El Desafío Global en el Aprendizaje de las Matemáticas
El aprendizaje de las matemáticas es un desafío considerable para profesores, estudiantes y sistemas educativos en todo el mundo. Según los datos del último Estudio regional ERCE (2019), en América Latina y el Caribe persiste un enorme reto para mejorar los niveles de aprendizaje. En el caso específico de las matemáticas, el estudio indica que el 47,7% de los estudiantes de tercer grado y el 49,2% de los de sexto se sitúan en el nivel más bajo de desempeño. A esta situación se suman los efectos de la pandemia, que han agravado la pérdida de aprendizajes, especialmente en el sur global, haciendo aún más urgente la implementación de estrategias efectivas para mejorar las competencias matemáticas.
ConectaIdeas: Innovación a Través del Juego y la Colaboración
El programa ConectaIdeas, con más de 20 años de trayectoria, es una iniciativa del Centro de Investigación Avanzada en Educación de la Universidad de Chile (CIAE). Su misión es potenciar la enseñanza de las matemáticas en las escuelas primarias chilenas, mediante la incorporación de elementos de gamificación, motivación y colaboración. El programa está obteniendo resultados muy positivos y generando un impacto transformador en la forma en que los estudiantes se relacionan con las matemáticas. Roberto Araya, uno de sus impulsores, recuerda el origen del programa como resultado de su vivencia personal, indagando en estrategias para educar a sus hijos en casa, y su experiencia como investigador.
Araya explica: “Descubrí que los niños aprenden en el juego y van desarrollando conocimientos y destrezas como algo natural en estos procesos. Jugando, también dialogan entre ellos y el aprendizaje se consolida con otros.” Además, señala un componente poderoso y poco usado en las aulas a nivel matemático: las metáforas, representaciones que permiten a niños y niñas visualizar el pensamiento matemático.
Metodología y Herramientas Pedagógicas
La plataforma ConectaIdeas busca promover mayores espacios de participación, oportunidades de práctica y retroalimentación. Los estudiantes, en sesiones grupales de 90 minutos, desarrollan diversos ejercicios matemáticos basados en gamificación, con el fin de situar los contenidos en experiencias concretas y desafiantes. Junto a esto, el diseño de la propuesta incorpora mecanismos individuales y grupales para motivar su participación. Los y las estudiantes acumulan en su cuenta personal “banderitas” a medida que resuelven las actividades, que luego se contabilizan de manera grupal y se comparan con grupos o escuelas de similares características.
Al respecto, Roberto señala: “introdujimos la idea de ‘torneos’ como un componente de gamificación poco usado. En general, estas estrategias se basan en el progreso individual, pero al considerar al grupo se promueve la colaboración interna, la ayuda mutua.”
Otro aspecto fundamental ha sido la creación de espacios para el aprendizaje entre compañeros. En cada sesión, el docente designa “estudiantes monitores”, quienes tienen las tareas de ofrecer apoyo y explicar los ejercicios a quienes lo necesitan. Para ser monitor, es requisito haber resuelto 10 ejercicios correctamente de manera continuada.
La plataforma cuenta con un sistema que supervisa este proceso a través de diferentes funciones:
- Identifica posibles candidatos para ser monitores en una sesión, que luego son designados por el profesor.
- Distingue los ejercicios y los estudiantes que enfrentan mayores dificultades, permitiendo que puedan solicitar ayuda en línea entre los monitores disponibles.
- Al finalizar, el estudiante que solicitó ayuda evalúa la asistencia recibida, generando información valiosa para la gestión de la clase.
Esta innovación surge a partir de la investigación llevada a cabo por Roberto y su equipo sobre las preferencias del estudiantado al solicitar apoyo. Sobre la implementación de los(as) monitores, Roberto reconoce beneficios tanto en el desarrollo de competencias matemáticas y metacognitivas, como en la dimensión socioemocional del aprendizaje. Él explica: “Cuando explicas, necesitas desarrollar habilidades de comunicación y argumentación matemática, ya que asumes un rol diferente en el aula, y existe evidencia de que cuando tutorizas consolidas aprendizajes. (…) Por lo general, al principio se elige a los estudiantes más destacados, pero la idea es que todos tengan la oportunidad de ser monitores. Uno de los efectos que me ha tocado ver es cuando empiezan a ser seleccionados estudiantes con dificultades en la asignatura, a quienes siempre se les han dicho que no pueden con la matemática.”
