Aprendizaje por descubrimiento

El aprendizaje por descubrimiento es una técnica de aprendizaje basado en la investigación y se considera un enfoque educativo basado en el constructivismo . También se lo conoce como aprendizaje basado en problemas , aprendizaje experiencial y aprendizaje del siglo XXI. Cuenta con el respaldo del trabajo de los teóricos y psicólogos del aprendizaje Jean Piaget , Jerome Bruner y Seymour Papert .

A Jerome Bruner se le atribuye a menudo el mérito de haber creado el aprendizaje por descubrimiento en la década de 1960, pero sus ideas son muy similares a las de escritores anteriores como John Dewey . ^[1] Bruner sostiene que "la práctica de descubrir por uno mismo enseña a adquirir información de una manera que hace que esa información sea más fácilmente viable para la resolución de problemas". ^[2] Esta filosofía se convirtió más tarde en el movimiento de aprendizaje por descubrimiento de la década de 1960. El mantra de este movimiento filosófico sugiere que las personas deberían "aprender haciendo".

La etiqueta de aprendizaje por descubrimiento puede cubrir una variedad de técnicas de enseñanza. Según una revisión metaanalítica realizada por Alfieri, Brooks, Aldrich y Tenenbaum (2011), ^[3] una tarea de aprendizaje por descubrimiento puede abarcar desde la detección de patrones implícitos hasta la obtención de explicaciones y el trabajo con manuales o la realización de simulaciones. El aprendizaje por descubrimiento puede ocurrir cuando no se le proporciona al estudiante una respuesta exacta, sino los materiales para que encuentre la respuesta por sí mismo.

El aprendizaje por descubrimiento tiene lugar en situaciones de resolución de problemas donde los estudiantes interactúan con su entorno explorando y manipulando objetos, resolviendo preguntas y controversias o realizando experimentos, mientras recurren a su propia experiencia y conocimientos previos.

El aprendizaje basado en el descubrimiento generalmente se caracteriza por tener una guía docente mínima, menos explicaciones del docente, resolución de problemas con múltiples soluciones, uso de materiales prácticos, repetición y memorización mínimas. ^[4]

Hay varios componentes esenciales que se requieren para un aprendizaje basado en el descubrimiento exitoso ^[5], que incluyen los siguientes:

• Orientación del profesor donde el énfasis está puesto en desarrollar el razonamiento de los estudiantes y conectarlo con sus experiencias.
• Cultura de aula donde existe un sentido compartido de propósito entre el profesor y los estudiantes, donde se fomenta la apertura mental y el diálogo.
• Se anima a los estudiantes a hacer preguntas, investigar a través de la exploración y colaborar con el maestro y sus compañeros.

Se ha sugerido que una enseñanza eficaz que utilice técnicas de descubrimiento requiere que los profesores realicen una o más de las siguientes acciones: 1) Proporcionar tareas guiadas que aprovechen una variedad de técnicas de instrucción 2) Los estudiantes deben explicar sus propias ideas y los profesores deben evaluar la precisión de la idea y brindar retroalimentación 3) Los profesores deben proporcionar ejemplos de cómo completar las tareas. ^[3]

Un factor crítico para el éxito del aprendizaje por descubrimiento es que debe contar con la asistencia del docente. Bruner (1961), uno de los pioneros del aprendizaje por descubrimiento, advirtió que el descubrimiento no podía ocurrir sin ciertos conocimientos básicos. Mayer (2004) sostuvo que el descubrimiento puro sin asistencia debería eliminarse debido a la falta de evidencia de que mejore los resultados del aprendizaje. El aprendizaje por descubrimiento también puede generar confusión y frustración en los estudiantes. ^[6]

Por lo tanto, el papel de los docentes en el aprendizaje por descubrimiento es fundamental para el éxito de los resultados de aprendizaje. Los estudiantes deben construir conocimientos básicos a través de ejemplos, práctica y retroalimentación. Esto puede proporcionar una base para que los estudiantes integren información adicional y desarrollen habilidades de resolución de problemas y pensamiento crítico. ^{[ cita requerida ]}

