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miércoles, 19 de octubre de 2016

Aprendiendo más con menos clases magistrales 1.¿Qué maneras de enseñar funcionan mejor y producen más aprendizaje?



El titulo de esta entrada fue inspirado por  “Teaching more by lecturing less”  el excelente artículo publicado en 2005 por Jenny Knight y Bill Wood  y que según Google scholar ha sido citado al menos 555 veces en subsecuentes publicaciones. Los autores de este artículo demuestran que se puede introducir aprendizaje activo y evaluación formativa en las clases universitarias de biología y que al hacerlo se obtienen niveles de aprendizaje que cómo se puede comprobar en las curvas de calificaciones obtenidas son significativamente mayores a las obtenidas con los métodos de enseñanza tradicionales.

Figura 1. Histograma de las distribuciones de calificaciones obtenidas por los alumnos en porcentaje sobre la máxima nota posible en una  asignatura en un grupo de alumnos enseñados al modo tradicional (F'03 Azul) y otro en el que se aplicó una metodología más activa e interactiva (S'04 Rojo).




 Los autores además, comprobaron la reproducibilidad de sus hallazgos repitiendo su experiencia de comparación en otro semestre y obtuvieron de nuevo una mejora significativa en mejor comprensión conceptual en la asignatura impartida de manera activa que en la asignatura impartida de modo tradicional. Bill Wood nos lo cuenta con mucha calma (se le entiende muy bien) en el siguiente vídeo.



Este trabajo demuestra que la enseñanza activa produce mucho más aprendizaje que la tradicional y que por tanto los profesores decentes preocupados por el aprendizaje de nuestros alumnos deberíamos esforzarnos un poco más por abandonar la cómoda metodología de enseñanza tradicional, para así lograr que nuestros alumnos aprendiesen más y mejor. Eso haríamos como seres racionales que somos, si el aprendizaje de nuestros alumnos nos importase más que lo que nos importa nuestra propia comodidad. Sin embargo, parece que nuestro egoísmo y nuestro deseo de comodidad, hacen que el orden de prioridades sea el opuesto, primero nuestra comodidad y después en último lugar el aprendizaje de nuestros alumnos.

 Si nuestras instituciones nos exigiesen que utilizásemos para enseñar los métodos más eficaces y respaldados como mejores prácticas docentes por la bibliografía especializada en lugar de repetir una y otra vez lo que nos dicta la tradición y la comodidad personal, tal vez al fin cambiaríamos a regañadientes forzados por las circunstancias y así ocurre en instituciones donde la dirección respalda e impulsa el uso de las mejores prácticas docentes. Sin embargo, ni siquiera es probable que esto ocurra en España pues nuestras instituciones de enseñanza parecen tener otras prioridades más importantes  y urgentes que mejorar el aprendizaje de sus alumnos.

El resultado de todo ello es que año tras año los profesores se resisten con gran éxito  a enseñar según los dictados de la evidencia publicada en la literatura sobre enseñanza universitaria. Por ello, en esta entrada vamos a dar marcha atrás en el tiempo para mostrar en un orden cronológico algunas de las evidencias de la ineficacia  de la metodología tradicionalmente empleada en la educación universitaria para producir aprendizaje y de como esta falta de eficacia podría ser solucionada incorporando metodologías alternativas de enseñanza-aprendizaje como el aprendizaje activo, el aprendizaje inductivo y el aprendizaje inverso o flipped learning.

¿Qué maneras de  enseñar funcionan mejor y producen más aprendizaje?
Un viaje en el tiempo a los primeros trabajos que compararon el aprendizaje tradicional con el Aprendizaje activo

Hestenes fue un pionero en el campo de comparar la eficacia de distintas metodologías de enseñanza y para ello utilizó dos herramientas conceptuales muy interesantes:1) los inventarios conceptuales y 2) las ganancias en comprensión conceptual. Usó un cuestionario de preguntas MCQ (multiple cohice questionnaire) antes de la instrucción mediante una asignatura de física para así conocer el nivel de partida de sus alumnos en cuanto a su comprensión de las leyes físicas del movimiento. La medida de la comprensión conceptual de la física por los alumnos se obtenía mediante conjuntos de concept tests en los que los alumnos debían transferir su comprensión  de las leyes físicas, a la predicción de lo que ocurriría en nuevas situaciones hipotéticas. Así se obtenía el nivel previo de partida o pretest de cada alumno.

