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Diez elementos clave en la acción educativa

8 noviembre, 2017 6 comentarios

Tenemos un sistema educativo muy primitivo. En parte, porque aún falta por saber cómo funciona nuestro cerebro durante el aprendizaje y, en parte, porque lo que se sabe no se aplica.

Torsten Wiesel

Antecedentes
Hace cinco años que identificamos en Escuela con Cerebro, a través del artículo ‘Neuroeducación: estrategias basadas en el funcionamiento del cerebro’, algunas de las evidencias empíricas que provienen de las ciencias cognitivas que tienen implicaciones pedagógicas relevantes. Tres años más tarde actualizamos esa información en el artículo publicado en Niuco ‘Las claves de la neuroeducación’ (ver figura 1), que se ha analizado de forma más profunda en el libro reciente Neuroeducación en el aula: De la teoría a la práctica, un acercamiento de la ciencia del cerebro al aula en el que se hace confluir la teoría con las aplicaciones prácticas. Siempre interpretando de forma adecuada la información que proviene de ese suministro continuo de pruebas que constituye la ciencia, algo en lo que también incidimos en el libro Neuromitos en educación: el aprendizaje desde la neurociencia.

8 factores en diagramaFigura 1

Este mismo año, junto a Anna Forés, hemos creado un modelo en el que identificamos 10 factores que tienen el respaldo empírico de las investigaciones y que creemos que pueden ser importantes en la acción educativa, como en la planificación y desarrollo de la unidad didáctica, por ejemplo. Este modelo se analiza en profundidad en el capítulo ‘¿Qué nos dice la neuroeducación acerca de las pedagogías emergentes?’ del libro Pedagogías emergentes: 14 preguntas para el debate, recientemente publicado. A continuación compartimos cuáles son estos factores en un breve resumen (ver figura 2). Los tres primeros son anteriores a la ejecución de la propuesta pedagógica; los elementos interiores del hexágono hacen referencia a la realización de la propuesta, siendo el 7 (evaluación formativa y feedback) un factor transversal que está presente en todo el proceso. Y los últimos elementos, el 9 y el 10, tendrían mayor incidencia después de la acción educativa propiamente dicha.

Modelo2Figura 2

1. Cooperación del profesorado
En los centros educativos se habla mucho de la importancia del trabajo cooperativo, pero este no se limita al alumnado y requiere un aprendizaje socioemocional previo que, en el aula, siempre parte de nuestra formación. Un trabajo eficaz entre el profesorado en la planificación curricular, en el análisis y mejora de las prácticas educativas o en la evaluación del aprendizaje constituye una de las estrategias que inciden más en el rendimiento académico del alumnado. Si los profesores somos capaces de cooperar de forma adecuada podremos generar entornos de aprendizaje propicios en los que las expectativas sean positivas y una cultura de centro capaz de abrirse a toda la comunidad educativa y a la sociedad. Todo en consonancia con nuestro cerebro plástico y social.
Para saber más:
Donohoo J. (2017). Collective efficacy: how educators’ beliefs impact student learning. Thousand Oaks: Corwin.

2. Evaluación inicial
Nuestro cerebro está constantemente comparando la información almacenada con la novedosa. Como vamos aprendiendo en un proceso continuado en el que se van integrando las ideas nuevas en las ya conocidas a través de la asociación de patrones, resulta imprescindible identificar los conocimientos previos del alumnado.
Esto se puede hacer, por ejemplo, a través de formularios, mapas conceptuales, debates, preguntas abiertas, rutinas de pensamiento, plataformas digitales como AnswerGarden, etc. Constituye el punto de partida antes de abordar un tema o una unidad didáctica, para poder adaptar la planificación prevista a la evolución de cada estudiante.
Hay algunas preguntas que nos podríamos plantear:
• ¿Qué tiempo durará la evaluación inicial?
• ¿Cómo haré la evaluación inicial?
• ¿En qué momento anterior a la unidad didáctica debo hacer la evaluación inicial?
• ¿Tendré tiempo tras conocer los resultados de la evaluación inicial para preparar y/o modificar mi planificación didáctica?
Para saber más:
Sousa D. A. (2015). Brain-friendly assessments: what they are and how to use them. West Palm Beach: Learning Sciences International.

3. Objetivos de aprendizaje y criterios de éxito
Los objetivos de aprendizaje constituyen un punto de partida fundamental en la planificación de la unidad didáctica, pero para que puedan alcanzarse es imprescindible que el profesor sea capaz de comunicar y compartir con el alumnado, de forma clara y precisa y en toda la experiencia de enseñanza y aprendizaje, qué conocimientos, actitudes, valores o competencias son útiles en el proceso. Junto a ello, los criterios de éxito, si son claros y concretos, permitirán a los estudiantes conocer cómo y cuándo alcanzan los objetivos de aprendizaje. Y también podemos involucrarlos en su creación, por supuesto. Las investigaciones revelan que el reto, compromiso, confianza, expectativas altas y comprensión constituyen componentes esenciales del aprendizaje vinculados a los objetivos de aprendizaje y a los criterios de éxito.
Para saber más:
Hattie, J. (2012). Visible learning for teachers. Maximizing impact on learning. London: Routledge.

4. Atención
La neurociencia ha confirmado que la atención no constituye un proceso cerebral único ya que existen diferentes redes atencionales que hacen intervenir circuitos neuronales, regiones cerebrales y neurotransmisores concretos, y que siguen procesos de desarrollo distintos. Especialmente relevante en educación es la red de control o atención ejecutiva que permite al estudiante focalizar la atención de forma voluntaria inhibiendo estímulos irrelevantes. A parte de ciertos programas informatizados, se han comprobado los beneficios del ejercicio físico y del mindfulness sobre esta atención ejecutiva.
Si la atención es un recurso limitado y a los niños y a los adolescentes les cuesta focalizarla durante periodos de tiempo prolongados resultará muy útil fraccionar el tiempo dedicado a la clase en bloques con los respectivos parones que pueden ser activos, por supuesto. El juego y el ejercicio físico constituyen estrategias potentes para optimizar los procesos atencionales que son imprescindibles para el aprendizaje.
Para saber más:
Posner M. I., Rothbart M. K., Tang Y. Y. (2015): “Enhancing attention through training”. Current Opinion in Behavioral Sciences 4, 1-5.

5. Pensamiento crítico y creativo
El aprendizaje requiere dotar de sentido y significado lo que se está trabajando. Las necesidades educativas en los tiempos actuales van más allá de los contenidos curriculares concretos. Requieren la adquisición de competencias básicas, como la creatividad, el pensamiento crítico o la resolución de problemas, que fomentan un pensamiento de orden superior y vinculan el aprendizaje a la vida cotidiana. Y una buena estrategia para facilitar un aprendizaje real y profundo reside en la utilización de metodologías híbridas inductivo-deductivas que combinan transmisión y cuestionamiento. Enfoques como el Peer Instruction o el Flipped Learning que sacan la transmisión de información fuera de la clase y liberan mucho tiempo de la misma para que los alumnos puedan ser protagonistas activos del aprendizaje, son buenos ejemplos de ello. En esta situación, las tecnologías digitales pueden ser herramientas potentes facilitadoras del aprendizaje.
En lo referente a la creatividad, sabemos que es una capacidad que no es innata y que puede fomentarse en cualquier materia, etapa educativa o estudiante. Y una estupenda forma de potenciar un aprendizaje más abierto, reflexivo y creativo consiste en integrar las actividades artísticas en los contenidos curriculares identificados.
Para saber más:
Freeman S. et al. (2014): “Active learning increases student performance in science, engineering, and mathematics”. Proceedings of the National Academy of Sciences 111 (23), 8410-8415.

6. Trabajo cooperativo
El aprendizaje constituye un proceso social. En la vida compartimos, aprendemos y vivimos junto a otras personas, pero esas situaciones de aprendizaje no prevalecen en muchas escuelas. Se aprende en grupo, pero no como grupo. Al crearse el adecuado vínculo emocional entre los compañeros se genera un sentido de pertenencia a la clase y a la escuela que facilita el buen desarrollo académico y personal del alumnado. Como confirman estudios muy recientes, cuando nos sentimos socialmente apoyados mejoran nuestras funciones ejecutivas del cerebro.
Cuando los estudiantes han adquirido mayor experiencia en este tipo de trabajo, ya pueden realizar mejor proyectos cooperativos. Como en el caso del aprendizaje-servicio, una propuesta educativa que consiste en aprender haciendo un servicio a la comunidad. Este tipo de proyectos son los que parece que inciden más en el aprendizaje del alumnado.
Asimismo, se han comprobado los beneficios de la tutoría entre iguales, una situación en la que los estudiantes se convierten en profesores de otros compañeros. La simple expectativa de la acción cooperativa es suficiente para liberar la dopamina que fortalecerá el deseo de seguir cooperando.
Para saber más:
Lieberman, M. D. (2013). Social: why our brains are wired to connect. Oxford: Oxford University Press.

7. Evaluación formativa y feedback
Tradicionalmente, los profesores nos hemos centrado en transmitir de forma correcta los conocimientos y no tanto en entender las causas por las que los alumnos no los comprenden. Pero si lo verdaderamente importante es el aprendizaje, especialmente de competencias, deberíamos disponer de una gran variedad de actividades que nos permitieran ver cómo se va gestando el aprendizaje del alumno, identificando sus fortalezas y analizando los errores que les permitan seguir mejorando. Y ese tendría que ser el gran objetivo de la evaluación: impulsar el aprendizaje a través de un proceso continuo.
Los estudios sugieren que una buena evaluación formativa se caracteriza por:
1. Clarificar y compartir los objetivos de aprendizaje y los criterios de éxito.
2. Obtener información clara sobre el aprendizaje del alumno a través de distintas formas de evaluación (sean formales o informales como, por ejemplo, a través de debates en el aula, cuestionarios o tareas concretas de aprendizaje).
3. Suministrar feedback formativo a los alumnos para apoyar su aprendizaje.
4. Promover la enseñanza entre compañeros y la coevaluación.
5. Fomentar la autonomía del alumno en el aprendizaje a través de la autoevaluación y la autorregulación.
Para saber más:
Heitink M. C. et al. (2016): “A systematic review of prerequisites for implementing assessment for learning in classroom practice”. Educational Research Review 17, 50-62.

8. Memoria
Dejando aparte los sucesos emocionales que se graban en nuestro cerebro de forma más directa, en situaciones normales (o si se quiere, menos emotivas) disponemos de distintos tipos de memoria que activan diferentes regiones cerebrales. En el aula es especialmente importante la memoria explícita, la cual requiere un enfoque más asociativo en el que la reflexión, la comparación y el análisis adquieren un gran protagonismo.
Las investigaciones demuestran que cuando se distribuye la práctica en el tiempo, los estudiantes aprenden mejor y tienen más tiempo para reflexionar sobre lo que están aprendiendo. Y, además, constituye una estupenda forma de optimizar la motivación de logro y combatir el aburrimiento que pudiera ocasionar la repetición de una tarea cuando no existe la necesaria variedad en la misma. Junto a ello, se ha comprobado que cada vez que intentamos recordar modificamos nuestra memoria y este proceso de reconstrucción del conocimiento tiene una gran incidencia en el aprendizaje, tanto el asociado a hechos concretos como a inferencias. Esta técnica se puede incorporar fácilmente en el aula durante el desarrollo de la unidad didáctica a través de pequeños cuestionarios utilizando, por ejemplo, recursos digitales conocidos.
Para saber más:
Dunlosky J., et al. (2013): “Improving students’ learning with effective learning techniques: promising directions from cognitive and educational psychology”. Psychological Science in the Public Interest 14(1), 4-58.

9. Metacognición
La metacognición nos permite valorar nuestros propios pensamientos. Hace que seamos conscientes de las estrategias que seguimos al resolver problemas, y que evaluemos la eficacia de las mismas para poder cambiarlas si no dieran el resultado deseado. Diversos estudios muestran la importancia de que el estudiante se plantee preguntas durante las tareas de aprendizaje que le permitan explicarse y reflexionar sobre lo que está haciendo, intentando relacionar los nuevos conocimientos con los previos.
Se ha comprobado la utilidad de realizar descansos durante el estudio para reflexionar sobre el propio aprendizaje. También resulta interesante reforzar la conciencia del propio conocimiento creando palabras clave. Cuando se les pide a los estudiantes que generen unas pocas palabras que resuman un tema concreto mejoran su metacognición y distribuyen mejor su tiempo de estudio. Asimismo, la meditación parece mejorar también la metacognición.
Para saber más:
Diamond A., Ling D. S. (2016): “Conclusions about interventions, programs, and approaches for improving executive functions that appear justified and those that, despite much hype, do not”. Developmental Cognitive Neuroscience 18, 34-48.

