Experiencias prácticas Resolver problemas colaborativamente de forma virtual Julià Hinojosa Neus Sanmartí* Universidad Autónoma de Barcelona La resolución de problemas es una actividad básica en las clases de ciencias y sería deseable llevarla a cabo de forma colaborativa. En este artículo se presenta una actividad destinada a aprovechar la potencialidad de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), como una herramienta colaborativa para la resolución de problemas. Aplicando un protocolo preestablecido hemos constatado que esta actividad estimula la participación, la reflexión y el análisis de los problemas por parte del alumnado y promueve la coevaluación, la autorregulación y, por lo tanto, el aprendizaje. Al mismo tiempo, el profesorado puede analizar la forma en que el alumnado asimila los contenidos de la materia y argumenta sus intervenciones. Solving problems collaboratively in a virtual fashion Problem-solving is a basic activity in science lessons and should be carried out collaboratively. This article presents an activity to make the most of ICTs as a collaborative tool for solving problems. Based on a pre-established protocol, we have shown that it stimulates participation, reflection and analysis of problems by students and promotes joint assessment, self-regulation and therefore learning. At the same time, teachers can analyse how students assimilate the subject matter and structure their arguments. Resolver problemas con lápiz y papel es una actividad básica en las clases de ciencias (Perales, 2000), ya que ayuda a reconocer la utilidad de un saber concreto y nos permite evaluar si se está aplicando adecuadamente y los aspectos que será necesario regular cuando no se sepa cómo resolverlos. Aunque los profesores de ciencias dedicamos mucho tiempo al entrenamiento estratégico para la resolución de problemas, los resultados de las pruebas y la experiencia del profesorado sugieren que hay una escasa correspondencia entre el esfuerzo realizado y los resultados obtenidos. La sensación de fracaso de numerosos estudiantes en Palabras clave: resolución de problemas, trabajo colaborativo, TIC, física. Keywords: problem-solving, collaborative work, ICTs, physics. el momento de intentar resolver un problema es grande: «Creo que lo entiendo y he hecho todos los ejercicios propuestos por el profesor, pero cuando cambian un poco ya no sé qué hacer». La aceptación de esta realidad nos sugirió el reto de partir de las TIC para generar nuevos tipos de actividades que ayudaran a nuestros alumnos a superar sus dificultades en la resolución de problemas, aplicando nuevas herramientas y estrategias. Según Barberà y otros (2008), uno de los impactos de las TIC en la educación se debe a su capacidad para transformar las relaciones entre los tres agentes educativos involucrados en el proceso de enseñanza/aprendizaje (el profesor, el Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales | núm. 67 | pp. 103-108 | enero 2011 103 Experiencias prácticas alumnado y los contenidos), con el consiguiente • Actitudes: dirigidas, por ejemplo, a fomentar impacto sobre dicho proceso. la detección de cuestiones problemáticas En este sentido, las plataformas educativas (como la relación entre ciencia y sociedad), permiten que el estudiante entable una relación la creatividad personal, la adopción de decimás activa con la información y que ésta se transsiones razonadas, la comprensión de la forme mediante la interacción con los compañeimportancia que tienen los conocimientos ros, lo cual facilita la autorregulación. Es cierto científicos en el desarrollo actual, etc. que, en este caso, las características de las TIC utilizadas no garantizan por sí solas el aprendizaje, ya En una descripción general de las propuestas que éste depende en primera instancia de la cali- para la enseñanza de la resolución de problemas, dad de la interacción que establezca cada alumno se puede decir que todas ellas contienen, expresatanto con los contenidos como con los demás das de una u otra forma, las cuatro fases definidas estudiantes, pero también es cierto que la creación por Polya (1987): comprensión del problema, de una plataforma de TIC posibilita que los alum- concepción de un plan, ejecución