 Después del periodo de aprendizaje de la física en la asignatura volvió a pedirles a sus alumnos que por sorpresa contestasen al mismo cuestionario (posttest) para medir la ganancia de aprendizaje en cada alumno y en cada clase restado al resultado del posttest el del pretest  y así poder comparar rigurosamente los efectos de diversas metodologías de aprendizaje sobre la ganancia de nivel de comprensión conceptual de alumnos individuales y de la clase entera como grupo.

Así mediante la realización de una prueba diagnostica inicial se establecían los niveles de comprensión de partida de cada alumno (pretest). Tras someter a grupos experimentales y control a distintos tipos de instrucción por ejemplo tradicional pasiva versus otra metodología alternativa como son los métodos de implicación activa (que es el término con el que los físicos se refieren a lo que en otras disciplinas se denomina aprendizaje activo). De este modo se compararon las ganancias medias del aprendizaje restando a las puntuaciones obtenidas tras la instrucción, las puntuaciones de partida (posttest -pretest) en las clases de alumnos sometidas a los distintos tipos de enseñanza.

Estas comparaciones se realizaron entre miles de estudiantes (más de 6000) de decenas de clases (más de 60) en los niveles de high school, college y universidad. Estas comparaciones demostraron inequívocamente la superior eficacia de los métodos activos de enseñanza de la física (interactive engagement) sobre los métodos pasivos tradicionales. La eficacia superior de los métodos activos se demostró en los tres niveles formativos estudiados (high school, college, universidad).

En la siguiente figura las coordenadas de cada símbolo representan por un lado el nivel medio de comprensión conceptual de partida de un grupo de alumnos o clase (en el eje X) y por otro la ganancia de aprendizaje adquirida en la asignatura representada en el eje Y). Esta ganancia se obtenía comparando los niveles de comprensión medios obtenidos tras la impartición de cada asignatura con los obtenidos previamente en la evaluación diagnóstica realizada antes de impartir la asignatura Los datos de las asignaturas en las que se usaron metodologías tradicionales están representados por símbolos coloreados de albero y los de las asignaturas en las que se empleó aprendizaje  activo (interactive engagement) por símbolos de color blanco.



Al examinar los datos representados en la gráfica no hace falta ser de ciencias para darse cuenta de la neta superioridad de las metodologías activas en todos los niveles educativos estudiados. Sin embargo, parece muchos de los profesores universitarios de física no se dan por aludidos (¿no será por que los profesores de física casi nunca leen revistas sobre educación en física?). Lamentablemente, la respuesta es que posiblemente esa sea la razón.

Estos estudios demostraron que las asignaturas activas producen una ganancia del 48% con respecto a la máxima ganancia posible mientras que las metodologías tradicionales producen una ganancia del 23%. La diferencia entre ambas ganancias es del 25%. La conclusión es clara, el alumno medio aprende más del doble de física en una asignatura con aprendizaje activo, que en otra que emplea metodología tradicional.

Estos estudios demostraron hace décadas que los métodos de aprendizaje activo producen ganancias de aprendizaje en pruebas estandarizadas (como los force concept inventory) que doblan las obtenidas por metodologías tradicionales (Hake, Hestenes). Estos estudios despejaron toda duda razonable acerca de la superioridad de los resultados de aprendizaje conseguidos con las metodologías activas sobre los pobres resultados obtenidos con las metodologías pasivas tradicionales. Sin embargo, durante décadas la inmensa mayoría del profesorado siguió haciendo lo mismo (lo que le daba la gana) y eso significa que siguieron utilizando las ineficaces metodologías tradicionales pese a la evidencia científica publicada en contra de ellas.

