EL SISTEMA 4MAT DE ESTILOS DE APRENDIZAJE EN LA ENSEÑANZA DE LA FISÍCA A NIVEL UNIVERSITARIO

EL SISTEMA 4MAT DE ESTILOS DE APRENDIZAJE EN LA ENSEÑANZA DE LA FISÍCA A NIVEL UNIVERSITARIO

Mario H. Ramírez Díaz (CV)
Instituto Politécnico Nacional de México

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5 Conclusiones

A lo largo de este trabajo se ha tratado de establecer la utilidad del Sistema 4MAT para la enseñanza de la física a nivel universitario. En el primer capítulo de este trabajo de plantearon preguntas de investigación y se propusieron hipótesis de trabajo para dar respuesta a dichas preguntas. En este capítulo se muestran las conclusiones de aplicar el Sistema 4MAT en la enseñanza de la física a nivel universitario, y se comparan los resultados obtenidos de esta aplicación (presentados en el capítulo anterior) con las hipótesis presentadas en el primer capítulo de este trabajo para dar respuesta a las preguntas de investigación.
La primera pregunta de investigación planteada fue la siguiente:
¿Cómo puede el Sistema 4MAT ser implementado a un curso de física a nivel universitario?
Para esta pregunta se propuso la siguiente hipótesis:
El Sistema 4MAT se puede aplicar a la enseñanza de la física en el nivel universitario al crear, desarrollar y aplicar estrategias de aprendizaje dirigidas a los cuatro estilos de aprendizaje y los dos hemisferios cerebrales, dentro de un ciclo de aprendizaje. Estás estrategias pueden ser evaluadas al cerrar el ciclo y calificar el aprendizaje logrado por los estudiantes.
Después de hacer la investigación bibliográfica sobre el Sistema 4MAT, se pudo organizar un ciclo de aprendizaje que incluyo estrategias para los cuatro estilos de aprendizaje. Este ciclo de aprendizaje fue construido basado en un programa de física en uso actualmente, el de la materia de física de la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales de la ESCOM-IPN. Las cuatro estrategias utilizadas en los ocho pasos del ciclo de aprendizaje, incluían en su programación actividades para estimular ambos hemisferios del cerebro. El ciclo de aprendizaje propuesto (presentado en el capítulo 3), cubrió completamente el tema de fuerza de acuerdo a las necesidades del programa de física de la ESCOM-IPN. El diseño del ciclo presento dificultades en la programación de las actividades en tiempo, es decir, el tiempo dedicado a cada actividad sobrepaso el tiempo asignado para impartir el tema por parte del programa de la ESCOM-IPN. No obstante, al implementar el ciclo se procuró hacer los ajustes en tiempo de manera que al ser utilizado en un curso normal, este ciclo se ajustara al tiempo propuesto para impartir el tema sugerido por el programa.
Otra dificultad que se encontró para el diseño del ciclo de aprendizaje, reside en los espacios físicos necesarios para la implementación del mismo. Al ser un ciclo orientado a la enseñanza de la física (en particular el tema de fuerza), se hace necesario el uso de un laboratorio, así como tener un espacio adecuado para la exposición temática por parte de los estudiantes. En el caso de este trabajo, se contó con el laboratorio de física de la ESCOM-IPN para la realización de las pruebas del ciclo, pero en condiciones normales este tipo de espacios no siempre están disponibles.
Finalmente, el diseño de las actividades permitió la evaluación de las mismas, tanto del proceso, como del resultado de su aplicación. La evaluación del proceso, tal como se mostró en el capítulo anterior, lleva a que el ciclo de aprendizaje propuesto para la enseñanza del tema Fuerza, es susceptible de aplicar, abarcando la profundidad y objetivos del programa sobre el que se basó el diseño. La evaluación hecha por los estudiantes arroja como resultado un grado de satisfacción alto con las estrategias implementadas. Al incluir actividades que involucran a los cuatro estilos de aprendizaje, todos los estudiantes se sienten cómodos en alguna etapa del ciclo. Por otro lado, se pueden retroalimentar del estilo de aprendizaje predominante de sus compañeros. Todos los estudiantes manifestaron comodidad en alguna de las actividades, por lo que al comparar el concepto de fuerza que manifestaron en el paso uno del ciclo, con lo expresado en el cuestionario final se notó una gran mejoría, “misconceptions” menos marcados.
La segunda pregunta de investigación formulada fue la siguiente:
¿Es viable el Sistema 4MAT para la enseñanza de la física a nivel universitario en tiempo, alcance de objetivos de un programa y adquisición de conocimientos y competencias de los estudiantes?
La hipótesis planteada para dar respuesta fue:
El Sistema 4MAT es adaptable a un programa de física a nivel universitario, de manera que se ajusta en tiempo y forma a las necesidades de aprendizaje de los estudiantes. El utilizar ciclos de aprendizaje utilizando el Sistema 4MAT permite desarrollar competencias en un mayor número de estudiantes al incluir a los estudiantes de los cuatro estilos, mejorando significativamente la calidad del aprendizaje.
Como se mencionó anteriormente, en la implementación del ciclo de aprendizaje se hicieron adecuaciones para poder empatar en tiempo a lo solicitado por el programa de física de la ESCOM-IPN. El ciclo fue diseñado para abarcar lo solicitado por el programa de física de la ESCOM-IPN en lo referente a los temas a tocar, la profundidad y objetivos a cumplir. Por otro lado, al generar estrategias dirigidas específicamente a cada estilo de aprendizaje, se pudo abarcar a todos los estudiantes, se desarrollaron sus competencias específicas para el aprendizaje de la física. Con la discusión estudiantes que no suelen expresar sus conceptos (correctos, errados, desviados, etc.), como los estudiantes Estilo 2, manifestaron estos conceptos, mientras que se tuvo una retroalimentación con el grupo. Con la clase teórica tradicional, los estudiantes desarrollaron el formar conceptos abstractos a partir de la guía del profesor y los libros de texto. Con la práctica del laboratorio, se estimuló el manejo de equipo y material, además del trabajo en equipo por parte de todos los estudiantes. Finalmente con la exposición, los estudiantes “aterrizaron” el concepto en una situación cercana a ellos, en el caso de estudio del ESCOM-IPN, se desarrollaron programas y simulaciones alrededor del tema de fuerza. Los estudiantes por otro lado, se sintieron cómodos en alguna de las etapas del ciclo, sin embargo, al ser una combinación de estilos con un estilo preponderante, aprovecharon en mayor o menor medida el resto de las actividades dirigidas a los estilos no predilectos, esto provocó que maximizaran su potencial para el aprendizaje del tema. Finalmente, la mejora significativa entre los conceptos de fuerza de los estudiantes, antes y después de la aplicación del ciclo en la mayoría de los estudiantes, permite concluir que el ciclo es una herramienta eficaz en la enseñanza de la física en el nivel universitario.
