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Active Smarter Kids (ASK): Rationale and design of a cluster-randomized controlled trial investigating the effects of daily physical activity on children’s academic performance and risk factors for non-communicable diseases

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Active Smarter Kids (ASK): Rationale and design of a cluster-randomized controlled trial investigating the effects of daily physical activity on children’s academic performance and risk factors for non-communicable diseases

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https://bmcpublichealth.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12889-015-2049-y

1. lecciones educativas de actividad física (3x30 mins cada semana)
2. pedir descansos durante lecciones en el aula (5mins x 5 días a la semana)
3. Tareas de actividad física (10 min diarios; 5x10 mins cada semana)

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Abstract

Background

Evidence is emerging from school-based studies that physical activity might favorably affect children's academic performance. However, there is a need for high-quality studies to support this. Therefore, the main objective of the Active Smarter Kids (ASK) study is to investigate the effect of daily physical activity on children's academic performance. Because of the complexity of the relation between physical activity and academic performance it is important to identify mediating and moderating variables such as cognitive function, fitness, adiposity, motor skills and quality of life (QoL). Further, there are global concerns regarding the high prevalence of lifestyle-related non-communicable diseases (NCDs). The best means to address this challenge could be through primary prevention. Physical activity is known to play a key role in preventing a host of NCDs. Therefore, we investigated as a secondary objective the effect of the intervention on risk factors related to NCDs. The purpose of this paper is to describe the design of the ASK study, the ASK intervention as well as the scope and details of the methods we adopted to evaluate the effect of the ASK intervention on 5 th grade children.

Methods & design

The ASK study is a cluster randomized controlled trial that includes 1145 fifth graders (aged 10 years) from 57 schools (28 intervention schools; 29 control schools) in Sogn and Fjordane County, Norway. This represents 95.3 % of total possible recruitment. Children in all 57 participating schools took part in a curriculum-prescribed physical activity intervention (90 min/week of physical education (PE) and 45 min/week physical activity, in total; 135 min/week). In addition, children from intervention schools also participated in the ASK intervention model (165 min/week), i.e. a total of 300 min/week of physical activity/PE. The ASK study was implemented over 7 months, from November 2014 to June 2015. We assessed academic performance in reading, numeracy and English using Norwegian National tests delivered by The Norwegian Directorate for Education and Training. We assessed physical activity objectively at baseline, midpoint and at the end of the intervention. All other variables were measured at baseline and post-intervention. In addition, we used qualitative methodologies to obtain an in-depth understanding of children's embodied experiences and pedagogical processes taking place during the intervention.

Discussion

If successful, ASK could provide strong evidence of a relation between physical activity and academic performance that could potentially inform the process of learning in elementary schools. Schools might also be identified as effective settings for large scale public health initiatives for the prevention of NCDs.

Trial registration

Clinicaltrials.gov ID nr: NCT02132494. Date of registration, 6 th of May, 2014.

Peer Review reports

Background and objectives

The relation between physical activity and academic performance has received widespread attention owing to the increasing pressure on schools and teachers to provide children with a range of physical and intellectual capabilities. Physical activity might affect children's academic performance [ 1] and cognitive function [ 2]. The school setting is the cornerstone of societies globally. Schools reach a diverse group of children from an early age, and provide a learning environment that can exert an influence on children across a long period of time. Therefore, schools provide potentially useful settings to implement strategies designed to increase children's physical activity [ 3, 4].

Over the last decade, there has been a considerable increase in both the number and quality of school-based studies. However, as school based interventions are difficult to implement, many have not assessed academic performance or cognition with validated tests, others have lacked a theoretical framework or were not randomized, some were of short duration, delivered a small "dose" of physical activity, had a small sample size or involved promotion of physical activity by non-experts. Also, it should be noted that relatively few studies have measured physical activity objectively [ 1]. Hence, there is a need for high-quality studies that address these limitations.

Further, there are global concerns regarding the high prevalence of lifestyle-related non-communicable diseases (NCDs) [ 5]. The prevalence of NCDs, such as type 2 diabetes, is increasing worldwide, and they affect people of all ages, including children [ 6]. The ultimate costs are a decreasing quality of life and escalating healthcare expenditures [ 7]. Physical activity is known to effectively prevent a host of NCDs [ 8], thus providing an important target for primary prevention.

Our primary objective is to investigate the effect of a one year school-based physical activity intervention (Active Smarter Kids; ASK) on academic performance on a sample of 10-year-old boys and girls attending elementary school in Norway. Due to the complex relation between physical activity and academic performance, we identified possible mediating and moderating variables (cognitive function, physical fitness, adiposity, motor skills and quality of life (QoL)).

Our secondary objective is to investigate the effect of ASK on modifiable lifestyle-related risk factors related to NCDs, such as physical activity and sedentary behavior, cardiorespiratory fitness, muscle strength, motor skills, adiposity, dyslipidemia and blood pressure.

Methods/Design

A. Study design, study population and inclusion criteria

The ASK study is a seven months cluster-randomized parallel group controlled trial, with random allocation at the school level with a 1:1 ratio. All children are in fifth-grade (10-year-olds) from the Sogn and Fjordane County, situated in the  western  part of Norway. Inclusion criteria were that schools should have at least seven children in fifth-grade; that children were healthy (with no serious or chronic illnesses) and able to participate in daily physical activity and physical education (PE). Participants had to be able to complete standard academic performance tests (our primary outcome).

Sixty schools, encompassing 1202 fifth-grade children, fulfilled the inclusion criteria, and agreed to participate. This represented 86.2 % of the population of 10-year-olds in the county, and 95.2 % of total possible recruitment. We randomized 30 schools for the intervention (I-schools) and 30 schools for the control (C-schools) arm. A neutral third party (Centre for Clinical Research, Haukeland University Hospital, Norway) performed the randomization. After randomization, three schools (two I-schools and one C-school) from the same municipality declined to participate. In total, 1145 (97.4 %) of 1175 children from 57 schools (28 I-schools and 29 C-schools) agreed to participate in the study.

B. The ASK intervention (dose, intensity, teacher training and following up)

Dose

The ASK intervention consists of three components (in total 165 min/week). In order to optimize adherence, these were established as part of the mandatory school curriculum for all children attending I-schools:

1) ASK physically active educational lessons (3 × 30 min each week); Academic lessons in three core subjects, Norwegian, mathematics and English carried out in the school playground. 2) ASK physical activity breaks during classroom lessons (5 min × 5 days each week). 3) ASK physical activity homework prepared by the teachers (10 min daily; 5 × 10 min each week).

As a part of the mandatory school curriculum in Norway, children from both the I-schools and C-schools participated in curriculum-prescribed 90 min/week of PE and 45 min/week of physical activity, in total; 135 min/week. Therefore, the children from the I-schools performed 300 min/week of physical activity/PE, while the children from the C-schools performed 135 min/week of physical activity/PE. However, it was specified to the C-school that they could carry out the amount of physical activity/PE that they would have done regardless of the ASK study.

Intensity

The three physical activity components in the ASK intervention were planned so that activities were varied and enjoyable for the children. We emphasized to the ASK-teachers that all activities should include all children, especially those who were not particularly fit or enthusiastic about physical activity. Special attention was given to creating an encouraging and motivating atmosphere during lessons, in order to support positive feelings and attitudes towards physical activity. Approximately 25 % of daily physical activity in the ASK intervention was intended to be of vigorous intensity. This was defined as "children would be sweating and out of breath". The vigorous activity component was achieved by selecting a variety of high intensity activities such as running, relay racing, obstacle courses and various forms of active play.

Fifty-nine ASK teachers led the physical activity component in the 28 I-schools. These ASK teachers are classroom teachers assigned by the school principal to teach 5th grade in the I-schools (independently of the ASK study). To ensure that teachers were empowered, supported and qualified to deliver the ASK physical activity intervention to their students, we conducted three comprehensive instructional seminars (April, June and September 2014) for the I-schools teachers. Further, we provided two regional refresher sessions during the intervention period (December 2014 and February 2015) to encourage teachers to share experiences and solve challenges together with each other and the research team. Finally, we provided teachers in I-schools with email- and telephone-support. We also provided a password protected ASK homepage ( http://www.askstudy.no) that supplied teachers in I-schools with information, videos and physical activity lessons.

C. Theoretical framework

The ASK study is embedded in a socio-ecological conceptual framework that focuses on positive physical activity behaviors [ 9]. In brief, the socio-ecological model acknowledges the role of proximal (e.g. individual and social) and more distal (e.g. school physical environment, school policy) determinants of health behavior change as necessary to achieve sustained positive health behaviors. To address individual and social determinants we adopted specific theoretical frameworks including Harter's Competence Motivation Theory [ 10], Achievement goal theory [ 11] and Ryan & Deci's self-determination theory [ 12]. In line with these theories the ASK intervention emphasizes creating autonomy supporting and mastery oriented teacher-student interaction in order to enhance students' physical activity behavior by positively influencing their perception of competence, self-efficacy, and intrinsic motivation for physical activity.

D. Outcome measures

All participating children were tested at baseline and post intervention. The exception was physical activity which was assessed at baseline, at the midpoint of the intervention period and at post intervention. We describe each variable assessed in the following sections.

Academic performance (primary outcome)

Academic performance in 1) reading, 2) numeracy, and 3) English was measured using specific standardized Norwegian National tests designed and administrated by The Norwegian Directorate for Education and Training (NDET) [ 13]. The three different tests were administered on three different days, both at the baseline and post intervention test. Tests are extensively verified for validity and reliability by NDET and are aligned with competencies demanded from all schools by the national curriculum. For ASK, we analyzed reading, numeracy and English individually and as a composite score.

Cognitive function/Executive functions

We assessed the three core executive functions identified by Miyake et al. (2000) [ 14], i.e. inhibition, cognitive flexibility and working memory using four pen and paper tests. The tests were administered in a quiet room at the children's school. All tests required 15-20 min to complete. 1) To assess inhibition we used Golden's version of the Stroop test [ 15, 16]. 2) To assess cognitive flexibility we used two tests, one verbal (Verbal fluency) and one nonverbal test (The Trail Making Test) [ 17]. 3) To assess working memory we used a digit span test with digits both forward and backward (Wechsler Intelligence Scale for Children, 4th ed; WISC-IV) [ 16].

Physical activity and sedentary behavior

Physical activity was measured by triaxial accelerometry (ActiGraph GT3X+, LLC, Pensacola, Florida, USA). ActiGraph accelerometry uses the most widely applied instrument for objective assessment of physical activity and has been extensively tested for validity and reliability in children [ 18]. Children were instructed to wear the accelerometer on the right hip over seven consecutive days at all times, except during water activities or while sleeping. A wear-time of ≥ 480 min/day was applied as a criterion for a valid day. Periods of ≥ 20 min of zero counts are defined as non-wear time [ 19]. The number of 'valid days' vary depending on the analyses performed. Outcomes for physical activity levels are total physical activity level (counts/min), sedentary behavior (min/day and percentage of valid wear time), light physical activity, moderate physical activity, moderate to vigorous physical activity and vigorous physical activity (min/day), using previously applied and established cut points [ 20, 21]. All analyses were based on accumulation of data over 10 s epochs.

Cardiorespiratory fitness

Cardiorespiratory fitness was measured with an intermittent practicable running field test (the Andersen-test [ 22]) that has demonstrated reliability and validity for our target age group [ 23]. The Andersen-test was administered as per standard procedures. The children were tested indoors on a wooden or rubber floor in groups of 10-20 children. The test required 10 min to perform. Children ran from one end line to another (20 m apart) in an intermittent to-and-fro movement, with 15-s work periods and 15-s breaks (standing still). We recorded the distance covered as the outcome for analysis.

Muscle strength

Muscle strength (i.e., endurance, isometric and explosive strength) was measured using reliable and validated selected tests from the Eurofit test battery [ 24]: 1) Upper limb strength - handgrip strength using a hand dynamometer (Baseline® Hydraulic Hand Dynamometer, Elmsford, NY, USA); 2) Explosive strength in the lower body, standing broad jump. Muscle strength tests were recorded both individually and as a composite score for analyses.

Motor skills

Motor skills were measured using a battery of three tests: 1) Catching with one hand and throwing at a wall target constitute the aiming and catching subgroup of the movement-ABC-2; 2) Throwing at a wall target; 3) Ten times 5 m sprint. Tests 1) and 2) are from the Movement Assessment Battery for Children 2 (Movement ABC-2), age band 3 (11-16 years) [ 25], and test 3) is from Eurofit test battery [ 24]. Reliability and validity of these tests are well documented [ 26- 29]. The Movement ABC-2 demonstrated good concurrent and convergent validity [ 30, 31]. We recorded motor skills tests both individually and as a composite score for analyses.

Anthropometry and maturity

Body mass (weight; 0.1 kg) was measured using an electronic scale (Seca 899, SECA GmbH, Hamburg, Germany) with children wearing light clothing. Stature (height; 0.1 cm) was measured with a portable Seca 217 (SECA GmbH, Hamburg, Germany). The child was asked to face forward, with shoes removed. We calculated body mass index (kg · m −2) as weight (kg) divided by the height squared (m 2).

Waist circumference was measured with a Seca 201 (SECA GmbH, Hamburg, Germany) ergonomic circumference measuring tape. The measure was taken two cm over the level of the umbilicus (0.5 cm) with the child's abdomen relaxed at the end of a gentle expiration. The child stood with arms hanging slightly away from the body. We collected two measurements from each child. If the difference between measures was a greater than one cm, we obtained a third measurement; the mean of two closest measurements are used for analyses.

Body fat was measured using four skinfold thickness sites (biceps, triceps, subscapular, and suprailiac) on the left side of the body using a Harpenden skinfold caliper (Bull; British Indicators Ltd., West Sussex, England) as per the criteria described by Lohmann et al. [ 32]. The Harpenden skinfold caliper has been tested for validity and reliability in children [ 33]. All measurements were conducted in a private room. The caliper was placed around the skinfold one cm below and to the left where the skin was held between thumb and forefinger. We collected two measurements at each site (in sequence). If the difference between measures was a greater than two mm, we obtained a third measurement; the mean of the two closest measurements are used for analyses. The skinfold calipers was calibrated each time they were moved between measurement sites.

Children self-assessed their pubertal stage as per the Tanner method [ 34] using a scale of color images proposed by Carel and Leger [ 35]. Children were given standardized series of images with explanatory text. We used a scale based on pictures of pubic hair for both sexes and of breast and genital development for girls and boys, respectively. We created a relaxed atmosphere for this assessment and the researcher was of the same sex as the child. In a private room, children were asked to read the brief descriptions for each stage, and instructed to put a checkmark in the box below the picture that best represented their stage of development for each component.

Blood pressure

Systolic and diastolic blood pressure (BP) was measured using the Omron HBP-1300 automated BP monitor (Omron Healthcare, Inc, Vernon Hills, IL, US). The device is validated as per the AAMI protocol using the ANSI/AAMI/ISO standard (Omron, 2015) [ 36]. Children rested quietly for ten minutes in a sitting position with no distractions before BP was measured. During measurement, each child sat in a quiet room; BP was measured on the upper right arm using an appropriate sized cuff. We took four measurements, with a one-minute interval. We used the mean of the last three measurements for analyses. If a difference > five mmHg between measurements was found, we obtained one extra measurement, in which case the mean of the last four are used.

Blood samples (factors impacting risk of metabolic disease)

After an overnight fast, between 08:00 a.m. and 10:00 a.m., a nurse or phlebotomist collected an intravenous blood sample from each child's antecubital vein. Serum was obtained according to a standardized protocol consisting of the following steps: 1) Blood plasma was collected in 5 ml tubes with gel (Vakuette® Serum Gel with activator, G456073). 2) Tubes were carefully turned upside-down five times and placed vertically for coagulation. 3) After 30 minutes the sample was centrifuged at 2000 G for 10 minutes. Serum was then visually inspected for residues and centrifugation was repeated if residue was present. 4) The serum tube was kept in refrigerator at 4 °C before pipetting 0,5 ml into cryo tubes. 5) The cryo tubes were then stored at -80 °C prior to biochemistry analyses.

Serum samples were analyzed for constituents related to traditional risk factors for NCDs, such as insulin, glucose and the standard lipid panel (triglycerides, total cholesterol, high density lipoprotein cholesterol (HDL) and low density lipoprotein cholesterol (LDL)) using standard laboratory methods. Baseline and post intervention samples were analyzed at the same time in one batch at an ISO certificated laboratory.

Analyses of low molecular weight metabolites and lipoprotein distribution was performed for serum samples using proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) spectroscopy. The proton NMR profiles of low molecular metabolites (fatty acids and amino acids) were obtained by using a standard experimental set-up [ 37]. For lipoproteins we made a minor modification to the experimental protocol used by Mihaleva et. a.l (2014) [ 38]. Lipoprotein features such as subclass concentrations for HDL, LDL etc. and average particle size of each main class were derived from the NMR profiles. Fatty acid analysis was performed according to the following protocol: 200 µL serum sample is weighed into 10 mL glass tubes and water evaporated under nitrogen, followed by adding 150 µL internal standard (triheptadecanoin, 0.4855 mg/mL). After evaporating the solvent the samples are derivatized to fatty acid methyl esters (FAME) by direct esterification in methanolic HCl at 90 °C for 2 h under nitrogen atmosphere [ 39]. FAMEs will be extracted and analyzed by gas chromatography as described in Gudbrandsen et al. [ 40]. The samples are run in a randomized sequence and the FAME reference mixture GLC-461 (Nu-Chek Prep, Elysian, MN, USA) will be analyzed as every 10th sample. Chromatographic areas are corrected by empirical response factors calculated from the GLC-461 mixture. The amounts of FAs are thereafter quantified by means of the internal standard. The total amounts of FAs in each serum sample are converted to amounts in μg per g sample by dividing with the sample weights.

Questionnaires: children, parents/guardians, teachers

Children

Mode of transport to school, levels of leisure time physical activity, sedentary behavior and psycho-social and environmental correlates of physical activity were assessed with a questionnaire developed for youths also used in a large national representative surveillance study of physical activity among Norwegian children and youth [ 41, 42].

Children's QoL was assessed by self-report using the Kidscreen-27 questionnaire [ 43], which consists of 27 items covering the following five QoL dimensions: 1) physical well-being (5 items); 2) psychological well-being (7 items); 3) parents/guardians relations & autonomy (7 items) 4) social support & peers (4 items); and 5) school environment (5 items). The Kidscreen-27 questionnaire was developed simultaneously in several European countries, and has been validated in Norwegian children aged 10 [ 44] and 8-18 [ 45] In order to assess well-being at school and predictors for this, we also used the teacher and classmate support scale [ 46].

