Experiencias educativas
Implementación del POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) en las prácticas de laboratorio de fisiología en Medicina Veterinaria
Implementation of POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) in
Physiology Lab Practice in Veterinary Medicine
David Fernando Balaguera Quinche1, Leonardo Gómez Duarte2 y Paula Andrea Balaguera
Quinche3
1Fundación Universitaria Agraria de Colombia, Facultad de Medicina Veterinaria, Bogotá, Colombia, 2Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Medicina, Bogotá, Colombia y 3Universidad Central, Facultad de Biología, Bogotá, Colombia 1dfbalagueraq@unal.edu.co
Recibido 19/05/2019 – Aceptado 26/02/2020
Resumen
Se implementó la pedagogía POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) en los laboratorios prácticos de Fisiología dirigido a estudiantes de Medicina Veterinaria en la Universidad Nacional de Colombia. El objetivo consistió en explorar una alternativa educativa basada en el constructivismo diferente a la metodología tradicional compuesta por instrucciones “paso a paso”. Como herramientas para explorar esta implementación, se utilizó un test de pensamiento para evaluar las habilidades de pensamiento crítico en estudiantes, un formato de metacognición para evaluar el trabajo grupal, una encuesta estructurada para explorar el aporte del POGIL en varias habilidades académicas y un formato de “reflexión del aprendizaje” para visualizar las fortalezas y debilidades en aspectos teóricos y prácticos de los laboratorios en Fisiología. Como conclusión, en el estudiantado el POGIL promueve la memorización y el entendimiento de conceptos en Fisiología, aporta fortalezas académicas y promueve habilidades de dominio en su instrumentación, sin embargo, no se reflejó ningún aporte satisfactorio en el desempeño del trabajo grupal en este estudio.
Palabras clave: Laboratorio de Fisiología; Pedagogía; Aprendizaje; Implementación
ABSTRACT
POGIL pedagogy (Process Oriented Guided Inquiry Learning) was implemented in the practical laboratories of physiology aimed at students of Veterinary Medicine at the National University of Colombia. The objective was to explore an educational alternative based on constructivism different from the traditional methodology composed of “step by step” instructions. As tools to explore this implementation, a thought test was used to assess the critical thinking skills in students, a
Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020 | Página 79
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
and a “Learning reflection” format to visualize the strengths and weaknesses in theoretical and practical aspects of the laboratories in Physiology. In conclusion, for the students, POGIL promotes memorization and understanding of concepts in Physiology, provides academic strengths, promotes mastery skills in instrumentation in physiology, however, no satisfactory contribution was reflected in the performance of group work in this study.
Keywords: Physiology Laboratory; Pedagogy; Learning; Implementation
INTRODUCCIÓN
De acuerdo a Hanson (2006), el POGIL
El componente principal del POGIL es la indagación que se caracteriza por un enfoque de aprendizaje a través del descubrimiento. La metodología consiste en que estudiantes son guiados durante la práctica de laboratorio y encaminados a visualizar los descubrimientos deseados. Los pasos generales se dividen en una sesión
Página 80 | Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
Figura 1. En este cuadro se resumen los momentos principales del Laboratorio: La sesión
momento experimental y
Según Casotti, Rieser y Knabb (2008), los laboratorios en fisiología basados en la indagación mejoran la capacidad de análisis crítico del estudiantado, mejoran la enseñanza de conceptos fisiológicos, incentivan el enfoque científico y promueven el pensamiento creativo. Además, aumentan la confianza en la capacidad para formular preguntas e hipótesis, diseñar experimentos, recopilar, analizar datos y sacar conclusiones.
La manera en la que se llevaban a cabo las prácticas de Fisiología en Medicina Veterinaria contemplaba un laboratorio con módulos predeterminados compuesto por un background de información científica, instrucciones paso a paso, una guía única con instrucciones para análisis de datos que llevaba a un resultado único y entrega de un reporte predeterminado final. Como docente, se planteó la idea de explorar una estrategia como el POGIL, al ver que el laboratorio se resumía en el seguimiento de instrucciones claras de “qué, cómo y dónde se debe medir”, pero se percibía que estudiantes no evaluaban qué era “lo que estaban haciendo”, no generaban ideas o no generaban sus resultados para comprobar sus propias hipótesis.
