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Estrés en la educación

3 septiembre, 2018 6 comentarios

Si un profesor en un momento crítico de nuestra educación, o una persona amada en un momento decisivo de nuestro desarrollo emocional, nos somete con frecuencia a los agentes estresantes incontrolables que le son propios, es probable que crezcamos con la distorsionada creencia de que somos incapaces de aprender o de que no tenemos posibilidades de ser amados.
                                                       Robert Sapolsky

Cuenta la gran neurocientífica Sonia Lupien que la mejor forma para empezar a combatir el estrés es entender realmente qué significa. La gran mayoría de las personas consultadas lo asocia a la presión temporal, es decir, cree que nos sentimos estresados cuando no disponemos del tiempo necesario para hacer todas las cosas que queremos en el periodo reservado para ello. Y, como consecuencia de ello, la gran mayoría cree que los adultos estamos más estresados que las personas de la tercera edad o los niños. Sin embargo, los estudios revelan que tanto los cerebros envejecidos como los cerebros en desarrollo son mucho más vulnerables al estrés (Lupien, 2012), algo especialmente relevante en la infancia y en la adolescencia y que tiene, por supuesto, grandes implicaciones educativas.

¡Lucha o huye!
En la actualidad, una de las grandes amenazas para nuestro bienestar es el estrés. Evidentemente, todos lo sufrimos y resulta imprescindible para nuestra supervivencia. Aunque los problemas reales aparecen cuando es demasiado intenso o frecuente. ¿Pero qué ocurre realmente en el cerebro y, por extensión, en el organismo? Analicémoslo de forma simplificada.
La investigación neurocientífica revela que cuando el cerebro detecta una amenaza, activa, a través de la amígdala, el llamado eje hipotalámico-hipofisario-adrenal (HHA). Como consecuencia de ello, el hipotálamo produce una hormona (CRH u hormona liberadora de corticotropina) que activa la hipófisis (o glándula pituitaria). Esta glándula produce otra hormona (ACTH u hormona adrenocorticotropa) que viaja por el torrente sanguíneo y activa las glándulas suprarrenales, localizadas encima de los riñones, que liberan adrenalina y cortisol, la llamada hormona «del estrés» (Lupien et al., 2009; ver figura 1).
Figura 1

La liberación de estas hormonas nos permite afrontar la amenaza, básicamente, de dos formas diferentes: luchando o huyendo. Así se prepara al organismo para actuar con la correspondiente movilización de energía, por lo que se incrementa el ritmo cardiaco, aumenta la presión arterial, se inhibe la digestión, etc. Todo esto es necesario para la supervivencia. El problema reside cuando se prolongan en el tiempo estas respuestas fisiológicas de estrés perjudicando el funcionamiento cardiovascular, inmunitario o endocrino de nuestro organismo y, por supuesto, nuestro cerebro, especialmente regiones que intervienen en el aprendizaje, la empatía y su buen funcionamiento ejecutivo, como el hipocampo (cuenta con muchos receptores de la hormona cortisol), la amígdala o la corteza prefrontal. Y esto es muy importante en la infancia temprana, en la que la gran plasticidad cerebral conlleva una mayor vulnerabilidad.

Pobre cerebro
Algunos de los descubrimientos más significativos sobre los efectos del estrés crónico en el cerebro provienen de estudios con ratas y ratones, mamíferos con cierta vida social con los que compartimos muchas propiedades fisiológicas y genéticas. Ya hace un tiempo que se han demostrado los efectos dañinos sobre el eje HHA que provoca la separación maternal de las crías por periodos largos. Cuando estas crías llegan a adultas, ante situaciones de estrés, producen mayor cantidad de corticosterona (el equivalente en ratas al cortisol) y permanece más tiempo en la sangre que en animales que tuvieron una crianza normal (Liu et al., 1997). También se han identificado modificaciones epigenéticas, difícilmente reversibles, en ratas que han padecido abusos en la infancia que hacen que sus receptores de glucocorticoides -los cuales ayudan a resistir el estrés- no funcionen bien. Ello está asociado a trastornos conductuales que les hace cometer más abusos en la adultez o a una mayor predisposición a padecer depresiones (McGowan et al., 2009). Este tipo de trastornos conlleva patologías en las regiones cerebrales que comentábamos en el apartado anterior. Por ejemplo, se han identificado alteraciones en la flora intestinal asociados a trastornos conductuales que afectan directamente a la amígdala debido al estrés generado por la separación de las crías tras el nacimiento (De Palma et al., 2015). Y lo más importante de todo es que estas investigaciones coinciden con otras realizadas con niños que han sufrido abandono o abusos siendo bebés o en la infancia temprana (Bick y Nelson, 2016). Junto a esto, los altos niveles de estrés existente en los entornos socioeconómicos más desfavorecidos podrían explicar las limitaciones en el desarrollo normal del cerebro infantil, especialmente en regiones que son fundamentales para el lenguaje, la memoria o el funcionamiento ejecutivo (Noble et al., 2015; ver figura 2). Las madres que provienen de estos entornos más precarios presentan mayores niveles de cortisol, al igual que sus hijos, pudiendo existir una influencia indirecta entre padres e hijos.
Figura 2

Se han realizado también estudios longitudinales con niñas y niños que fueron víctimas de negligencia y de abuso de forma continuada en la infancia. Y se ha identificado un mayor riesgo de padecer déficits cognitivos, dificultades sociales y emocionales y trastornos mentales, así como enfermedades físicas (Danese et al., 2009). ¡Qué importante es la educación infantil!

Cebras sin úlceras
La investigación científica de los últimos años ha identificado algunas características de las situaciones que provocan estrés (Lupien, 2012): la novedad, la impredecibilidad, la sensación de falta de control y la percepción de amenaza para nuestra personalidad. La vida social parece ser una fuente de estrés importante y eso también está vinculado al proceso de evaluación que realizamos de las situaciones que, en definitiva, es lo que nos va a diferenciar de otros animales porque, más allá de las situaciones físicas, los humanos podemos activar las respuestas de estrés pensando en las causas que lo originan y generando así expectativas perjudiciales.
El entorno en el que hemos crecido y en el que vivimos parece influir en la tolerancia al estrés. Por ejemplo, en un estudio (Lederbogen et al., 2011) se comprobó que el nivel de activación de la amígdala de los participantes dependía del tamaño de la ciudad en la que residían, una prueba más de que los entornos rurales inciden positivamente sobre el funcionamiento cerebral (ver figura 3). Y no solo eso, sino que la activación de la corteza cingulada anterior, implicada en la atención ejecutiva, estaba asociada al tiempo que había vivido la persona en una ciudad durante su infancia, lo que sugiere la incidencia de las experiencias pasadas en la capacidad de gestionar el estrés.
Figura 3

En cuanto a la incidencia sobre el aprendizaje de la novedad o la impredecibilidad y su vinculación al estrés, todo parece indicar que el término medio es el adecuado. Un cierto nivel de estrés es necesario, e incluso beneficioso, porque activa circuitos cerebrales que controlan la atención o la memoria y evitan el aburrimiento. Pero para que el aprendizaje sea óptimo, el nivel de estrés no puede ser excesivo, porque ello puede provocar ansiedad o agotamiento (Sapolsky, 2015; ver figura 4). Ello sugiere la importancia de flexibilizar las estrategias educativas alternando de forma adecuada la novedad con los buenos hábitos. Sin olvidar que el sueño se ve perjudicado en situaciones de estrés y es imprescindible en el proceso de consolidación de las memorias.

Figura 4

Cuestión de sexos
Los estudios revelan diferencias significativas entre sexos ante el estrés que tienen implicaciones educativas (Lupien, 2012). Por ejemplo, los hombres producen mucho más cortisol ante situaciones estresantes, especialmente ante aquellas asociadas al éxito, mientras que las mujeres parece que se estresan más ante situaciones de rechazo social. Asimismo, sabemos que una gran protección ante estas situaciones las brinda el apoyo social. Pues bien, los hombres sufren menos estrés en compañía de sus parejas, algo que no pasa cuando les acompaña su mejor amigo. Sin embargo, eso no ocurre con las mujeres (incluso se estresan más) porque ellas reducen la respuesta al estrés en compañía de otra mujer y eso ocurre solo en compañía de un hombre si existe contacto físico (un masaje, por ejemplo) y no a través de la comunicación verbal.
Relacionado con lo anterior, entre los adolescentes, la aceptación social guarda una relación directa, aunque inversa, con el estrés. Las chicas más populares presentan mayores niveles de estrés mientras que esa situación se da entre los chicos menos reconocidos.

Estrés en el aula
Situaciones estresantes perjudiciales para el aprendizaje pueden originarse tanto en el alumnado como en el profesorado. De hecho, recientemente se ha demostrado que el estrés del docente (burnout) provoca un contagio emocional negativo en el aula, al incrementar los niveles de cortisol de los estudiantes (Oberle y Schonert-Reichl, 2016), algo parecido a lo que ocurre entre familias e hijos que pertenecen a entornos socioeconómicos desfavorecidos. Y es que, como siempre supimos, el contagio emocional puede ser positivo o negativo. ¡Dichosas neuronas espejo!
La pregunta que nos planteamos es: ¿Cuáles son las situaciones que provocan un estrés perjudicial entre el alumnado? Las respuestas pueden ser variadas, desde la presión por los resultados académicos, situaciones de acoso escolar,… hasta el mero hecho de cursar determinadas materias. Es el caso, por ejemplo, de las matemáticas, una disciplina que llega a provocar situaciones de ansiedad hasta en estudiantes de solo 6 años de edad (Ramírez et al., 2016), los cuales muestran una mayor activación de la amígdala (ver figura 5). Así de triste. Por cierto, en la etapa de la adolescencia, en la que sabemos que existe una gran reorganización del cerebro que lo puede hacer más vulnerable a muchas situaciones, se ha comprobado que los estudiantes que muestran ansiedad ante las matemáticas obtienen mejores resultados en los exámenes si escriben sobre sus sentimientos y preocupaciones durante diez minutos antes de realizar las pruebas (Ramírez y Beilock, 2011). Y también se ha comprobado la utilidad de realizar unos ejercicios de respiración para relajar a los estudiantes estresados ante las pruebas escritas (Brunyé et al., 2013).

