9 jun 20238 Min. de lectura

¿Qué impacta realmente en el uso de la enseñanza activa en la educación universitaria de STEM?

Resultados de una encuesta nacional a instructores de química, matemáticas y física. Naneh Apkarian, Charles Henderson, Marilyne Stains, Jeffrey Raker, Estrella Johnson, Melissa Dancy Publicado: 25 de febrero de 2021 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0247544 Resumen:

En este estudio se investigan seis creencias comunes sobre el uso del aprendizaje activo en cursos introductorios de STEM (Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) utilizando datos de encuestas de 3769 instructores. Tres de las creencias se centran en factores contextuales: tamaño de clase, configuración del aula y evaluaciones docentes; y tres se enfocan en factores individuales: seguridad laboral, actividad de investigación y exposición previa. El análisis indica que los instructores en todas las situaciones pueden y utilizan el aprendizaje activo en sus cursos. Sin embargo, con la excepción de la seguridad laboral, las tendencias en los datos son consistentes con las creencias sobre el impacto de estos factores en el uso del aprendizaje activo. Se discuten las implicaciones de estos resultados para las políticas institucionales y departamentales que faciliten el uso del aprendizaje activo.

Introducción (resumen):

La instrucción de STEM en la educación universitaria de Estados Unidos ha sido objeto de escrutinio, especialmente en los cursos introductorios. Estos cursos, como Química General, Física Cuantitativa Introductoria y Cálculo de una Variable, son fundamentales y tienen un gran impacto en la trayectoria de los estudiantes hacia carreras en STEM. Aunque se ha prestado mucha atención a las bajas tasas de aprobación en estos cursos, existen evidencias que sugieren que las experiencias de aprendizaje negativas son las principales razones por las que los estudiantes abandonan. A pesar de la creciente demanda de profesionales en STEM, la proporción de estudiantes que completan una licenciatura en STEM se ha mantenido en un 40% desde 1997. Las preocupaciones persistentes han llevado a un mayor interés por parte de administradores universitarios, investigadores y organismos gubernamentales en aumentar el número de graduados en STEM.

La investigación en educación matemática y científica ha desarrollado estrategias de aprendizaje activo que se ha demostrado que promueven el entendimiento del contenido, las actitudes y la retención en todos los estudiantes, reduciendo las brechas de rendimiento. Aunque existen numerosas evidencias sobre la efectividad del aprendizaje activo, su implementación en los cursos universitarios de STEM sigue siendo limitada. Este documento analiza datos empíricos relacionados con seis creencias comunes sobre los factores que afectan el uso de aprendizaje activo por parte de los instructores. Estas creencias se centran en factores contextuales, como el tamaño de las clases y las aulas tradicionales, y características individuales, como la seguridad laboral y la experiencia con el aprendizaje activo. A pesar de la importancia de estas creencias para la toma de decisiones y la definición de prioridades institucionales, hasta ahora no se contaba con datos empíricos sólidos al respecto.

Metodología (resumen):

Métodos: Los datos de este informe provienen de una encuesta nacional a instructores de educación superior que imparten cursos introductorios de STEM en colegios de dos años, colegios de cuatro años y universidades en los Estados Unidos. La recolección de datos se realizó en la primavera de 2019, y la muestra final consistió en 3,769 participantes que fueron instructores principales de cursos de química general, cálculo de una variable o física cuantitativa introductoria en el año académico 2017-18 o 2018-19. Se obtuvo el consentimiento por escrito de los participantes de la encuesta.

Recolección de datos: Se desarrolló un nuevo instrumento de encuesta para este proyecto, que abarcaba cinco temas principales. Se utilizó un muestreo aleatorio estratificado por tipo de institución, y se enviaron invitaciones por correo electrónico a todos los posibles participantes en cada institución seleccionada. Se utilizaron preguntas de elegibilidad para garantizar la participación de instructores principales de los cursos específicos. Al finalizar el período de recolección de datos, se revisaron las respuestas y se eliminaron los participantes no respondientes. Se obtuvo un conjunto de datos de 3,769 individuos.

Análisis de datos: Se realizaron análisis para comprender hasta qué punto los datos de la encuesta eran consistentes con cada creencia investigada. El enfoque principal fue el uso de aprendizaje activo, que se midió mediante el autorreporte de los instructores sobre cómo se utiliza el tiempo de clase. Se utilizó el porcentaje de tiempo de clase reportado en el que los estudiantes "escuchan la conferencia o resuelven problemas" como proxy para el tiempo dedicado a actividades no activas de aprendizaje. Se realizaron análisis estadísticos y se presentaron los resultados relevantes.