Physical activity preferences were assessed with a questionnaire created by the ASK group. The children rated their preferences for each of 28 different activities on a scale from one to ten.

Parents/guardians

We obtained self-reported height and weight from parents/guardians. We assessed physical activity habits, physical activity in leisure time and everyday living with a questionnaire developed for adults [ 42]. This questionnaire also assessed background variables (ethnic background, income, education and job description), as well as psychological, social and environmental determinants of physical activity.

Teachers

To assess behavioral self-regulation of children from I-schools, we used 10 items from the Child Behavior Rating Scale (CBRS) [ 47]. The original CBRS was designed to evaluate a child's task behavior and social behavior with peers and adults [ 48]. More recent studies have identified a 10-item factor that describes child behavioral self-regulation in a classroom setting [ 49]. Teachers were asked to rate children's practical behavior on a five point Likert scale ranging from 1 (never) to 5 (always) to indicate how frequently a given behavior occurs. The CBRS is a reliable and valid tool that has been used in multiple studies in Western countries [ 50, 51]. After the intervention period, the teachers from the I-schools were asked to provide a self-report survey evaluation of the ASK intervention.

Qualitative study of embodied experiences and pedagogical processes

We investigated the embodied experiences and interpersonal relationships of teaching and learning in physical activity from the perspectives of children, teachers and parents/guardians using qualitative methodologies. The purpose was to obtain an in-depth understanding of pedagogical processes taking place in the ASK study. More specifically, we identified purposive sample of classes from two I-schools and two C-schools. The sample criteria emphasized variation in school location, school and class size, teachers' education and experience with PE and physical activity, and the schools' overall focus on physical activity. In total 100 children with parents'/guardians' approval and seven teachers provided informed written consent to participate. All children participated in a drawing and writing task and one group interview. The students were also observed by the researcher during one PE lesson. This data, together with teachers' description of their students in PE lessons, were used to choose children to further in-depth studies.

We conducted in-depth interviews and field observations including short video recordings with 32 children. Teachers were interviewed (individually and in groups) and observed; we also interviewed two groups of parents. We deem insight attained using multiple methods and perspectives to be essential in research with children, as adult researchers may have difficulty interpreting a child's perspective [ 52, 53]. Further, a deeper understanding of childrens', teachers', and parents'/guardians' perspectives enriched and gave a nuanced picture of processes leading to certain outcomes from the main trail. Data (i.e., transcripts of interviews, field notes, drawings and writings, pictures and video recordings) were structured and explored using the software program Nvivo 10 (QSR International Pty Ltd 2015). Developing in-depth knowledge is an iterative process where preliminary interpretations of the empirical material are brought together with discussions on theoretical significance in increasing detail.

We consider empirical data as a construct created in a specific cultural and historical context, influenced by the interplay between the researcher and the participant, and the researcher's theoretical underpinning. Empirical data are used as "a critical dialogue partner" and as an inspiration to challenge and rethink established taken-for-granted assumptions and theories [ 54]. Thus our approach differed from a more conventional approach where empirical data are seen as separate from theory, but are used to guide and validate theory development. By these means we aim to interpret the children's embodied experiences and pedagogical practices during the ASK intervention as an interactive whole where researchers' pre-understanding, alternative theoretical input, and empirical data constitute the dialogue setting [ 54].

We further created a reflexive account on children's embodied experiences and pedagogical practices during the ASK intervention. Thus, the qualitative approach thus shed light on "what's going on" in schools during the intervention period: How do children interact with each other and the teachers within the schools during the intervention, and, in particular, how is it to be a child in an I-school? In addition, this gives us a basis to discuss the teaching and learning processes, the possible benefits and pitfalls in the intervention, as well as to evaluate whether the intervention and the ASK study as a whole might serve as tools towards creating an improved atmosphere for learning in the schools in the future.

E. Adherence

Regarding adherence to the intervention program, school administrators at the 57 schools recorded every child's absence from school. Administrators also recorded children's injuries and the names of children who did not participate in physical activity lessons.

We assessed the extent to which the intervention was implemented (dose), the quality of the implementation (fidelity), as well as feasibility as perceived by teachers and others.

ASK teachers at the 28 I-schools completed a report each week that described activities performed throughout the school day, the intensity of the activities (on a 1 to 3 scale) and the number of minutes allocated to physical activity/PE in each ASK session. All 29 C-schools, at the end of the school year, completed a report that describes the activities that were performed and the estimated time allocated to physical activity/PE during the school year (minutes/week).

F. Statistical considerations/Statistical methods

Randomization procedure

The randomization procedure is explained in section 2a.

Blinding

Blinding of children and schools was not possible due to the nature of the experiment. However, only the project management group has formal knowledge of group assignment. The data manager and statisticians are blinded to group allocation until analyses are conducted.

Power calculations/Sample size and power

The ASK study was designed to detect an effect size (Cohen's D) of 0.35 between two groups for change in academic performance. Sample size calculations were performed using standard formulas, given ɑ = 0.05, 1-β = 90 %, group ratio 1:1 and correlation of repeated measurements = 0.7, leading to a naive n = 103 children in each group. Due to the cluster-randomized controlled trial (RCT) design, the sample size was corrected for the design effect using formula 1; Design Effect = 1 + [(CV 2 + 1)*n - 1]* (ICC), where CV = coefficient of variation for n, n = number of children within each cluster, and ICC = intraclass correlation coefficient. Thus, after accounting for school clusters, we required a sample size of 468 children in each arm (INT; CON). This is based on an ICC = 0.15, n = 16.2 after accounting for 20 % attrition at the subject level, and CV = 0.72 (design effect correction factor = 4.54). The assumed ICC is a conservative estimate compared to the expected ICC of 0.03 to 0.07, which lay the foundation for the sample size of the A+ PAAC study [ 55]. For secondary outcomes we assume an ICC of 0.05 to 0.10 [ 56]. Accepting the assumptions above, the target sample size allowed us to detect a significant difference between the groups for variables reaching an effect size of 0.24 (ICC = 0.05) to 0.30 (ICC = 0.10) or higher.

Plan for analysis

Our main analysis in order to assess the effectiveness of the ASK intervention are based on and intention to treat analysis [ 57, 58]. We also acknowledge the importance of conducting per-protocol analyses to determine efficacy based on schools that showed fidelity to the model and performed the physical activity intervention as intended [ 59]. Therefore, we conducted secondary analyses of children who participated in ≥80 % of the physical activity-based intervention and schools which delivered ≥80 % of the physical activity-based intervention as we deem this acceptable adherence to the intervention itself.

We describe missing data using appropriate flow charts [ 60] that also allowed for investigation of missing data mechanisms and assumptions that underpin statistical analyses. Missing data was imputed from all available relevant variables by means of multiple imputation using a Markov Chain Monte Carlo procedure with 20 iterations, with an assumption that data are missing at random. We performed sensitivity analyses to evaluate the stability of results under various assumptions of missing data.

We used a mixed-effects model to test the between-group difference (intervention vs. control) for the main outcome (academic performance), controlling for baseline values and including school as a random effect. The per-protocol analysis was adjusted for differences between groups as appropriate.

We conducted our analyses using the newest available version of IBM SPSS (IBM SPSS Statistics for Windows, Armonk, NY: IBM Corp., USA). A two-sided p-value ≤ 0.05 were considered statistically significant.

We conducted defined moderator-mediator analyses a priori to evaluate characteristics of children and pathways that could influence the effect of the intervention on academic performance. We identified potential moderators that include both characteristics of the children and baseline values for specific secondary outcomes. We included change in executive function, motor skills, physical activity, physical fitness, adiposity and other risk factors for lifestyle-related non-communicable diseases in mediation-analyses. We used a similar strategy to evaluate moderators and mediators of secondary outcomes. As a part of the investigation of possible moderators of the effects evaluated, we conducted subgroup-analyses defining subgroups by quintiles or quintile split and testing group*subgroup interaction terms. For mediation analyses we used structural equation modeling. We also used multivariate linear regression and exploratory analyses [ 61, 62] to evaluate associations between secondary outcomes and academic performance, and to explore associations among independent variables.

G. Recruitment and anchoring

Implementation research suggests that to successfully implement a large scale study within the school system, researchers must engage partners early and stakeholders should be active participants in design, implementation and dissemination of the 'innovation' [ 63]. Importantly, school-based models will be more likely to be sustained if they are anchored and supported by policy within the school system [ 64]. We carried out a four-stage plan to achieve this.

First, the study was accepted by " The forum for development in kindergartens and schools in Sogn and Fjordane County". This educational forum was established in 1997 in Sogn and Fjordane County as an arena to discuss, translate and integrate educational policies regarding school quality and school development. The forum includes professional executives of the most important educational authorities and organizations in the Sogn and Fjordane, and it is highly respected by school administrators and teachers in the county. Second, through the " The forum for development in kindergartens and schools in Sogn and Fjordane County" we obtained access to a series of already established meeting venues for all county school leaders and principals, who accepted the study at the operations level. Third, parents/guardians were invited to meet with us at individual schools, where we provided a description of the study (oral and written), including our aims and any possible hazards, discomfort, or inconvenience. We also clearly described the measurement protocol and procedures and addressed any questions. We emphasized that children were free to withdraw from the study or from any measurements at any time, without providing an explanation. Fourth, we carried out an extensive anchoring process with the ASK teachers in the I-schools.

H. Ethical perspectives

Procedures and methods used in the ASK study conform to the ethical guidelines defined by the World Medical Association's Declaration of Helsinki and its subsequent revisions [ 65]. The study protocol was approved by The Regional Committee for Medical Research Ethics. The ASK study adopted a population-based approach that focuses on- and treats all children equally and considerately. We obtained written consent from each child's parent/guardian prior to all testing. Reporting are anonymous and it is not be possible to identify individual participants in any published materials.

Discussion

The school setting offers a unique opportunity for structured physical activity for children; it may well be the ideal environment for population-based physical activity interventions. Most children and adolescents, aged six to 16, spend most of their day in school. No other institution has possibly as much influence on children during the first two decades of their lives [ 66]. Further, schools might be the only means in diverse and pluralistic societies to reach a large number of children from all socio-economic backgrounds, irrespective of their parents/guardians' behavior and attitude towards physical activity. As the physical activity is mandatory in the 28 I-schools in the ASK study, all children were involved in a physical activity intervention, and not only the motivated children. Additionally, the school offers a safe environment and facilities in an arena designed for learning. This creates an optimal context to support increased physical activity levels of children.

A comprehensively designed and appropriately powered RCT of elementary school-based physical activity with a long enough intervention and an adequate dose delivered by trained teachers in order to enhance physical activity of students would provide Level I evidence to support the effectiveness of such models. High recruitment levels and carefully selected and implemented measures (such as objectively measured physical activity) also enhance the quality of the ASK study. The trial is important for a number of reasons and may have an impact in a number of ways. First, if the physical activity intervention positively influences academic performance, this could in turn influence how the school community designs and implements children's learning processes and related school curriculum and policies. Second, schools could be considered key sites for preventive public health initiatives that are adaptable, feasible and embedded within school culture. Academic performance and public health initiatives are interrelated. It is clear that if schools are to play a role in the prevention of NCDs and other public health problems in the future, the approach to achieving this must be anchored and accepted among the larger school community (parents, teachers, administrators). For schools to adopt this role and redefine themselves, the pathway to this is likely through enhanced academic performance through physical activity.

Importantly, if classroom teachers receive comprehensive education beyond qualification, the ASK model can be inexpensively disseminated to schools. In national and international contexts, the ASK study has the potential to extend current evidence and inform the political and scientific debate as to whether embedding physical activity into school culture is an effective next step toward meeting both educational and health goals.

Abbreviations

ASK:

Active smarter kids

BMI:

Body mass index

Cm:

Centimeter

CBRS:

Child behavior rating scale

CV:

Coefficient of variation

HDL:

High density lipoprotein cholesterol

ICC:

Intraclass correlation coefficient

kg:

Kilogram

LDL:

Low density lipoprotein cholesterol

Movement ABC-2:

Movement Assessment battery for children 2

NCDs:

Non-communicable diseases

PE:

Physical education

QoL:

Quality of live

RCT:

Randomized controlled trial

I-schools:

The intervention group

C-schools:

The control group

Acknowledgements

This study was supported by The Research Council of Norway, The Sogn og Fjordane University College, The Norwegian schools of Sports Science.

Main funding sources

The Research Council of Norway (ID number 221047/F40) and Sogn og Fjordane University College.

Author information

Authors and Affiliations

Faculty of Teacher Education and Sports, Sogn og Fjordane University College, Sogndal, Norway

Geir K Resaland, Vegard Fusche Moe, Eivind Aadland, Jostein Steene-Johannessen, Øyvind Glosvik & Sigmund A Anderssen

Faculty of Health Studies, Sogn og Fjordane University College, Førde, Norway

John R Andersen & Olav M Kvalheim

Centre of Health Research, Førde Central Hospital, Førde, Norway

John R Andersen

Department of Chemistry, University of Bergen, Bergen, Norway

Olav M Kvalheim

Department of Family Practice, Faculty of Medicine, The University of British Columbia, Vancouver, Canada

Heather A McKay

Department of Sports Medicine, Norwegian School of Sport Sciences, Oslo, Norway

Sigmund A Anderssen

Consortia

on behalf of the ASK study group

Corresponding author

Correspondence to Geir K Resaland.

Additional information

Competing interests

The authors declare that they have no competing interests.

Authors' contributions

GKR and SAA conceived the study, and will act as guarantors of the paper. GKR, VFM, ØG, JRA, OMK, JSJ, HM and SAA designed the study and obtained financial support. All authors participated in the writing of the paper and approved the final version.

Authors' information

The ASK study group:

1. Mette Stavnsbo 1, mette.stavnsbo@hisf.no, Ph.D. student

2. Turid Skrede 1, turid.skrede@hisf.no, Ph.D. student

3. Katrine N Aadland 1, katrine.Nyvoll.Aadland@hisf.no, Ph.D. student

4. Laura Suominen 1, laura.Suominen@hisf.no, Ph.D. student

5. Gunn Engelsrud 1,4, gunn.engelsrud@nih.no, Senior investigator

6. Yngvar Ommundsen 4, yngvar.ommundsen@nih.no, Senior investigator

7. Ulf Ekelund 4, ulf.ekelund@nih.no, Senior investigator

8. Lars B Andersen 4, lboandersen@health.sdu.dk, Senior investigator

9. Ingar Holme 4, i.m.k.holme@nih.no, Statistical investigator

10. Willem van Mechelen 5, w.vanmechelen@vumc.nl, Scientific advisory board

11. Susi Kriemler 6, susi.kriemler@ifspm.uzh.ch, Scientific advisory board

12. Age K Smilde 7, a.k.smilde@uva.nl, Scientific advisory board

13. Svein Mjøs,3, svein.Mjos@kj.uib.no, Chemical analysis investigator

14. Tarja AR Kvalheim 2, tarja.kvalheim@gmail.com, Metabolomics investigator

15. Tone F Bathen 8, tone.f.bathen@ntnu.no, Metabolomics investigator

16. Aud M Øien 9, aud.Marie.Oien@hisf.no, Qualitative investigator

17. Inger J Solheim 9, inger.johanne.solheim@hisf.no, Qualitative investigator

18 Einar Ylvisåker 1, einar.ylvisaker@hisf.no, Physical activity investigator

19. Øystein Lerum 1, oystein.Lerum@hisf.no, Research assistants

20. Stian Gjørøy 1, stian.Gjoroy@hisf.no, Research assistants

21. Frode O Haara 1, frode.olav.haara@hisf.no, Academic performance investigator

22. Tom R Kongelf 1, tom.rune.kongelf@hisf.no, Academic performance investigator

23. Erik Kyrkjebø 1, erik.Kyrkjebo@hisf.no, Administration responsible

24. Kolbjørn Brønnick 10,11, bronnick@gmail.com, Cognition performance investigator

25. Hege Kristiansen 2, hegekr@gmail.com, Medical responsible

1 Sogn og Fjordane University College, Faculty of Teacher Education and Sports, Sogndal, Norway.

2 Førde Central Hospital, Centre of Health Research, Førde, Norway.

3 University of Bergen, Department of Chemistry, Bergen, Norway.

4 Norwegian School of Sport Sciences, Department of Sports Medicine, Oslo, Norway.

5 VU University, Department of Public and Occupational Health, EMGO+ Institute for Health and Care Research, VU University Medical Center, Amsterdam, The Netherlands.

6 University of Basel, Swiss Tropical and Public Health Institute, Basel, Switzerland.

7 University of Amsterdam, Swammerdam Institute for Life Sciences, Amsterdam, The Netherlands.

8 NTNU, Dept. of Circulation and Medical Imaging (ISB), Faculty of medicine, Trondheim, Norway.

9 Sogn og Fjordane University College, Faculty of Social Sciences, Sogndal, Norway.

10 University of Stavanger, The National Centre for Reading Education and Research, Stavanger, Norway.

11 Stavanger University Hospital, Regional Centre for Clinical Research in Psychosis, Division of Psychiatry, Stavanger, Norway.

About this article

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Active Smarter Kids (ASK): Rationale and design of a cluster-randomized controlled trial investigating the effects of daily physical activity on children's academic performance and risk factors for non-communicable diseases - BMC Public Health

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Background Evidence is emerging from school-based studies that physical activity might favorably affect children's academic performance. However, there is a need for high-quality studies to support this. Therefore, the main objective of the Active Smarter Kids (ASK) study is to investigate the effect of daily physical activity on children's academic performance.

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Actividad física y cognición: inseparables en el aula

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Actividad física y cognición: inseparables en el aula

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Activate your class – activateyourclass.eu

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Welcome to the world of Physically Active Learning (PAL)!

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Institute for Positive Psychology & Education (IPPE)

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Professor John Hattie - Visible Learning: The Sequel

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Ideas.

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PZ’s Thinking Routines Toolbox | Project Zero

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Memory in Elementary School Children Is Improved by an Unrelated Novel Experience

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Memory in Elementary School Children Is Improved by an Unrelated Novel Experience

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-Cosas nuevas que rompen la rutina mejoran la memoria a largo plazo.
-Proceso de memorización:
Adquisición --> Consolidación --> Evocación
Si sometes al alumno a estrés, antes o después de la adquisición o antes de la evocación, puede provocar un bloqueo en el alumno de manera que no pueda guardar la info o evocarla.
Si sometes al alumno a una sorpresa antes o después (+ o - 1h) de la adquisición o antes de la evocación (+1h), puede provocar un aumento de la memoria a corto y largo plazo a causa del impacto emocional positivo (negativo no se sabe).

