Pautas de aprendizaje basadas en proyectos para estudiantes de ciencias de la salud: un análisis con minería de datos y técnicas cualitativas

Características de la metodología de aprendizaje basado en proyectos
Hoy en día, los profesionales de diversos sectores enfrentan numerosos desafíos (técnicos, sociopolíticos y económicos) derivados de la globalización en una variedad de esferas, como el medio ambiente¹. Estos problemas influyen en la propagación mundial de enfermedades, disminuyendo así los recursos, aumentando la pobreza y requiriendo la responsabilidad de crear sociedades sostenibles¹. Los expertos en salud tienen el potencial y las habilidades para asegurar la viabilidad de las comunidades mediante el avance de estrategias y técnicas de atención a gran escala, contribuyendo al mismo tiempo a la mejora de la calidad de vida de las personas². Las Naciones Unidas han destacado la necesidad de abordar estos desafíos con la participación activa de todos los países en sus Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) ¹. Las actividades de los profesionales de la salud pueden vincularse a muchas de las metas propuestas. Por lo tanto, quienes forman a los estudiantes de salud deben adquirir enfoques pedagógicos que ayuden a los estudiantes a adquirir las competencias que les permitan enfrentar estos nuevos desafíos ^1,2.

Entre las diversas metodologías pedagógicas existentes, el aprendizaje basado en proyectos (ABP)3 se destaca como una metodología que ayuda a los estudiantes a desarrollar las competencias que necesitarán para enfrentar de manera segura y efectiva los desafíos futuros de sus profesiones ³. PBL es un enfoque pedagógico innovador que supera las limitaciones de las metodologías tradicionales transformando el proceso de enseñanza-aprendizaje para hacer de los estudiantes los protagonistas de su propio aprendizaje. Este cambio ayuda a los estudiantes a adquirir habilidades para resolver problemas en contextos de la vida real⁴. PBL se basa en el profesor que produce preguntas^{de investigación 5} que se incluyen en escenarios prácticos relacionados con la disciplina. Los estudiantes tienen que resolver los problemas en grupos colaborativos. El objetivo final es la adquisición de conocimientos (conceptuales, procedimentales y actitudinales) a través del trabajo en grupo en la resolución de la tarea o problema⁶.

Este enfoque se originó en los campos de la educación y la psicología constructivista, y desde esos inicios, se ha adaptado a diferentes disciplinas⁶. Sin embargo, la implementación de esta metodología puede verse afectada por la falta de recursos educativos e infraestructura, y debido a esto, a veces se utiliza un modelo híbrido que combina la enseñanza tradicional con ABP ^7,8. Sin embargo, estos modelos han exhibido limitaciones en la experiencia de aprendizaje¹. Por esta razón, es importante desarrollar protocolos pedagógicos que guíen y faciliten el uso e interpretación de estas metodologías. Además, en los últimos años, la metodología PBL se ha implementado a través de plataformas virtuales de aprendizaje – Learning Management Systems (LMS)⁹ – en lo que se denomina Online Project-Based Learning (OPBL)¹⁰.

Metodología de aprendizaje basada en proyectos para estudiantes universitarios en el ámbito de las ciencias de la salud
El protocolo es importante para ayudar a los profesores a aplicar estas metodologías e interpretar los resultados derivados del proceso de enseñanza y aprendizaje⁹. El protocolo puede ser utilizado desde el inicio de la escolaridad hasta la educación superior y puede ser adaptado a diferentes condiciones mentales, físicas y socioeconómicas¹¹. El protocolo presentado se centra en trabajar con estudiantes universitarios en ciencias de la salud. El modelo de enseñanza se basa en organizar el aprendizaje en torno a proyectos preparados por el profesor, que sirve como estímulo inicial, y a partir de este marco, el estudiante se convierte en el foco principal de su propio aprendizaje¹¹. El enfoque es una forma activa, integral y constructiva para que los estudiantes adquieran competencias básicas (conceptuales, procedimentales y actitudinales) que están estrechamente relacionadas con su futura práctica profesional ^4,12.

Los métodos de aprendizaje se combinan para estimular la adquisición de competencias cognitivas y metacognitivas relacionadas con el conocimiento conceptual y procedimental 4,13,14, todo lo cual contribuye a que los estudiantes desarrollen el pensamiento crítico^, aumenten la motivación hacia el aprendizaje y la autonomía en la toma de decisiones y la resolución de problemas ¹³ . Sin embargo, una de las claves para la aplicación exitosa de esta metodología es que los proyectos que el profesor prepara deben estar directamente relacionados con la práctica real, y los estudiantes deben tener autonomía en la forma en que abordan los problemas en base a pautas iniciales mínimas ^4,9. Esto significa que los profesores deben definir claramente las herramientas para evaluar las competencias de los estudiantes y orientarlos sobre los criterios de evaluación que se utilizarán para dar forma al ABP, así como evaluar qué tan bien se realiza la evaluación^15,16. Además, los estudiantes se benefician de colaborar con sus compañeros para aprender a argumentar y ser asertivos a través del debate, desarrollando así habilidades de comunicación y trabajo en equipo ^4,16.

