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Revista: Enseñanza universitaria en el mundo moderno


Prácticas de laboratorio: objetivos, perspectivas y formas de añadir valor a los laboratorios de enseñanza en educación superior

Sería recomendable incorporar laboratorios con una mayor autonomía estudiantil y un enfoque en el aprendizaje activo y el pensamiento de orden superior.

  • Emily Coyte

  • Learning Science Ltd; Bristol, Reino Unido

  • Bill Heslop

  • Learning Science Ltd; Bristol, Reino Unido

INTRODUCCIÓN

¿Cuáles son tus recuerdos de los laboratorios de enseñanza? Si obtuviste un título en ciencias o ingeniería, entonces lo más probable es que tengas algunos recuerdos. Tus experiencias pueden haber sido positivas, negativas o una mezcla de las dos, pero lo más probable es que sean inolvidables.

 

Como educadores, queremos que nuestros estudiantes tengan la mejor formación posible durante todo el tiempo pasado en la universidad. Como biocientíficos, sabemos que añadir aspectos prácticos puede hacer mucho para complementar la teoría. Las prácticas de laboratorio han sido parte de la educación científica durante más de dos siglos, junto con conferencias, tutoriales y seminarios como componentes básicos de la educación superior en ciencias.

 

Learning Science es un socio tecnológico especializado con la misión de ayudar a las universidades a tomar las decisiones correctas en el rápido desarrollo del horizonte del aprendizaje digital. Nuestros viajes personales de aprendizaje como científicos tienen un hilo común que está indiscutiblemente influido por los cientos de horas pasadas en laboratorios de formación. Respondiendo a las demandas de la educación superior para mejorar (no reemplazar) las prácticas de laboratorio, la compañía se concentra en la interacción entre tres disciplinas principales: educación científica, diseño del aprendizaje y tecnología web.

 

OBJETIVOS: ¿POR QUÉ TENEMOS LABORATORIOS DE FORMACIÓN?

Los objetivos de los laboratorios de formación son múltiples. De acuerdo con Carnduff y Reid, los estudiantes que se comprometen con buenos laboratorios de formación pueden conseguir apreciar el método científico y hacer que su materia “cobre vida”. Los laboratorios de formación brindan muchas oportunidades para desarrollar habilidades prácticas, habilidades intelectuales y habilidades transferibles, de la siguiente manera:

 

1. Habilidades prácticas.

Utilizamos laboratorios de formación porque estamos capacitando a estudiantes para el mundo profesional. Muchos de nuestros estudiantes de hoy se convertirán en los científicos del mañana. Para mejorar, uno debe practicar. Los laboratorios de formación permiten a los estudiantes pensar y actuar como investigadores científicos profesionales experimentando el equipo material, los protocolos y el entorno de trabajo de un laboratorio real adaptado a sus necesidades.

 

2. Habilidades intelectuales.

Por supuesto, hay mucho más en las prácticas que el seguimiento de un conjunto de instrucciones. Los experimentos generan datos que deben ser adquiridos, procesados, analizados e interpretados. Lograr esto requiere aplicación, análisis y evaluación, que son destrezas de pensamiento de orden superior en la taxonomía de Bloom. Estas habilidades intelectuales son valoradas por diversos empresarios, tanto en el marco de las biociencias como fuera de él.

 

3. Habilidades personales o transferibles.

Los laboratorios de formación tienen el potencial para desarrollar muchas habilidades transferibles. Trabajar junto con los compañeros del laboratorio requiere una comunicación y una organización eficaces, y completar el trabajo de laboratorio requiere organización, resolución de problemas y administración del tiempo. Estas habilidades pueden beneficiar a cualquier estudiante del curso, sin importar en qué campo de trabajo se vaya a graduar.

