Con el nuevo énfasis en la práctica, aprendizaje activo a lo largo de la educación superior, Los cursos de laboratorio parecen tener una ventaja:¿qué podría ser más activo que hacer experimentos? Pero una nueva investigación sorprendente revela que los laboratorios tradicionales no alcanzan sus objetivos pedagógicos.

En un artículo publicado el 2 de enero en Física hoy , "Introducción a los laboratorios de física:podemos hacerlo mejor, "Natasha Holmes, Profesor asistente de Física de Cornell, y el premio Nobel Carl Wieman de la Universidad de Stanford informan sobre su análisis de nueve cursos introductorios de laboratorio de física en tres instituciones, impartido por siete instructores y en el que participan casi 3, 000 estudiantes. Todos los laboratorios fueron diseñados para apoyar el aprendizaje de los estudiantes del contenido del curso de conferencias asociado. Debido a que las secciones de laboratorio eran opcionales, los investigadores pudieron comparar los resultados con un grupo de control de estudiantes que no tomaron los cursos de laboratorio.

Los resultados fueron tan consistentes, y tan abismal, que los investigadores lo llaman "impactante". Escriben que "con un alto grado de precisión, no hubo ningún beneficio de laboratorio medible estadísticamente. ... Ninguno de los efectos medios fue mayor al 2 por ciento estadísticamente; todos eran indistinguibles de cero ".

Incluso cuando los investigadores restringieron su análisis a preguntas de examen que no requerían cálculos cuantitativos, pero solo razonamiento conceptual que debería haberse mejorado en un curso de laboratorio, obtuvieron los mismos resultados para el beneficio del laboratorio:cero.

Se supone que los cursos de laboratorio permiten a los estudiantes ver cómo funcionan los principios de la física en la vida real; la realización de experimentos debería ayudarles a comprender mejor la física y reforzar la instrucción en el aula. ¿Por qué esto no está sucediendo?

"Aunque uno puede pensar que los laboratorios son intrínsecamente activos, Nuestra investigación muestra que en los laboratorios tradicionales los estudiantes pueden estar activos con sus manos pero no son realmente activos con sus cerebros. ", dice Holmes." Seguir procedimientos de memoria para obtener un resultado proscrito al final no está haciendo mucho ".

En extensas entrevistas con estudiantes, Holmes y Wieman escriben que encontraron, "El único pensamiento que los estudiantes dijeron que hicieron en los laboratorios estructurados y centrados en el contenido ... fue analizar los datos y verificar si era factible terminar el laboratorio a tiempo".

En una actividad de laboratorio típica, "Las ecuaciones y los principios relevantes se establecen en el preámbulo; se les dice a los estudiantes qué valor deben obtener para una medida en particular o se les da la ecuación para predecir ese valor; se les dice qué datos recolectar y cómo recolectarlos; y a menudo incluso se les dice qué botones presionar en el equipo para producir la salida deseada, "escriben los investigadores.

Estudiantes en laboratorios tradicionales, por lo tanto, no es necesario pensar en el contenido de física, sino solo en cómo seguir correctamente las instrucciones. Pero, escriben Holmes y Wieman, "Superar obstáculos y aprender de los fracasos son habilidades vitales para todo científico experimental ... También es importante tener tiempo tanto para reflexionar sobre esas decisiones y sus resultados como para corregir y mejorar los experimentos de forma iterativa".

El diseño de laboratorio innovador que ofrecen Holmes y Wieman como una alternativa en su artículo - laboratorios de investigación cuantitativa estructurada (SQILabs) - enfatiza la experimentación iterativa, toma de decisiones y desarrollo de habilidades de pensamiento crítico cuantitativo. Si bien las actividades de SQILab brindan a los estudiantes un objetivo limitado y realista, los estudiantes deciden cómo realizar el experimento e interpretar los datos. Tienen la oportunidad de solucionar problemas, revisar y probar modelos, y prueba cosas nuevas.

Los investigadores encontraron que las actividades de SQILab son más agradables para los estudiantes y disminuyen su sensación de frustración cuando las cosas no salen según lo planeado. Los estudiantes también tenían menos probabilidades de manipular los datos para obtener el resultado deseado.

"En lugar de que los estudiantes los vean como obstáculos frustrantes e inútiles que hay que superar, los laboratorios de introducción a la física pueden ofrecer experiencias intelectuales gratificantes, "concluyen Holmes y Wieman.