceso enseñanza-aprendizaje El progreso alcanzado por el estudiante y es útil para identificar sus deficiencias durante el desarrollo de un tema, de una unidad temática o del curso. A valorar conductas del estudiante que dan evidencias del alcance de los objetivos propuestos. Ocasionalmente se le puede utilizar con fines de diagnóstico o de acreditación. Sumativa Al final del proceso enseñanza-aprendizaje Las conductas finales que se observan en el educando al final del proceso, haciendo una integración, única, de los contenidos de aprendizaje sobre los que se ha trabajado a lo largo de todo el curso. A certificar que se han alcanzado los objetivos propuestos. Se usa para asignar una nota que indique si el estudiante acreditó o no un curso. Fuente: elaboración propia De acuerdo con Abreu et al. (2014), “con el propósito de que la evaluación sirva para fomentar el conocimiento matemático del estudiante y para que sea realmente significativa, debería ser parte integral del proceso” (p. 98). Agregan que “la meta principal de la educación matemática de nuestros estudiantes debe ser aprender matemáticas; por tanto, la evaluación debe ser un proceso que apunte hacia el mejoramiento del proceso de enseñanza-aprendizaje como un todo” (p. 95). Y la clasifican como: (1) evaluación formativa con fines de retroalimentación y (2) evaluación sumativa con fines de acreditación. Bloom (1984, citado en Guskey, 2005) argumenta que “para reducir la variación en el rendimiento de los estudiantes y para que todos los estudiantes aprendan bien, debemos aumentar la variación en los enfoques de instrucción y el tiempo de aprendizaje” (p. 10). Se toma como punto de partida para el estudio de caso que estos dos elementos estuvieran incluidos en las evaluaciones formativas y sumativas. Citando las palabras de Şad y Özer (2020), “a medida que los enfoques de aprendizaje se han digitalizado (v.gr. e-learning, mobile learning, flipped learning, ubiquitous learning etc.) es inevitable que los instrumentos de medición y evaluación se digitalicen también” (p. 44). La amplia disponibilidad de internet ha introducido sistemas de evaluación innovadores. Con esta transformación, herramientas de la web 2.0, como Socrative, Kahoot!, Google Forms, Quizizz, etc., se han vuelto ampliamente utilizadas en la educación y, en particular, en la educación superior, donde el uso de la gamificación ha aumentado considerablemente en las últimas décadas (Varannai et al., 2017). 210 La gamificación con Kahoot! en la educación El término gamificación fue definido como “the use of game design elements in non-game contexts” (Deterding et al., 2011, p. 9). Al hablar de un “juego”, se puede pensar que existen reglas y, a su vez, una competencia entre los “jugadores”, con ello podemos decir que en estos “juegos” se ven involucradas emociones que llevan a la culminación de un cierto objetivo o meta. Un juego puede definirse como una situación en la que los “jugadores” o participantes toman decisiones de forma estratégicas (Pindyck y Rubinfeld, 2009). La importancia de la gamificación podría verse resaltada a la hora de fomentar el aprendizaje de los “jugadores” por medio de retroalimentación. “La retroalimentación podría considerarse una especie de andamiaje” (Jackson y Graesser, 2006, s.p.), de esto podemos apuntar a esta técnica como la columna vertebral de conocimiento mismo. La gamificación del aprendizaje, motivada por la situación actual (de pandemia), ha permitido la implementación de la tecnología para dar paso a nuevas formas de aprendizaje. Los modelos de enseñanza basados en “juegos” han favorecido la interacción del alumnado en el aula virtual, fomentando el interés y la participación, con el objetivo de practicar los temas abordados en clases y reforzar los conocimientos. Se busca que los alumnos jueguen un papel activo en su aprendizaje y que este se dé de forma más visual, acompañado de retroalimentación de los conceptos abordados en las dinámicas (tests). La principal ventaja de la gamificación en el proceso de aprendizaje es la de motivar; los “juegos” permiten la colaboración y la sana competencia, lo que genera emociones positivas a los “jugadores”. Kahoot! “fue