Las primeras investigaciones demostraron que el descubrimiento dirigido tuvo efectos positivos en la retención de información seis semanas después de la instrucción, en comparación con la instrucción directa tradicional. ^[7]

Se cree que el resultado del aprendizaje basado en el descubrimiento es el desarrollo de mentes inquisitivas y el potencial para el aprendizaje permanente. ^[5]

El aprendizaje por descubrimiento promueve la exploración y la colaboración de los estudiantes con los profesores y compañeros para resolver problemas. Los niños también pueden dirigir su propia investigación y participar activamente en el proceso de aprendizaje, lo que contribuye a su motivación. ^[8]

Sin embargo, el aprendizaje por descubrimiento no está exento de limitaciones. Algunos estudios muestran que los estudiantes en situaciones de descubrimiento tienen más probabilidades que aquellos que reciben instrucción directa de encontrarse con retroalimentación inconsistente o engañosa, errores de codificación, atribuciones causales erróneas y prácticas y elaboraciones inadecuadas. En estos casos, se ha demostrado que la instrucción directa es una forma eficiente de enseñar procedimientos que son difíciles de descubrir por los estudiantes por sí solos, como los relacionados con la geometría, el álgebra y la programación informática. ^[9]

En la actualidad, existe un debate en la comunidad educativa que cuestiona la eficacia de este modelo de enseñanza. ^[10] El debate se remonta a la década de 1950, cuando los investigadores comenzaron a comparar los resultados del aprendizaje por descubrimiento con otras formas de enseñanza. ^[3] En apoyo del concepto fundamental del aprendizaje por descubrimiento, Bruner (1961) sugirió que los estudiantes tienen más probabilidades de recordar conceptos si los descubren por sí mismos en comparación con aquellos que se les enseñan directamente.

En el aprendizaje por descubrimiento puro, se requiere que el alumno descubra nuevos contenidos mediante la realización de investigaciones o la ejecución de procedimientos mientras recibe poca o ninguna ayuda. "Por ejemplo, un profesor de ciencias podría proporcionar a los estudiantes una breve demostración de cómo cambian las percepciones del color según la intensidad de la fuente de luz y luego pedirles que diseñen su propio experimento para examinar más a fondo esta relación". ^{[ atribución necesaria ] [11]} En este ejemplo, se deja que el estudiante descubra el contenido por sí solo. Dado que se deja que los estudiantes descubran los temas por sí mismos, los investigadores temen que el aprendizaje que se está llevando a cabo pueda tener errores, conceptos erróneos o ser confuso o frustrante para el alumno. ^[12]

Las investigaciones muestran que las exigencias cognitivas que exige el descubrimiento en los niños pequeños pueden obstaculizar el aprendizaje, ya que tienen cantidades limitadas de conocimientos previos para integrar información adicional. Bruner también advirtió que dicho descubrimiento no podría realizarse antes de tener al menos una base de conocimientos sobre el tema o sin ella. ^[12] Los estudiantes a los que se les presentan problemas sin conocimientos básicos pueden no tener la capacidad de encontrar soluciones. ^[13] Los metanálisis realizados por Alfieri y sus colegas reconfirmaron dichos hallazgos.

Mayer (2004) sostiene que las tareas de aprendizaje por descubrimiento sin ayuda no ayudan a los estudiantes a descubrir reglas de resolución de problemas, estrategias de conservación o conceptos de programación. Sin embargo, reconoce que, si bien en algunas circunstancias los enfoques basados ​​en el constructivismo pueden ser beneficiosos, el aprendizaje por descubrimiento puro carece de estructura por naturaleza y, por lo tanto, no será beneficioso para el estudiante. Mayer también señala que el interés en el aprendizaje por descubrimiento ha aumentado y disminuido desde la década de 1960. Sostiene que en cada caso, la literatura empírica ha demostrado que no se recomienda el uso de métodos de descubrimiento puro, pero una y otra vez los investigadores han renombrado sus métodos de instrucción solo para ser desacreditados nuevamente, para renombrar nuevamente su movimiento.

