Uso de rúbricas para evaluar conocimientos en ABP

Uso de rúbricas generalizadas para evaluar conocimientos en la técnica didáctica
Aprendizaje Basado en Problemas.
José Luis López Salinas
Departamento de Ingeniería Mecánica
ITESM, Campus Monterrey,
Introducción: Uno de los puntos que más fortalece al aprendizaje basado en problemas, así como
otras técnicas didácticas es el uso de “rúbricas”, éstas si se diseñan apropiadamente, permiten hacer una
evaluación objetiva, permite también hacer una evaluación individual si es que la actividad a evaluar fue
realizada en equipo y puede eliminar la incertidumbre que posee el alumno sobre la forma en que se le
evalúa, garantizando al alumno una predicción muy certera de la evaluación que le hará el profesor.
El presente artículo muestra las rúbricas que utilizadas en diferentes cursos (Termodinámica,
Transferencia de Energía, Transferencia de calor, Termofluidos, y otros cursos afines), se describirán
algunos detalles de las mismas, la forma en que facilitan el trabajo de evaluación, indican cómo le dan
confianza al alumno, delimitan la forma en que facilita el proceso de tutoreo, sugiere dónde se pueden
usar, aclarando en qué tipo de actividades se aplican, y en que tipo de evaluación se incorporan. Es
pertinente mencionar que las rubricas que generalmente se aplican en aprendizaje basado en problemas,
no sólo evalúan conocimientos, sino también habilidades, valores y actitudes, y la mayoría de las
publicaciones relacionadas con esto, se enfocan a la evaluación de las últimas tres (1), sin embargo poco
se habla de una forma estructurada para asegurar la adquisición de los conocimientos y por esto
mostraremos las rúbricas que cubren esta deficiencia aparente.
En la técnica de aprendizaje basado en problemas usualmente el profesor al incorporar la técnica
por primera vez, suele preocuparse debido a que el “escenario” suele ser demasiado abierto, de tal forma
que un diseño apropiado en las rúbricas, sería la herramienta que mejor empatará el programa analítico del
curso, con los aprendizajes y contenidos para los cuales fue diseñado o implementado el “Escenario”.
Algo que debe estar muy claro es el contexto en el que se plantea un “escenario”, esto incluye la materia
en la que se está aplicando, los conocimientos previos que debe tener el alumno, y el currículo del alumno
inscrito en el curso que se está aplicando la técnica (esto no debe estar explícito en el planteamiento del
escenario, pero sí en las rúbricas).
Un punto de gran importancia es que el profesor defina claramente lo que entiende por autoevaluación. En los cursos que se incorporaron las rubricas que mostraremos adelante, se uso el concepto
de “Auto-evaluación”, como un proceso de aseguramiento de calidad del producto (e.g. problemas,
exámenes, tareas, proyectos, actividades, etc.) entregado al profesor por los alumnos para ser evaluado, y
este aseguramiento de calidad no tiene un peso en la calificación del alumno, pero sí es un indicador claro
de la posible calificación que el alumno podrá obtener, de tal forma que elimina incertidumbre, así mismo,
el alumno hace un juicio muy objetivo sobre el proceso de evaluación hecho por el profesor, ya que este es
un proceso tomográfico y sustentado (delimitado por las “rúbricas”). Estas rúbricas se entregan en su
totalidad al alumno desde el inicio del curso, y el profesor usara algunos puntos de dicha rúbrica para el
proceso de evaluación de cada actividad en particular, es muy posible que halla algunos elementos de la
rúbrica que no apliquen en una actividad en particular, y el profesor puede o no a su juicio indicar a los
alumnos cuáles entran o y cuales no.
Para que las rúbricas, le permitan evaluar todos los conocimientos requeridos en el curso, deberán
haber indicadores muy particulares. En este artículo mencionamos 28 elementos de las rúbricas aplicadas
a los cursos antes mencionados para evaluar conocimientos, y posteriormente hablaremos de algunas de
ellas, no todas las rúbricas tienen el mismo peso, hay algunas de ellas que se deben ampliar en algunas
ocasiones. Para poder hacer un análisis más sencillo de las mismas, las dividiremos en 5 grandes grupos
(únicamente se mencionan las rúbricas por su titulo, y posteriormente profundizaremos en algunas de
ellas):
Elementos de las rúbricas para evaluación de Conocimientos
Lenguaje Gráfico
Ingeniería.
en A. Diagrama de flujo.
B. Dibujo de equipos y proceso.
C. Interacciones de energía y materia.
Limitaciones,
D. Restricciones, Normas y protocolos.
Normatividad
y E. Suposiciones y criterios.
simplificaciones.
F. Estándares.
Lenguaje matemático de G. Modelo Matemático.
ingeniería, (abstracción H. Ecuaciones fundamentales.
de la realidad).
I. Ecuaciones constitutivas.
J. Correlaciones empíricas.
K. Relaciones termodinámicas y/o propiedades derivadas (relaciones
físicas).
L. Ecuaciones de estado, modelos de actividad, etc.
LL. Leyes de afinidad, similitud, analogías, principio de los estados
correspondientes, etc.