 

VALOR PERCIBIDO DE LOS LABORATORIOS DE FORMACIÓN: ENCUESTA FEBS

Con el fin de obtener una visión general de cómo se ven los laboratorios de formación en toda Europa y fuera de ella, encuestamos a los participantes en el Congreso FEBS 2018 celebrado en Praga, República Checa. La encuesta se hizo entre el personal docente (42 encuestados de 34 instituciones de educación superior en 15 países) sobre diversos aspectos de los laboratorios de formación en sus departamentos.

 

Los laboratorios de formación eran casi omnipresentes entre aquellos encuestados. El 95% de ellos afirmó que sus estudiantes universitarios tenían al menos una sesión de formación en laboratorio a la semana (el resto no lo sabía).

 

En general, la mayoría de los encuestados cree que el personal docente y los estudiantes valoran los laboratorios de formación. Cuando se les preguntó “¿En qué medida estás de acuerdo con que el personal docente valora mucho los laboratorios de formación de pregrado en tu institución?”, el 86% de los encuestados manifestaron estar de acuerdo o totalmente de acuerdo. Cuando se les preguntó si los estudiantes valoran mucho estos laboratorios, el 69% estuvo de acuerdo o muy de acuerdo. Esto puede parecer como un menor entusiasmo de los estudiantes por los laboratorios, pero cuando se consideran solo las respuestas de “muy de acuerdo”, la respuesta de los estudiantes (45%) es ligeramente superior a la del personal docente (43%).

 

No encuestamos a los estudiantes directamente y los resultados son un reflejo de las percepciones de los docentes sobre los puntos de vista de los estudiantes. Estos resultados dan una perspectiva general, pero hay mucho por descubrir. Animaríamos a los docentes a determinar las percepciones de sus propios estudiantes sobre los laboratorios de formación en su centro.

 

A la luz de la creciente discusión en las comunidades educativas sobre la integración digital en los cursos de educación superior, también preguntamos “¿En qué medida utiliza su departamento los recursos digitales de aprendizaje para apoyar los laboratorios de pregrado?” Hubo una considerable variación en las respuestas. La más frecuente fue “mínimamente” (38%), seguida de cerca por “moderadamente” (36%). El 12% de los encuestados respondieron “nada en absoluto” al uso de recursos digitales de aprendizaje en los laboratorios de formación, mientras que el 7% declaró que se utilizan “ampliamente”.

 

 

La situación refleja un panorama tecnológico de formación con una amplia variación entre instituciones y este es incluso el caso entre universidades del mismo país. Sin embargo, si observamos ampliamente la práctica en todo el mundo, podemos ver que en países como el Reino Unido, Estados Unidos y Australia, el aprendizaje digital (e-learning) se ha incorporado intensamente a la formación científica y parece que este movimiento hacia la incorporación del aprendizaje digital en las prácticas básicas de enseñanza se reflejará en muchos otros países a medida que se acelere la adopción de la tecnología en el aprendizaje.

 

AUMENTAR EL VALOR DE LOS LABORATORIOS

Como se mencionó anteriormente, los laboratorios de formación tienen un gran potencial para desarrollar las habilidades prácticas, intelectuales y transferibles de los estudiantes. También son altamente valorados por académicos, empresarios y estudiantes. Por ello, ¿cómo pueden añadirle valor los educadores involucrados con la organización o con la realización de prácticas de laboratorio? Para completar este artículo exploraremos ideas, innovaciones y ejemplos de buenas prácticas que podrían ayudar a sus estudiantes a aprovechar al máximo los laboratorios de formación: antes, durante y después de las prácticas.

 

 

1. Distribuir la carga cognitiva.

Los laboratorios de formación son entornos complejos y los estudiantes, especialmente los nuevos, tienen mucho que asimilar. Los estudiantes que bregan con demasiada información de una vez pueden sufrir una sobrecarga cognitiva, lo que reduce el potencial de aprendizaje de un laboratorio.

 

Extender el tiempo durante el cual se presenta la información puede reducir la sobrecarga cognitiva. Cuanta más información absorban los estudiantes antes de las prácticas, más pueden centrarse en los objetivos de la formación científica mientras están en el laboratorio.

