La enseñanza en disciplinas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM, por sus siglas en inglés), presenta ciertos retos comunes debido a la alta complejidad de su cuerpo de conocimientos y a una elevada presencia de conceptos abstractos que dificultan el aprendizaje. Además, se ha documentado que existe una dificultad específica para establecer conexiones entre los conceptos aprendidos y los conocimientos previos en estas disciplinas; una realidad que se ve agravada por una tendencia a impartir las asignaturas como silos independientes, sin fortalecer sus interrelaciones y sin contextualizarlas en la imagen global de las disciplinas.
Esta situación predispone al alumnado a considerar que el estudio de disciplinas STEM implica una dificultad muy elevada; y esta percepción tiene una fuerte vinculación con las elevadas tasas de abandono y la escasez de vocaciones científicas.
Sin embargo, hay recursos que el profesorado puede tener en consideración para mitigar muchos de estos retos. Uno de ellos es la divulgación científica, particularmente en formato audiovisual.
Beneficios de los vídeos de divulgación
Los docentes pueden hacer uso del formato audiovisual en múltiples dinámicas de aula y con diversos propósitos.
Los vídeos pueden emplearse como recurso introductorio para fomentar el interés sobre un tema, que luego el docente amplíe con sus explicaciones. El uso de un formato atractivo, un ritmo ameno y un estilo comunicativo que capte la atención, puede ser particularmente beneficioso para que el alumnado se interese por el tema, y muestre una mayor predisposición a atender al docente y aprender al respecto.
Los vídeos también pueden utilizarse para profundizar en cuestiones complejas y abstractas, en las que la visualización pueda tener relevancia. Por ejemplo, conceptos matemáticos abstractos o fenómenos físicos como el electromagnetismo pueden beneficiarse de una visualización dinámica y tridimensional a través de animaciones insertadas en vídeos. De esta manera, el alumnado no tiene que imaginar un concepto que no conoce a partir de unos bocetos dibujados de manera estática en la pizarra, sino que puede directamente visualizar los conceptos de una manera más intuitiva.
Además, los vídeos pueden pausarse y reproducirse tantas veces como sea necesario, con lo que se pueden emplear también como material de repaso que fomente el aprendizaje autónomo. Además, son un potente aliado en la aplicación de metodologías activas de aprendizaje, como el aula invertida, en las que el alumnado puede familiarizarse con los contenidos en vídeo antes de las clases y después trabajar sobre ellos en el aula.
Sin embargo, no siempre es sencillo para el profesorado encontrar el tiempo, los recursos y las habilidades para crear sus propios vídeos. Es entonces cuando los vídeos de divulgación científica ampliamente disponibles en internet pueden convertirse en el mejor aliado. No solamente existe una gran variedad de vídeos sobre diversas temáticas STEM, sino que además su formato ha demostrado ser adecuado para este fin educativo. Normalmente los vídeos de divulgación disponen de animaciones y recursos visuales en los que se apoya la explicación, gozan de un ritmo adecuado y, además, la voz y estilo comunicativo suele ser cercano, dinámico, y optimizado para captar la atención.
El adecuado uso de este tipo de recursos tiene el potencial de aumentar la motivación e interés del alumnado por las disciplinas STEM, aumentar su rendimiento académico, y mejorar la retención conceptual a largo plazo y el aprendizaje profundo.
Doble canal: el poder de ver y escuchar
La razón de ser de estos beneficios se explica muy bien mediante la Teoría Cognitiva del Aprendizaje Multimedia. Esta teoría se basa en tres principios fundamentales: la información podemos recibirla y procesarla en modo verbal o en modo visual (doble canal); tenemos una capacidad limitada para procesar una cantidad de información en un momento dado, condicionada por nuestra memoria de trabajo; y el aprendizaje efectivo debe ser activo, entendiendo por ello que debemos hacer un esfuerzo particular para integrar la nueva información en nuestro cuerpo de conocimientos previo.