En el POGIL, el tema central es la indagación, acompañado de sus componentes principales como el pensamiento crítico, el constructivismo y el aprendizaje en los procesos de investigación que pueden llegar a ser de utilidad para brindar aportes valiosos en los estudiantes de Medicina Veterinaria y una estrategia adyuvante para la enseñanza de la Fisiología Experimental.
METODOLOGÍA
Se implementó la estrategia POGIL en dos laboratorios (electromiografía y presión arterial) de la asignatura Fisiología, dirigida a estudiantes de tercer semestre durante el primer ciclo académico. En ese momento, se inscribieron 32 estudiantes en la Universidad Nacional. Para evaluar esta implementación se necesitaban instrumentos que valoren en sus estudiantes el pensamiento crítico, el trabajo en equipo y habilidades académicas adquiridas, las cuales son fortalezas descritas en el POGIL. Se propuso la exploración de esta manera con las siguientes herramientas:
Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020 | Página 81
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
TEST DE PENSAMIENTO CRÍTICO:
Al realizar una búsqueda bibliográfica no fue posible encontrar un test de pensamiento crítico específico para Fisiología, por lo tanto, se utilizó la metodología propuesta por Ahrash y Lemons (2006). Esta herramienta consistía en un test dirigido para estudiantes de Biología, la única modificación realizada fue cambiar las temáticas de las preguntas, en este caso dirigidas a Fisiología. Para poder realizar una comparativa y “evaluar” las respuestas de las y los participantes, sus estudiantes se sometieron al test en dos ocasiones: 1) al inicio del ciclo de estudios, antes de la primera práctica de laboratorio; y 2) después de la última práctica de laboratorio, al final del semestre. La idea consistió en explorar el avance en la habilidad del estudiantado al responder preguntas de pensamiento crítico. Para dar una idea de esta metodología, un ejemplo de pregunta fue: “¿Qué ocurre si un paciente hipovolémico es hidratado por vía intravenosa con agua destilada?, ¿cuál sería la terapéutica?”. Cada estudiante podía escribir su respuesta de manera libre (escrito, dibujos, mapas conceptuales). Este test evaluó 3 componentes principales en la respuesta de cada estudiante:
1.Completitud de la respuesta: indica si el argumento escrito por cada estudiante posee todos los componentes teóricos necesarios para formar una respuesta completa ideal. En el caso de la pregunta “¿Qué ocurre si un paciente hipovolémico es hidratado por vía intravenosa con agua destilada?, ¿cuál sería la terapéutica?” la respuesta debía tener 6 componentes principales. El primer componente era escoger la gráfica adecuada y, si se equivocaba en esta parte, la calificación era 0/6 automáticamente. Los siguientes 5 componentes consistían en escribir: “el agua destilada no tiene electrolitos o sodio”; “el agua es un medio hipotónico con respecto a la célula”; “el agua tiende a entrar por gradiente de concentración”; “la célula sufre lisis o hemolisis”; “el tratamiento ideal es una solución isotónica”. Debido a que la respuesta era abierta, estos componentes fueron explorados en el escrito de cada estudiante, cualquier tipo de escritura (habitual o científica) era válida. Por ejemplo, escribir “lo de afuera esta menos concentrado que lo de adentro” era equivalente al componente “el agua es un medio hipotónico con respecto a la célula”. Si el o la estudiante escribía estos seis componentes en su respuesta la calificación era 6/6.
2.Conceptos de la respuesta: indica si él o la estudiante utilizó el número de conceptos fisiológicos adecuados al momento de argumentar su respuesta. Los seis conceptos fisiológicos para la pregunta “¿Qué ocurre si un paciente hipovolémico es hidratado por vía intravenosa con agua destilada?, ¿cuál sería la terapéutica?” eran: “electrolitos”, “gradiente de concentración”, “Sodio”, “hipotónico”, “isotónico”, “lisis o hemolisis”. Si en la respuesta escribía “el agua empieza a entrar a la célula”, no era válido como un concepto; si escribía “se crea un gradiente de concentración”, sí era válido como un concepto fisiológico. El estudiante quien tuviera estos seis conceptos en su escrito recibía una calificación de 6/6.
3.Orden lógico de la respuesta: indica si él o la estudiante escribió todos los componentes teóricos en el orden lógico ideal de pasos para llegar a la respuesta.
