N.92/94 – Enseñar a enseñar en ciencias e ingeniería

Carl Wieman (CW) es el físico atómico estadounidense ganador del Premio Nobel de Física del año 2001. Paralelamente a su interés por la física cuántica, se interesó en investigar el proceso por el cual el cerebro aprende a tomar decisiones para resolver problemas de ciencia e ingeniería, y cómo trasladar los hallazgos a la educación universitaria con base en la distinción entre adquirir conocimiento científico y adquirir la capacidad de pensar científicamente. La siguiente reseña de la entrevista se limita a los contenidos referidos a educación.

1.- Lo que usted investiga en educación no es solo la forma en que los estudiantes absorben la información, sino también la forma de medirla. ¿Cómo se mide el conocimiento?

CW: Es difícil medir cómo las personas aprenden a pensar. Soy cada vez más escéptico acerca de la mayoría de los exámenes estándar que tomamos a los estudiantes, que creo que simplemente miden en qué grado memorizan información y siguen procedimientos establecidos. Realmente no miden cómo una persona puede pensar sobre un tema. Durante los últimos años estudiamos en detalle cómo los expertos en ciencia e ingeniería resuelven problemas en sus respectivos campos, y verificamos que lo hacen tomando un conjunto de decisiones y luego identificamos esas 29 decisiones involucradas en los pasos de resolución de un problema. Entonces nos dimos cuenta de que una evaluación mucho más significativa es tomar a los estudiantes una prueba con una situación realista y ver cómo toman decisiones específicas sobre ese problema en ese contexto. Y recientemente hemos logrado algunos avances significativos en este tipo de medición del aprendizaje.

2.- ¿Qué mensaje les daría a los jóvenes que deben elegir una carrera a la que dedicarán la mayor parte de sus vidas?

CW: Creo que la educación que impartimos a la mayoría de los estudiantes no les brinda el conocimiento previo que necesitan para tomar esa decisión sobre una carrera. Si quieres tomar una decisión la carrera a la que dedicarás la mayor parte de tu vida, tienes que saber qué implica realmente esa carrera, cuál es el tipo de trabajo diario que vas a ejecutar en la materia. En mi experiencia, tienes que trabajar en un laboratorio para ver cómo es realmente investigar en algún área de la ciencia. Eso te brinda una base para emitir ese juicio sobre lo que quieres hacer en la vida.

3.- Cómo imagina que cambiará la forma de aprender o de pensar de los estudiantes, que mañana serán adultos, con esas metodologías que usted investiga y desarrolla?

CW: Creo que tendrán capacidades mucho mejores, lo que vemos es que saben que pueden resolver problemas novedosos y desafiantes mucho mejor que los estudiantes que aprenden con los métodos tradicionales. Una buena educación no es llenar el cerebro con conocimiento, sino cambiar la forma en que se conectan las neuronas, y entonces ese cerebro tiene capacidades nuevas y mayores para resolver problemas nuevos y diferentes de mejores maneras. Por eso creo firmemente que si mejoramos la enseñanza de esta manera, estaremos produciendo muchos más estudiantes con mayores capacidades.

4.- Usted dice que hay una especie de modelos mentales que son un mecanismo básico en la forma en que la investigación responde preguntas que se plantean los científicos. ¿Considera que esos modelos no son efectivos y que existen otras formas de desarrollar el pensamiento científico?

CW: Los desafíos son cómo ayudar a los estudiantes a desarrollar modelos mentales y a pensar de la misma manera que los científicos. Eso es difícil porque implica un proceso mental complejo, por lo que lo principal es darles a los estudiantes el tipo correcto de problemas para practicar, resolver y aprender, pero también tenemos tecnología que puede ayudar en eso. Uno de los grandes proyectos que comencé son simulaciones interactivas en línea, que son gratuitas para cualquiera que tenga una computadora, están en la web y crean un entorno donde el estudiante puede jugar, cambiar diferentes condiciones en el sistema y luego ver cómo se comportan las cosas. Para los estudiantes que juegan con estas simulaciones es mucho más fácil entender los modelos conceptuales subyacentes.

5.- ¿Cómo transformará la inteligencia artificial las metodologías de enseñanza y aprendizaje en el futuro?

CW: Esa es una pregunta difícil y no sé la respuesta. He pasado mucho tiempo pensando en esto y muchas otras personas también. No creo que nadie sepa realmente la respuesta todavía. Creemos que existen capacidades y potencial tremendos, pero también existen desafíos potencialmente tremendos. Cuando analizamos cómo la IA puede resolver problemas y damos consejos a los estudiantes sobre cómo hacerlo, verificamos que hay diversos tipos de problemas que la IA resuelve bastante mal, pero de manera muy engañosa, para los estudiantes. Pero la otra gran pregunta es qué significará ser una persona educada en el mundo de la IA, donde se puede usar esa IA para hacer las cosas que estamos acostumbrados a pensar en el sistema educativo, que ahora no se necesitarán porque simplemente se puede usar IA. He estado pensando mucho en esto, pero realmente no sé cuál es la respuesta. No sé cómo será más eficaz a corto plazo ni cuáles serán los resultados a largo plazo. Diría que es realmente la cuestión más importante de nuestros tiempos en materia de educación. La cuestión fundamental es hacer que la gente aprenda a observar la evidencia, evaluar la información y usarla para tomar decisiones sensatas. Ese es el corazón del buen pensamiento científico, pero también está en el corazón del buen pensamiento y la buena toma de decisiones en la vida de las personas.

6.- ¿Qué cambio cree que sería beneficioso introducir en el sistema docente universitario?