¿Tecnología en el Aula? Descubre su Impacto REAL en la Educación
Impacto, Expansión y Proyectos Derivados de ConectaIdeas
Desde su creación, ConectaIdeas ha desarrollado diversos estudios para analizar su efectividad, un aspecto crucial para definir adaptaciones y garantizar la mejora constante de la estrategia. Uno de los estudios más destacados fue la evaluación de impacto desarrollada en 2017 con apoyo del Banco Interamericano de Desarrollo (BID), que analizó el potencial de la gamificación para aumentar los aprendizajes en matemáticas en escuelas primarias de contextos vulnerables en Chile, con la participación de más de 1300 estudiantes distribuidos en 48 cursos. En 2022, la iniciativa fue seleccionada por el Fondo Impacto de SUMMA que, en alianza con el Education Endowment Foundation (EEF), selecciona innovaciones con potencial de impacto en los aprendizajes y el cierre de brechas educativas para la realización de estudios piloto o de impacto, reafirmando la importancia de verificar con el mayor rigor posible la efectividad del programa.
Desde 2021, ConectaIdeas también está presente en Perú. Con el apoyo del Ministerio de Educación peruano (MINEDU) y el BID, el programa se adaptó a una versión offline, que no requiere una conexión permanente a internet, permitiendo a los estudiantes cargar los contenidos cuando tienen cobertura para desarrollarlos en cualquier momento. Roberto destaca la colaboración con las autoridades peruanas en este proceso: “Contamos con el apoyo del MINEDU, ellos revisan todo lo que hacemos y analizan su pertinencia.”
El investigador valora el desafío de esta expansión y el aprendizaje constante que ha supuesto su implementación: “No se trata simplemente de copiar actividades e implementarlas en otro contexto. Aunque la filosofía que está detrás es la misma, hemos llevado los ejercicios a Perú y tuvimos que adaptar el lenguaje, cambiar ciertas formas para llegar a esos niños y a sus necesidades.”
Simultáneamente, Roberto también trabaja en la expansión de ColoreaIdeas, un proyecto derivado que se enfoca en el aprendizaje del pensamiento computacional, la inteligencia artificial y la argumentación, a través de actividades que se pueden desarrollar sin necesidad de computador y que se basan en el ejercicio de colorear. Esta iniciativa ha sido aprobada recientemente para su traducción y pilotaje por la Organización de Ministros de Educación del Sudeste Asiático (SEAMEO), que agrupa a 11 países de la región. Sobre este desafío, Roberto indica: “La estrategia se basa en que el niño colorea siguiendo algunas instrucciones, y en ese ejercicio hay una serie de conocimientos en los que se basa la inteligencia artificial, la ingeniería y la programación. Partimos hace unos cinco años con este proyecto y estamos muy entusiasmados.”
El Rol Fundamental del Docente
Fomentar el desarrollo de competencias matemáticas en todo el alumnado y generar evidencia sobre la efectividad de las intervenciones son los pilares que han articulado el trabajo de ConectaIdeas, un ejercicio donde los docentes asumen un rol clave. “Hemos aprendido que el programa debe ajustarse a las necesidades de los profesores. En una sala con 30 o más estudiantes el docente necesita saber el progreso de cada uno para poder entregar una debida retroalimentación. No le sirve tener un Messi en la sala, que hace todo muy bien, si muchos en su grupo no logran progresar. Necesita potenciar el progreso del conjunto y para eso es clave que tenga control sobre la herramienta y sobre las dinámicas del grupo.”