Figura 5

Implicaciones educativas
Queda claro que uno de los grandes enemigos de la educación es el estrés (el crónico, no el puntual, como ya hemos comentado). ¿Qué podemos hacer, en la práctica, para combatirlo?
Sabemos que las situaciones de ansiedad o de estrés perjudicial se ven claramente disminuidas cuando los estudiantes van contentos a la escuela (también los profesores, por supuesto), se fomentan las buenas relaciones sociales, se suministran retos adecuados en los que confluyen adecuadamente la sorpresa con los buenos hábitos, el aprendizaje está directamente vinculado a las situaciones cotidianas, se tiene en cuenta la individualidad y en donde, en definitiva, el alumnado es un protagonista activo de su aprendizaje.
En lo referente al último comentario, la investigación neurocientífica revela que la actividad física regular constituye una de las mejores estrategias para combatir el estrés inadecuado o esas situaciones conocidas, especialmente en la adolescencia, en las que aparecen los tan temidos bloqueos o apagones emocionales. Y es el que el propio cuerpo, a través de los mecanismos que utiliza para reestablecer el equilibrio, puede ser nuestro mejor aliado para reducir las hormonas de estrés, ya sea a través del deporte, la música, la respiración, etc. En el caso del movimiento entre adolescentes, 15 minutos realizando ejercicio fuera del aula les hace reducir las concentraciones de cortisol y desenvolverse mejor en pruebas de memoria de trabajo que los que han estado sentados en el aula, algo especialmente relevante para aquellos estudiantes con mayores dificultades ante este tipo de pruebas (Budde et al., 2010; ver figura 6).
Figura 6

Otras estrategias que se conocen para combatir el estrés perjudicial y que, en definitiva, sirven para cultivar la resiliencia (lo opuesto al estrés, no la relajación), están vinculadas al desarrollo de habilidades de afrontamiento, el optimismo, el humor, el apoyo social o el altruismo, por ejemplo. Todas ellas están enmarcadas en la educación emocional, la gran clave para la mejora educativa que, en el aula, siempre parte de la formación del profesorado. Sin olvidar el papel fundamental que desempeñan las familias en el proceso. Una educación en la que participamos todos (imprescindible en casos de acoso escolar, por ejemplo), que va más allá de lo cognitivo planteándose desde, en y para la vida y en la que se asume la necesaria mentalidad de crecimiento entre todos los integrantes de la comunidad. Porque, tal como ha demostrado un estudio reciente, cuando los estudiantes creen que pueden mejorar sus capacidades soportan mejor el estrés, lo cual tiene una incidencia directa en el aprendizaje (Lee et al., 2018). Cuando en el aula se respira un clima emocional positivo, el alumno se encuentra seguro porque sabe que se asume con naturalidad el error, se fomenta un aprendizaje activo en el que se sabe protagonista, se suministran retos adecuados y existen siempre expectativas positivas por parte del profesorado hacia su alumnado, con lo que se evitan esas etiquetas tan contraproducentes para el aprendizaje.
Como dice nuestro compañero, el neurocientífico David Bueno (2017): “Viva el placer y la motivación, muera el estrés crónico”. Así aprendemos más y mejor.
Jesús C. Guillén

 

Referencias:
1. Bick J., y Nelson C. A. (2016). Early adverse experiences and the developing brain. Neuropsychopharmacology 41(1), 177-196.
2. Brunyé, T. T. et al. (2013). Learning to relax: evaluating four brief interventions for overcoming the negative emotions accompanying math anxiety. Learning and Individual Differences 27, 1–7.
3. Budde H. et al. (2010). Steroid hormones in the saliva of adolescents after different exercise intensities and their influence on working memory in a school setting. Psychoneuroendocrinology 35, 382– 391.
4. Bueno, D. (2017). Neurociencia para educadores. Barcelona: Octaedro.
5. Danese A. et al. (2009). Adverse childhood experiences and adult risk factors for age-related disease: depression, inflammation, and clustering of metabolic risk markers. Archives of Pediatrics & Adolescent Medicine 163(12), 1135-1143.
6. De Palma G. et al. (2015). Microbiota and host determinants of behavioural phenotype in maternally separated mice. Nature Communications 6:7735.
7. Lederbogen F. et al. (2011). City living and urban upbringing affect neural social stress processing in humans. Nature 474 (7352), 498-501.
8. Lee H. Y. et al. (2018). An entity theory of intelligence predicts higher cortisol levels when high school grades are declining. Child Development: https://doi.org/10.1111/cdev.13116
9. Liu D. et al. (1997). Maternal care, hippocampal glucocorticoid receptors, and hypothalamic-pituitary-adrenal responses to stress. Science 277(5332), 1659-1662.
10. Lupien S. et al. (2009). Effects of stress throughout the lifespan on the brain, behaviour and cognition. Nature Reviews Neuroscience 10, 434-445.
11. Lupien, S. (2012). Well stressed: Manage stress before it turns. John Wiley & Sons.
12. McGowan P. O. et al. (2009). Epigenetic regulation of the glucocorticoid receptor in human brain associates with childhood abuse. Nature Neuroscience 12(3), 342–348.
13. Noble K. G. et al. (2015). Family income, parental education and brain structure in children and adolescents. Nature Neuroscience 18(5), 773-778.
14. Ramirez G., y Beilock S. L. (2011). Writing about testing worries boosts exam performance in the classroom. Science 331, 211-213.
15. Ramírez G. et al. (2016). On the relationship between math anxiety and math achievement in early elementary school: The role of problem solving strategies. Journal of Experimental Child Psychology 141, 83-100
16. Oberle E., y Schonert-Reichl K. A. (2016). Stress contagion in the classroom? The link between classroom teacher burnout and morning cortisol in elementary school students. Social Science Medicine 159, 30-37.
17. Sapolsky, R. (2008) ¿Por qué las cebras no tienen úlcera?: La guía del estrés. Madrid: Alianza Editorial.
18. Sapolsky R. M. (2015). Stress and the brain: individual variability and the inverted-U. Nature Neuroscience 18(10), 1344-1346.
19. Young C. B. et al. (2012). The neurodevelopmental basis of math anxiety. Psychological Science 23(5), 492–501.

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Una nueva educación es necesaria y posible

La emoción es el vehículo que transporta las palabras y su significado.

Francisco Mora

El pasado fin de semana tuvimos la fortuna de asistir al I Congreso Internacional de Neuroeducación y os queremos agradecer que hicierais posible tal evento. Durante dos días repletos de emociones positivas, pudimos compartir nuevas miradas educativas con investigadores, profesores, estudiantes, familias…, en definitiva, con personas entusiastas que creen que una nueva educación es necesaria y que la hacen posible día tras día. Y en la fase final del encuentro, la extraordinaria neurocientífica y divulgadora Marta Portero nos resumió algunas de las ideas clave que se analizaron en las ponencias –muchas de esas ideas también se abordaron en las comunicaciones– y que tienen grandes implicaciones educativas. A continuación, comentamos de forma breve algunas de estas cuestiones y las acompañamos con los fantásticos resúmenes visuales realizados, en vivo y en directo, por la magnífica Lucía López. Y no están todos los que son.

Figura 1

1. Las experiencias cambian nuestro cerebro durante toda la vida
Nuestro sistema nervioso tiene la capacidad de modificarse y ajustarse a los cambios. Esta propiedad intrínseca del sistema nervioso, conocida como neuroplasticidad, y que permite formar nuevas conexiones neuronales y fortalecer o debilitar otras ya existentes, es la responsable de que el cerebro esté remodelándose y adaptándose continuamente a partir de las experiencias que vivimos, y de que podamos aprender durante toda la vida. En este proceso resulta imprescindible ir vinculando la nueva información con los conocimientos previos del alumnado para ir consolidando las memorias (algo especialmente relevante durante el sueño; Groch, 2017) y fomentar la necesaria mentalidad de crecimiento, tanto en la escuela como en la familia. Qué perjudiciales resultan las etiquetas o estereotipos que chocan con lo que sabemos hoy día sobre nuestro cerebro plástico y que dañan gravemente las creencias del estudiante sobre su propia capacidad.

Figura 2

2. El cerebro no finaliza su maduración hasta pasada la adolescencia
Los estudios con neuroimágenes de los últimos años han revelado que durante la adolescencia se produce una gran reorganización de las redes neurales, lo cual conduce a un funcionamiento cerebral diferente del que se da en la infancia o en la vida adulta. El cerebro del adolescente no es el cerebro envejecido de un niño ni el de un adulto en proceso de formación; simplemente, opera de forma singular. Conocer el desarrollo del cerebro en esta etapa de la vida nos permitirá distinguir mejor las conductas típicas de la adolescencia de las asociadas a muchas enfermedades mentales que aparecen a estas edades, como el trastorno de ansiedad, la depresión o la esquizofrenia. Y este periodo, en el cual el cerebro es tremendamente plástico, constituye una oportunidad fantástica para el aprendizaje, el desarrollo de la creatividad y el crecimiento personal del alumnado (Blakemore, 2018). Desde la perspectiva educativa más no es mejor. Y la genética condiciona, no determina. La educación debería potenciar nuestras características genéticas y ayudarnos a aprender con todo nuestro potencial.