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Visibilizar el pensamiento a través de la enseñanza de las ciencias experimentales en Educación Infantil

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Visibilizar el pensamiento a través de la enseñanza de las ciencias experimentales en Educación Infantil

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El presente trabajo tiene como objetivo principal visibilizar el pensamiento del alumnado de educación infantil a través de la enseñanza de las ciencias experimentales. Para ello se ha desarrollado e implementado una propuesta didáctica centrada en la temática del conocimiento y concienciación del uso y cuidado del agua, utilizando como principales metodologías el aprendizaje basado en problemas y las rutinas de pensamiento. Se obtiene como principal conclusión la importancia de enseñar a pensar, puesto que la etapa de educación infantil es el momento ideal para comenzar a hacer visible el pensamiento del alumnado.

Movimiento de pensamiento:
- observar de cerca y describir qué hay ahí
- construir explicaciones e interpretaciones
- establecer conexiones: conexiones entre la sesión de aprendizaje científica y los aprendizajes previos vividos en su entorno más cercano.
- razonar con evidencia
- preguntarse y hacer preguntas
- tener en cuenta diferentes puntos de vista y perspectivas
- captar lo esencial

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Experiencias, recursos y otros trabajos

Cristina Gil Puente cristina.gil.puente@uva.es

Adrián Manso Bartolomé adrianmansob@gmail.com

Resumen: El presente trabajo tiene como objetivo principal visibilizar el pensamiento del alumnado de educación infantil a través de la enseñanza de las ciencias experimentales. Para ello se ha desarrollado e implementado una propuesta didáctica centrada en la temática del conocimiento y concienciación del uso y cuidado del agua, utilizando como principales metodologías el aprendizaje basado en problemas y las rutinas de pensamiento. Esta intervención didáctica ha permitido comprobar la progresiva consecución de máximos niveles de logro en el desarrollo de los movimientos de pensamiento seleccionados para la propuesta. Se obtiene como principal conclusión la importancia de enseñar a pensar, puesto que la etapa de educación infantil es el momento ideal para comenzar a hacer visible el pensamiento del alumnado.

Palabras clave: educación infantil, pensamiento visible, ciencias experimentales, rutinas de pensamiento, movimientos de pensamiento y conocimiento y cuidado del agua.

Abstract: The main aim of this paper is to make thinking visible in early childhood education students through experimental science. To do so, a teaching proposal has been developed and taken to practice, focused on the consciousness, raising and knowledge of the uses and care of water. It is based on problem-based learning and thinking routines used as methodologies. This didactic intervention allowed us to check the ongoing accomplishment of advanced achievement levels in the development of the thinking movements selected for this proposal. As a result, the main conclusion obtained is the importance of teaching how to think, since early childhood education is the perfect moment to start making thinking visible in students.

Keywords: early childhood education, visible thinking; experimental science; thinking routines; thinking movements and knowledge and water care.

Introducción

Uno de los principales motivos por el cual se ha querido llevar a cabo esta propuesta didáctica es para dar a conocer el valor educativo y de aprendizaje que tienen las ciencias experimentales en la etapa de educación infantil. Vega (2012) y Cabell (2011) explican como a través de la experimentación se le otorga al niño un papel protagonista en el que se encuentra en constante manipulación y vivenciación de la práctica experimental.

Estos mismos autores comprenden la etapa de educación infantil como un periodo perfecto para iniciar en el alumnado la necesidad de experimentar para conocer su entorno más cercano y comprender la realidad que les rodea.

Asimismo, se entiende que el uso de la experimentación científica en el ciclo de infantil con el fin de conocer el contexto más próximo del niño, desarrolla aprendizajes y conocimientos. En este proceso de aprendizaje se desarrolla el pensamiento del alumnado, puesto que se va a encontrar en la necesidad de desarrollar movimientos del propio pensamiento como razonar, evidenciar, describir, construir interpretaciones, captar lo esencial etc.

Por este motivo se deduce que para aplicar un buen uso de las ciencias experimentales en nuestro alumnado, es imprescindible comenzar a hacer visible su pensamiento. A través del proyecto denominado Pensamiento Visible ( Richhart, Church y Morrison 2014) se ha podido apreciar la importancia y de los beneficios que se obtienen en la práctica educativa al hacer visible el pensamiento del alumnado. Para ello utilizamos las rutinas de pensamiento como instrumentos.

Poder aplicar una intervención didáctica que se fundamenta en el pensamiento visible y las ciencias experimentales en la etapa de educación infantil supuso un gran reto, debido a que se consideran dos elementos que interrelacionados adecuadamente generan un gran aprendizaje y conocimiento a la vez que el alumnado es capaz de visualizar su pensamiento y comprender los pasos a seguir o movimientos que ha desarrollado para conseguir ese pensamiento.

En este trabajo se pretende conocer los beneficios de la puesta en práctica de una intervención didáctica en la que se trabaja el conocimiento y concienciación del cuidado del agua, fomentando en el alumnado la comprensión de su contexto y realidad más próxima a través de la experimentación científica y el pensamiento visible. Teniendo en cuenta esta premisa, los principales objetivos de nuestro trabajo son los siguientes:

- Fomentar en el alumnado de educación infantil el conocimiento de su entorno más cercano a través de la experimentación científica y el pensamiento visible.

- Analizar cómo influye la utilización de rutinas de pensamiento en el aprendizaje de las ciencias experimentales en educación infantil.

- Visibilizar el pensamiento del alumnado a través de la enseñanza de las ciencias experimentales.

Fundamentación teórica

Cultura de pensamiento

Para Swartz, Costa, Beyer, Reagen, y Kallick (2015) pensar es "nuestra forma de tocar el instrumento del conocimiento" (p.8). Estos autores defienden que el pensamiento es la forma de ponerse en contacto con el conocimiento y utilizarlo para poder comprender el mundo que nos rodea. Si no tocamos el pensamiento el conocimiento quedará inmovilizado, siendo inservible e intuitivo.

Todo ser humano tiene la capacidad de pensar, pero en la mayoría de las ocasiones ese pensamiento es invisible y se realiza de forma inconsciente e intuitiva ( Perkins 2008). Esto provoca que habitualmente se encuentren problemas o situaciones que invitan a pensar y no se tenga capacidad de resolución ( Perkins y Tishman 2001).

El alumnado de educación infantil aprende de su entorno más próximo y de la cultura que les rodea diariamente. Para Perkins (1997) la cultura del pensamiento debe formar parte del aire en el aula, es decir, se debe enseñar al alumnado a pensar para que visibilizar su pensamiento sea un elemento más de la clase. Esto les facilitará su aprendizaje y los estudiantes tendrán la capacidad de resolver situaciones de dificultad más favorablemente. Como apuntan Tishman, Perkins y Jay (1994) "el propósito de enseñar a pensar es el de preparar a los alumnos para que, en el futuro, puedan resolver problemas con eficacia, tomar decisiones bien meditadas y disfrutar de toda una vida de aprendizaje" (p. 13).

Ritchhart (2015) muestra cómo la cultura de pensamiento se forma en aquellos lugares donde el pensamiento tanto individual como colectivo es valorado y se hace visible. Para poder generar una cultura de pensamiento, este mismo autor propone ocho fortalezas ( ver figura 1) que las define como "herramientas que tenemos para transformar la cultura de la escuela y el aula" (p.10).

Pensamiento visible y movimientos del pensamiento

El origen del pensamiento visible se puede encontrar en Salmon (2009) donde se narra cómo un grupo de investigadores del Project Zero de la Harvard Graduate School of Education comenzaron un proyecto de investigación que tiene por nombre Pensamiento Visible. Desde este proyecto se pretende visibilizar el pensamiento haciendo conscientes a los alumnos de su pensamiento para que puedan expresarlo y compartirlo, lo que facilita su aprendizaje ( Ritchhart y Perkins 2008).

Salmon (2015) define el pensamiento visible como:

Un enfoque, basado en investigaciones, que integra el desarrollo del pensamiento en el niño a través de las distintas disciplinas. El pensamiento visible crea disposiciones para pensar, entre otras: la curiosidad, la comprensión y la creatividad. No se centra exclusivamente en las destrezas del pensamiento, sino en las oportunidades para usar el pensamiento (p.90).

Por otro lado, Tishman y Palmer (2005) afirman que el pensamiento visible "se refiere a cualquier tipo de representación observable que documente y apoye el desarrollo de las ideas, preguntas, razones y reflexiones en desarrollo de un individuo o grupo" (p.2). El uso de herramientas como mapas conceptuales, tablas, diagramas, listas, o rutinas, fomentan el desarrollo del pensamiento debido a que revelan las ideas que tienen los alumnos mientras piensan e interpretan un determinado aspecto o tema.

Como manifiestan Morales y Restrepo (2015) es fundamental que el pensamiento del niño y de las personas se encuentren reflejados y se hagan visibles, si esto no sucede generaremos un pensamiento inconsciente, donde las ideas pueden caer en el olvido o no seguir una estructura lógica. Además, según Perkins (2008) es necesario hacer visible el pensamiento del alumnado porque así podrán ser conscientes de sus hechos, teniendo una mayor capacidad de comprensión y reflexión que les hará mejorar. Por lo tanto, hacer visible el pensamiento es la manera más adecuada de que el alumnado comprenda qué es el pensamiento, puesto que lo entienden y lo visualizan.

Por otra parte, Ritchhart, Church y Morrison (2011) junto con la ayuda de otros investigadores del Project Zero, han creado una serie de movimientos de pensamiento que son fundamentales para indagar en el razonamiento y comprensión del alumnado, pudiendo hacer así visible su pensamiento ( ver figura 2).

La consecución de estos ochos movimientos de pensamiento hará que los alumnos adquieran un alto grado de comprensión y de razonamiento. Pero para poder conseguir el desarrollo de estos movimientos en el pensamiento del estudiante, y por consiguiente hacer visible su pensamiento, se necesitan unos recursos o medios que lo hagan posible como son las rutinas de pensamiento.

Rutinas de pensamiento visible

Ritchhart y Perkins (2008) explican cómo al desarrollar el proyecto de investigación del Pensamiento Visible crearon una serie de estrategias organizadas y estructuras que serán el medio por el cual se podrá conseguir una cultura de pensamiento en el aula. Estas son las llamadas rutinas de pensamiento.

Para Sarradelo (2012) las rutinas de pensamiento son "unos patrones cognitivos muy sencillos, construidos por una serie de preguntas creativas o afirmaciones abiertas, desplegadas en pasos fáciles de aprender, fáciles de recordar, que se van interiorizando a través de una repetición sistemática" (p.18.).

Se puede decir que las rutinas son el motor del pensamiento debido a que provocan que el pensamiento se haga visible y se comparta, facilitan que el alumnado pueda razonar, reflexionar y justificar aquello que haya aprendido o explorado. Mediante las rutinas se consigue que los estudiantes piensen más allá de lo que conocen, mediante la realización de cuestiones, la interrelación de ideas o conectar lo que antes sabían con lo que saben ahora ( Tishman y Palmer 2005).

Para comprender cómo se pueden utilizar las rutinas de pensamiento en el aula, Ritchhart et al. (2014) proponen tres perspectivas de uso:

a) Como herramientas: son instrumentos que promueven los diferentes movimientos de pensamiento. Es importante seleccionar aquel movimiento de pensamiento que se quiera desarrollar en el alumnado y luego elegir la rutina de pensamiento específica que sirva como herramienta.

Las rutinas de pensamiento operan como herramientas de pensamiento, deben ser útiles tanto a los estudiantes como a los docentes. En lugar de ser simplemente actividades que ayudan a los docentes a enganchar a los estudiantes de manera activa, las rutinas de pensamiento son herramientas que los estudiantes pueden utilizar para apoyar su propio pensamiento (p.87).

b) Como estructuras: se componen de pasos estructurados y organizados "que actúan como un andamiaje natural que lleva a los estudiantes a niveles cada vez más altos y sofisticados de pensamiento". (p.88)

c) Como patrones de comportamiento: tienen un carácter variable y flexible, esto permite al docente adaptarlas al contexto de su aula, a sus objetivos y enseñanzas.

Estas herramientas se vuelven flexibles en lugar de rígidas y constantemente evolucionan a medida que se utilizan. Los docentes pueden adaptar las rutinas para conseguir un mejor funcionamiento dependiendo de multitud de variables. Por ejemplo, el grado de evolución, la temática, el movimiento de pensamiento a conseguir etc.

Las rutinas de pensamiento se agrupan en tres grandes categorías, la primera corresponde a rutinas que se utilizan para presentar y explorar ideas, la segunda categoría tiene como uso principal sintetizar y organizar ideas y la tercera sirve para explorar las ideas más profundamente. A continuación, en las tablas 1, 2 y 3 se presentan las rutinas seleccionadas para llevar a cabo en este trabajo y la categoría a la que pertenecen:

Participantes y contexto

La intervención didáctica llevada a cabo fue realizada en un colegio de educación infantil y primaria (CEIP). Los alumnos que han sido partícipes de la propuesta de intervención didáctica se encuentran en el tercer curso del segundo ciclo de Educación Infantil, teniendo edades de 5 y 6 años. Se cuenta con un grupo de 13 estudiantes (7 niños y 4 niñas), y el número de docentes participantes ha sido de 2. La elaboración de la propuesta se ha fundamentado curricularmente en el DECRETO 122/2007, de 27 de diciembre, por el que se establece el currículo del segundo ciclo de la educación infantil en la Comunidad de Castilla y León.

Aunque es un grupo no muy numeroso, dentro del aula existe una gran diversidad cultural, donde cada alumno proviene de países con unas costumbres, tradiciones e ideas diversas y variadas. Del número total de alumnos 7 son de origen marroquí, 3 de nacionalidad española (uno de ellos de etnia gitana), finalizando con una alumna de origen polaco y 2 alumnos latinoamericanos.

Sesiones de aprendizaje de la propuesta didáctica

La metodología activa elegida ha sido el aprendizaje basado en problemas, Torp y Sage (1999) explican el aprendizaje basado en problemas como una práctica pedagógica que tiene como fin resolver de una manera organizada y estructurada los problemas que se muestran en el mundo real. El uso de esta metodología activa junto a la aplicación de las rutinas de pensamiento van a permitir generar situaciones organizadas donde el alumnado pueda visibilizar su pensamiento, a la vez que va a permitir justificar, profundizar y cuestionar las actividades experimentales realizadas en la propuesta didáctica ( Salmon 2015).

Este método de aprendizaje es muy apropiado para trabajar las ciencias experimentales en el ciclo de infantil, puesto que el alumnado tiene que ser capaz de resolver problemas de manera grupal adquiriendo un alto grado de autonomía. Estos deberán de analizar el problema, ofrecer una serie de hipótesis, ponerse de acuerdo en la asignación de tareas y obtener una serie razonamientos. Una vez resuelto problema tendrá que presentar al gran grupo los resultados y conclusiones obtenidos en el proceso de la resolución del problema ( Briones y Gómez 2016).

Todas las sesiones de aprendizaje comienzan con un problema o reto propuesto por la mascota de la unidad didáctica Gotín (creada ad hoc) que los alumnos deberán resolver en pequeños grupos, adquiriendo el rol de científicos ( ver tabla 4). A través del proceso de enseñanza- aprendizaje explicado al inicio de este apartado, se fomenta la necesidad en el alumnado de experimentar para conocer su entorno más cercano ( Aymerich, Puig y Blanch 1999; Cabell 2011; Vega 2012), a la vez que se genera conocimiento, actitudes de respeto y cuidado del agua. Destacar que a día de hoy en las bases de datos de las revistas científicas más reconocidas, no se han encontrado propuestas didácticas y estudios similares donde se haga hincapié en visibilizar el pensamiento a través de la enseñanza de las ciencias experimentales en educación infantil.

Instrumentos y procedimiento

Se han utilizado principalmente tres instrumentos que van a permitir apreciar la visibilidad del pensamiento y el grado de aprendizaje en nuestros estudiantes a lo largo del proceso.

Como instrumento principal de obtención de datos se han utilizado rúbricas específicas para evaluar los movimientos de pensamiento en cada una de las rutinas implementadas ( García, Cañas y Pinedo 2017). La segunda herramienta utilizada ha sido las frases/dibujos realizados por los alumnos en la rutina el titular. Y para finalizar, destacar la utilización de un cuaderno de campo del maestro donde se han ido reflejando peculiaridades, anécdotas o datos llamativos de las sesiones.

A continuación se detalla en qué consisten cada uno de los instrumentos utilizados para la obtención de datos.

- Rúbricas específicas para evaluar los movimientos de pensamiento de cada tipo de rutina utilizada

A partir del trabajo de García et al. (2017) se han obtenido unas rúbricas específicas que evalúan la presencia o no presencia de los movimientos de pensamiento desarrollados a través de la realización de diferentes rutinas de pensamiento en el aula.

El objetivo de la rúbrica aquí planteada es "analizar la presencia y adecuación de los diferentes movimientos que caracterizan un pensamiento profundo en las tareas y actividades que realiza el alumnado en el aula" ( García et al., 2017. p.238).

Del trabajo de García et al. (2017) se han seleccionado tres rúbricas de evaluación correspondientes a las tres rutinas de pensamiento elegidas para llevar a cabo en el aula: veo-pienso-me pregunto, el titular y antes pensaba ahora pienso ( ver anexo I).

Una vez identificadas las tres rúbricas específicas, se han adaptado a los objetivos de este estudio, al área de conocimiento (ciencias experimentales), a las características del alumnado y sobre todo a la etapa de educación infantil, generando una rúbrica de evaluación para cada una de las sesiones realizadas teniendo en cuenta los movimientos de pensamiento a desarrollar en cada tipo de rutina.

Para finalizar, el docente realiza una heteroevaluación individual a los estudiantes a través de una rúbrica específica diseñada para cada sesión, el método de obtención de datos se basa en la observación directa. En estos organizadores gráficos se encuentran identificados los diferentes movimientos de pensamiento definidos por Ritchhart et al. (2014) en una escala de tres niveles donde se concreta el logro obtenido por los estudiantes: no se ha conseguido, nivel de logro medio, máximo nivel de logro ( ver anexo I).

- Frases o dibujos realizados por los alumnos en la rutina el titular

Como se puede apreciar en la tabla 4 correspondiente a las sesiones de aprendizaje, en tres de ellas se ha llevado a cabo la rutina de pensamiento "el Titular" de Ritchhart et al. (2014). En esta rutina se le pedía al alumnado realizar una frase o un dibujo donde reflejara la idea fundamental obtenida en las sesiones de aprendizaje. A través de la elaboración del titular y de las explicaciones realizadas por los discentes en la exposición de los mismos, se aporta al alumnado otro medio para visibilizar su pensamiento.

- Cuaderno de campo

Para poder conseguir un análisis de los resultados adquiridos más reales y propios de una intervención educativa, se ha decidido utilizar como herramienta de obtención de datos el cuaderno de campo docente. Como manifiesta Albert (2007), este instrumento permite recoger peculiaridades, momentos destacables, conversaciones, anécdotas, propuestas de mejora, ...., lo que permite tener una visión realista y argumentada de los resultados obtenidos.