Otros Proyectos Innovadores Escolares en Matemáticas
Escuela Hans Wenke: Aprendizaje Basado en Retos
La Escuela Hans Wenke de la comuna de Cabildo transformó la enseñanza de matemáticas para las y los estudiantes de tercero y cuarto básico a través de la metodología de Aprendizaje Basado en Retos. Este proyecto surge como respuesta a la falta de involucramiento, autonomía y habilidades socioemocionales en la asignatura, problemas identificados mediante diagnósticos institucionales y pruebas estandarizadas, especialmente tras la pandemia, donde las metodologías tradicionales no lograban captar su interés. La innovación combina nano-retos y mini-retos que desarrollan habilidades matemáticas en contextos reales y cotidianos, promoviendo el protagonismo estudiantil y fortaleciendo la motivación y el autoconcepto.
Las y los estudiantes son el eje central de esta innovación, desempeñándose como protagonistas activos en cada fase del proyecto, desde el diagnóstico hasta la implementación, donde asumieron roles como colaboradores en "nano-retos", creadores en "mini-retos" y diseñadores de soluciones en el "reto curricular".
Uno de los principales retos fue adaptar los desafíos matemáticos a la diversidad de habilidades de los estudiantes, garantizando su participación activa y colaborativa, y creando un ambiente de confianza. También fue fundamental superar la resistencia inicial hacia las metodologías activas y capacitar a los docentes. La implementación del proyecto ha generado resultados altamente positivos, con un incremento significativo en la motivación, participación y rendimiento académico en Matemática, evidenciado en evaluaciones internas y pruebas estandarizadas DIA. Además, el trabajo en equipo y la resolución de problemas se fortalecieron, contribuyendo a un ambiente colaborativo en el aula.
Matecraft: Matemáticas con Videojuegos
Muchos estudiantes del Liceo Bicentenario Oriente de Rengo manifiestan un rechazo a la asignatura de matemática. Durante la pandemia, un equipo de docentes -liderado por Francisca Morales- identificó que los videojuegos son parte de la vida diaria de sus alumnos. Se plantearon cómo motivar el estudio de la matemática desde los videojuegos. Matecraft consiste en usar el videojuego Minecraft como recurso para el aprendizaje en matemática, a través de su plataforma y opciones de creación de mundos, para la comprensión de la adición y sustracción de números enteros.
Liceo Bicentenario Minero SS Juan Pablo II: Resignificando la Matemática
El Liceo Bicentenario Minero SS Juan Pablo II, un Liceo Polivalente (TP-CH) ubicado en la comuna Multicultural de Alto Hospicio, Región de Tarapacá, busca resignificar la relación de los jóvenes con la matemática. Esta iniciativa aborda la percepción negativa que muestran los estudiantes en general a la materia, usualmente abordándola con hastío y ansiedad, y dudando de sus capacidades.
Innovación y Formación Docente en el Ámbito Universitario
La necesidad de contar con evidencia consistente sobre la efectividad de las implementaciones educativas en poblaciones desfavorecidas es creciente, y la formación docente juega un papel crucial en esto.
Integración de la Inteligencia Artificial y Robótica (UPLA)
En el ámbito universitario, la Universidad de Playa Ancha (UPLA) ha liderado investigaciones significativas. La titulada Fernanda Zapata Hurtado y la egresada Bárbara de la Fuente, de la carrera Pedagogía en Matemática, presentaron su trabajo de síntesis profesional denominado «Integración de la Inteligencia Artificial en la Enseñanza de Potencias a través del Aprendizaje Significativo y Activo». Su investigación reveló que, tras la implementación de Tutor Potenc-IA, que permite explorar el tema a un ritmo personalizado, se observó un notable incremento en la motivación y el compromiso con la herramienta tecnológica. Este trabajo, reflexionarona las representantes de la carrera, fue un hito en su formación, permitiéndoles diseñar y desarrollar una herramienta con IA que respondiese a necesidades concretas de estudiantes en contextos vulnerables.