M. Identidades.
Etapas y procesos de la N. Diagramas termodinámicos.
Solución.
Ñ. Sistema de unidades, consistencia de unidades.
O. Marco de referencia.
P. Contexto de la realidad.
Q. Condiciones de operación y escala de tiempo.
R. Escala del modelo.
S. Coordenadas usadas, geometría seleccionada.
T. Grados de libertad, variables dependientes e independientes, etc.
U. Condiciones iniciales y/o condiciones frontera.
V. Estimaciones o interpolaciones.
W. Propiedades termodinámicas, de transporte, químicas y/o físicas, etc.
X. Análisis de sensibilidad
Y. Frontera del sistema de estudio.
Solución.
Z. Solución analítica o numérica.
A continuación se presentan algunos ejemplos de las rúbricas antes mencionadas.
Ejemplo de Rúbricas para evaluar conocimientos
Concepto
Experto
A. Diagrama Se presenta un diagrama de
de
flujo flujo en donde se indican
adecuadamente
todos
los
global.
elementos o equipos del
proceso,
así
como
la
identificación adecuada de las
corrientes,
indicando
las
interacciones de energía, así
como sumideros o fuentes.
Se utilizó algún estándar de
forma correcta, tomando en
consideración dimensionales
en
base
propiedades
mecánicas.
Y
se
está
consciente de lo que es cédula,
calibre, tubos, tuberías, (tubes,
tubing y pipes), cuándo se usa
tubería roscada, cuando se
usan bridas, y distingue entre
diámetro nominal, diámetro
interno, externo, equivalente e
hidráulico.
Se utilizan las ecuaciones
H.
fundamentales (materia, moles,
Ecuaciones
energía,
cantidad
de
Fundamenmovimiento, entropía, exergia,
tales
momento angular etc.) en la
forma adecuada y acoplada (no
sustituida una dentro de otra),
sin caer en ecuaciones
redundantes
o
sistemas
singulares, y estas se escriben
en forma general para cada
caso, indicando los términos
importantes y los que no están
presentes, así como el sustento
de las restricciones.
las
ecuaciones
I. Ecuaciones Aplica
constitutivas constitutivas (ley de Fourier,
Newton, Stefan Boltzmann, ley
de Fick, Maxwell, Newton,
F.
Estándares
Muy bueno
Se presenta un
diagrama de flujo
en
donde
se
indican
adecuadamente
todos
los
elementos
o
equipos
del
proceso, así como
la identificación
adecuada de las
corrientes.
Se utilizó algún
estándar de forma
correcta, tomando
en consideración
dimensionales en
base propiedades
mecánicas.
Bueno
Principiante
Se presenta un Se presentó
diagrama
un diagrama
combinado de de
bloques
flujo,
tipo
cajas
mostrando
negras.
interacciones de
energía.
Se utilizan las
ecuaciones
fundamentales en
la forma adecuada
y acoplada, sin
caer
en
ecuaciones
redundantes
o
sistemas
singulares.
Se
utilizan
todas
las
ecuaciones
fundamentales
en todos los
equipos
o
procesos.
Aplica
las
Ecuaciones
constitutivas en
forma adecuada y
Aplica
las Utiliza
Ecuaciones
algunas
constitutivas en Ecuaciones
forma
constitutivas.
Se utilizó algún Se
utilizó
estándar
de algún
forma correcta. estándar.
Se usa alguna
fundamental
en
cada
equipo.
Bingham, Ostwald, etc.) en
forma adecuada y justifica el
uso de las mismas, las organiza
y clasifica, incorporando todas
ellas, para que se apliquen en
caso
de
ser
necesario,
adicionalmente se identifica el
fenómeno que representan.
O. Marco de Se indica el estado de
referencia en la evaluación de
Referencia
propiedades termodinámicas o
variables de estado y la fuente
de evaluación, y al usar datos
de diferentes fuentes se toman
en cuenta los marcos de
referencia
para
hacer
correcciones en caso de ser
necesario. (NBP, ASHRAE,
IIR, NBS, NIST).
Z. Solución Se identifica claramente la
numérica o metodología que se empleó, la
forma
en
que
opera,
analítica.
simplificaciones, criterios de
convergencia o paso de
integración
justificado
o
número de puntos a discretizar
justificado
el “orden” del
método, etc.
justifica el uso de adecuada.
las mismas.
Se
indica
el
estado
de
referencia en la
evaluación
de
propiedades
termodinámicas o
variables
de
estado y la fuente
de evaluación.
Se indica el
estado
de
referencia en la
evaluación de
propiedades
termodinámicas
o variables de
estado.
Se omite el
estado
de
referencia en
la evaluación
de
propiedades
termodinámic
as o variables
de estado.
Se
identifica
claramente
la
metodología que
se efectuará, la
forma en que
opera,
simplificaciones
Se indica el
nombre
del
método
numérico
o
analítico a usar
y
su
justificación
La
información
sobre
el
algoritmo
usado
se
puede extraer
de la sintaxis
o memorias.