10. Impacto del aprendizaje
Una unidad didáctica no debería terminar cuando se cumple el plazo temporal previsto sino cuando el profesor analiza cuál ha sido el impacto sobre el aprendizaje del alumno en relación a los objetivos y los criterios de éxito inicialmente identificados. Porque lo verdaderamente necesario es garantizar el aprendizaje de todos y, en el caso de no producirse, ser flexible y cambiar las estrategias de enseñanza cuando sea necesario.
La esencia del aprendizaje radica en poder aplicar lo que hemos aprendido en un determinado contexto a otros nuevos contextos. Esa transferencia tan importante que hace que los estudiantes tomen las riendas de su propio aprendizaje puede favorecerse a través de la metacognición, la diversificación de las tareas de aprendizaje, el uso de analogías y diferencias, metáforas,…, en definitiva, a través de la práctica. Pero una práctica que tiene sentido y significado para la vida del estudiante y en la que el feedback frecuente es un elemento imprescindible para fomentar su autorregulación. Por eso es interesante permitir a los estudiantes explorar sus propios intereses a través de nuevos problemas o proyectos que conecten con su aprendizaje previo.
Para saber más:
Hattie J. (2015): “The applicability of visible learning to higher education”. Scholarship of Teaching and Learning in Psychology 1(1), 79–91.

En la práctica, uno de los grandes retos educativos es el de permitir que los profesores trabajen de forma cooperativa analizando el aprendizaje y convirtiéndolo en un proceso de investigación real. Porque es muy importante conocer qué prácticas educativas son útiles pero también conocer las razones por las que son útiles y así poder adaptarlas al contexto concreto del aula. En eso consiste la neuroeducación, en educar con cerebro para mejorar los procesos de enseñanza y aprendizaje. Sin olvidar el corazón.
Jesús C. Guillén

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El tercer profesor: espacios que guían el aprendizaje

29 septiembre, 2017 2 comentarios

En las escuelas21 el espacio educa, se dirige a facilitar el aprendizaje. El diseño inteligente del espacio representa a un nuevo docente en el siglo XXI. Los espacios nos configuran y nos definen. Son, al lado de alumnos y educadores, el tercer profesor.

Alfredo Hernando

Somos conscientes de las nuevas necesidades educativas en los tiempos actuales. Buscar alternativas curriculares, metodológicas o vinculadas a la evaluación resulta imprescindible para atender de forma adecuada la diversidad del alumnado. Como lo es plantearse cuál ha de ser el rol del profesorado y del alumnado en una educación en pleno siglo XXI. Relacionado con esto último, la neurociencia ha demostrado la incidencia directa de las emociones en el aprendizaje. Pero si importante resulta el clima emocional en el aula, también lo es el entorno físico en el que se da el aprendizaje porque afecta a nuestro cerebro. La arquitectura, el diseño y las condiciones físicas de los espacios en los centros escolares son más importantes de lo que creíamos en el proceso de innovación educativa (ver figura 1). Y pueden vinculares a otros factores críticos en la transformación educativa, como los metodológicos. Como dice Rosan Bosch: “El objetivo no es crear espacios bonitos, sino que contribuyan al cambio”.

Figura 1

En nuestro cerebro existen neuronas específicas que identifican la situación en un entorno particular y, junto a estas, otras que nos permiten crear una imagen mental de los alrededores y que constituyen una especie de GPS cerebral. Los patrones de organización de algunas de estas neuronas pueden verse influenciados por la forma del espacio externo. Y si el contexto en el que nos desenvolvemos tiene una incidencia en la esfera neuronal, también parece tenerlo en el nivel cognitivo, emocional o conductual. A continuación analizamos algunos factores que pueden afectar a estos procesos.

Mobiliario
Según las investigaciones realizadas por Nair (2016), el diseño adecuado de un edificio escolar es aquel que le dota de un aspecto variable en función de las necesidades educativas de los estudiantes. Ello requiere la existencia de distintos espacios de aprendizaje como estudios, talleres o laboratorios que faciliten tanto el trabajo individual como el cooperativo, e incluso una enseñanza más formal en algunos momentos, pero siempre desde una perspectiva interdisciplinar. Difícilmente la tradicional distribución de sillas y mesas en filas y columnas orientadas hacia el profesor van a promover el trabajo cooperativo (qué bueno también que existan espacios en los que pueda cooperar el profesorado; ver figura 2) y, en definitiva, un aprendizaje en el que el alumnado sea un protagonista activo del mismo. Para ello resulta imprescindible disponer del necesario mobiliario móvil. Esta movilidad no se limita al entorno propio de aprendizaje (qué bueno cambiarlos con frecuencia). Por ejemplo, y en consonancia con lo que sabemos sobre los beneficios cognitivos asociados al movimiento, se ha comprobado que el uso de escritorios de pie conlleva mejoras en pruebas que miden el funcionamiento ejecutivo del alumnado, como en el caso de la memoria de trabajo (Mehta et al., 2016). Y, por supuesto, constituyen una estupenda forma de combatir los comportamientos sedentarios durante la jornada escolar.

Figura 2

Iluminación
Las aulas que posibilitan vistas externas y están iluminadas de forma adecuada con luz natural pueden incidir positivamente en el bienestar físico y emocional del alumnado, e incluso favorecer su concentración en las tareas. En un estudio en el que participaron más de 21 000 estudiantes, aquellos que estudiaron con mayor iluminación obtuvieron, respecto a los alumnos que estudiaron en condiciones lumínicas más pobres, unos resultados un 20 % por encima de ellos en matemáticas, y un 26 % por encima en pruebas lectoras (Heschong Mahone Group, 1999; ver figura 3).

Figura 3

Los mismos investigadores corroboraron también los efectos negativos sobre el aprendizaje, derivados del deslumbramiento en las aulas que no disponían de persianas o filtros adecuados. Para cumplir las condiciones de buena iluminación sin deslumbramiento, son muy útiles las ventanas grandes que no reciban directamente la luz solar, lo cual ocurre, en el hemisferio norte, cuando están orientadas hacia cualquier dirección que no sea el sur. Y si los alumnos realizan las tareas académicas en aulas con ventanas abiertas que dan a espacios verdes, mejora su atención ejecutiva mientras las hacen (Li y Sullivan, 2016; ver figura 4).

Figura 4

Temperatura, ventilación y sonido
Nuestro cerebro es muy sensible a la temperatura y ello puede repercutir tanto a nivel cognitivo como emocional. Por ejemplo, las investigaciones de Lewinski (2015) sugieren que un rango de temperatura que podría favorecer el aprendizaje estaría entre los 20 ºC y los 23 ºC, aproximadamente, y que la humedad relativa debería rondar el 50 %. Relacionado con esto, se ha constatado una mejora en los resultados de pruebas numéricas y lingüísticas realizadas por estudiantes preadolescentes cuando se reduce la temperatura de 25 ºC a 20 ºC y se incrementa la ventilación (Wargocki y Wyon, 2007). Y resultados muy parecidos a estos se han obtenido en un estudio más reciente (Haverinen y Shaughnessy, 2015; ver figura 5).

Figura 5

En lo referente a la ventilación, sabemos que la mejora de la calidad del aire interior puede reducir ostensiblemente los efectos del asma que afecta a tantos millones de niños en el mundo (Mau, 2010). Y más sabiendo que pasan muchas horas diarias en espacios interiores. En un estudio longitudinal en el que han participado 2618 niños de 39 escuelas de Barcelona, se ha constatado que la contaminación del aire procedente del tráfico puede perjudicar el correcto desarrollo cognitivo de los niños (Basagaña et al., 2016).
En cuanto a las cuestiones sonoras, es evidente que el ruido puede afectar el desempeño en las tareas del alumnado. Por ejemplo, se ha comprobado que en el caso de los más pequeños puede perjudicar los procesos de atención visual, escritura o lectura, debido a su falta de desarrollo ejecutivo. En cuanto a los adolescentes, recuerdan peor la información cuando están expuestos a niveles sonoros que simulan situaciones cotidianas (Ferguson et al., 2013). Ello sugiere la necesidad de disponer de entornos de aprendizaje específicos (ver figura 6), tal como comentábamos al inicio. Sin olvidar que el sonido puede modularse variando la altura de los techos, utilizando paneles acústicos, moquetas, etc.

Figura 6

Color y decoración
Los estudios sobre el color en los entornos de aprendizaje revelan su incidencia sobre las personas que permanecen en ellos. Por ejemplo, a nivel emocional. Colores fuertes, como el rojo, suelen afectar en mayor grado a personas introvertidas o a las que tienen un estado de ánimo negativo (Kúller et al., 2009).
En el contexto concreto del aula, parece que una combinación de paredes blancas o claras con accesorios (muebles, pantallas, pósteres, etc.) de colores brillantes puede estimular el aprendizaje (ver figura 7). En la práctica, siempre podemos utilizar tonos alegres en distintos elementos del aula para mejorar la estética y fomentar un trabajo más creativo, aunque la elección del color no solo dependerá de las necesidades de las tareas sino también de la edad del alumnado. En el caso de los más pequeños, los colores primarios pueden resultar excesivamente estimulantes (se pueden dejar para escaleras o pasillos). En lo referente a la decoración general del aula, parece que los efectos más beneficios se producen cuando existe un nivel de estimulación intermedio entre una decoración excesiva y una nula (Barret et al., 2017).

Figura 7

La escuela del siglo XXI
Está claro que la escuela del siglo XXI ha de poder cubrir las necesidades educativas y sociales actuales. En consonancia con lo que plantea Nair (2016), un centro educativo bien diseñado cumple cuatro criterios imprescindibles:
• Es acogedor. El diseño del edificio condiciona el comportamiento de los estudiantes.
• Es versátil. Más allá de la creación de espacios flexibles, el centro escolar ha de proporcionar ambientes capaces de atender la diversidad del alumnado.
• Facilita múltiples escenarios educativos. Es muy importante que en la escuela existan zonas que permitan una amplia variedad de tareas educativas, incluso zonas comunes de uso flexible.
• Traslada mensajes positivos. El diseño del espacio educativo ha de favorecer la creación de climas emocionales positivos, algo que resulta necesario en el aprendizaje.
Qué importante resulta que las aulas puedan convertirse en espacios multidisciplinares abiertos que garanticen diferentes tipos de tareas y faciliten un aprendizaje activo en el que la incorporación de los recursos digitales, la cooperación y la vinculación al mundo real (ver figura 8) sean componentes esenciales. Y que puedan integrarse con naturalidad la educación física, la emocional, la artística y la científica, disciplinas tradicionalmente consideradas como antagónicas pero cuya vinculación resulta necesaria en una educación integral de la persona. Cuando se produce este proceso cooperativo a todos los niveles, que está en consonancia con los códigos de funcionamiento de nuestro cerebro, se estimula la curiosidad, la creatividad y el aprendizaje de todo el alumnado, mejorando así su sentido de pertenencia y bienestar. Y es que la arquitectura de los espacios de aprendizaje deja huella en la arquitectura de nuestro cerebro.
Jesús C. Guillén

Figura 8

Referencias:
1. Barrett P. S. et al. (2017): “The holistic impact of classroom spaces on learning in specific subjects”. Environment and Behavior 49(4), 425-451.
2. Basagaña X. et al. (2016): “Neurodevelopmental deceleration by urban fine particles from different emission sources: a longitudinal observational study”. Environmental Health Perspectives 124(5).
3. Ferguson K. T. et al. (2013): “The physical environment and child development: An international review”. International Journal of Psychology 48(4), 437-468.
4. Haverinen-Shaughnessy U. y Shaughnessy R. J. (2015): “Effects of classroom ventilation rate and temperature on students’ test scores”. PLoS One 10 (8).
5. Heschong Mahone Group. (1999). Daylighting in schools. Fair Oaks, CA: Pacific Gas and Electric.
6. Küller R. et al. (2009): “Color, arousal, and performance. A comparison of three experiments”. Color Research & Application 34(2), 141-152.
7. Lewinski P. (2015): “Effects of classrooms’ architecture on academic performance in view of telic versus paratelic motivation: a review”. Frontiers in Psychology 6 (746).
8. Li D., Sullivan W. C. (2016): “Impact of views to school landscapes on recovery from stress and mental fatigue”. Landscape and Urban Planning 148, 149-158.
9. Mau, Bruce (2010). The third teacher: 79 ways you can use design to transform teaching & Learning. New York: Harry N. Abrams, Inc.
10. Mehta R. K., Shortz A. E., Benden M. E. (2016): “Standing up for learning: a pilot investigation on the neurocognitive benefits of stand-biased school desks”. International Journal of Environmental Research and Public Health 13(1): 59.
11. Nair, Prakash (2016). Diseño de espacios educativos: Rediseñar las escuelas para centrar el aprendizaje en el alumno. SM.
12. Wargocki P. & Wyon D. P. (2007): “The effects of moderately raised classroom temperatures and classroom ventilation rate on the performance of schoolwork by children”. HVAC&R Research 13 (2), 193-220.