Otra alternativa es la instrucción directa, en la que los ejemplos prácticos, las técnicas de andamiaje, la explicación explícita y la retroalimentación son beneficiosos para el aprendizaje (Alfieri, 2011). Además, el tiempo dedicado a practicar los conceptos recién aprendidos mejora las habilidades de resolución de problemas (Pas y Van Gog, 2006).

Parece haber beneficios tanto en la instrucción directa como en el descubrimiento asistido.

Con la presión para que los estudiantes con necesidades especiales participen en el currículo de educación general, destacados investigadores en este campo dudan de que las clases de educación general basadas en el aprendizaje basado en el descubrimiento puedan proporcionar un entorno de aprendizaje adecuado para los estudiantes con necesidades especiales. Kauffman ha expresado sus preocupaciones sobre el uso del aprendizaje basado en el descubrimiento en lugar de la instrucción directa. Kauffman comenta que, para tener un gran éxito en el aprendizaje de los hechos y las habilidades que necesitan, estos hechos y habilidades se enseñan directamente en lugar de indirectamente. Es decir, el maestro está en control de la instrucción, no el estudiante, y la información se proporciona a los estudiantes (2002).

Esta visión es excepcionalmente fuerte cuando se centra en los estudiantes con discapacidades matemáticas y la enseñanza de las matemáticas. Fuchs et al. (2008) comentan:

Los estudiantes con un desarrollo normal se benefician del programa de matemáticas de educación general, que se basa, al menos en parte, en un estilo de enseñanza inductivo y constructivista. Sin embargo, los estudiantes que acumulan graves déficits en matemáticas no se benefician de esos programas de una manera que les permita comprender la estructura, el significado y los requisitos operativos de las matemáticas... Una intervención eficaz para los estudiantes con una discapacidad matemática requiere una forma explícita y didáctica de enseñanza...

Fuchs et al. continúan señalando que la instrucción explícita o directa debe ser seguida por una instrucción que anticipe el malentendido y lo contrarreste con explicaciones precisas.

Sin embargo, pocos estudios se centran en los resultados a largo plazo de la instrucción directa. Los estudios a largo plazo pueden llegar a la conclusión de que la instrucción directa no es superior a otros métodos de instrucción. Por ejemplo, un estudio concluyó que en un grupo de alumnos de cuarto grado que recibieron instrucción durante 10 semanas y fueron evaluados durante 17 semanas, la instrucción directa no produjo resultados más sólidos a largo plazo que la práctica sola. ^[14] Otros investigadores señalan que se están realizando trabajos prometedores en este campo para incorporar el constructivismo y la agrupación cooperativa de modo que el currículo y la pedagogía puedan satisfacer las necesidades de los alumnos diversos en un entorno de inclusión. ^[15] Sin embargo, es cuestionable el éxito de estas estrategias desarrolladas para los resultados de los estudiantes tanto inicialmente como a largo plazo.

Durante años se han llevado a cabo investigaciones ^[16] para demostrar los efectos desfavorables del aprendizaje por descubrimiento, específicamente con los estudiantes principiantes. "La teoría de la carga cognitiva sugiere que la exploración libre de un entorno altamente complejo puede generar una carga pesada en la memoria de trabajo que es perjudicial para el aprendizaje". ^{[ atribución necesaria ] [17]} Los estudiantes principiantes no tienen las habilidades necesarias para integrar la nueva información con la información que han aprendido en el pasado. Sweller informó que una mejor alternativa al aprendizaje por descubrimiento era la instrucción guiada. Según Kirschner, Sweller y Clark (2006), la instrucción guiada produce un recuerdo más inmediato de los hechos que los enfoques no guiados junto con la transferencia a más largo plazo y las habilidades de resolución de problemas.