Generalidades sobre algunas rúbricas
En ocasiones resulta difícil generalizar una rúbrica, de tal forma que ésta deberá ampliarse, por
ejemplo en la rúbrica de ecuaciones fundamentales, podría ser conveniente en algunos casos, hacer una
sola rúbrica para cada ecuación fundamental, como pueden ser las siguientes ecuaciones fundamentales
(2):
a) Balance de materia o ecuación de continuidad.
b) Balance de moles o especies químicas.
c) Ecuación de “momentum” o balance de fuerzas.
d) Ecuación de energía.
e) Ecuación de energía mecánica.
f) Ecuación de entropia o balance de entropia.
g) Ecuación de conservación de momento lineal.
h) Ecuación de exergia.
i) Ecuación de emergia.
(Nota: entalpia, entropia, exergia y emergia, son palabras trisilábicas y no se acentúan
ortográficamente)
En el caso de que la rúbrica de ecuaciones fundamentales se presente en forma única, se estará
evaluando la habilidad de armonizarlas o acoplarlas adecuadamente, y en dicho caso se puede incluso
también ampliar en subcategorías como lo hicimos en la lista anterior, o simplemente dejándola tal cual,
esto dependerá de los objetivos de aprendizaje, por ejemplo en un curso avanzado de transferencia de
calor, transferencia de energía o termofluidos, sería suficiente poner una sola rúbrica, pero en cursos
básicos como termodinámica es indispensable separarlas así como en los primeros cursos de diseño.
En la rúbrica relacionada con ecuaciones constitutivas, usualmente se piensa que no es necesaria
la separación de la rúbrica de ecuaciones fundamentales, pero en la evaluación de conocimientos, es
fundamental hacer esta separación, ya que se puede caer en errores severos al proponer modelos
matemáticos equivocados, un ejemplo clásico en mecánica de fluidos es el uso indiscriminado de la
ecuación de Navier-Stokes (3), misma que es una ecuación constitutiva sustituida en una ecuación
fundamental, de tal forma que en ocasiones el alumno no hace la reflexión de preguntarse la reología del
fluido y de no ser Newtoniano, el análisis será incorrecto, otro caso es la ecuación de Langmuir de
transferencia de calor (4), que son ecuaciones constitutivas y correlaciones empíricas acopladas, misma
que en ocasiones lleva al alumno a conclusiones desviadas. Por esta razón debe hacerse una separación
entre estas rúbricas.
En el caso de la técnica Aprendizaje basado en problemas, debido a que el planteamiento se hace
mediante un “escenario”, el cual suele ser “confuso”, será de vital importancia para el alumno, el tener la
rúbrica, ya que será lo que le indicará lo que debe concretar, y el nivel de exigencia en el reporte de dicha
actividad, disminuyendo el estrés, el cual si no se maneja apropiadamente provocaría que el proceso
fallara, siendo entonces la rúbrica la válvula de escape que regula el nivel de estrés en el alumno.
Un ejemplo adicional, al control de estrés en la técnica es el caso de la rúbrica de Marco de
referencia, es que al estar explícito, que debe estar conciente, de que hay deferentes marcos de referencia,
definiciones o criterios al reportar (diferentes fuentes bibliográficas) propiedades termodinámicas o
variables como factores de fricción, alivia en cierta medida, el que al encontrar diferentes referencias y
reportar información proveniente de múltiples fuentes como ocurre en cualquier técnica de
constructivismo, permitirá que el proceso se dé, transparente y con un control de estrés apropiado, sin
generar caos o impotencia.
Conclusión
Es claro que tener un instrumento de evaluación, el cual sea objetivo y transparente, facilitará el
proceso de evaluación, independientemente de la estrategia enseñanza aprendizaje usada en un curso, peor
en el caso de las técnicas de constructivismo, y en particular en el Aprendizaje basado en problemas, las
rúbricas juegan un papel importante en el proceso, dando confianza al profesor, seguridad al alumno y
dando objetividad al proceso y también sería un “tamizador” para la academia que permitirá hacer una
estandarización en los cursos, y son las rúbricas el mecanismo que mejor cumpliría con este punto, dado
que las evaluaciones departamentales e institucionales se realizan sobre conocimientos y habilidades, mas
que en valores y actitudes, es prudente notar que las rúbricas antes mencionadas también cubren puntos de
habilidades, pero se manejan otras más generales (1) para esos propósitos en los cursos mencionados.
Referencias Bibliográficas
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
htt://www.DiscoverySchool.com
Rutherford Aris, Mathematical Modeling Techniques. Dover 1994
Bird, Stewart and Lightfoot, Transport Phenomena, Wiley 2002
José A. Manrique, Transferencia de Calor, Oxford, 2002
Preetha Ram, Problem-Based Learning in Undergraduated Education, Journal of Chemical
Education Vol. 76 No.8 August 1999
(6) José Luis López, “Termodinámica II”, Curso en BB, ITESM Campus Monterrey
(7) Núñez, Ramírez, López. “Taller PBL”, Curso en BB, ITESM, Campus Monterrey