Figura 3

3. Aprendemos todos de manera diferente
Como cada una de nuestras experiencias tiene un impacto singular, la plasticidad hace que nos podamos liberar de los determinismos genéticos y que cada cerebro sea único. Además, el ritmo de aprendizaje y de maduración cerebral es singular, más allá de ciertos patrones de activación similares (Giedd et al., 2015). En la práctica, constituye una auténtica necesidad educativa y social que puedan aprender juntos estudiantes totalmente diferentes, porque eso es lo que ocurre en la vida cotidiana.
En las aulas que intentan atender la diversidad se crean nuevos espacios de aprendizaje, se priorizan los ritmos de aprendizaje de los estudiantes por encima de los calendarios escolares, se coopera —a todos los niveles—, se aprende de forma activa y se fomenta la autonomía del alumnado al hacer que se responsabilice de su trabajo. No es una clase convencional que incorpora alumnos con necesidades específicas o con discapacidades, sino una clase en la que conviven y aprenden personas diferentes, sean cuales sean sus diferencias, sin excepción. Cuando se acepta la diversidad en el aula, se reconocen y aprovechan los puntos en común y las diferencias y se asume con naturalidad que podemos desenvolvernos bien en algunas materias y no tanto en otras.

Figura 4

4. Sin atención no hay aprendizaje
La atención nos permite seleccionar los estímulos a los que queremos dar prioridad, controlar nuestras acciones y, además, requiere un nivel adecuado de activación. Pero, ante todo, la atención es un recurso muy limitado que es imprescindible para que se dé el aprendizaje, por lo que puede resultar útil fraccionar el tiempo dedicado a la clase en bloques con los respectivos parones. En la práctica, queremos que el nivel de activación del estudiante sea el adecuado. Los extremos son perjudiciales, tanto el defecto (dormidos), como el exceso (ansiosos o sobreestimulados). De entre las diferentes redes atencionales que han identificado los estudios con neuroimágenes, existe una especialmente importante: la red de control o atención ejecutiva. El ejercicio, los entornos naturales y ciertas técnicas de meditación pueden ayudar a mejorar el desempeño y la concentración de los estudiantes durante las tareas posteriores (Posner et al., 2015).
Figura 5.png

5. Es clave cooperar, dialogar y compartir para aprender
Es evidente que nuestro cerebro está tremendamente comprometido con las cuestiones sociales, porque no cesamos de pensar en ellas en ningún momento del día. Las experiencias cotidianas nos permiten interactuar y conectarnos con los demás a través de las expresiones faciales, la mirada o el contacto físico. Y esta parece ser la razón que nos hizo únicos a los seres humanos.
Una estrategia muy útil en el aula (ver video inicial) cuando los docentes somos incapaces de explicar de forma adecuada a un alumno un determinado concepto consiste en pedir a un compañero suyo, que sí que lo ha entendido, que se lo explique. En muchas ocasiones, el alumno que acaba de aprender algo conoce las dificultades que ha tenido para hacerlo mejor incluso que el propio profesor, al cual le puede parecer obvio lo que aprendió hace mucho tiempo. Esta situación en la que los alumnos se convierten en profesores de otros —tutoría entre iguales— beneficia el aprendizaje de todos ellos (Smith et al., 2009). Y es que desde el nacimiento estamos programados para aprender a través de la imitación y la interacción. Nuestro cerebro es social.

Figura 6

6. Desarrollar las funciones ejecutivas en el aula
Estas funciones tan importantes para la vida cotidiana están vinculadas al proceso madurativo de la corteza prefrontal y resultan imprescindibles para el éxito académico y el bienestar personal del estudiante. Las funciones ejecutivas que la gran mayoría de investigadores considera como básicas son el control inhibitorio, la memoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva, las cuales permiten desarrollar otras funciones complejas como el razonamiento, la resolución de problemas y la planificación.
Existen diferentes formas de entrenar directamente las funciones ejecutivas, como puede ser a través de programas informáticos, de ejercicio físico, de educación emocional o promoviendo el bilingüismo en la infancia. Sin embargo, Adele Diamond, una de las pioneras en el campo de la neurociencia del desarrollo, sugiere que las intervenciones más beneficiosas son aquellas que trabajan las funciones ejecutivas de forma indirecta, incidiendo en lo que las perjudica —como el estrés, la soledad o una mala salud— y provocando mayor felicidad, vitalidad física y un sentido de pertenencia al grupo (Diamond y Ling, 2016). Seguramente, el entrenamiento puramente cognitivo no sea la forma idónea de mejorar la cognición. El éxito académico y personal requiere atender las necesidades sociales, emocionales y físicas de los niños. O si se quiere, nada mejor para facilitar un aprendizaje eficiente y real que promover la educación física, el juego, la educación artística y la educación socioemocional.

Figura 7

7. La mirada, el vínculo y la expectativa del maestro condiciona el aprendizaje de los estudiantes
Hoy más que nunca el progreso requiere trabajar en equipo, saber comunicarse, empatizar, controlar los impulsos o establecer relaciones adecuadas. Para todo ello se necesita una buena educación emocional (en la que tiene que participar toda la comunidad, por supuesto), aquella que mediante un proceso continuo nos permite potenciar toda una serie de competencias emocionales y sociales básicas que no han de sustituir a las cognitivas, sino que las han de complementar. Si entendemos la educación como un proceso de aprendizaje para la vida, los programas de educación emocional resultan imprescindibles, porque contribuyen al bienestar personal y social. Y tienen una incidencia positiva sobre el rendimiento académico del alumnado (Durlak et al., 2011).
Cuando en el aula se respira un clima emocional positivo, el alumno se encuentra seguro porque sabe que se asume con naturalidad el error, se fomenta un aprendizaje activo en el que se sabe protagonista, se suministran retos adecuados y existen siempre expectativas positivas por parte del profesor hacia sus alumnos, con lo que se evitan esas etiquetas tan contraproducentes para el aprendizaje.

Figura 8

8. El movimiento es crítico para el desarrollo del cerebro y para la consolidación de la memoria
Podríamos decir que, desde una perspectiva evolutiva, el movimiento constituye una necesidad grabada en nuestros genes. En los últimos años la neurociencia ha revelado que el ejercicio regular puede modificar el entorno químico y neuronal que favorece el aprendizaje, es decir, los beneficios son también cognitivos (Donnelly et al., 2016).
La actividad física tiene un impacto positivo en el funcionamiento del hipocampo (imprescindible en la consolidación de la memoria), en la liberación de importantes neurotransmisores y en el desarrollo de las funciones ejecutivas.
Como ya sabían los clásicos (la enseñanza debe ser por la acción, mantenía John Dewey sin tener conocimientos de neurociencia) aprendemos mejor las cosas a través de la práctica y no a partir de la escucha abstracta. Podemos decir que los sistemas sensoriales y motores que gobiernan el cuerpo están enraizados en los procesos cognitivos que nos permiten aprender. O como le gusta decir a Giacomo Rizzolatti, el descubridor de las neuronas espejo, el cerebro que actúa es un cerebro que comprende. Y nada mejor para mantenernos activos que integrar el componente lúdico en el aprendizaje.

Figura 9

Una nueva educación es posible, efectivamente. Asumiendo siempre que el proceso de transformación parte de uno mismo. Para luego ir amplificando el mensaje evaluando con sentido crítico todo lo que se hace. Y para ello es necesario el conocimiento de las evidencias empíricas que provienen de las investigaciones científicas que irán vinculando, cada vez más y mejor, neurociencia y educación. Como dijo el gran Josechu (José Ramón Gamo): “Educamos para que la gente sea capaz de soñar utopías”. Visualicemos el cambio y el sueño se irá convirtiendo en realidad. No hay excusas.

Figura 10

Jesús C. Guillén

Referencias:
1. Blakemore S. J. (2018). Inventing Ourselves: The Secret Life of the Teenage Brain. London: Doubleday.
2. 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.
3. Donnelly J. E. et al. (2016). Physical activity, fitness, cognitive function, and academic achievement in children: A systematic review: American College of Sports Medicine Position Stand. Medicine and Science in Sports and Exercise, 48, 1197–1222.
4. Durlak, J.A. et al. (2011). The impact of enhancing students’ social and emotional learning: a meta-analysis of school-based universal interventions. Child Development, 82, 405-432.
5. 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.
6. Groch S. et al. (2017). Prior knowledge is essential for the beneficial effect of targeted memory reactivation during sleep. Scientific Reports 7:39763.
7. Posner M. et al. (2015). Enhancing attention through training. Current Opinion in Behavioral Sciences, 4, 1-5.
8. Smith M. K. et al. (2009). Why peer discussion improves student performance on in-class concept questions. Science, 323, 122-124.

El cerebro matemático en el aula: algunas ideas clave

Es bastante extraño ver que a muchos niños les desagrada las matemáticas, pero si observamos a los más pequeños son muy intuitivos. Hemos visto circuitos en el cerebro que se ocupan de los números, del espacio o la geometría que están presentes en la infancia temprana. Creo que el error en la escuela es enseñarle a los niños que la matemática es muy abstracta, muy complicada. Si basáramos las matemáticas en intuiciones, que ya están presentes en el cerebro del niño, podríamos ayudarles a que las disfruten.

                                                        Stanislas Dehaene

¿Quieres conocer el número del calzado de la persona que tienes al lado y qué edad tiene? Puedes saberlo sin preguntárselo. Dile que escriba en una hoja, sin enseñártela, el número de calzado que utiliza. Que lo multiplique por 2 y que sume 5 al resultado obtenido. Que multiplique esta suma por 50 y que le sume al producto encontrado 1768. Finalmente, que reste a ese número su año de nacimiento. Así habrá obtenido un número de cuatro cifras. Las dos primeras corresponden al número de su calzado y las dos siguientes a los años que cumplirá el 2018.
Cuestiones numéricas como estas causan asombro en estudiantes de todas las etapas educativas (te animamos a descubrir el truco, lo cual puede amplificar el asombro y ser muy productivo) y es que así somos los seres humanos, curiosos por naturaleza, Y no solo eso, sino que nacemos también con ciertas predisposiciones genéticas hacia el aprendizaje, algo especialmente relevante cuando nos adentramos en la educación matemática. Sin embargo, hemos llegado a escuchar a niños de menos de diez años comentarios del tipo: «A mí siempre se me han dado mal las matemáticas», «nunca podré aprobarlas, porque no he nacido para eso» o «hay que ser muy inteligente para entenderlas». ¿Cómo es posible odiar las matemáticas con menos de 10 años? Lo cierto es que esto ocurre y que las dificultades en matemáticas son muy frecuentes en el aula y provocan estrés y ansiedad en muchos estudiantes. Investigaciones recientes en neurociencia centradas en el aprendizaje de las habilidades numéricas (importantes para el aprendizaje matemático inicial) pueden ayudar a mejorar esta situación. Aunque asumimos, por supuesto, que no existen recetas milagrosas ni soluciones educativas únicas.

