La clave del aprendizaje: De observador pasivo a participante activo

El peligro de las clases magistrales es que crean la falsa sensación al profesor de que enseña y la falsa sensación al alumno de que aprende

– Albert Camus

Sentarse pasivamente y tomar apuntes no es la mejor manera de aprender. Y sin embargo el 99% de los profesores todavía siguen este modelo de enseñar.

El sistema tradicional de instrucción se basa en un modelo pasivo, en donde hay una simple transferencia de información del profesor al alumno. El alumno para aprender debe escuchar atentamente una explicación más o menos larga y dada la complejidad de los temas tiende a distraerse, perderse o aburrirse con facilidad.

En este monólogo no hay oportunidades para que el estudiante piense de forma crítica sobre los argumentos que se están presentando. Al contrario, el estudiante entiende que el objetivo de las clases es tomar apuntes para aprobar el examen y la mejor manera de hacerlo es memorizar una serie de fórmulas, hechos y ejemplos aparentemente no interelacionados.

El peligro es que cuando el alumno pasa el examen, el profesor confía en que el alumno ha aprendido el tema y se prosigue con los siguientes capítulos del libro de texto. Pero, en la realidad, el alumno ha memorizado simplemente datos, muchos de los cuáles olvidará y su cerebro no podrá aprovechar para futuras aplicaciones en un trabajo profesional o innovar.

Eric Mazur, un prominente profesor de Física de la Universidad de Harvard, ya descubrió en los 90 que su élite de alumnos estaban memorizando información en vez de aprender a entender la materia.

De hecho, estudiantes de primer curso en Harvard no entendían conceptos tan simples como la segunda Ley de Newton. Los alumnos resolvían fácilmente problemas de física que se habían realizado en clase. Pero, para su sorpresa, si el mismo concepto lo preguntaba de forma diferente, con un problema conceptual que nunca habían visto antes, estos mismos alumnos eran incapaces de ver los elementos en común con el problema que sí sabían resolver.

Como ser humano, primero pensó que la culpa la tenían los alumnos o el libro de texto o incluso el examen. Pero tras realizar serios estudios y pruebas llegó a la dolorosa conclusión de que su forma de enseñar era la causa que hacía que sus alumnos fallaran.

Eric Mazur cambió el enfoque en sus clases y desarrolló un programa interactivo para el aula llamado «Peer Instruction«, mejorando el rendimiento de los estudiantes de forma significativa.

Del mismo modo, David Hestenes, un profesor de la Arizona State University, vio la gran disparidad entre lo que realmente aprendía el alumno en las asignaturas de Física, Matemáticas, Ciencias o  Ingeniería en la escuela y en la universidad, en comparación con las habilidades que necesitaba un científico o matemático en la vida real. Es cierto que raramente te encuentras con un problema para el que existe la fórmula exacta y todos los datos disponibles para calcular el resultado.

David Hestenes decidió dejar de confiar el aprendizaje alrededor de los libros de texto y las clases magistrales, para crear un método interactivo en donde el alumno pasa de ser un observador pasivo a un participante activo.

Su método llamado «Modeling Instruction» llama especialmente la atención por su gran efectividad durante los últimos años en los EEUU tras ser adoptado por importantes centros educativos y universidades. El programa va dirigido especialmente al aprendizaje de las Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas. Su clave de éxito es que los alumnos participan activamente en crear y diseñar sus propios experimentos y averiguan por sí mismos cómo funciona el mundo físico que les rodea.

Imaginemos que queremos que los estudiantes comprendan el siguiente tema:

Principio físico: Segunda Ley de Newton

Objetivo del modelo: Representar el movimiento de un objeto material sometido a una fuerza constante

En vez de explicar el principio teórico de la Ley de Newton, escribir las fórmulas y después ir al laboratorio para realizar experimentos, en el «Modeling instruction» el orden se invierte. El alumno no usa el laboratorio para autentificar la explicación del profesor sino que el alumno construye su propia autoridad. Se definen dos etapas:

1. El profesor presenta un escenario real y los alumnos desarrollan el modelo 

El profesor motiva al estudiante con un escenario simple de su entorno para que lo pueda comprender, por ejemplo, un coche eléctrico que se mueve a una velocidad constante.

Al contrario del modelo tradicional, no se presenta previamente ningún conocimiento teórico del principio que se desea que aprendan. El primer paso es ir al laboratorio y realizar experimentos que nos permitan desarrollar un modelo matemático que explique lo que está pasando.