 

Los formadores pueden proporcionar a los estudiantes información previa al laboratorio en forma de textos, imágenes, vídeos y otros formatos de comunicación. Esto podría incluir detalles de la teoría subyacente, orientación sobre cómo usar los equipos, copias del protocolo, pruebas de evaluación, incluso un recorrido virtual del diseño del laboratorio para una mayor familiaridad, y todo se podría cargar en los sistemas de gestión de aprendizaje o entornos virtuales de aprendizaje (MLS / VLE, en sus siglas en inglés), como Blackboard, Moodle o Canvas para que los alumnos trabajen en el momento que les convenga.

 

El material pre-laboratorio solo es eficaz si los estudiantes se comprometen con él. Se consume más fácilmente si se presenta de una manera interesante, con énfasis en la interactividad, la retroalimentación y el aprendizaje activo. Aquí, la tecnología para el aprendizaje puede realmente agregar valor. Blackburn et al, de la Universidad de Leicester, Reino Unido, integraron en su VLE simulaciones con temáticas de laboratorio preparadas por Learning Science Ltd. como parte del contenido previo al laboratorio. “Estas simulaciones permiten a los estudiantes ensayar experimentos que realizarán después en el laboratorio, evitando riesgos, brindando la oportunidad de cometer errores y aprender cómo corregirlos utilizando la retroalimentación que se genera de inmediato”.

 

Las simulaciones se utilizaron ampliamente y fueron populares entre los estudiantes y los demostradores. Redactaron: “Hemos notado un impacto positivo en la confianza, la competencia y el logro de los estudiantes como resultado de la adopción de simulaciones previas a los laboratorios”. Los investigadores también informaron de que hubo 1,6 veces más visitas de estudiantes con dificultades de aprendizaje, como dislexia o TDAH, tal vez porque decidieron participar más con el fin de satisfacer sus necesidades de aprendizaje antes del laboratorio.

 

En general, la información previa al laboratorio, presentada de forma activa y atractiva, puede aumentar la comprensión, la confianza y la motivación de los estudiantes, incluso antes de que entren en un laboratorio de formación.

 

 

2. Incrementar la autonomía de los estudiantes

Hay muchas maneras de dirigir laboratorios de enseñanza, con una variedad particular en lo que se les ofrece a los estudiantes y lo que se les anima a desarrollar por sí mismos.

 

Las prácticas de baja autonomía pueden ser adecuadas al comienzo de los programas para cubrir la teoría y la práctica básicas. Sin embargo, estos laboratorios son más pasivos, pueden limitar a los estudiantes a un pensamiento de orden inferior y no los preparan completamente para trabajar en laboratorios de investigación.

 

Por lo tanto, a lo largo del desarrollo de una titulación de grado, podría ser recomendable incorporar laboratorios con una mayor autonomía estudiantil y un enfoque en el aprendizaje activo y el pensamiento de orden superior: análisis, síntesis y evaluación. Boyd-Kimball y Miller de la Universidad de Mount Union (Ohio, Estados Unidos) rediseñaron un laboratorio avanzado de bioquímica, alejándose de los laboratorios de investigación estructurada o de estilo de “receta de cocina” y hacia un proyecto más basado en la investigación.

 

Se les dio a los estudiantes instrucciones reducidas: suficientes para comenzar, pero que requerían trabajo adicional, como hacer sus propios cálculos y consultar la bibliografía primaria. Los estudiantes desarrollaron su enfoque de investigación en grupos pequeños y presentaron sus hallazgos a la clase.

 

La actividad produjo una percepción en los alumnos de grandes beneficios de aprendizaje: el 95% de los estudiantes indicaron una mayor confianza en la resolución de problemas con sus experimentos, el 91% manifestaron sentirse más cómodos con la adaptación de procedimientos descritos en la bibliografía primaria y el 86% informó de un mayor confort al relacionar las hipótesis con el diseño de experimentos.