 

Neuroeducación en el aula: De la teoría a la práctica

¿Cómo no sorprenderse al leer sobre la inmensa cantidad de neuronas, las miles de sinapsis, las decenas de regiones cerebrales y sus funciones? ¿Cómo no volver a nuestra infancia y quedar con los ojos abiertos al comprender que cada pensamiento, que cada mirada, que cada frase liberada al viento está relacionada con un tendido eléctrico cerebral? ¿Cómo hacer para mantenerse al margen de tal avance científico sin intentar ligarlo a toda nuestra conducta?

Fabricio Ballarini

Nos complace informaros que esta misma semana se publica el libro Neuroeducación en el aula. De la teoría a la práctica, que encontraréis tanto en el formato físico como en el digital en Amazon (mil gracias a Alexia Jorques por la estupenda portada y maquetación y a Xavier Torras por la genial corrección del texto), y que con tanto entusiasmo hemos ido dándole forma en los últimos tiempos. El prólogo está escrito por el gran neurocientífico –y magnífico divulgador– Fabricio Ballarini, quien ha realizado recientemente unas investigaciones apasionantes sobre el efecto de la novedad en la consolidación y transformación de las memorias a corto plazo en las memorias a largo plazo.

Hemos intentado abordar de forma natural y con un lenguaje divulgativo –similar al que utilizamos en Escuela con Cerebro– el enfoque integrador y transdisciplinar que constituye la neuroeducación (ver figura), haciendo confluir la teoría con la práctica. Como siempre comentamos, en el fondo, este nuevo paradigma educativo consiste en acercar la ciencia al aula para que los profesores sepamos realmente qué intervenciones inciden positivamente en el aprendizaje del alumnado y cuáles son las causas por las que lo hacen, a fin de que se puedan poner en práctica en distintos contextos educativos.

En Neuroeducación en el aula. De la teoría a la práctica encontraréis algunas de las evidencias empíricas más significativas que apoyan una auténtica enseñanza basada en el cerebro, la cual, qué duda cabe, es aquella que mejora lo verdaderamente importante: el aprendizaje de cada alumno. O si se quiere, la que nos permite aprender con todo nuestro potencial.

A pesar de que muchas de las estrategias propuestas se analizan en el entorno particular del aula, pueden generalizarse y adaptarse a otros muchos contextos educativos. Porque la educación no se restringe a la escuela, y porque el concepto de aula como espacio de aprendizaje obliga a una comprensión más amplia en los tiempos actuales.

Además de identificar algunos de los avances más significativos que proceden de las ciencias cognitivas, analizamos muchas implicaciones educativas que son muy fáciles de poner en práctica y que pueden adaptarse, en su gran mayoría, a todas las etapas educativas. Siempre desde una perspectiva abierta y crítica que nos invite a reflexionar y, en algunos casos, a mejorar las estrategias pedagógicas en el aula. Sin olvidar que la ciencia es una fuente inagotable de suministro de pruebas que está en continua evolución. No es casualidad que, entre el total de las referencias bibliográficas –más de trescientas–, la gran mayoría de citas que encontraréis correspondan a estudios realizados esta misma década, y que casi la mitad de estos sean de los dos últimos años.

Los diferentes contenidos analizados y sus correspondientes implicaciones educativas y aplicaciones prácticas están relacionados con los factores críticos que hemos identificado estos años en Escuela con Cerebro y que creemos que son imprescindibles para un aprendizaje en, desde y para la vida (ver índice). ¿Influyen las emociones en el aprendizaje? ¿Es posible mejorar la atención? ¿Cómo podemos hacer un uso adecuado de la memoria? ¿Si jugamos, aprendemos? ¿Son importantes las artes en la educación? ¿Es necesario apostar por un aprendizaje activo? ¿Necesitamos cooperar? Estas y otras muchas preguntas nos las planteamos sin la necesidad de buscar soluciones únicas porque asumimos que lo más importante es disfrutar el proceso de aprendizaje y sugerir nuevas preguntas que estimulen la curiosidad por el mismo.

En una verdadera Escuela con Cerebro – y con Corazón–  todos los niños y adolescentes son bienvenidos y aprenden juntos siendo diferentes. La neuroeducación constituye una nueva mirada, flexible, positiva, optimista, porque está en consonancia con diversas metodologías de aprendizaje activo y porque fomenta el desarrollo de competencias para la vida; o, mejor dicho, es la propia vida.

Te agradecemos a ti, que estás leyendo estas líneas, que nos acompañes en este proceso de transformación y mejora educativa y social. Porque, efectivamente, somos conscientes que una nueva educación –y una mejor sociedad– es necesaria y posible. Pero ello requiere una implicación colectiva en el proceso. Nuestros cerebros tremendamente plásticos y sociales agradecen este tipo de retos. ¿Brindas por el cambio?

Jesús C. Guillén

Cerebros hiperactivos en el aula: algunas estrategias neuroeducativas

El TDAH es mucho más que un problema de atención, hiperactividad o impulsividad. Es un trastorno del sistema ejecutivo del cerebro, un sistema que es esencial para el buen funcionamiento en la escuela y en la mayor parte de situaciones cotidianas.

Russell Barkley

Cuando preguntamos a padres de niños con TDAH (trastorno por déficit de atención con o sin hiperactividad), o a docentes con alumnos a los que se les ha diagnosticado este trastorno, suelen utilizar frases como las siguientes para describir el comportamiento de los hijos o estudiantes: “Se mueve continuamente, se distrae con facilidad, no para de hablar, es desordenado, nunca acaba las tareas, olvida lo que tiene que hacer, obtiene malos resultados académicos, etc.” Curiosamente, estos mismos niños o adolescentes son capaces de estar concentrados durante periodos de tiempo prolongados jugando a su videojuego favorito y pueden desenvolverse de forma extraordinaria en tareas extraescolares muy alejadas de situaciones académicas de estrés continuo a las que están expuestos con frecuencia. Porque las dificultades cognitivas que persisten en el tiempo, las críticas o la sensación de que no resuelven las cosas como se espera pueden provocar, por ejemplo, ansiedad o un autoconcepto negativo. Y ello puede interferir en las interacciones sociales. ¿Podemos hacer los adultos algo al respecto? Asumiendo una mentalidad de crecimiento real, seguro que sí. Y mucho, tanto en casa como en la escuela, que es donde nos centraremos específicamente.

El cerebro en el TDAH

Sabemos que el TDAH se manifiesta con síntomas de inatención, hiperactividad o una combinación de ambos –tiene una gran comorbilidad con otros trastornos o déficits de aprendizaje–, es congénito y persiste en la edad adulta en el 65% de los casos (Hart et al., 2013).

No existe un biomarcador que permita detectarlo sino que el diagnóstico –si es completo será complejo– lo realiza el médico a partir de entrevistas, cuestionarios, escalas de evaluación o exploraciones físicas que le permitan descartar otras razones, y para su tratamiento se utilizan medicamentos psicoestimulantes (el famoso Concerta) junto a terapias cognitivo-conductuales. Estos medicamentos tienen una estructura química similar a la anfetamina y actúan sobre los neurotransmisores de la corteza prefrontal inhibiendo su recaptación, con lo que llegan a reducirse los síntomas del trastorno en el 70 % de los casos, aunque sus procesos de acción no son del todo conocidos (Rubia et al, 2014), al igual que sus efectos sobre la salud a más largo plazo.

En los últimos años, los estudios con neuroimágenes han identificado algunas de las particularidades que caracterizan a los cerebros de los niños y adolescentes con TDAH. Una investigación reciente (Hoogman et al., 2017) en la que han participado 1713 personas con TDAH y una media de edad de 14 años, frente a 1529 integrantes del grupo de control, ha revelado que el tamaño del cerebro de las personas con TDAH es menor, en concreto en regiones subcorticales (ver figura 1) como el núcleo accumbens (recompensa), la amígdala (procesamiento emocional) o el hipocampo (memoria). Esto no significa que los niños con TDAH sean menos inteligentes sino que los problemas que manifiestan están asociados a una estructura cerebral diferente.

Estudios anteriores habían identificado en personas con TDAH alteraciones en los circuitos que conectan la corteza prefrontal –sede de las funciones ejecutivas– con áreas emocionales y motoras, como los ganglios basales y el cerebelo, lo que justificaría la mayor dificultad que muestran los estudiantes con TDAH para inhibir los impulsos (Hart et al., 2013; ver figura 2).

También se han identificado niveles más bajos de dopamina en algunas regiones del sistema de recompensa cerebral, como en el núcleo accumbens (Volkow et al, 2011), lo cual explicaría la mayor necesidad de estimulación que tienen los niños con TDAH. Y junto a los estudios de neuroimagen, la evaluación neuropsicológica ha identificado un perfil muy heterogéneo de alteraciones cognitivas asociadas a la memoria de trabajo, el control inhibitorio, la planificación o la detección y corrección de errores, entre otras muchas. Sin olvidar los déficits motivacionales observados en estos niños que les dificulta aplazar la recompensa pero que no les impide ejecutar mejor tareas que les interesan. Y son la baja tolerancia a la demora, junto a las dificultades en el control inhibitorio, dos de los primeros signos que predicen el trastorno. Lo cual es muy importante porque la detección temprana del TDAH en las primeras etapas educativas es necesaria para intervenir y disminuir su prevalencia en etapas posteriores (Rueda et al., 2016a).

Existen pues evidencias sólidas que muestran que el TDAH es una alteración del desarrollo de origen biológico y que las conductas observadas son el resultado de estas anomalías. Aunque un entorno familiar desorganizado o un currículo escolar inadecuado pueden amplificar esas conductas.

En la práctica

La pregunta que nos planteamos los educadores es cómo podemos optimizar el potencial de los niños y adolescentes con TDAH para que disfruten y aprovechen realmente el proceso de aprendizaje. Pues bien, existen algunas estrategias que están en consonancia con los planteamientos que proponemos desde la neuroeducación y que también nos pueden ayudar a mejorar la atención y el funcionamiento ejecutivo de todo el alumnado. Pero antes, escuchemos a Michael Posner, un referente mundial en el estudio de la atención:

Bueno para el corazón, bueno para el cerebro

A los niños y a los adolescentes –también a los adultos– les cuesta focalizar la atención en las tareas durante periodos de tiempo prolongados, un hecho que se amplifica en aquellos estudiantes con TDAH. En general, el ejercicio puede ser un buen antídoto para mejorar la concentración durante las tareas. Por ejemplo, con parones durante las clases para realizar unos movimientos de cierta intensidad (Ma et al., 2015) o iniciando la jornada escolar dedicando unos minutos -15 o 20- a una actividad aeróbica moderada (Stylianou et al., 2016). Y se ha comprobado que los niños con TDAH –a diferencia del resto– resuelven mejor pruebas cognitivas en las que interviene la memoria de trabajo cuando se les permite moverse (Sarver et al., 2015; ver figura 3).

En consonancia con este enfoque activo del aprendizaje que está muy alejado de la enorme cantidad de horas que pasan los estudiantes sentados en una situación pasiva, los estudios parecen sugerir la necesidad de cambiar con frecuencia los entornos de aprendizaje. Y nada mejor para los estudiantes con TDAH que puedan moverse o jugar en plena naturaleza. Un simple paseo por un entorno natural de unos 20 minutos puede combatir la fatiga mental que les provoca la atención focalizada (Taylor y Kuo, 2009). Qué importante para el cerebro y el aprendizaje es abrir las puertas del aula y la escuela a la realidad cotidiana y a la naturaleza (ver figura 4).