La evidencia acerca de la eficacia del aprendizaje activo fue revisada por Prince en su artículo publicado en 2005 Does active learning work? A review of the research.  Este artículo también tuvo un considerable impacto pues ha sido citado mas de 2.802 veces según Google Scholar. Sin embargo, ni siquiera la evidencia científica más convincente, es capaz de ablandar la marmorea caradura de los profesores más comodones y contrarrestar el peso de la inercia y la comodidad de seguir haciendo siempre lo mismo.  Pese a estas evidencias que señalan claramente la necesidad de cambiar nuestras metodologías parece que muchos profesores de física (y de otras disciplinas) prefieren mirar para otro lado y seguir con su cómoda metodología tradicional.

En 2014 Freeman,   publicó en Procedings of the National Academy of Sciences, un metaanálisis  que comparaba los resultados de 125 estudios de comparación de resultados entre metodologías activas y tradicionales en la enseñanza de asignaturas universitarias  de ciencias, matemáticas, ingenierías  y tecnologías. Este meta análisis demostró que la implementación de métodos activos se asocia a mejoras  medias de una magnitud cercana a 0,5 desviaciones estándar con respecto a las calificaciones medias obtenidas en las mismas asignaturas con metodologías  tradicionales. Esto supone que el alumno mediana (percentil 50) con aprendizaje activo obtiene el mismo nivel de aprendizaje que el alumno del percentil 68 don la metodología tradicional. Esta mejora se observo repetidamente en 158 asignaturas de distintas disciplinas del campo de las ciencias,tecnologías, matemáticas e ingenierías (STEM).

Esta mejora en porcentaje de calificaciones  no es debida a un aumento de abandonos de los alumnos con menor nivel de conocimientos cuando se usa al aprendizaje activo. Esto es algo que me suelen preguntar en los cursos algunos profesores  (muy en el papel de abogado del diablo) que intentan encontrar un resquicio con el que mantener su incredulidad y así poder justificar su cómodo inmovilismo.  A estos profesores les contesto que el porcentaje medio de  los alumnos que fracasaron (suspenden o no se presentan) no sólo no aumentó con el aprendizaje activo  sino que se redujo desde un 32% a un 21%, una disminución del 11 % que representa una disminución de un tercio con respecto a los niveles fracaso de de partida del 32% .

Si  después de conocer este estudio seguimos utilizando las metodologías tradicionales, no será por falta de evidencia publicada que demuestre su eficacia sino porque tenemos la cara muy dura y no nos da la gana cambiar a metodologías de enseñanza que si son mucho  más eficaces pero nos harían trabajar más y eso no nos gusta nada.

El éxito de las pedagogías de fomento del estudio previo en los años noventa 

En los noventa las pedagogías activas e inductivas de segunda generación (Just in time teaching, Peer instruction, Team based learning) combinaron elementos diversos como el  trabajo en equipo, el estudio previo y la evaluación adelantada con el fin de mejorar los resultados de aprendizaje. Estas metodologías de aprendizaje inverso inducían en los alumnos el estudio previo a las clases y en las clases usaban ejercicios de aprendizaje activo e inductivo. Estas técnicas (que entran dentro del concepto de lo que años después  se denominó flipped learning) sirvieron para obtener mejoras significativas en las ganancias de aprendizaje y en las calificaciones obtenidas en los exámenes de evaluación del aprendizaje (Mazur).