fundado en 2012 por Johan Brand, and Jamie Brooker mediante un proyecto con la Norwegian University of Science and Technology y lanzado como beta por Alf Inge Wang, Morten Versvik en 2013” (Kahoot!, s.f., s.p.), con el objetivo de crear un ambiente educativo, cómodo, divertido y social. Para empezar a “jugar” solo se requiere ingresar a kahoot.it, por medio de una clave única. Cada pregunta cuenta con un tiempo límite para ser contestada y el ganador se define por quien contesto la mayor cantidad de preguntas, de forma correcta, en el menor tiempo posible. La retroalimentación dada por la plataforma consiste en mostrar la opción correcta al finalizar el tiempo y permite la intervención del docente para reforzar los conocimientos y visualizar la puntuación final (pódium con las tres mejores puntuaciones). Dicha característica cumple la función de motivar a conseguir buenas puntaciones. Así, Kahoot! puede usarse como una herramienta que facilita la evaluación continua y que, además, permite guardar los resultados obtenidos por cada “jugador” y, con ello, proporcionar información sobre el nivel de conocimiento, tanto a nivel de alumno como a nivel de clase. Teoría de respuesta al ítem (TRI) La base principal de esta teoría se encuentra cimentada en la teoría del rasgo latente y establece condiciones, tanto de los ítems como de los participantes, siendo estas: ser unidimensional, hace referencia a la relación para evaluar los conocimientos de un participante sobre un tema específico; y ser independiente, este punto implica que la respuesta de un ítem no condiciona a los participantes en cuanto a la respuesta de otro ítem, es decir que no existe correlación entre los ítems propuestos. En contraparte, en la teoría clásica del test existen algunas características de los ítems como son: dificultad y discriminación, las que dependen del grupo que contesta; y fiabilidad y validez, que dependen del número de ítems que componen el test. 211 Universidad, aprendizajes y retos de los objetivos del desarrollo sostenible Ahora bien, dentro de la TRI se pueden mencionar, a grandes rasgos, tres modelos en función a los parámetros a estimar: el modelo de Rasch, el que estima la dificultad del ítem; el modelo de ojiva normal, que estima la dificultad y la discriminación del ítem; el modelo de Birnbaum, que estima la dificultad, la discriminación y el pseudo-azar. No obstante, para los fines de esta investigación, se empleó como base el modelo de ojiva normal. Metodología La población estuvo configurada por estudiantes universitarios que cursaban la asignatura de cálculo, en varias variables, en el tercer semestre de la licenciatura en Matemáticas Aplicadas y Computación de la Universidad Nacional Autónoma de México. Se considera que la investigación corresponde a una indagación de corte transversal, ya que los datos se recolectaron en una única aplicación. Debido a que se trata de un estudio de caso, la muestra y las condiciones particulares —época de pandemia de covid-19 en que se recabaron los datos (de diciembre del 2020 a enero del 2021)— no fueron aleatorios. La presente investigación reporta el análisis de los temas de la última unidad del temario y los resultados pueden servir de base para un estudio de pruebas de diseño y confiablidad. Para realizar el análisis basado en TRI, se procedió siguiendo los lineamientos que establece Matas Terrón (2010): (a) Se preparan los datos para el análisis, (b) se analiza si los datos cumplen los supuestos básicos de la TRI, (c) se estiman los parámetros del modelo elegido (uno, dos o tres parámetros), (d) se elaboran los resúmenes y gráficas correspondientes, (e) se analiza el ajuste del modelo a los datos —si el ajuste no es adecuado, se vuelve a la fase anterior recurriendo a otro modelo— y (f) se estiman los niveles de habilidad de los participantes. Además, se empleó la aplicación de software libre jMetrik, que contiene funciones de análisis de ítems, la teoría de respuesta al ítem y equiparación de pruebas. Dicho software permite la creación e importación de bases de datos para su posterior manejo y la codificación de los ítems mediante la asignación de puntajes a través de la