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Aprendizaje basado en Problemas: Una experiencia en la UCA

Luis Miguel Marín Trechera. [email protected] Ingeniería Técnica Industrial, especialidad en Mecánica Universidad de Cádiz.

Resumen

En el presente trabajo se describe una experiencia de implantación de la metodología “Aprendizaje basado en problemas” en la Universidad de Cádiz, en la asignatura Métodos Estadísticos de la Ingeniería en la titulación de Ingeniería Técnica Industrial, especialidad en Mecánica, dentro de las experiencias piloto de adaptación al crédito europeo. La utilización de herramientas informáticas, materializada en el uso de la plataforma Moodle del Campus Virtual de la Universidad de Cádiz, ha sido fundamental para poder llevar a cabo esta experiencia. Como conclusión de esta experiencia podemos citar que se ha mejorado la participación de los alumnos en el proceso de aprendizaje y los resultados académicos.

1. Introducción La adaptación al Espacio Europeo de Educación Superior supone un cambio sustancial en el modelo educativo. Mientras que el modelo usado hasta la actualidad está centrado en los profesores, el modelo al que hemos de adaptarnos pasa el foco de atención al alumno. Como consecuencias de este nuevo enfoque podemos citar que se pasa de medir las asignaturas en función del número de horas lectivas a medirlas en función de la carga de trabajo del alumno. Se pretende conseguir desarrollar unas destrezas tras el proceso de aprendizaje, cambiar, en definitiva, el modelo de aprender determinados conocimientos por el de aprender a aprender. Hemos de pasar del modelo de ‘estudiar pocos años para trabajar toda la vida’ a otro más complejo de ‘estudiar toda la vida para trabajar toda la vida’. Se impone, por tanto, el adoptar nuevas metodologías docentes, que consigan un Aprendizaje Activo, abandonando la clase magistral, mayoritaria hasta el momento entre los docentes universitarios. La utilización de estas nuevas metodologías no es tarea fácil. Además de vencer nuestras propias inercias y las del alumnado, requieren dedicar tiempo a una formación didáctica, restándolo de otras actividades por las que se obtiene un mayor reconocimiento en el ámbito académico. En el ámbito de las enseñanzas técnicas nos encontramos además con el problema del elevado número de alumnos por grupo, que dificulta de manera significativa el seguimiento individualizado del proceso de aprendizaje. En la experiencia expuesta en este trabajo se utiliza la metodología conocida como Aprendizaje basado en Problemas. En la sección 2 se hace una breve descripción de esta metodología. En la sección 3 se recogen las consideraciones tenidas en cuenta en la planificación previa. En la sección 4 se expone el desarrollo de la experiencia y en la sección 5 se detallan las conclusiones y los aspectos a mejorar para futuras experiencias.

2. Aprendizaje basado en problemas y casos El Aprendizaje Basado en Problemas [1], [2], [3] (ABP o PBL en sus siglas en inglés Problem Based Learning) es un método de enseñanza-aprendizaje que cambia el enfoque del currículum expositivo centrado en el profesor por uno centrado en el trabajo de los alumnos. El camino que toma el proceso de aprendizaje convencional se invierte al trabajar en el ABP. El flujo del proceso de enseñanza-aprendizaje tradicional se inicia con la exposición de ciertos conceptos y leyes básicas, prosigue con el estudio de casos o ejemplos y termina con la aplicación de los conceptos básicos a la resolución de problemas. El flujo del proceso en este método se inicia con la presentación del problema, luego se identifican las necesidades de aprendizaje, se busca la información necesaria y finalmente se regresa al problema. A pesar de

esto, el objetivo último del método no es resolver el problema en concreto, sino usar el problema como motivo para identificar los temas de aprendizaje y cubrir los objetivos planteados. El ABP es utilizado en la actualidad en

educación superior en muy diversas áreas de

conocimiento. En la educación tradicional los estudiantes se ven obligados a memorizar una gran cantidad de información en un corto periodo de tiempo. Esta información es volcada en el momento del examen y con frecuencia es olvidada con la misma velocidad con que ha sido adquirida. Además, gran parte de esta información es irrelevante en el mundo real, fuera de las Escuelas y Facultades: se plantean con frecuencia problemas artificiosos que solamente pueden ser considerados como tales en el ámbito de la impartición de una asignatura, ya que para nadie de la calle representan un verdadero problema. El ABP es una técnica de aprendizaje colaborativo. Los alumnos trabajan en pequeños grupos de seis a ocho personas desde el planteamiento del problema hasta su solución. Comparten su experiencia de aprendizaje, su práctica y desarrollo de habilidades y su reflexión sobre el proceso. El profesor promueve la discusión en el grupo, y sirve de apoyo en la búsqueda de información para resolver el problema. El aprendizaje basado en casos [4] (ABC o CBL en inglés ), presenta características similares al ABP, ya que ambos paradigmas comparten objetivos y el hecho de estar centrados en la labor del estudiante y de ser técnicas de aprendizaje colaborativo. Mientras que en ABP el problema inicia el proceso de aprendizaje y los estudiantes determinan a partir de él lo que necesitan saber y cómo aprender,