Resultados: análisis de la evolución de los movimientos de pensamiento a través de las rúbricas específicas

A continuación se presenta un análisis de los resultados obtenidos en las rúbricas de evaluación específicas diseñadas para cada sesión de aprendizaje ( ver anexo I). Se muestra la evolución que han tenido los alumnos en la consecución de cada movimiento de pensamiento a lo largo de las ocho sesiones de aprendizaje.

Movimiento de pensamiento: observar de cerca y describir qué hay ahí

En líneas generales en la consecución del movimiento de pensamiento observar de cerca y describir qué hay ahí, se han obtenido unos resultados positivos ( ver figura 3). Esto es debido a que el alumnado era el responsable de manipular y desarrollar la actividad experimental así como de verbalizar lo que estaba ocurriendo en cada momento. Constantemente los docentes motivaban a los alumnos en el desarrollo de la actividad científica para que estos describieran qué estaba sucediendo en cada momento.

En la figura 3 se puede apreciar cómo en todas las sesiones el alumnado se encuentra entre el nivel de logro medio y el máximo. Se ha podido comprobar que en las sesiones donde el contenido principal es más complejo y abstracto les resulta más difícil de describir (sesión 4 donde se trabaja el ciclo del agua).

Un dato muy significativo es que ningún alumno se ha encontrado en el nivel "no se ha conseguido". Por lo que se considera que las actividades experimentales y manipulativas llevadas a cabo fomentan que el niño describa de forma constante lo que está ocurriendo y le permita adquirir una base en su pensamiento que a su vez favorece el desarrollo del resto de movimientos de pensamiento en la propia rutina.

Ejemplo de evidencia práctica: en la sesión 2 en la que se trabaja el grado de absorción e impermeabilidad de los objetos con el contacto del agua, el alumnado describía la experimentación utilizando expresiones como: las esponjas y las bayetas guardan el agua, el algodón y las telas guardan agua, pero menos que la esponja o el agua se resbala en el papel de aluminio.

Movimiento de pensamiento: construir explicaciones e interpretaciones

Este movimiento de pensamiento se ha reflejado en las sesiones donde se han llevado a cabo las rutinas de pensamiento veo-pienso-me pregunto y antes pensaba-ahora pienso.

Se puede comprobar en la figura 4 cómo ha existido una evolución muy importante en la consecución del máximo nivel de logro por los alumnos sesión a sesión. Además, se aprecia cómo a partir de la sesión número 3 no ha existido ningún alumno que no haya generado alguna interpretación o explicación en el desarrollo de la intervención didáctica.

El alumnado de educación infantil tiene una gran capacidad imaginativa y de creación, por lo que este movimiento de pensamiento ha fomentado que el niño genere una gran variedad de hipótesis en todas las sesiones. El que los niños adquirieran el rol de científicos y tuvieran que buscar la solución al problema que les plantea Gotín fomentó que comenzaran a conocer de forma sencilla y simple el método científico.

Ejemplo de evidencia práctica: el máximo nivel de logro de este movimiento de pensamiento fue en la sesión número 7, donde en un primer lugar los niños crearon multitud de interpretaciones de qué iba a suceder con las plantas regadas con lluvia ácida antes de la experimentación. Ejemplos como va a mutar y convertirse en una planta enorme y fuerte, otra interpretación fue que iba a convertirse en una planta carnívora, otros dedujeron que iba a perder las hojas y las flores, e incluso hicieron interpretaciones como que la planta iba a morir.

Movimiento de pensamiento: establecer conexiones

Sobre este movimiento de pensamiento se ha hecho mucho hincapié en el desarrollo de todas las sesiones, debido a que como explican Gómez et al. (2019) es de vital importancia que los alumnos establezcan conexiones entre la sesión de aprendizaje científica y los aprendizajes previos vividos en su entorno más cercano.

En la figura 5 podemos apreciar cómo ha existido cierta evolución progresiva en la adquisición de este movimiento de pensamiento por parte del alumnado, donde el máximo nivel logro ha sido conseguido por un mayor número de alumnos conforme avanzaban las sesiones. Mientras que de nuevo a excepción de la sesión 4, ha disminuido progresivamente la no presencia de este movimiento de pensamiento.

También es relevante decir que cuanto más era conocido el contenido principal de la sesión, mayor era el establecimiento de conexiones con aprendizajes previos. Por este motivo en la sesión 4 se justifica la ausencia de este movimiento, debido a que se trabaja el ciclo del agua y es un tema poco conocido por el alumnado.

Cabe destacar que en las cuatro últimas sesiones han surgido multitud de conexiones entre los contenidos trabajados en cada sesión y aprendizajes previos vividos por el alumnado en su entorno más cercano.

Ejemplo de evidencia práctica: los alumnos establecieron conexiones en la sesión 5 por ejemplo, explicaron que muchos vasos, garrafas y cubiertos estaban hechos con arcilla para poder almacenar el agua (con la arcilla no se sale el agua del vaso y por eso podemos beber), también aportaron que el agua de la tierra de cultivo se filtra en una gran medida, para que todas las plantas pudieran absorber el agua (esta tierra es buena para las plantas, porque cogen mucha agua y así pueden beber más fácil). Y por último que los tejados de las casas están hechos de arcilla para que cuando llueva, el agua no pueda entrar a nuestras viviendas (los tejados son marrones y naranjas, están hechos de arcilla, por eso no puede entrar el agua a mi casa por arriba).

Movimiento de pensamiento: razonar con evidencia

Este movimiento de pensamiento se ha encontrado muy presente en todo momento y en constante progresión. Como se puede apreciar en la figura 6, a excepción de casos puntuales la mayoría de los niños se han encontrado entre el nivel medio y máximo de logro en todas las sesiones.

Esto ha sido posible gracias a que el alumnado a medida que avanzaban las sesiones ha aprendido que para razonar y justificar con evidencia lo que ocurría era necesario basarse en los sucesos sucedidos en la actividad experimental. Los niños han encontrado en los experimentos científicos utilizados una fuente de razonamiento que ha permitido que justificaran los sucesos o dieran respuesta de forma experimental a las preguntas planteadas por el docente o por sus iguales.

Ejemplo de evidencia práctica: en la propia experimentación científica en la sesión 1, los niños razonaban con constantes evidencias comparando recipientes. Por ejemplo, la mayoría del alumnado espontáneamente utilizaban sus sentidos, sobre todo el del gusto para probar el contenido. Seguidamente realizaban argumentaciones como este vaso tiene zumo de naranja, porque es de color naranja y huele a naranja o este vaso solo tiene agua, porque no sabe a nada y es transparente o que salado está este vaso, tiene mucha sal.

Movimiento de pensamiento: preguntarse y hacer preguntas

Este movimiento únicamente se ha trabajado en las tres primeras sesiones, en la rutina de pensamiento veo-pienso-me pregunto. Sin lugar a dudas el preguntarse y hacerse preguntas ha sido de los movimientos que más dificultad ha mostrado para que el alumnado pudiera hacer visible su pensamiento.

Podemos apreciar en la figura 7 que en las tres sesiones de aprendizaje existen alumnos que no han conseguido realizar preguntas y hacerse preguntas. Además de comprobar como en todas las sesiones hay una cantidad mayor de alumnos en el nivel de logro medio que en el máximo.

Dentro de la rutina de pensamiento veo-pienso-me pregunto, existen los pasos de pensar y de preguntarse. Varios de nuestros alumnos han mostrado dificultades en diferenciar el momento de pensar y el momento de preguntarse, debido a que lo interpretaban como un momento único. Provocando sobre todo en las sesiones 1 y 3 que cinco y cuatro alumnos respectivamente, no realizaran ninguna pregunta en relación con los contenidos trabajados.

En base al análisis de los resultados se deduce que este movimiento de pensamiento hay que trabajarlo con una mayor insistencia y concreción dentro del aula, desarrollando esta rutina de pensamiento u otras que permitan que el alumno haga preguntas y se pregunte a sí mismo.

Ejemplo de evidencia práctica: en la sesión 3 que se centraba en los estados del agua, las preguntas más frecuentes que surgieron fueron como iría Gotín vestido (gaseoso, líquido o sólido) si se encontrara en diferentes lugares de la tierra, del universo o de lugares fantasiosos. ¿Cómo iría Gotín vestido si estuviera en las nubes? ¿Y en el río?, ¿Cómo iría Gotín vestido en el desierto? ¿Y dónde viven los pingüinos?, ¿Gotín iría vestido gaseoso en la Luna? o ¿Gotín cómo iría vestido en Hogwarts?

Movimiento de pensamiento: tener en cuenta diferentes puntos de vista y perspectivas

Como valoración general, podemos apreciar que la consecución del movimiento de pensamiento tener en cuenta diferentes puntos de vista y perspectivas ha ido en constante progresión.

En la figura 8 podemos apreciar una evolución progresiva en la consecución de este movimiento de pensamiento, tanto en el máximo nivel de logro (en una menor medida) como en el nivel de logro medio (en una mayor medida), en contraposición de una reducción progresiva de estudiantes que no han conseguido presentar este movimiento de pensamiento a lo largo de las tres sesiones.

Ha sido curioso cómo los alumnos han tenido en cuenta los diferentes puntos de vista y perspectivas de sus compañeros dependiendo de la situación planteada en el aula. En el momento que el alumnado debía de resolver el problema planteado con ayuda del resto de sus compañeros para llevar a cabo la experimentación científica, sí que se ha podido apreciar el desarrollo de este movimiento de pensamiento. Mientras que en los momentos de compartir el pensamiento como en la explicación y presentación de los diferentes titulares, varios niños no atendían ni tenían en cuenta la explicación de sus compañeros.

Por lo tanto, el haber llevado a cabo actividades experimentales donde los alumnos tenían que colaborar, dialogar y ponerse de acuerdo, ha permitido que el alumnado tuviera en cuenta diferentes perspectivas y puntos de vista de personas afines a ellos.

Movimiento de pensamiento: captar lo esencial

Originariamente este movimiento de pensamiento tiene por nombre captar lo esencial y llegar a conclusiones, pero se ha decidido adaptar este movimiento a nuestros alumnos de educación infantil. Para ello se ha simplificado, centrándose únicamente en que el alumnado identifique las ideas esenciales, siendo estas los contenidos principales marcados en cada una de las sesiones de aprendizaje.

En la figura 9 se aprecia una evidente progresión en la adquisición por parte de nuestros alumnos en captar al menos la idea esencial de cada sesión de aprendizaje. Una evidencia se muestra en la evolución ejercida desde la sesión 4 en la que tan sólo 3 alumnos consiguen el máximo nivel de logro, mientras que en la sesión 8 alcanzaron la totalidad del alumnado el nivel máximo. Asimismo, en la sesión 3 cuatro alumnos no consiguieron captar la ideal principal de la sesión, mientras que en las sesiones 5 y 8 todos los alumnos captaron al menos algunas ideas esenciales de las sesiones de aprendizaje.

Ejemplo de evidencia práctica sesión 4 el ciclo del agua: en la presentación de los diferentes titulares pudimos apreciar como varios niños verbalizaban los tres procesos del estado del agua, utilizando sus propias expresiones. Como, por ejemplo el sol llama al agua para que suba hasta las nubes (evaporación), viajan en las nubes (condensación) y luego cae lluvia desde la nube hasta el suelo (precipitación) o el sol coge el agua del mar y lo sube a las nubes, guarda a Gotín en la nube y luego cae al mar ( ver titular figura 10).

Ejemplo de evidencia práctica sesión 8 (limpiamos el agua): se ha podido apreciar cómo los alumnos consiguieron el máximo nivel de logro en la consecución de este movimiento, debido a que la mayoría de ellos valoraron en la explicación de sus titulares y dibujos la necesidad de tener agua potable para poder vivir. En la figura 11 se pueden apreciar algunos ejemplos de titulares y dibujos realizados por los niños.

A modo de conclusión

El haber combinado los dos factores fundamentales de nuestra propuesta como son la didáctica de las ciencias experimentales y el pensamiento visible, ha hecho que nuestro alumnado visibilice su pensamiento a través del desarrollo de los diferentes movimientos trabajados en la experimentación científica.

Asimismo, que esta intervención didáctica se haya contextualizado en la temática del conocimiento y concienciación del cuidado del agua, ha permitido que nuestro alumnado adquiriera nuevos aprendizajes relacionados con el conocimiento de su entorno más cercano guiados por la consecución de los diferentes movimientos de pensamiento a la hora de razonar, describir, captar lo esencial, establecer conexiones, construir interpretaciones etc., en el mero desarrollo de la experimentación científica. Por ello entendemos que este tipo de propuestas didácticas que relacionan el pensamiento visible y las ciencias experimentales son perfectamente aplicables para abordar contenidos de ciencias en educación infantil.

En cuanto a la utilización de las rutinas de pensamiento, se ha comprobado a la hora de diseñar y llevar a cabo esta propuesta didáctica el gran grado de adaptabilidad y compatibilidad que tiene la interrelación de las ciencias experimentales con las diferentes rutinas de pensamiento utilizadas. A pesar de que se componen de unos pasos estructurados y organizados, permiten instaurar y adaptar cualquier tipo de recurso, gracias a que son procesos muy generales, sencillos y afines a conseguir cualquier objetivo didáctico que como docentes podamos plantear.

Otro aspecto fundamental que se concluye con el desarrollo de este trabajo, es que al existir una gran variedad de rutinas de pensamiento se considera fundamental saber elegir qué tipo de rutina utilizar para conseguir aquellos objetivos didácticos que se quieren alcanzar y movimientos de pensamiento a desarrollar en el alumnado.

La adecuada elección de cada tipo de rutina de pensamiento ha conseguido que la didáctica de las ciencias experimentales se llevara a cabo de una manera más propicia. En los siguientes ejemplos se puede apreciar este hecho: la rutina "veo-pienso-me pregunto" ha sido de gran utilidad para iniciar la propuesta didáctica y generar actitudes propias de la experimentación científica en nuestro alumnado; seguidamente llevar a cabo la rutina "el titular" ha proporcionado que el alumnado organizara sus ideas y aprendiera los conocimientos esenciales de cada sesión de aprendizaje y por último, la rutina de pensamiento "antes pensaba ahora pienso" ha permitido que el alumnado diera un paso más y adquiera de manera simplificada estrategias y actitudes propias del método científico como generar pequeñas hipótesis, verificar o refutar ideas, obtener resultados, llegar a conclusiones etc.

Por ello, gracias a la aplicación de las rutinas de pensamiento y la consecución de los diferentes movimientos de pensamiento seleccionados, nuestro alumnado de educación infantil ha sido capaz de dar visibilidad a su pensamiento a través del aprendizaje de las ciencias experimentales.

Por último, para dar una prospectiva de futuro a este trabajo se presentan alternativas de mejora:

a) Desarrollar esta intervención didáctica en diferentes y variados contextos educativos para poder así comparar y discernir los resultados obtenidos en cada caso.

b) Generar programas de concienciación y formación en pensamiento visible y rutinas de pensamiento a maestros de todas las etapas educativas pero con un mayor énfasis a docentes de educación infantil.

c) Continuar elaborando trabajos en los que se relacionen la didáctica de las ciencias experimentales y las rutinas de pensamiento tanto en la etapa de educación infantil, como en etapas educativas superiores.

Para concluir, se espera que este trabajo sea de gran ayuda a maestros en activo como a futuros maestros con el fin de mejorar en su formación docente, valorando la necesidad de hacer visible el pensamiento del alumnado y el enseñar a pensar desde edades tempranas. Además de poder comprender cómo a través de las ciencias experimentales se pueden enseñar diferentes conocimientos de forma lúdica, manipulativa, motivante y cercana al entorno de nuestro alumnado.

Materiales suplementarios

Agradecimientos

Agradecer a cada uno de los componentes del PID en Pensamiento Visible y nuevas tecnologías en los Grados de Educación de la Universidad de Valladolid (UVa), por hacernos conscientes de la vital importancia de enseñar a pensar a nuestro alumnado. Y también, al departamento de la didáctica de las Ciencias Experimental de la UVa, del campus María Zambrano de Segovia, por enseñarnos constantemente los grandes beneficios educativos y didácticos de las ciencias experimentales.

Referencias

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Información adicional

Para citar este artículo: Gil, C. y Manso-Bartolomé, A. (2022) Visibilizar el pensamiento a través de la enseñanza de las ciencias experimentales en Educación Infantil. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 19(1), 1201. doi:10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2022.v19.i1.1201

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movimientos de pensamiento y conocimiento y cuidado del agua

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Visibilizar el pensamiento a través de la enseñanza de las ciencias experimentales en Educación Infantil

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Experiencias, recursos y otros trabajos Cristina Gil Puente cristina.gil.puente@uva.es Adrián Manso Bartolomé adrianmansob@gmail.com Resumen: El presente trabajo tiene como objetivo principal visibilizar el pensamiento del alumnado de educación infantil a través de la enseñanza de las ciencias experimentales.

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METACOGNITION: IDEAS AND INSIGHTS FROM NEURO- AND EDUCATIONAL SCIENCE 

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METACOGNITION: IDEAS AND INSIGHTS FROM NEURO- AND EDUCATIONAL SCIENCE 

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Fleur 2021 Metacognición y neuroeducación

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ARTÍCULOS DE FABRICIO BALLARINI SOBRE LA MEMORIA 

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ARTÍCULOS DE FABRICIO BALLARINI SOBRE LA MEMORIA 

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https://www.researchgate.net/profile/Fabricio-Ballarini

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ESCUELA TRADICIONAL VS ESCUELA NEURODIDÁCTICA

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ESCUELA TRADICIONAL VS ESCUELA NEURODIDÁCTICA

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COMUNICACIÓN: "se comprobó que su actividad cerebral durante las clases en las que el profesor no paraba de hablar era similar a la que manifestaba cuando estaba tumbado tranquilamente en el sofá de su casa viendo un programa de televisión". Alumnos como protagonista activo de su aprendizaje, como al realizar un trabajo en casa o una práctica en el laboratorio. Modelo de aprendizaje inverso o flipped learning.
CONTENIDOS: A través de proyectos. Se vincula el aprendizaje a contextos reales que tienen un significado para el alumno y que despertarán la motivación y la atención necesarias para adquirir las competencias básicas que requieren los tiempos actuales.
ARQUITECTURA DEL AULA: Clima emocional positivo. Hemos de enseñar una serie de competencias socioemocionales básicas. La organización en el aula permitiendo la necesaria interacción entre los alumnos. En la escuela neurodidáctica se crea una comunidad de aprendizaje porque se abren las puertas del aula al exterior, los alumnos de distintas edades comparten conocimiento, los profesores colaboran, las familias participan y se crean vínculos con el mundo real.
TAREAS: El uso de juegos o la utilización de tecnologías digitales con objetivos de aprendizaje definidos son muy útiles.
MEMORIA Y APRENDIZAJE:  Los estudios demuestran que el esfuerzo por intentar reconstruir el aprendizaje identificando lo más importante a través de preguntas, espaciar la revisión de materiales diversificando las estrategias o intercalar procedimientos de resolución en las tareas son técnicas muy eficientes.
EVALUACIÓN: Como el cerebro aprende a través de la asociación de patrones, el proceso constructivista del aprendizaje es esencial, es decir, hay que tener en cuenta los conocimientos previos del alumno y planificar los contenidos curriculares en forma de espiral. el alumno ha de recibir el feedback adecuado que le permita valorar el mismo y eso difícilmente se puede conseguir solo con un examen. Ha de tener en cuenta su propio proceso de maduración por lo que hay que considerar una gran variedad de aspectos como su esfuerzo personal, su participación, el trabajo mostrado en su diario personal o portfolio,… sin olvidar la importancia de que los propios alumnos intervengan en la elección de los criterios de evaluación y puedan opinar sobre el trabajo personal o sobre el de los compañeros.

