Cambios cerebrales en los estudiantes son mejores indicadores de aprendizaje que los puntajes de las pruebas

El estudio de neuroimágenes revela que los cambios cerebrales en los estudiantes son mejores indicadores de aprendizaje que los puntajes de las pruebas.

Fuente: Universidad de Georgetown

Las pruebas y calificaciones tradicionales que los educadores han usado durante mucho tiempo pueden medir el aprendizaje con menos precisión que los escaneos del cerebro, según un nuevo estudio publicado en Science Advances .

El artículo, escrito por un equipo de investigadores de siete universidades y dirigido por neurocientíficos de Georgetown, no solo podría alterar la forma en que los educadores elaboran los planes de estudios, sino que también revela un vínculo oculto en la mente humana.

"Durante mucho tiempo, los psicólogos y filósofos han debatido si el pensamiento espacial, como las imágenes mentales de los objetos, en realidad se esconde debajo del pensamiento que parece verbal", explica Adam Green, autor principal del estudio y profesor asociado distinguido de Provost en la Facultad de Artes y Ciencias de Georgetown. Ciencias en el Departamento de Psicología.

"Si esto es cierto, entonces enseñar a los estudiantes a mejorar sus habilidades de pensamiento espacial debería impulsar su capacidad de razonamiento verbal".

Los investigadores estudiaron un curso de ciencias "enriquecido espacialmente" ofrecido en las escuelas secundarias públicas de Virginia que enfatiza las habilidades de pensamiento espacial, como la construcción de mapas y la planificación de cómo se pueden reconfigurar las ciudades para reducir el consumo de energía.

Las imágenes de resonancia magnética (IRM) mostraron cambios en los cerebros de los estudiantes a medida que aprendían el plan de estudios del curso, y estos cambios se compararon con las formas en que tradicionalmente se mide el aprendizaje (p. ej., cambios en los puntajes de las pruebas).

Los cambios cerebrales predijeron mucho mejor el aprendizaje, especialmente un tipo de aprendizaje llamado "transferencia lejana", que es tan profundo que ayuda a los estudiantes a tener éxito en tareas que ni siquiera se les enseñó a realizar. La transferencia lejana es una especie de santo grial para los educadores y notoriamente difícil de capturar con las pruebas tradicionales.

Haciendo modelos en la mente

Los hallazgos del equipo respaldan la Teoría del Modelo Mental, o MMT, que postula que cuando los humanos comprenden el lenguaje hablado o escrito, la mente "espacializa" esta información, confiando en sistemas en el cerebro que originalmente evolucionaron para ayudar a nuestros ancestros primates a navegar ágilmente en entornos complejos.

Cuando los investigadores probaron el razonamiento verbal, sobre palabras en oraciones en lugar de objetos en mapas, encontraron marcadas mejoras en los estudiantes que habían tomado el curso que enfatizaba el pensamiento espacial. Es más, cuanto mejores eran los estudiantes en el pensamiento espacial, más mejoraba su razonamiento verbal.

“Estos hallazgos demuestran que el modelado mental podría ser una base importante para la transferencia lejana en la educación del mundo real, tomando habilidades del aula y aplicándolas de manera más general”, dice el autor principal y Ph.D. en Psicología. alumno Roberto Cortés (C'18, G'23). “Este estudio no solo informa nuestra comprensión de cómo la educación cambia nuestros cerebros, sino que también revela información clave sobre la naturaleza de la mente”.

“El razonamiento verbal es una de las herramientas más poderosas que ha producido la evolución humana”, argumenta Cortés. “Es increíblemente emocionante combinar la neurociencia y la educación para comprender mejor cómo el cerebro humano aprende a razonar. Con suerte, podemos aprovechar estos hallazgos para mejorar el razonamiento humano de manera más amplia”.

Al mostrar nueva evidencia de MMT en el cerebro, el equipo de investigación descubrió que las mejoras en el razonamiento verbal podrían predecirse mejor mediante cambios en los centros de procesamiento espacial en los cerebros de los estudiantes, específicamente en la corteza parietal posterior.

Creando currículum para el cráneo

Si bien el debate sobre los modelos mentales tiene una larga historia, uno de los debates más candentes en el panorama educativo moderno es si la neurociencia puede mejorar la enseñanza y el aprendizaje en las escuelas. Aunque prometedores en teoría, los esfuerzos para integrar la neurociencia con la educación han demostrado ser un desafío en el mundo real.

Uno de los principales obstáculos es que las herramientas de neurociencia, como las resonancias magnéticas, son costosas y consumen mucho tiempo, por lo que es poco probable que se puedan aplicar a gran escala en las políticas y prácticas educativas.

“No podemos escanear el cerebro de todos los niños, y sería una muy mala idea hacerlo incluso si fuera posible”, dice Green, quien también es miembro de la facultad en el Programa Interdisciplinario en Neurociencia.

Critics have long expressed concerns about whether the data that neuroscience provides can really tell educators anything they couldn’t find out using traditional paper and pencil or computer-based tests. The research team’s new findings point to a new way of integrating neuroscience with education that helps to overcome these challenges. Instead of focusing on each individual student’s brain, the study focused on the curriculum the students learned. The results show that brain imaging can detect the changes that come with learning a specific curriculum in real-world classrooms, and that these brain changes can be used to compare different curricula.

Georgetown students gather around a computer during a Biology lab. Credit: Georgetown University

“Curriculum development can and does happen at the kinds of small scales that neuroscience can realistically accommodate,” Green says. “So, if we can leverage neuroimaging tools to help identify the ways of teaching that impart the most transferable learning, then those curricula can be widely adopted by teachers and school systems. The curricula can scale up, but the neuroimaging doesn’t have to.” Students in the spatially-enriched curriculum showed more robust brain changes compared to closely matched students who took other advanced science curricula. These changes appear to indicate a deep learning of spatial abilities that the brain can apply in highly flexible ways, which may not be fully captured by traditional tests of specific skills. In particular, the study’s finding that brain changes can predict learning better than traditional tests provides strong evidence that the inside view afforded by neuroscience can give educators insights about far-transfer learning that they have long sought but that traditional learning assessments often miss. According to Cortes, “This study is a great example of our department’s mission of bridging ‘Neurons to Neighborhoods’ through science. We hope to use this data to convince policymakers to increase access to this kind of spatially-enriched education.” About this learning and neuroscience research news Author: Press Office Source: Georgetown University Contact: Press Office – Georgetown University Image: The image is credited to Georgetown University Original Research: The findings will appear in Science Advances