El decano de la Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Reinaldo Salazar Espinoza, ofreció la conferencia magistral “La I.A. acompañando a estudiantes de enseñanza básica, prebásica y media”, explorando el rol fundamental de la IA como herramienta de apoyo transversal. Por su parte, el director del Departamento de Matemática, Física y Computación, Luis Carrasco Cornuz, presentó la iniciativa “Ciencia en Movimiento”. Su investigación se centró en cómo la robótica de bajo costo y el Pensamiento Computacional (PC) pueden ser pilares clave para transformar la enseñanza de la Física, especialmente en escuelas con alta vulnerabilidad socioeconómica. Los resultados fueron altamente positivos, demostrando la superación de barreras iniciales y la capacidad de los estudiantes para abordar abstracciones avanzadas, incluso simulando la lógica de la Inteligencia Artificial sin hardware costoso. Como reconocimiento al éxito del modelo UPLA, el profesorado de los colegios intervenidos solicitó formalmente apoyo para iniciar y sostener un taller de robótica estudiantil. El profesor Carrasco destacó que «nuestra metodología prueba que la robótica y la IA son pilares irrenunciables de la educación moderna.»
Proyectos Innovadores en Educación Matemática (PIEM) de la UNR
La Universidad Nacional de Rosario (UNR) implementó en 2021 el espacio curricular Proyectos Innovadores en Educación Matemática (PIEM), una instancia de cierre integrador de graduación para el profesorado de matemática (PM). Se trata de un seminario centrado en la configuración de preocupaciones relativas a los procesos de enseñanza, aprendizaje y evaluación en Matemática. Estudiantes avanzados del PM plantean conjuntamente innovaciones que atienden a necesidades reales y situadas de la Práctica Profesional Docente (PPD) en Matemática, en términos de innovación educativa. Este espacio de contenido flexible busca posibilitar la profundización o ampliación de conocimiento, configurando problemáticas relativas a la educación matemática en situaciones de enseñanza, aprendizaje y evaluación de saberes. La propuesta es acorde a la Agenda UNR 2030, promoviendo el rol del profesor de matemática como agente propulsor de justicia educativa y curricular, y la formación de docentes, investigadores y profesionales con capacidades y habilidades tecnológicas y sociales.
La incorporación de instancias de formación en investigación e innovación desde la formación inicial permite a los estudiantes iniciarse en la indagación, problematización y reflexión de preocupaciones de su entorno actual y futuro. Además, identifica a potenciales investigadores para vincularlos a proyectos de investigación relacionados con la práctica docente en matemática, potenciando la relación de la investigación con la docencia y la misión investigadora de la universidad. El objetivo de este trabajo se constituye en dar a conocer preocupaciones emergentes a partir del trayecto de la PPD en matemática realizado al momento por estudiantes avanzados del PM.
La principal intencionalidad del seminario es la articulación plausible de docencia, innovación y formación especializada, bajo un enfoque de investigación basada en diseño, que busca transformar una situación educativa mediante la introducción de un elemento nuevo.
Tres Momentos Clave en PIEM
El entramado de la experiencia en PIEM se desglosa en tres momentos distintivos:
Momento 1: Identificación de Preocupaciones Emergentes
Al inicio del ciclo lectivo, se rememora el trayecto de la PPD de cada estudiante y su propia biografía escolar para identificar preocupaciones emergentes en el ámbito de la educación matemática. La consigna de trabajo consiste en asociar imágenes con tales necesidades reales y realizar un breve comentario descriptivo. Se remarca que equivocarse también es parte del aprendizaje.
Entre las preocupaciones identificadas se encuentran: la revisión de herramientas de acreditación y modos de corrección centrados en calificaciones numéricas, la memorización de contenidos que se olvidan a corto plazo, el enfoque mayoritario en el nivel secundario y la poca atención a la universidad, la tensión sobre los modos habituales de estudiar matemática en secundaria y el escaso protagonismo de la pregunta para alentar el debate. La matemática escolar también es puesta en tela de juicio, invitando a la reflexión sobre su utilidad en contextos particulares como la educación de jóvenes y adultos, y señalando ejes relegados como la estadística y probabilidad. Las estudiantes también manifestaron inquietudes sobre la complejidad de planificar y programar la enseñanza, y la selección de bibliografía adecuada.