 

Se debe tener cuidado ya que retirar el “andamio” demasiado rápido puede llevar a una incapacidad para completar el experimento. El aumento gradual de la autonomía de los estudiantes a lo largo del curso mantiene el aprendizaje en la Zona de Desarrollo Proximal, lo que lleva a un crecimiento continuado.

 

3. Incorporar oportunidades para la reflexión

La reflexión es uno de los cuatro componentes principales del ciclo de aprendizaje de Kolb, por lo tanto agregar actividades que fomenten la práctica reflexiva puede profundizar la relación que los estudiantes tienen con su propio aprendizaje y su crecimiento personal. Sin embargo, esto a menudo se descuida en los laboratorios de formación.

 

Un estudio realizado en 2012 por Parry et al, de la Universidad Liverpool Hope, del Reino Unido, se considera el primer informe sobre “el uso de la práctica reflexiva para profundizar el aprendizaje en el entorno de laboratorio”. Esta investigación incorporó un apartado de “incidentes críticos” en los informes preparados a partir de las prácticas tradicionales de laboratorio. A los estudiantes se les dio así espacio para reflexionar sobre algún suceso memorable de la práctica: considerando el contexto, las causas, si el resultado fue positivo o negativo, y cómo el comportamiento futuro podría aumentar o disminuir la probabilidad de que esto volviese a ocurrir.

 

En este estudio, las encuestas se complementaron con una discusión en un grupo pequeño de estudiantes (focus group), seis en este caso. La encuesta reportó un aumento desde el 72% hasta el 94% de los estudiantes que estaban de acuerdo en que “observo la evidencia con cuidado para llegar a mi propia conclusión sobre lo que estoy estudiando” y “presto mucha atención a cualquier consejo o comentario que reciba y trato de mejorar mi comprensión” a lo largo del curso de la intervención.

 

La encuesta informó sobre una disminución, desde el 84% hasta el 64% de los estudiantes que estuvieron de acuerdo con “después de una práctica, siempre reflexiono sobre lo que salió bien y lo que no salió bien”. Esto podría sugerir un efecto de retroceso en la intervención, pero las discusiones en el grupo de estudiantes revelaron que ellos, de hecho, obtuvieron una mejor apreciación de lo que significa reflexionar, y muchos se dieron cuenta de que no siempre lo estaban haciendo. Esto demuestra cómo la recopilación de datos cuantitativos y cualitativos pueden complementarse entre sí para trazar una imagen más rica de los resultados.

 

4. Actualizar la evaluación de laboratorio y la retroalimentación

La retroalimentación es el proceso mediante el cual las señales de salida de un sistema dado afectan a la entrada, creando un ciclo o bucle. En educación, este ciclo se completa cuando un estudiante acepta, internaliza, procesa y utiliza la guía dirigida como información para mejorar el trabajo futuro.

 

Para ser eficaces, los comentarios de la evaluación deben ser oportunos en el tiempo, personalizados y fáciles de utilizar. Sin embargo, el tiempo de los docentes a menudo es limitado, y la adaptación con el aumento del número de estudiantes puede ser un desafío.

 

Seery et al, de la Universidad de Edimburgo, incorporaron la observación por pares y vídeos preparados por los estudiantes para añadir una nueva dimensión a las evaluaciones de laboratorio y la retroalimentación. Los estudiantes vieron vídeos con ejemplos de técnicas clave de laboratorio. Luego, en el laboratorio, los grabó un compañero con su teléfono móvil mientras demostraban estas técnicas. Los estudiantes podían volver a grabar su vídeo si así lo deseaban en función de los comentarios formativos proporcionados en un “formulario de observación de pares”. Subieron su vídeo a su plataforma favorita (desarrollando así habilidades de conocimientos digitales). Estos fueron revisados por miembros del personal docente quienes los valoraron concediendo credenciales digitales si eran adecuados.