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Estamos en un punto en el que los resultados de la neurociencia pueden ejercer una influencia significativa en la sociedad y en nuestra comprensión de nosotros mismos, y cambiarlas.

Marco Iacoboni

El desarrollo de las tecnologías de visualización cerebral está facilitando un mayor conocimiento sobre el funcionamiento del órgano biológico del aprendizaje. A pesar de la enorme complejidad asociada a las casi cien mil millones de neuronas y sus correspondientes conexiones que constituyen el cerebro humano, disponemos cada vez más de evidencias empíricas que nos permiten introducir programas educativos innovadores que facilitarán que nuestros alumnos puedan participar del futuro incierto que les espera siendo personas activas, íntegras y, en definitiva, felices. Y este necesario proceso de transformación de la educación que posibilite que los alumnos puedan realmente aprender y adquirir una serie de competencias básicas para la vida no será posible si no integramos los conocimientos sobre el funcionamiento cerebral que la neurociencia, junto a la psicología cognitiva, nos está suministrando y que nos permitirán confirmar o modificar muchas de las prácticas educativas ya conocidas o introducir algunas novedosas.

En el siguiente artículo analizamos algunas de los factores esenciales que tienen que caracterizar a una escuela que tenga en cuenta cómo aprende el cerebro (escuela neurodidáctica o neuroeducativa) y los comparamos con aquellas prácticas que han predominado en los centros educativos hasta hoy (escuela tradicional). Evidentemente, en la práctica cotidiana, ni todo es blanco ni todo es negro, pero en el variado colorido que constituye el complejo espectro educativo, contraponer ambos enfoques nos servirá para entender qué es lo que caracteriza a esta nueva disciplina integradora llamada neuroeducación que tiene como objetivo mejorar los procesos de enseñanza y aprendizaje. Porque esa será la mejor forma de ayudar a tantos niños y adolescentes que se han visto y se ven perjudicados por los modelos tradicionales sustentados en el "nosotros siempre lo hemos hecho así".

La clase magistral en la que el profesor ( que sabe) transmite conocimientos continuamente a sus alumnos ( que no saben) sigue predominando en los centros educativos, especialmente en las etapas superiores: secundaria y la universidad. Sin embargo, sabemos que cuando se utiliza de forma permanente el tradicional método expositivo en el aula no se facilita el aprendizaje eficiente de los alumnos. Cuando el grupo de investigación dirigido por Rosalind Picard colocó un sensor que medía la actividad electrodérmica a un alumno universitario del MIT, se comprobó que su actividad cerebral durante las clases en las que el profesor no paraba de hablar era similar a la que manifestaba cuando estaba tumbado tranquilamente en el sofá de su casa viendo un programa de televisión (ver figura 1). En contraposición, la actividad cerebral del alumno aumentaba mucho cuando era un protagonista activo de su aprendizaje, como al realizar un trabajo en casa o una práctica en el laboratorio (Poh, Swenson y Picard, 2010).

La adopción de la clase magistral como estrategia pedagógica predominante, además de comprometer el aprendizaje eficiente del receptor de información debido a su rol pasivo, asume que todos los alumnos aprenden de la misma forma, cuando sabemos que el cerebro de cada uno de nosotros es único y que el ritmo de aprendizaje y de maduración cerebral es singular (Tokuhama-Espinosa, 2014).

La alternativa neurodidáctica convierte al alumno en protagonista de su aprendizaje planteándole retos y proyectos que vayan fomentando su autonomía y creatividad, y al profesor en un gestor y guía del mismo. Y para ello, nada mejor que utilizar las enormes oportunidades como herramientas educativas que nos ofrecen las tecnologías digitales, como en el modelo de aprendizaje inverso o flipped learning con el que se libera tiempo dedicado en el aula para facilitar la cooperación y reflexión de los alumnos y la supervisión del proceso por parte del profesor.

Si el alumno se convierte en un receptor pasivo de la información suministrada por el profesor, a través de asignaturas independientes y muchas veces descontextualizadas, tal como ocurre en la metodología tradicional, ve muy limitada su iniciativa y actividad y con ello se ve comprometido su aprendizaje. Cuando los contenidos curriculares se trabajan a través de proyectos que incluyen un enfoque transdisciplinar, tal como se propone en la escuela neurodidáctica, se vincula el aprendizaje a contextos reales que tienen un significado para el alumno y que despertarán la motivación y la atención necesarias para adquirir las competencias básicas que requieren los tiempos actuales. Y esa perspectiva transdisciplinar que activa sobremanera nuestro cerebro plástico, holístico y multisensorial (Rogowsky, Calhoun y Tallal, 2015) también se puede aplicar en actividades concretas. Por ejemplo, trabajando de forma cooperativa, los alumnos escriben la letra de una melodía conocida especificando los pasos que creen que deben seguir para demostrar un teorema matemático. Y en este proceso es imprescindible fomentar la reflexión sobre lo que se aprende y cómo se aprende a través de la autoevaluación enseñándoles una serie de pautas que les permitan interiorizar estrategias de reflexión y patrones mentales y así utilizar la metacognición durante todo el proceso de pensamiento. ¿Y esto para qué sirve? es una pregunta pertinente que debemos poder responder siempre tanto los profesores como los alumnos.

Generar un clima emocional positivo en el aula es muy importante para facilitar el aprendizaje porque, en esas condiciones, se activa una región cerebral clave en ese proceso: el hipocampo (Erk et al., 2003). Pero junto a ello, en consonancia con la naturaleza social del ser humano, también es muy importante el entorno físico que permita la necesaria interacción entre los alumnos. Normalmente, al entrar en muchas aulas, nos encontramos la tradicional disposición en filas y columnas de las sillas y mesas de los alumnos orientadas hacia la mesa del profesor y la correspondiente pizarra. Pero esa disposición deja de ser útil cuando adoptamos una metodología centrada en el alumno. Y es que somos seres sociales que manifestamos ya con pocos meses de edad comportamientos altruistas (Warneken y Tomasello, 2007; ver video). Desde el nacimiento, nuestro cerebro se desarrolla en continua interacción con otros cerebros, por lo que parece natural continuar fomentando en la escuela este tipo de conducta cooperativa y más cuando se ha descubierto recientemente el sustrato neural responsable de la imitación y de la empatía: las neuronas espejo (Rizzolatti y Craighero, 2004). Como se ha demostrado que cooperar, en lugar de competir, mejora el aprendizaje en el aula (Roseth, Johnson y Johnson, 2008) y constituye una necesidad en los tiempos digitales actuales, hemos de enseñar una serie de competencias socioemocionales básicas que faciliten esa forma de trabajar, a diferencia de lo que se ha hecho tradicionalmente a través de un enfoque absolutamente académico, pero también hemos de cambiar la organización en el aula permitiendo la necesaria interacción entre los alumnos. En la escuela neurodidáctica se crea una comunidad de aprendizaje porque se abren las puertas del aula al exterior, los alumnos de distintas edades comparten conocimiento, los profesores colaboran, las familias participan y se crean vínculos con el mundo real.

Tradicionalmente se ha puesto un énfasis específico en el resultado del aprendizaje. Pensemos, por ejemplo, en los exámenes normalizados. Pero hay serias dudas de que un buen resultado en un simple examen pueda reflejar el aprendizaje real del alumno. Desde la perspectiva neurodidáctica, lo importante es el proceso, no el resultado, por lo que se hace un especial hincapié en la enseñanza de las llamadas funciones ejecutivas del cerebro, aquellas que nos permiten planificar y tomar decisiones adecuadas como el autocontrol, la memoria de trabajo (memoria a corto plazo que utilizamos al leer o reflexionar) o la flexibilidad cognitiva. El aprendizaje se facilita a través de los retos, de la curiosidad, de lo inesperado. Y eso es así porque cuando se superan las expectativas iniciales se activa el llamado sistema de recompensa cerebral que libera dopamina y que conecta regiones del sistema límbico o emocional con otras de la corteza frontal responsables de lo cognitivo (Howard-Jones, 2014). Y esa es la razón por la que el uso de juegos o la utilización de tecnologías digitales con objetivos de aprendizaje definidos son tan útiles. Porque la incertidumbre asociada al juego y el feedback generado durante el mismo activan el sistema de recompensa cerebral del alumno motivándolo y facilitando así su aprendizaje. Es por ello que, a diferencia del enfoque tradicional en el que impera una jerarquía de asignaturas independientes con lo matemático y lo lingüístico en la cúspide, desde la neuroeducación se promueve la integración del componente lúdico, como en el caso del ajedrez, se da un mayor protagonismo a las disciplinas artísticas o se considera el ejercicio físico como parte esencial del currículo. Y esto se debe, básicamente, a que mejoran el cerebro, especialmente las funciones ejecutivas del mismo como las asociadas a la atención o el autocontrol, y les permiten adquirir a los alumnos una serie de competencias socioemocionales imprescindibles para su desarrollo personal, no solo el académico (Guillén, 2015).

Está claro que no hay aprendizaje sin memoria pero hay que hacer un uso adecuado de la misma conociendo que es selectiva y que la emoción es una clave para recordar lo que se aprende (Morgado, 2014). La presión por obtener resultados satisfactorios en los exámenes muchas veces va en detrimento de un aprendizaje eficaz. El efecto se amplifica si los contenidos académicos carecen de sentido y significado para el alumno y las técnicas de estudio se restringen a un mero proceso repetitivo.

Desde la perspectiva neurodidáctica, se asume que el aprendizaje a nivel neuronal se da a través de la repetición, es decir, que en el cerebro podemos aplicar aquello de "úsalo o piérdelo'. Pero eso no significa que se deban repetir una y otra vez los mismos contenidos y procedimientos. Los estudios demuestran que el esfuerzo por intentar reconstruir el aprendizaje identificando lo más importante a través de preguntas (ver figura 2), espaciar la revisión de materiales diversificando las estrategias o intercalar procedimientos de resolución en las tareas son técnicas muy eficientes (Dunlosky et al., 2013). También se tiene en cuenta que existen diferentes tipos de memorias que activan regiones concretas del cerebro que se pueden optimizar con los procedimientos adecuados (Squire y Wixted, 2011). Así, por ejemplo, aunque puede ser útil adquirir determinados automatismos para liberar espacio en la memoria de trabajo, como en el caso de los cálculos aritméticos o las reglas de ortografía, cuando lo que queremos es adquirir información flexible, característica esencial del análisis crítico, del razonamiento y del aprendizaje profundo, la clave no es la repetición sino el contraste o la comparación. Y para ello es necesario acostumbrar a los alumnos a resolver problemas abiertos fomentando su creatividad y no restringirlos a los planteamientos con soluciones y procedimientos únicos que son los que han prevalecido en la escuela tradicional pero que están muy alejados de las necesidades cotidianas.

Tradicionalmente, se ha limitado la evaluación a un proceso de calificación mediante números o letras que ha condicionado los procesos de enseñanza de las materias y se ha centrado en el resultado académico, lo cual es claramente insuficiente. Para la escuela neurodidáctica lo importante no es el entrenamiento de preparación de los exámenes sino el aprendizaje en sí. Como el cerebro aprende a través de la asociación de patrones (Van Kesteren et al., 2011), el proceso constructivista del aprendizaje es esencial, es decir, hay que tener en cuenta los conocimientos previos del alumno y planificar los contenidos curriculares en forma de espiral. Como lo verdaderamente importante es el proceso de aprendizaje, el alumno ha de recibir el feedback adecuado que le permita valorar el mismo y eso difícilmente se puede conseguir solo con un examen. El proceso de evaluación del aprendizaje del alumno ha de tener en cuenta su propio proceso de maduración por lo que hay que considerar una gran variedad de aspectos como su esfuerzo personal, su participación, el trabajo mostrado en su diario personal o portfolio,... sin olvidar la importancia de que los propios alumnos intervengan en la elección de los criterios de evaluación y puedan opinar sobre el trabajo personal o sobre el de los compañeros. Los objetivos de aprendizaje individuales son los indicadores del progreso personal.

Y con estas consideraciones acabamos un breve resumen de algunos de los aspectos más relevantes que deberían caracterizar el aula y la escuela que tuvieran en cuenta cómo funciona el cerebro. Desde esta perspectiva neurodidáctica, el profesor desempeña un rol diferente pero muy significativo y es esencial a la hora de evaluar qué es lo que funciona en el aula y por qué, adoptando siempre una perspectiva flexible que permita garantizar lo verdaderamente importante que es el aprendizaje del alumno. En sintonía con esta flexibilidad que mencionamos, Ken Robinson y Lou Aronica (2015) resumen muy bien la esencia de una educación eficaz: "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". Nuestro cerebro tremendamente plástico garantiza esta mejora evolutiva en el ámbito educativo.
Jesús C. Guillén
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Robinson, Ken y Aronica, Lou (2015). Escuelas creativas: la revolución que está transformando la educación. Grijalbo.

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Tokuhama-Espinosa, Tracey (2014). Making classrooms better. 50 practical applications of mind, brain and education science. Norton.

Van Kesteren M. T. et al. (2012): "How schema and novelty augment memory formation". Trends in Neurosciences 35 (4), 211-219.

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La escuela tradicional -vs- la escuela neurodidáctica - Niuco

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Estamos en un punto en el que los resultados de la neurociencia pueden ejercer una influencia significativa en la sociedad y en nuestra comprensión de nosotros mismos, y cambiarlas. Marco Iacoboni El desarrollo de las tecnologías de visualización cerebral está facilitando un mayor conocimiento sobre el funcionamiento del órgano biológico del aprendizaje.

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La Neurodidáctica:Una nueva perspectiva de los procesos deEnseñanza-Aprendizaje

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La Neurodidáctica:Una nueva perspectiva de los procesos deEnseñanza-Aprendizaje

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Entre estas metodologías podríamos el aprendizaje por proyectos, la cooperación, el juego y la dramatización, todo ello construido según los intereses de los/as alumnos/as, creando situaciones educativas emocionantes para ellos y ellas. Tomando estas ideas, propongo una propuesta de acción educativa que presenta como eje la dramatización en forma de juego, por la cual descubrir los conocimientos del marketing que todos/as poseemos debido a los medios de comunicación de la sociedad actual.

IDEAS:
-El respeto a la individualidad de cada ser y la creación de conocimiento fijada en los procesos más que en los contenidos.
-Reducción numero de alumnos por profesor.
-Docente papel de guia y no de fuente de info.
-Condiciones positivas para el aprendizaje humano: la memoria, la imaginación, la cooperación, las emociones, la motivación y la curiosidad

Propuesta de Acción Educativa: jugando a dramatizar y hacer un casting.
Basada en la interpretación, la elección del vestuario y la música según el personaje (simbolismos).
Actividad nº1: acción. Importancia aprendizaje y neurociencia. ¿qué es dramatizar? ¿qué es interpretar? lluvia de ideas.
Actividad nº2: conocemos nuestros roles. Asignación personaje, independientemente del género. Cómo van a presentar al personaje: colores que le definen, música, movimientos, qué va a sentir cuando se presente, etc. Presentación personaje. Reflexiones sobre como se sienten. Reflexiones sobre porque hemos elegido cada elemento para el personaje. Escritura diario del personaje.
Actividad nº3: el día del casting. Elección compra-venta ropa para el casting. Reflexiones sobre como se sienten. Asignación de producto a vender en el casting. Casting.
Actividad nº4: reflexionamos sobre nuestras estrategias publicitarias, ¿existe este juego en la realidad? Reflexión sobre el marketing i anuncios, así como sus estrategias.
Actividad nº5: corten. Reflexiones sobre como se han sentido y lo que han aprendido, cierre.

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TIC y neuroeducación como recurso de innovación en el proceso de enseñanza yaprendizaje

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TIC y neuroeducación como recurso de innovación en el proceso de enseñanza yaprendizaje

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https://core.ac.uk/download/pdf/322579696.pdf

La vinculación entre estos recursos innovadores como son: la Neuroeducación, neurotecnología educativa y las TIC, determinan que la educación sin tecnología prácticamente es un sin sentido en el siglo veintiuno, como también lo es la tecnología sin educación.

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Neuroaprendizaje, una propuesta educativa: herramientas para mejorar la praxis del docente

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Neuroaprendizaje, una propuesta educativa: herramientas para mejorar la praxis del docente

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http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1657-89532018000100149

Resumen: Investigación teórica, ideas:
-Formación docente
-Trabajar la motivación, contextualización de la enseñanza-aprendizaje, problematización y el clima áulico. Empezar con algo provocador que podría consistir una frase, una imagen o una reflexión. Conectar la vida con los alumnos, presentando problemas interesantes que los afecten. Desarrollar un clima favorable para que quieran y puedan hablar. Introducir las incongruencias, las contradicciones, la novedad, la sorpresa, el desconcierto y la incertidumbre, de tal modo que estimule y desafíe el pensamiento. Evitar la ansiedad y el miedo, nadie aprende así.
-El cerebro aprende desde diferentes vías. En los últimos años se ha hablado de cómo es capaz de aprender utilizando varias estrategias y elementos del entorno. Muchas veces, los educadores, deben planificar y realizar sus clases explorando los estilos de aprendizaje, como el visual, el auditivo, el lingüístico o el lógico. El desarrollo del cerebro está bajo influencias genéticas y ambientales. Un entorno adecuado y enriquecido, despierta al cerebro para el aprendizaje. La música y el arte ejercen influencia en el cerebro. El sueño es esencial para el aprendizaje. Las investigaciones relacionadas a los periodos de sueño y vigilia están demostrando la enorme importancia que tiene este para el buen funcionamiento del cerebro
-El cerebro aprende con eventos repetidos y puede predecir eventos importantes con las consecuencias de las conductas; puede asimilar por observación, imitación, emulación y la copia de acciones o metas; puede igualar un estímulo y reproducir resultados de acciones específicas; puede aprender de forma no consiente y de diferentes vías. Este órgano busca patrones para facilitar el aprendizaje, busca sentido y aprendizaje; le gusta la novedad y el desafío.