• Los alumnos colaboran en grupos

Los alumnos colaboran en grupos y entran a razonar que están observando, qué variables intervienen, qué podemos medir, qué podemos cambiar, etc. El profesor mantiene discretamente el control de  la agenda pero sin obstruir la discusión que sucede entre los alumnos, ni actuar como una autoridad o una fuente de conocimiento.

Los alumnos a continuación diseñan su experimento alrededor de las preguntas que han surgido. Deben decidir qué cantidad de datos van registrar, cómo los van a registrar, cómo los van a analizar. No hay un proceso establecido o una receta mágica que deben seguir.

Normalmente recopilan y analizan datos en un ordenador y empiezan a formular la relación funcional entre las variables que intervienen en el funcionamiento del coche eléctrico.

El objetivo principal de la actividad en el laboratorio es que los estudiantes aprendan a relacionar de forma conceptual los fenómenos que ocurren en el mundo real con unas representaciones simbólicas.

El gran beneficio de este sistema es que cada grupo discute los resultados del problema e intenta llegar a un acuerdo sobre la respuesta correcta, con lo que hay una gran cantidad de razonamiento y aprendizaje.  Las representaciones simbólicas y los datos registrados, se deben plasmar en una simple pizarra blanca.

• Los alumnos presentan el resultado de sus experimentos

Tras la fase de experimentación, cada grupo comparte y presenta los resultados de los experimentos con la clase mostrando su pizarra blanca, como si se tratara de una comunidad científica. Como punto diferencial de este sistema se pide siempre elaborar múltiples representaciones de los datos registrados: gráficos, diagramas, tablas, álgebra, etc. Con estas representaciones los alumnos ven el mismo concepto desde diferentes ángulos, expandiendo la manera de pensar de sus cerebros y aprendiendo de forma más profunda.

Durante estas presentaciones, el profesor hace preguntas: ¿Por qué has hecho esto? ¿Cómo sabes esto? La clase también se suma a la interrogación. Cada grupo, por su parte, ha de justificar sus conclusiones y a partir de aquí se inicia un debate sobre los resultados que han obtenido los diferentes grupos.

Al final se llega a un consenso como comunidad para definir cómo funciona el modelo y el principio que están estudiando.

2. El profesor varía el escenario original y los alumnos predicen los nuevos resultados

Tras haber descubierto el principio que explica el escenario original, se resuelven algunos ejercicios teóricos, típicos del libro de texto, para afianzar los conocimientos.

• Los alumnos vuelven al laboratorio

El profesor introduce una serie de nuevas situaciones físicas. La introducción de nuevas variables ayudan al estudiante a entender el modelo más allá del contexto específico en que se desarrolló. En el ejemplo del coche eléctrico podemos preguntar ¿qué ocurre si la velocidad no es constante?, ¿qué sucede si empujamos el coche por detrás? Según lo aprendido ¿dirías que los coches que circulan por la carretera delante del colegio van demasiado deprisa? etc.

Los alumnos vuelven al laboratorio o cuando sea posible montan el experimento fuera del aula: empujamos un coche real y registramos nuevos datos, observamos y grabamos en video los coches que circulan por la carretera, etc. Se busca siempre la ciencia alrededor del centro para que el alumno pueda explorar, modificar y aplicar el modelo a un nuevo escenario concreto. Tras las observaciones, el modelo se modifica para describir, explicar o diseñar el nuevo experimento propuesto.

• Los alumnos predicen los resultados

Un ejercicio adicional del programa es hacer que los alumnos hagan predicciones sobre lo que va ocurrir en un experimento. Las predicciones les ayudan a afianzar conceptos y a entender el porqué de sus errores de una forma visual. Por ejemplo, se les hace predecir el punto exacto en donde dos coches que circulan a distintas velocidades chocarán y explicar porqué ocurrirá aquí.

¿Qué beneficios reportan los profesores que aplican este modelo en el aula? 

• El alumno siente que aprende con un propósito claro. Resuelve problemas reales de su entorno y está más motivado a poner el esfuerzo intelectual que requiere el estudio de estas materias.
• El alumno deja de memorizar fórmulas matemáticas para aprender a razonar de forma lógica. El alumno sabe que una respuesta numérica no es suficiente. Debe esforzarse y construir un modelo para comprender el problema. Ha de experimentar con su grupo en el laboratorio, debe justificar su respuesta en frente de sus otros compañeros y además ha de ser capaz de predecir otros escenarios similares.
• Mejora el grado de retención de conceptos complejos. Los alumnos que argumentan y explican activamente conceptos científicos, son capaces de recordar la información al largo plazo.
• Las matemáticas, la física o la biología se contextualizan con escenarios cercanos al alumno, que de entrada ya puede entender, sentirse menos intimidado y a largo plazo generar mas científicos.
• El alumno empieza a formularse a diario preguntas interesantes y a reconocer la ciencia en todo los que le rodea (deporte, hechos reales, cine, economía, arte, etc.) y aporta nuevos retos al aula, que a su vez despierta la curiosidad y el debate de sus compañeros.