herramienta: Advanced Item Scoring. En el análisis de ítems se reportan, entre otros, la discriminación, dificultad, desviación estándar y alpha de Cronbach. Resultados y discusión No obstante, con respecto al curso de cálculo, que estuvo dividido en tres partes, con sus correspondientes evaluaciones, se presentan únicamente los resultados de la última unidad. Los cuestionarios aplicados y completos pueden consultarse en este enlace. La Tabla 2 resume los cuatro cuestionarios aplicados con Kahoot! y señala los respectivos índices de dificultad de cada ítem y sus índices de discriminación. http://github.com/LuisaRu/C-lculo-III 212 Tabla 2. Cuadro resumen de los criterios asociados al análisis psicométrico en la validación de los exámenes para la asignatura de cálculo Quiz 1 Quiz 2 Quiz 3 Quiz4 Índice de dificultad Pregunta 1 0.6000 Pregunta 2 0.5500 Pregunta 3 0.1250 Pregunta 4 0.5250 Pregunta 5 0.6000 Pregunta 6 0.5750 Pregunta 7 0.2500 Pregunta 8 0.4750 Pregunta 9 0.2000 Pregunta 10 0.4750 Pregunta 11 0.3000 Pregunta 12 0.4000 Pregunta 13 0.1500 Pregunta 1 0.6579 Pregunta 2 0.6579 Pregunta 3 0.3158 Pregunta 4 0.5000 Pregunta 5 0.6316 Pregunta 6 0.7368 Pregunta 7 0.6316 Pregunta 8 0.6053 Pregunta 9 0.5263 Pregunta 10 0.3421 Pregunta 11 0.2632 Pregunta 12 0.6053 Pregunta 1 0.7187 Pregunta 2 0.5313 Pregunta 3 0.1250 Pregunta 4 0.6875 Pregunta 5 0.1875 Pregunta 6 0.7813 Pregunta 7 0.5625 Pregunta 8 0.2188 Pregunta 9 0.5000 Pregunta 10 0.2500 Pregunta 1 0.7500 Pregunta 2 0.8056 Pregunta 3 0.4444 Pregunta 4 0.2500 Pregunta 5 0.6111 Pregunta 6 0.2222 Pregunta 7 0.5833 Pregunta 8 0.4444 Pregunta 9 0.3889 Pregunta 10 0.3889 Pregunta 11 0.2500 Fácil 0 Medianamente fácil 0 Dificultad media 12 Medianamente difícil 0 Difícil 0 Fácil 0 Medianamente fácil 0 Dificultad media 12 Medianamente difícil 0 Difícil 0 Fácil 0 Medianamente fácil 1 Dificultad media 5 Medianamente difícil 4 Difícil 0 Fácil 0 Medianamente fácil 1 Dificultad media 7 Medianamente difícil 3 Difícil 0 Índice de discriminación 213 Universidad, aprendizajes y retos de los objetivos del desarrollo sostenible Pregunta 1 0.2467 Pregunta 2 0.4911 Pregunta 3 0.2429 Pregunta 4 0.3768 Pregunta 5 0.2590 Pregunta 6 0.4528 Pregunta 7 0.4102 Pregunta 8 0.6012 Pregunta 9 0.2080 Pregunta 10 0.5407 Pregunta 11 0.3007 Pregunta 12 0.4323 Pregunta 13 0.3250 Pregunta 1 0.1026 Pregunta 2 0.4674 Pregunta 3 0.1631 Pregunta 4 0.2974 Pregunta 5 0.2667 Pregunta 6 0.5520 Pregunta 7 0.4138 Pregunta 8 0.1090 Pregunta 9 0.3344 Pregunta 10 -0.0155 Pregunta 11 0.4000 Pregunta 12 0.4396 Pregunta 1 0.2760 Pregunta 2 0.2457 Pregunta 3 -0.0901 Pregunta 4 0.3652 Pregunta 5 0.0795 Pregunta 6 0.3415 Pregunta 7 0.3110 Pregunta 8 0.1125 Pregunta 9 0.1095 Pregunta 10 0.1037 Pregunta 1 0.2095 Pregunta 2 0.3731 Pregunta 3 0.3502 Pregunta 4 0.0000 Pregunta 5 0.2763 Pregunta 6 0.0871 Pregunta 7 0.0930 Pregunta 8 0.1660 Pregunta 9 0.0701 Pregunta 10 0.4100 Pregunta 11 0.1027 Conservar 6 Posibilidad de mejorar 3 Necesidad de revisar 4 Descartar o revisar 0 Descartar definitivamente 0 Conservar 5 Posibilidad de mejorar 2 Necesidad de revisar 1 Descartar o revisar 3 Descartar definitivamente 1 Conservar 0 Posibilidad de mejorar 3 Necesidad de revisar 2 Descartar o revisar 4 Descartar definitivamente 1 Conservar 1 Posibilidad de mejorar 2 Necesidad de revisar 2 Descartar o revisar 5 Descartar definitivamente 1 Fuente: elaboración propia Por otro lado, la toma de decisiones sobre la confiabilidad y mejor diseño de los exámenes se realizó con base en la Tabla 3, la que muestra los resultados una vez aplicada la TRI con jMetrik y los estadísticos relevantes. 