UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA BOGOTÁ, NOVIEMBRE DE 2005

APRENDIZAJE ACTIVO. UNA REVISIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.

PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

UNIVERSIDAD

NACIONAL DE COLOMBIA BOGOTÁ, NOVIEMBRE DE 2005

Que se espera del ingeniero ? Capacidades cognitivas -Aplicar los conocimientos. -Diseñar y realizar experimentos, analizar e interpretar datos -Diseñar un sistema, componente, o proceso para satisfacer necesidades teniendo en cuenta sus impactos. - Identificar, formular y solucionar problemas de ingeniería - Usar las técnicas, habilidades, e instrumentos modernos de ingeniería. PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

Que se espera del ingeniero ? Habilidades Profesionales -Funcionar en equipos multidisciplinarios -Responsabilidad ética y profesional -Comunicarse efectivamente - Comprender los posibles impactos de las soluciones de ingeniería. - Compromiso con el aprendizaje durante toda la vida - Conocimiento de temas contemporáneos . PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

PREGUNTAS VÁLIDAS ¿Las metodologías actuales para abordar el proceso enseñanza-aprendizaje desarrollan estas características? ¿Existen otras metodologías que fomenten el desarrollo y/o aprendizaje de estas habilidades?

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EDUCACIÓN UNIVERSITARIA Resultados de estudios sobre educación Estudiantes que pasan por cursos universitarios de física. • No entienden el significado de velocidad y aceleración • Tienen dificultades para distinguir entre fuerza, momentum y energía • Fallan en la distinción entre calor y temperatura • Muestran una comprensión inadecuada de la relación entre el voltaje y corriente y creen que la corriente se consume en un circuito eléctrico. (I.C.P.E. 1998; McDermott y Redish 1999; Redish y Steinberg 1999; Bernhard 2000) PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

EDUCACIÓN UNIVERSITARIA Resultados de estudios sobre educación Se ha demostrado que en el programa de Ingeniería Mecánica del M.I.T., los estudiantes ingresan con un alto nivel de confianza en sí mismos, y cuando salen este nivel es notoriamente más bajo.(Suh, 2003) Se encuentra que el desarrollo de habilidades profesionales no es muy fuerte en el sistema educativo universitario. (Shuman et al, 2005)

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EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

Sistema predominante en la enseñanza son las clases magistrales. (van Dijk, 1999; Vinke, 1995; Vicerrectoría Académica UN, 2004) PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

PROBLEMAS CLASE MAGISTRAL CONCENTRACIÓN - Grado de atención se mantiene durante 15 minutos Los estudiantes recuerdan cerca del 70% de la información presentada en los primeros 10 minutos de clase y el 20% de la información presentada en los últimos 10 minutos (Prince, 2004). 50% de clase pensando en cosas diferentes a la clase, cerca del 15% del tiempo fantaseando (Millton, 1986). PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

PROBLEMAS CLASE MAGISTRAL CONCENTRACIÓN

Retención de contenidos, como función del tiempo y de la metodología de clases (Larson y Ahonen, 2004). PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

APRENDIZAJE ACTIVO 1. Los estudiantes están implicados en más que la escucha pasiva

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APRENDIZAJE ACTIVO 2. Los estudiantes son involucrados en actividades (p.ej, lectura, discusión, escribiendo)

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APRENDIZAJE ACTIVO 3. Hay menos énfasis en la transmisión de información y se da mayor énfasis al desarrollo de las habilidades del estudiante.

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APRENDIZAJE ACTIVO 4. La motivación de estudiante es mayor (sobre todo para aprendices adultos).

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APRENDIZAJE ACTIVO 5. Los estudiantes pueden recibir retroalimentación inmediata de su instructor

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APRENDIZAJE ACTIVO 6. Los estudiantes están implicados en ordenes de pensamiento más altos (análisis, síntesis, evaluación)

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APRENDIZAJE ACTIVO MAGISTRALES MODIFICADAS (Interacción de pares)

TIPO DE CLASE

Retención Corto Plazo

Retención Largo Plazo

Magistral

80

76.5/100

Magistral Modificada por interacción de pares

108

85/100

(Fuente: Ruhl et al, 1987)

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APRENDIZAJE ACTIVO COMPROMISO INTERACTIVO (Interactive Engagement)

están diseñadas, al menos en parte, para promover la comprensión conceptual a través del compromiso interactivo de estudiantes siempre con actividades intelectuales (heads-on) y algunas veces actividades prácticas (hands-on), las cuáles permiten retroalimentación inmediata mediante la discusión con pares y/o instructores.