¿Qué dificultades presenta para el profesor un modelo interactivo?

• El ritmo de la clase para el profesor puede ser duro. Cuando el profesor simplemente transfiere información al alumno en el aula, el profesor puede poner el piloto automático. En el caso de «un programa interactivo», cada clase es diferente. En ocasiones hay que improvisar, los alumnos experimentan en direcciones diferentes, tienen diferencias personales entre ellos y no es fácil seguir lo que está haciendo cada grupo para asegurar que se cubren los puntos más importantes. En este aparente caos, sin embargo, es donde el mayor aprendizaje tiene lugar.
• Con un modelo interactivo es difícil cubrir todo el material curricular que viene impuesto al profesor.
• El profesor es un facilitador del aprendizaje y no una fuente de conocimiento y por tanto debe desarrollar buenas prácticas de interrogatorio al estilo del método Socrático. Se hace difícil para el profesor no intervenir y corregir un concepto erróneo a partir del cual van a construir un modelo. Sin embargo, lo que ocurre con frecuencia si se tiene paciencia, es que los alumnos corrigen sus propios errores cuando elaboran sus presentaciones en la pizarra blanca. No es extraño ver cinco soluciones diferentes al mismo problema, todas ellas correctas. La diversidad de pensamiento surge constantemente.
• El alumno también a veces se resiste a este nuevo modelo. La queja principal en la universidad es que han de aprender por ellos mismos, cuando simplemente desean aprobar el examen para obtener el título.  Muchos prefieren escuchar y tomar apuntes ya que tampoco son conscientes de que un sistema pasivo no les prepara para resolver los problemas desconocidos con los que se encontrarán en su vida profesional.
• Este tipo de modelo requiere también un cambio en el modelo de evaluación que se hace al alumno. Se intenta realizar un mínimo de exámenes para cumplir con los requisitos legales. Las pruebas se basan más en el razonamiento científico y en el diseño de un experimento, en vez de enfocarlo en la repetición del contenido de un libro de texto.

¿Qué papel tiene la tecnología dentro del aula en este modelo de instrucción?

Básicamente la tecnología en el aula se utiliza para permitir la exploración en vez de simplemente dispensar información científica:

1) La tecnología hace más fácil presentar un escenario real a los alumnos, el cual sería difícil de reproducir en el aula. Por ejemplo, un video en YouTube de un coche saltando por una rampa, una toma en Google Earth o introducir un juego como MineCraft para cuestionarnos principios físicos.

2) La tecnología permite a los alumnos grabar videos para observar y registrar datos y realizar cálculos numéricos. También permite documentar a posteriori los experimentos realizados y los conceptos aprendidos vía blogs, sitios webs y presentaciones y compartirlos con otros centros y docentes.

Algunos recursos a consultar y aprovechar para tus clases:

Para conocer más a fondo este modelo de aprendizaje, puedes leer el libro «Tutoría Entre Iguales: De La Teoría A La Práctica: Un método de aprendizaje cooperativo para la diversidad en secundaria»

También numerosos profesores publican contenido gratuito y videos para usar en el aula que invitan al razonamiento y no a la simple memorización de conceptos:

• Escenarios matemáticos por Dan Meyer
• Frank Noschese y el Modelling Instruction
• Errores en física
• Peer instruction: Manual de Instrucción por Eric Mazur
• PuntMat

Incorporar un modelo interactivo en el aula puede parecer difícil pero podemos cambiar ciertos aspectos para un aprendizaje más interactivo.

Pregúntate ¿estoy hablando yo todo el rato? Si hago una pregunta y la respuesta es incorrecta, ¿les corrijo de inmediato? ¿Descubren los errores por sí solos? ¿Hago preguntas que generan debate? ¿Puedo hacerles razonar más en grupo para que aprendan unos de otros y  se aproveche la diversidad de capacidades?

¿Utilizas ya el aprendizaje entre iguales o un modelo interactivo? Déjame tu experiencia en comentarios para poder todos aprender.