Evaluación y diseño de material digital para el aprendizaje autorregulado en educación primaria

Resumen

La incorporación de avances y recursos tecnológicos en el aula ha continuado aumentando en estos últimos años. Al mismo tiempo, también se han incrementado la cantidad de contenidos digitales, así como empresas EdTech que los diseñan y desarrollan. Estos contenidos o materiales digitales en su mayoría se apoyan en elementos de juego utilizando la gamificación, o pueden ser juegos digitales. Así, tienen el objetivo de apoyar la labor docente en el aula a través de su uso mediante metodologías como el aprendizaje basado en juegos. Igualmente, con su aplicación en el aula se aspira a crear entornos de enseñanza que favorezcan la motivación de los estudiantes por el aprendizaje. Este cambio por los materiales digitalizados en el aula, requiere que se evalúe para determinar el efecto que pueden tener en los procesos de aprendizaje. Así, esta evaluación permitiría mejorar el diseño del material digital educativo, al igual que los procesos de implementación, para analizar cómo podría apoyar al aprendizaje de los estudiantes. Por ello, el objetivo de esta disertación se encuadra en el objetivo principal del proyecto IND2017/SOC-7874, siendo este el diseño y la evaluación del material digital educativo para promover la motivación, la metacognición, el funcionamiento ejecutivo y el aprendizaje autorregulado de los estudiantes en educación primaria. De este modo, la presente disertación contribuye a la línea de investigación de la evaluación y diseño de juegos educativos, contextualizando las bases teóricas de investigaciones académicas en el entorno empresarial. Para poder realizar esta evaluación era necesario la comprensión de los procesos industriales, de esta forma, se pueden vislumbrar dos bloques en la disertación. Uno de ellos orientado al análisis del uso y diseño de los juegos, y otro, enfocado en el aprendizaje que podrían promover. En primer lugar, se analizan las bases teóricas en las que podría contextualizarse el diseño de juegos y materiales educativos, así como su aplicabilidad en el sector industrial. Esto permite seleccionar un maco teórico académico y las guías más adecuadas que pueden aplicarse a los materiales digitales educativos. Este primer bloque se desarrolla en el Capítulo 1 (C1) a través de un resumen de la evolución de la tecnología y del material digital, así como su implementación en el aula. Le sigue una explicación de las perspectivas y debates en relación al diseño y evaluación de los materiales digitales. Así, el análisis de los juegos en este trabajo se focaliza en referencia al modelo “Mecánicas de aprendizaje”- “Mecánicas de juego” [Learning Mechanics - Game Mechanics; LM-GM] (Arnab et al., 2015; Lim et al., 2015). La aplicación de este modelo a los contenidos digitales desarrollados se recoge en los Capítulos 4 y 5 (C4 y C5). También se indaga y participa en los procesos industriales para el diseño de juegos. En segundo lugar, esta disertación plantea una serie de estudios empíricos cuasi-experimentales (Capítulo 3), para estudiar el efecto del uso de los materiales digitales en la metacognición, las funciones ejecutivas y el aprendizaje autorregulado. Así, en el Capítulo 7 (C7) se expone el estudio del efecto en la metacognición, centrado en dos elementos: el conocimiento metacognitivo y regulación metacognitiva. En el Capítulo 8 (C8) se explora el efecto del uso de material digital en las funciones ejecutivas. Para ello, se emplea una prueba neuropsicológica como medida de rendimiento académico de los estudiantes. En el Capítulo 9 (C9) se indaga en el efecto del uso del material digital en el aprendizaje autorregulado. Igualmente, se analiza la posibilidad de utilizar los modelos de aprendizaje autorregulado para el diseño y evaluación del material digital educativo. Previamente, se estudió en la muestra las variables sobre las que se analizaría el efecto del uso del material digital. Así, este estudio se recoge en el Capítulo 6 (C6) y su explicación teórica se desarrolla en el Capítulo 2 (C2). De este modo, se establece el vínculo que existe entre las variables de motivación, metacognición y funciones ejecutivas en la muestra de estudiantes de este trabajo. Este trabajo empírico y teórico, contribuye a contextualizar el análisis de los juegos desde la perspectiva de la teoría de la motivación a metas. Así, el estudio del efecto en el aprendizaje a partir de estas variables, quiere aportar una orientación a las directrices de diseño de los juegos y uso, hacia modelos que contribuyan al desarrollo de habilidades y competencias que se requieren a lo largo de la vida. Finalmente, en el Capítulo 10 (C10) se recogen los resultados generales de los diferentes estudios, así como su discusión y conclusiones. De este modo, se puede generalizar que el uso del material digital en el aula puede contribuir a la mejora del aprendizaje en algunos aspectos como el conocimiento metacognitivo. Se observa también la mejora de las funciones ejecutivas con el uso de algunas actividades específicas, de la plataforma Smile and Learn, con la batería de pruebas neuropsicológicas del ENFEN [Evaluación Neuropsicológica de las Funciones Ejecutivas en Niños] (Portellano et al., 2011). En el aprendizaje autorregulado, se obtienen mejoras en variables de la regulación del comportamiento, como la motivación y la inhibición. Así, se concluye que, aunque los resultados muestran efectos limitados, podrían contribuir a la mejora del aprendizaje en algunos aspectos. Para continuar con la mejora de la evaluación y diseño de material digital se presentas líneas futuras de investigación en las que seguir trabajando. Todavía sería necesario seguir indagando en el efecto que el uso de los materiales digitales puede tener en el aprendizaje de los estudiantes. Para ello, el trabajo conjunto en