 Eric Mazur profesor de Física de la Universidad de Harvard descubrió que con la metodología tradicional la mayor parte de los alumnos aprendían a superar los exámenes de evaluación sin comprender las leyes de la física.  Dado que la metodología tradicional no servia para que sus alumnos comprendieran, el profesor Mazur, en una muestra de encomiable honestidad intelectual decidió cambiar su metodología de enseñanza entregando la información a sus alumnos para que la estudiasen y así poder dedicar el tiempo de clase a discutir las justificaciones de las distintas respuestas a preguntas en las que los alumnos tenían que aplicar las leyes de la física y predecir que ocurriría poniendo de este modo a prueba su comprensión  de las leyes de la física. Mediante el uso de este método innovador las ganancias de aprendizaje de sus alumnos se duplicaron y  tras mejorar su técnica combinando la con el just in time teaching hasta se triplicaron con respecto a las que sus alumnos  lograban anteriormente cuando él mismo les enseñaba siguiendo la metodología tradicional de enseñanza de la Física. 


Resultados similares de mejoras muy notables con respecto a los niveles de aprendizaje logrados con metodología tradicional fueron obtenidos por otros autores utilizando distintas metodologías de fomento del estudio previo como el Just in time teaching (Novak) y el team based learning (Michaelsen).

Metodologías activas versus profesores magistrales estrellas 

Eric Mazur ya había mostrado que los mejores profesores tradicionales  (premiados de Harvard) sólo consiguen mejorar ligeramente los resultados  de ganancias de aprendizaje de sus alumnos 20-25% (y eso con alumnos selectos como los de Harvard). Muchos profesores que querían justificar su empeño en seguir usando el método tradicional se justificaban en que la clase magistral no era u mal método sino que pocos profesores lo hacían bien. De este modo el problema no seria el método magistral sino su mala implementación por los profesores. Deslauriers diseñó un estudio para poner a prueba esta hipótesis  (que fue publicado en la prestigiosa revista Science en 2011).

El diseño del estudio usaba como control a un profesor estrella que enseñaba mediante metodología tradicional, frente a un profesor novato que utilizaba metodologías activas de eficacia previamente demostrada en la literatura.El David posdoctoral venció al profesor magistral pues los alumnos aprendieron el doble cuando recibieron las clases del posdoctoral que usaba métodos innovadores que cuando recibieron clases magistrales del profesor estrella.

Este estudio dejo bien claro la clase magistral incluso cuando era impartida por un experto y bien valorado profesor lograba unas ganancias de aprendizaje muy inferiores a una enseñanza mas interactiva impartida por un posdoctoral (sin experiencia como docente senior), pero que enseñaba usando metodologías cuya eficacia pedagógica había sido demostrada por investigaciones anteriores. El resultado de esta confrontación legendaria fue que David venció a Goliat por goleada. Sin embargo, ni siquiera esta pedrada científica en la frente ha sido capaz de noquear a los docentes magistrales que demuestran así tener una dureza del hueso frontal que supera a las del bíblico gigante filisteo.

Además, das diferencias en las puntuaciones obtenidas en pruebas de evaluación del aprendizaje fueron abrumadoras, más de dos desviaciones estándar de diferencia a favor de la metodología innovadora aplicada por el profesor inexperto con respecto al aprendizaje obtenido con el laureado profesor magistral. El laureado experto magistral hizo el ridículo. La figura que muestra los resultados de esta comparación se reproduce aquí.
En los países anglosajones el aprendizaje activo o inverso es  practicado por una minoría creciente de profesores universitarios que va camino de convertirse en la corriente principal en la próxima década. Sin embargo, son pocos  los profesores universitarios españoles que aplican esta metodologías de enseñanza más eficaces. La gran mayoría no lo hacen y su excusa preferida es que estas metodologías que funcionan con alumnos anglosajones no funcionarán con los alumnos españoles o por lo menos con los suyos.  En la entrada Aprendiendo mas con menos clases magistrales 2 ¿Funcionarán las metodologías activas, inductivas e inversas en nuestro país? refutamos con nuestros datos esos esos argumentos agoreros que vaticinan que el aprendizaje activo no funcionará con alumnos españoles.