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APRENDIZAJE ACTIVO COMPROMISO INTERACTIVO (Interactive Engagement) Se evaluaron con test estandar, FCI y MD, en cursos ofrecidos con clases tradicionales y de IE Pruebas previas y posteriores a la clase %Ganancia= Puntajepost – Puntajepre

(Fuente: Hake, 1998) PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

APRENDIZAJE ACTIVO MIDIENDO LAS DIFERENCIAS (EFFECT SIZE) Una medida para comparar los resultados obtenidos en diferentes investigaciones que utilizan una metodología definida como tamaño del efecto (ES) Este índice muestra la magnitud de los efectos o resultados en dos grupos que se comparan en términos de unidades de desviación estándar.

ES =

Pr omedio g exp − Pr omedio gcont D. E. ponderada

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D. E. ponderada =

[(n

] [

− 1)⋅(DE g exp ) + (n gcont − 1)⋅(DE gcont ) 2

g exp

n g exp + n gcont − 2

2

]

APRENDIZAJE ACTIVO APRENDIZAJE COLABORATIVO

Esta metodología comprende cualquier método de instrucción en el cuál los estudiantes trabajan en pequeños grupos para alcanzar una meta u objetivo en común, lo esencial de esta metodología es el énfasis en las interacciones de los estudiantes, más que en el aprendizaje como actividad individual.

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APRENDIZAJE ACTIVO APRENDIZAJE COLABORATIVO Resultado de aprendizaje

Effect size

Mejora de logros académicos

0.64

Mejora en la calidad de las interacciones personales

0.60

Mejora en la autoestima

0.44

Mejora de percepciones de mayor apoyo social

0.70

Mejora de logros académicos

0.53

Mejora en la unión entre estudiantes

0.55

Mejora en la autoestima

0.29

Mejora de percepciones de mayor apoyo social

0.51

Mejora de logros académicos

0.51

Mejora en la actitud de los estudiantes

0.55

Mejora en la retención de los programas académicos

0.46

Prince 2004, Springer et al 1999 PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

APRENDIZAJE ACTIVO APRENDIZAJE COOPERATIVO

Esta metodología se puede definir como aquella que comprende la conformación de un grupo de trabajo estructurado, donde los estudiantes persiguen metas comunes mientras están siendo también evaluados individualmente.

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APRENDIZAJE ACTIVO APRENDIZAJE COOPERATIVO Resultado de aprendizaje

Effect size

Mejora de logros académicos

0.67

Mejora en relaciones interpersonales

0.82

Mejora de percepciones de mayor apoyo social

0.83

Mejora en la autoestima

0.67

Mejora de logros académicos

0.49

Mejora en la unión entre estudiantes

0.68

Mejora de percepciones de mayor apoyo social

0.60

Mejora en la autoestima

0.47

Johnson et al, 1998 PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

APRENDIZAJE ACTIVO APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS, PBL Metodología de enseñanza donde problemas relevantes y representativos son propuestos al principio del ciclo de instrucción y son usados para dar un contexto y motivación para el aprendizaje.

Gran proporción de aprendizaje autónomo de parte de los estudiantes y grandes oportunidades para desarrollar habilidades profesionales.

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APRENDIZAJE ACTIVO APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS, PBL Análisis de estudios realizados Resultado

b

Signo +c

Signo -c

Variables Estudiadasd

Promedio de ES Ponderado (IC 95%)

Conocimiento Habilidades

7

15

18

- 0,223 (±0,058)

14

0a

17

+0,460 (±0,058)

a Prueba de significancia a los dos lados es significante al nivel de 5% b Todos los ES ponderados son estadísticamente significantes (señalan influencia en las características medidas) c +/- número de estudios en que se encontró algo positivo/negativo, con una significancia al nivel del 5%. d El número total de resultados no independientes que fueron medidos.