Robert J. Marzano (2011) describe el aprendizaje por descubrimiento mejorado como un proceso que implica preparar al alumno para la tarea de aprendizaje por descubrimiento proporcionándole el conocimiento necesario para completarla con éxito. En este enfoque, el profesor no sólo proporciona el conocimiento necesario para completar la tarea, sino que también proporciona asistencia durante la misma. Esta preparación y asistencia del alumno puede requerir alguna instrucción directa. "Por ejemplo, antes de pedir a los alumnos que consideren la mejor manera de estirar el músculo isquiotibial en clima frío, el profesor podría presentar una serie de lecciones que aclaren hechos básicos sobre los músculos y su reacción a los cambios de temperatura". ^[18]

Otro aspecto del aprendizaje por descubrimiento mejorado es permitir que el alumno genere ideas sobre un tema a lo largo del camino y luego pedirles que expliquen sus razonamientos. ^[19] A un profesor que pide a los alumnos que generen su propia estrategia para resolver un problema se le pueden proporcionar ejemplos de cómo resolver problemas similares antes de la tarea de aprendizaje por descubrimiento. "Un alumno puede pasar al frente del aula para resolver el primer problema y compartir su razonamiento en voz alta. El profesor puede hacer preguntas a los alumnos y ayudarlos a formular su razonamiento en pautas generales para la estimación, como "comenzar por estimar la suma de los números de valor posicional más alto". A medida que otros pasan al frente del aula para resolver los problemas en voz alta, los alumnos pueden generar y probar más reglas". ^[18]

• Bolton, David y Goodey, Noel. ¿Problemas con los verbos?: materiales de descubrimiento guiado, ejercicios y consejos didácticos para los niveles elemental e intermedio (1999). Addlestone, Surrey: Delta Pub., Londres
• Carin, Arthur. Actividades de descubrimiento guiadas para la ciencia en la escuela primaria (1993). Merrill Publishing Company. ISBN  0023193832
• Nissani, Moti. "Moscas danzantes: una ilustración guiada de la naturaleza de la ciencia". American Biology Teacher 58 (No. 3): 168–171 (1996). DOI: 10.2307/4450108.

• Aprendizaje activo
• Carga cognitiva
• Constructivismo (teoría del aprendizaje)
• Aprendizaje basado en la investigación
• Jerome Bruner
• Método Moore
• Aprendizaje basado en problemas
• Educación progresista
• Educación científica

• Rachel Adelson (2004) Instrucción vs. Exploración en el Aprendizaje Científico Monitor de Psicología APA Online, Vol 35, No 6.
• Alfieri, L., Brooks, PJ, Aldrich, NJ, y Tenenbaum, HR (2011). ¿La instrucción basada en el descubrimiento mejora el aprendizaje?. Journal of Educational Psychology, 103(1), 1-18. doi :10.1037/a0021017
• Brantlinger, E. (1997). "Uso de la ideología: casos de no reconocimiento de las políticas de investigación y práctica en educación especial". Revista de investigación educativa . 67 (4): 425–459. doi :10.3102/00346543067004425. S2CID  145201255.

• Bruner, JS (1961). "El acto del descubrimiento". Harvard Educational Review . 31 (1): 21–32.

• Carroll, J., y Beman, V. (2015). "Los niños, el aprendizaje por indagación y el poder de elección en el aula de inglés de la escuela secundaria". Adolescent Success . 15 (1): 4–17.
• Dean, D. Jr. y Kuhn, D. (2006). "Instrucción directa vs. descubrimiento: la visión a largo plazo" (PDF) . Science Education . 91 (3): 384–397. doi :10.1002/sce.20194.

