La intuición científica existe en todos los niños

Cuando Mckenna Kleinmaier MAT ’20 imparte su clase de ciencias ambientales en la escuela secundaria Alexander Hamilton en Los Ángeles, se sumerge directamente en temas desafiantes y complejos: una discusión reciente incluyó cómo la población humana está conectada con la pobreza y el hambre globales. "Analizamos la demografía para que los estudiantes pueden ver claramente que hay problemas y se les anima a proponer sus propias soluciones", explica Kleinmaier. En sus clases hay un enfoque por construir, no solo en repetir lo que dice el maestro. "Estamos practicando el desarrollo de modelos, construyendo explicaciones: este es el futuro de la educación científica".

Por Katharine Gammon, 27-04.2021 (Escuela de Educación, University of Southern California)

Kleinmaier, becaria de Knowles, es parte de un movimiento de profesores de ciencias que buscan revitalizar este campo. Hay mucho en juego: aunque las mujeres y las minorías han ingresado cada vez más en carreras de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas desde 1990, en general todavía están subrepresentadas. En Estados Unidos, los niños tienen tres veces más probabilidades de decir que quieren ser una estrella de YouTube que un astronauta cuando sean mayores. Esto, sumado a una creciente desconfianza en la ciencia que se ha manifestado en el miedo a las vacunas y la renuencia a aceptar los peligros del COVID-19, ha hecho que sea sumamente necesario que haya cambios en la forma en que se enseña la ciencia en las escuelas. En USC Rossier, se están afianzando dos innovaciones: convertir a los estudiantes en científicos y aumentar el acceso a STEM para todos.

Enseñar ciencia haciendo ciencia

Para Kleinmaier, enseñar ciencias significa que STEM se convierte en una palabra de acción: los científicos son hacedores. “No se trata de ver al maestro hacerlo y hacer exactamente lo mismo”, dice. Intenta generar curiosidad en sus alumnos observando fenómenos con los que se pueden identificar. Por ejemplo, esta mañana llovió, pero ahora hace sol. “Entonces un maestro podría decir: Está bien, puedo explicarte los pasos del ciclo del agua”, explica. Pero en cambio, les dice a sus alumnos que sean hacedores de ciencia. Llovió, pero la lluvia ya no está en la acera. ¿Por qué empezó, adónde fue? “A partir de ahí, puedes comenzar a explorar e investigar ese fenómeno realizando experimentos, construyendo modelos y elaborando explicaciones. Naturalmente, fomenta la curiosidad y la confianza en su aprendizaje”.

Seguir las preguntas de los estudiantes puede generar una cascada de nuevas líneas de investigación, y la práctica científica no tiene por qué limitarse a los estudiantes. El enfoque de investigación reciente de la Profesora Asociada de Educación Clínica Angela Laila Hasan implica observar la transversalidad de la participación de la familia, los maestros y los estudiantes en el aprendizaje experiencial de las matemáticas. Hasan, que comenzó su carrera como profesora de matemáticas y ciencias en una escuela secundaria, descubrió en su experiencia en investigación y enseñanza que la participación de los padres es un medio para mantener a los niños interesados ​​y comprometidos en temas desafiantes.

No significa que los padres sepan tanto como el maestro, pero involucrarlos en el aprendizaje experiencial en STEM tiene beneficios directos. Hasan observó cómo los padres hacían ellos mismos un experimento de física, trazando el camino de un automóvil por una rampa. La emoción de los padres era palpable para sus hijos. “Aprendí que si la familia valora lo que estoy haciendo, es más probable que el niño se adapte”, dice Hasan. “La participación de los padres es simplemente la clave para muchos cambios potenciales. Cuando los dejamos fuera de la ecuación, en lugar de involucrarlos en el proceso, no les estamos haciendo ningún favor, y no se necesitan grados para valorar la ciencia”.

Frederick W. Freking es Profesor de Educación Clínica y enseñó ciencias en la escuela secundaria y eventualmente combinó su experiencia en investigación con la enseñanza de ciencias. Hay algunas mejoras sencillas en la educación científica que los profesores tienden a no hacer, como mantener a los niños hablando entre sí, dice. "La cantidad de tiempo para aprender no debería medirse en términos de la conversación entre el profesor y los estudiantes", afirma. "Compartir ideas es una parte clave del aprendizaje de las ciencias".

Todo tiene que ver con que la ciencia es algo que se hace activamente, no algo que se adquiere pasivamente. “¿Cómo puedes ser creativo cuando lo único que haces es sentarte y escuchar?” "Tal como los científicos, los estudiantes necesitan hacer preguntas, idear formas de recopilar datos y responder esas preguntas". El enfoque de Freking está en los maestros de primaria, quienes enseñan un poco en ciencias, pero también tienen que enseñar artes del lenguaje, estudios sociales y matemáticas, toda la gama. Trabaja en algo llamado modelo de instrucción “5E”: enganchar, explorar, explicar, elaborar, evaluar. El método no es nuevo: surgió a principios de los años 80, pero ayuda a los profesores a implementar lo que saben que es importante.

