Estrategias didácticas

El sistema Lidermind® para el aprendizaje de la ciencia experimental utiliza diferentes estrategias, principios y técnicas didácticas; entre ellas el Aprendizaje Basado en Problemas. Por sus siglas en inglés: PBL (Problem Based Learning)


Los primeros PBL fueron desarrollados en medicina, hoy en día encontramos una amplia gama de aplicaciones, pero no todas son experimentales. En el sistema Lidermind nos centramos en los modelos y problemas experimentales; no solamente en ciencias naturales, sino en matemáticas y en otras disciplinas, incluido el arte.


 

El PBL es una estrategia didáctica integral. Es un nuevo paradigma, muy diferente al Aprendizaje Basado en Contenidos.


¿Qué tipo de problemas?

    1.Problemas reales, contextualizados al ambiente del alumno que vive en un mundo globalizado.

    2.Problemas que involucran el uso y desarrollo de instrumentos y modelos experimentales (físicos y virtuales).

    3.Según sus objetivos: problemas científicos para explicar y predecir, problemas tecnológicos con objetivos pragmáticos y problemas ciudadanos para tomar decisiones.

    4.Según su objeto de estudio involucra diferentes actividades: puede ser un modelo, un instrumento de medición o un problema en sí, con un escenario definido que requiere instrumentos y modelos para su resolución.


Ejemplo de actividades

    I.Instrumento: balanza “construcción y características de un instrumento básico”

    II.Problema: “decidir la compra de papel bond para imprimir”

    III.Modelo: músculo bíceps “construido con balanzas”


¿Qué se busca?

Sensibilizar al docente en la necesidad de un cambio de paradigma educativo, para que aprenda a:

  1. I.    Utilizar las TIC en el aula.

  2. II.   Construir modelos sobre el mundo real; modelos que sean manipulables, haciendo las suposiciones y estimaciones necesarias.

  3. III.  Dirigir el desarrollo de sus alumnos en:

  4. Pensamiento crítico

  5. Habilidad en la resolución de problemas

  6. Estrategias de aprendizaje autodirigidas

  7. Aprendizaje colaborativo

Evaluar al docente, en unos objetivos de aprendizaje diferentes a los objetivos programáticos, donde el proceso es más importante que la solución.


¿Pero cómo se logra este desarrollo? Lo primero es involucrar al profesor en el problema (ver emociones más adelante) y aplicar el enfoque de sistemas.


Enfoque de sistemas

Como proceso, es un enfoque de sistemas; que incluye la integración de conocimientos, habilidades, destrezas, actitudes y materias curriculares aplicables a un problema específico.

Un problema es la unidad estructural de un PBL. El punto de partida es el escenario.


Escenario del problema

El escenario fija el contexto del problema; incluso puede asignar roles diferentes a los estudiantes (por ej. tu perteneces a un equipo de investigación criminal CSI, ver crimenADN). Para diseñar el escenario, se requieren unos objetivos de aprendizaje concretos.


Objetivos de aprendizaje

Son diferentes a los objetivos programáticos. En un PBL el proceso es más importante que la solución; los alumnos deberán demostrar al final del módulo, que son competentes en el proceso y en la resolución del problema. Además deberán convencer, no solamente al profesor, si no al salón completo, con argumentos teóricos y experimentales sólidos.

Los objetivos de aprendizaje no solamente deben ser concretos, deben ser alcanzables y evaluables. Es fundamental mencionar, que el sistema de evaluación debe ser totalmente coherente con estos objetivos.


Guía para el docente

El diseñador de un PBL prepara una guía para que el docente pueda guiar a su vez (a sus alumnos). En especial debe contener los detalles finos, las preguntas que debe hacer, las respuestas a una amplia gama de alternativas, los posibles caminos a seguir…


Detonadores de continuidad

Pequeñas cápsulas informativas para los alumnos, con preguntas que indiquen un posible camino a seguir. Son indicios, especialmente útiles cuando los equipos se encuentran atascados.