Efectos globales del PBL (Conocimiento y Habilidades para aplicarlo) Fuente: Dochy, 2003 PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

APRENDIZAJE ACTIVO APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS, PBL Análisis de estudios realizados Signo +

Signo -

Variables Estudiadasd

Promedio de Effect Size Ponderado (IC 95%)b

Conocimiento Retención

4

2

9

+0,139 (±0,116)

No retención

3

13a

24

-0,209 (±0,053)

Retención

3

0

5

+0,320 (±0,198)

No retención

11

0a

22

+0,224 (±0,057)

Habilidades

Efectos globales del PBL, moderado por periodo de retención de conocimiento PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

Dochy, 2003

RECOMENDACIONES Los resultados de investigación apoyan metodologías de enseñanza activa. Involucrar a los estudiantes en actividades durante la clase mejora la retención de contenido y la satisfacción de éstos. El aprendizaje apoyado en grupos desarrolla habilidades interpersonales. Se pueden aplicar nuevas metodologías de enseñanza en las universidades colombianas. PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE

BIBLIOGRAFÍA Bernhard, J. Improving Engineering Physics Teaching - Learning from Physics Education Research. Physics Teaching in Engineering Education. Budapest, Hungría 2000. Dochy, F., M. Segers, P. Van den Bossche y D. Gijbels. Effects of problembased learning: a meta-analysis. Learning and Instruction, Vol. 13, N° 5, 2003: pp. 533-568. Hake, R. R., Interactive-engagement versus traditional methods: A sixthousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics, Vol. 66, N° 1, 1998: pp. 64-74. I.C.P.E., Connecting Research in Physics Education with Teacher Education. New York, I.C.P.E., 1998. Johnson, D., R. Johnson y D. Smith. Active Learning: Cooperation in the College Classroom. Edina, Interaction Book Co., 1998.

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BIBLIOGRAFÍA Larson, D. y A. Ahonen. Active learning in a Finnish engineering university course. European Journal of Engineering Education, Vol. 29, N° 4, 2004: pp. 521-531. McDermott, L. C. y E. F. Redish. Resource Letter: PER-1: Physics Education Research., American Journal of Physics, Vol. 67, N° 9, 1999: pp. 755-767. Milton, O., H. Pollio y J. Eison. Making sense of college grade. San Francisco, Jossey Bass. 1986. Prince, M., Does active learning work? A review of the research. . Journal of Engineering Education, Vol. 93, N° 3, 2004: pp. Redish, E. F. y R. N. Steinberg. Teaching Physics: Figuring Out What Works. Physics Today, Vol. 52, N° 1, 1999: pp. 24-30. Ruhl, K. L., C. A. Hughes y P. J. Schloss. Using the pause procedure to enhance lecture recall. Teacher Education and Special Education, Vol. 10, N° Winter 1987, 1987: pp. 14-18.

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BIBLIOGRAFÍA Shuman, L. J., M. Besterfield-Sacre y J. McGourty. The ABET “Professional Skills” Can They Be Taught? Can They Be Assessed?, Journal of Engineering Education, Vol. 94, N° 1, 2005: pp. 41-55. Springer, L., M. E. Stanne y S. Donovan. Effects of Small- Group Learning on Undergraduates in Science, Mathematics, Engineering and Technology: A MetaAnalysis. Review of Educational Research, Vol. 69, N° 1, 1999: pp. 21–52. Suh, N., Transformation of Mechanical Engineering Education at M.I.T., Journal of STEM Education, Vol. 4, N° 3y4, 2003: pp. 5 p. UNC, U. N. d. C., Problemas curriculares y pedagógicos del pregrado en la Universidad Nacional de Colombia. Serie de Documentos de Trabajo., N° 3, Bogotá, 2004, pp: 31 van Dijk, L. A., G. C. van der Berg y H. van Keulen. Using active instructional methods in lectures: a matter of skills and preferences., Innovations in Education and Training International, Vol. 36, N° 4, 1999: pp. 260-272. Vinke, A. A., English as the medium of instruction in Dutch engineering education Delft University Press. 1995. PROGRAMA DE FORMACIÓN DOCENTE