 

Los estudiantes subrayaron un aumento significativo en conocimientos, experiencia y confianza en las técnicas como resultado de esta intervención, lo cual representa una de las muchas formas de proporcionar a los estudiantes una retroalimentación adicional sin aumentar proporcionalmente la carga de trabajo del personal docente.

 

5. Captura de los aspectos humanos

La educación es un esfuerzo fundamentalmente humano y hay mucho que ganar con las conexiones interpersonales. En los laboratorios, un buen demostrador puede ser una gran inspiración para los estudiantes. Davies ha delineado algunos atributos clave, señalando que un “demostrador ideal”:

 

  • Es accesible: afable, disponible y útil.
  • Es proactivo y reactivo: reconoce a los que tienen dificultades y a aquellos que aplican el mínimo esfuerzo.
  • Tiene una actitud positiva hacia el material de la asignatura, la clase y los estudiantes: un buen ejemplo a seguir.
  • Brinda a los estudiantes oportunidades para poner en práctica sus habilidades y aprender de sus éxitos y fracasos.

 

Realizar sesiones de capacitación y ofrecer el apoyo de los demostradores durante todo el año para fomentar comportamientos como los anteriores podría aumentar las interacciones positivas y significativas, motivando e inspirando a sus estudiantes en el laboratorio.

 

Considera cuánto conoces a tus estudiantes. Averigua qué los motiva; cuáles son las razones para matricularse en este módulo o curso, ¿tienen alguna preocupación sobre sus estudios? ¿Qué otros compromisos tienen además de su trabajo universitario? Cada grupo de estudiantes es diferente, así que debemos familiarizarnos con ellos cada año para obtener una valiosa información.

 

 

CONCLUSIÓN

En este artículo hemos considerado algunos ejemplos de prácticas de laboratorio de formación descritos en la bibliografía pedagógica. Esto en sí mismo representa solo una pequeña fracción de la práctica innovadora que tiene lugar continuamente en las instituciones de educación superior de todo el mundo. Cada intervención requiere consideraciones de contexto, requisitos específicos y limitaciones, pero abundan las oportunidades.

 

Los laboratorios de formación son una gran oportunidad para desarrollar habilidades prácticas, intelectuales y transferibles. Los estudiantes se han beneficiado de ellos durante cientos de años, pero siempre hay posibilidades de mejorar. Al compartir ideas, aprovechar las nuevas tecnologías y comprender cómo aprenden los estudiantes, podremos mantener las prácticas de laboratorio atractivas, esclarecedoras y enriquecedoras.

 

AUTORES

1 Responsable de contenidos digitales en Learning Science Ltd. Fellow de la Academia de Educación Superior. Anterior Profesora Asistente de la Universidad de Bristol, Reino Unido.

 

2 Director general de Learning Science Ltd; Bristol, Reino Unido.

 

PARA LEER MÁS

Carnuff J, Reid N. Enhancing Undergraduate Chemistry Laboratories. Royal Society of Chemistry, London, UK.

Davies C. “Learning and teaching in laboratories: an engineering subject guide” Higher Education Academy Subject Centre, Loughborough, UK.

Blackburn R, Villa-Marcos B, Williams D. “Preparing students for practical sessions using laboratory simulation software”. J Chem Educ, 96:1 (2019) 153-8.

Boyd-Kimball D, Miller R. “From Cookbook to research: redesigning an advanced biochemistry laboratory”. J Chem Educ. 95:1 (2018) 62-7.

Parry D, Walsh C, Larsen C, Hogan J. “Reflective practice: a place in enhancing learning in the undergraduate bioscience teaching laboratory?” Bioscience Education, 19:1 (2012) 1-10.

Seery M, et al. “Developing laboratory skills by incorporating peerreview and digital badges”. Chem Educ Res Pract. 18 (2017) 403-19.


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