Els principis cognitius de l’aprenentatge després del model d’ensenyament 5E

banner-5E

Héctor Ruiz Martín i Rodger W. Bybee, 24 de març de 2022.

L’International Journal of STEM Education publica el mes de març «The cognitive principles of learning underlying the 5E Model of Instruction», un article elaborat per Héctor Ruiz Martín, director de la International Science Teaching Foundation, i Rodger W. Bybee, director de l’equip que va desenvolupar el model de les 5E. Els autors hi exposen els principis de les ciències cognitives sobre com aprenen les persones que hi ha al darrere del model i que podrien explicar teòricament la seva eficàcia com a seqüència d’aprenentatge.

EL MODEL 5E


El model de les 5E és una proposta per estructurar les unitats didàctiques en les matèries cientificotecnològiques, que va desenvolupar el Biological Sciences Curriculum Study (BSCS) el 1987, inspirat en altres models d’ensenyament com el cicle d’aprenentatge d’Atkin i Karplus, o el cicle d’aprenentatge del Science Curriculum Improvement Study (SCIS). Al llarg de les últimes dècades, múltiples estudis han aportat evidències de millores significatives en els aprenentatges conceptuals, el desenvolupament de les competències científiques i l’interès per la ciència per part dels estudiants, com a conseqüència de la introducció d’aquesta proposta a les aules.

LES FASES


El model de les 5E consta de cinc fases: Engage, Explore, Explain, Elaborate i Evaluate. La dissertació de Ruiz Martín i Bybee estableix possibles vincles entre cada una d’aquestes etapes i la literatura científica en l’àmbit de com aprenen les persones (psicologia cognitiva, psicologia del desenvolupament i neurociència, principalment).

Engage (Engeguem)


En aquesta etapa, el docent introdueix un problema o un esdeveniment en un context familiar que els estudiants no són capaços d’explicar perquè no encaixa amb els seus coneixements previs. Aquesta situació promou dos tipus de motivació: contextual (extrínseca) i cognitiva (intrínseca). La primera es basa en el fet que els alumnes aprecien les implicacions de la situació plantejada en la vida real, és a dir, en reconeixen el valor instrumental. La segona es fonamenta en la curiositat que sorgeix quan les persones s’adonen que els seus coneixements no poden explicar satisfactòriament una observació que els desconcerta. Aquest conflicte cognitiu exerceix un paper motivador fonamental, perquè, com s’apunta en el model clàssic de canvi conceptual, crea en l’estudiant la necessitat d’adquirir un model explicatiu més adequat.

D’altra banda, aquesta etapa proporciona una oportunitat per activar els coneixements previs de l’alumnat. La literatura científica posa de manifest que mobilitzar les idees que els estudiants tenen relacionades amb el que aprenen facilita la integració del nou material, perquè aprendre consisteix precisament a crear connexions entre el que se sap i la informació que aporten les experiències noves. Això és així perquè la memòria humana no emmagatzema informació redundant, sinó que utilitza la informació ja consolidada per construir records nous que comparteixin aquestes característiques.

Però l’aprenentatge no és solament un procés d’«assimilació», en el qual s’incorpora informació nova a les estructures de coneixement existents, sinó que també sol requerir un procés d’«acomodament», en què les estructures conceptuals prèvies de l’alumne s’han de reestructurar per permetre l’encaix dels coneixements nous.En aquesta fase el paper dels docents consisteix a guiar el pensament dels estudiants cap a aquells aspectes rellevants per a la tasca d’aprenentatge. Malgrat que alguns estudiants poden activar espontàniament els seus coneixements previs mentre aprenen, d’altres necessiten suport i orientació, i el docent els pot ajudar en aquesta comesa oferint oportunitats explícites per fer-ho. En aquest sentit, les dinàmiques que es generen a l’aula en aquesta fase ofereixen interessants oportunitats per als debats en grup i l’aprenentatge cooperatiu, dues estratègies de base sociocognitiva que poden conduir a entorns d’ensenyança i aprenentatge més fructífers.

Explore (Explorem)


L’etapa d’exploració consisteix en una activitat d’investigació guiada pel docent. Els estudiants tenen l’oportunitat, aquí, de resoldre el conflicte cognitiu que se’ls ha presentat en la primera fase i construir explicacions noves que tinguin sentit per a ells. 

Per tant, aquesta etapa busca promoure les connexions entre els coneixements previs dels alumnes i les noves idees a aprendre. Per fer-ho, les activitats d’aquesta etapa segueixen un enfocament basat en la indagació guiada que fomenta el raonament i la construcció de significat per part dels estudiants. Aquest enfocament se sustenta en una de les troballes més bàsiques de la psicologia cognitiva: les persones aprenen i recorden més bé quan processen el que estan aprenent en termes de significat, és a dir, quan tracten d’entendre-ho. En aquest sentit, la forma en què s’organitzen les activitats d’aprenentatge en aquesta fase indueix els estudiants a pensar sobre el que aprenen per poder avançar.