La actividad física y el deporte –especialmente los colectivos, en los que hay que tomar decisiones continuas en un contexto social– constituyen un buen entrenamiento de las funciones ejecutivas. Pero en el caso de los estudiantes con TDAH, todavía puede ser mejor cuando se combina con una mayor actividad mental, como en el caso de las artes marciales. Este tipo de deportes constituyen un reto, tanto para el cerebro como para el cuerpo, porque en ellos confluyen movimientos específicos que requieren una buena concentración para su aprendizaje. Por ejemplo, un programa de taekwondo de 3 meses de duración aplicado en la etapa de primaria provocó progresos en la autorregulación de los niños que posibilitaron mejoras, tanto conductuales como académicas (Lakes y Hoyt, 2004).

Respiro y siento

La práctica regular del mindfulness fortalece circuitos cerebrales que intervienen en los procesos atencionales. De ello se puede beneficiar cualquier estudiante, especialmente aquellos con TDAH. Un programa de mindfulness de 8 semanas de duración en el que intervinieron niños con edades entre los 8 y los 12 años, junto a sus padres, produjo mejoras significativas en el entorno familiar, especialmente en los síntomas relacionados con la falta de atención –de forma moderada en los síntomas asociados a la hiperactividad (Van der Oord et al., 2012).

Técnicas como el mindfulness ayudarán al estudiante a mejorar su concentración y a combatir el estrés, por ejemplo. Pero su mayor utilidad se da cuando se integran estas estrategias en los programas de educación emocional. Y con ellos, a los niños y a los adolescentes se les enseñan estrategias que facilitan la mejora de su diálogo interno, la resolución de problemas o la organización de las tareas, por ejemplo. Cuando van aprendiendo competencias interpersonales básicas relacionadas con la toma de decisiones, la comunicación, la solidaridad, el respeto o la resolución de conflictos, ya podrán cooperar realmente en el aula. Se ha comprobado que el trabajo cooperativo puede resultar muy beneficioso para el alumnado con TDAH (DuPaul y Stoner, 2014), especialmente en pequeños grupos y cuando enseñan a otros compañeros (tutoría entre iguales). Además, eso contribuye a generar un clima emocional positivo. Esto también es muy importante para los estudiantes con TDAH porque, en muchas ocasiones, son penalizados por la falta de precisión en los resultados finales de las tareas haciendo un esfuerzo superior al de sus compañeros. ¡Qué importante es relativizar los errores con sentido del humor!

Visuales y juguetones

En los últimos años, desde la neurociencia, se han utilizado programas de entrenamiento cognitivo, generalmente informatizados, que inciden en las regiones cerebrales que sustentan las distintas redes atencionales. Por ejemplo, a través de ejercicios que fomentan la focalización atencional y la discriminación perceptual (Rueda et al., 2016b). En especial, la importante atención ejecutiva, que los estudios longitudinales demuestran que contribuye al rendimiento académico del alumnado. Además, se ha comprobado que los videojuegos de acción inciden positivamente en el funcionamiento ejecutivo cerebral mejorando la agudeza visual, la flexibilidad cognitiva o las redes atencionales orientativa y ejecutiva (Green y Bavelier, 2015; ver figura 5). ¿Se pueden utilizar este tipo de estrategias en el caso del TDAH? Pues parece que sí. En un estudio holandés, niños de 11 años con TDAH realizaron un entrenamiento de la atención durante ocho sesiones de una hora. Jugaban a un videojuego en el que tenían que advertir la presencia de robots enemigos sin olvidar que debían impedir que la energía de su avatar bajara de un cierto umbral. Los niños que recibieron ese entrenamiento, tras cuatro semanas, mejoraron varios parámetros atencionales, entre ellos la capacidad de concentrarse pese a las distracciones, y no solo mientras jugaban (Tucha et al., 2011).

Asimismo, hay niños con TDAH que tienen problemas con la escritura como consecuencia de dificultades en la coordinación motora. En estos casos será muy beneficioso la utilización de determinados programas informáticos que posibilitan formas de expresión alternativas. Y no solo en los problemas de lectoescritura –tan comunes en los niños con TDAH porque muchos de ellos también son disléxicos– sino que, en general, la utilización de audiovisuales constituye una estupenda estrategia educativa ya que contextualiza la información y reduce la carga de la misma que reciben.

Los aspectos motivacionales son básicos en el aprendizaje y más en niños con TDAH porque pierden el interés por las tareas más rápidamente. Juegos como el ajedrez, actividades manuales, puzles y otros juegos creados de forma informal por los propios niños pueden optimizar su atención. Al igual que actividades artísticas como el baile, la música o el teatro porque requieren control motor, emocional y cognitivo. Y la realización de tareas o proyectos vinculados a situaciones reales siempre despertará la curiosidad más fácilmente vinculando el aprendizaje a cuestiones concretas, alejándonos de las típicas tareas académicas tantas veces abstractas y descontextualizadas.

En el fragor de la batalla

Los niños con TDAH se distraen con facilidad y les cuesta más manipular la información mentalmente debido a déficits en la memoria de trabajo. Por ello –en consonancia con lo que comentábamos en el apartado del movimiento– resulta muy útil dividir las tareas en otras más pequeñas y realizar los correspondientes parones entre las mismas. Eso también se puede hacer en exámenes escritos (una hora es una eternidad para estos estudiantes). Y las dificultades para manipular mentalmente la información pueden compensarse si se les permite convertir la resolución de problemas en algo manual, un enfoque cuya utilidad ya comentábamos en un artículo anterior sobre la cognición corporizada.

Una estrategia interesante para combatir la dificultad para aplazar las recompensas que manifiestan los niños con TDAH es mediante lo que se conoce como intenciones de implementación. Suelen tomar la forma de proposiciones del tipo “si X entonces Y” y sirven para planificar con antelación, como en el caso siguiente: “si me llama mi amiga Cristina le diré que no puedo ir al cine porque tengo que estudiar”. La práctica continuada de este tipo de estrategias posibilita a los niños con TDAH automatizar las respuestas sin tanto esfuerzo cognitivo. Y este aprendizaje les permite desenvolverse mejor en tareas ejecutivas, como algunas asociadas al control inhibitorio (Gawrilow et al., 2011). Todo en consonancia con el aprendizaje emocional que comentábamos anteriormente y que asumimos en Escuela con Cerebro como esencial.

El cerebro hiperactivo es un maestro de la procrastinación, aunque le encanten los desafíos iniciales que suponen las tareas. Terminar el trabajo en el aula puede representar un éxito para el maestro pero no para el estudiante con TDAH. En estos casos, se ha comprobado que resulta beneficioso utilizar recompensas inmediatas al acabar las tareas asignadas. Pero ello requiere una supervisión del adulto y suministrar un feedback frecuente e inmediato. Premiar las conductas adecuadas se puede hacer elogiando, animando, o suministrando ciertos privilegios. Pero siempre de forma personal, breve y precisa (Barkley, 2016). Una mano tendida en el hombro mejora mucho el exceso de comunicación oral al que estamos acostumbrados los docentes. La necesidad de las consecuencias inmediatas hace muy útil que el niño vaya informando de forma continuada sobre el trabajo que está realizando. En este sentido, los contratos conductuales en los que se explicita de forma clara los objetivos del trabajo y las consecuencias del mismo pueden ser muy útiles.

Conclusiones

Desde la perspectiva neuroeducativa se asume con naturalidad la importancia del movimiento, el juego, el arte y las emociones. Porque este enfoque es el que va a favorecer un mejor desarrollo cerebral. O si se quiere, es el que nos va a permitir trabajar de forma adecuada esas funciones cognitivas complejas que son necesarias para un buen desarrollo académico, pero también para el crecimiento personal del alumnado: las funciones ejecutivas. A través de una adecuada educación emocional –que en el aula parte de la formación del profesorado y que en casa depende de las familias–, podremos generar la necesaria mentalidad de crecimiento, que está en consonancia con lo que sabemos sobre el cerebro, plástico y en continua reorganización tanto funcional como estructural. No podemos seguir etiquetando y estigmatizando el comportamiento de tantos niños y adolescentes con todos los problemas que les acarreamos. En el caso del TDAH, son nuestras expectativas negativas las que, en muchas ocasiones, generan en la práctica los conflictos. Cuando se asumen con naturalidad las diferencias, las aulas son inclusivas y las escuelas abren las puertas a toda la comunidad educativa y a la sociedad. Así ganamos todos.

Jesús C. Guillén

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Referencias:

  1. Barkley, Russell (2016). Managing ADHD in school: the best evidence-based methods for teachers. Eau Claire: PESI Publishing & Media.
  2. DuPaul G. J. y Stoner G. (2014). ADHD in the schools: assessment and intervention strategies. Nueva York: The Guilford Press.
  3. Gawrilow C., Gollwitzer P. M., y Oettingen G. (2011): “If-then plans benefit delay of gratification performance in children with and without ADHD”. Cognitive Therapy and Research, 35, 442–455.
  4. Green C. S. y Bavelier D. (2015): “Action video game training for cognitive enhancement”. Current Opinion in Behavioral Sciences 4, 103-108.
  5. Hart H. et al. (2013): “Meta-analysis of fMRI studies of inhibition and attention in ADHD: Exploring task-specific, stimulant medication and age effects”. JAMA Psychiatry 70, 185–198.
  6. Hoogman M. et al. (2017): “Subcortical brain volume differences in participants with attention deficit hyperactivity disorder in children and adults: a cross-sectional mega-analysis”. Lancet Psychiatry 4(4), 310-319.
  7. Lakes K. D. y Hoyt W. T. (2004): “Promoting self-regulation through school-based martial arts training”. Applied Developmental Psychology 25, 283–302.
  8. Ma J. K. et al. (2015): “Four minutes of in-class high-intensity interval activity improves selective attention in 9- to 11-year olds”. Applied Physiology Nutrition and Metabolism 40, 238-244.
  9. Rubia K. et al. (2014): “Effects of stimulants on brain function in attention-deficit/hyperactivity disorder: a systematic review and meta-analysis”. Biological Psychiatry 76(8), 616-628.
  10. Rueda M. R. et al. (2016a): “Neurociencia cognitiva del desarrollo”. En Mente y cerebro: de la psicología experimental a la neurociencia cognitiva. Madrid: Alianza Editorial.
  11. Rueda M. R., Conejero A. y Guerra S. (2016b): “Educar la atención desde la neurociencia”. Pensamiento Educativo. Revista de Investigación Educacional Latinoamericana 53(1), 1-16.
  12. Sarver D. E. et al. (2015): “Hyperactivity in attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD): Impairing deficit or compensatory behavior?” Journal of Abnormal Child Psychology 43(7), 1219-1232.
  13. Stylianou M. et al. (2016): “Before-school running/walking club: effects on student on-task behavior”. Preventive Medicine Reports 3, 196-202.
  14. Taylor A.F. y Kuo F.E. (2009): “Children with attention deficits concentrate better after walk in the park”. Journal of Attention Disorders 12, 402–409.
  15. Tucha O. et al. (2011): “Training of attention functions in children with attention deficit hyperactivity disorder”. ADHD Attention Deficit and Hyperactivity Disorders 3(3), 271-283.
  16. Van der Oord S., Bögels S. M., Peijnenburg D. (2012): “The effectiveness of mindfulness training for children with ADHD and mindful parenting for their parents”. Journal of Child and Family Studies 21, 139-147.
  17. Volkow N. D. et al. (2011): “Motivation deficit in ADHD is associated with dysfunction of the dopamine reward pathway”. Molecular Psychiatry 16(11), 1147-54.

 

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La conexión cuerpo y cerebro en el aprendizaje

El cuerpo y el cerebro se hallan inmersos en una danza interactiva continua. Los pensamientos que son implementados en el cerebro pueden inducir estados emocionales que son implementados en el cuerpo, mientras que el cuerpo puede cambiar el paisaje del cerebro y, de este modo, el sustrato que sustenta los pensamientos.

Antonio Damasio

A diferencia de lo que creíamos años atrás, el cuerpo no es simplemente un aparato de comunicación bidireccional para el cerebro, sino que desempeña un papel crucial en los procesos cognitivos (cognición corporizada). O si se quiere, los sistemas sensoriales y motores que gobiernan el cuerpo están enraizados en los procesos cognitivos que nos permiten aprender. Giacomo Rizzolatti -el descubridor de las neuronas espejo- lo resume muy bien: “El cerebro que actúa es un cerebro que comprende”. Las implicaciones educativas son enormes porque, además, el aprendizaje es un proceso social. ¡Dichosas neuronas espejo!