Etapas múltiples

Por lo general, para que los equipos vayan avanzando, es conveniente dividir el problema en diferentes etapas. De esta forma se logran metas parciales y se mantiene la emoción, además de guiarlos para que se cumplan los objetivos de aprendizaje.

Los alumnos deben justificar sus decisiones y conclusiones. Si el problema es de etapas múltiples, incita a los estudiantes a investigar de manera profunda las suposiciones que hagan en un caso real (ver complejidad)


Complejidad en problemas

Los PBL están diseñados para resaltar principios fundamentales de manera clara. Con este propósito, la complejidad significa dos cosas:

    1.Los alumnos aprenden cómo hacer simplificaciones y construir modelos sobre el mundo real; modelos que sean manipulables, haciendo las suposiciones y estimaciones necesarias.

    2.Los problemas están contextualizados; esto significa que se pueden obtener consecuencias reales al manipular estos modelos. Es importante recalcar, que los experimentos se montan sobre los modelos.


Modelos conceptuales, físicos y virtuales

Los alquimistas modernos encontraron la forma de transformar objetos en representaciones (en lugar de transformar plomo en oro). Hoy en día, el 70% de la riqueza mundial proviene de esos modelos.

Un modelo es la representación de un objeto, de una idea o de un proceso.

Los modelos constituyen la base de la ciencia moderna. Nos ayudan a comprender el mundo natural, es importante recalcar que no se busca una copia de la realidad. El objetivo de los modelos es que sean útiles; mientras más simples, más útiles. Nos ayudan a conectar la teoría con los hechos, a enlazar lo abstracto con lo concreto.

Pero, ¿cómo juzgamos un modelo? La única forma de juzgar, es la contrastación experimental. Un modelo que no concuerda con los hechos, se debe modificar o desechar.

Y ¿cómo medimos las variables en nuestros experimentos? Aquí es donde entran en juego los instrumentos de medición, por eso el Sistema Lidermind se basa en modelos e instrumentos.


Instrumentos de medición

El Sistema Lidermind utiliza instrumentos para el aprendizaje de la ciencia, porque… las explicaciones y predicciones de cómo funciona la naturaleza las encontramos en los modelos micro, pero no podemos medir individualmente, ni seguir la trayectoria de cada molécula. La parte experimental la tenemos que hacer en el mundo macro, con nuestros instrumentos de medición; donde la simplicidad es la esencia.


Modelo microscópico

El modelo micro es simple, pero poderoso; podemos explicar y predecir gran cantidad de fenómenos naturales. Por ejemplo, el modelo micro nos dice que la materia está formada por pequeñas partículas (que llamamos átomos) en movimiento perpetuo; eso significa que si dejamos un frasco cerrado con aire en su interior y abrimos ese frasco cien años después ¿encontraremos el aire apilado en el fondo del frasco? no, pero nadie se había percatado de este “hecho”


Hechos vs ideas

Los hechos no hablan por si mismos, pueden haber estado allí durante mucho tiempo y no fueron vistos. Pero cuando aparece una idea, (y su representación que es el modelo), entonces, de repente, aparecen los hechos confirmando el modelo. Hechos que a posteriori parecen obvios.


Conceptos macro

Se comprende mejor con un ejemplo. La “presión” es un concepto macro difícil de comprender, pero si regresamos al movimiento perpetuo de nuestro modelo micro, resulta simple que ese movimiento implica choques continuos. Choques tan numerosos que a nivel macro nos dan la idea de continuidad. Podemos construir, un modelo virtual para visualizarlo,

ver simulador.


Paradigma nuevo

Para diseñar y construir estos nuevos modelos, se necesita un cambio de paradigma. No podemos crear cosas nuevas con métodos viejos.

Un paradigma es una forma de hacer las cosas... o de verlas. En el mundo educativo, el PBL es un nuevo paradigma.