Considerando lo anterior, podemos optimizar la capacidad de nuestra memoria de trabajo si recibimos información complementaria en nuestro modo verbal y visual, y precisamente es así como operan los vídeos. Mediante un adecuado balance de explicaciones en palabras y explicaciones visuales podemos mejorar mucho la capacidad de aprendizaje en un momento dado.
Así, mediante el aprovechamiento de este doble canal de recepción y procesado de la información, los vídeos de divulgación pueden ayudarnos en el proceso de aprendizaje. Esta optimización de la memoria de trabajo contribuye a una reducción en la carga cognitiva asociada a la dificultad para comprender los conceptos de la materia aprendida (llamada carga cognitiva intrínseca).
Estrategias para la integración de vídeos
Además de lo anterior, los vídeos divulgativos pueden ofrecer más beneficios en el proceso de aprendizaje. Estos beneficios vendrán dados por las estrategias que empleemos en la integración de vídeos, y se relacionan con la reducción de otras cargas cognitivas: la carga cognitiva externa y la carga cognitiva relevante. Vamos a entenderlas por separado.
Por un lado, la carga cognitiva externa se relaciona con el contexto en el cual aprendemos. Un contexto de ruido o distracciones aumentará este tipo de carga cognitiva, por ejemplo. En el escenario reciente de aprendizaje remoto de emergencia por la pandemia del COVID-19, muchos estudiantes sufrieron un aumento de esta carga cognitiva debido a tener que adaptarse al estudio en casa y a la docencia online. Los vídeos pueden ser una buena herramienta para mitigar estos impactos, ya que pueden reproducirse tantas veces como sea necesario, adaptándose a los ritmos de aprendizaje individuales de cada estudiante. Los vídeos divulgativos también suelen emplear un ritmo y un lenguaje optimizados para la comprensión de la información y la captación de la atención, contribuyendo a minimizar las distracciones.
Por otro lado, la carga cognitiva relevante es aquella relacionada con nuestra capacidad para integrar la nueva información en la memoria a largo plazo, relacionándola con nuestro cuerpo de conocimientos previos. Una adecuada estrategia de integración de vídeos que se complementen unos a otros, y vayan escalando en nivel, podría ser adecuada para reforzar las interrelaciones entre los conceptos de la materia y la integración de la nueva información. Además, los vídeos que incluyen ejemplos prácticos y contextualizan sus contenidos en la imagen global de la disciplina son muy útiles para reducir este tipo de carga cognitiva.
Sígueme la Corriente: 8 años de divulgación y educación STEM
Estos principios se han puesto en práctica en el canal de YouTube Sígueme la Corriente desde el año 2017, con resultados prometedores. Además, la posterior irrupción de la pandemia por el COVID-19 ocasionó una mayor demanda de vídeos compatibles con la enseñanza, y esto motivó una serie de estudios con los que optimizar el canal para un uso dual hacia la divulgación y la educación en ciencia y tecnología.
Esta optimización implica la alineación curricular de las temáticas planteadas en los vídeos, así como un incremento en el número de animaciones para favorecer el aprendizaje conceptual y una especial atención a la duración de los vídeos, mejorando la eficiencia de las explicaciones. Así, tendríamos vídeos puramente divulgativos como “¿Cómo se produce la energía en Matrix?” o “¿Qué le pasa a tu cuerpo cuando te electrocutas?”, y vídeos con propósito educativo como “¿Qué son los circuitos trifásicos?” o “¿Cómo crear electricidad con magnetismo?”.
Este estudio se dividió en tres fases: una primera fase preexperimental, una segunda fase con la integración del canal en entornos reales de aula, y la evaluación comparativa del uso de vídeos divulgativos y educativos a lo largo de seis años de operación del canal.
En la primera fase se evaluó la percepción de la audiencia sobre el valor educativo del canal cuando aún no se habían creado contenidos optimizados para su integración educativa. Se definieron una serie de parámetros para medir la adecuación de vídeos para propósitos docentes, relativos a los contenidos de los vídeos, la calidad de las explicaciones, la visualización de las explicaciones conceptuales y el formato de los vídeos. Mediante la participación de 912 personas, se pudo evidenciar una percepción positiva sobre dichas métricas, así como la existencia de un uso educativo del canal de un orden de magnitud similar al uso por entretenimiento (72.7% de los participantes, frente a 87.2%). Todo un éxito, considerando que el canal no tenía en ese entonces una finalidad educativa.