en ABC los estudiantes utilizan materiales previamente suministrados,

conocimiento previamente adquirido para solucionar los problemas que se diseñan de modo que imiten al máximo la práctica profesional futura. Ambas técnicas obligan a determinar la información relevante y a utilizar ese conocimiento con eficacia, mientras que consolidan el crecimiento del estudiante como principiantes capaces de dirigir por sí mismos sus propias carreras. El Aprendizaje Basado en Proyectos es una técnica similar al Aprendizaje basado en Problemas, con muy sutiles diferencias. Normalmente se entiende como proyecto a un problema más complejo, más acercado a la realidad, que a su vez puede subdividirse en problemas más pequeños a los que aplicar la metodología anterior.

3. Planificación Previa. El desarrollo de la experiencia piloto se basó en las guías docentes elaboradas por las comisiones en las que estaban representadas todas las universidades andaluzas. El respeto a lo establecido en estas guías docentes es compatible, como no podía ser de otro modo, con la

capacidad de cada profesor de hacer su propia interpretación y adaptación a sus condiciones particulares. La asignatura, que consta de 6 créditos LRU, fue adaptada a 4,5 créditos ECTS. Fijando una dedicación de 30 horas por crédito, esto representa 135 horas de trabajo del alumno para superar la asignatura. De estas 135 horas, 60 corresponden a actividades presenciales, por lo que 75 serían de horas de estudio y preparación de trabajos, lo que haría una media de 5 horas semanales adicionales de dedicación a la asignatura. A la hora de planificar la asignatura, se planteó abandonar las clases magistrales para potenciar el aprendizaje activo de los alumnos, de modo que se plantearan una serie de problemas para cuya resolución fuera necesario el conocimiento de los distintos conceptos implicados en la asignatura. El simple hecho de adoptar este punto de vista conllevó el replantear la selección de contenidos que tradicionalmente se estaba haciendo, al cuestionar su relevancia a la hora de su aplicación práctica. Muchos de los conceptos que tradicionalmente centraban las horas de exposición magistral tienen una importancia evidente desde el punto de vista teórico-matemático, pero podían ser reducidos desde el punto de vista de la aplicación práctica a problemas de ingeniería. Dentro de los objetivos generales y específicos que se planteaban tradicionalmente, se echó en falta un mayor hincapié en los objetivos actitudinales. Cuando los alumnos se incorporen al mercado laboral, no van a ser estadísticos, sino ingenieros. La estadística será para ellos una herramienta, en algunos casos puede que fundamental, pero herramienta al fin y al cabo. Tan importante o más que la transmisión de conocimientos es el inculcar una actitud positiva hacia la materia, de modo que el alumno sepa identificar situaciones en las que un buen uso de la estadística le ayude a resolver los problemas que se le planteen en el ejercicio profesional. En este aspecto se respetaba de manera escrupulosa lo indicado en la guía docente, que señalaba las siguientes competencias específicas actitudinales: •

Mostrar actitud crítica y responsable.

•

Valorar el aprendizaje autónomo.

•

Mostrar interés en la ampliación de conocimientos y búsqueda de información.

•

Valorar la importancia del trabajo colaborativo (en equipo).

•

Asumir la necesidad y utilidad de la Estadística como herramienta en su futuro ejercicio profesional.

•

Ser consciente del grado de subjetividad que indican las interpretaciones de los resultados estadísticos.

•

Ser consciente del riesgo de las decisiones basadas en los resultados estadísticos.