Intuición numérica en la cuna
Aunque resulta sorprendente, los bebés son capaces de detectar cambios sutiles en las cantidades numéricas mejor que en otros parámetros físicos como, por ejemplo, el tamaño de los objetos. Recién nacidos pueden llegar a distinguir un conjunto de 4 puntos –vinculados a estímulos sonoros– respecto a uno de 12 (proporción 1:3); con 6 meses diferencian un conjunto de 8 puntos respecto a uno de 16 (proporción 1:2; ver video); y con 9 meses distinguen uno de 8 respecto a uno de 12 (proporción 2:3), es decir, muestran un sentido numérico que se va perfeccionando con la edad (Szkudlarek y Brannon, 2017).

Y no solo eso. El bebé nace con mecanismos innatos que le permiten discriminar entre dos o tres objetos sin necesidad de contar y entender operaciones aritméticas elementales en las que intervienen los primeros números naturales. Por ejemplo, en un experimento que se ha replicado varias veces, se mostró a bebés de cinco meses un juguete en un escenario y, a continuación, se subió una pantalla para que lo ocultara. Ante la mirada del bebé, se colocó un segundo juguete detrás de la pantalla y, posteriormente, se descubrió de nuevo. En algunas ocasiones aparecían dos juguetes, lo cual coincide con el resultado lógico (1 + 1 = 2), mientras que en otros casos se mostraba solamente uno, lo que corresponde a un resultado imposible (1 + 1 = 1). En psicología del desarrollo ya se sabía que los bebés pasan más tiempo analizando una situación inesperada o irreal que frente a escenas normales. Y así fue: los bebés dedicaron mucho más tiempo a observar la situación en la que aparecía solo un juguete, que era la que se asociaba al resultado imposible. Y algo parecido ocurre cuando se les muestra a bebés de 9 meses animaciones en las que se observan operaciones del tipo 5 + 5 = 10, frente a 5 + 5 = 5, o 10 – 5 = 5, frente a 10 – 5 = 10 (McCrink y Wynn, 2004; ver figura 1).
Este tipo de experimentos demuestra que nacemos con un sentido numérico rudimentario, que también está presente en otros animales –fundamental en su proceso adaptativo al entorno–, cosa que sugiere que es independiente del lenguaje y que lleva tras de sí una larga historia evolutiva.

Figura 1

Piaget se equivocó¹
Piaget, cuya influencia en la educación y en el desarrollo curricular ha sido incuestionable durante muchos años, sostenía que la adquisición del concepto de número ha de ir precedido de un proceso de reconstrucción cognitiva continuo, alejado de cualquier idea preconcebida sobre la aritmética. Pero las investigaciones neurocientíficas de los últimos años han revelado que cuando el bebé nace su cerebro no es una página en blanco y que los niños en la etapa de Educación Infantil muestran un sentido numérico que les faculta para adentrarse en el terreno de la aritmética sin que se les haya enseñado el lenguaje simbólico asociado a ella.
El sentido numérico que permite a los bebés identificar pequeñas cantidades sin necesidad de contar también les permite comparar cantidades mayores (ver figura 2), un proceso que se irá puliendo progresivamente a lo largo de la infancia. Se cree que la integración de estas dos formas diferentes de representación numérica, una para números pequeños –hasta el tres– y otra intuitiva para números grandes –que nos informa de que cualquier conjunto tiene asociado un número cardinal–, es fundamental para que el niño, en torno a los tres o cuatro años de edad, vaya comprendiendo el concepto de número natural², esencial para el aprendizaje de la aritmética (Dehaene, 2016). Como paso previo a la adquisición de conceptos matemáticos más complejos, el niño infiere que un conjunto posee un número de elementos concreto, por ejemplo 8, y que este número aporta una información diferente de 7 o 9.

Figura 2

Niños de cinco y seis años que no saben sumar se desenvuelven muy bien en operaciones del tipo: «María tiene 21 golosinas y consigue 30 más. Juan tiene 34. ¿Quién tiene más?», referidas a la suma, o «María tiene 64 golosinas y regala 13. Juan tiene 34. ¿Quién tiene más?», referidas a la resta (Gilmore et al, 2007). Esto prueba que son capaces de convertir el planteamiento verbal del problema en cantidades y de pensar en ellas sin que les haga falta realizar cálculos exactos, esto es, poseen una comprensión de la aritmética simbólica basada en una intuición temprana de las magnitudes.

El cerebro matemático
Los estudios con neuroimágenes han confirmado que el pensamiento matemático activa circuitos cerebrales independientes de los que intervienen en el procesamiento del lenguaje (ver figura 3). En concreto, existe una franja específica de la corteza cerebral que se encuentra en los dos hemisferios del lóbulo parietal, el surco intraparietal, que se activa ante cualquier tipo de presentación numérica, sea un conjunto de puntos, un símbolo o una palabra que hace referencia a un número (Amalric y Dehaene, 2016).

Figura 3

Pues bien, durante su desarrollo, el niño aprende a relacionar la representación no simbólica («∎∎∎») asociada a la aproximación, que es independiente del lenguaje, con el sistema de representación simbólico que se le enseña para caracterizar a los números, bien mediante los números arábigos (3, 4…), bien mediante las palabras (tres, cuatro…). Existen evidencias empíricas que demuestran que estos dos sistemas de representación diferentes, uno innato y el otro adquirido, están muy relacionados: los niños que se desenvuelven mejor en tareas no simbólicas del tipo estimaciones o aproximaciones, lo hacen también mejor en las tareas que requieren del lenguaje simbólico, como ocurre con las operaciones aritméticas, y ello predice un mejor rendimiento en la asignatura de matemáticas años después (Wang et al., 2016). No es casualidad que los programas informáticos utilizados con éxito para el tratamiento de la discalculia –dificultad asociada al procesamiento numérico–, como Number Race (ver figura 4) o Rescue Calcularis se basen en el diseño de tareas que integran las competencias numéricas asociadas al conteo con aquellas intuitivas que permiten comparar cantidades (Guillén, 2017). De esta forma se mejora la activación del surco intraparietal –también su conexión con la corteza prefrontal–, que sería para los números el equivalente del área visual de formación de palabras para las letras (para ampliar información leer El cerebro lector: algunas ideas clave).

Figura 4

Y más allá de las correlaciones, existen algunos experimentos, tanto en adultos (Park y Brannon, 2014), como en niños de 6 y 7 años (Hyde et al., 2014), y en niños de entre 3 y 5 años (Park et al., 2016), que sugieren una relación causal entre el entrenamiento centrado en los cálculos aproximados de cantidades (ver figura 5; izda) y el desempeño en los cálculos exactos característicos de las operaciones aritméticas básicas. Una menor incidencia tiene, por ejemplo, el entrenamiento centrado exclusivamente en la comparación de cantidades aproximadas, tareas que trabajan la memoria de trabajo visuoespacial –en las que se han de recordar secuencias de posiciones en una pantalla– o actividades de ordenación de símbolos numéricos (ver figura 5; dcha).

Figura 5

Y si el sistema numérico aproximado influye en el rendimiento académico del alumnado en las matemáticas, también parece hacerlo el conocimiento numérico simbólico, como es el caso de las tareas aritméticas que incluyen los conceptos de cardinal –«¿Cuántos lápices hay sobre la mesa?» – o de ordinal –«Señala el tercer lápiz»–. Introducir actividades informales en la infancia temprana que incluyan los símbolos numéricos, como sucede en multitud de juegos de mesa, constituye una estrategia educativa muy útil que también se puede favorecer en el entorno familiar (Merkley y Ansari, 2016; ver figura 6). En pocas palabras, parece existir una relación bidireccional entre los símbolos y las cantidades. Y esto parece corroborarlo un estudio muy reciente en el que han participado 1540 niños indios en la etapa preescolar (edad promedio 5 años). El entrenamiento de conceptos matemáticos no simbólicos (comparaciones y estimaciones) mejoró habilidades numéricas y espaciales de los niños pero los autores sugieren que, si se quiere incidir más sobre el aprendizaje formal inicial de las matemáticas, estos juegos deben conectar directamente las comparaciones o estimaciones de cantidades con las palabras y símbolos asociados a los números y que serán especialmente beneficiosos cuando se utilicen durante la enseñanza formal de las matemáticas (Dillon et al., 2017).

Figura 6

De la teoría a la práctica
No sabemos cuántos niños de los muchos que manifiestan dificultades en el aprendizaje de la aritmética padecen alteraciones cerebrales identificables. Seguramente, en muchos casos no existe ninguna alteración y el problema reside en que no han recibido la enseñanza adecuada. De hecho, algunos niños, como aquellos que han crecido en entornos socioeconómicos desfavorecidos, muestran déficits en el cálculo aun teniendo un sentido numérico normal, es decir, no pueden acceder a él a través de los símbolos numéricos debido a la peor educación que han recibido (Dehaene, 2016). La pregunta que nos planteamos es: ¿qué puede hacer la escuela al respecto? Analicemos algunas cuestiones que creemos que pueden ser relevantes porque facilitan el desarrollo del sentido numérico del niño.