Explica que, dentro del marco, la lección STEM siempre comienza con una actividad interesante, algo interesante para conectarse con la cultura de los estudiantes o con lo que les importa. “Debería ser algo que los enganche y luego permitirles hacer preguntas sobre ese fenómeno”, afirma. "Luego lo exploran, dejando que los datos conduzcan al hallazgo, no porque el maestro les haya dicho algo".

Luego, los profesores pueden incorporar el lenguaje académico, a partir del contexto y la comprensión. Después de eso, hay una fase de elaboración, que permite a los estudiantes hacer preguntas adicionales y realizar diferentes experimentos y luego compartirlos entre sí. "Realmente ayuda a los niños a ver qué es realmente la ciencia: es una forma de saber, no solo una lista de hechos", dice Freking, y agrega que los maestros pueden llevar el modelo 5E a cualquier contexto que quieran enseñar. Una de las formas en que ayuda a los profesores a perfeccionar sus habilidades de enseñanza STEM es a través de la revisión de videos: tal como lo haría un entrenador para un equipo deportivo, los maestros se reúnen y miran las acciones de los demás en video, dando críticas y consejos sobre cómo mejorar.

Para Anthony Maddox, profesor de educación clínica e ingeniería, una forma de abordar STEM es centrarse en la noción de práctica: la práctica de construir un ambiente donde se lleva a cabo el aprendizaje. “Trato de co-construir el espacio de aprendizaje con los estudiantes, para que esté centrado en el aprendizaje y no necesariamente en el contenido”, dice, y agrega que quiere que los estudiantes sepan que él, como maestro, también está aprendiendo. “Uno de los roles que tengo en mi puesto no es sugerir que soy una fuente de conocimiento, sino que estoy aquí aprendiendo y soy mediador del aprendizaje”.

A menudo eso significa trabajar en grupos más pequeños, donde los estudiantes hablan más y experimentan más. “Como seres humanos, de alguna manera nos basamos en la experiencia y reconocemos el hecho de que la experiencia de los estudiantes es importante”, dice Maddox. "Estoy haciendo una apuesta: si bien pueden desviarse del tema, si bien son libres de expresarse, cuando lleguen al tema, se involucrarán".

“¿Cómo puedes ser creativo cuando lo único que haces es sentarte y escuchar? Como científico, los estudiantes necesitan hacer preguntas, idear formas de recopilar datos y responder esas preguntas”. —Frederick W. Freking, Profesor Rossier de Educación Clínica de la USC

Maddox intenta infundir en cada esfuerzo docente los seis hábitos mentales de ingeniería identificados por la Academia Nacional de Ingeniería: pensamiento sistémico, creatividad, optimismo, colaboración, comunicación y consideración ética. "Puedo tomar cualquier contenido y asegurarme de que cualquiera de esas seis ideas impulse a los estudiantes a pensar en el contenido de ese curso, así que para mí eso es ingeniería", dice. “Otra visión de la ingeniería es aprovechar la tecnología para fines útiles. Y eso se relaciona con la enseñanza, porque los docentes aprovechan los fenómenos de aprendizaje con fines útiles”.

Está particularmente entusiasmado con la fusión de educación, ingeniería y emprendimiento en hackatones y espacios para creadores, lugares donde los estudiantes realmente pueden diseñar sus propias ideas y hacerlas realidad. Pero, en última instancia, su visión de la educación STEM se reduce a las propias aspiraciones de los estudiantes. “No debemos perder de vista: todas estas cosas deberían funcionar juntas para crear esperanza”, dice Maddox. “Veo a cada estudiante como un individuo que necesita que se reafirme su esperanza. Y mi función es darles el espacio y la libertad para aprender”.

En la educación K–12 y superior, la enseñanza de la ciencia va mucho más allá de simplemente crear futuros científicos, dice Gale Sinatra, Stephen H. Profesor Crocker de Educación. Se trata de hacer que un futuro arquitecto piense científica y críticamente sobre qué tipo de edificio crear, o por qué un artista usaría cierto tipo de mezcla de pintura, dice. Y el pensamiento crítico y los cuestionamientos que ocurren en estos años fundacionales ayudarán a los estudiantes de hoy a abordar todo tipo de información errónea, desde el escepticismo climático hasta los temores infundados sobre las vacunas. "El pensamiento y el razonamiento científicos impregnan todos los campos", afirma. 

Traducido de Scientific intuition exists in all children | USC Rossier School of Education