Por tanto, se consideró necesario incluir dentro del primer tema, junto al desarrollo histórico de la materia, un apartado en el que se destacara la relación de la estadística con la ingeniería, los distintos aspectos de la vida cotidiana que se ven afectados por la estadística y los distintos tipos de problema que ésta resuelve. Se decidió que también en este apartado se aplicaría la metodología ABP, de modo que fuesen los mismos alumnos los que fuesen descubriendo las distintas utilidades de la Estadística. Una decisión importante a tener en cuenta era el criterio de evaluación a utilizar. En la guía docente se recomendaba utilizar, junto al examen escrito otros criterios, como la realización de trabajos académicamente dirigidos tanto individuales como en grupo, realización de pruebas de progreso y valoración de la participación activa en clase. La utilización de estos nuevos criterios, que implican la asistencia clase, iba a suponer un fuerte choque, de manera especial para aquellos alumnos que repiten la asignatura pero están en otros cursos de la carrera. Es por ello que se habilitó que los alumnos pudieran optar por uno de los dos siguientes métodos de evaluación: evaluación continua o evaluación clásica, con las siguientes indicaciones de cada sistema explicitadas en la ficha de la asignatura: •

Evaluación continua: Para poder optar a este sistema los alumnos deberán apuntarse expresamente a dicho sistema durante la primera semana de clase. Los alumnos que opten por este sistema podrán obtener hasta un 40% de la nota final a través de la valoración de trabajos, realización de pruebas de progreso y de la participación activa en las clases, tanto teóricas como prácticas, y en las actividades programadas. Para estos alumnos la puntuación del examen final, tanto en junio como en septiembre, febrero o diciembre, supondrá el 60% de la nota final (40% examen teórico práctico escrito y 20% prueba tipo test).

•

Evaluación clásica: Para los alumnos que opten por la evaluación clásica la evaluación se realizará a través del examen final. El examen final constará de una prueba tipo test, un examen teórico-práctico escrito y una prueba de prácticas con ordenador. La puntuación del test representará el 30% de la nota final, la de la parte escrita el 60% y la puntuación de las prácticas con ordenador representará el 10% de la nota final.

4. Desarrollo de la Experiencia La asignatura Métodos Estadísticos de la Ingeniería es de segundo cuatrimestre y tenía matriculados unos 140 alumnos, divididos en dos grupos de 70. La asistencia a cada grupo era de aproximadamente la mitad de los alumnos. En las primeras clases había unos 38 alumnos que se fueron reduciendo hasta unos 32 por grupo al finalizar el curso. Por tanto tenía unos 35 alumnos por grupo, que hacían la clase bastante manejable. Cada grupo recibía tres horas de

clase presencial en aula normal y una hora en grupos reducidos en aula de informática. Mi dedicación docente durante este segundo cuatrimestre era por tanto de 6 horas en aula normal (3 a cada grupo) y 6 horas en total en aulas de informática. 4.1. La primera clase La utilización de una nueva metodología, de un nuevo modo de plantear la asignatura, era algo que debía escenificarse desde el primer día. En el sistema clásico, el primer día el profesor hace la presentación, reparte el programa de la asignatura y explica a los alumnos las peculiaridades de la misma. Esta tónica se rompió este año, ya que tras presentarme a los alumnos sin repartirles ningún tipo de documentación pregunté si había alguna pregunta sobre el desarrollo de la asignatura. Las distintas preguntas que hubo (¿cuál es el sistema de evaluación?, ¿es obligatorio asistir a clases prácticas?, etc.) recibieron la misma respuesta: “Eso puede usted consultarlo en la ficha de la asignatura”. Tras un periodo de desconcierto y de murmullos procedí a ser yo quien preguntara. Hice dos preguntas iniciales: •

¿Hay alguien que se considere tonto?

•

¿Hay alguien que no sepa leer?

Tal y como se esperaba, ningún alumno respondió de modo afirmativo a estas preguntas. Ante esto les indiqué que compartía sus opiniones: ninguno de los presentes era tonto, ya que había sido capaz de llegar hasta allí, por tanto, consideraba que todos estaban capacitados para superar la asignatura, tan solo era necesario esfuerzo y dedicación. Respecto a la segunda pregunta, ya que todos sabían leer podíamos sentar una de las bases del desarrollo de la asignatura: los alumnos deberán ser quienes busquen la información, la lean y la intenten comprender. Aquello que no se comprenda será debatido en clase hasta aclararlo. De este modo llegamos a las actividades para la primera semana: buscar la ficha de la asignatura para debatir el próximo día sobre ella. La siguiente pregunta era sobre el proceso: •

¿Qué información tienen sobre la experiencia piloto en la que están participando?