En resumen, este estudio utilizó una encuesta nacional para examinar las creencias y prácticas relacionadas con el uso de aprendizaje activo en cursos introductorios de STEM. Se obtuvo una muestra representativa de instructores de diferentes tipos de instituciones. Los resultados se presentan con implicaciones prácticas y recomendaciones para aumentar el uso de aprendizaje activo en la educación STEM.

Resultados. Factores Contextuales (resumen):

En este estudio se examinaron diferentes factores que afectan el uso de estrategias de aprendizaje activo en cursos introductorios de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) en la educación universitaria de Estados Unidos. Se analizaron datos relacionados con tres factores: el tamaño de las clases, el diseño del aula y la evaluación de la enseñanza.

Se encontró que el tamaño de las clases tiene un impacto en el uso de aprendizaje activo, siendo más frecuente la metodología de conferencias en las clases más grandes. Sin embargo, también se observó que hay instructores que utilizan estrategias de aprendizaje activo incluso en clases numerosas. Esto sugiere que reducir el tamaño de las clases, especialmente evitando cursos muy grandes, podría aumentar el uso de aprendizaje activo en los cursos introductorios de STEM.

En cuanto al diseño del aula, se encontró que las aulas tradicionales con asientos fijos están asociadas con un mayor uso de la conferencia en comparación con las aulas diseñadas para facilitar el trabajo en grupo. Por lo tanto, tener aulas que fomenten la interacción entre los estudiantes puede ser una forma efectiva de apoyar la enseñanza activa.

Por último, se abordó la evaluación de la enseñanza, específicamente las evaluaciones de los estudiantes. Se encontró que los instructores que consideran que la evaluación de la enseñanza es de gran importancia tienden a dar más conferencias en comparación con aquellos que le dan menos importancia. Esto sugiere que la dependencia excesiva de las evaluaciones de los estudiantes puede obstaculizar el uso de estrategias de aprendizaje activo.

En resumen, los hallazgos indican que reducir el tamaño de las clases, proporcionar aulas adecuadas para el aprendizaje activo y revisar la importancia otorgada a las evaluaciones de los estudiantes pueden promover el uso de estrategias de aprendizaje activo en la educación universitaria de STEM.

Resultados. Factores individuales (resumen):

Seguridad laboral

Existen diferentes creencias sobre la práctica docente en relación al rango académico y la experiencia, algunas contradictorias. Algunos sugieren que la seguridad laboral (como la tenencia) permite la flexibilidad necesaria para adoptar prácticas docentes innovadoras, mientras que otros argumentan que las nuevas innovaciones solo pueden ser utilizadas por instructores de la generación más joven, más innovadores y menos arraigados en sus formas de enseñanza. Estas creencias influyen en la práctica. Por ejemplo, muchas iniciativas de cambio se enfocan en profesores futuros o nuevos instructores. Los participantes informaron si estaban en una trayectoria que les brindaba mayor seguridad laboral y no observamos diferencias en la cantidad de conferencias entre estos dos grupos. Para aquellos en trayectorias seguras, no encontramos evidencia de una diferencia en la cantidad de conferencias utilizadas por aquellos que han logrado o no esa seguridad.

Actividad de investigación

Los instructores de educación superior a menudo tienen que equilibrar múltiples roles. En muchas instituciones, especialmente en universidades orientadas a la investigación, se cita a menudo el equilibrio entre la enseñanza y la actividad de investigación como una barrera para el cambio instruccional, con muchos creyendo que los instructores que se enfocan en la investigación son menos innovadores en su enseñanza. Preguntamos a los encuestados sobre la distribución de su tiempo, incluido el porcentaje dedicado a la investigación. No encontramos evidencia de una diferencia en el porcentaje de tiempo en conferencias entre aquellos con cero y no cero tiempo dedicado a la investigación. Sin embargo, entre aquellos con tiempo dedicado a la investigación, encontramos un efecto pequeño del nivel de actividad de investigación en el porcentaje de tiempo en conferencias. Los investigadores muy activos dan más conferencias que otros.

Exposición previa al aprendizaje activo

Se ha sugerido que las estrategias de enseñanza activa no son adoptadas por los instructores hasta que tengan experiencia personal con ese estilo de enseñanza, y que las experiencias como estudiantes forman las creencias de los instructores sobre la enseñanza. Los datos respaldan la creencia de que la exposición al aprendizaje activo aumenta la probabilidad de que un instructor lo utilice. La mayoría de los instructores encuestados (75%) no han sido expuestos a la instrucción activa como estudiantes. Los instructores que han experimentado el aprendizaje activo como estudiantes informan dar menos conferencias que aquellos que no lo han hecho. Para agentes de cambio interesados en aumentar el uso del aprendizaje activo, es importante conocer las experiencias previas de los instructores y cómo aprovecharlas. Es valioso brindar oportunidades para que los instructores obtengan experiencia en aprendizaje activo, como coenseñanza o participación en equipos de desarrollo instruccional local. Los líderes institucionales y agentes de cambio también deben considerar la implementación del aprendizaje activo como un cambio cultural en la educación superior.