del mismo y nos se animen a ampliar y enriquecer sus conoci- visión retrospectiva o revisión de los resultados. mientos y a convertirse en agentes de cambio. Nuestra experiencia arranca de la intención El tipo de problema que se desea resolver de ayudar al alumnado a afrontar los problemas en implica una serie de objetivos de aprendizaje general y los de las ciencias experimentales en par(Oñorbe, 2003), aceptados consciente o incons- ticular. Quien más quien menos, cada estudiante cientemente por el profesorado, sobre: tiene su estrategia para resolver un problema de • Conceptos: dirigidos a profundizar y compren- cualquier índole, pero frecuentemente estas estrader mejor la aplicación de las leyes y las teorí- tegias se bloquean por pequeñas dificultades foras científicas y a la elaboración personal de males, matemáticas y, a veces, conceptuales. ideas y modelos. Para empezar hemos incidido, por un lado, en • Procedimientos: dirigidos por una parte al la anticipación de la planificación de la acción (Jorba aprendizaje de determinadas técnicas, la fami- y Sanmartí, 1996), ya que, como es sabido, gran parte liarización con las unidades de medida y los cál- de los estudiantes dedican muy poco tiempo a prever culos, el reconocimiento el proceso de resolución del y la organización de los problema. Sin una buena plaUno de los impactos de las datos, la comprensión y nificación es difícil identificar TIC en la educación se debe la aplicación de algoritdónde están las dificultades y a su capacidad para mos y modelos de resoregularlas, pero en general se transformar las relaciones lución; y, por otra parte, tiende a operar rápidamente al desarrollo de la comdesde el principio, sin anticientre los tres agentes prensión y la utilización par qué se quiere hacer ni educativos involucrados en de los métodos de invescuáles son los resultados el proceso de tigación: identificación esperados. Por otro lado, enseñanza/aprendizaje: de variables, emisión nos hemos centrado en el uso el profesor, el alumnado de hipótesis, procesos de de una plataforma de TIC y los contenidos control, elaboración para promover la corregulade informes, etc. ción entre compañeros. 104 Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales | núm. 67 | enero 2011 Resolver problemas colaborativamente de forma virtual tiquen y argumenten las resoluciones; en este sentido, nos interesa saber en qué aspectos inciden los comentarios y qué tipo de aportaciones hacen los profesores para mejorar la calidad de estas interacciones y la regulación global del proceso de aprendizaje sobre la resolución de problemas. Objetivos Se pretende promover el Los objetivos que se persiaprendizaje entre iguales, guen con esta experiencia favoreciendo la discusión son, por una parte, ayudar al de los problemas a través alumnado de primero de de una plataforma bachillerato a comprender el educativa virtual contenido y la finalidad de una guía pautada para la resolución de problemas de ciencias y utilizarla en la asignatura de física. Nos interesa analizar cómo utilizan los estudiantes la Nuestra experiencia guía elaborada y los tipos de errores que comentan, para incidir en las causas de las dificultades y Los profesores del Departamento de Ciencias aumentar de este modo el éxito. Por otra parte, se Experimentales hemos consensuado una guía pretende promover el aprendizaje entre iguales, para ayudar al alumnado en la resolución de favoreciendo la discusión de los problemas a través problemas. Este protocolo responde a nuestras de una plataforma educativa virtual en la que se cri- prácticas diarias en el aula. Guía para la resolución de problemas de ciencias Nombre: Asignatura: Fecha: Nivel: Curso: Unidad didáctica: Problema (enunciado del problema) 1. Leer de forma comprensiva (lectura en silencio y discusión). Apuntar alguna pregunta o duda destacable. 2. Clasificar los datos mediante un esquema, un dibujo o simplemente una lista. Este punto ha de servir para evaluar la comprensión lectora. 2.1. Adecuar las unidades al Sistema Internacional. 2.2. Identificar las variables del proceso: conocidas y desconocidas. 3. Identificar el proceso que tiene lugar y apuntar les leyes que lo gobiernan. 4. Realizar una anticipación de la solución, aunque sea cualitativa. 