• Dorier, JL y Garcia, JF (2013). “Desafíos y oportunidades para la implementación del aprendizaje basado en la indagación en la enseñanza cotidiana”. ZDM Educación Matemática . 45: 837–849
• Fuchs, LS; Fuchs, D.; Powell, SR; Seethaler, PM; Cirino, PT y Fletcher, JM (2008). "Intervención intensiva para estudiantes con discapacidades matemáticas: siete principios de práctica efectiva". Learning Disability Quarterly . 31 (2): 79–92. doi :10.2307/20528819. JSTOR  20528819. PMC  2547080 . PMID  18815627.

• Grauer, S. (2016). Enseñanza sin miedo . Roslyn, Nueva York: AERO.

• Huang, X. (2014). “Crisis de las matemáticas: ¿juego político o problema imaginario?”. Nuestras escuelas/nuestros seres . 73–85.
• Kauffman, JM (2002). Deformación de la educación . Lanham, MD: Scarecrow Press.

• Kirschner, PA; Sweller, J. y Clark, RE (2006). "Por qué la orientación mínima durante la instrucción no funciona: un análisis del fracaso de la enseñanza constructivista, basada en el descubrimiento, en problemas, en la experiencia y en la investigación". Educational Psychologist . 41 (2): 75–86. doi :10.1207/s15326985ep4102_1. hdl :1874/16899. S2CID  17067829.
• Mandrin, P., y Preckel, D. (2009). "Efecto del aprendizaje guiado por descubrimiento basado en similitudes en el desempeño conceptual". School Science And Mathematics, 109(3), 133–145.
• Mayer, R. (2004). "¿Debería existir una regla de los tres strikes contra el aprendizaje por descubrimiento puro? El caso de los métodos guiados de instrucción" (PDF) . American Psychologist . 59 (1): 14–19. doi :10.1037/0003-066X.59.1.14. PMID  14736316.

• McCarthy, CB (2005). "Efectos de la enseñanza de las ciencias práctica y basada en temas frente a un enfoque basado en libros de texto para estudiantes con discapacidades". Revista de investigación en enseñanza de las ciencias . 42 (3): 245–263. Bibcode :2005JRScT..42..245M. doi :10.1002/tea.20057.
• Monroe, P. (Ed.). (1911). "Descubrimiento, método de". A Cyclopedia of Education Vol. 2, p. 336. Nueva York, NY: The Macmillan Company.
• Paas, F., y Van Gog, T. (2006). "Optimización de la enseñanza de ejemplos prácticos: diferentes formas de aumentar la carga cognitiva en alemán". Learning and Instruction . 16 (2):87–91
• Stokke, A. 2015. ¿Qué hacer con el descenso de los resultados de matemáticas en Canadá ? CD Howe Institute. Comentario 427.
• Tuovinen, JE y Sweller, J. (1999). "Una comparación de la carga cognitiva asociada con el aprendizaje por descubrimiento y ejemplos prácticos". Revista de Psicología Educativa . 91 (2): 334–341. doi :10.1037/0022-0663.91.2.334.

Wikiversidad tiene recursos de aprendizaje sobre el aprendizaje por descubrimiento.

• El Proyecto de Aprendizaje por Descubrimiento de la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad de Texas en Austin
• Carleton College. Problemas de descubrimiento guiado: ejemplos (en: Métodos de enseñanza: una colección de técnicas pedagógicas y actividades de ejemplo)
• El aprendizaje por descubrimiento: sitio web antiguo para tener una vida mejor
• Oficina de Calidad y Responsabilidad Educativa (EQAO). http://www.eqao.com/en/assessments/results/communication-docs/provincial-report-highlights-elementary-2017.pdf
• Ejercicios científicos y materiales didácticos: ¡Enseñar ciencias como si las mentes importaran!
• Garelick, Barry (2009). Aprendizaje por descubrimiento en matemáticas: ejercicios versus problemas, Nonpartisan Education Review / Essays, 5(2).

Máquina, (2019).