La tercera pregunta de investigación enunciada fue la siguiente:
¿El Sistema 4MAT muestra ser eficiente en comparación con otros modelos educativos en la enseñanza de la física a nivel universitario?
Mientras que la hipótesis formulada fue la siguiente:
El Sistema 4MAT presenta un alto grado de eficiencia en la enseñanza de la física en comparación con la enseñanza tradicional, abarca a un mayor número de estudiantes al involucrar los cuatro estilos de aprendizaje, permite al instructor diseñar estrategias que lleven al “centro” a la mayoría de los estudiantes y que le permiten detectar conceptos errados o desviados con mayor facilidad, así como también diferenciar las actitudes de los estudiantes en función de su estilo de aprendizaje para poder interpretarlas y atenderlas, aumentando con esto la eficiencia en la enseñanza.
El comparativo que se pudo establecer en principio fue contra la instrucción tradicional que recibieron los estudiantes. En el caso de estudio que presenta este trabajo, los estudiantes pudieron hacer un comparativo entre su primer curso de física del primer semestre de la carrera con el tema expuesto con el ciclo de aprendizaje basado en el Sistema 4MAT. Los estudiantes manifestaron una preferencia por el ciclo de aprendizaje del Sistema 4MAT con respecto a su curso tradicional. Por otro lado, como se mencionó anteriormente, los estudiantes manifestaron una mejora en los conceptos que expresan en relación con los conceptos adquiridos en su curso normal. Es importante mencionar que al conformar el grupo de estudio se les preguntó a los estudiantes la calificación obtenida y el profesor con quien cursaron la materia en su primer semestre. La evaluación cualitativa hecha del ciclo por medio de las exposiciones realizadas por los estudiantes, arrojo que todos los estudiantes mostraron un avance dentro del conocimiento del concepto de fuerza, avance que se expresó en los diversos estilos de los estudiantes, pero sin excepción, todos manifestaron un grado significativo de avance.
Con respecto a otros sistemas de enseñanza, el Sistema 4MAT presentó un buen grado de eficacia, el comparativo se puede establecer con los resultados reportados por Larkin (Larkin, 2003) y Bowers (Bowers, 1987). En el caso de Larkin, se reporta el uso del método de Dunn y Dunn, que también utiliza los estilos de aprendizaje, mientras que Bowers reporta el uso del Sistema 4MAT, solo que en este caso, a nivel bachillerato.
Al igual que Larkin, los resultados de este trabajo muestran la utilidad como herramienta de las estrategias basadas en los estilos de aprendizaje. Por otro lado, al comparar los resultados de este trabajo con los reportados por Bowers, se difiere en el hecho de que si se encuentran mejoras sustanciales en las actitudes y habilidades adquiridas por los estudiantes para el aprendizaje de la física, mientras que Bowers reporta que en estudiantes de bachillerato no se encuentran mejoras sustanciales en sus actitudes hacia la física.
No obstante las ventajas evidentes mostradas hasta el momento en este trabajo del Sistema 4MAT contra la enseñanza tradicional de la física a nivel universitario, es importante señalar varios aspectos en los que el Sistema 4MAT presenta desventajas con respecto a la enseñanza tradicional. La primera desventaja es el tiempo necesario para aplicar un ciclo de aprendizaje completo, en el ciclo de aprendizaje aplicado en este trabajo con respecto al tema de fuerza, se necesitaron 4.5 horas para completar el ciclo, tiempo que excede en más de 2 horas el tiempo asignado por el programa de la materia para estudiar el tema. No se debe de perder de vista que al ser un grupo de estudio, los tiempos para aplicar el ciclo pueden ser más lentos, sin embargo, aún con los ajustes, el aplicar de manera correcta y completa el ciclo de aprendizaje tendería a exceder los tiempos asignados para diversos temas. Otro aspecto importante en el que presenta desventajas el Sistema 4MAT, es sobre el equipo necesario para estudiar algunos temas en el laboratorio, en este trabajo para realizar una práctica de laboratorio se requirió utilizar un riel de aire, cronómetros digitales, detectores de movimiento entre otros equipos, los cuales no siempre están disponibles o en la cantidad necesaria para cubrir a un grupo promedio de nivel universitario. Finalmente, otra desventaja con la que cuenta el Sistema 4MAT es sobre los instructores, en el nivel universitario los profesores generalmente son profesionales de la física, cuya formación ha sido hecha en la enseñanza tradicional, lo cual ha provocado que la gran mayoría tiendan a seguir este patrón favoreciendo al Estilo 2 de aprendizaje en sus clases, como se pudo ver en los pasos 2 y 3 de la aplicación del ciclo de aprendizaje en este trabajo por parte del profesor en la ESCOM-IPN. La movilización de los profesores a nuevas metodologías de enseñanza suele ser la parte más difícil de un cambio institucional para la mejora de la instrucción en general, y muy especialmente en la enseñanza de la física.
Este trabajo muestra que el Sistema 4MAT, es una excelente herramienta para la enseñanza de la física a nivel universitario, ya que alcanza a cubrir a un mayor número de estudiantes al diseñar estrategias para los cuatro estilos de aprendizaje. Se pueden diseñar ciclos de aprendizaje que cubran un mayor número de temas (dependiendo de la profundidad y especialización del mismo) de manera que se logre abarcar en tiempo y forma los programas asignados a la materia de física. El Sistema 4MAT, vía los ciclos de aprendizaje, permite “ordenar” actividades para la enseñanza de la física que regularmente realizan los maestros, pero de una manera que ahora permita a estudiantes de todos los estilos apropiarse del conocimiento del tema en función de su propio estilo de aprendizaje. Con el Sistema 4MAT es posible detectar y eventualmente eliminar los errores conceptuales o los conceptos desviados de los estudiantes por medio de las actividades diseñadas dentro del ciclo de aprendizaje.

