MEJORAR LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE A TRAVÉS DE LA FÍSICA

by Dam Willy Sifuentes García

Madrid, 19 de octubre de 2018

El premio Nobel de Física y profesor del Departamento de Estudios de Física en la Universidad de Stanford, Carl E. Wieman, compartió cómo el razonamiento y el feedback” favorecen al conocimiento en las aulas. La conferencia Teaching Students to Think Like Physicists tuvo lugar en la Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad Complutense de Madrid el pasado 18 de octubre y contó con la colaboración de La Real Sociedad Española de Física y la Fundación Ramón Aceres.

 

El profesor Wieman argumentó que el principal problema en el aprendizaje es la ausencia de comparabilidad entre los métodos de enseñanza alternativos y las técnicas actualmente establecidas, en las que el profesor explica y el alumno presta atención: “La clave en la ciencia es que tienes que contar con grupos de control y comparar dos formas diferentes de llevar a cabo un procedimiento”, afirmó el profesor. Además, puntualizó que durante muchos siglos, la medicina albergaba soluciones a enfermedades que carecían de cuestionamiento alguno al no existir una perspectiva diferente de cómo tratarlas y que la llegada de la ciencia a este ámbito la revolucionó por completo.

“¿Por qué después de varios años de aprendizaje, los estudiantes graduados en Física vienen a mi laboratorio y no saben hacer Física?”, con esta pregunta planteada hacia sí mismo 30 años atrás, el profesor Wieman daba inicio a su ponencia. Wieman se acercó a dicha cuestión desde una perspectiva científica.

Por ello, en 2011 puso en marcha una investigación para analizar el sistema de enseñanza y aprendizaje en Física a través de una serie de métodos experimentales. El más llamativo consistía en el estudio de dos aulas con aproximadamente 250 alumnos que asistían a clases introductorias del primer año de carrera. La única diferencia residía en el profesorado: una de ellas era impartida por profesores con experiencia en el método tradicional; mientras que la otra, por nuevos doctores en Física entrenados en el aprendizaje científico, relató.

Los resultados obtenidos mostraron la mejoría de la nota media en 3,88 puntos (de 4,95 a 8,83, sobre 12) y el incremento del índice de asistencia de los alumnos de un 50% a un 95% con el nuevo método empleado, además el 90% de los estudiantes se situó conforme con este tipo de enseñanza en comparación al 4% en contra. En palabras del profesor Wieman: “Este nuevo método científico beneficia la forma en la que el cerebro humano aprende conocimientos”.

Prof. Carl Weiman (izquierda), D. José Adolfo de Azcarraga (centro), D. Ángel Gómez Nicola (derecha) (FOTO: Paolo Chinchayhuara Portales)

Principios básicos de aprendizaje: La implementación del método experimental

El diseño de este método cuenta con previas lecturas a las clases presenciales por parte de los alumnos, seguido de lo que el profesor Wieman denomina “respuesta y razonamiento” que consta de tres etapas: planteamiento de cuestiones a resolver en el aula, intercambio de ideas entre estudiantes y explicación del razonamiento de la cuestión por parte del docente. Siendo piezas fundamentales los objetivos claros que se quieran conseguir y el intercambio de pensamientos, el “feedback”.

Desde su punto de vista, el “feedback” desencadena un proceso cognitivo único que fomenta el conocimiento, lo que resulta más eficiente y evita que el individuo se estanque sin respuesta. Sobre la cuestión de si este método garantizaba que los miembros de un grupo colaborasen por igual, el profesor sugirió que la distribución de tareas debe ser específica, tanto individual como conjuntamente, y que deben establecerse unas normas de comportamiento específicas para que exista una gran probabilidad de que funcione.

“¿Qué es lo realmente especial en la forma de pensar de un físico que queremos que los estudiantes aprendan? Se trata de las decisiones”, aseguró Wieman. Las decisiones que una persona tomaría a la hora de resolver un problema, ya sea de Física, Biología o Química. Estas decisiones permiten la elección entre conceptos y modelos que sean aplicables a una determinada circunstancia, analizar los aspectos claves, prestar atención a la información relevante y hallar lo necesario para poder resolverla. Aunque el hallazgo de la solución podría suponer el final, no lo es, y es aquí donde radica el carácter científico: la comprobación es imprescindible.

Carl Wieman también aseguró que las decisiones forman parte intrínseca de la experiencia disciplinaria del experto y de la motivación del estudiante, ya que ambos sujetos necesitan elegir. El primero en cuanto a la información y el proceso que necesitará para llevar a cabo su profesión, y el segundo en cuanto al contexto y el impulso de problemas que encuentra notables para su posterior resolución. El físico llegó a criticar ejercicios científicos “artificiales” normalmente planteados en clase, que en ocasiones resultan innecesarios para los alumnos dado que no son aplicables en el día a día: “Tienes que ir por delante y decir no, no debería destinar tanto tiempo en estos problemas sino a otros reales”.         

Requisitos fundamentales y principales restricciones biológicas

En opinión del premio Nobel, el tiempo es el requisito indispensable que toda persona necesita para poder alcanzar nuevas técnicas: “Desarrollar estas técnicas supone miles de horas de intensa práctica para los estudiantes”. A pesar de ello, este aspecto no es un impedimento para que el aprendizaje científico no sea sustancialmente más eficiente que el tradicional. El estudiante debe buscar nuevas estrategias que le acerquen a sus objetivos, como el conocimiento fáctico, contar con una infraestructura de organización mental o una capacidad de monitorear su propio pensamiento y aprendizaje.

Asimismo, aseguró que esta exigencia indispensable se basa fundamentalmente en el aspecto biológico del cerebro. Al igual que nuestros músculos, el cerebro se puede entrenar en un sentido de adaptabilidad y reconexión: “Un extenuante y prolongado esfuerzo mental del cerebro produce nuevas conexiones, nuevas neuronas; por lo que la experiencia yace en el mismo”, continuó.

Sin embargo, también existe una serie de restricciones, puesto que la memoria funcional tiene un límite de aprendizaje con una capacidad de retención de 5 a 7 nuevos conceptos en un plazo corto asignado: “Al igual que en una memoria RAM, cualquier información adicional en el cerebro humano reduce la capacidad de procesamiento y aprendizaje”. Por lo que el uso de jergas, argots, paréntesis o bromas por parte del profesorado “dañan el conocimiento”. La solución que propone para frenar interferencias causadas por este aspecto es “comparar lo que se aprende con lo aprendido, buscar diferencias y similitudes”.

El nuevo método de enseñanza y aprendizaje que el profesor Wieman planteó en la conferencia se aplica principalmente al ámbito científico, en asignaturas como Física, Matemáticas o Química. Es por esta razón que frente a la pregunta realizada por Infoactualidad sobre si técnicas inmersivas como la realidad virtual tendrían cabida en el mismo, el premio Nobel aseguró que en Física no lo sería del todo pero quizá sí en alguna otra disciplina, remarcando el hecho de que nos cuestionemos cómo estas tecnologías podrían mejorar la forma de aprender.

Prof. Carl Wieman exponiendo los resultados de sus investigaciones (FOTO: Paolo Chinchayhuara Portales)

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