- TIPS: Relación tiempo y aprendizaje: Es muy importante la atención en el aprendizaje y esta varía de acuerdo a la edad del individuo, por tanto, las actividades que se realicen en un período largo de clase deben desarrollarse, teniendo en cuenta el período de atención. Despertar emociones. Jerarquizar conceptos. Estimulación Visual.

-IMPORTANTE: Ejercicio y alimentación. Períodos sensibles de aprendizaje: El cerebro se va modificando a medida que va creciendo el individuo, esto indica crear o reforzar algunas conexiones neuronales y debilitar o eliminar otras. Neuroplasticidad. Serenización del cerebro: El estrés reduce el flujo sanguíneo hacia la corteza prefrontal, el centro del sentido común y la toma de decisiones (Jensen, 2016; Sapolsky, 1998, citado por Scaddan, 2014).

-EVALUACIÓN: Adicionalmente, existen otras consideraciones. De acuerdo con Rotger (2017) para la confección o preparación de las evaluaciones se debe ser coherente entre lo que se enseña y lo que se evalua; tener encuenta los estilos de aprendizajes y las inteligencias múltiples; dar instrucciones claras; establecer pruebas con desafios posibles; lograr un clima distendido y relajado; dejar que los estudiantes expresen su emoción antes de la evalaución como estrategia liberadora de tensión; corregir entre todos la evaluación al termino de la misma para relajar a los estudiantes en sus posibles errores; variar los estilos, opciones individuales y grupales, con juegos en equipos y de trabajo cooperativo, entre muchas otras.

-Currículum flexible.

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Humanidades

Neuroaprendizaje, una propuesta educativa: herramientas para mejorar la praxis del docente

Neurolearning, an educational proposal: tools to improve teacher praxis

Decano y docente de la Facultad de Educación. Doctorando en Ciencia de la Educación de la Universidad de Rosario, Argentina. Magister en Educación Mención Docencia, de la Universidad Adventista de Chile, Magister de Ministerio Pastoral del Seminario Bíblico Interamericano, SETAI, con sede en Puerto Rico. Investigador del Grupo de Investigación: Pedagogía, Cultura y Sociedad de la Corporación Universitaria Adventista, Medellín, Colombia. Correo electrónico: gpherez@unac.edu.co

Coordinadora Licenciatura en Preescolar. Docente Facultad de Educación. Mg. En Neuropsicología Educativa. Especialista en Pedagogía e Investigación en el Aula. Investigadora del grupo Pedagogía Cultura y Sociedad de la Facultad de Educación. Líder de la Línea Pedagogía e Infancia de la Corporación Universitaria Adventista, Medellín, Colombia. Correo electrónico: svargas@unac.edu.co.

Psicóloga- esp. en Psicología de las Organizaciones y del Trabajo-Universidad de San Buenaventura. Docente e investigadora del grupo Pedagogía Cultura y Sociedad de la Facultad de Educación-Corporación Universitaria Adventista, Medellín, Colombia. Correo electrónico: docente.jjerez@unac.edu.co

Este estudio tiene como objetivo proponer estrategias pedagógicas innovadoras para los procesos de enseñanza-aprendizaje de los programas de la Facultad de Educación de la Corporación Universitaria Adventista, donde se apliquen procesos desde la base del neuroaprendizaje y la neuroeducación y es derivado de una investigación con enfoque cualitativo y de tipo documental. Para la búsqueda, revisión y análisis de la literatura se aplicó una matriz, teniendo en cuenta el protocolo que normatiza la investigación. Como resultado del estudio se observa que hoy en el aula, desde la mirada de la neuroeducación, la educación demanda una formación docente que genere cambios acelerados para ejercer la enseñanza y vincule los aportes neurocientíficos con la práctica pedagógica. La investigación permite concluir que la nueva tendencia rompe el modelo del profesor tradicional, constituyéndolo en un neuroeducador y al aplicar las estrategias de la neurociencia a la neuroeducación, se favorece la enseñanza y se pueden obtener mejores resultados en el momento de la adquisición, retención y aplicación del aprendizaje en el educando.

Palabras clave: Neurociencias cognitivas; neuroeducación; neuroaprendizaje; neurodidáctica; praxis docente; estrategias pedagógicas

The aim of this study is to propose innovative pedagogical strategies for the teaching-learning processes with a Neurolearning and Neuroeducation base for the programs in the Education Faculty in the Corporation Colombian University Adventist. This article has a qualitative and documentary approach. For the search, review and analysis of the literature, we applied a matrix with a protocol to regulate the research. As a result of the study, we observed from the neuroeducation perspective that currently in classroom, education demands a qualify teacher training to accelerate changes in teaching practice and to link acording to neuroscientific contributions with pedagogical approach. This investigation concludes that this new tendency breaks with the traditional model of the professor, and constitutes him/her as a neuroeducator. Applying the Neuroscience strategies to Neuroeducation favors teaching and it can obtained better results in the acquisition, retention and application of student learning process.

Keywords: Cognitive neurosciences; neuroeducation; neurolearning; neurodidactics; teaching praxis; pedagogical strategies

Introducción

La educación actual está siendo desafiada a responder con innovación en la formación docente, tanto en su capacitación inicial, como en su actualización profesional a mano de la ciencia. Estamos ante un nuevo paradigma educativo que está evolucionando y tomando distancia de las tradiciones educativas profundamente enraizadas en la enseñanza y que tienen lamentables influencias negativas en el aprendizaje.

Las metodologías de enseñanza-aprendizaje adoptadas habitualmente en los diferentes niveles de la educación, desde la formación preescolar hasta la educación superior, están llamadas en efecto, a sufrir cambios profundos o ser eliminadas al interior de las prácticas docentes. Hoy, gracias a las investigaciones y el dialogo interdisciplinario entre las ciencias cognitivas y las neurociencias, la educación está gestando un verdadero cambio.

Las informaciones y resultados obtenidos por las investigaciones de la psicología cognitiva y de la pedagogía como ciencia de la educación, han instituido y conformado una nueva disciplina llamada "neuroeducación", cuya tarea esencial es saber cómo el cerebro aprende y de qué manera se estimula su desarrollo en el ámbito escolar por medio de la enseñanza.

Estas temáticas neuroeducativas necesitan ser incorporadas a los programas de formación docente, lo que facilitará que la enseñanza y el aprendizaje se conviertan en procesos innovadores, creativos, críticos y propositivos (Gil, 21 de junio de 2015). Para lograr este propósito se necesita que los docentes puedan conocer más sobre el órgano responsable del aprendizaje (saber cómo funciona y aprende el cerebro) y reflexionar sobre todos aquellos aspectos que influyen en el proceso de aprendizaje con el fin de hacer del estudiante un ser autónomo, independiente y autorregulado.

De acuerdo con , en estos últimos 20 años se está aprendiendo más sobre el cerebro que en toda la historia de la humanidad. El siglo XXI reclama un profesional que no adopte pasivamente los cambios vertiginosos de la sociedad, sino que sea un agente de cambio, un profesional líder, proactivo, que no sea un receptor pasivo sino un participante activo, lo cual exige que los docentes desarrollen clases de calidad y excelencia que utilicen estrategias pedagógicas desarrolladoras de la inteligencia, la creatividad, el pensamiento crítico y configuracional.

Lo cierto es que ante este planteo se necesita, y con fundamento, un tinte de mayor creatividad en la educación. Los tiempos que transcurren, el hoy del sistema educativo, obliga a un sin fin de cambios. Alumnos y docentes deben ser hábiles y creativos en sus maneras de resolver problemas, en su toma de decisiones auto-generadas y producto de las demandas educativas modernas. En este orden de ideas, Barrera y Donolo (2009), afirman que por ello, se considera que la creatividad puede favorecer y se cree esencial que se haga. Más aún desde ámbitos universitarios, a los que día a día se debe entender como sedes propicias de construcción de conocimientos innovadores y no puros reproductores de saberes (sin olvidar que las dos cuestiones son importantes).

En este marco se considera entonces que el neuroaprendizaje es una herramienta imprescindible para el capacitador de estos tiempos que sabe que el único camino seguro para lograr un futuro promisorio, es contribuir a la formación de seres capaces de autogestionarse y superarse a sí mismos. Lo irónico es, que los que hemos de saber más sobre este órgano, somos los que más lo desconocemos. Se necesitan entonces docentes interesados en la construcción del conocimiento por parte de los alumnos y con su ayuda lograr el significado y la comprensión de los contenidos que están aprendiendo.

Relación entre la pedagogía y la neuroeducación

Es importante identificar las propiedades del cerebro que son potencialmente aplicables en la práctica educativa, teniendo en cuenta que en los últimos veinte años se ha estado gestando y consolidando la idea de una propuesta pedagógica que tiene como ejes centrales los resultados de investigaciones neurocientíficas y de otras ciencias relacionadas, en lo referente a su desarrollo y funcionamiento, aspectos en los que se ha avanzado de forma sorprendente de forma cualitativa y cuantitativamente y que han permitido disponer de explicaciones más apropiadas sobre cómo evolucionan y ocurren los procesos cognitivos básicos naturales y de nivel superior, la expresión del desarrollo emocional y, en general, cómo estos aspectos afectan y explican el desempeño y el comportamiento humano.

Con todo este conocimiento disponible y que hoy circula, la nueva propuesta educativa parece avanzar con paso seguro, no obstante, voces en contrario de algunos atados a paradigmas tradicionales. Esto, sin embargo, es lo que ocurre cuando se trata de construir y validar nuevos conocimientos y establecer nuevos paradigmas.

Por lo tanto, una de las cuestiones que más interesa a los comprometidos con la educación y el desarrollo de proyectos educativos es la relacionada con las propiedades del cerebro que pueden ser potencialmente útiles para proponer estrategias pedagógicas más eficaces, para orientar aprendizajes efectivos y para diseñar ambientes escolares que los propicien. Según , en los diálogos de los neurocientíficos e investigadores de otras disciplinas afines, con la comunidad de educadores, se han identificado varias de estas propiedades así como factores internos y externos que se pueden constituir en variables educativas importantes que, por lo tanto, deberían tenerse en cuenta en la práctica educativa. Algunas de ellas son bien conocidas y aceptadas como la plasticidad cerebral, la neurogénesis, el papel de las emociones en la cognición y la identificación de períodos sensibles a ciertos aprendizajes. Otras propiedades comienzan a ser confirmadas y comentadas en recientes publicaciones (Jensen, 2016) y en el libro que sirve de referencia a este artículo (Caicedo, 2012).

Las posibilidades de aplicación a la pedagogía de los hallazgos recientes sobre el funcionamiento del cerebro provistos por la neurociencia y ciencias afines complementarias como la neurosicología, la neurociencia cognitiva y la neuropsicología, entre otras, ha generado compromisos muy serios entre investigadores, educadores, organizaciones internacionales e instituciones de educación superior de indudable prestigio, para considerar nuevas aproximaciones teóricas basadas en evidencias, para el desarrollo de propuestas educativas compatibles con el funcionamiento del cerebro.

La pedagogía basada en el cerebro tal como se entiende hoy, se sustenta en principios derivados de resultados relevantes de la investigación sobre el cerebro, los cuales han sido seleccionados por científicos de diferentes disciplinas relacionadas y educadores para que se constituyan en los fundamentos teóricos del nuevo paradigma y sean la base para el diseño de estrategias pedagógicas y, por consiguiente, el punto de partida para la adopción de metodologías que puedan ser utilizadas en la práctica.

Hablar de neuroeducación, es más que hablar de un híbrido de las ciencias de la educación y de la neurociencia. De acuerdo a las aseveraciones incluidas al respecto, , aclara que la línea de investigación en neuroeducación tiende hacia la resolución científica de las preguntas sobre el sustrato neuronal del sistema cognitivo humano. La neuroeducación enseña una nueva mirada sobre el proceso de enseñanza-aprendizaje desde los conocimientos de la neurociencia aplicada. Caicedo (2012) agrega que reconocemos que la neuroeducación es aún una ciencia naciente, en ocasiones algunos de los resultados parecen algo obvios y bastante conocidos por la pedagogía clásica. Sin embargo, hay estudios que abren nuevas líneas de investigación neurocientífca para su aplicación en educación.

De especial relevancia es el Manual sobre neuroeducación, elaborado por Francisco Mora, catedrático de fisiología humana en la Universidad Complutense de Madrid. La mirada de la neuroeducación se dirige a la construcción de puentes entre la neurociencia básica y sus aplicaciones en educación para armonizar las metodologías de enseñanza de profesores con las técnicas de aprendizaje de los alumnos. Evidentemente, existe un importante abismo entre los conocimientos seudocientíficos y sus posibilidades en un sistema educativo real que solo bien conoce el profesor que día a día permanece en contacto directo con los alumnos en su aula. Conscientes de estas dificultades parece necesaria la figura de un mediador entre el mundo profesional de la neurociencia y los profesionales de la educación. Esta figura es el "neuroeducador". García (2015), asegura que los docentes se han convertido en instructores, dictadores de cátedras, su misión ha sido impartir conocimientos que ya no son vigentes, que han caducado. En este sentido las organizaciones educativas deben asumir e implementar nuevos modelos pedagógicos, didácticos y curriculares, así como nuevas teorías y estrategias de enseñanza y aprendizaje.

Los tiempos que transcurren en el hoy del sistema educativo, obliga a un sin fin de cambios. Alumnos y docentes deben ser hábiles y creativos en sus maneras de resolver problemas, en su toma de decisiones auto-generadas, producto de los vertiginosos cambios de la educación. ¿Qué aporta la neuroeducación a la formación docente? Al respecto Vargas (2015), agrega que se remarca la necesidad de encontrar ese factor que hace que lo que estudiemos nos resulte agradable, pero también desafiante, con retos, metas y objetivos significativos, con sentido. Y también, emplear los aportes de este enfoque interdisciplinario para indagar estrategias óptimas para la enseñanza de las matemáticas y del lenguaje, por ejemplo, o de destrezas y habilidades en general.

Un neuroeducador tiene grabado en sí un sello propio, no se puede establecer con claridad cuáles son sus capacidades y características, ya que la riqueza nace del potencial de sí mismo. , da unas características importantes, agregando que el neuroeducador es un profesional cualificado capaz de entablar un diálogo interdisciplinar entre los avances en neurociencia aplicada y la experiencia práctica del profesor que día a día pone a prueba sus metodologías en el aula. Por un lado, sería una persona capaz de mantener permanentemente una formación actualizada en neurociencia y con la competencia suficiente para enjuiciar y mejorar la programación seguida en los centros educativos.

En líneas generales, se diría que el neuroeducador está preparado para instrumentar la generación de nuevos programas educativos en función de las necesidades de cada centro de enseñanza. Consciente de la importancia de la individualidad de cada aprendizaje, el neuroeducador estudia las vías para personalizar el proceso de enseñanza-aprendizaje de tal forma que se despierte más la curiosidad del alumno, se incremente su nivel de atención y se intensifique su desarrollo creativo, ejecutivo y emocional lo cual es de gran ayuda en la mejora del proceso de enseñanza-aprendizaje y el propio desarrollo humano.

El neuroaprendizaje

El neuroaprendizaje es una disciplina que combina la psicología, la pedagogía y la neurociencia para explicar cómo funciona el cerebro en los procesos de aprendizaje. En la actualidad, se cuenta con elementos para saber cómo aprende el cerebro humano en general y se tienen herramientas para descubrir cómo aprende cada cerebro individual. Estas herramientas posibilitan cubrir todos los estilos de aprendizaje, todas las inteligencias, los distintos canales de representación sensorial y formas de enfrentar desafíos. Existen períodos sensibles en el desarrollo cognitivo del ser humano relacionados con el aprendizaje, el cual se da en las primeras etapas de la vida, que van desde el nacimiento hasta los tres años donde se considera que se crean más conexiones sinápticas, sin embargo, este período se extiende hasta los diez años. Agrega que un ejemplo de esto es la facilidad para aprender los diferentes idiomas entre otros, sin embargo la neurogénesis ha demostrado que todos pueden aprender en cualquier momento de la vida.

Como punto de partida para vincular cerebro y aprendizaje, se debe empezar por conocer algunas características fundamentales del cerebro humano. El proceso de aprendizaje involucra todo el cuerpo y el cerebro, quien actúa como una estación receptora de estímulos y se encarga de seleccionar, priorizar, procesar información, registrar, evocar, emitir respuestas motoras, consolidar capacidades, entre otras miles de funciones. El proceso de desarrollo cerebral es gradual y por ello las propuestas de aprendizaje deben ir de lo más simple y concreto a lo más abstracto y complejo. Dentro de los procesos cerebrales implicados en el aprendizaje que se ponen en funcionamiento cuando el hombre observa, lee, escucha, mira son: percepción, atención, pensamiento, memoria, lenguaje. Al respecto Fuenmayor (2008), aclara que los procesos cognitivos desempeñan un papel fundamental en la vida diaria. El hombre, todo el tiempo, está percibiendo, atendiendo, pensando y utilizando la memoria y el lenguaje. Juntos, estos procesos cognitivos constituyen la base a partir de la cual se entiende el mundo. También subyacen al funcionamiento cognitivo más sofisticado como lo es la lectura, la comprensión social o las creencias.

Cuando se habla de neuroaprendizaje no se puede dejar de hablar de las emociones, y específicamente, de la inteligencia emocional (IE), término propuesto por Goleman (2009). Este concepto va en contraposición con el de cociente intelectual (CI), puesto que la IE prepara al individuo para las situaciones de convivencia, adaptación, regulación del humor, manejo de los impulsos entre otros, mientras que el CI, es la inteligencia académica. No obstante, las dos son básicas para el aprendizaje y no se debe desconocer especialmente la IE, en los procesos de enseñanza. Lo que importa no es solo el CI sino la IE.

Goleman (2009) asegura que el intelecto no puede operar de manera óptima sin inteligencia emocional. Generalmente, la complementariedad del sistema límbico y la neocorteza, de la amígdala y los lóbulos pre frontales, significa que cada uno de ellos es un socio pleno de la vida mental. Cuando estos socios actúan positivamente, la inteligencia emocional aumenta, lo mismo que la capacidad intelectual. Uno de los secretos a voces de la psicología es la relativa incapacidad de las notas, del CI o las pruebas de actitud académica, para predecir de manera infalible quien tendrá éxito en la vida. Existen muchas excepciones a la regla de que el CI predice el éxito, más excepciones que casos que se adaptan a la misma.