El poder del movimiento

Las investigaciones sugieren que el ejercicio constituye una estupenda estrategia para mantener una buena salud física, pero también mental. La actividad física incrementa los niveles de la proteína BDNF que está asociada a la mejora de la plasticidad sináptica, la neurogénesis o la vascularización cerebral, procesos imprescindibles para un buen funcionamiento cerebral y aprendizaje. El ejercicio físico tiene un impacto positivo en el funcionamiento hipocampo, en la liberación de importantes neurotransmisores y en el desarrollo de las funciones ejecutivas del cerebro, básicas para el rendimiento académico y desarrollo personal del alumnado. Por ejemplo, simples parones de 4 minutos en la actividad académica diaria de niños con edades entre 9 y 11 años para realizar ocho ciclos de movimientos rápidos (saltos, sentadillas o similares) durante 20 segundos, seguidos de descansos de 10 segundos, son suficientes para optimizar la atención necesaria que requiere la tarea posterior y mejorar el desempeño en la misma (Ma et al., 2015; ver figura 1).

Existen diversas evidencias empíricas que sugieren una asociación entre los procesos motores y cognitivos en el desarrollo y aprendizaje temprano. Estudios con neuroimágenes muestran que tareas que activan la corteza prefrontal -sede de las funciones ejecutivas-, también activan regiones básicas para el procesamiento motor, especialmente el cerebelo. La función de esta estructura de la parte posterior del tronco del encéfalo parece que va más allá de la coordinación de los movimientos y el aprendizaje motor (Wagner et al., 2017). Y, junto a esto, niños con dificultades de aprendizaje -asociadas al TDAH o a la dislexia, por ejemplo- a menudo manifiestan déficits motores. Pues bien, parece que tanto las funciones ejecutivas del cerebro como las habilidades motoras finas predicen un mejor aprendizaje en la etapa de educación infantil (Cameron et al., 2012).

El poder de los dedos

En prácticamente todas las culturas los niños aprenden a contar con los dedos. Es una actividad sensorial y motriz que se realiza antes de que el cálculo se automatice y se convierta en un proceso puramente mental. Contar con los dedos se suele considerar una estrategia inadecuada que una buena educación eliminará. Sin embargo, constituye una acción precursora importante para el aprendizaje de la base 10 y, según Dehaene (2016), las representaciones cerebrales de los números y la disposición de la mano obedecen a principios de organización muy similares. Parece que la calidad del manejo de los dedos, algo que podemos cultivar en la infancia, es importante para el desarrollo de la capacidad aritmética. Los estudios sugieren que los niños que en la etapa de educación infantil manejan mejor sus dedos se desenvolverán mejor después en matemáticas, y que el entrenamiento de los dedos en niños de 6 años mejora las competencias numéricas (Gracia-Bafalluy y Noël, 2008). Relacionado con lo anterior, Vallée-Tourangeau y sus colaboradores (2016 a) han comprobado que cuando se les permite a los participantes de los experimentos manipular objetos, en lugar de utilizar una tableta electrónica para realizar los cálculos, se facilita la resolución creativa de los problemas del tipo: ‘¿Cómo colocarías 17 animales en 4 parcelas de forma que haya un número impar en cada una de ellas? (ver figura 2) Y la utilización con las manos de fichas numéricas reduce la temida ansiedad matemática y mejora la capacidad aritmética cuando se han de realizar cálculos mentales largos (Vallée-Tourangeau et al., 2016 b).

Por otra parte, en el contexto lingüístico se ha comprobado lo útil que resulta enseñar a los niños ejercicios en los que van trazando las letras con los dedos. Añadir los estímulos visuales y auditivos a la exploración háptica, a través de la práctica de los gestos de la escritura, acelera el aprendizaje de la lectura (Fredembach et al., 2009). Y desde la neurociencia parece haberse encontrado la justificación: existen rutas neurales diferentes asociadas al reconocimiento de objetos y a su orientación. Ante las letras estáticas se activa una región del sistema visual que acaba especializándose en el reconocimiento de las letras: la llamada ‘caja de letras del cerebro’. Pero cuando las letras están en movimiento, al escribirlas en cualquier lengua, se activa una región de la corteza premotora izquierda asociada a los gestos: el área de Exner (Nakamura et al., 2012). Y es que los gestos son también muy importantes para el aprendizaje.

El poder de los gestos

Las personas ciegas de nacimiento gesticulan pese a no haberlo visto nunca. Esto sugiere que nuestra capacidad gestual es innata y que podemos gesticular para nuestros interlocutores pero también para nosotros mismos.

En los últimos años se han realizado interesantes experimentos que demuestran que puede ser muy beneficioso animar a los estudiantes a que utilicen sus manos en sus explicaciones porque ello puede revelar conocimientos implícitos y contribuir a que se asimile la información novedosa. La investigadora Susan Goldin-Meadow analizó el famoso experimento de Piaget en el que niños de 6 años ven dos filas de objetos y han de decidir en cuál de ellas hay más. La trampa consiste en que, aunque ambas filas contienen el mismo número de objetos, en una de ellas están más espaciados. Y ello hace que los niños respondan que hay más objetos en la fila más larga. Sin embargo, cuando se analizan los gestos de sus explicaciones, se observa que transmiten cosas diferentes. Algunos extienden los brazos denotando con su gesto que una fila es más larga que otra. Otros, en cambio, mueven las manos identificando una correspondencia entre los objetos de cada fila. Es decir, aunque no saben expresarse con palabras, sus expresiones corporales sugieren que han descubierto la esencia del problema (Goldin-Meadow, 2017; ver figura 4). Y los maestros podemos utilizar esta información para mejorar la enseñanza y el aprendizaje.

Además de reflejar lo que sabemos, los gestos pueden mejorar nuestra forma de pensar si esa capacidad se estimula de forma adecuada. Enseñar a los niños a expresarse con gestos mientras hablan puede acelerar su aprendizaje. Por ejemplo, cuando se les pidió a estudiantes de tercero y cuarto de primaria que resolvieran ecuaciones del tipo 2 + 5 + 7 = _ + 7, por primera vez, no eran capaces de resolverlas. Tras ello se pidió a un grupo que moviera las manos para explicar las respuestas y el otro debía hacerlo solo con palabras. A continuación, se les explicó a todos el procedimiento para resolver las ecuaciones y se les propuso otras diferentes. Se comprobó que los alumnos que habían gesticulado antes de la enseñanza resolvieron más ejercicios que no aquellos que mantuvieron las manos quietas. Parece que el movimiento de manos les había ayudado a asimilar la información explicada. Asimismo, algunos niños expresaban con sus gestos formas alternativas de resolución (señalar el 2, el 5 y el 7 del primer miembro de la ecuación y hacer un gesto de supresión en el 7 del miembro de la derecha). Los gestos reflejaban un conocimiento implícito de los niños y ayudaban a mantenerlo activo en sus mentes. Y, junto a lo anteriormente comentado, también se ha observado que los gestos del maestro pueden transmitir información precisa, pero también pueden inducir al error. En ecuaciones del tipo 2 + 3 = x + 1, si acompañamos la explicación con gestos manuales que señalan los números del miembro de la izquierda, nos paramos al llegar al igual y luego señalamos los números del miembro de la derecha, se transmite la información bien. Cosa que no ocurre si vamos señalando de forma seguida los términos de ambas ecuaciones. En esa situación, el alumno puede interpretar que se han de sumar todos los números (Goldin-Meadow, 2017).

La gestualidad corporal puede contribuir al aprendizaje en otros contextos, como en el lingüístico. En unos interesantes experimentos se comprobó que cuando niños de primaria manipulaban juguetes simulando la acción de lo que estaban leyendo mejoraban la comprensión del texto e incrementaban su vocabulario. Y los mismos efectos se conseguían cuando los maestros enseñaban a los niños a imaginar esas simulaciones (Glenberg, 2011).

Por otra parte, se ha comprobado que cuando acompañamos una palabra o frase con un gesto es más fácil recordarla, lo cual tiene muchas implicaciones pedagógicas. Su utilidad se ha comprobado en la enseñanza de nuevos idiomas, en donde suelen utilizarse estrategias audiovisuales en el aprendizaje de nuevo vocabulario que se olvidan con rapidez. Parece que acompañar las palabras con gestos que las representan implica a redes sensoriales y motoras extensas que involucran a la memoria explícita (consciente), pero también a la memoria implícita (inconsciente), y ello podría favorecer la consolidación del nuevo vocabulario (Macedonia y Mueller, 2016)

El poder del cuerpo

A diferencia de lo que ocurre con bailarines aficionados, los expertos activan más regiones sensoriales y motoras del cerebro cuando observan videos de cualquier tipo de baile. Y esta activación se incrementa cuando observan movimientos ya conocidos (Calvo-Merino et al., 2005). Estos resultados sugieren que disponemos de un sistema especular que nos permite vincular acciones ajenas con las propias y que podemos comprenderlas a través de una simulación motora. Todo ello tiene enormes implicaciones educativas. Por ejemplo, en una reciente investigación se comprobó que la comprensión de magnitudes físicas, como el momento angular (relacionada con los giros), se facilitaba con la activación de regiones sensoriales y motoras debido a la manipulación de ruedas de bicicletas, por ejemplo, y era menor cuando los estudiantes solo observaban la acción (Kontra et al., 2015).

En el fondo, todos estos estudios lo que sugieren es que el aprendizaje es un proceso activo. Lamentablemente, no se le da la importancia que merece al tiempo dedicado a la educación física o a los recreos y existe una tendencia a restringirlos para poder dedicar más tiempo a la enseñanza considerada como académica. El enfoque tradicional en el que los estudiantes pasan la mayor parte de su tiempo recibiendo información visual y auditiva en una situación pasiva, ni es la mejor forma para optimizar su aprendizaje, ni es lo que está en consonancia con lo que sabemos sobre el funcionamiento del cerebro. Sin tener conocimientos sobre neurociencia, John Dewey ya lo dijo hace mucho tiempo: “La enseñanza debe ser por la acción. La educación es la vida; la escuela es la sociedad”.

Jesús C. Guillén

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Referencias:

  1. Cameron C. E. et al. (2012): “Fine motor skills and executive function both contribute to kindergarten achievement”. Child Development 83(4), 1229-1244.
  2. Damasio A. (2010). Y el cerebro creó al hombre: ¿Cómo pudo el cerebro generar emociones, sentimientos, ideas y el yo? Barcelona: Destino.
  3. Dehaene, Stanislas (2016). El cerebro matemático: Como nacen, viven y a veces mueren los números en nuestra mente. Buenos Aires: Siglo Veintiuno.
  4. Fredembach B. et al. (2009): “Learning of arbitrary association between visual and auditory novel stimuli in adults: the ‘bond effect’ of haptic exploration”. PLoS One 4(3): e4844.
  5. Glenberg A. M. (2011): “How reading comprehension is embodied and why that matters”. International Electronic Journal of Elementary Education 4(1), 5-18.
  6. Goldin-Meadow S. (2017): “Using our hands to change our minds”. WIREs Cognitive Science 8: e1368.
  7. Gracia-Bafalluy M., Noël M. P. (2008): “Does finger training increase young children’s numerical performance?” Cortex 44(4), 368-75.
  8. Kontra C. et al. (2015): “Physical experience enhances science learning”. Psychological Science 26(6), 737-749.
  9. Ma J. K., Le Mare L., Gurd B. J. (2015): “Four minutes of in-class high-intensity interval activity improves selective attention in 9- to 11-year olds”. Applied Physiology Nutrition and Metabolism 40, 238-244.
  10. Macedonia M., Mueller K. (2016): “Exploring the neural representation of novel words learned through enactment in a word recognition task”. Frontiers in Psychology 7:953.
  11. Nakamura K. et al. (2012): “Universal brain systems for recognizing word shapes and handwriting gestures during reading”. PNAS 109(50), 20762-20767.
  12. Vallée-Tourangeau F. et al. (2016 a): “Insight with hands and things”. Acta Psychologica 170, 195-205.
  13. Vallée-Tourangeau F. et al. (2016 b): “Interactivity mitigates the impact of working memory depletion on mental arithmetic performance”. Cognitive Research: Principles and Implications 1:26.
  14. Wagner M. J. et al. (2017): “Cerebellar granule cells encode the expectation of reward”. Nature, Mar 20: http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature21726.html

 

 

El cerebro en la adolescencia: el secreto del éxito de nuestra especie

El cerebro del adolescente no es defectuoso, ni tampoco se corresponde con el de un adulto a medio formar. La evolución lo ha forjado para que opere de distinta forma que el de un niño o el de un adulto.