5. Escoger el procedimiento aplicable. En la mayoría de los casos se plantearán ecuaciones a través de fórmulas, es decir, se pasará la información lógica del texto a un lenguaje algebraico. Una ecuación por incógnita. 6. Solucionar matemáticamente las ecuaciones. 7. Analizar lógicamente los resultados para detectar posibles errores o incoherencias matemáticas. 8. Expresar la solución final con claridad, indicando las unidades correspondientes en el Sistema Internacional. Escribir una frase que incluya la solución. Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales | núm. 67 | enero 2011 105 Experiencias prácticas Este protocolo se presentó a la clase como una práctica destinada a la resolución de problemas que pretendía facilitar la anticipación de los aspectos que deben tenerse en cuenta al realizar este tipo de actividad. Después de discutirla con los alumnos, éstos propusieron varias mejoras, especialmente ampliaciones y explicaciones. En un primer momento la guía se utilizó como pauta para hacer los deberes, y posteriormente, cuando los alumnos ya se habían habituado a su uso, la aplicaron para resolver los problemas de un examen. Finalmente, la guía se introdujo como una herramienta virtual de uso habitual en el foro de la plataforma educativa de la escuela, siguiendo los siguientes pasos: 1. Se escoge un problema y se pide a los alumnos que lo resuelvan de acuerdo con el protocolo. 2. Se escanea la resolución efectuada por un alumno cualquiera y se publica en la plataforma, donde puede ser consultada por toda la clase. 3. Se indica a los estudiantes que han de comparar su resolución con la publicada en la plataforma y se inicia un diálogo virtual en el que pueden pedir más explicaciones, criticar a sus compañeros y autocriticarse, como si estuvieran resolviendo el problema entre toda la clase. 4. El espacio donde cada estudiante puede criticar, siempre sobre la base del protocolo, la resolución de muestra y la suya propia está organizado como un foro. A continuación se establece una conversación argumentada sobre las diferentes posibilidades, en la que a veces también participan los profesores si lo creen necesario. Este foro se prolonga durante una semana aproximadamente. 5. Finalmente, se lleva a cabo una puesta en común en el aula, haciendo hincapié en los aspectos fundamentales de la resolución y más con la intención de comprender los motivos de las dificultades que de definir lo que sería una buena resolución, y se analiza el conjunto del proceso, incluida la participación del alumnado y el profesorado. Análisis de los resultados y conclusiones establecido». La mayoría, sin embargo, aseguraba que les era de gran ayuda: «Si no sigo el protocolo, a lo peor me equivoco al principio de todo y ya Una primera conclusión de esta experiencia es, la habré liado aunque acabe a tiempo»; «el protosin género de duda, que este protocolo es efectivo colo te ayuda a no dejarte nada y pensar en todo», como herramienta para el desarrollo y la resolu- «te ayuda a pensar y también a ver tus errores». ción de problemas. Las primeras veces que los En relación con la dinámica virtual conjunestudiantes utilizaron el foro se ta, destacamos en primer lugar la pudieron leer comentarios en este alta participación. El promedio es A los alumnos sentido. Algunos verbalizaron que de más de un comentario por perles motiva este no era necesario seguirlo exhaustisona, una participación mucho tipo de vamente, y otros llegaron incluso a mayor de la que se puede consedinámicas criticarlo: «Si sigues el protocolo al guir con la resolución de un propie de la letra, haciendo todos los blema en el aula presencial. En informáticas pasos, no acabarás en el tiempo general los alumnos no son rea106 Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales | núm. 67 | enero 2011 Resolver problemas colaborativamente de forma virtual cios a utilizar las TIC; es más, este tipo de dinámicas informáticas les motivan. Los primeros comentarios que se pueden leer siempre tratan de cuestiones formales: errores de lectura que se detectan mediante los dibujos, problemas con las unidades, cuestiones de cálculo matemático, expresión de los resultados... Otra práctica habitual, muy