CW: Creo que necesitamos alejarnos de la idea de la conferencia o clase magistral, donde los profesores simplemente siguen enunciando “verdades” que se supone que los estudiantes absorben. El aspecto fundamental del cambio reside en la idea de que el cerebro está aprendiendo, y particularmente aprendiendo nuevas habilidades al practicar, más que simplemente a escuchar. El hecho de que alguien hable y diga cosas nuevas no implica generar ese tipo de procesamiento mental por el que necesita pasar el cerebro. Lo que los estudiantes aprenden al escuchar conferencias es muy pequeño. Entonces eso debe ser reemplazado por oportunidades para que los estudiantes piensen, se den cuenta de que tienen que resolver cosas en clase y luego continúen trabajando con problemas en los que tienen que hacer lo difícil: pensamiento y procesamiento mental que realmente produce los cambios en el cerebro que hacen que la educación sea significativa.

Ahora sabemos que la educación debe cambiar el cerebro a través del procesamiento, el pensamiento intenso sobre las cosas, y ello no tiene lugar al escuchar conferencias. Es mucho más eficaz enseñar presentando a los estudiantes problemas para analizar y resolver. Entonces, en lugar de sentarse a escuchar una conferencia, los estudiantes trabajan en clase resolviendo problemas, practicando, tomando decisiones y luego reciben comentarios del instructor. Entonces el instructor sigue hablando, pero habla principalmente proporcionando retroalimentación y orientación a los estudiantes, ya que ellos en realidad están practicando ese pensamiento que se quiere que aprendan. Ese es realmente el gran cambio, que los estudiantes escuchen, piensen y resuelvan activamente problemas y que luego reciban retroalimentación para mejorar su pensamiento.

7.- ¿Se podría decir que con su investigación sobre el aprendizaje lo que está haciendo es “enseñar a enseñar”?

CW: Sí, eso es exactamente lo que esperamos, que nuestra investigación oriente a la gente a pensar. Convencerlos para que enseñen de otra manera, para que enseñen mejor. Doy muchas charlas y escribo artículos sobre esto para tratar de convencer a los profesores universitarios de que hay formas mejores y más efectivas de enseñar.

8.- En una entrevista usted comentó los datos que encontró sobre la enseñanza de la robótica en una escuela y cómo eso influyó en el interés por la ingeniería. ¿Cuál es la particularidad de esto?

CW: Los proyectos con robots son útiles porque los estudiantes pueden realizarlos con cierto grado de independencia, con muchas más oportunidades para resolver las cosas por sí mismos, probar cosas y aprender de lo que no funciona. Luego, descubrir cómo hacer que funcione. Yo diría que los proyectos de robótica brindan este tipo de experiencia independiente.

9.- ¿Usted dice que es más importante que un profesor convenza a los estudiantes sobre cómo se hace ciencia y no cuáles son los resultados de la ciencia?

CW: Lo que realmente importa cuando comienzas una carrera es resolver problemas científicos y pensar científicamente, eso es para lo que serás útil, para resolver problemas. Eso es muy diferente de tener un montón de conocimientos sobre un tema. Cuando medimos, vemos que hay muchos casos de estudiantes que han aprendido muchos conocimientos, pero no saben cómo aplicar esos conocimientos ni cómo y cuándo aplicarlos para resolver problemas. Y esa es la razón por la que planteo una clara distinción entre adquirir conocimiento científico y adquirir la capacidad de pensar científicamente.

10.- Durante la pandemia se estableció fuertemente la enseñanza en línea. ¿Cómo impactó la educación no presencial en la forma de enseñar y aorender?

CW: Creo que la pandemia empeoró las debilidades de la enseñanza tradicional de la conferencia, dado que hubo mucho menos contacto humano y muchos factores de distracción. Y eso hizo que la conferencia virtual fuera mucho peor que la presencial. Creo que hay que ser cuidadoso y reflexivo con la enseñanza en línea. La forma en que se implementa, en general o con mayor frecuencia, consiste en dar conferencias virtuales, ya sea grabadas o en persona. Siempre sentí que debe mejorarse la enseñanza en línea y hacerla más efectiva, porque creo que allí, más que en cualquier otra cosa, se está perdiendo una gran oportunidad.

11.- La Universidad de Columbia Británica creó la Iniciativa de Educación Científica Carl Wiseman para ayudar a las universidades a adoptar el enfoque científico de la enseñanza en cuatro pasos. Cuéntenos sobre este enfoque.

CW: Este fue un gran experimento que buscaba ver si se podía cambiar la forma en que enseñaba una universidad entera, o al menos departamentos enteros y particularmente el departamento de ciencias. Entonces, ¿Podríamos poner en práctica nuevas y mejores formas de enseñar? ¿Podríamos convertirlas en la norma en una universidad importante? Fue un programa grande, con muchos componentes en los que no entraré, pero proporcionó mucho apoyo monetario a dos departamentos y se contrató a especialistas en educación científica que luego trabajarían con los profesores para cambiar sus cursos pensando mucho más en los objetivos del curso; en lo que querían que los estudiantes pudieran hacer como resultado exitoso del curso y luego desarrollar mejores métodos para medir lo que los estudiantes realmente estaban aprendiendo. Y finalmente, lo más importante, implementar estos nuevos métodos de enseñanza que llamamos “aprendizaje activo” en sus clases. Fue un esfuerzo lograr que muchos apoyaran y lograr que muchos profesores -con incentivos, aliento y apoyo- adoptaran estos métodos. Si bien no todos los departamentos cambiaron, muchos hicieron cambios en la forma de enseñar. Acabo de regresar de allí y me alegró mucho ver que la mayoría de estos cambios parecían mantenerse, que se habían adoptado mejores métodos de enseñanza y que ahora, diez años después, la gente nueva en esos departamentos también está utilizando esos métodos.