Con relación a las emociones, Lupón, Quevedo y Torrens, (2009), agregan, que el proceso emocional se inicia con la percepción de cambios en la situación externa o interna del sujeto (desencadenantes emocionales), que son procesados por un primer filtro de evaluación afectiva. Éste produce como consecuencia inmediata una reacción que incluye una expresión corporal, una tendencia a la acción y unos cambios fisiológicos. Un segundo filtro (evaluación cognitiva), muy influenciado por el aprendizaje y la cultura, modifica esta reacción afectiva dando como resultado la respuesta observable. La sede cerebral de las emociones se halla en el sistema límbico, también llamado cerebro medio. Esta parte del cerebro es una de las más primitivas y se sitúa inmediatamente debajo de la corteza cerebral. Comprende centros como el hipotálamo, el hipocampo y la amígdala cerebral. El hipotálamo regula el hambre, la sed, el placer, el dolor o la ira y, además, regula el sistema nervioso simpático y parasimpático. El hipocampo tiene un papel muy importante en la construcción de la memoria. Finalmente, el papel de la amígdala como centro de procesamiento de las emociones es hoy incuestionable. Los sujetos que tienen lesiones en esta zona no reconocen las expresiones faciales de las emociones, en animales experimentales cuando la amígdala se extirpa, estos se vuelven dóciles e indiferentes a ciertos estímulos y, por el contrario, su estimulación produce agresividad.

Los estudios demuestran que los procesos emocionales son inseparables de los cognitivos. Contextos emocionales positivos facilitan el aprendizaje y la memoria, mediante la activación del hipocampo; por el contrario, estímulos negativos activan la amígdala, dificultándolo. Esto sugiere la necesidad de generar climas emocionales positivos en el aula que favorezcan el aprendizaje y en los que se asuma el error de forma natural y se proporcionen retos adecuados (Goleman, 2006). Al respecto, se puede afirmar que los sentimientos y las emociones tienen un rol vital en el aprendizaje, la motivación permite que haya una relación entre la capacidad para prestar atención y por ende para aprender. Cuando los sentimientos son ignorados pueden sabotear el aprendizaje, la memoria de trabajo y de atención.

La neurodidáctica: disciplina reciente

La intervención y fusión de la neurociencia con la psicología cognitiva y la pedagogía, para abordar la educación, generan el enfoque que bien puede llamarse, el enfoque neuropsicopedagógico (Paniagua, 2013). Este enfoque se encarga de explicar la organización, el funcionamiento cerebral y la atención a la diversidad y la individualización del cerebro. Relaciona las habilidades académicas del estudiante con el cerebro y su funcionamiento, con el objetivo de poder brindar atención a las experiencias de cada persona de acuerdo al desarrollo y características únicas e individuales. De acuerdo con Punset (citado por Paniagua, 2013) la corteza cerebral es modificada por la experiencia y la educación. La educación influye en la organización del cerebro, en la modificación de la corteza cerebral y en el desarrollo de las competencias en el mismo. Una vez desarrolladas estas competencias, son estables y afectan casi todo lo que se hace. Por lo tanto, educar es modificar el cerebro. Para influir en el cerebro, la educación conociendo ya las características y las competencias cerebrales que le ofrece la neurociencia, se sirve de la neurodidáctica, que es una disciplina nueva que aportará cambios grandes y significativos, que podrían originar una verdadera revolución en el arte de enseñar (Paniagua, 2013).

Para Morales (2015a) la neurodidáctica es la ciencia que fusiona, por una parte la didáctica y por otra la neurociencia. De acuerdo con Paniagua (2013), la neurodidáctica es una rama de la pedagogía basada en las neurociencias, que otorga una nueva orientación a la educación que tiene como propósito diseñar estrategias didácticas y metodológicas más eficientes que promuevan un mayor desarrollo cerebral o mayor aprendizaje en los términos que los educadores puedan interpretar.

Forés y Ligioiz (2009) llaman a la neurodidáctica como la aplicación de conocimientos acerca de cómo funciona el cerebro y cómo intervienen los procesos neurobiológicos en el aprendizaje, para ayudar a que éste sea más eficaz y óptimo. Para estos autores la neurodidáctica es la convergencia entre la neurología-y-metodologías de aprendizaje unidas. Es poner la neurociencia al servicio de lo cotidiano.

Si al enseñar y formar a los jóvenes se llega a ofrecer los estímulos intelectuales que necesita el cerebro, se puede desarrollar las capacidades cognitivas y, en este caso, resulta también fácil aprender. Pero cuando los maestros trasmiten la materia del mismo modo, con frecuencia los estudiantes aprenden los contenidos de memoria, sin entenderlo. Desde este punto de vista neurobiológico, dice Cuesta (2009), que carece de sentido. Si el alumno no ha entendido bien algo, la memorización refuerza precisamente las conexiones defectuosas al activarla de nuevo. De ese modo, el error mental se agrava más profundo en el cerebro. Ante esta situación, recomienda cambiar por completo el método de explicar, porque aprender algo nuevo, cuesta mucho menos que obligar o forzar a reorientar una red neuronal que ya ha sido consolidada.

Por tanto, cuando se resuelve bien una tarea propuesta por el maestro, aumenta en el estudiante los niveles de dopamina y de acetilcolina, que son moléculas neurotransmisoras cuyo incremento produce sensaciones de bienestar y sentimiento de felicidad, donde el estudiante se premia a sí mismo, aumentado su autoconfianza y motivación (Cuesta, 2009, citado en Izaguirre, 2017). Por esta razón, Ortiz, citado por Izaguirre (2017), enfatiza que los docentes deben lograr que los educados disfruten del conocimiento por el valor que representa como agente motivacional y vitalizador de logros y posibilidades de éxitos; dicho de otro modo, debe constituirse en un instrumento de mejora de la calidad de la enseñanza.

Es evidente que la investigación cerebral puede mejorar en la práctica el aprendizaje en escuelas y universidades, pero es responsabilidad de los educadores, manifestar interés por la "neurodidáctica", que es, como se ha apodado, derivada de las neurociencias. Por otro lado, es responsabilidad de anatomistas, neurólogos y neurocientíficos en general, el ayudarles a los educadores a comprender el sistema nervioso central, a manejar la terminología, los aspectos morfo funcionales y fisiológicos, la anatomía del cerebro, a leer imágenes para la valoración cerebral, etc. Todo lo antes dicho, para potenciar la educación y facilitar el aprendizaje, sin dejar de ver, que hay cosas del humanismo psicológico, que la neurociencia aún no ha logrado explicar y por ello también debemos capacitarnos en dichos temas (Gastón, 2007).

Por consiguiente, el neuroeducador debe comprender que el desarrollo del cerebro y el aprendizaje están intrínsecamente unidos, porque el cerebro es el órgano que por medio de la conectividad neuronal hace posible el aprendizaje. Saavedra (2001) agrega que los aprendizajes significativos conducen a nuevas conexiones con el objetivo de crear sinapsis, enriqueciendo el mayor número de interconexiones o cableados neuronales en el cerebro. Entonces, la función del educador mediante la neurodidáctica, es lograr literalmente conducir al estudiante hacia las nuevas conexiones neuronales y la secreción de componentes químicos que posibilitan el aprendizaje.

El educador es un modificador del cerebro que mediante la neurodidáctica, cambia la estructura cerebral, composición química y actividad eléctrica, creando sinapsis, mediante la enseñanza de contenidos novedosos, interesantes y mejor aún, significativos, lo cual conduce a una mayor compresión de los mismos (Paniagua, 2013; Saavedra, 2001). La comprensión da a lugar a aprendizajes más profundos y de mayor alcance que los aprendizajes de contenidos, que al realizarse de memoria son de más corta duración; este tipo de aprendizaje se continúa llevando a cabo en la educación pasiva y tradicional. Caine (citado por Saavedra, 2001) agrega que mientras más conexiones entre las neuronas tenga el cerebro que aprende, lo que se logra con una rica experiencia, habrá mayor comprensión del nuevo material a ser aprendido, ya que la nueva información puede relacionarse con la ya existente. En consecuencia, el educador debería enseñar su materia relacionándola con lo que el estudiante trae a la situación de aprendizaje. Pues, mirada desde una perspectiva neurobiológica indica que el estudiante no llega al aula con un cerebro parecido a una "tabula rasa", sino que viene con una serie de experiencias previas, provenientes de la familia y de la socialización con el entorno, los que le han permitido establecer numerosas conexiones neuronales en el cerebro. Por tanto, al tomar esto en cuenta, el educador facilitará extraordinariamente el aprendizaje del educando (Saavedra, 2001).

Neuroevaluación y su impacto en el aula

Como fue planteado por Scaddan (2014), para que el cerebro pueda aprender debe estar libre de altos niveles de estrés. Si esto se acontece en materia de aprendizaje, con mucha más razón debe ocurrir con la evaluación de los aprendizajes. De modo que en cualquier buen aprendizaje, la revisión y la reflexión incluida en la evaluación, es necesaria para revisar los progresos. Los criterios de evaluación son las pautas fundamentales que se deben tener en cuenta en la valoración (Tobón, Pimienta y García, 2010) o la evaluación de los aprendizajes. Estos criterios se componen de un qué se evalúa y un qué se compara. Esto indica que una vez que el docente comunica a los estudiantes los criterios, les estaría disminuyendo el nivel de estrés porque estaría estableciendo las pautas a considerar en la evaluación y qué aspectos estaría también evaluando. Para Scaddan (2014) es importante seguir esta técnica cada semana, de modo que pase a formar parte de la cultura del aula. Los exámenes provocan en los estudiantes estrés y por tanto los percibe como una situación amenazante, generando algunas respuestas emocionales negativas impulsadas por la amígdala, creando un mecanismo de lucha o de fuga, sea esto angustia, temor, síntomas somáticos, ansiedad o nervios. De tal modo que Rotger (2017) concluye diciendo que existe una relación directa entre estrés, nervios y rendimiento. Por ese motivo, es significativo comprender la evaluación como un proceso de dialogo, comprensión y mejora.

El tratar con el error, según Castillo y Cabrerizo (2006), exige un cambio de la función tradicional del docente y del alumno, y se pasa concebir el error como un elemento positivo que provoca la auto reflexión de ambas partes y permitirá al docente asumir la función de orientador y regulador de la actividad escolar a fin de ayudar al estudiante a revisar su trabajo y que le lleve redoblar su esfuerzo para mejorar su rendimiento.

Para Castillo y Cabrerizo (2006), superar el error, con la ayuda del profesor, es lo formativo y formador: es aprender a aprender. Para la Junta Andalucia (2017), en el tiempo presente no tiene sentido la transferencia de información, ya que la información esta accesible en internet, organizada y de calidad. Por el contrario, aclaran que el profesor del siglo XXI debe evolucionar para pasar de transmisor de la información a facilitador y transmisor de criterio en la búsqueda de esta y el aprendizaje de los contenidos. En el presente siglo lo relevante es que los cerebros sean capaces de adquirir la información, integrarla, procesarla, ser creativos, intuitivos, emprendedores y críticos. En consecuencia, preguntan ¿es esto lo que evaluamos? Pues la evaluación debe decir si el estudiante ha adquirido las competencias y ha conseguido transferir la información en conocimiento, si ha habido un entrenamiento neurocognitivo exitoso.

Por el contrario, en el sistema tradicional de evaluación no se obtiene esa información por utilizar sistemas cerrados y estancos, basados en datos, fechas, números, pero se desconoce si el estudiante tiene las capacidades de trasladarlos a situaciones distintas que generaron el aprendizaje original (memoria explícita de largo plazo).

En materia de evaluación para el logro de un buen aprendizaje es vital tener en consideración en las aulas estos principios básicos relacionados con lo "neuro" como lo señalan Eusebio, Cobián y Cazón (2008), a medida como el cerebro crece también aumentan sus capacidades cognitivas. Aprender cambia los circuitos del cerebro. Es necesario fomentar las sinapsis en los niños cuanto antes y que estas abarquen la mayor diversidad posible. El desarrollo del cerebro necesita de la interacción continua con el mundo exterior. Lo desconocido excita sobremanera las redes neuronales especialmente entre los 3 y los 5 años. Si el alumno no ha entendido bien algo, la memorización refuerza las conexiones defectuosas al activarlas de nuevo. Emoción y motivación dirigen el sistema de atención. Transmitir una información de forma variada -aprendizaje multisensorial- permite aprender con más facilidad ya que intervienen todos los sentidos.

Pero el principio fundamental de la neurodidáctica es hacer que los niños aprendan en consonancia con sus dotes y talentos. De igual modo hay que considerar que la evaluación tiene que adaptarse a las circunstancias y características de cada alumno. Hay que tener en cuenta que no existen pruebas perfectas e insustituibles y que la evaluación debe hacerse en función de las necesidades reales de los centros, de los grupos y de los alumnos (Pherez, Riasco, Agudelo, y Carabalí, 2009).

Planteamiento metodológico

La presente investigación es de enfoque cualitativo porque procura indagar el pensamiento de autores e investigadores con respecto al uso de estrategias y herramientas pedagógicas que innoven y dinamicen la praxis del docente, desde la base del neuroaprendizaje y de la neuroeducación en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Es también de tipo documental, porque requiere y privilegia fuentes documentales escritas para la obtención, organización, sistematización y análisis de la información como soporte del trabajo.

Las unidades de análisis están constituidas por documentos escritos (artículos de revistas, libros, informes de investigación), bases de datos y escritos legales que traten y tengan relevancia en el tema objeto de estudio.

La ruta metodológica de la investigación incluye tres momentos: el diseño de la investigación; la gestión e implementación; y la comunicación, socialización y divulgación de los resultados de la investigación. El primer momento es donde se define el tema, se delimita en lo conceptual, espacial y temporal y se realiza una revisión previa de estudios anteriores, para establecer el estado del estudio, permitiendo justificar la acción investigativa. El diseño incluye estrategias de búsqueda, localización y consulta de materiales que nos indican la clase de documentos requeridos para el trabajo investigativo. El segundo momento lo denomina Galeano (2004), gestión e implementación. Durante esta etapa, los investigadores buscan y seleccionan la información (rastreo e inventarios de los documentos); y clasifican, valoran y analizan los documentos. El tercer momento es la comunicación, socialización y divulgación de los resultados de la investigación, para propiciar la aplicación o utilización de las herramientas dinamizando la praxis del docente según la neuroeducación.

Para garantizar la confiabilidad y la validez del trabajo investigativo, se determinó que en la búsqueda y revisión de la literatura se aplicará y se desarrollará una matriz de análisis teniendo en cuenta el protocolo fundamentado por Caro, Rodríguez, Calero, Fernández y Piattini (2005), que normatiza la investigación respecto al proceso de búsqueda y registro se incluyeron: las categorías o términos que se establecieron para el estudio; las estrategias y fuentes de búsqueda; el registro de resultados; las normas de revisión; los criterios de inclusión y exclusión para las publicaciones examinadas, y la estrategia de síntesis de la información.

Para la recolección y análisis de la información se construyó una matriz de recolección y análisis de la información, que comprendía las categorías del estudio y las estrategias extraídas de los documentos que de forma explícita o implícita trataron el tema de las herramientas para dinamizar la praxis del docente según la base del neuroaprendizaje. Este artículo se construye a partir de los resultados obtenidos en la búsqueda documental.

Los resultados de la investigación se concretan en cuatro categorías que son la pedagogía y neuroeducación, neuroaprendizaje, neurodidáctica y neuroevaluación, las cuales se encuentran desarrolladas en el marco conceptual, que a su vez guarda relación con las estrategias pedagógicas innovadoras para los procesos de enseñanza aprendizaje, desde la base de las neurociencias y la neuroeducación.

Análisis de los resultados

Los resultados son productos de cada una de las categorías desarrolladas en el marco conceptual, que guardan relación con las estrategias pedagógicas innovadoras para los procesos de enseñanza aprendizaje desde la base de las neurociencias y la neuroeducación, de tal modo que pueden dinamizar la praxis del docente para enseñar, basado en uso del cerebro. Las categorías son enuncian en las siguientes líneas.

La primera categoría es la neuroeducación, que en estos días presenta una alta demanda para una formación docente que permita realizar aportes y cambios vertiginosos al momento de ejercer la enseñanza. Se habla de medios apropiados para la innovación o transformación de la educación y la enseñanza; el desarrollo de habilidades integrales (cognitivas, emocionales, sociales, morales, físicas y espirituales) todas ellas localizadas en el cerebro. Por tanto, se requiere un perfil docente que estudie y tenga un conocimiento elemental de la estructura del cerebro, que pueda hacer puente y vincular los aportes neurocientíficos con la práctica pedagógica (Kandel y Jessel, 2012 y ), y así también poder diseñar estrategias de enseñanza que ayuden a construir conocimientos (Campos, 2010a).

Las estrategias planteadas, producto de la búsqueda bibliográfica de la categoría neuroeducación, son formuladas por , en donde afirma que el docente debe ser un profesional cualificado capaz de entablar dialogo interdisciplinar entre la neurociencia y la práctica pedagógica; capaz de mantenerse a la vanguardia. Un neuroeducador entendido en los conocimientos de la neuroeducación, será capaz de conocer el papel del cerebro y el diseño de nuevas técnicas para mejorar el aprendizaje y el desarrollo cognitivo y emocional de los estudiantes. Por otra parte, Campos (2010 a), propone unas claves sencillas a considerar: se aprende cuando se liga la experiencia con las emociones; se promueven aprendizajes sólidos cuando se enseña de manera amena con anécdotas y en medio de conversaciones gratas; estimular la creatividad mediante actividades artísticas, que ayuda a disminuir tensiones y mejoran la concentración; desarrollar regularmente el ejercicio como el mejor aliado de la plasticidad cerebral, la concentración y el anti estrés; descansar, dormir con el propósito de incrementar la capacidad de retener, conceptualizar y abstraer; e incluir el juego, la diversión y la interacción social, para estimular áreas cerebrales implicadas en el aprendizaje.

Una segunda categoría analizada es la neurociencia y su aplicación en el aula. Al respecto , señala cinco propuestas que pueden ayudar a mejorar las clases desde esta área, trabajando la motivación, contextualización de la enseñanza-aprendizaje, problematización y el clima áulico. Empezar con algo provocador que podría consistir una frase, una imagen o una reflexión. Conectar la vida con los alumnos, presentando problemas interesantes que los afecten. Desarrollar un clima favorable para que quieran y puedan hablar. Introducir las incongruencias, las contradicciones, la novedad, la sorpresa, el desconcierto y la incertidumbre, de tal modo que estimule y desafíe el pensamiento. Evitar la ansiedad y el miedo, nadie aprende así.

