Un estudio sobre la utilidad de la realización de prácticas de laboratorio en el proceso de aprendizaje y su influencia en los resultados de la evaluación del alumno Ángeles Calduch, José Manuel Prats, Vicent Giner, Santiago Vidal Departamento de Estadística e IO Aplicadas y Calidad Bilbao, julio 2006

Índice Resumen Introducción Descripción de la muestra y análisis preliminares Análisis realizados –Análisis multivariante PLS –Análisis mediante Modelo MLR Conclusiones Discusión y líneas futuras

Resumen Trabajo realizado en la Escuela Técnica Superior de Informática Aplicada (ETSIAp) de la Universidad Politécnica de Valencia Efecto que la realización de las prácticas de la asignatura de Estadística tiene sobre la nota final del examen Utilización de dos técnicas estadísticas complementarias

Introducción Objetivo: ver si realmente las prácticas que realizan los alumnos en una de las asignaturas que impartimos influye en el aprendizaje de los conceptos de la asignatura, y si esto se ve reflejado en la nota del examen

Introducción Estudio: –Asignatura: Estadística –Curso: Primero –Titulaciones: ITIG e ITIS –Profesores: Departamento de Estadística e Investigación Operativa Aplicadas y Calidad que imparten la asignatura

Introducción Asignatura: –Cuatrimestral de 2º cuatrimestre –Troncal en las titulaciones de ITIG e ITIS –Carga lectiva: 6 Créditos, 3 T, 1.5 PA y 1.5 PL –Impartición desde el curso –8 grupos de teoría en la asignatura –712 alumnos en el curso , de los que se ha realizado el estudio sobre 286 en junio, y 142 en septiembre

Introducción Asignatura: –1 grupo de teoría: 3 grupos de prácticas –Tamaño máximo de los grupos de prácticas: 35 alumnos –Distribución de los alumnos en las prácticas: grupos de 3 –Paquete estadístico utilizado: STATGRAPHICS

Introducción Prácticas de la asignatura: –Cada práctica versa sobre los contenidos vistos en las clases de teoría anteriores –Al final de la práctica, los alumnos realizan una evaluación, que es devuelta corregida en la siguiente sesión

Introducción Evaluación de las prácticas: –Nota de la evaluación: entre –1 y +1 –Nota final de prácticas: entre –1 y +1 (media aritmética de las notas de prácticas) –Nota común a los 3 alumnos que realizan la práctica juntos

Introducción Evaluación de la asignatura: –Nota final de la asignatura: Nota del examen si es >= 4.5 +Nota de prácticas o Nota del examen si es < 4.5

Descripción de la muestra y análisis preliminares Muestra: –Datos de notas de exámenes y prácticas de 428 alumnos de la asignatura Estadística –Curso: 2004 – 2005 –Centro: ETSIAp –Universidad: Universidad Politécnica de Valencia

Descripción de la muestra y análisis preliminares Factores considerados como potenciales a la hora de influir sobre la nota de examen: –Nota de prácticas –Especialidad: Gestión o Sistemas (diferente enfoque profesional, y por lo tanto tal vez una distinta predisposición hacia la asignatura) –Grupo de matrícula (orden de matrícula, lengua y horario en el que se imparten)

Descripción de la muestra y análisis preliminares Factores considerados como potenciales a la hora de influir sobre la nota de examen: –Profesor que imparte la asignatura –Número de convocatoria en la que se presenta el alumno al examen –Número de convocatoria en el curso (junio o septiembre)

Análisis realizados Hemos realizado dos técnicas estadísticas diferentes: PLS (modelo de ajuste por mínimos cuadrados parciales): Método robusto, técnica que se comporta bien ante la existencia de datos faltantes y la presencia de colinealidad entre las variables MLR (modelo de regresión lineal múltiple): Permite estudiar el efecto de las variables explicativas sobre la variable de interés

Análisis realizados: Análisis multivariante PLS En las variables de estudio hay correlación

Análisis realizados: Análisis multivariante PLS En las variables de estudio hay correlación el PLS es una manera adecuada de analizar los datos

Análisis realizados: Análisis multivariante PLS Objetivo del PLS: Explicar la relación entre dos conjuntos de variables X e Y, así como la variabilidad tanto en X como en Y, maximizando la covarianza entre ellos

Análisis realizados: Análisis multivariante PLS Objetivo del PLS: Explicar la relación entre dos conjuntos de variables X e Y, así como la variabilidad tanto en X como en Y, maximizando la covarianza entre ellos El PLS hace una proyección de X, de manera que aproxima bien X y maximiza la correlación con Y (aproximando también bien Y)