Fomentando la intuición numérica
Hemos visto que operaciones como sumas y restas simples, estimaciones numéricas, comparaciones o el conteo emergen de forma espontánea en los niños, razón por la cual tendría que aprovecharse esta capacidad numérica intuitiva que forma parte de nuestra estructura cerebral, en lugar de introducir las matemáticas como una disciplina abstracta. Lo importante no es enseñar recetas aritméticas –en su mayor parte, repetitivas y descontextualizadas–, sino ir asociando el cálculo a su significado explícito. En definitiva, aprovechar el bagaje informal de que disponen los niños. Por ejemplo, podemos utilizar tarjetas con círculos o agujeros dispuestos de forma ordenada o aleatoria (ver figura 7) y preguntarles a los niños, sin necesidad de contar, por ejemplo, cuántos puntos hay en una tarjeta, que elijan tarjetas que tienen el mismo número de puntos o que comparen el número de dos de ellas. Incluso se pueden disponer los puntos formando figuras para que los niños vayan visualizando la relación entre los números y las formas geométricas.

Figura 7

De lo concreto a lo abstracto (y no al revés)
Cualquier actividad se puede utilizar para que los niños vayan desarrollando el razonamiento matemático y la comprensión numérica si les vamos haciendo preguntas sobre lo que están haciendo. Así, por ejemplo, con una colección de lápices se les puede preguntar cuántos hay, cuántos hay de cada color, cuál es el más largo y cuál es el más corto o si de un color hay más lápices que de otro.
Es muy importante que los niños vayan asociando los números con objetos concretos de la vida real. Así, por ejemplo, una bicicleta tiene dos ruedas, un triciclo tres y un coche cuatro o una persona tiene dos piernas y el perro cuatro patas. Y así podemos animar al niño para que encuentre o describa otras cosas con un número determinado de partes, como los tres colores de un semáforo.
Otra forma útil de acercar el conocimiento matemático al mundo real es la de realizar actividades en las que el niño ordena y clasifica elementos. Por ejemplo, podemos mostrarle diferentes tipos de manzanas y pedirle que elija las rojas o que coloque en un recipiente las rojas y en otro las verdes o, si todas son del mismo color, que coloque en un recipiente las más grandes y en otro las más pequeñas.

¡A jugar!
Hay muchas actividades que pueden utilizarse para mejorar el conteo. Por ejemplo, para reforzar el principio cardinal mediante el cual el niño entiende que el último número contado es el que indica el número de elementos del conjunto, se pueden utilizar fichas con caras de diferentes colores. Y se le puede preguntar al niño cuantas hay de un color determinado.
El juego es un mecanismo natural imprescindible para el aprendizaje y es especialmente importante en matemáticas, tal como comentábamos anteriormente. Podemos jugar a que el niño adivine un número y lo vamos guiando con un “más” o “menos”, o utilizar juegos de Lego o similares para pedirle que añada piezas del conjunto pequeño al más grande hasta que tengan el mismo número o al revés, o ábacos o juegos de mesa para entrenar el sistema de representación numérico y su relación espacial, o utilizar programas informáticos como Number Worlds o Number Race.
Relacionado con esto, se ha comprobado también la importancia del factor familiar. Leer cuentos con contenido matemático explícito que invita a reflexionar a los niños –como en el caso de la aplicación Bedtime Math– mejora su rendimiento académico en la etapa de primaria (Berkowitz et al., 2015). Y es que recursos como los lúdicos o artísticos son verdaderamente efectivos cuando inciden de forma explícita en los contenidos matemáticos, tal como ocurre cuando se adoptan programas curriculares basados en juegos interactivos que utilizan una gran variedad de materiales pedagógicos (Clements y Sarama, 2011; ver figura 8).

Figura 8

No existen dogmas
Muchas veces, por ejemplo, se considera inadecuado que el niño cuente con los dedos. Sin embargo, sabemos que contar con los dedos es un precursor importante para aprender la base 10, que el entrenamiento con los dedos mejora las habilidades matemáticas y que aquellos que mejor saben manejarlos obtendrán después mejores resultados en cálculos numéricos (Gracia-Bafalluy y Noël, 2008).
Del mismo modo, se suele considerar un error que el niño resuelva una operación aritmética básica del tipo 5 + 6 = 11 de forma indirecta y no de memoria –pensando, por ejemplo, que 5 + 5 es 10 y que 6 es una unidad más que 5–. Todo ello coarta la creatividad del alumnado y va convirtiendo las matemáticas iniciales en un cálculo exclusivamente mecánico. Esa es la razón por la que un niño de seis años puede responder de forma inmediata, sin realizar ningún cálculo, que 7 es el resultado de la operación 7 + 4 – 4, mientras que uno de nueve años, con mucha mayor experiencia, tiende a realizar el cálculo completo (7 + 4 = 11 y 11 – 4 = 7) porque le parece que es lo adecuado. Y despreciar las habilidades tempranas de los niños puede perjudicar su opinión posterior alrededor de las matemáticas –cosa que no suele ocurrir al principio de la Educación Primaria– y hacer que se desencadenen reacciones emocionales negativas asociadas a la ansiedad y el estrés, las cuales ocasionan muchos estereotipos y percepciones erróneas en los alumnos sobre su propia capacidad, que a menudo se mantendrán a lo largo de la vida. Por cierto, se ha comprobado que los adolescentes que muestran ansiedad ante las matemáticas obtienen mejores resultados en los exámenes si escriben sobre sus sentimientos y preocupaciones durante diez minutos antes de realizar las pruebas (Ramírez y Beilock, 2011; ver figura 9).

Figura 9.png

Matemáticas reales
En la práctica, la mejor forma para prevenir y combatir las opiniones negativas de los alumnos sobre las matemáticas es vincular su aprendizaje a situaciones concretas de la vida real, y no a conceptos abstractos. Por ejemplo, consideremos la resta 7 – 3 = 4. Los adultos podemos asimilar esa situación a una gran variedad de casos prácticos: si en un recorrido de 7 km hemos caminado 3 km, nos faltarán otros 4 km; si una temperatura inicial de 7 ºC desciende 3 ºC, la temperatura final será de 4 ºC, etc. El día que se introducen los números negativos y el profesor escribe 3 – 7 = –4, el niño puede tener dificultades para entender el significado del cálculo. En este caso, la temperatura le puede aportar una imagen intuitiva más eficaz que la distancia –concebir –4 ºC facilita el aprendizaje del concepto, al lado de –4 km– La mayoría de los niños están encantados de aprender matemáticas cuando se vincula su conocimiento a situaciones cotidianas y se resaltan sus aspectos divertidos. Y todo ello, antes del aprendizaje de los conceptos abstractos, que se irán adquiriendo de forma paulatina. Sin olvidar la relevancia del profesorado en este proceso. En un interesante estudio, se comprobó que el aprendizaje durante el curso escolar de niños de cuatro años mejoró ostensiblemente cuando el docente hablaba continuamente sobre cuestiones numéricas (Klibanoff et al., 2006).

Mentalidad de crecimiento en el aula
Sabemos que las creencias propias del alumno sobre su capacidad, muchas veces condicionadas por experiencias personales negativas, influyen de forma determinante en su aprendizaje. El proceso se amplifica en el caso concreto de las matemáticas debido a la creencia generalizada de que se requiere un talento específico para su dominio. Pero como ocurre en cualquier otra disciplina, no existen determinismos genéticos. De hecho, se han aplicado ya ciertas técnicas de estimulación eléctrica transcraneal no invasivas que mejoran el desempeño aritmético de niños con dificultades de aprendizaje (Looi et al., 2017). Cuánto daño han hecho –y siguen haciendo– las famosas etiquetas o estereotipos que chocan con lo que sabemos hoy día sobre nuestro cerebro plástico en continua transformación y que dañan gravemente las creencias del alumno sobre su propia capacidad. Sin olvidar que hay evidencias empíricas muy recientes que demuestran que no existen diferencias de género en la adquisición de las competencias matemáticas (Hutchison et al., 2018).
Los números poseen un significado para nosotros, como lo tienen las palabras, y en los dos casos aprovechamos nuestras capacidades innatas para ir desarrollando esta comprensión. Nacer con este sentido numérico innato no nos convierte per se en excelentes matemáticos, pero sí que facilita el proceso de comprensión de las matemáticas. Y, por supuesto, a pesar de lo que en su día dijera Piaget, no hay ninguna necesidad de esperar hasta los siete años para que el niño reciba sus primeras enseñanzas sobre aritmética.
Jesús C. Guillén


¹ Una revisión más exhaustiva sobre los planteamientos erróneos de Piaget vinculados al aprendizaje de la aritmética la puedes encontrar en la referencia Guillén, 2015.

² El concepto de número natural se va desarrollando lentamente y es anterior al conteo. Niños de 3 años son capaces de diferenciar, por ejemplo, cinco objetos de seis, utilizando la correspondencia uno a uno. Pero no captan la lógica básica del número natural (+1,-1, es decir, añado un objeto o quito uno). Con 4 años, aproximadamente, van captando la esencia de los números naturales a la vez que van entendiendo el significado de las palabras asociadas a los números y el procedimiento utilizado para el conteo (Izard et al., 2014)