Jay N. Giedd

Cuenta la prestigiosa neurocientífica Sarah-Jayne Blakemore que un amigo suyo siempre conseguía que su hija de diez años dejara de hacer travesuras en el supermercado, junto a su hermana menor, prometiéndole que le cantaría una canción allí mismo. La estrategia siempre surtía efecto, las niñas dejaban de portarse mal y escuchaban su canción favorita. Sin embargo, cuando su hija mayor cumplió trece años, el padre observó que la única forma de conseguir que dejara de enredar con su hermana en las tiendas era amenazándola con cantar. Imaginar a su padre en público era suficiente para que se portaran bien. ¡Cuántos cambios en tan solo unos años y cuántas nuevas oportunidades!

Cambios en el cerebro adolescente

Los estudios con neuroimágenes de los últimos años han revelado que la adolescencia constituye un periodo en el que se produce una extraordinaria reorganización cerebral, tanto a nivel funcional como estructural, comparable a la que acontece en los tres primeros años de vida. Y es esta gran plasticidad cerebral la que hace que la adolescencia sea un periodo de grandes oportunidades, pero también de grandes riesgos. Así, por ejemplo, el adolescente puede progresar rápidamente en su desarrollo cognitivo, emocional y social, pero también es más vulnerable a conductas de riesgo o a trastornos psicológicos.

En términos generales, durante la adolescencia se dan dos grandes cambios en el cerebro, tanto en el de las chicas como en los chicos. El primero corresponde a un incremento de la sustancia blanca (axones recubiertos de mielina) y el segundo a un descenso gradual de la sustancia gris (estructuras no mielinizadas, como somas neuronales o dendritas).

En la corteza frontal, a diferencia de lo que ocurre en otras regiones cerebrales, las sinapsis continúan proliferando durante toda la infancia y se alcanza un máximo de la sustancia gris a los 11 años en las chicas y a los 12 años en los chicos, aproximadamente (Lenroot y Giedd, 2006; ver figura 1). En los años posteriores va disminuyendo de forma gradual y luego se mantiene bastante estable en la vida adulta. La eliminación selectiva de conexiones se debe a un proceso de poda que permite mantener sinapsis que se utilizan y desechar aquellas que no (a nivel cerebral se aplica aquello de “úsalo o tíralo”) para mejorar así la eficiencia neuronal. La última región en la que se aprecian este tipo de cambios es la corteza prefrontal, la sede de las llamadas funciones ejecutivas, aquellas que nos permiten tomar decisiones adecuadas y que, en definitiva, nos hacen humanos.

figura-1

Junto a esto, también se produce un incremento de la sustancia blanca en la corteza prefrontal durante la adolescencia. Este es el resultado de un proceso de mielinización que empieza en la infancia y se prolonga hasta la adultez con el que las neuronas, conforme van desarrollándose, crean una capa de una sustancia grasa blanca llamada mielina en torno a los axones que mejora la velocidad de transmisión de información entre las neuronas y conlleva un aumento de la conectividad entre las regiones cerebrales (Giedd et al., 2015). La rápida mielinización de las neuronas en la adolescencia permite coordinar una gran diversidad de tareas cognitivas en las que intervienen diversas regiones del cerebro, para así ir mejorando progresivamente su funcionamiento ejecutivo. Y conforme van mejorando la conectividad y la eficiencia neuronal, se va configurando el cerebro adulto.

Emoción vs control

Los cambios más importantes que se dan en el cerebro durante la adolescencia no están asociados al desarrollo de regiones cerebrales sino a un proceso de reorganización que mejora la comunicación entre las mismas. Estos cambios se dan, principalmente, en la corteza prefrontal y en el sistema límbico o emocional.

En la actualidad, se cree que lo más determinante para explicar la conducta típica del adolescente no es únicamente el desarrollo tardío de las funciones ejecutivas, asociado al lento proceso de maduración de la corteza prefrontal -que puede alargarse hasta pasada la veintena-, o los cambios drásticos que experimenta el sistema límbico durante la pubertad estimulado por las hormonas, sino el desfase temporal entre ambos procesos (Mills et al., 2014; ver figura 2). La mayor sensibilidad de regiones subcorticales durante la adolescencia promueve la aparición de conductas evolutivamente muy arraigadas que animan al joven a explorar nuevos ambientes, asumir riesgos o alejarse del entorno familiar para entablar relaciones entre iguales, por ejemplo. Pero la falta de desarrollo de la corteza prefrontal explicaría su mayor dificultad para controlarse, entender a los demás o percibir esos mensajes tan importantes en las interacciones sociales.

figura-2

Asimismo, las diferencias en el ritmo de maduración cerebral y en la producción hormonal podrían explicar, en parte, por qué la adolescencia afecta de forma diferente a las chicas y a los chicos. Por ejemplo, en las chicas maduran antes regiones de la corteza frontal, que intervienen en el procesamiento lingüístico o en la inhibición de impulsos, y el hipocampo, imprescindible en los procesos de memoria y aprendizaje. Mientras que en los chicos madura antes el lóbulo parietal inferior, fundamental para las tareas espaciales, o la amígdala (Lenroot y Giedd, 2010). Y en lo referente a las cuestiones hormonales, sabemos que en las chicas existe una gran sensibilidad a las relaciones sociales y la liberación de dopamina y oxitocina activada por los estrógenos explicaría la necesidad que tienen de compartir experiencias con sus amistades, mientras que en los chicos el aumento de los niveles de testosterona o de vasopresina justificaría la falta de interés social o la ansias por ser competitivos, respectivamente, que tantas veces percibimos en ellos.

El placer de la recompensa

El proceso de reorganización y maduración gradual que experimenta el cerebro en la adolescencia afecta a regiones que regulan la experiencia del placer (recompensa), la forma en la que vemos y pensamos sobre los demás (cognición social) y cómo nos controlamos (autorregulación).

Relacionado con la búsqueda de la novedad y las conductas de riesgo típicas en la adolescencia, se ha comprobado que en la pubertad, especialmente, existe un incremento en la densidad de receptores de dopamina (Silverman et al., 2015). Este neurotransmisor asociado a la curiosidad y a la búsqueda de lo novedoso interviene en el llamado sistema de recompensa cerebral, el que nos motiva y nos permite aprender. Los adolescentes resuelven los problemas de forma similar a los adultos y reconocen los riesgos igual que ellos, pero son más sensibles a las recompensas. O si se quiere, valoran el premio por encima de las posibles consecuencias negativas. Y en presencia de sus amigos, el efecto se amplifica.

Gardner y Steinberg (2005) utilizaron un videojuego en el que los participantes debían atravesar una ciudad con un coche lo más rápido posible porque cobraban en proporción al tiempo invertido. En muchas intersecciones del recorrido había semáforos que se ponían de forma aleatoria en ámbar y ello obligaba a tomar una rápida decisión. El jugador podía esperar y reanudar la marcha en verde o ahorrar tiempo atravesándolo en ámbar, aunque se exponía a un choque probable que le penalizaría con un intervalo de tiempo mayor. Pues bien, cuando los adolescentes hacen el recorrido solos asumen unos riesgos parecidos a los de los adultos. Sin embargo, en compañía de sus amigos -incluso cuando no se les deja comunicarse entre ellos- cambian su forma de conducir e incrementan mucho más sus riesgos (ver figura 3), algo que no ocurre en los adultos porque siguen conduciendo de la misma forma aunque tengan al lado sus amigos.

figura-3

Qué importante para el adolescente es sentirse aceptado por el grupo de iguales. La respuesta del cerebro a la exclusión del grupo es similar a la que se observa en situaciones de amenaza física o de depresión (Masten et al., 2009).

Desarrollo de la cognición social

El desarrollo de las competencias sociales que nos permiten interactuar y entender a otras personas también se ve afectado de forma especial en la etapa adolescente. Imaginemos que participamos en una tarea típica de laboratorio (Kilford et al., 2016) en la que hay una estantería con diversos objetos, algunos de los cuales no puede ver una persona que está situada detrás porque están tapados por un fondo gris oscuro (ver figura 4a; Director Condition). Esa persona nos pide mover algunos objetos pero, naturalmente, serán aquellos que él sí puede ver. Por ejemplo, nos puede decir “Mueve la pelota más grande”. Desde nuestra perspectiva, esa pelota es la de baloncesto, sin embargo, esa no la puede ver la otra persona, por lo que debemos ponernos en su situación y entender que se está refiriendo a la de fútbol. En el laboratorio se suministra este tipo de tareas a adolescentes y a adultos y también se realizan en una situación de control en la que no hay persona detrás (ver figura 4b; No Director Condition) y simplemente hay que aplicar la regla “ignorar los objetos con el fondo gris oscuro”.

figura-4

Aunque pueda parecer sorprendente, los adultos cometen un 50% de errores en la tarea en la que han de seguir las instrucciones de la otra persona y muchos menos cuando solo deben recordar la regla de ignorar el fondo gris. Como se puede observar en la figura 5, los errores van disminuyendo en las dos situaciones conforme se va incrementando el rango de edad de los participantes. Pero al comparar los dos últimos grupos, el de los adolescentes entre 14-17,7 años y el de los adultos, no hay casi variación en la condición ‘sin director’,  pero sí que existe una mejora significativa en la condición ‘con director’. Es decir, el adolescente emplea de la misma forma que el adulto las estrategias cognitivas básicas, pero le falta desarrollar la capacidad para interpretar las acciones ajenas, lo cual es imprescindible para navegar con rumbo en el océano de las relaciones sociales.figura-5

Un mayor conocimiento del cerebro adolescente posibilitará optimizar su desarrollo, pero también nos ayudará a diferenciar las conductas típicas de esta etapa y las enfermedades mentales. Porque, con la excepción del TDAH, los trastornos de aprendizaje o el autismo, por ejemplo, la gran mayoría de trastornos, como la depresión, la anorexia o la bulimia, el trastorno bipolar, los trastornos de ansiedad, la drogadicción o la esquizofrenia, se inician en el periodo comprendido entre los 10 y los 25 años de edad (Lee et al., 2014).

Importancia del contexto

La inclinación a tomar riesgos en la adolescencia ha demostrado tener un valor adaptativo porque, en muchas ocasiones, el éxito en la vida requiere afrontar situaciones menos seguras. Al igual que ocurre con la tendencia a relacionarse con iguales -los compañeros de la misma edad ofrecen más novedades que el entorno familiar ya conocido-, las conductas de riesgo entre los adolescentes se han observado en todas las culturas, aunque en grado diferente (Steinberg, 2014). Esto sugiere que, en lugar de intentar cambiar la naturaleza adolescente, deberíamos incidir en el contexto en el que estas inclinaciones naturales se dan. Por ejemplo, muchos programas educativos de prevención -como los de embarazos no deseados o de consumo de alcohol- asumen que los adolescentes pensarán en las consecuencias futuras de sus actos en estados de alto impacto emocional (no lo harán) o que asumen riesgos porque no están bien informados sobre esas consecuencias (no son conscientes de ello).

Otro enfoque diferente que no se limita a suministrar información sobre las actividades de riesgo y que está mucho más en consonancia con las necesidades cerebrales del adolescente es el de los programas que inciden en la mejora de la autorregulación. Y aunque la contribución de la escuela puede ser importante, la incidencia del entorno familiar es fundamental. Los hijos de padres que captan sus necesidades afectivas, fijan límites adecuados y fomentan una autonomía que les permite desarrollar todo su potencial tendrán una mayor probabilidad de mejorar su autorregulación y tener éxito en la vida (Luyckx et al., 2011).

También puede resultar muy beneficioso para los adolescentes, especialmente para aquellos que pertenecen a entornos socioeconómicos desfavorecidos, participar en actividades extraescolares bien estructuradas y supervisadas por los adultos, como en el caso de los deportes o del teatro. De hecho, las decisiones que toman los adolescentes en presencia de un adulto ligeramente mayor que ellos son mucho más prudentes que las que toman en presencia de sus compañeros y similares a lo que deciden cuando están solos (Silva et al., 2016; ver figura 6).

figura-6

El poder de la autorregulación

La capacidad de controlar nuestras acciones depende de la integridad del sistema de funcionamiento ejecutivo, una red extensa distribuida fundamentalmente en la corteza prefrontal. El lento desarrollo de esta región -la más moderna del cerebro, pero también la más vulnerable- hace que el desarrollo de la autorregulación sea el gran objetivo que deberíamos perseguir los educadores, especialmente en la adolescencia, y más ahora que constituye un periodo más amplio. Pero ello requiere ir más allá de la enseñanza de competenciales académicas que tienen una incidencia menor en el desarrollo de la persona y en su éxito en la vida. Sabemos, por ejemplo, que el estrés, la tristeza, la soledad o la fatiga pueden perjudicar el buen funcionamiento de la corteza prefrontal e interferir con el autocontrol a cualquier edad, pero la incidencia será mayor cuando su desarrollo es parcial, como en el caso de los adolescentes. Afortunadamente, disponemos de múltiples evidencias empíricas de distintos tipos de programas que pueden beneficiar el desarrollo de la necesaria autorregulación, imprescindible para el desarrollo académico y personal del joven. Según Steinberg (2014), las estrategias más útiles para el adolescente provienen del entrenamiento cognitivo, el ejercicio aeróbico, el mindfulness y los programas de educación emocional.