Nuestra experiencia con más de dos mil alumnos y más de mil profesores españoles  que han sido nuestros alumnos en asignaturas universitarias y talleres de formación del profesorado universitario en los que hemos utilizado metodología inversa es que en el fondo es mucho más difícil  convencer de la bondad del aprendizaje activo a los reticentes y acomodados profesores hispanos que a sus sufridos alumnos. La mayoría de los profesores universitarios españoles siguen ignorando las innovaciones metodológicas educativas de las ultimas décadas y persisten en utilizar la única metodología que conocen y que ademas es la que más les apetece, la expositiva tradicional. Usan su libertad de cátedra como dice mi colega Alfredo Corell como una capa de invisibilidad. Pueden hacer lo que quieran en sus clases y sus sufridos alumnos no tienen más remedio que seguir la metodología que sus profesores les impongan. ¿Por qué no aprovechamos esta situación de poder absoluto para dejarnos de excusas y hacer avanzar la innovación educativa en las universidades españolas? 
Ante este argumento muchos profesores cuentan que cuando intentan que sus alumnos sean más activos estos no les siguen, protestan y les castigan con malas puntuaciones en las encuestas de opinión sobre la docencia y por ello dicen: si aplicas el aprendizaje inverso y obligas a estudiar a tus alumnos, ellos se vengarán de ti en las encuestas de opinión sobre la docencia asignándote peores valoraciones ("si este profe me putea obligándome a estudiar, yo le puteo con una mala valoración en la encuesta de valoración sobre la docencia").  

Mi propia experiencia me demuestra que estos profesores  tienen algo de razón, hay un porcentaje minoritario pero importante de alumnos a los que no les gusta nada que les obliguen a estudiar (15-30%) y algunos de ellos pueden ser vengativos y eso puede reflejarse en las encuestas sobre opinión sobre la docencia. Así profesores que explican todo masticadito y examinan literalmente sobre lo explicado en sus exámenes. Produciran muy poco aprendizaje de valor salvo el memorístico, pero serán mejor valorados por sus alumnos en las encuestas de opinión que aquellos  profesores que intenten usar sus asignaturas para hacer pensar a sus alumnos y que pretendan evaluar su capacidad para transferir su conocimiento a nuevas situaciones. Cuenta el maestro Richard Felder un comentario de encuesta de un alumno que decía "En esta asignatura nos hacen pensar". Lo curioso es que ese comentario estaba en el apartado sobre lo que al alumno menos le gustaba de esa asignatura. Una demostración más de que pensar causa malestar y hasta dolor de cabeza al alumno universitario que no tiene la costumbre de hacerlo.
 Si además estos profesores están más preocupados con su valoración en las encuestas que con el aprendizaje de sus alumnos, suelen excusar su falta de innovación echando la culpa a sus  alumnos: a su falta de preparación, a su falta de interés, a su falta de motivación, a su falta de cultura para el esfuerzo,  a su falta de ... (pon lo que quieras para justificar tu inacción). Sin embargo, la realidad de fondo es que muchos profesores no son capaces de enganchar a los alumnos porque nadie les ha enseñado a hacerlo y si no saben hacerlo también en parte lo es porque no se han preocupado lo suficiente para aprender cómo hacerlo por su cuenta.Tal vez el flipped learning forte sea una manera de conseguirlo. Para abrir boca, aquí tienes una presentación sobre cómo implementar el flipped learning forte  


En nuestros primeros años de implementación del flipped mejoraron los resultados de aprendizaje de nuestros alumnos. Nuestros alumnos obtuvieron aumentos próximos o mayores a una desviación estándar en las  calificaciones medias en los exámenes de evaluación del aprendizaje en todas las asignaturas, aunque en una clara muestra de resistencia,  su opinión en las encuestas docentes sobre sus profesores  no mejoró de manera paralela