saludable, es que los alumnos reconocen y comentan sus propios errores y el proceso que han seguido, dando consejos a sus compañeros. Y, como era de esperar, agradecen y valoran las aportaciones ajenas: «A mí al principio no me salía, pero con las indicaciones de M., A. y J., ya me sale». También se ven comentarios que indican un análisis y una reflexión más profundos, en relación, por ejemplo, con la identificación del proceso utilizado; con las ecuaciones que gobiernan el problema, que muchos alumnos no suelen explicitar, con lo cual oscurecen su desarrollo; con el planteamiento, etc. Usualmente los estudiantes redactan dudas y preguntas abiertas que son respondidas por sus propios compañeros. A veces, incluso, plantean preguntas de ampliación que convierten el ejercicio en un problema abierto. En estos comentarios se distingue a los alumnos que realmente han entendido lo importante. Por otra parte, el profesor, como gestor del foro, interviene para hacer hincapié en alguna idea o para contestar alguna pregunta perdida o reconducir alguna conversación. El análisis de Como la reflexión la discusión en el foro incide más en el permite seguir los arguproceso de mentos de los alumnos y resolución que en observar cómo asimilan los resultados, la los contenidos concepseguridad y la tuales, procedimentales y a veces incluso actituautoestima de los dinales. Este mismo anáestudiantes se lisis ayuda también a refuerzan reconocer deficiencias Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales | núm. 67 | enero 2011 en el planteamiento de enseñanza del docente y En general los revisar si es necesario su alumnos práctica. participan más Este proceso se puede en un foro llevar a cabo también en virtual que en el una clase presencial, pero entorno normal en general los alumnos participan más en un foro virtual que en el entorno normal del aula, sobre todo los más tímidos o inseguros. Nadie espera con intranquilidad el momento de responder, y por lo tanto todos pueden madurar su contestación, tomarse tiempo para reflexionar y tener en cuenta las respuestas de los demás. Finalmente, el hecho de que el profesor analice en el aula los comentarios y procesos del foro favorece la toma de conciencia y la autorregulación de los conocimientos adquiridos y estimula la correcta utilización de la herramienta. Es evidente que con esta metodología no se pueden revisar todos los problemas, pero, si se reserva para los más significativos de cada tipología de contenidos conceptuales, se puede profundizar en aspectos clave y reducir el número de problemas que deben resolverse para conseguir un buen dominio de los procesos. Además, como la reflexión incide más en el proceso de resolución que en los resultados, la seguridad y la autoestima de los estudiantes se refuerzan y se evita el desánimo que tan habitualmente les acompaña en la realización de este tipo de tareas. Nota * AGRADECIMIENTOS. Los autores agradecen al Ministerio de Educación y Ciencia (SEJE00615589-CO2-02) y a la Generalitat de Catalunya (2008ARIE00063) la financiación económica recibida, y al Departamento de Ciencias Experimentales de la Escuela Pía de Sarrià- 107 Experiencias prácticas Calassanç su colaboración en el diseño y la aplicación de esta guía para la resolución de problemas. Referencias bibliográficas BARBERÀ, E.; MAURI, T.; ONRUBIA, J. (coord.) (2008): Cómo valorar la calidad de la enseñanza basada en las TIC: Pautas e instrumentos de análisis. Barcelona. Graó. JORBA, J.; SANMARTÍ, N. (1996): Enseñar, aprender y evaluar: un proceso de regulación continua. Madrid. MEC. OÑORBE, A. (2003): «Resolución de problemas», en JIMÉNEZ, M.P. (coord.): Enseñar ciencias. Barcelona. Graó, pp. 73-93. 108 PERALES, F.J, (2000): Resolución de problemas. Madrid. Síntesis. POLYA, G: (1987): Cómo plantear y resolver problemas. México. Trillas. Dirección de contacto Julià Hinojosa Neus Sanmartí Grup LIEC. Universidad Autónoma de Barcelona julia.hinojosa@escolapia.cat neus.sanmarti@uab.cat Este artículo fue solicitado por ALAMBIQUE. DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES en julio de 2009 y aceptado en noviembre de 2009 para su publicación. Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales | núm. 67 | enero 2011