En lo referente al contexto escolar, los programas de ejercicio físico con adolescentes constituyen una estupenda forma de entrenamiento ejecutivo y son muy adecuados para combatir el estrés, mientras que los programas de educación socioemocional son imprescindibles en el desarrollo de competencias emocionales básicas, algunas de las cuales se refuerzan cuando se integra el mindfulness en las actividades. Y no olvidemos la importancia de la educación artística en el entrenamiento del autocontrol, como en el caso del teatro (ver video). Cuando el niño o el adolescente cante o actúe inhibirá los impulsos, no se distraerá y estará orgulloso de mostrar el resultado final a sus compañeros. Y eso ocurre porque encuentra motivadoras las actividades propuestas. Esa es la clave de la efectividad de las tareas lúdicas, deportivas o artísticas.

Del problema a la oportunidad

La gran plasticidad del cerebro durante la adolescencia convierte esta etapa en una oportunidad fantástica para el aprendizaje, el desarrollo de la creatividad y el crecimiento personal del estudiante. Tanto que algunos autores sugieren que la adolescencia podría representar un nuevo periodo sensible en el desarrollo cerebral, tras las ventanas plásticas tempranas asociadas al desarrollo sensorial, motor o del lenguaje (Furhmann et al., 2015).

Conocer las particularidades del desarrollo cerebral hará que no estigmaticemos las conductas típicas observadas y entendamos que el adolescente necesita nuestra guía, supervisión y comprensión. Como el cerebro adolescente es especialmente sensible a lo novedoso, sería interesante implicar a los alumnos en actividades que constituyan retos estimulantes que les permitan amplificar esas ansias que muestran por ser creativos. El adolescente busca nuevas expectativas y quiere investigar sobre su propia identidad por lo que nada mejor que animarle a adoptar formas de pensamiento abiertas, lo cual puede conseguirse a través de proyectos transdisciplinares como los APS (aprendizaje-servicio), una estupenda forma de vincular el aprendizaje a situaciones reales y de fomentar la cooperación o el análisis crítico, entre otras muchas competencias esenciales en los tiempos actuales. Porque los estudios longitudinales con adolescentes revelan que el mejor rendimiento académico y las relaciones más satisfactorias entre compañeros están asociadas a un trabajo cooperativo en el aula y no a uno individualista (Roseth et al., 2008). Por otra parte, cuando se les hace preguntas del tipo “¿Cómo se podría mejorar el mundo?” y se les pide que vinculen la respuesta a lo que están aprendiendo en la escuela, la reflexión sobre la contribución al bienestar ajeno impulsa su motivación hacia el aprendizaje y fomenta su autorregulación (Yeager et al., 2014). Y es que así somos los humanos, seres sociales con una capacidad de cambio, adaptación y aprendizaje única. Especialmente, en la adolescencia. Gracias a nuestro cerebro.

Jesús C. Guillén

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Referencias:

  1. Fuhrmann D., Knoll L. J., Blakemore S. J. (2015): “Adolescence as a sensitive period of brain development”. Trends in Cognitive Sciences 19(10), 558-566.
  2. Gardner M., Steinberg L. (2005): “Peer influence on risk taking, risk preference, and risky decision making in adolescence and adulthood: an experimental study”. Developmental Psychology 41, 625-635.
  3. Giedd J. N. et al. (2015): “Child psychiatry branch of the National Institute of Mental Health longitudinal structural magnetic resonance imaging study of human brain development”. Neuropsychopharmacology 40(1), 43-49.
  4. Giedd J. N. (2015): “The amazing teen brain”. Scientific American 312(6), 32-37.
  5. Kilford E. J., Garrett E., Blakemore S. J. (2016): “The development of social cognition in adolescence: An integrated perspective”. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 70, 106-120.
  6. Lee F. S. et al. (2014): “Mental health. Adolescent mental health–opportunity and obligation”. Science 346(6209), 547-549.
  7. Lenroot R. K., Giedd J. N. (2006): “Brain development in children and adolescents: Insights from anatomical magnetic resonance imaging”. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 30, 718-729.
  8. Lenroot R K., Giedd J. N. (2010): ”Sex differences in the adolescent brain”. Brain and Cognition 72(1), 46-55.
  9. Luyckx K. et al. (2011): “Parenting and trajectories of children’s maladaptive behaviors: a 12-year prospective community study”. Journal of Clinical Child & Adolescent Psychology 40(3), 468-478.
  10. Masten C. L. et al. (2009): “Neural correlates of social exclusion during adolescence: nderstanding the distress of peer rejection”. Social Cognitive and Affective Neuroscience 4(2), 143-157.
  11. Mills K. L. et al. (2014): “The developmental mismatch in structural brain maturation during adolescence”. Developmental Neuroscience 36, 147-160.
  12. Roseth C., Johnson D. y Johnson R. (2008): “Promoting early adolescents’ achievement and peer relationships: the effects of cooperative, competitive, and individualistic goal structures”. Psychological Bulletin, 134(2), 223-246.
  13. Silva K., Chein J., Steinberg L. (2016): “Adolescents in peer groups make more prudent decisions when a slightly older adult is present”. Psychological Science 27(3), 322-330.
  14. Silverman M. H., Jedd K., Luciana M. (2015): “Neural networks involved in adolescent reward processing: an activation likelihood estimation meta-analysis of functional neuroimaging studies”. Neuroimage 122, 427-439.
  15. Steinberg L. (2014). Age of opportunity: Lessons from the new science of adolescence. Nueva York: Houghton Mifflin Harcourt.
  16. Yeager D. S. et al. (2014): “Boring but important: a self-transcendent purpose for learning fosters academic self-regulation”. Journal of Personality and Social Psychology 107(4), 559-580.

 

Aprendizaje basado en proyectos desde la neuroeducación

La educación eficaz siempre es un equilibrio entre rigor y libertad, tradición e innovación, el individuo y el grupo, la teoría y la práctica, el mundo interior y el que nos rodea.

Ken Robinson

Neuroeducación y neurodiversidad

Como sabéis, en Escuela con Cerebro nos gusta acercar la ciencia de forma divulgativa para que podamos conocer y reflexionar sobre cuestiones que pueden tener una incidencia educativa relevante. Y lo hacemos desde el enfoque multidisciplinar de lo que llamamos neuroeducación. Porque entendemos que ya existe la suficiente información que puede orientar una verdadera enseñanza basada en el cerebro. Conocemos, por ejemplo, muchas implicaciones educativas relacionadas con la emoción, la atención o la memoria, todos ellos factores críticos en el aprendizaje. O disponemos de suficientes evidencias empíricas que sugieren que el juego, el deporte, las artes o la educación socioemocional son imprescindibles para un buen desarrollo de las funciones ejecutivas del cerebro, las cuales inciden de forma directa en el rendimiento académico del alumno y su bienestar personal (Diamond y Ling, 2016). Todas ellas cuestiones capitales desde la perspectiva neuroeducativa.

Conocer cómo funciona nuestro cerebro, además de facilitar la necesaria mentalidad de crecimiento (ver figura 1), es fundamental para mejorar la educación. Un cerebro plástico que nos permite aprender durante toda la vida y que, a pesar de los patrones madurativos similares o de las regiones cerebrales que compartimos, es único, particular y diferente a los demás. Cuando se analizan los escáneres cerebrales, se comprueba que la gran mayoría de ellos (en torno al 90%) presentan anormalidades (Mazziotta et al., 2009). Es decir, lo del ‘cerebro normal’ es un mito y lo que prevalece a nivel cerebral es la anormalidad. Al igual que ocurre con los rostros, no existen dos cerebros idénticos. Básicamente -más allá de la genética-, porque no serán idénticas las experiencias pasadas vividas por esas personas. Y todo ello sugiere que, aunque podamos aprender cuestiones de forma parecida, puede variar el ritmo de aprendizaje o las necesidades que conectan el aprendizaje con nuestros conocimientos previos. Por lo tanto, resulta primordial atender la diversidad en el aula.

figura-1

Alumnos, profesores y falsas dicotomías

Desde el nacimiento estamos motivados para aprender. Disponemos de un sistema de recompensa cerebral asociado a las experiencias positivas y en continuo funcionamiento que nos motiva y nos permite aprender durante toda la vida. Porque cuando se suscita la curiosidad, se activan áreas de ese sistema en las que se sintetiza y libera el neurotransmisor dopamina y así se mejora la actividad del hipocampo, una región imprescindible para el aprendizaje. Por ejemplo, se demostró que la actividad electrodémica -una medida de la activación fisiológica- de un alumno del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) era mínima en el transcurso de la clase y muy parecida a la que mostraba cuando estaba viendo un programa de TV. Sin embargo, cuando era un protagonista activo de su aprendizaje, como al realizar una práctica en el laboratorio o un proyecto de trabajo, su actividad electrodérmica se incrementaba mucho (Poh et al., 2010). Esto nos recuerda las palabras del conocido divulgador científico, Pere Estupinyà, en el prólogo de nuestro libro Neuromitos en educación: el aprendizaje desde la neurociencia:

El Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) es una de las mejores universidades del mundo. Sin embargo, sus alumnos están dejando de asistir a sus clases. ¿Por qué? Porque han encontrado formas más eficientes de optimizar su tiempo de estudio […] Algunos de los alumnos del MIT prefieren aprovechar los maravillosos laboratorios y los grupos de investigación de la universidad para realizar proyectos en grupo. Pueden construir robots o pensar en cómo crear una empresa; el hecho es que apasionándose por un tema específico y trabajando en equipo hacia un objetivo concreto aprenderán más que escuchando de manera pasiva a un profesor.

Y Estupinyá sabe de lo que habla porque realizó, recientemente, una estancia en el prestigioso MIT. Aunque tampoco conviene polarizar el mensaje. De hecho, las investigaciones de John Hattie basadas en el estudio de ya casi 1200 metaanálisis, revelan que la enseñanza directa tiene una incidencia alta sobre el rendimiento académico y aprendizaje del alumnado (tamaño del efecto 0,60; un valor medio sería 0,40). Según el propio Hattie (2015), esto se debe a que existen maneras diversas de modificar y complementar el formato tradicional de la clase magistral (uso de clickers, calidad de los tutoriales, feedback formativo, etc.) en donde la preparación previa del alumnado (pone como ejemplo el mismo flipped classroom) y el análisis posterior son elementos cruciales.

Un ejemplo exitoso de este tipo de planteamientos lo encontramos también en el MIT, con las famosas clases magistrales del profesor Walter Lewin:

De hecho, en un modelo tipo peer instruction (creado por Eric Mazur en Harvard y que podemos considerar, en cierta forma, un enfoque predecesor del flipped classroom), el profesor también explica, por supuesto. Aunque cede gran parte del protagonismo al alumnado fomentando la interacción en clase.

¿Y qué piensan los alumnos al respecto? En un estudio en el que intervinieron 275000 estudiantes de secundaria en Estados Unidos durante los años 2006 y 2009 se constató que la causa del aburrimiento se debía a que no encontraban el estudio interesante (81%), no era relevante paras ellos (42%) o se debía a que no existía la adecuada interacción con el profesor (35%). Pero cuando se les preguntó sobre qué métodos de enseñanza les permitían comprometerse más con el aprendizaje, se decantaron por los debates y discusiones (61%), los proyectos de grupo (60%) y los proyectos con recursos tecnológicos (55%). Las presentaciones de los propios alumnos y las actividades artísticas también fueron muy respaldadas, cosa que no ocurrió con las clases magistrales (ver figura 2; Yazzie-Mintz, 2010). Todas estas estrategias se pueden integrar fácilmente en un aprendizaje basado en proyectos (ABP), una metodología de enseñanza que  utilizada de forma adecuada puede ser importante en el proceso de mejora educativa.

figura-2

Proyecto como plato principal

El ABP es una metodología de aprendizaje activo en la que se induce el aprendizaje del alumno pidiéndole que supere retos o que responda a preguntas concretas. Así hace cosas con los conocimientos, antes de que se los expliquemos, de forma activa, constructiva y creativa y se fomenta su autonomía y reflexión crítica ante el problema planteado. Suministrando retos adecuados, trabajando de forma cooperativa y actuando el profesor como orientador en el proceso de aprendizaje, se espera que el alumno pueda ir superando las dificultades que le vayan surgiendo durante la investigación y que vaya aprendiendo los contenidos curriculares y las competencias clave identificadas. Aunque se hable de aprendizaje basado en proyectos, problemas, retos,… consideramos que son variantes de un mismo tema que comparten más similitudes que no diferencias. Por lo tanto, tal como hacen otros autores, podemos utilizar un enfoque globalizador en el que se considera que pueden existir distintos tipos de proyectos bajo el mismo enfoque (Larmer et al., 2015):

  • Resolución de un problema real: Mejora del gasto energético escolar.
  • Diseño de un producto: Construcción de casas para pájaros en la escuela.
  • Análisis de una cuestión abstracta: ¿Son los robots amigos o enemigos?
  • Elaboración de una investigación: ¿Cómo puede afectar el cambio climático a las especies animales de nuestra región?
  • Posicionamiento ante un problema: ¿Tenemos derecho a capturar animales?

