INVESTIGACIÓN DOCENTE

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Supongamos que queremos enseñar a los alumnos un concepto matemático nuevo para ellos, por ejemplo, cómo estimar la variabilidad y el procedimiento para calcular la desviación típica. El método tradicional consiste en enseñar primero a los alumnos el concepto y los procedimientos de la desviación típica y, a continuación, hacerles resolver problemas que requieran el concepto y los procedimientos. Esta secuencia de instrucción seguida de la resolución de problemas suele denominarse instrucción directa (Kirschner et al., 2006). Tenéis algunas entradas dedicadas a este tipo de aproximación pinchando en este enlace.

Un método opuesto es el que invierte la secuencia, es decir, el que involucra a los estudiantes en la resolución de problemas en primer lugar, y sólo entonces les enseña el concepto y los procedimientos. Un enfoque exitoso para la resolución de problemas seguida de instrucción se denomina Fallo Productivo (Chowrira et al., 2019). Con «fallo» nos referimos simplemente a que el alumnado normalmente no será capaz de generar o descubrir por sí mismo la(s) solución(es) deseada(s). Sin embargo, en la medida en que son capaces de utilizar sus conocimientos previos para generar soluciones subóptimas o incluso incorrectas al problema, el proceso puede preparar a los estudiantes para aprender mejor de la instrucción posterior (Schwartz y Martin, 2004).

El Fallo Productivo (FP) es un diseño de aprendizaje que ofrece a los alumnos y alumnas la oportunidad de generar representaciones y soluciones a un problema novedoso sobre un concepto que aún no han aprendido. Solamente después ocurre la consolidación y el ensamblaje de conocimientos, donde reciben instrucción directa sobre el concepto objetivo.

Como los alumnos no han aprendido el concepto, el proceso de resolución de problemas suele conducir al fallo. Por fallo nos referimos a que, aunque los alumnos progresan, normalmente son incapaces de generar o descubrir por sí mismos la(s) solución(es) objetivo completas. Sin embargo, a medida que se esfuerzan por construir soluciones válidas, adquieren una comprensión del desafío, así como su relación con su conocimiento relevante existente, de una manera que los prepara para aprender mejor a posteriori (Loibl et al., 2017; Schwartz y Martin, 2004).

Al alentar a los estudiantes a analizar e intentar resolver problemas relevantes como primer paso para aprender, el fallo productivo aborda dos desafíos de la instrucción directa. En primer lugar, en la instrucción directa, los alumnos a menudo obtienen una comprensión limitada de los conceptos objetivo (lo que se quiere aprender). Esto se debe a que la instrucción utiliza un lenguaje y unas representaciones que les son ajenos. En cambio, el FP permite a los alumnos aplicar sus conocimientos actuales y diferenciar así los conocimientos necesarios. En segundo lugar, la instrucción directa presenta el concepto objetivo como una entidad monolítica, cuyo fundamento los alumnos no suelen comprender (Chi et al., 1988; Schwartz y Bransford, 1998). Al reconocer los requisitos de la solución objetivo durante la fase inicial de resolución de problemas, los estudiantes son más capaces de comprender el fundamento de los procedimientos objetivo (Loibl et al., 2017).

Es importante destacar que no defendemos que cualquier tipo de actividades de resolución de problemas mal diseñadas antes de la instrucción directa sea suficiente. Más bien, proponemos un conjunto eficaz de principios para el diseño de dichas actividades. El proceso de FP se diseña en torno a cuatro principios clave:

1. Activación y diferenciación de los conocimientos previos en relación con lo que se quiere aprender (es decir, comprender qué conocimientos existentes son relevantes, qué logran y cuáles son sus deficiencias).

2. Atención a las características críticas de lo que se quiere aprender (por ejemplo, comprender la idea de que la variabilidad debe tener en cuenta el número de puntos o es una propiedad de la distancia).

3. Explicación y elaboración de estas características, incluidas sus propiedades matemáticas (por ejemplo, para el concepto de variabilidad, la división por N ayuda a controlar el tamaño de la muestra; la resta es una medida de la distancia).

4. Organización y ensamblaje de las características conceptuales críticas en lo que se quiere aprender.

Fases

El FP consta de dos fases principales. Durante la fase inicial de resolución de problemas (o fase de generación), los alumnos tienen la oportunidad de explorar las posibilidades y limitaciones de los distintos enfoques de la solución, que se basan en procedimientos y representaciones familiares que los alumnos ya conocen.

Durante la siguiente fase de consolidación, los estudiantes tienen la oportunidad de ensamblar estas características y actualizarlas basándose en instrucciones explícitas sobre las soluciones típicas que utilizan el conocimiento objetivo que se va a enseñar. Esto nos recuerda al modelo 5E, que ya comentamos en esta entrada.

