Neurociencia y Cómo Aprenden los Estudiantes

Este artículo se basa en una charla de Daniela Kaufer, profesora asociada del Departamento de Biología Integrativa, para la serie Cómo aprenden los estudiantes del Centro de Investigación de GSI Teaching & en la primavera de 2011.

En esta página:
Principios Clave de Aprendizaje
Fundamentos de investigación
Aplicaciones para la enseñanza
Lectura adicional

También disponible:
Video y resumen completo de la charla de Daniela Kaufer «¿Qué nos puede enseñar la Investigación en Neurociencia sobre la Enseñanza?»

Principios clave de aprendizaje

  • Desde el punto de vista de la neurobiología, el aprendizaje implica cambiar el cerebro.
  • El estrés moderado es beneficioso para el aprendizaje, mientras que el estrés leve y extremo es perjudicial para el aprendizaje.
  • El sueño, la nutrición y el ejercicio adecuados fomentan un aprendizaje sólido.
  • El aprendizaje activo aprovecha los procesos que estimulan múltiples conexiones neuronales en el cerebro y promueven la memoria.

Fundamentos de la investigación

Cambiar el cerebro: Para que se produzca un aprendizaje óptimo, el cerebro necesita condiciones en las que sea capaz de cambiar en respuesta a estímulos (neuroplasticidad) y capaz de producir nuevas neuronas (neurogénesis).

El aprendizaje más efectivo implica reclutar múltiples regiones del cerebro para la tarea de aprendizaje. Estas regiones están asociadas con funciones tales como la memoria, los diversos sentidos, el control volitivo y los niveles más altos de funcionamiento cognitivo.

kaufer-inverted-u-curve Estrés moderado: El estrés y el rendimiento están relacionados en una «curva en U invertida» (ver a la derecha). La estimulación para aprender requiere una cantidad moderada de estrés (medida en el nivel de cortisol). Un bajo grado de estrés se asocia con un bajo rendimiento, al igual que el estrés alto, que puede poner al sistema en modo de lucha o huida, por lo que hay menos actividad cerebral en las áreas corticales donde ocurre el aprendizaje de alto nivel. Los niveles moderados de cortisol tienden a correlacionarse con el mayor rendimiento en tareas de cualquier tipo. Por lo tanto, podemos concluir que el estrés moderado es beneficioso para el aprendizaje, mientras que el estrés leve y extremo son perjudiciales para el aprendizaje.

El estrés moderado se puede introducir de muchas maneras: reproduciendo música desconocida antes de la clase, por ejemplo, o cambiando el formato de la discusión, o introduciendo cualquier actividad de aprendizaje que requiera participación o movimiento individual. Sin embargo, no todas las personas reaccionan de la misma manera a un evento. La producción de cortisol en respuesta a un evento varía significativamente entre los individuos; lo que constituye «estrés moderado» para una persona podría constituir estrés leve o extremo para otra. Así, por ejemplo, llamar en frío a estudiantes individuales en un entorno de grupo grande podría introducir la cantidad justa de estrés para aumentar el rendimiento de algunos estudiantes, pero podría producir estrés y ansiedad excesivos para otros estudiantes, por lo que su rendimiento está por debajo del nivel del que sabes que son capaces. Cualquier dinámica de grupo que tiende a estereotipar o excluir a algunos estudiantes también les agrega estrés.

Sueño adecuado, buena nutrición y ejercicio regular: Estos hábitos saludables de sentido común promueven un rendimiento de aprendizaje óptimo de dos maneras. Primero, promueven la neuroplasticidad y la neurogénesis. En segundo lugar, mantienen el cortisol y la dopamina (hormonas del estrés y de la felicidad, respectivamente) en niveles apropiados. Las sesiones de abarrotación durante toda la noche, las comidas salteadas y el ejercicio saltado pueden reducir la capacidad del cerebro para un alto rendimiento académico. (Esto es cierto tanto para los instructores como para los estudiantes.)

Diagrama que mapea aproximadamente los verbos de la Taxonomía de Bloom en el Dominio Cognitivo en regiones del cerebro humano.aprendizaje Activo: Las funciones cognitivas asociadas con los niveles inferiores de la taxonomía de Bloom (ver diagrama a la izquierda), como la comprensión y el recuerdo, están asociadas con el hipocampo (el área del cerebro responsable de la memoria y la conciencia espacial). Las funciones cognitivas de alto nivel de la taxonomía de Bloom, como crear, evaluar, analizar y aplicar, involucran las áreas corticales responsables de la toma de decisiones, la asociación y la motivación.

Los procesos de pensamiento más complejos son más beneficiosos para el aprendizaje porque implican un mayor número de conexiones neuronales y más conversaciones cruzadas neurológicas. El aprendizaje activo aprovecha esta conversación cruzada, estimulando una variedad de áreas del cerebro y promoviendo la memoria.

Aplicaciones para la enseñanza

Actividades en el aula, de la Guía de Enseñanza para GSIs

Algunas Estrategias Básicas de Aprendizaje Activo, del Centro de Innovación Educativa de la Universidad de Minnesota

Lectura adicional

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Blakemore, Sarah-Jayne y Uta Frith (2005). The Learning Brain: Lessons for Education (en inglés). Malden, MA: Blackwell.

Felder, Richard M. y Rebecca Brent (1996). «Navegando por el Camino Lleno de Baches hacia la Instrucción Centrada en el Estudiante.»Una versión abreviada de este artículo fue publicada en Enseñanza Universitaria 44: 43-7.

Tokuhama-Espinosa, Tracey (2011). Mind, Brain, and Education Science: A Comprehensive Guide to the New Brain-Based Teaching (en inglés). Nueva York: W. W. Norton.

Walker, J. D. et al. (2008). «A Delicate Balance: Integrating Active Learning into a Large Lecture Course.»CBE Life Sciences Education 7.4: 361-67.

Winter, Dale et al. (2001). «Instructores Novatos e Instrucción Centrada en el Estudiante: Identificar y Abordar los Obstáculos al Aprendizaje en el Laboratorio de Ciencias de la Universidad.»The Journal of Scholarship of Teaching and Learning 2.1: 14-42.

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