La respuesta a esta pregunta fue desalentadora: no tenían claro que era eso de la experiencia piloto y los créditos ECTS. Por tanto la segunda tarea para esta primera semana fue buscar información al respecto, ya que sería necesaria para comprender el planteamiento de la asignatura. A continuación se les planteó la primera reflexión: durante tres minutos debían plantearse y escribir en un papel cuáles eran, en su opinión las características de un buen ingeniero. Después se formaron grupos, en los que debían intercambiar sus respuestas y elaborar un documento común. Estos documentos, con los nombres de todos los integrantes del grupo, fueron recogidos, de modo que servían de evidencia para contrastar la asistencia y participación en

clase. A continuación se procedió al intercambio de resultados entre toda la clase. Las distintas respuestas obtenidas (“capacidad de liderazgo”, “iniciativa”, “capacidad de resolución de problemas”, etc.) sirvieron de hilo conductor para indicar que todas ellas eran también objetivos de esta asignatura, es decir, no solamente nos íbamos a plantear aprender técnicas estadísticas, sino que también nos planteábamos desarrollar todas las competencias necesarias para ser un buen ingeniero. Se les indicó también que este sería el procedimiento habitual de trabajo en clase: •

Planteamiento del problema

•

Intento de solución individual

•

Intento de solución en grupos

•

Intercambio de resultados de los grupos.

4.2. Las dos primeras semanas Las siguientes clases fueron desarrollándose de una manera similar, con el objetivo de marcar la dinámica de grupo y trabajar las competencias transversales. En la segunda clase se produjo un resultado sorprendente: la mayoría de los alumnos había localizado una ficha de la asignatura, pero en muchos casos ésta no estaba actualizada, sino que correspondía a años anteriores. Esto evidenció que los alumnos tienen dificultades para localizar la información institucional, así como que para muchos de ellos la fuente más fiable y accesible son los compañeros que han cursado la asignatura en años anteriores. La información sobre los créditos ECTS y las experiencias piloto fue localizada, en cambio, por muy pocos alumnos. Al detallarles el esfuerzo que se requería de ellos, 5 horas semanales aparte del horario de clase, muchos consideraron que era una dedicación excesiva, que no se podría seguir en todas las asignaturas. En este punto los alumnos llevaban razón, ya que la planificación se había llevado a cabo contando exclusivamente las semanas lectivas, lo que daría una carga de trabajo de 60 horas semanales para todas las asignaturas. Como trabajo a desarrollar en casa durante las dos primeras semanas se les impuso la recopilación y estudio de los conceptos matemáticos previos necesarios para una correcta comprensión de la asignatura: Teoría de conjuntos y Combinatoria. De estas materias se realizó un control al final de la segunda semana. En las dos primeras semanas se hicieron distintas actividades para desarrollar las competencias actitudinales. Por ejemplo, se repartieron periódicos entre los alumnos para que encontraran noticias relacionadas con la Estadística, se elaboraron listas de palabras relacionadas con la materia y de problemas que se resuelven utilizando técnicas estadísticas. Ello evidenció algunos errores conceptuales graves, como confundir Estadística con Economía o Contabilidad.

Al finalizar la segunda semana teníamos una lista de problemas generales que se resolvían usando la Estadística. Esta lista fue clasificada y cada uno de los grandes problemas tipo fue relacionado con las distintas partes del temario. Tras dos semanas de trabajo habíamos llegado a un punto similar al que se llegaba en el día de presentación de la asignatura con el sistema clásico. ¿Puede considerarse que habíamos perdido dos semanas de clase? La respuesta es un NO rotundo. Aunque apenas se había avanzado en la exposición de materia, se había conseguido un cambio de actitud ante la materia, que de ser considerada un mero escollo más que había que salvar para obtener el título pasaba a considerarse como importante en la formación de un ingeniero. Además se había avanzado en la creación de una dinámica de trabajo en grupo. Los alumnos se interesaban por resolver los problemas que se les iban planteando, asumiéndolos como un reto y siendo conscientes de que su trabajo diario iba a ser considerado a la hora de la evaluación. 4.3. Exposición de contenidos El temario se ha desarrollado siguiendo el paradigma del ABP: El planteamiento de un problema servía de hilo conductor en el camino del aprendizaje. Las características de la asignatura, que hace que la mayoría de los problemas (los realmente interesantes en la práctica) sean expresables en un lenguaje no técnico y que las respuestas a los mismos sean también expresables en este lenguaje (no así las técnicas internas usadas para la resolución), propiciaban el uso de esta metodología. No todos los temas han sido tratados igual. De algunos temas se ha proporcionado a los alumnos los resúmenes teóricos y una sucinta explicación, y a partir de ahí se ha planteado un problema complejo que los alumnos han sido capaces de resolver usando herramientas informáticas. De otros temas se han ido planteando una colección de problemas más simples en clase, que plantearan algún tipo de dificultad conceptual. El hecho de que los alumnos se mostraran más reacios que en años anteriores a aceptar resultados que en principio parecían contrarios a la intuición era un indicador claro de que se habían roto barreras de comunicación entre el profesor y los alumnos y que éstos tomaban un papel más activo en el aula. De los últimos temas, debido a su mayor complejidad y a la premura de tiempo, sí se han dado explicaciones teóricas más detalladas, usando un modelo más similar al tradicional. 4.4. Uso del campus virtual Durante toda la experiencia ha sido fundamental la utilización del campus virtual de la Universidad de Cádiz a través de la plataforma Moodle. A través de la plataforma se han