214 Tabla 3. Resumen de estadísticos Coeficiente alpha de Cronbach Estimado 0.7633 Intervalo de confianza 95% (0.6394, 0.8584) Estimado 0.6458 Intervalo de confianza 95%. (0.4536, 0.7916) Estimado 0.4674 Intervalo de confianza 95% (0.1427, 0.7046) Estimado 0.5286 Intervalo de confianza 95%. (0.2628, 0.7277) Desviación estandár 3.0536 2.5827 1.8361 2.1233 Covarianza entre “Tareas/Kahoot” y “Promedio final en acta” Tareas/Kahoot Promedio final en acta Tareas/Kahoot 3.123496504 Promedio final en acta 2.348362595 2.248263889 Coeficiente de correlación “Tareas/Kahoot” y “Promedio final en acta” Tareas/Kahoot Promedio final en acta Tareas/Kahoot 1 Promedio final en acta 0.886178072 1 Fuente: Elaborado por los autores Finalmente, como un resultado colateral del análisis de los ítems que desplegaba Kahoot! de manera automática, por alumno y que no se menciona en el manual de uso explícitamente, es el criterio de asignación de puntajes. Así, que nos dimos a la tarea de deducir el modelo de puntuaciones de Kahoot!. Tal criterio está dado por la fórmula: (1) En ella: pmp: puntaje máximo por pregunta (1000 puntos en caso de Kahoot!) te: Tiempo empleado por alumno para la solución del ítem (en segundos) tt: Tiempo total por pregunta (en segundos) El criterio anterior está condicionado a si la respuesta fue correcta, dado el caso contrario, en automático se asignan 0 puntos. De acuerdo con los resultados del cálculo del alpha de Cronbach, que comprueba la consistencia interna del instrumento reportado en la Tabla 2, se puede decir que los exámenes 1 (0.7633) y 2 (0.6458) son confiables; pero los exámenes 3 (0.4674) y 4 (0.5286) no lo son. Por otro lado, podríamos considerar la desviación estándar calculada, la que indicaría si el instrumento discrimina realmente de quién sabe o quién no sabe, siendo el valor más alto, el del examen 1. 215 Universidad, aprendizajes y retos de los objetivos del desarrollo sostenible Finalmente, al tomar el coeficiente de correlación de Pearson, que permite hacer estimaciones del valor de una variable estadística respecto a otra (actividades Kahoot!/Tareas versus calificaciones finales), los resultados al respecto (ver Tabla 2) indican que fue 0.8862, lo que indica que los exámenes Kahoot! incidieron positivamente en las calificaciones finales, es decir en la evaluación sumativa. Conclusiones En una evaluación sumativa, lo importante es si adquirió o no el conocimiento y en principio no debería estar en función del tiempo de respuesta de los ítems del instrumento. Sin embargo, estadísticamente, las calificaciones finales del curso indicaron que los exámenes diseñados con Kahoot! pueden considerarse en la evaluación sumativa y, además, la retroalimentación inmediata permite apoyar en la evaluación formativa. Con la TRI se logró validar en favor de un mejor diseño de exámenes, creador con la herramienta de gamificación Kahoot!, en el curso del cálculo, en varias variables a nivel superior. Queda expuesto que la TRI permite la discriminación adecuada de ítems. Kahoot! se puede utilizar de manera eficaz y con fines de evaluación formativa, ya que conviene que durante el proceso de aplicación de los exámenes se otorgue tiempo para la retroalimentación, corrección y/o aclaración (si la hubiera) de un reactivo. Este enriquecimiento, una vez terminado el proceso, se alinea al modelo instruccional del aprendizaje. Cabe destacar algunos desafíos reportados oficiosamente por los estudiantes, estos incluían problemas técnicos, como imposibilidad de conectarse a internet o conexiones inestables, preguntas y respuestas difíciles de leer en la pantalla de la computadora, imposibilidad de cambiar una respuesta después de un envío, estrés por la presión de tiempo para dar respuestas, tiempo insuficiente para responder (limitado por el propio software), miedo a perder (quedar fuera del pódium) y esfuerzo sostenido, semana a semana, para realizar los exámenes con Kahoot!. Referencias bibliográficas Abreu León J. 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The Use of Gamification in Higher Education: An Empirical Study, (IJACSA) International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 8(10),1-6. _heading=h.ueqmfd23ajc6 Presentación Procesos de investigación en educación y pedagogía Pedagogía socioambiental: líneas operativas Nay Valero Avendaño Sendero pedagógico: contribución al proceso cognitivo de los docentes Silvia Sarmiento Berrezueta* Kléver García Gallegos* Creación de programas no formales para la primera infancia en la Universidad Casa Grande Marcela Santos Jara Jennifer Ordóñez Urgilés ¿Qué sentimientos y emociones epistémicos predominan en los estudiantes de educación al producir textos académicos? 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