La tercera categoría que se aborda en el análisis de los resultados es el neuroaprendizaje. Se entiende que es una disciplina que combina la psicología, la pedagogía y la neurociencia, para explicar cómo funciona el cerebro en los procesos de aprendizaje. Un tiempo atrás, los docentes se debían contentar con los resultados de la observación ya que a través de ella, se decidía si cierta técnica, estrategia, teoría o escuela de aprendizaje era favorable o no para los alumnos. En la actualidad, se cuenta con elementos para saber cómo aprende el cerebro humano en general y en particular. Estas herramientas posibilitan cubrir todos los estilos de aprendizaje, las inteligencias, los distintos canales de representación sensorial y formas de enfrentar desafíos.

Con base en lo anterior, es importante tener en cuenta los estudios actuales de la neurociencia. Para que el cerebro aprenda se debe considerar como punto de partida vincular a este con el aprendizaje, empezando por conocer algunas características fundamentales de este órgano. El proceso de aprendizaje involucra todo el cuerpo y el cerebro, este último actúa como una estación receptora de estímulos, encargándose de seleccionar, priorizar, procesar información, registrar, evocar, emitir respuestas motoras, consolidar capacidades, entre otras miles de funciones.

Al indagar cómo se vincula el cerebro y el aprendizaje, es importante destacar lo que Campos (2010a), recomienda que debe iniciarse por conocer algunas características fundamentales de este órgano: es la única parte del cuerpo humano que tiene la capacidad de aprender y a la vez enseñarse a sí mismo. Cada cerebro es único, irrepetible y que este aprende a través de patrones, los detecta, aprende y encuentra un sentido para utilizarlos siempre cuando vea la necesidad. Las emociones matizan su funcionamiento, las emociones interactúan con las habilidades cognitivas. El cerebro necesita del cuerpo así como el cuerpo necesita del cerebro, ambos aprenden de forma integrada.

El cerebro aprende desde diferentes vías. En los últimos años se ha hablado de cómo es capaz de aprender utilizando varias estrategias y elementos del entorno. Muchas veces, los educadores, deben planificar y realizar sus clases explorando los estilos de aprendizaje, como el visual, el auditivo, el lingüístico o el lógico. El desarrollo del cerebro está bajo influencias genéticas y ambientales. Un entorno adecuado y enriquecido, despierta al cerebro para el aprendizaje. La música y el arte ejercen influencia en el cerebro, escuchar música y tocar un instrumento tiene un gran impacto en este órgano, estimulando las zonas de las funciones superiores. La capacidad de esta parte del cuerpo para guardar información es ilimitada y maleable. La habilidad de adquirir, formar, conservar y recordar la información depende de factores endógenos y exógenos, de las experiencias y de la metodología de aprendizaje utilizada por el educador. El sueño es esencial para el aprendizaje. Las investigaciones relacionadas a los periodos de sueño y vigilia están demostrando la enorme importancia que tiene este para el buen funcionamiento del cerebro. El sueño tiene funciones adaptativas, pues ayuda al organismo a adaptarse al entorno, a descansar y a recuperarse fisiológicamente. El cerebro tiene la capacidad de establecer una ruta para el aprendizaje, su proceso de desarrollo es gradual y por ello las propuestas de aprendizaje deben ir de lo más simple y concreto a lo más abstracto y complejo.

Con relación a la forma de aprender del cerebro, Campos (2010b), agrega otros siete aspectos importantes complementando los anteriores: el cerebro aprende con eventos repetidos y puede predecir eventos importantes con las consecuencias de las conductas; puede asimilar por observación, imitación, emulación y la copia de acciones o metas; puede igualar un estímulo y reproducir resultados de acciones específicas; puede aprender de forma no consiente y de diferentes vías. Este órgano busca patrones para facilitar el aprendizaje, busca sentido y aprendizaje; le gusta la novedad y el desafío.

Otro autor que realiza planteamientos que ayudan al cerebro para aprender de manera eficaz, son los de Franco (2013), quien plantea los siguientes tips:

Relación tiempo y aprendizaje: Es muy importante la atención en el aprendizaje y esta varía de acuerdo a la edad del individuo, por tanto, las actividades que se realicen en un período largo de clase deben desarrollarse, teniendo en cuenta el período de atención.

Despertar emociones lo cual es muy difícil a raíz de tantos distractores que existen en un salón (celulares, ruidos externos, compañeros, pensamientos propios, etc.).

Jerarquizar conceptos: Para el cerebro es más importante jerarquizar los conocimientos que recordar el significado específico de algo.

Estimulación Visual: Su efecto demuestra que los elementos presentados visualmente son más recordados, por tanto, se sugieren imágenes, gráficas, fotos, entre otros elementos, que son muy importantes para el proceso de retención de la información.

La cuarta categoría analizada es la neurodidáctica. Los investigadores consultados coinciden que debe ser tomada en cuenta como una disciplina nueva que aporta cambios grandes y significativos, que podrían originar una verdadera revolución en el arte de enseñar (Paniagua, 2013) y que pueden ayudar a los educadores a desarrollar mejores estrategias didácticas. Para Cuesta (2009), la neurodidáctica es vista como un camino que conduce a los maestros y estudiantes a un entorno significativo en el proceso de enseñanza-aprendizaje, no solo contempla los conceptos o contenidos a impartir, sino que profundiza habilidades personales, actitudes y aptitudes que le facilitan el proceso. También se encarga de las formas en las que se presentan los contenidos, eligiendo aquellas en las que pueda resultar más fácil la asimilación, la memoria y la integración. (Forés y Ligioiz, 2009).

Los investigadores pudieron deducir que la neurodidáctica es una disciplina que promete grandes cambios en todas las áreas de la educación, incluyendo las estrategias de enseñanza, políticas de disciplina, artes, educación especial, currículo, tecnología, bilingüismo, música, entornos de aprendizaje, formación y perfeccionamiento del profesorado, evaluación e incluso el cambio en la organización pedagógica y curricular. Sin embargo, resulta importante subrayar que los estudios analizados por los investigadores, muestran que la neurodidáctica presenta unas limitaciones, porque en el aprendizaje influyen otros factores como la genética, el ambiente social, la alimentación, entre otros, por lo tanto, no se puede considerar la conformación cerebral influenciada solo por la escolaridad. No obstante, los avances de la neurociencias constantemente van aportando conocimientos en relación a la neurodidáctica, que deben utilizarse para mejorar la educación en sus diferentes componentes.

A través de estos conocimientos es fundamental que todo educador revalorice su rol y además pueda llegar a comprometerse y actualizarse en el área de la neurociencias, consciente de los cambios que su práctica educativa genera a nivel cerebral.

Al analizar los planteamientos de los investigadores, la función del educador mediante la neurodidáctica es literalmente lograr conducir al estudiante hacia nuevas conexiones neuronales y la secreción de componentes químicos que posibilitan el aprendizaje. Franco (2013), respalda lo dicho y presenta las siguientes estrategias, producto de sus investigaciones científicas basadas en la forma como el docente debe aplicar la didáctica para que el cerebro esté más dispuesto a recibir y a captar información.

Ejercicio y alimentación: La nutrición y ejercicio afectan las vías de señalamiento neuronal importantes para la plasticidad sináptica y la función cognitiva.

Períodos sensibles de aprendizaje: El cerebro se va modificando a medida que va creciendo el individuo, esto indica crear o reforzar algunas conexiones neuronales y debilitar o eliminar otras.

Neuroplasticidad: Capacidad cerebral de formar nuevas conexiones nerviosas en respuesta a la información o estimulación nueva, es decir, fortalecer o eliminar conexiones sinápticas para incorporar un aprendizaje.

Serenización del cerebro: El estrés reduce el flujo sanguíneo hacia la corteza prefrontal, el centro del sentido común y la toma de decisiones (Jensen, 2016; Sapolsky, 1998, citado por Scaddan, 2014).

dice que este estado se logra cuando vinculamos lo que se está enseñando con la vida real, con el mundo en que se vive.

La quinta categoría analizada es la neuroevaluación, con relación a la cual se puede decir que la evaluación educativa, más allá su práctica convencional, no es solo un procedimiento para saber cuánto han aprendido los alumnos, sino que debe considerarse primeramente, como un medio relevante de enseñanza y aprendizaje. Se ocupa del estudiante con relación a sus aprendizajes pero tiene en cuenta sus circunstancias personales y la manera como aprende.

En materia de evaluación de los aprendizajes, para que el cerebro pueda aprender, los investigadores pudieron observar que varios autores coinciden en que hay que eliminar la rigidez y el formalismo en la evaluación que por años ha atemorizado a los alumnos. Como manifiesta este miedo empieza a eliminarse cuando se diferencia la evaluación de la simple calificación y de la medición; cuando se empieza a entender que la evaluación no es sinónimo de exámenes y notas sino un instrumento de investigación que nos permite recabar mucha información sobre el estudiante, un medio de diagnóstico que nos ayuda a conocer el estado cognoscitivo y actitudinal del individuo, un medio de explicación y comprensión que ayuda a dilucidar las causas y las razones del fenómeno evaluado.

Además, en este estudio realizado por los investigadores, se pudo comprobar que la evaluación puede ser un medio efectivo en la enseñanza y en el aprendizaje desde la neuroeducación, pero tiene que ser motivadora para provocar interés, estimular la actividad y ser una herramienta de comunicación y diálogo, de tal modo que posibilite el intercambio de ideas y conocimientos entre el evaluador y el evaluado. Es decir, la evaluación ya no sanciona, prescribe, discrimina o amenaza, sino al contrario, es un mecanismo de orientación y formación ().

Por tanto, en síntesis, y tomando en cuenta los planteamientos de las autoridades en la neuroevaluación, para que el cerebro pueda aprender debe estar libre de altos niveles de estrés (Scaddan, 2014). Para lograr este propósito, el autor recomienda recordar con frecuencia a los estudiantes los criterios de evaluación, es decir, qué es y cómo es lo que vamos hacer. Es importante revisar la concepción errónea que se le ha dado a la evaluación, cuyo su propósito fundamental es determinar el éxito o el fracaso académico, en lugar de ser una herramienta útil para el desarrollo de la comprensión (Rotger, 2017). Se debe impedir que los exámenes sean percibidos como una situación amenazante, generadora de emociones negativas y de mecanismos de lucha o de fuga, expresados en angustia, temor, ansiedad o nervios (Rotger, 2017). Hay que considerar el error como parte del proceso de aprendizaje, equivocarse es el principio de aprender (Junta Andalucia, 2017); superar el error, con la ayuda del profesor, es lo formativo y formador, es aprender a aprender (Castillo y Cabrerizo, 2006).

Adicionalmente, existen otras consideraciones. De acuerdo con Rotger (2017) para la confección o preparación de las evaluaciones se debe ser coherente entre lo que se enseña y lo que se evalua; tener encuenta los estilos de aprendizajes y las inteligencias múltiples; dar instrucciones claras; establecer pruebas con desafios posibles; lograr un clima distendido y relajado; dejar que los estudiantes expresen su emoción antes de la evalaución como estrategia liberadora de tensión; corregir entre todos la evaluación al termino de la misma para relajar a los estudiantes en sus posibles errores; variar los estilos, opciones individuales y grupales, con juegos en equipos y de trabajo cooperativo, entre muchas otras.

El estudio tipo documental realizado por los investigadores, generó una propuesta pedagógica basada en el cerebro, la cual puede ser considerada como una guía para los docentes que deseen aplicar la neurociencia en el aula. Y así, poder mejorar el aprendizaje de los estudiantes y los procesos de enseñanza de la educación tradicional.

Conclusiones

Al haber efectuado el análisis de los resultados obtenidos, se presentan las siguientes conclusiones, considerando importante tener en cuenta las investigaciones presentadas en la educación basada en el cerebro, para el diseño de estrategias pedagógicas que tengan como punto de partida la adopción de metodologías que puedan ser puestas en práctica para el aprendizaje.

Esta nueva tendencia rompe el modelo del profesor tradicional, constituyéndolo en un neuroeducador, puesto que los nuevos tiempos requieren nuevas estrategias y los recientes descubrimientos que aporta la neurociencia cognitiva, develan que la educación actual requiere una reestructuración para que no pueda quedarse rezagada ante la reciente avalancha tecnológica. Aunque se asume que la educación no se restringe al entorno escolar, la escuela y los docentes han de preparar a los futuros ciudadanos de un mundo cambiante. Para ello se debe de erradicar la enseñanza centrada en la transmisión de una serie de conceptos abstractos y descontextualizados que no tienen ninguna aplicación práctica. Al respeto agrega que es preciso resaltar que para construir un currículo desde la neurociencia, no solo es necesario indagar sobre las propuestas teóricas que traen dichas investigaciones, sino que las prácticas pedagógicas son fundamentales para mencionado diseño, esto último debido a que lo que se percibe en el mundo de la educación es que continuamente se decretan políticas de cambio o de reforma, que hacen que se modifiquen los currículos sin tener en cuenta los contextos ni el trabajo diario en el aula, y precisamente, lo que no se pretende es que la neurociencia se convierta en un recetario más para los docentes.

Al aplicar las estrategias de la neurociencia, neuroeducación, neuroaprendizaje, neurodidáctica y neuroevaluación se considera que favorecen la enseñanza y se pueden obtener mejores resultados al momento de la adquisición, retención y aplicación del aprendizaje en el educando, teniendo en cuenta que al entender de qué manera funciona el cerebro, los educadores están mejor preparados para ayudar en todo a los alumnos, desde centrar la atención hasta incrementar la retención. Esa es la promesa del aprendizaje basado en el funcionamiento del cerebro, el cual aprovecha conocimientos provenientes de los campos de la neurología, la psicología, la tecnología y otros. Traer esta información a la clase puede ayudar a los maestros a atraer la atención de distintos estudiantes, ofrecer un feedback eficaz que genere un entendimiento más profundo, y crear un entorno de aprendizaje enriquecedor que se ocupe de las necesidades sociales y emocionales de los alumnos, al mismo tiempo que su cerebro en desarrollo. Como afirma Palomar (2017), hoy en día hay diversas pruebas de cómo un ambiente de aprendizaje equilibrado y motivador requiere a los niños de un mejor aprendizaje. Es por ello que los niños aprenden "socialmente", construyendo activamente la comprensión y los significados a través de la interacción activa y dinámica con el entorno físico, social y emocional con los cuales entran en contacto. Por lo tanto, las estrategias metodológicas en el aula basadas en las neurociencias no solamente benefician a los alumnos en el aula regular, sino también a personas con dificultades de aprendizaje, al elogiar y motivar al alumnado despertando su interés por el aprendizaje, paliando los déficits atencionales y mejorando su autocontrol y su capacidad por aprender. Por este motivo, se hace necesario tener expectativas positivas sobre la capacidad del alumnado que se materialicen en aspectos motivacionales que no les permitan caer en el estrés, en el desasosiego y en el abandono temprano de los estudios.

Se debe relacionar las neurociencias con la pedagogía, de tal modo que se conozca la estructura y el funcionamiento del cerebro y los conocimientos esenciales del aprendizaje como los son la memoria, la atención y las emociones, a fin de que el educador emprenda un nuevo estilo de enseñanza aprendizaje. De acuerdo con Caicedo (2012), la educación basada en el cerebro tal como se entiende hoy después de aproximadamente 20 años de evolución, se sustenta en principios derivados de resultados relevantes de investigación, los cuales han sido seleccionados por científicos de diferentes disciplinas relacionadas y educadores para que se constituyan en los fundamentos teóricos del nuevo paradigma y sean la base para el diseño de estrategias pedagógicas y, por consiguiente, el punto de partida para la adopción de metodologías que los pongan en práctica. Dada la forma como aparece y las disciplinas que intervienen en su construcción hay que decir que es una propuesta interdisciplinaria y a la vez multidisciplinaria. Y no podría ser de otra manera porque, como se sabe, el aprendizaje y la educación no son una cuestión que se pueda abordar por una sola ciencia.

Resulta conveniente desarrollar cursos que cualifiquen y capaciten permanentemente a los docentes en neuroeducación, con el propósito de incorporar formas adecuadas de enseñanza y aprendizaje basados en la neurociencias. De acuerdo con Campos (2017), una de las demandas que se le hace a la educación es que se prepare a los docentes para que enfrenten con éxito los problemas del mundo actual. Es decir, que se prepare a personas con capacidad y criterio para solucionar problemas, trabajar en equipo, aprender por sí solos, automotivarse con tareas que exigen acción. Se necesita una educación que forme ciudadanos éticos en sus relaciones con otros y que favorezca el cambio social positivo para lograr una sociedad justa y solidaria. Una educación que refleje el mundo actual y su dinámica, que haga uso eficiente de las ventajas de la tecnología y de los aportes de las ciencias del aprendizaje. Una educación que prepare en las habilidades para los puestos de trabajo para los próximos años. Dice Morales (2015b), hoy hay preocupación por parte de los distintos actores de los problemas que presentan los alumnos en el sistema escolar, de las inadecuadas prácticas de los docentes, de los climas tensionales que se manifiestan en el aula, de los aprendizajes parcelados, de las dificultades en el control de la clase, el aumento de las conductas disruptivas-, y de la formación que están recibiendo los estudiantes en que se enfatiza lo cognitivo obviando los procesos emocionales que subyacen en el aprendizaje.

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Neuroaprendizaje, una propuesta educativa: herramientas para mejorar la praxis del docente

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Humanidades Neuroaprendizaje, una propuesta educativa: herramientas para mejorar la praxis del docente Neurolearning, an educational proposal: tools to improve teacher praxis Decano y docente de la Facultad de Educación. Doctorando en Ciencia de la Educación de la Universidad de Rosario, Argentina.

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“Propuesta de un programa basado en Neuroeducaciónen el aula de infantil”

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“Propuesta de un programa basado en Neuroeducaciónen el aula de infantil”

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MÉTODO HERVAT: Está centrado en la atención y en la memoria primordialmente, cuyo nombre se debe a las iniciales de actividades de Hidratación, Equilibrio, Respiración, Visión, Audición y Tacto (practicar esto 10 min al día).

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ESTRATEGIAS DE NEUROAPRENDIZAJE QUE UTILIZAN LOS DOCENTES DEL COLEGIOCOMUNIDAD EDUCATIVA UNIVERSAL Y EL COLEGIO KIPLING.

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Resumen: 1. Como estrategias serán consideradas las dimensiones de movimiento, ritmo y alimentación que con base en neuroaprendizaje que son el eje principal para promover el funcionamiento de ambos hemisferios cerebrales con el fin de favorecer el aprendizaje significativo. 2. Prueba de conocimiento de los docentes del funcionamiento del cerebro.