atendido tutorías, expuesto materiales, recogido las distintas tareas que los alumnos iban realizando y gestionado la formación de grupos y la evaluación. Como herramienta de comunicación, moodle se ha utilizado a través de la herramienta diálogo para atender tutorías y como tablón de anuncios a través del foro de Novedades. Como herramienta de exposición, moodle se ha utilizado para incluir tanto resúmenes teóricos en html (incluyendo fórmulas usando el filtro TeX) o en PDF como aplicaciones didácticas interactivas que ilustran distintas partes de la asignatura. Como herramienta de evaluación, se ha utilizado fundamentalmente la actividad tarea. Con esta actividad Moodle permite establecer el trabajo que deben realizar los alumnos, así como la fecha de entrega y la calificación máxima. Los estudiantes pueden subir un archivo en cualquier formato como respuesta. Después, el sistema facilita al profesor una página en la que puede ver cada archivo (y cuándo fue subido) y asignar una calificación y un comentario. Si el trabajo ha sido realizado en grupo, se puede de una manera fácil poner la misma nota a todos los integrantes del grupo Como herramienta de gestión de grupos, se ha utilizado la consulta, de modo que a través del mismo los alumnos han podido elegir el sistema de evaluación, el grupo de prácticas al que asistir, etc. La creación de pequeños grupos de trabajo ha sido fundamental en la experiencia, ya que además de fomentar el trabajo en grupo y el aprendizaje colaborativo ha permitido disminuir el número de trabajos a corregir. La experiencia ha conllevado un incremento del número de actividades a tener en cuenta a la hora de la evaluación, tanto trabajos entregados on-line como otros entregados en mano, asistencias, intervenciones en clase, etc. El disponer de un sistema automatizado como ayuda a la gestión ha sido fundamental.

5. Conclusiones: Resultados y aspectos a mejorar Aunque los indicadores de rendimiento académico han mejorado sustancialmente respecto a años anteriores, una mínima prudencia estadística nos lleva a no considerarlos todavía relevantes, pues pueden verse afectados por el efecto Pigmalión o el efecto Hawthorne. Además debemos tener en cuenta los resultados de la convocatoria de septiembre. Sí podemos considerar las impresiones subjetivas como profesor de la actitud de los alumnos. Éstos se han mostrado más participativos, más comunicativos (tanto entre ellos como con el tutor), más implicados, en suma, en su aprendizaje. Entre los aspectos a mejorar en futuras experiencias podemos citar los siguientes: •

Aumentar la coordinación entre los dos grupos de la asignatura.

•

Utilización de más herramientas disponibles en el campus virtual.

•

Especificar más detalladamente las actividades a realizar en cada trabajo.

•

Cambiar el uso de moodle de formato semanal a formato por temas.

•

Disminuir el número de actividades a corregir (una relación de 20 problemas, por 15 grupos son 300 problemas a corregir).

•

Solicitar un mayor reconocimiento a la participación en este tipo de experiencias. La labor del profesor debe computarse en función del trabajo realizado, que depende del número de alumnos, no del número de horas presenciales impartidas.

6. Agradecimientos El autor quiere agradecer a la Dirección General para el EEES de la Universidad de Cádiz por haber organizado el curso de formación Aprendizaje Basado en Problemas y al profesor Ayala de la Universidad de Monterrey, por haberlo impartido, ya que significaron la primera toma de contacto con una metodología que considero fundamental de cara al futuro.

7. Referencias [1] El Aprendizaje Basado en Problemas como técnica didáctica. Dirección de Investigación y Desarrollo Educativo, Vicerrectoría Académica, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey disponible en http://www.sistema.itesm.mx/va/dide/inf-doc/estrategias con copia en http://www.ub.es/mercanti/abp.pdf [Consulta: 20 junio 2006] [2] MULLINS, G. “The Evaluation of Teaching in a Problem-Based Learning Context”. En Chen SE. et al. Reflections on Problem Based Learning. NSW: Australian Problem Based Learning Network; 1995. [3] BOUD, D., FELETTI, G. Changing problem-based learning. London: Kogan Page; 1997. [4] WILLIAMS, B. “The Implementation of Case-Based Learning - Shaping the Pedagogy in Ambulance Education”. Journal of Emergency Primary Health Care Vol.2 (3-4) 2004.