Si nos dan a elegir con que nos quedamos: 1) con que nuestros alumnos aprendan más o 2) que nos valoren mejor en nuestras encuestas. Cada tipo de profesor  tiene una respuesta distinta: hay profesores a los que les importa más el aprendizaje de los alumnos y otros a los que eso les da lo mismo y sólo les importa ser bien calificados por sus propios alumnos aunque eso suponga regalarles el aprobado sin hacerles estudiar (estos profesores en algunos sitios son los mejor valorados).
En este sentido es destacable el efecto del flipped learning forte (una variante del flipped learning que hemos implementado en el último curso) en la percepción de los alumnos sobre la preocupación del profesor por ayudarles en su aprendizaje. Esto es un aspecto muy importante pues el flipped learning estándar en ocasiones produce reacción de resistencia, sobre todo en los alumnos más vagos, que se traduce en descensos en puntuaciones en las encuestas de opinión sobre la docencia y esto preocupa seriamente a algunos profesores que están mucho mas preocupados por su propio resultado en estas valoraciones que por el aprendizaje de sus alumnos.

También a este respecto las noticias son buenas, en el flipped learning forte el profesor no sólo  se preocupa de hacer que sus alumnos estudien y trabajen, sino que muestra tema a tema su compromiso con su aprendizaje  contestando a sus dudas urgentes tras explorar los materiales del nuevo tema, y dedica especial atención en clase a aclarar los aspectos que ellos han señalado como dificultades en sus respuestas tras el estudio previo. Estas acciones evidentes del profesor mejoran la percepción de los alumnos sobre el interés de su profesor en su aprendizaje y se reflejan en mejoras espectaculares de los resultados en las encuestas de opinión de los alumnos sobre la docencia. Mostramos aquí el cambio que se produce en estas valoraciones cuando se introduce el flipped learning forte con respecto a la promoción anterior en la que se había utilizado flipped classroom estándar (los datos mostrados son medias obtenidas a partir de los resultados de tres asignaturas distintas en las que se implementó por primera vez el flipped learning forte en el curso 2014-15). 
 
Parametro
Flipped classroom
(2013-14)
Flipped learning forte
(2014-15)
Incremento medio
Ganancia relativa (respecto a la máxima ganancia potencial)
En general, mi grado de satisfacción con el desempeño de la actividad docente del (de la) profesor(a) es
6
7,6
1,6
40%
Brinda seguimiento y asesoría en las actividades, trabajos y procesos desarrollados en la asignatura
6,6
8,6
2
59%
Se interesa por el aprendizaje de sus estudiantes
6,7
8,7
2
61%
Tiene una actitud receptiva y muestra disposición para el diálogo
7,7
9,2
1,5
65%
Fomenta la participación de los(as) estudiantes en el desarrollo de la asignatura
7,2
9
1,8
64%
El ambiente de clase favorece la comunicación entre profesor(a) y estudiantes
7,5
9
1,5
60%

Tabla 2. Mejora en la percepción del alumno sobre la labor del profesor en la transición entre el flipped learning y el flipped learning forte. Puntuaciones en una escala de 1 a 10. Los distintos aspectos valorados mejoran al implementar el flipped learning forte entre un 40 y un 65 por ciento de la máxima mejora posible.



Es muy curioso que el método flipped learning forte cuya intención era mejorar todavía más los resultados de aprendizaje de nuestros alumnos con respecto a los obtenidos con el flipped learning estándar hayas conseguido mejoras en aprendizaje discretas en las tres asignaturas , pero ha tenido sin embargo un impacto espectacular en la mejora  de la percepción que nuestros alumnos tienen sobre la labor docente de sus profesores. 

Espero que esta evidencia anime a algún profesor ANECAdo a implementar el flipped learning forte. Si el mejorar significativamente el aprendizaje de nuestros alumnos tal vez no sea motivo suficiente para algunos profesores ANECAdos para experimentar con el flipped learning tal vez si lo sea el motivo egoísta de mejorar sus  propias calificaciones en las encuestas de opinión sobre la docencia.


Los resultados mostrados más arriba demuestran que cuando la innovación es bien implementada y el profesor demuestra con el feedback su compromiso con el aprendizaje de sus alumnos, estos participan en ella gustosamente y mejora tanto su aprendizaje como su valoración del trabajo del profesor.  A los profesores que se resisten a implementar el flipped learning se les están acabando las excusas para no darle una oportunidad al flipped learning forte