Referencias:
1. Amalric M., Dehaene S. (2016). Origins of the brain networks for advanced mathematics in expert mathematicians. PNAS 113(18), 4909-4917.
2. Ansari D. (2016). The neural roots of mathematical expertise. PNAS 113(18), 4887-4889.
3. Berkowitz T. et al. (2015). Math at home adds up to achievement in school. Science 350 (6257), 196-198.
4. Clements D., Sarama J. (2011). Early childhood mathematics intervention. Science 333, 968-970.
5. Dehaene S. (2016). El cerebro matemático: Como nacen, viven y a veces mueren los números en nuestra mente. Buenos Aires: Siglo Veintiuno.
6. Dillon M. R. et al. (2017). Cognitive science in the field: A preschool intervention durably enhances intuitive but not formal mathematics. Science 357 (6346), 47-55.
7. Gilmore C., McCarthy S. E., Spelke E. S. (2007). Symbolic arithmetic knowledge without instruction. Nature 447, 589-591.
8. Gracia-Bafalluy M., Noël M. P. (2008). Does finger training increase young children’s numerical performance? Cortex 44 (4), 368-375.
9. Guillén J. C. (2015). Y ¿si Piaget se equivocara con las matemáticas? En Neuromitos en educación: el aprendizaje desde la neurociencia, 73-93. Barcelona: Plataforma Actual.
10. Guillén J. C. (2017). Neuroeducación en el aula: de la teoría a la práctica. UK: CreateSpace.
11. Hyde D. et al. (2014). Brief non-symbolic, approximate number practice enhances subsequent exact symbolic arithmetic in children. Cognition 131, 92-107.
12. Hutchison J., Lyons I., Ansari D. (2018). More similar than different: Gender differences in basic numeracy are the exception, not the rule. Child Development.
13. Izard V., Streri A., Spelke E. (2014). Toward exact number: Young children use one-to-one correspondence to measure set identity but not numerical equality. Cognitive Psychology 72, 27-53.
14. Klibanoff R. S. et al. (2006). Preschool children’s mathematical knowledge: The effect of teacher ‘math talk’. Developmental Psychology 42, 59-69.
15. Looi C. Y. et al. (2017). Transcranial random noise stimulation and cognitive training to improve learning and cognition of the atypically developing brain: A pilot study. Scientific Reports 7(1), 4633.
16. McCrink K., Wynn K. (2004). Large-number addition and subtraction by 9-month-old infants. Psychological Science 15, 776-781.
17. Merkley R., Ansari D. (2016). Why numerical symbols count in the development of mathematical skills: evidence from brain and behavior. Current Opinion in Behavioral Sciences 10, 14-20.
18. Park J., Brannon E. M. (2014). Improving arithmetic performance with number sense training: An investigation of underlying mechanism. Cognition 133(1), 188-200.
19. Park J. et al. (2016). Non-symbolic approximate arithmetic training improves math performance in preschoolers. Journal of Experimental Child Psychology 152, 278-293.
20. Ramírez G., y Beilock S. L. (2011). Writing about testing worries boosts exam performance in the classroom. Science 331, 211-213.
21. Szkudlarek E., Brannon E. M. (2017). Does the approximate number system serve as a foundation for symbolic mathematics? Language Learning and Development 13(2), 171-190.
22. Wang J. J. et al. (2016). Changing the precision of preschoolers’ approximate number system representations changes their symbolic math performance. Journal of Experimental Child Psychology 147, 82-99.

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

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).

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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.

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¿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.

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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).

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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:

  1. Celio C. I., Durlak J., y Dymnicki A. (2011): “A Meta-Analysis of the Impact of Service-Learning on Students”. Journal of Experiential Education 34 (2), 164-181.
  2. Diamond A. y 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.
  3. Deslauriers L., Schelew E., Wieman C. (2011): “Improved learning in a large-enrollment physics class”. Science 332, 862-864.
  4. 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.
  5. Geier R. et al. (2008): “Standardized test outcomes for students engaged in inquiry-based science curricula in the context of urban reform”. Journal of Research in Science Teaching 45(8), 922-939.
  6. Hattie J. (2015): “The applicability of visible learning to higher education”. Scholarship of Teaching and Learning in Psychology 1(1), 79–91.
  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.
  12. Poh M. Z., Swenson, N. C., Picard, R. W. (2010): “A wearable sensor for unobtrusive, long-term assessment of electrodermal activity”. IEEE Transactions on Biomedical Engineering 57 (5), 1243-1252.
  13. Prince M. (2004): “Does active learning work? A review of the research”. Journal of Engineering Education 93(3), 223-231.
  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.

 

Funciones ejecutivas en el aula: una nueva educación es posible

Hemos de preocuparnos por el bienestar emocional, social y físico de los niños si queremos que sean capaces de resolver problemas, ejercitar el autocontrol o utilizar de forma adecuada cualquier función ejecutiva.  

Adele Diamond

Cuenta Mariano Sigman (2015) -reconocido neurocientífico argentino- que, mientras estaba haciendo su doctorado, visitó un día el laboratorio de Álvaro Pascual-Leone cuando se comenzaba a utilizar la estimulación magnética transcraneal, una técnica que permite, por ejemplo, activar o inhibir regiones cerebrales de una forma no invasiva. Al joven Sigman le tentó participar en un experimento en el que se desactivaba temporalmente la corteza prefrontral. En esa situación, debía pensar palabras que empezaran con una letra que aparecía en una pantalla y, segundos más tarde, tenía que pronunciarlas. Sin embargo, con la corteza prefrontal inhibida, esa espera era imposible. En el momento de pensar las palabras empezaba a nombrarlas de forma compulsiva. Aunque sabía que tenía que esperar antes de decirlas, no podía hacerlo. Y es que sin la participación de la corteza prefrontal no es posible realizar tareas como la comentada. Una región cerebral que nos distingue como humanos y que es la sede de las llamadas funciones ejecutivas, funciones cognitivas complejas que nos definen como seres sociales y que nos permiten planificar y tomar decisiones adecuadas. Una especie de sistema rector que coordina las acciones y facilita la realización eficiente de las tareas, sobre todo cuando son novedosas o requieren mayor complejidad. Estas funciones ejecutivas -fundamentales en el desarrollo académico y personal del alumno- se pueden mejorar, por lo que su conocimiento constituye una auténtica necesidad educativa.

Consideraciones generales

La capacidad de controlar nuestras acciones depende de la integridad del sistema de función ejecutivo, una red extensa distribuida fundamentalmente en la corteza prefrontal. Esta región que nos hace realmente humanos está situada en la parte anterior del lóbulo frontal, es el área mejor conectada del cerebro (ver figura 1) y se desarrolla de forma mucho más lenta que otras regiones cerebrales. Aunque es la región más moderna del cerebro, también es la más vulnerable. El estrés, la tristeza, la soledad o una mala condición física pueden perjudicar el buen funcionamiento de la corteza prefrontal. De hecho, en una situación de estrés se pueden manifestar síntomas parecidos a los asociados al TDAH debido a la dificultad para pensar con claridad o ejercitar el adecuado autocontrol (Diamond y Ling, 2016).

Figura 1

La gran mayoría de los estudios publicados (Bagetta y Alexander, 2016) mencionan tres componentes básicos de las funciones ejecutivas que están directamente relacionados entre ellos y que permiten desarrollar otras funciones complejas como el razonamiento, la resolución de problemas o la planificación: el control inhibitorio, la memoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva. Este conjunto de habilidades directamente vinculadas al proceso madurativo de la corteza prefrontal son muy importantes para la vida cotidiana y resultan imprescindibles para el éxito académico (Best et al., 2011) y el bienestar personal del alumno. Se pueden entrenar y mejorar a cualquier edad a través de procedimientos diferentes -tal como veremos en los apartados posteriores- con la práctica adecuada, por lo que enseñar al niño a desarrollar estas funciones ejecutivas debería ser una prioridad educativa (Diamond, 2013).

Control inhibitorio

Es la capacidad que nos permite inhibir o controlar de forma deliberada conductas, respuestas o pensamientos automáticos cuando la situación lo requiere. Así pues, a los niños a los que les cuesta inhibir los impulsos responden sin reflexionar, buscan recompensas inmediatas o tienen dificultades para proponerse objetivos a largo plazo, por ejemplo. En la práctica, será más fácil para el alumno comprometerse en una tarea o finalizarla si entiende las opciones que tiene antes de decidirse a actuar, reconoce cómo le afecta esa acción o puede visualizar la opción correcta para esa tarea (Moraine, 2014).

Un buen control inhibitorio del niño aparece cuando es capaz de mantener la atención en la tarea que está realizando sin distraerse (atención ejecutiva), tal como ocurre cuando participa en una canción grupal, interviene en una obra de teatro, realiza una construcción de bloques o intenta andar sin que se le caiga el huevo que sostiene con una cuchara en la boca. Ejemplos claros de la importancia del juego, de las artes y del movimiento a través de actividades tradicionales que facilitan el desarrollo de las funciones ejecutivas del niño. Y en cuanto al componente conductual de la inhibición (autocontrol), qué importante es que el niño disponga del tiempo necesario para reflexionar. Como en el caso de la tarea ‘día-noche’ en la que ha de responder ‘día’ cuando se le muestra una luna y ‘noche’ cuando aparece un sol. Unos segundos para cantar ‘piensa en la respuesta, no me la digas’ son suficientes para mejorar su desempeño en esa tarea típica de entrenamiento del autocontrol (ver video).

Memoria de trabajo

Es una memoria a corto plazo que nos permite mantener y manipular información que es necesaria para realizar tareas cognitivas complejas como razonar o aprender. Cuando el niño manifiesta déficits en su memoria de trabajo tiene dificultad para pensar en varias cosas a la vez u olvida el significado de lo que va escribiendo, por ejemplo. Por ello, resulta útil para estos niños subrayar, apuntar todo lo necesario, desarrollar ciertos automatismos al leer o escribir o clarificar los objetivos de aprendizaje (Marina y Pellicer, 2015).

La narración de historias constituye una estupenda forma de ejercitar la memoria de trabajo del niño porque focaliza la atención durante periodos de tiempo prolongados y necesita recordar todo lo que va sucediendo -como la identidad de los distintos personajes o detalles concretos de la historia- e integrar la nueva información en lo ya sucedido. Y como una muestra más de la naturaleza social del ser humano, se ha comprobado que cuando se le narra una historia al niño mejora más su vocabulario y el recuerdo de detalles de la misma que cuando la lee simplemente, siendo muy importante la interacción entre el adulto que cuenta la historia y el niño (Gallets, 2005). Asimismo, cuando el niño cuenta una historia al compañero que previamente ha escuchado, intenta memorizar la letra de una canción en la que interviene o participa en un juego que consiste en realizar movimientos concretos asociados a imágenes aparecidas, también ejercita su memoria de trabajo.