Análisis realizados: Análisis multivariante PLS Las variables explicativas utilizadas son: –Nota de prácticas: primero como variable continua, y luego como variable cualitativa –Convocatoria: orden de convocatoria, 1 a 5 –Examen: variable cualitativa, junio o septiembre –Código del profesor –Grupo de matriculación –Titulación

Análisis realizados: Análisis multivariante PLS Variable de salida: –Nota del examen

Análisis realizados: Análisis multivariante PLS

Si analizamos el factor Convocatoria como de tipo cualitativo, tenemos la siguiente gráfica:

Análisis realizados: Análisis multivariante PLS

Análisis realizados: Análisis MLR Aunque el objetivo no es obtener un modelo predictivo para la nota del examen, usamos el modelo de regresión lineal múltiple (MLR) para estudiar la significación del efecto de las distintas variables explicativas en la variable respuesta Se utiliza este método en lugar del ANOVA porque se trata de datos recogidos, y que no proceden de un diseño de experimentos

Análisis realizados: Análisis MLR Para estudiar los efectos reales de las distintas variables explicativas en la variable respuesta, hemos estimado el modelo sobre las dos convocatorias: junio y septiembre

Análisis realizados: Análisis MLR Las variables explicativas utilizadas en los modelos de junio y septiembre son: –Nota de prácticas: variable cuantitativa continua –Asistencia: 1 ó 0 –Convocatoria: variable cuantitativa. Número de convocatoria para el alumno en el examen de junio –Código del profesor: 4 variables dicotómicas

Análisis realizados: Análisis MLR Las variables explicativas únicas en el modelo de septiembre son: –Jun-Sep: 1 si el alumno se ha presentado a la convocatoria de junio, 0 si no lo ha hecho –Código del profesor: 3 variables dicotómicas

Análisis realizados: Análisis MLR Variable dependiente: –Nota del examen

Análisis realizados: Análisis MLR

Conclusiones Los resultados obtenidos han puesto de manifiesto el efecto positivo que tiene la realización de las prácticas en la nota del examen Este efecto lineal indica que a mayor nota de prácticas se observa una mayor nota de examen ¿Razones? ¿Diferente capacidad intelectual de los alumnos? ¿Distinta motivación? ¿Diferente asimilación de conocimientos en las prácticas?

Conclusiones ¿Diferente capacidad intelectual de los alumnos? Podría considerarse que los alumnos más capaces de aprovechar las prácticas son, a su vez, los que obtienen mejor nota en el examen final ¿Distinta motivación? Podría suceder que los alumnos más motivados en las prácticas fuesen también los más motivados en el examen

Conclusiones Sin embargo, pensamos que estos dos motivos no justifican la correlación positiva observada entre la nota de prácticas y la del examen, ya que en prácticas se trabaja en grupos de 3 alumnos que reciben la misma nota haber entre esos grupos rebaja las posibles diferencias entre la capacidad intelectual o motivación individual de los alumnos

Conclusiones Sin embargo, pensamos que estos dos motivos no justifican la correlación positiva observada entre la nota de prácticas y la del examen, ya que en prácticas se trabaja en grupos de 3 alumnos que reciben la misma nota La homogeneidad que puede haber entre esos grupos rebaja las posibles diferencias entre la capacidad intelectual o motivación individual de los alumnos

Conclusiones Nuestra conclusión: Una mayor asimilación de conocimientos en las prácticas puede ayudar a preparar mejor el examen final

Discusión y líneas futuras El estudio realizado surgió con la idea de validar nuestro modelo de asignatura Además, constatar el posible efecto positivo de la realización de prácticas en el aprendizaje del alumno puede justificar la existencia de las prácticas

Discusión y líneas futuras Creemos que el método propuesto para el estudio del efecto de las prácticas sobre el aprendizaje del alumno podría ser aplicable a distintas materias Consideramos que la metodología propuesta, con las pertinentes adaptaciones, podría valer como método general para evaluar de manera cuantitativa el efecto de posibles cambios en las metodologías docentes sobre el aprendizaje del alumno

Gracias por la atención ESTE TRABAJO HA SIDO SUBVENCIONADO POR LA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INFORMÁTICA APLICADA DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA Un estudio sobre la utilidad de la realización de prácticas de laboratorio en el proceso de aprendizaje y su influencia en los resultados de la evaluación del alumno Ángeles Calduch, José Manuel Prats, Vicent Giner y Santiago Vidal UPV - Departamento de Estadística e IO Aplicadas y Calidad