Como se ha indicado anteriormente, es importante destacar que no todos los fallos son productivos y que no todas las tareas son adecuadas para la exploración. Las siguientes características de diseño apoyan los principios antes mencionados:

1. El contexto de resolución de problemas debe dar cabida a varios enfoques de solución. Los alumnos deben poder progresar en ellos, aunque no los resuelvan por completo. Aunque los estudiantes deben enfrentarse a retos, no deben sentirse frustrados.

2. Estos retos deben invitar a los estudiantes a explicar y elaborar sus conocimientos existentes, así como los requisitos de la tarea.

3. Aunque no se proporcione retroalimentación explícita y externa, los estudiantes deben ser capaces de extraer retroalimentación situacional mediante la evaluación de sus enfoques de solución utilizando su intuición y la interpretación de sus resultados. Esta autoevaluación ayuda a los estudiantes a comprender mejor las propiedades de sus planteamientos. Más tarde, el alumnado debe contrastar sus propias soluciones con el procedimiento objetivo enseñado.

Conclusiones

Dejemos que los alumnos se enfrenten a nuevos conceptos. En nuestra vida cotidiana, la forma más eficaz de aprender es enfrentarse primero a temas nuevos. También en la escuela hay que invitar a los alumnos a explorar nuevos conceptos antes de enseñarles los procedimientos. Esta exploración les ayuda a construir experiencias relevantes con las que más tarde podrán codificar la instrucción: El FP es eficaz en el aprendizaje de nuevos conceptos y tiene efectos sobre el aprendizaje conceptual y la preparación para el aprendizaje futuro. Por ejemplo, ayuda a los alumnos a comprender cómo deben aplicarse determinados conceptos, qué significan y cómo pueden utilizarse para ensamblar ideas más complejas.

Es importante reseñas que no siempre es posible o recomendable el uso del FP para todo tipo de objetivos de aprendizaje. No utilices el FP en todas las lecciones. En su lugar, enfócate a 3-5 conceptos clave y grandes ideas a lo largo de un semestre. Las grandes ideas son aquellas que son fundamentales para múltiples temas, como las proporciones (Koedinger & Roll, 2012, ver esta entrada). Se ha comprobado que el diseño para la FP no requiere una gran revisión del contenido del plan de estudios o del tiempo. Incluso un pequeño cambio antes de las clases de conceptos clave puede tener efectos positivos: Un meta-análisis mostró que el FP funcionaba bien en todos los temas STEM (Loibl et al., 2017; Sinha & Kapur, 2021). Sin embargo, hasta ahora, no se ha encontrado que sea eficaz para las habilidades generales del dominio, y solo hay escasa evidencia para los campos no STEM. Aunque la ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia, se necesita mucha más investigación en habilidades generales y campos no relacionados con las TTEM antes de que podamos hacer una afirmación basada en la evidencia sobre el uso del FP.

El FP es una herramienta eficaz en aulas diversas. Se ha demostrado que funciona con todos los grupos de capacidades siempre que la fidelidad del diseño sea buena. En cuanto a la edad, el meta-análisis muestra mejores efectos en los alumnos de más edad (a partir de secundaria), posiblemente porque tienen mejores habilidades para resolver problemas. Podría decirse que los estudiantes de más edad analizan mejor sus propias soluciones y extraen información de la situación que les permite aprender de sus dificultades. La fidelidad de los estudios de FP con los niños más pequeños también tiende a ser baja. Una vez más, se necesita más investigación en este sentido.

Bibliografía

Chi, M. T. H., Glaser, R., & Farr, M. J. (1988). The nature of expertise. Erlbaum.

Chowrira, S. G., Smith, K. M., Dubois, P. J., & Roll, I. (2019). DIY productive failure: boosting performance in a large undergraduate biology course. NPJ Science of Learning, 4(1), 1-8. https://doi.org/10.1038/s41539-019-0040-6

Loibl, K., & Rummel, N. (2014). Knowing what you don’t know makes failure productive. Learning and Instruction, 34, 74-85. https://doi.org/10.1016/j.learninstruc.2014.08.004

Loibl, K., Roll, I., & Rummel, N. (2017). Towards a theory of when and how problem solving followed by instruction supports learning. Educational Psychology Review, 29(4), 693-715. https://doi.org/10.1007/s10648-016-9379-x

Schwartz, D. L., & Martin, T. (2004). Inventing to prepare for future learning: The hidden efficiency of encouraging original student production in statistics instruction. Cognition and Instruction, 22(2), 129-184. https://doi.org/10.1207/s1532690xci2202_1