Muchos alumnos de la escuela fracasan en física porque no comprenden los conceptos fundamentales. Un nuevo método de enseñanza puede cambiar esto:los investigadores de ETH ahora han demostrado su efecto. En particular, ayuda a las niñas inteligentes a aprender de manera más eficaz.

¿Cuál es la diferencia entre masa y peso? ¿Cómo se define la fuerza en física? Muy pocos alumnos de la escuela pueden explicar correctamente los conceptos fundamentales de física, ni siquiera el más inteligente. El problema no es con los alumnos, dice Elsbeth Stern, Profesor de Investigación de Aprendizaje Empírico e Instrucción en ETH Zurich:"Nuestra investigación muestra que cuando los buenos estudiantes no entienden física, se debe principalmente a los métodos de enseñanza ".

Un estudio realizado por el equipo de investigación dirigido por Sarah I Hofer y Elsbeth Stern ha demostrado ahora que incluso pequeños cambios en las lecciones pueden tener un gran efecto. Los resultados se han publicado en el Revista de psicología educativa .

Fracaso dirigido

El método se basa en lograr que los alumnos se enfrenten a sus conocimientos previos. Esto es particularmente importante en física, dice Stern:"En casi ningún otro tema la intuición y la realidad están tan separadas como en la física. Nuestras experiencias cotidianas no ayudan". La comprensión de los conceptos de la física requiere un gran esfuerzo mental por parte de los alumnos. Aprender fórmulas de memoria no es suficiente:"Muchos alumnos saben que la fórmula 'fuerza es igual a masa multiplicada por aceleración', pero tienen una falsa comprensión de los conceptos de fuerza, masa y aceleración ". Sólo aquellos que reconocen estos conceptos erróneos están preparados para comprender la física.

La unidad didáctica desarrollada en el centro de aprendizaje STEM de ETH Zurich comienza con estos conceptos erróneos. Por ejemplo, permite que los alumnos fracasen de una manera específica:reciben una tarea que no pueden resolver con sus conocimientos existentes. Solo después de haberlo intentado, el profesor explica el concepto subyacente. O dejan que los estudiantes resuelvan los principios por sí mismos utilizando diferentes ejemplos antes de que se les dé la fórmula.

Examen exitoso en la escuela

Stern y su grupo han demostrado ahora que el método funciona tanto en las lecciones escolares regulares como en el laboratorio. En un experimento los investigadores demostraron que los alumnos se desempeñaban mejor en física cuando se les enseñaba utilizando el método desarrollado en el centro STEM. No solo mejoraron su comprensión conceptual; también mejoraron en los cálculos.

Stern y su grupo encontraron la mayor diferencia de rendimiento en chicas particularmente inteligentes:con el nuevo método, alcanzaron significativamente a los chicos. La brecha de género no desapareció por completo, pero se hizo mucho más pequeño.

Para el experimento, el equipo trabajó con profesores de física experimentados para desarrollar una unidad didáctica con 18 lecciones sobre mecánica newtoniana. Luego, cuatro profesores de secundaria pasaron un día capacitándose en el nuevo método antes de impartir clases paralelas con el método convencional y con el nuevo método. La efectividad se midió con tres pruebas, uno antes de la unidad didáctica, uno justo después de que se completó y uno tres meses después.

Repensar la enseñanza de la física

Los resultados son muy positivos, Pero esto es sólo el comienzo, dice Stern:"Estoy seguro de que podemos aumentar aún más los efectos de la unidad didáctica". A continuación, quiere perfeccionar el método con los profesores que participan en el experimento. También espera que el estudio ayude a las personas a repensar su enfoque:"Ahora nos dirigiremos con más confianza a los profesores de física que todavía enseñan principalmente la materia mediante ejercicios de cálculo. Ese enfoque no funciona".