El objetivo principal de los estudiantes universitarios es “aprender a aprender” haciendo frente a los desafíos que el profesor establece para facilitar la adquisición de estas competencias¹⁴ (que luego se implementarán en la vida laboral futura de los estudiantes). Los resultados del uso de esta metodología indican que fomenta la autonomía en el aprendizaje y la resolución de problemas prácticos⁴. Una ventaja añadida de esta metodología es que es muy eficaz para ayudar a los estudiantes a adquirir competencias, específicamente en ciencias de la salud, en la enseñanza en línea y en el blended-Learning (b-Learning)^17,18,19. Esto se ha vuelto especialmente importante debido a la pandemia de COVID-19^20,21.

Los elementos comunes de PBL se pueden resumir de la siguiente manera: (1) primero, se explican a los estudiantes los conceptos relacionados con el proyecto (en entornos de enseñanza en línea, se pueden usar experiencias de aprendizaje invertido); (2) se define y analiza el plan del proyecto; (3) se lleva a cabo una revisión de la teoría de apoyo y se elabora un plan para ayudar a comprender el objeto de estudio; (4) se proponen objetivos y preguntas para abordar el problema; (5) se formulan posibles soluciones y se evalúan las opciones más viables; (6) se implementan estas soluciones; (7) se comunican los resultados; (8) se lleva a cabo una reflexión crítica, se proporciona retroalimentación y se evalúa el proceso, incluida la sugerencia de nuevas preguntas; y (9) el proceso se termina presentando el trabajo ^4,6,13.

También hay que tener en cuenta que no todos los alumnos responden de la misma manera a este tipo de metodología. Los estudiantes que participan más activamente en su aprendizaje, los que son pensadores más críticos y los que tienen mejores habilidades de relación interpersonal tienden a lograr mejores resultados²². También es posible que los estudiantes que están acostumbrados a las metodologías de aprendizaje tradicionales se sientan frustrados. Esta es la razón por la que los estudiantes deben recibir reglas de trabajo claras y un calendario para la implementación de las fases del proyecto desde el principio⁸. Como se señaló anteriormente, el ABP ha sido ampliamente utilizado dentro de los grados de ciencias de la salud, y existe una amplia evidencia que lo apoya en la literatura 18,23,24. Sin embargo, se han identificado algunos aspectos que podrían mejorarse, que están relacionados con los seminarios de habilidades clínicas y la difusión de la experiencia en la comunidad científica^25,26.

Esta metodología parece tener mejores resultados para las titulaciones con mayor proporción de pasantías (por ejemplo, enfermería vs. medicina, terapia ocupacional versus psicología o nutrición)³. Además, estudios recientes han sugerido implementar la metodología PBL a través de proyectos conjuntos de capacitación entre diferentes grados para trabajar la interacción en contextos reales. El objetivo sería la adquisición de competencias multidisciplinarias e interdisciplinarias^27,28. Sin embargo, para implementar bien este tipo de metodología, el personal docente debe estar calificado para implementarla, y los estudiantes deben desarrollar un pensamiento crítico y divergente con respecto a la práctica clínica, especialmente en el caso de las ciencias de la salud 3,15,18,29.

Otro aspecto importante de la implementación es la necesidad de evaluar la satisfacción de los estudiantes con la capacitación en metodología ABP y analizar sus ideas de mejora 19,30,31. Más específicamente, se ha relatado que los estudiantes de terapia ocupacional han encontrado esta metodología esencial para su aprendizaje, ya que les permite aprender a resolver problemas similares a los que enfrentarán en su vida profesional, lo que aumenta su motivación³¹. Del mismo modo, un estudio longitudinal que comenzó en 1993 -en el que se evaluó un modelo híbrido de ABP en estudiantes de terapia ocupacional- demostró que los estudiantes tenían opiniones muy positivas del aprendizaje grupal para su futura práctica profesional⁷. Otro estudio sobre estudiantes de terapia ocupacional encontró un alto grado de satisfacción con la metodología. Esto se debe a que los estudiantes piensan que esta forma de aprendizaje les ayuda a adquirir conocimientos a través de la práctica y les permite responder adecuadamente en su trabajo futuro¹³.