áreas abarcadas en esta disertación, así como áreas de análisis de datos y métricas de aprendizaje, de experiencia de usuario o de formación docente, podrían aportar más resultados que permitan contribuir a la mejora de estos materiales. The integration of technological advances and resources in the classroom has continued to increase in recent years. At the same time, the amount of digital content has also increased, as well as EdTech companies that design and develop them. These contents or digital materials are mostly supported by game elements using gamification, or they can be digital games. Thus, they aim to support the teaching work in the classroom through its use by methodologies such as game based learning. Similarly, with its application in the classroom aims to create learning environments that encourage student motivation for studying. This switch to digitized materials in the classroom requires assessment to determine the effect they may have on learning processes. Thus, this evaluation would allow to improve the design of the digital educational material, as well as the implementation processes, to analyze how it could support students' learning. Therefore, the aim of this dissertation is framed in the main objective of the project IND2017/SOC-7874, being this the design and evaluation of the digital educational material to promote motivation, metacognition, executive functioning and self-regulated learning (SRL) of students in primary education. In this way, this dissertation contributes to the research line of evaluation and design of educational games, contextualizing the theoretical bases of academic research in the business environment. In order to carry out this evaluation, it was necessary to understand the industrial processes. In this way, two blocks can be glimpsed in the dissertation. One of them focused on the analysis of the use and design of the games, and the other, focused on the learning that they could promote. First, the theoretical bases in which the design of games and educational materials could be contextualized, as well as their applicability in the industrial sector, are analyzed. This allows the selection of a theoretical academic background and the most appropriate guidelines that can be applied to digital educational materials. This first block is developed in Chapter 1 (C1) through a summary of the evolution of technology and digital materials, as well as their implementation in the classroom. It is followed by an explanation of the perspectives and discussions regarding the design and evaluation of digital materials. Thus, the analysis of games in this paper focuses on the "Learning Mechanics - Game Mechanics" model (Arnab et al., 2015; Lim et al., 2015). The application of this model to the digital contents developed is collected in Chapters 4 and 5 (C4 and C5). The industrial processes for game design are also investigated and involved. Secondly, this dissertation raises a series of quasi-experimental empirical studies (Chapter 3), to study the effect of the use of digital materials on metacognition, executive functions and self-regulated learning. Thus, Chapter 7 (C7) presents the study of the effect on metacognition, focusing on two elements: metacognitive knowledge and metacognitive regulation. Chapter 8 (C8) explores the effect of the use of digital material on executive functions. To this end, a neuropsychological test is used as a measure of students' academic performance. Chapter 9 (C9) explores the effect of the use of digital material on self-regulated learning. Likewise, it is analyzed the possibility of using the models of self-regulated learning for the design and evaluation of the educational digital material. Previously, the variables on which the effect of the use of digital material would be analyzed were studied in the sample. Thus, this study is collected in Chapter 6 (C6) and its theoretical explanation is developed in Chapter 2 (C2). In this way, it is established the link between the variables of motivation, metacognition and executive functions in the sample of students in this work. This empirical and theoretical work, contributes to contextualize the analysis of games from the perspective of the theory of motivation to goals. Thus, the study of the effect on learning from these variables, wants to provide guidance to the guidelines of game design and use, to models that contribute to the development of skills and competencies that are required throughout life. Finally, Chapter 10 (C10) contains the general results of the different studies, as well as their discussion and conclusions. In this way, it can be generalized that the use of digital material in the classroom can contribute to the improvement of learning in some aspects such as metacognitive knowledge. It is also observed the improvement of executive functions with the use of some specific activities, the Smile and Learn platform, with the battery of neuropsychological tests of ENFEN [Neuropsychological Assessment of Executive Functions in Children] (Portellano et al., 2011). In self-regulated learning, improvements are obtained in variables of behavior regulation, such as motivation and inhibition. Thus, it is concluded that, although the results show limited effects, they could contribute to the improvement of learning in some aspects. In order to continue with the improvement of the evaluation and design of digital material, future lines of research are presented in which to continue working. It would still be necessary to continue investigating the effect that the use of digital materials can have on student learning. To this end, joint work in areas covered in this dissertation, as well as in areas of data analysis and learning metrics, user experience or teacher training, could provide more results that contribute to the improvement of these materials.