Flexibilidad cognitiva

Es la capacidad para cambiar de forma flexible entre distintas tareas, operaciones mentales u objetivos. Conlleva el manejo de estrategias fluidas que nos permiten adaptarnos a situaciones inesperadas pensando sin rigidez y liberándonos de automatismos poco eficientes. Como, por ejemplo, cuando el niño participa en una actividad en la que en unas situaciones ha de hablar y, en otras, ha de escuchar. O cuando tiene que elegir entre diferentes estrategias para resolver un problema y existe la necesidad de ser creativo. Es por ello que el desarrollo de la flexibilidad cognitiva se puede facilitar si utilizamos analogías y metáforas, planteamos problemas abiertos, permitimos diferentes opciones para la toma de decisiones o asumimos con naturalidad el error en el proceso de aprendizaje. Tareas como llevar una cometa, jugar a fútbol o caminar por un entorno natural conllevan un uso adecuado de la flexibilidad mental, porque se han de ir ajustando las decisiones a las circunstancias que se van dando.

En la práctica, estas funciones básicas pueden intervenir relacionadas. Así, por ejemplo, mediante el juego simbólico -una estupenda forma de fomentar el pensamiento creativo o la conciencia emocional-, los niños deben mantener su rol y recordar el de los compañeros (memoria de trabajo), actuar según el personaje elegido (control inhibitorio) o ajustarse a los cambios de roles (flexibilidad cognitiva). Y qué importante es no subestimar la capacidad de los niños y fomentar su autonomía, lo cual es posible si los adultos somos capaces también de controlar nuestros impulsos y no intervenir de forma prematura. En el siguiente video se muestra cómo un niño de 3 años es capaz de no distraerse ante los estímulos externos en el aula y de resolver una tarea con bloques focalizando la atención y perseverando ante la misma. Juega, disfruta y aprende.

A continuación analizamos brevemente algunos programas o intervenciones que se han puesto en práctica en el aula y que parecen incidir positivamente sobre el desarrollo de las funciones ejecutivas, especialmente en aquellos alumnos con peor funcionamiento de las mismas o que pertenecen a entornos socioeconómicos desfavorecidos:

Programas informáticos

Existen programas de ordenador que integran el componente lúdico, como Cogmed, que han resultado beneficiosos para mejorar la memoria de trabajo, aunque no está claro que esta mejora pueda transferirse a las tareas académicas (Roberts et al., 2016). Con el videojuego NeuroRacer (ver figura 2) que está diseñado para realizar dos tareas a la vez, una de discriminación perceptiva y otra de coordinación visomotora, se mejoró en adolescentes y en personas mayores la atención sostenida y la memoria de trabajo, dos capacidades no entrenadas (Anguera et al., 2013). Hay indicios de que determinados juegos de ordenador sí que pueden mejorar las capacidades cognitivas también en los niños, como en el caso del entrenamiento de la atención ejecutiva (Rueda et al., 2012).

Figura 2

Programas de actividad física

Aunque los programas de actividad física continuados han producido efectos positivos sobre el aprendizaje en niños y adolescentes, los mejores resultados para las funciones ejecutivas se obtienen cuando se combina con una mayor actividad mental, como en el caso de las artes marciales. En un estudio en el que participaron niños con edades comprendidas entre los 5 y los 11 años se analizaron los efectos producidos por un programa de taekwondo respecto a los de un programa de educación física tradicional. Después de tres meses, los resultados indicaron que los alumnos del grupo de artes marciales habían mejorado más que los del otro grupo en todas las medidas realizadas de las funciones ejecutivas, tanto cognitivas como afectivas, y en la autorregulación emocional (Lakes y Hoyt, 2004), algo especialmente útil en alumnos con TDAH.

Programas de educación emocional

Este tipo de programas promueven el aprendizaje de toda una serie de competencias sociales y emocionales, como el autocontrol u otras asociadas a las funciones ejecutivas. Así, por ejemplo, en el programa PATHS se les enseña a los niños que cuando están enfadados han de abrazarse como una tortuga y hacer un par de respiraciones profundas. Este parón les ayuda a calmarse. Y muy beneficiosos han resultado también programas que incorporan técnicas de relajación y meditación en el aula, como MindUP. Este programa de entrenamiento en mindfulness que se combina con actividades que promueven el optimismo, la gratitud o la bondad incide sobre las funciones ejecutivas de los niños mejorando su control inhibitorio (ver figura 3) y su gestión del estrés (Schonert-Reichl et al., 2015).

Figura 3

Enseñanza bilingüe

Nuestro cerebro tiene una enorme capacidad para aprender varias lenguas en la infancia temprana y ello confiere diversas ventajas. Las personas bilingües muestran una mejor atención ejecutiva y obtienen mejores resultados en tareas que requieren control inhibitorio, memoria de trabajo visuoespacial o flexibilidad cognitiva. En el caso de niños de 5 años ya se han identificado los patrones de actividad electrofisiológica que diferencian a los cerebros bilingües respecto a los monolingües y que les permiten un mejor desempeño ejecutivo (Barac, Moreno y Bialystoc, 2016). Incluso, cuando bebés de 7 meses aprenden a identificar una señal auditiva o visual que anticipa la aparición de un objeto en una pantalla, aquellos que son educados en un entorno bilingüe son capaces de reorientar la atención cuando el objeto aparece de forma sorpresiva en otra posición, a diferencia de los monolingües que siguen esperando que el objeto aparezca en la misma situación (Kovacs y Mehler, 2009; ver figura 4).

Figura 4

En la práctica

Como hemos comentado, existen diferentes formas de entrenar directamente las funciones ejecutivas. Sin embargo, Adele Diamond (2014), una de las pioneras en el campo de la neurociencia cognitiva del desarrollo, sugiere que las tareas que provocan la mayor mejora de las funciones ejecutivas son aquellas que las trabajan de forma indirecta, incidiendo en aquello que las perjudica -como el estrés, la tristeza, la soledad o una mala salud- provocando mayor felicidad, vitalidad física y un sentido de pertenencia al grupo. ¿Y cuáles son estas estrategias? Pues todas aquellas que están en concordancia con lo que proponemos desde la neuroeducación. Si para un buen funcionamiento ejecutivo lo más importante es fomentar el bienestar emocional, social o físico, el aprendizaje del niño tiene que estar vinculado al juego, el movimiento, las artes o la cooperación. O si se quiere, nada mejor para facilitar un aprendizaje eficiente y real que promover la educación física, el juego, la educación artística y la educación socioemocional. Todo ello en consonancia con el proceso natural de maduración del cerebro humano porque en cualquier cultura los niños aprenden a descubrir el mundo que les envuelve bailando, cantando, dibujando, jugando, compartiendo, resolviendo retos… todas ellas tareas que colman las necesidades sociales que tenemos los seres humanos. Seguramente, el entrenamiento puramente cognitivo no es la mejor forma de mejorar la cognición. El éxito académico y personal requiere atender las necesidades sociales, emocionales y físicas de los niños. Una nueva educación es posible. Nuestro cerebro plástico y social agradecerá el nuevo cambio de paradigma.

Jesús C. Guillén

 

Referencias:

  1. Anguera et al. (2013): “Video game training enhances cognitive control in older adults”. Nature 501(7465), 97-101.
  2. Baggetta P., Alexander P. A. (2016): “Conceptualization and Operationalization of Executive Function”. Mind, Brain, and Education 10 (1), 10-33.
  3. Barac R., Moreno S., Bialystok E. (2016): “Behavioral and electrophysiological differences in executive control between monolingual and bilingual children”. Child Development 87 (4), 1277-1290.
  4. Best J. R. et al. (2011): “Relations between executive function and academic achievement from ages 5 to 17 in a large, representative national simple”. Learning and Individual Differences 21, 327-336.
  5. 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.
  6. Diamond A. (2013): “Executive functions”. The Annual Review of Psychology 64, 135-168.
  7. Diamond A. (2014): “Executive functions: Insights into ways to help more children thrive”. Zero to Three 35(2), 9-17.
  8. Gallets M. P. (2005): “Storytelling and story reading: a comparison of effects on children’s memory and story comprehension”. Electronic Theses and Dissertations. Paper 1023.
  9. Kovács A. M., Mehler J. (2009): “Cognitive gains in 7-month-old bilingual infants”. PNAS 106, 6556–6560.
  10. Lakes K. D., Hoyt W. T. (2004): “Promoting self-regulation through school-based martial arts training”. Applied Developmental Psychology 25, 283–302.
  11. Marina, José Antonio y Pellicer, Carmen (2015). La inteligencia que aprende. Madrid: Santillana.
  12. Moraine, Paula (2014). Las funciones ejecutivas del estudiante. Madrid: Narcea.
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  17. Sigman, Mariano (2015). La vida secreta de la mente: nuestro cerebro cuando decidimos, sentimos y pensamos. Buenos Aires: Debate.

Alimentos para una buena salud cerebral: implicaciones educativas

Los beneficios de una buena alimentación se traducen en un gran rendimiento del cerebro, el cual tendría muchas dificultades para realizar sus funciones si desde un principio no recibe los nutrientes necesarios que aporta una dieta equilibrada.

Tomás Ortiz

Sabemos que nuestro cerebro, en promedio, constituye únicamente el 2% del peso corporal. Sin embargo, sus necesidades energéticas son muy altas: como mínimo representan el 20% del consumo energético corporal (Magistretti y Allaman, 2015). Pero no todas las calorías tienen la misma incidencia positiva sobre nuestras capacidades cognitivas y estados anímicos. Si en anteriores artículos explicábamos la importancia del ejercicio físico y del sueño sobre el aprendizaje, en el presente artículo queremos analizar los beneficios de los hábitos nutricionales adecuados para una buena salud cerebral y su incidencia sobre el rendimiento académico del alumnado. Porque, efectivamente, nuestro cerebro es el resultado de lo que comemos. Aunque también es muy importante cuando lo comemos.