Discusión (resumen):

Limitaciones

En este manuscrito, hemos presentado análisis correlacionales de datos de una gran encuesta a instructores de química, matemáticas y física. Nuestros análisis buscaron determinar si los patrones dentro de estos datos eran consistentes o inconsistentes con seis creencias comunes sobre la implementación de la enseñanza activa. Hay limitaciones en lo que podemos concluir o implicar dada el diseño del estudio y los procedimientos de análisis. Primero, las correlaciones que informamos representan tendencias generales y no representan las experiencias de todos los individuos. Segundo, los datos que recopilamos no nos permiten hacer afirmaciones causales. Tercero, nuestras análisis se centran en la correlación entre dos variables y es probable que haya interacciones entre las variables probadas. Finalmente, todos los datos son autoinformados. Aunque la autoinformación del comportamiento no es tan confiable como las observaciones del comportamiento, se ha encontrado que los instructores pueden autoinformar las actividades instruccionales generales, como el porcentaje de tiempo de clase que dedican a las conferencias, con un nivel razonable de precisión.

Conclusión (resumen):

Nuestro objetivo fue comprender hasta qué punto la práctica instructiva en los cursos introductorios de STEM se ajusta a seis creencias comunes sobre el uso de estrategias de enseñanza activa. Encontramos que hay variación en la práctica instructiva, pero los patrones de los datos de la encuesta realizada a 3769 instructores fueron consistentes con tres creencias sobre factores contextuales y variaron en consistencia con tres creencias sobre factores individuales:

Tamaño de clase: Los datos respaldan la creencia de que los tamaños de clase grandes pueden dificultar el uso de la enseñanza activa. Los instructores de clases muy grandes (100 o más estudiantes) informan usar más conferencias que los instructores de otras clases.

Aulas tradicionales: Los datos respaldan la creencia de que las aulas tradicionales con asientos fijos pueden dificultar el uso de la enseñanza activa. Los instructores en aulas diseñadas para la enseñanza activa utilizan significativamente más métodos activos.

Evaluaciones de los estudiantes: Los datos respaldan la creencia de que enfocarse en las evaluaciones de los estudiantes puede dificultar el uso de la enseñanza activa. Los instructores en instituciones con menos énfasis en las evaluaciones de los estudiantes informan usar más enseñanza activa.

Seguridad laboral: Los datos no respaldan la creencia de que no tener seguridad laboral (por ejemplo, permanencia) pueda dificultar el uso de la enseñanza activa. Los instructores sin seguridad laboral informan utilizar niveles similares de enseñanza activa a los que tienen seguridad.

Actividad de investigación: Los datos son consistentes en cierta medida con la creencia de que altos niveles de actividad de investigación pueden dificultar el uso de la enseñanza activa. Los instructores con alta productividad en investigación informan usar menos enseñanza activa. Sin embargo, aquellos que participan en investigación educativa o desarrollo de currículo financiado utilizan más enseñanza activa.

Experiencia como estudiante: Los datos respaldan la creencia de que la exposición a la enseñanza activa como estudiante o instructor estudiantil favorece su uso. Los instructores que fueron estudiantes en clases de enseñanza activa y/o formaron parte de un equipo docente que usó la enseñanza activa son más propensos a utilizarla.

Estos hallazgos sugieren que los responsables de tomar decisiones deben tener en cuenta estos resultados. Las instituciones que buscan aumentar el uso de la enseñanza activa en la educación de pregrado en STEM deben implementar cambios estructurales específicos, como mantener y buscar clases más pequeñas, construir y respaldar aulas para la enseñanza activa, y enfatizar métodos más allá de las puntuaciones de las evaluaciones de los estudiantes para evaluar la efectividad docente.

Estos hallazgos también resaltan la importancia de oportunidades de desarrollo profesional, tanto a nivel local como nacional. Los resultados muestran que los instructores, con todas sus características individuales y en cualquier contexto, logran incorporar grandes cantidades de enseñanza activa en su instrucción. Es más probable que los instructores implementen la enseñanza activa si no tienen que descubrir todo por sí mismos, como cómo elegir estrategias de enseñanza _________