En resumen, el uso de la metodología PBL en los cursos de ciencias de la salud es clave para la adquisición de competencias profesionales por parte de los estudiantes. Diversos estudios han indicado los pasos a seguir para priorizar las intervenciones y el diseño de los materiales para lograr un aprendizaje efectivo y satisfactorio. Por lo tanto, es muy importante monitorear los procesos de aprendizaje de los estudiantes para detectar problemas tempranos o potenciales con el aprendizaje y abordarlos. La minería de datos educativos (EDM) y las técnicas de análisis de métodos mixtos deben usarse para el monitoreo, cuyos fundamentos esenciales se discuten a continuación.

Técnicas de minería de datos educativos
Cuando los LMS se utilizan en modelos de enseñanza de e-Learning o b-Learning, se generan una serie de registros o archivos de registro que capturan cada una de las interacciones entre estudiantes y profesores. Estos registros son evidencia de los comportamientos de aprendizaje y pueden ser analizados utilizando técnicas EDM o Learning Analytics (LA)³². Estas técnicas permiten al profesor aprender qué interacción del estudiante existe, cuánta interacción existe y cuál es la calidad de la interacción³³. En particular, las técnicas de EDM facilitan el descubrimiento de los patrones de comportamiento de aprendizaje de los estudiantes y sus interacciones⁴. Las técnicas de EDM se pueden utilizar para estudiar diferentes perfiles^35,36 (orientados a estudiantes u orientados a educadores).

El objetivo final es proporcionar retroalimentación para la instrucción, evaluar la estructura del contenido del curso, analizar elementos que han sido efectivos en los procesos de aprendizaje, clasificar el tipo de estudiantes e identificar las necesidades para la orientación y el seguimiento del aprendizaje. Esto ayuda a determinar los patrones de aprendizaje más comunes de cada estudiante y la frecuencia de los errores, que luego se pueden utilizar para adaptar las respuestas educativas más apropiadas. Una de las cosas para las que se pueden utilizar las técnicas de EDM es monitorear los procesos de aprendizaje de los estudiantes para ofrecer la ayuda adecuada a través de la tutoría. Las técnicas de EDM incluyen técnicas de aprendizaje supervisado (técnicas de predicción o clasificación)³⁷ y técnicas de aprendizaje no supervisado 36 (técnicas de agrupamiento)³⁸. El uso de técnicas de EDM en procesos de enseñanza que incluyen metodologías activas de enseñanza, como PBL, ha demostrado ser muy eficaz para estudiar el comportamiento individual de los estudiantes y el comportamiento de los estudiantes en grupos colaborativos¹⁰.

La aplicación de técnicas de análisis cualitativo asistido por ordenador
En las últimas dos décadas, las técnicas cuantitativas y cualitativas, o una combinación de ambas, han sido aplicadas en la investigación en lo que se ha llamado métodos mixtos³⁹. El uso de métodos mixtos para el análisis de datos es especialmente útil cuando se trata de problemas complejos de análisis, como el monitoreo de los comportamientos de aprendizaje de los estudiantes. El uso de estos métodos permite la transformación de datos cualitativos, como la retroalimentación de los estudiantes de preguntas abiertas en una encuesta, en datos cualitativos, y el análisis de los datos con diferentes técnicas de visualización de datos⁴⁰. Se puede utilizar una variedad de software de análisis cualitativo de datos asistido por computadora (CAQDAS) para facilitar la transformación y el análisis de datos⁴¹.

En la Figura 1 se muestra un resumen del procedimiento para la enseñanza a través de la metodología PBL, el análisis de los comportamientos de aprendizaje, el uso de EDM y las técnicas de análisis cualitativo basadas en computadora.

Figura 1: Trabajo de PBL y el uso de EDM y técnicas de análisis cualitativo basadas en computadora. Recopilación y procesamiento de datos aplicando técnicas de EDM y minería de textos en entornos de enseñanza e-Learning y b-Learning. Abreviaturas: PBL = aprendizaje basado en proyectos; EDM = Minería de Datos Educativos; DB = base de datos; e-Learning = clases en línea; b-Learning = clases semipresenciales (clases online y físicas). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tres preguntas de investigación fueron planteadas en este estudio: RQ1: ¿Existen diferencias significativas en los resultados de aprendizaje y satisfacción de los estudiantes de ciencias de la salud que estudian terapia ocupacional dependiendo de si la metodología PBL se implementa a través de e-Learning versus b-Learning, considerando los efectos del conocimiento previo de los estudiantes? PI2: ¿Los grupos de participantes encontrados coinciden con los resultados de aprendizaje, los comportamientos de aprendizaje y la satisfacción percibida en función de la modalidad de enseñanza (e-Learning vs. b-Learning)? PI3: ¿Las sugerencias de los estudiantes para la mejora de la metodología ABP son diferentes dependiendo de la modalidad de enseñanza, e-Learning versus b-Learning?

El siguiente protocolo puede ser utilizado por profesores en el cuidado de la salud y también puede ser modificado para trabajar con estudiantes en otras áreas de conocimiento.