Pero siempre considerando el ABP como el protagonista del aprendizaje, lo cual no ocurre cuando se realizan proyectos al terminar las unidades didácticas para asentar lo trabajado mediante procedimientos más tradicionales. Cuando el proyecto se considera el plato principal -y no el postre- se caracteriza por lo siguiente (Larmer y Mergendoller, 2011):

  • Pretende enseñar contenido significativo.
  • Requiere pensamiento crítico, cooperación y comunicación.
  • Es imprescindible la investigación y la necesidad de crear algo nuevo.
  • Se organiza en torno a una pregunta guía abierta.
  • Conlleva el aprendizaje de contenidos y competencias esenciales.
  • Permite la participación del alumnado.
  • Incluye procesos de evaluación, feedback y reflexión.
  • Conlleva una presentación del producto final ante una audiencia.

El ABP permite a los alumnos aprender contenidos curriculares y trabajar competencias imprescindibles en los tiempos actuales, lo cual se facilita cuando se vincula el aprendizaje a situaciones reales.

En la figura 3 se muestran una serie de fases en la secuencia de enseñanza y aprendizaje en el ABP que consideramos imprescindibles (Hernando, 2015).

figura-3

Ejemplos de proyectos

Dibujando el boom inmobiliario

Se elabora un cómic que sintetiza y analiza críticamente los motivos que desencadenaron la burbuja inmobiliaria y las consecuencias socioeconómicas que conllevó en los años siguientes. Educación artística, ciencias sociales, matemáticas o lengua confluyen en un proyecto en el que lo importante es profundizar en los factores que originaron la crisis económica y en el que el cómic es una herramienta de comunicación, pero no el protagonista del aprendizaje.

boom-inmobiliario

¿Por qué esta tableta de chocolate tiene forma de prisma triangular?

Pregunta que guía el aprendizaje en una unidad didáctica de optimización de funciones en el contexto de las matemáticas. Los alumnos analizan otras superficies y volúmenes, realizan un estudio de ingresos-costes de otro tipo de tabletas de chocolate,… En este tipo de procesos de indagación es muy importante guiar al alumnado en la búsqueda de información y el análisis experimental para facilitar el aprendizaje eficiente.

toblerone

Ocio nocturno saludable

Adolescentes organizan alternativas de ocio nocturno dirigidas a jóvenes del barrio sensibilizándolos sobre el consumo de alcohol o de drogas. Es un proyecto aprendizaje-servicio (APS) en el que se aprenden contenidos curriculares vinculados a las ciencias de la salud y a la educación para la ciudadanía, a la vez que se trabajan habilidades ligadas a la organización, la comunicación o la cooperación. Hay que concienciar al alumnado que el proyecto no se restringe al servicio prestado.

ocio-nocturno

Y el ABP puede ser una estupenda forma de acercar la escuela a alumnos con necesidades educativas específicas y/o desfavorecidos socialmente. En el siguiente video, alumnos de nuestro colaborador José Luis Redondo publicitan la empresa ‘Suck and Sleep’ que fabrica productos infantiles, entre ellos un chupete que mediante ultrasonidos acaba con el cólico del lactante. Una muestra clara de desarrollo del pensamiento creativo:

Ejemplos de escuelas

Hay muchas escuelas que han incorporado e integrado el aprendizaje basado en proyectos en sus planteamientos educativos con bastante éxito (ver links de algunas escuelas representativas). Analizando los distintos modelos vemos que comparten muchas características. Asumen con naturalidad que el ABP es una buena metodología, una idea que comparten tanto profesores como alumnos. El éxito de la implementación requiere una buena planificación de los proyectos, lo cual se facilita teniendo muchos recursos que permitan replicar o adaptar otros proyectos ya realizados. Y junto a ello, estas escuelas forman al profesorado en el uso de estas metodologías y fomentan su cooperación que se extiende a toda la comunidad educativa. Sin olvidar que los cambios metodológicos en la enseñanza tienen que ir acompañados del rediseño conveniente de la evaluación, en la cual conviven una gran variedad de estrategias formativas (rúbricas, portfolios, etc.) que tienen una incidencia mayor en el aprendizaje real.

Un ejemplo interesante de transformación educativa lo constituyen las Envision Schools (ver Lenz et al., 2015 y video anterior), unas escuelas públicas en la etapa preuniversitaria con muchos alumnos que pertenecen a entornos socioeconómicos desfavorecidos que no se han adaptado a los sistemas escolares más tradicionales. Estas escuelas realizan un gran trabajo de planificación y adaptación de los estándares curriculares, siendo flexibles en su aplicación. En el proceso de aprendizaje priorizan la adquisición de competencias básicas en los tiempos actuales como son la creatividad, la cooperación, la comunicación o el análisis crítico. Han generado una cultura de centro asumiendo una verdadera mentalidad de crecimiento entre todos sus integrantes. En lo referente a la evaluación, utilizan unos niveles de desempeño (de 1 a 4, de menor a mayor experiencia) cuya fase inicial han de superar los alumnos y dan mucha importancia a lo que llaman la defensa del portfolio, una fase final del proyecto que sirve para reforzar el trabajo de las competencias básicas identificadas y en el que puede participar toda la comunidad educativa. Las Envision Schools dan mayor importancia a la calidad que a la cantidad de los proyectos desarrollados. En su caso concreto pueden realizar, en promedio, 3 o 4 proyectos anuales según las necesidades particulares. Pero en todos ellos, se asume un enfoque multidisciplinar en el que intervienen varios profesores (una media de 3). Y como se puede ver en su horario (ver figura 4), el arte y la tecnología adquieren gran protagonismo en el aprendizaje. Sin olvidar las reuniones semanales de toda la comunidad y esa especie de tutorías (Advisory Period) que constituyen grandes oportunidades de aprendizaje socioemocional.

figura-4

¿Y qué dicen las investigaciones sobre el ABP?

Si bien es cierto que no existe mucha investigación cuantitativa específica sobre el ABP, sí que encontramos algunos estudios que son reveladores. Desde una perspectiva más globalizadora, en un metaanálisis reciente de 225 estudios en el contexto de asignaturas universitarias de ciencias, el uso de metodologías activas mejoró los resultados académicos del alumnado y su asistencia a clase frente al uso de la clase magistral en esas materias (Freeman et al., 2014). Algo que también se comprobó en un estudio publicado en la prestigiosa revista Science. Un profesor inexperto que utilizaba un enfoque Flipped classroom con el que los alumnos preparaban la lección en casa, y en el aula analizaban y resolvían problemas trabajando de forma cooperativa, incrementó un 20% la asistencia de los alumnos y sus resultados en las pruebas de evaluación mejoraron un 23% respecto a los del grupo de control, formado por alumnos que asistían a la tradicional clase magistral impartida por un profesor experto (Deslauriers et al., 2011; ver figura 5).

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Cuando se analiza el aprendizaje basado en problemas en etapas superiores (secundaria y universidad), su incidencia es muy baja (Hattie, 2015; ver figura 6). Según Hattie, esta metodología no será adecuada si los alumnos no tienen los suficientes conocimientos de base. En consonancia con esto, Prince (2004) ha identificado la dificultad de implementar esta metodología si el profesor no tiene la suficiente experiencia, y sugiere la necesidad de buscar problemas ya diseñados. Según este autor, la incidencia de estas prácticas sobre el rendimiento académico general es muy baja aunque sí que inciden en el desarrollo de hábitos académicos y el desarrollo de competencias.

figura-6

Por otra parte, existe algún metaanálisis que analiza la incidencia del APS (aprendizaje-servicio) sobre diversos factores. Según Celio et al. (2011), los efectos más positivos se dan sobre el rendimiento académico (tamaño del efecto 0,43) y, en menor medida, sobre otras cuestiones evaluadas, como la actitud ante la escuela, el compromiso cívico o la competencia social. Seguramente, el hecho de que estos proyectos vinculen directamente los contenidos curriculares a situaciones cotidianas ayude a los estudiantes a encontrar la relación entre lo que hacen y lo que aprenden y ello puede repercutir en la mejora del rendimiento académico, a diferencia de lo que ocurre con otro tipo de proyectos.

En el contexto propio de secundaria, se realizó un estudio longitudinal en varias escuelas de Detroit y se comprobó que los alumnos que habían participado en proyectos que incorporaban recursos tecnológicos para trabajar los contenidos curriculares de ciencias obtuvieron mejores resultados en las pruebas MEAP (pruebas estandarizadas del estado de Michigan) que no aquellos que siguieron recibiendo la enseñanza mediante los métodos utilizados tradicionalmente en esas escuelas (Geier et al., 2008; ver figura 7).

figura-7

Conclusiones

Como podemos deducir de todo lo anterior -asumiendo que no existe mucho estudio cuantitativo específico-, el ABP es una estrategia interesante para atender la diversidad en el aula. De hecho, un principio básico de la neurociencia es que cada cerebro es único y singular. Pero no en todos los tipos de proyectos se obtienen los mismos resultados. Aquellos más vinculados a situaciones reales, como los proyectos APS, parece que son los que tienen mayor incidencia sobre el rendimiento académico del alumnado. En algunos casos, como en el aprendizaje basado en problemas, la incidencia es muy baja. Y si el profesor no tiene la experiencia necesaria, puede ser hasta negativa, lo cual sugiere la necesidad de una buena planificación de este tipo de proyectos y la imprescindible formación y cooperación del profesorado. También se ha visto la importancia de clarificar los objetivos de aprendizaje y los criterios de éxito para alcanzarlos, conocer los conocimientos previos del alumnado y suministrar retos adecuados.

Desde la perspectiva neuroeducativa, el ABP es una forma válida de trabajar competencias esenciales en los tiempos actuales. Pero las evidencias empíricas que provienen de las ciencias cognitivas sobre cómo aprende nuestro cerebro sugieren un enfoque integrador en el que tienen cabida otras estrategias y metodologías que no excluyen, en determinadas situaciones, enfoques más tradicionales. Es decir, necesitamos ser flexibles y no olvidar el ingrediente emocional que lo guía todo. Porque disponemos de un sistema de recompensa cerebral que es el que en definitiva nos permite aprender. En la naturaleza, tanto a nivel microscópico como macroscópico, triunfa el equilibrio. Y, seguramente, ese también sea el mejor enfoque educativo. Aunque, como en la vida, no existen soluciones únicas a los problemas planteados. John Dewey lo reflejaba muy bien: “La educación no es preparación para la vida; la educación es la vida misma”.

Jesús C. Guillén

 

Referencias:

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  7. Hernando A. (2015). Viaje a la escuela del siglo XXI. Fundación Telefónica.
  8. Larmer J., Mergendoller J. (2011): “The main course, not dessert”. Buck Institute for Education.
  9. Larmer J., Mergendoller J., Boss S. (2015). Setting the standard for project based learning: a proven approach to rigorous classroom instruction. Alexandria: ASCD.
  10. Lenz B., Wells J. y Kingston S. (2015). Transforming schools: using project-based learning, performance assessment, and common core standards. San Francisco: John Wiley & Sons Inc.
  11. Mazziotta J. C. et al. (2009): “The Myth of the normal, average human brain—The ICBM experience: (1) subject screening and eligibility”. Neuroimage 44(3), 914-922.
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  14. Yazzie-Mintz, E. (2010). Charting the path from engagement to achievement: A report on the 2009 High School Survey of Student Engagement. Bloomington, IN: Center for Evaluation and Education Policy.