Los resultados de este trabajo muestran que el Sistema 4MAT puede ser un auxiliar en la enseñanza de la física a nivel universitario. Uno de los resultados importantes reportados en este trabajo es la detección y eliminación de errores conceptuales en función del estilo de aprendizaje, el cuál fue publicado en la Latin American Journal of Physics Education, (Ramírez, 2009). Por otro lado, los resultados de este trabajo también han sido objeto de difusión en reuniones académicas como en el ICPE2007 (Ramírez, 2007) con el trabajo The introduction of the 4MAT system of learning styles in the teach of physics, y en el GIREP 2008 (Ramírez, 2008) con el trabajo Effects of work in the classroom the model 4MAT of learning styles teaching physics. En los trabajos antes mencionados se divulgaron resultados de la aplicación del Sistema 4MAT directamente en clase. Los resultados de este trabajo están siendo utilizados en la práctica docente cotidiana de profesores de física en algunas escuelas del IPN, tales como ESCOM, UPIITA y CET 1. Por otro lado, a raíz de la difusión de los resultados de este trabajo se han hecho propuestas de reproducción de las experiencias, sobre todo la video grabación de ciclos de aprendizaje, en instituciones como la Universidad Autónoma del Estado de Coahuila y la Universidad Autónoma de la Ciudad de México.
En este trabajo se hizo un comparativo con del Sistema 4MAT contra la enseñanza tradicional, sin embargo, para reforzar los resultados obtenidos es conveniente realizar una más profunda búsqueda de metodologías de enseñanza de la física con la cuál comparar el Sistema 4MAT, el Active Learning sería un buen ejemplo de este trabajo a futuro.

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