Source: The Conversation – (in Spanish) – By Angel Ezquerra, Profesor Titular, Didáctica de las Ciencias Experimentales, UCM, Universidad Complutense de Madrid
Un grupo de estudiantes observa cómo dos bolas con distinta masa caen a la vez. Este hecho contradice su intuición. Las caras de sorpresa, confusión y enfado se suceden. Después, cuando tratan de explicar lo ocurrido, la descripción se entremezcla con la emoción que sintieron al verlo. No solo cuentan lo que pasó; además, transmiten sus emociones en la explicación, como si las cuestiones afectivas hubieran quedado adheridas al concepto. Esto abre una vía fascinante: las emociones no solo acompañan al aprendizaje, sino que pueden moldear la forma en que explicamos la ciencia.
Este patrón –la emoción que reaparece en la explicación científica– no es anecdótico. Hoy, los nuevos métodos biométricos adaptados al contexto educativo son capaces de registrar en tiempo real cómo pensamos, sentimos y decidimos mientras aprendemos ciencias. Y eso es oro puro para la investigación en Didáctica de las Ciencias. En nuestro grupo de investigación Neurodidáctica, Ciencia y Sociedad de la Universidad Complutense de Madrid llevamos años trabajando en esta frontera del conocimiento. El proceso que relatamos al principio es solo el resultado de uno de nuestros últimos estudios.
Una nueva ventana al aprendizaje
La investigación educativa tradicionalmente ha recopilado datos mediante la observación directa, realizando entrevistas, aplicando cuestionarios, utilizando formularios de evaluación o grabando los hechos en vídeos o audios.
Sobre estos instrumentos de recogida de información se han implementado estrategias como el estudio de caso, la etnografía, el análisis documental, la estadística o el análisis de contenido. Todas estas herramientas son valiosísimas, pero tienen límites. No está claro si los participantes pueden percibir y expresar con precisión sus opiniones, emociones o conductas. Además, pueden estar influidos por la deseabilidad social –tendencia de las personas a responder encuestas o comportarse de manera que agraden a los demás, ajustándose a normas sociales aceptables en lugar de reflejar sus verdaderas creencias o acciones–.
Los métodos biométricos permiten ir más allá porque registran respuestas fisiológicas, neurológicas o conductuales que ocurren de forma automática, sin filtro consciente. Entre otros, podemos destacar la electroencefalografía (EEG), la respuesta galvánica de la piel (GSR), la variabilidad de la frecuencia cardiaca (HRV), el reconocimiento facial de expresiones (FER), la resonancia magnética nuclear (fMRI) o el seguimiento ocular (eye-tracking) para saber qué miran los estudiantes. Estas técnicas no sustituyen a los métodos clásicos, los complementan con una precisión inédita.
Reconocimiento facial de expresiones en el aula
¿Qué siente un estudiante cuando explora un experimento científico? ¿Curiosidad, duda, sorpresa? Nuestro método automatizado permite detectar y analizar esas expresiones faciales durante actividades científicas.
El sistema se apoya en un conjunto de algoritmos capaces de realizar en milisegundos una tarea que antes exigía días de trabajo a un equipo de especialistas. El Sistema de Codificación Facial (FACS), adaptado por nuestro grupo para su uso en situaciones de aprendizaje, primero identifica la presencia de un rostro en la imagen. Después, marca distintos puntos de referencia sobre cejas, labios, contorno de ojos, nariz… y mide su posición y las variaciones de la distancia entre ellos. Estos puntos se comparan con modelos estadísticos entrenados con miles de rostros.
Para el ámbito educativo, este avance abre una ventana inédita. Por primera vez, es posible observar cómo las emociones surgen y se transforman en tiempo real, mientras los estudiantes manipulan materiales, resuelven incógnitas o se enfrentan a un desafío experimental. En otras palabras, las expresiones faciales –tan fugaces y universales como invisibles al ojo no entrenado– se convierten en una herramienta fiable para comprender mejor cómo aprendemos.
Patrones emocionales que se repiten
En nuestro grupo de investigación, hemos analizado multitud de vídeos de estudiantes realizando actividades de indagación científica. Y hemos podido detectar patrones emocionales que se repiten.