Somos lo que comemos

La buena alimentación y un estilo de vida sano inciden de forma positiva sobre el cerebro afectando a toda una serie de procesos moleculares y celulares asociados al metabolismo energético y a la plasticidad sináptica y que son fundamentales para la transmisión y procesamiento de la información en el cerebro (Gómez-Pinilla y Tyagi, 2013; ver figura 1). Y ello tiene una incidencia directa, por ejemplo, en el aprendizaje o en el retraso de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Figura 1

A ello puede contribuir una dieta variada en la que estén presentes algunos nutrientes concretos, como en el caso de la dieta mediterránea caracterizada por un alto consumo de verduras, frutas, cereales, pescados o grasas insaturadas como el aceite de oliva. Por ejemplo, los ácidos grasos omega 3, en especial el DHA que está presente en el pescado azul (ver figura 2), son muy importantes para el buen funcionamiento neuronal porque forman parte de sus membranas. Estos omega 3 pueden regular la molécula BDNF -que generamos también con el ejercicio físico y que está asociada a la plasticidad sináptica, la neurogénesis o la vascularización cerebral- a través incluso de cambios epigenéticos que modifican la expresión génica (Dauncey, 2015) y son esenciales para una buena transmisión de información entre neuronas. De hecho, se han encontrado niveles más bajos del importante ácido DHA en niños con peor rendimiento académico (Montgomery et al., 2013). O los polifenoles, que podemos encontrar en las frutos rojos, el vino tinto o el chocolate negro, mejoran aspectos de las funciones sinápticas debido a su efecto antioxidante (Meeusen, 2014).

La nutrición es muy importante en los primeros años de vida, especialmente los alimentos ricos en proteínas (por ejemplo, pescado, carnes magras o productos lácteos con poca grasa) porque intervienen en el desarrollo neuronal. Por ejemplo, una dieta de mayor calidad durante los tres primeros años tiene un efecto positivo en la capacidad verbal y no verbal de los niños a los 10 años de edad. Por el contrario, una mala nutrición durante el primer año de vida está asociada a un mayor deterioro cognitivo en la adultez (Waber et al., 2014). De hecho, esta nutrición inadecuada podría explicar el menor desarrollo de la corteza cerebral que se ha encontrado en niños que han crecido en entornos de pobreza (Noble et al., 2015).

Figura 2

El poder del desayuno

Cuando nos levantamos, tras varias horas de ayuno, los depósitos de glucógeno -forma de almacenarse los hidratos de carbono en el hígado y los músculos- han disminuido bastante. Sabemos que nuestro cerebro requiere un alto consumo de energía que nos la aportarán los alimentos con hidratos de carbono. Pero su buen funcionamiento no se limita a los recursos energéticos principales y esa es la razón por la que necesita, como a veremos a continuación, una cantidad adecuada de proteínas y grasas buenas, como los omega 3 que comentábamos en el apartado anterior. Y ello puede repercutir en el rendimiento académico del alumnado.

Cuando hace un tiempo analizamos los hábitos de sueño de 21 adolescentes (leer), comprobamos que un alto porcentaje de los mismos (81%) se encontraba cansado en muchas ocasiones (ver figura 3). Esto podía justificarse porque la gran mayoría de ellos no dormía las horas adecuadas (las necesidades de sueño en los adolescentes sabemos que son mayores). Pero indagando un poco más comprobamos que muchos de ellos no seguían hábitos nutricionales adecuados y, en concreto, no desayunaban, algo que está muy generalizado entre los adolescentes (Adolphus et al., 2015) y que puede contribuir tanto a la fatiga física como a la mental.

Figura 3

Cuando se ha analizado el rendimiento académico de niños y adolescentes que desayunan frente a los que no lo hacen, se ha comprobado, en especial para aquellos menores de 13 años, que los que desayunan se desenvuelven mejor en tareas escolares que requieren atención y memoria y en la resolución de problemas, obteniendo mejores resultados en pruebas matemáticas (Adolphus et al., 2013). Estos efectos positivos son menos claros en lo referente a la incidencia sobre cuestiones conductuales.

En la práctica, una de las medidas que se podrían aplicar son programas de desayunos escolares, los cuales se han probado con mucho éxito en varios países. Pero resulta fundamental compartir los conocimientos y experiencias relacionadas con los hábitos nutricionales con los propios alumnos. Aunque no existe consenso sobre cuál sería el tipo de desayuno más beneficioso, sí que conocemos ciertas pautas generales que pueden beneficiar esa comida y el resto que se realicen durante el día. Así, por ejemplo, sabemos que las necesidades energéticas del cerebro durante el día requieren la mayor cantidad de hidratos de carbono en la primera comida o que el buen funcionamiento del hipocampo y de las regiones que intervienen en las funciones ejecutivas necesita una cierta cantidad de proteínas matinal (Hasz y Lamport, 2012). Respecto a esto último, el cerebro utiliza el aminoácido tirosina, que se encuentra en alimentos ricos en proteínas como los lácteos, huevos, carnes o pescado, para sintetizar neurotransmisores como la noradrenalina o la dopamina que son fundamentales en los procesos de atención y aprendizaje (Jensen, 2008). Ello sugiere la importancia de no restringir los desayunos a alimentos con hidratos de carbono presentes en el pan o los cereales, por ejemplo.

Ya lo dice el sabio refranero: “Desayuna como un rey, come como un príncipe y cena como un mendigo”. Aunque…

Más comidas

Está claro que el desayuno puede afectar al rendimiento académico de los niños y los adolescentes. Pero otra cuestión diferente que no suele considerarse es la importancia de mantener los niveles de azúcar en sangre estables para evitar esos bajones energéticos que todos conocemos. Y para ello, no es lo más adecuado restringirse únicamente a las tres comidas tradicionales. Para combatir la fatiga es muy útil realizar varias pequeñas comidas al día para mantener estables los niveles de azúcar (glucosa) y evitar así los picos de insulina que producen aletargamiento, como tras una comida copiosa en la que predominan los hidratos de carbono con un alto índice glucémico que pueden ser útiles solo cuando existe una necesidad energética grande inmediata, como la que se da después de una sesión intensa de ejercicio físico o en el desayuno tras muchas horas de ayuno. Si los niños tienen bajos niveles de glucosa durante las tareas académicas, puede verse perjudicado el aprendizaje y el rendimiento cognitivo (Ortiz, 2009) y la correspondiente pérdida de concentración puede originarse por el excesivo tiempo transcurrido entre las comidas correspondientes. Los niveles adecuados de glucemia se pueden facilitar en el transcurso de la jornada escolar si los alumnos comen un tentempié en forma de bocadillo, fruta o yogur, a parte del desayuno, por supuesto. Una comida rica en proteínas y vitaminas garantizará un buen rendimiento intelectual por la tarde y la merienda debería aportar más hidratos de carbono que la cena porque las necesidades energéticas tras la última comida del día son mucho menores. En la cena habría que evitar los alimentos y bebidas estimulantes que perjudicarán el sueño reparador que es tan importante para el aprendizaje.

Figura 4

¿Y el agua?

Sabemos que una buena hidratación es necesaria para la salud y el bienestar personal. Pero, ¿está justificada la gran fascinación que muestran por la ingesta de agua ciertos programas educativos?

Lo que se sabe es que la deshidratación, incluso en pequeñas proporciones, puede perjudicar capacidades cognitivas asociadas a la memoria a corto plazo o la percepción visual, y el estado de ánimo, especialmente en niños y en personas de edad avanzada (Masento et al., 2014). Y no podemos ignorar las condiciones ambientales en las que el alumno se encuentra porque el ejercicio físico o las altas temperaturas pueden aumentar las necesidades hídricas. En estos contextos especiales, el sistema de vigilancia desarrollado por nuestro cerebro que nos hace sentir sed, y que hace que olvidarnos de beber agua no sea un problema, es menos fiable. Sin embargo, una cuestión diferente es que necesitemos beber ocho vasos de agua al día porque si no el tamaño de nuestro cerebro disminuirá o que los niños en situaciones normales sean proclives a la deshidratación voluntaria. Como bien plantea el neurocientífico Paul Howard-Jones (2011, p. 70): “animar a los niños a que beban agua y permitir que lo hagan cuando tengan sed es un enfoque más prudente que vigilar constantemente la cantidad de agua que consumen”. No obstante, en un estudio muy reciente en el que han intervenido importantes investigadores de la Universidad de Illinois se ha encontrado una asociación entre el consumo de agua en niños de 8 y 9 años de edad y el desempeño en una tarea de inhibición, es decir, un mayor consumo de agua permitiría a los niños un mejor rendimiento en tareas que requieren un buen uso de las funciones ejecutivas del cerebro (Khan et al., 2015). Como siempre pasa en ciencia, esperamos nuevas investigaciones.

Conclusiones finales

Los profesores deberíamos ser conscientes de lo importante que es para nuestro cerebro la adquisición de buenos hábitos nutricionales. Es por ello que hay que enseñar a los alumnos y también a las familias la incidencia de la buena alimentación sobre el rendimiento académico y, a más largo plazo, sobre la salud general. Porque cuando nos mantenemos activos realizando deporte y lo acompañamos de una dieta equilibrada -como la mediterránea, rica en pescado, verduras, frutas, cereales o frutos secos- evitando demasiados azúcares procesados o grasas malas que nuestro organismo no asimila de forma adecuada, mejoran nuestras capacidades físicas e intelectuales. Debido a la continua interacción entre el cuerpo y el cerebro que resulta imprescindible para el aprendizaje y que nos caracteriza a los seres humanos, si le damos al cuerpo lo que necesita, habrá una mayor probabilidad de que el cerebro aprenda de forma más eficiente.

En el fondo, todo se reduce a: lo que es bueno para el corazón, es bueno para el cerebro.

Jesús C. Guillén

 

Referencias:

  1. Adolphus, K., Lawton, C.L., Dye, L. (2013): “The effects of breakfast on behavior and academic performance in children and adolescents”. Frontiers in Human Neuroscience 7 (425).
  2. Adolphus, K., Lawton, C.L., Dye, L. (2015): “The relationship between habitual breakfast consumption frequency and academic performance in British adolescents”. Frontiers in Public Health 3(68).
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