Se aludió también a ciertas estrategias didácticas, como demostraciones sencillas para favorecer razonamientos, la transversalidad de la historia de la matemática, clases no tradicionales y herramientas para trabajar en el nivel superior, como aspectos que necesitan ser abordados y repensados para promover una educación de calidad. Una estudiante, Paula, comentó: "La comodidad, rapidez y sencillez de planificar una clase de este tipo [tradicional] lleva a que no se planteen clases desde otra corriente de la matemática, como por ejemplo matemática crítica, matemática realista”. También se visualizan como preocupaciones emergentes aspectos emocionales, como los sentimientos negativos hacia la matemática y la calificación como premio/castigo, así como el ausentismo, la reprobación y la deserción estudiantil que atraviesa todos los niveles educativos.
Momento 2: Perfilando el Proyecto Innovador
Después de reconocer las preocupaciones emergentes, los estudiantes comienzan a perfilar la temática de sus proyectos innovadores. Este segundo momento distintivo apunta a traducir en preguntas y objetivos de investigación educativa la problemática, y a delimitar el marco teórico asociado a la temática de interés y el diseño metodológico.
Momento 3: Materialización y Socialización
Este momento se enfoca en la materialización y socialización de un informe semanal focalizado en cada parte del proceso de producción de la innovación, que incluye la delimitación de la problemática, especificación de interrogantes y objetivos, construcción del estado de conocimiento, planteamiento de constructos teóricos y del diseño metodológico y escritura de hallazgos.
Este tipo de formación, que involucra un acompañamiento sostenido, promueve la motivación, brinda oportunidades factibles para la elaboración y realización de proyectos y habilita el trabajo en grupos. Se entiende la innovación educativa como un caso particular de la investigación educativa, metodológicamente basada en el diseño, con el propósito de promover mejoras. Un docente que también se forma como investigador se fortalece como profesional crítico y propositivo, capaz de tratar conflictos e idear respuestas con sustento. De allí la relevancia de que la innovación educativa en la práctica docente, como manera creativa de introducir mejoras, sea contextualizada y difundida, dado que muchas experiencias que no son reportadas se diluyen. El estudio de PIEM se basa en las producciones de nueve estudiantes avanzadas del PM de la UNR realizadas durante 2021 y 2022.
Fomentando la Resolución de Problemas: El Proyecto Renata
Patricio Felmer, matemático, lleva varios años impulsando la habilidad para solucionar problemas en las clases de Matemáticas a través de «Activando la Resolución de Problemas en el Aula» (ARPA), iniciativa que lidera desde 2014. Distintos informes consideran que esta destreza es crucial en la sociedad del conocimiento del siglo XXI, y es obligatoria en el currículum escolar en Chile.
En paralelo, Andrea Cordones ha estado trabajando en la creación de series animadas para promover una actitud positiva hacia el aprendizaje de las Matemáticas desde Fundación Renata. Este concepto la llevó a ser premiada con un fondo del Consejo Nacional de Televisión que le permitió poner al aire la primera temporada de «Renata y las Matemáticas» en Mega hace algunos años. La saga es protagonizada por una niña que odia esta materia, pero que, junto a sus amigos, aprenderá lo útil que es para la vida cotidiana. La iniciativa, llamada ‘Renata y los problemas’, busca incidir en la sala de clases a través de intervenciones en que los protagonistas de la serie viven los problemas, lo que permite una identificación con quienes los resuelven. Durante el año, se realizarán intervenciones en liceos y colegios donde Renata ofrecerá talleres que serán verdaderos reencuentros con la capacidad para resolver problemas de quienes asistan. “A todos nos produce emoción resolver problemas. Sobre todo, si nos interesan. Nos gustan los desafíos y compartir con los demás cómo se pueden resolver”, comenta Felmer. El proyecto también tendrá un pilar en redes sociales.