Hemos observado cómo se modulan la implicación y la atención al manipular materiales de laboratorio, cómo surge la sorpresa ante resultados inesperados, o cómo aparece la alegría al resolver un reto. El conocimiento de estos patrones permite a los docentes saber cuándo dejar explorar, cuándo intervenir aportando información o cuándo apoyar emocionalmente a sus estudiantes.
En un estudio reciente, identificamos tres respuestas emocionales específicas ante fenómenos que contradecían las ideas previas de los estudiantes. Así, observamos cómo en algunos aparecía sorpresa, en otros enfado, mientras otros mezclaban ambas emociones. Resultó estimulante explorar cómo los estudiantes sorprendidos no se movilizaron más allá de disfrutar de la fascinación de lo nuevo, mientras los estudiantes con cierto o mucho enfado buscaron con ahínco resolver su desazón.
Las emociones aparentemente negativas resultaron un acicate para movilizar recursos y resolver su mala conjetura inicial. Además, resultó muy llamativo que las emociones experimentadas durante la observación del fenómeno fueran reproducidas por los estudiantes al explicarlo pocos minutos después.
En otro experimento que aún no hemos publicado, planteamos un debate con estudiantes de bachillerato. Luego, recogimos cómo en cada tipo de intervención –centrada en el contenido, en el interlocutor o en la audiencia– surgían diferentes tipos de emociones. Confusión al comenzar a hablar o cuando trataban de armar un argumento, miedo al terminar una exposición y dejarla al dictamen de los demás, alegría mostrando cercanía con otro interviniente…
Un nuevo paradigma para la educación científica
Los métodos biométricos permiten adentrarnos en zonas que antes eran inalcanzables. Gracias a ellos, podemos comprender mejor cómo se forman y se inhiben las concepciones alternativas en la amígdala cerebral, cómo diseñar actividades que tengan en cuenta la carga cognitiva del alumnado y cómo ajustar la enseñanza a la dimensión emocional del aprendizaje.
No olvidemos que pensamos como somos, como fisiológicamente somos.
Así, estos datos pueden ayudar a los profesores a diseñar estrategias de andamiaje (de acompañamiento) emocional y argumentativo.
Retos éticos y neuroderechos
Más allá de los aspectos técnicos, el uso de medidas biométricas en investigación educativa abre un conjunto de desafíos éticos que no pueden pasarse por alto.
Además de garantizar el consentimiento informado y la gestión segura y anonimizada de los datos –requisitos ya clásicos en la investigación–, surgen ahora cuestiones ligadas al carácter intrusivo de algunas técnicas.
Métodos como la fMRI requieren exposiciones prolongadas y físicamente exigentes, mientras que otros implican la grabación continua de vídeo, la monitorización fisiológica o la consideración del historial médico del participante para interpretar adecuadamente las señales basales.
A ello se suma que muchas de estas mediciones revelan información sobre estados internos y procesos emocionales que, en ocasiones, ni siquiera son accesibles a la propia conciencia del sujeto. Es decir, estas tecnologías amplían nuestra capacidad de observación, pero también nos obligan a reconsiderar hasta dónde es legítimo conocer, registrar e interpretar la intimidad biológica de las personas.
No se trata de catalogar esas herramientas como positivas o negativas, sino de reconocer que introducen un nuevo marco ético que debe ser pensado con la misma profundidad con la que avanza la tecnología.
Nuevas preguntas en el estudio del aprendizaje
Estas tecnologías están cambiando las preguntas que nos hacemos. Ya no debemos limitarnos a observar lo que los estudiantes dicen o hacen. Ahora podemos analizar también cómo sienten y cómo procesan la información mientras aprenden.
Así, los docentes empezamos a disponer de evidencias que nos hacen más sensibles, más cercanos a los cambios que experimenta nuestro alumnado cuando está aprendiendo. Se abre una oportunidad extraordinaria para formar docentes capaces de interpretar señales que antes eran invisibles, para construir una enseñanza de las ciencias más precisa, más humana.
Angel Ezquerra recibe fondos de convocatorias de apoyo a la investigación.
– ref. La emoción moldea cómo aprendemos y los nuevos métodos biométricos intentan aprovecharlo – https://theconversation.com/la-emocion-moldea-como-aprendemos-y-los-nuevos-metodos-biometricos-intentan-aprovecharlo-276700