El paper del docent resulta fonamental per proporcionar una bastida cognitiva, que permeti als estudiants avançar en els seus raonaments i conclusions, i per promoure que els alumnes s’ajudin mútuament a l’hora de resoldre els problemes, a partir dels coneixements del grup. El docent planteja problemes, formula preguntes per aclarir les explicacions, i suggereix vies que fan avançar el grup cap al seu objectiu, deixant que sigui el mateix estudiant el que infereixi les seves explicacions a partir de les observacions. La investigació reflecteix que tant la cooperació en les activitats de resolució de problemes com l’argumentació milloren el desenvolupament cognitiu dels estudiants.

Explain (Expliquem)


En l’etapa d’explicació, els docents introdueixen de manera directa i formal els conceptes desenvolupats en l’etapa d’exploració, i ajuden els alumnes a organitzar els coneixements nous de tal manera que se’n faciliti l’adquisició i la posterior capacitat d’aplicació.

Les investigacions han posat de manifest que quan els estudiants reben una estructura organitzativa en la qual encaixar els coneixements nous, aprenen més eficaçment que quan se’ls deixa deduir aquesta estructura conceptual per si mateixos.

Evidentment, igual que en les fases anteriors, les definicions i explicacions formals dels models i conceptes també poden ser construïdes de manera cooperativa pels alumnes amb l’estreta orientació del docent.

Elaborate (Elaborem)


L’etapa d’elaboració desafia l’alumnat a aplicar el que han après en la resolució de problemes en contextos nous. Aquí els coneixements adquirits es demostren «productius», és a dir, útils per entendre i resoldre situacions diferents de les que s’han utilitzat per construir els conceptes i procediments.

Les investigacions suggereixen que exposar els alumnes a múltiples contextos fomenta una comprensió més profunda. És probable que la descontextualització empenyi l’estudiant a abstreure les característiques rellevants dels conceptes treballats i desenvolupi així una representació flexible del coneixement. Aquesta propietat és la que permet que allò après esdevingui transferible a situacions noves.

Evaluate (Avaluem)


Finalment, en l’etapa d’avaluació, es valoren els coneixements i habilitats adquirits per cada alumne a través d’una activitat que desafia la seva comprensió. Malgrat que el model tradicional ubica l’avaluació al final del procés d’aprenentatge, els dissenyadors del model de les 5E recomanen integrar l’etapa d’avaluació al llarg de tota la seqüència. 

Des d’una perspectiva cognitiva, l’avaluació no solament és útil per valorar l’aprenentatge i proporcionar una retroacció o feedback sobre l’adquisició de coneixements de l’estudiant. Els psicòlegs cognitius han demostrat que recuperar informació de la memòria a llarg termini és una de les accions més eficaces per reforçar l’aprenentatge, fins i tot més que tornar a estudiar.

Per tant, la fase d’avaluació de les 5E és també una fase d’aprenentatge, especialment si s’aplica no solament al final, sinó al llarg de tota la seqüència d’aprenentatge.

CONCLUSIONS


El model d’instrucció de les 5E va ser dissenyat a finals de la dècada de 1980 amb la idea de traduir dècades d’investigació en didàctica de les ciències en un cicle d’aprenentatge que els docents poguessin utilitzar eficaçment a les aules. La investigació en ciències cognitives, d’altra banda, pot fonamentar els beneficis per a l’aprenentatge d’aquest model, les fases del qual encaixen amb allò que sabem sobre com aprenen les persones.

De fet, es podria argumentar que el model de les 5E és eficaç perquè els alumnes disposen de temps, orientacions i diverses oportunitats per involucrar-se cognitivament amb l’objecte d’aprenentatge, d’una manera que els condueix a establir connexions entre el que saben i el que se’ls proposa aprendre.

Descobreix Science Bits
Descobreix Math Bits

Enllaç a l’article original: The cognitive principles of learning underlying the 5E Model of Instruction


SOBRE ELS AUTORS

Héctor Ruiz Martín és un investigador independent afiliat a la International Science Teaching Foundation (Brighton, Regne Unit), una organització sense afany de lucre que desenvolupa recursos basats en la recerca per a l’ensenyament i l’aprenentatge de les ciències. Alguns d’aquests recursos es basen en el model d’instrucció de les 5E.

Rodger W. Bybee va liderar l’equip del Biological Science Curriculum Study (BSCS) que va dissenyar i va crear el model d’instrucció de les 5E el 1987. El BSCS (Boulder, Colorado, EUA) és una organització independent sense afany de lucre que ofereix programes d’investigació i lideratge en educació científica i plans d’estudis als Estats Units.


ARTICLES RELACIONATS