Emociones, acción

En el escenario, se crea una atmósfera de misterio que incita al alumno a formularse nuevas preguntas; es un reto individual y colectivo al mismo tiempo.

Pensemos por un momento en las características de otros ámbitos: ¿qué tienen los juegos de vídeo, o algunos deportes, que enganchan a los adolescentes, como si fueran drogas adictivas?

Si logramos, aunque sea una pequeña parte de esas emociones, se desatará una reacción en cadena (un círculo virtuoso) que desembocará en el tipo de aprendizaje para la vida que tanto buscamos.


Aprendizaje colaborativo

Pertenecer a un grupo es una necesidad primaria de todo adolescente; este es el anclaje que requerimos para buscar el desarrollo de habilidades sociales en conjunción con los valores y actitudes personales vinculadas a las emociones y sentimientos que queremos promover.


Autoevaluación y coevaluación

La habilidad para monitorear el progreso personal es esencial para el desarrollo de una vida de autoaprendizaje (léase inteligencia intrapersonal). La habilidad de retroalimentar a los compañeros del equipo (coevaluación) de manera pertinente, desarrolla la inteligencia interpersonal. Estas inteligencias, fundamentales para la vida y el trabajo, han sido poco desarrolladas en la escuela tradicional.


Problemas abiertos

Si el problema tiene una solución única cerrada, los alumnos se enfocan solamente a encontrar esa solución. Si el problema presenta soluciones múltiples, permite que se explore desde diferentes puntos de vista; de esta forma, el proceso se vuelve más importante que la solución (ver objetivos de aprendizaje). Esto permite el desarrollo creativo.


Recursos físicos y virtuales

Aquí se incluyen todos los materiales físicos y virtuales necesarios, excepto aquellos que los alumnos deben buscar y obtener por si mismos acordes a los objetivos de aprendizaje. En cada PBL la situación es diferente, pero en términos generales, los factores son:

       •Tiempo dedicado a conseguir un material: si para los alumnos es difícil conseguir un material, ya sea físico, virtual, información… debemos suministrarlo. Una de las causas principales de fracaso en los proyectos escolares, es que los proyectos se mueren porque los alumnos no consiguen alguna parte, o le dedican tiempo excesivo a conseguirla.

    •  Dinero excesivo: si para los alumnos es caro (según el contexto de esos alumnos específicos) conseguir un material, ya sea físico, virtual, información… debemos suministrarlo.

    •Problema demasiado abierto: es común en los proyectos escolares, que se le pida a los alumnos un esquema tan abierto que no sepan por donde empezar. Esta es otra de las causas de fracaso en los proyectos escolares. El diseño de PBL con etapas múltiples debe permitir que los equipos vayan evolucionando paso a paso. Debemos suministrar los recursos necesarios en cada etapa.


Cambio de roles

En un PBL los roles de profesores y alumnos cambian. Los estudiantes asumen una mayor responsabilidad por su aprendizaje, esto los motiva y mejora su autoestima, creando las bases para el autoaprendizaje como una forma de vida. Los docentes, en cambio, suministran recursos, hacen sugerencias y fijan las reglas de juego; se vuelven tutores, evaluadores y guías.


Resultados, emprendedores

Los estudiantes involucrados en PBL adquieren conocimientos y se vuelven diestros en resolver problemas, en dirigir su propio aprendizaje y en participar en equipos de trabajo. Estas son precisamente las características de un emprendedor con éxito, y también lo que buscan los empleadores; los mejores sueldos se pagan a ese tipo de personas, no por arte de magia, se les paga mejor porque producen resultados en el mundo real.

 

Modelo físico

conducción eléctrica

Instrumentos de medición

espectrómetro

Termómetro de gases calibración

Péndulo electrostático

Celda electrolítica

Detalle instrumento

balanza

Detalle presión en líquidos