Con estos datos prometedores, se abordó la segunda fase de desarrollo del canal: la puesta en marcha de una nueva sección de contenidos con propósito dual divulgativo-educativo. En este contexto, mediante un acuerdo de colaboración con la Universitat Politècnica de Catalunya, se creó una serie de vídeos para el refuerzo conceptual de los principios del electromagnetismo y la trifásica. Estos vídeos formaron parte de un estudio en el que se evaluó su integración en el Grado en Ingeniería Eléctrica a lo largo de tres años: 2019, 2020 y 2021. Además, el contexto temporal permitió evaluar su impacto como herramienta mitigadora de los efectos negativos de la pandemia en el ámbito educativo.
Se evidenció cómo esta estrategia de aprendizaje basado en vídeos contribuyó a mitigar el impacto del aprendizaje remoto de emergencia. Su apoyo al aprendizaje conceptual ocasionó también una mejora en el rendimiento académico en exámenes de teoría, y también contribuyó significativamente al aumento de la motivación e interés por la asignatura.
Tras esta experiencia exitosa, el canal continuó generando vídeos con propósito dual hacia la divulgación y la educación en paralelo a su actividad divulgativa. En un último estudio se evaluó el rendimiento comparativo de ambos tipos de vídeos, demostrándose que los vídeos enfocados a uso dual superaron a los vídeos enfocados al entretenimiento en todas las métricas evaluadas: visualizaciones, retención de la audiencia, comentarios, likes, etc. Además, se observó una asociación significativa entre la duración de los vídeos y el tiempo de retención de la audiencia, siendo los vídeos con propósito educativo más sensibles a la duración.
Estos estudios demuestran el potencial de los vídeos divulgativos en el campo de la educación. Se trata de un camino bidireccional, mediante el cual educadores y creadores de contenidos pueden beneficiarse. Por una parte, los educadores pueden acceder a una mayor cantidad de recursos didácticos adecuados y con beneficios para su actividad docente. Por otra, los divulgadores pueden aludir con su actividad a un público objetivo mayor y a una finalidad social complementaria.
Referencias:
Ruben Lijo (2024). Implications of using dissemination videos as a didactic resource in STEM education. PhD Thesis, Universidad de La Laguna. Repositorio Institucional de la Universidad de La Laguna. Available at: https://riull.ull.es/xmlui/handle/915/38547
Ruben Lijo, Eduardo Quevedo, José Juan Castro and Ricard Horta (2022). Assessing Users’ Perception on the Current and Potential Educational Value of an Electrical Engineering YouTube Channel. In IEEE Access, vol. 10, pp. 8948-8959, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3139305
Ruben Lijo, Eduardo Quevedo and José Juan Castro (2023). Qualitative Assessment of the Educational Use of an Electrical Engineering YouTube Channel. 2023 IEEE World Engineering Education Conference (EDUNINE), Bogota, Colombia, pp. 1-6, doi: https://doi.org/10.1109/EDUNINE57531.2023.10102890
Ruben Lijo, Eduardo Quevedo, José Juan Castro and Ricard Horta (2023). Impact of Electrical Engineering Didactic Videos During Emergency Remote Learning. In IEEE Access, vol. 11, pp. 19622-19634, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3248299
Ruben Lijo, José Juan Castro, Eduardo Quevedo (2024). Comparing educational and dissemination videos in a STEM YouTube channel: A six-year data analysis. Heliyon, vol. 10 (3), doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24856
Sobre los autores: Rubén Lijó, Coordinador Global de Formación en Hitachi Energy, e Investigador Posdoctoral en el Instituto para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación en Comunicaciones (IDeTIC) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria; Eduardo Quevedo, Instituto Universitario de Microelectrónica Aplicada (IUMA) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria; y José Juan Castro, Departamento de Psicología, Sociología y Trabajo Social en la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria.