Por ejemplo, los eventos fisiológicos en la respuesta de la pregunta “¿Qué ocurre si un paciente hipovolémico es hidratado por vía intravenosa con agua destilada?, ¿cuál sería la terapéutica?” debían estar en el siguiente orden ideal:
Página 82 | Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
1.Escoger el modelo correcto de una gráfica con tres modelos de solución: hipotónico, isotónico, hipertónico.
2.Escribir “el agua destilada no tiene electrolitos”.
3.Escribir “el agua es un medio hipotónico con respecto a la célula”.
4.Escribir “el agua tiende a entrar por gradiente de concentración”.
5.Escribir “la célula sufre lisis o hemólisis”.
6.Escribir “el tratamiento ideal es una solución isotónica”.
Si una o un estudiante escribía su respuesta en este orden, se decía que tenía el orden lógico ideal; si erraba en el orden de un solo evento, se decía que no tenía el orden lógico ideal. Con este test se deseaba explorar si había algún cambio en alguna de estas tres categorías del “antes” al “después de” la implementación del POGIL, para visualizar si el estudiantado avanzaba o retrocedía en sus respuestas en el test de pensamiento crítico.
METACOGNICION DE GRUPOS DE TRABAJO:
Después de finalizar cada una de las prácticas (electromiografía y presión arterial), a cada grupo de trabajo le fue asignada una hoja de metacognición desarrollada por Hanson (2006). Es un formato propuesto en la metodología original del POGIL que permite la autoevaluación del desempeño grupal al culminar una sesión de laboratorio. En este formato se brindaban puntos con afirmaciones como “todo el grupo participó activamente” o “todo el grupo vino preparado”. Aquí cada grupo de estudiantes discutía cada punto y le daba una calificación de 0 a 5, siendo 0 el menor puntaje y 5 el mayor puntaje. Al final, la sumatoria total (máximo 50) brindaba la calificación del desempeño. Debido a que una de las fortalezas descritas en el POGIL es reforzar el trabajo colaborativo grupal, se quería comparar el desempeño grupal del estudiantado al inicio y al final de la implementación.
ENCUESTA ESTRUCTURADA:
Al finalizar las prácticas de laboratorio, se aplicó una encuesta creada con la metodología utilizada por Soltis, Verlinden, Kruger, Carroll y Trumbo (2015) para que el colectivo estudiantil calificara las fortalezas descritas por Hanson (2006) sobre el POGIL: el dominio del tema, el desarrollo del pensamiento crítico y analítico, la adquisición de habilidades en la solución de problemas, la comunicación interpersonal para entender ideas o conceptos, la formación de equipos de trabajo para facilitar el aprendizaje, la adquisición de habilidades para la administración de roles dentro del grupo y la familiarización con la autoevaluación personal y grupal. El aporte percibido por el estudiantado se calificaba de 1 a 5, siendo 1 el menor puntaje y 5 el mayor puntaje por cada tópico en la encuesta.
Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020 | Página 83
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
REFLEXIÓN DEL APRENDIZAJE:
Después de finalizar cada una las prácticas de electromiografía y presión arterial se entregó a cada estudiante una hoja de “reflexión del aprendizaje”. La idea era realizar una pregunta abierta que permitiera visualizar los puntos débiles aun presentes en estudiantes después de desarrollar la sesión del laboratorio. Esta pregunta era “¿cuál fue el punto menos claro del laboratorio?” y el objetivo consistía en visualizar si con la metodología POGIL, aumentaban su dominio en los conceptos teóricos en Fisiología y en las habilidades con el manejo de los equipos de instrumentación. De acuerdo a lo anterior y para mostrar un ejemplo, si la respuesta del estudiantado fuese “mi punto débil es el registro y el análisis proveniente del músculo” se contaba esta respuesta dentro de la categoría instrumentación en fisiología. Si la respuesta fuese “mi punto débil es la relación de la miosina con la tropomiosina” se contaba dentro de la categoría principios fisiológicos.
RESULTADOS
Se presentan los resultados obtenidos con cada instrumento de exploración después de la implementación del POGIL en los laboratorios:
TEST DE PENSAMIENTO CRÍTICO
Completitud de la respuesta: Como se visualiza en la Figura 2, en el primer test 16 de 32 (50%) estudiantes escribieron de 3 a 6 componentes teóricos en su respuesta, mientras que en el segundo test 25 de 28 (89%) estudiantes escribieron de 3 a 6 componentes teóricos en su respuesta. El mayor número de estudiantes mencionó 0/6 componentes en el primer test, mientras que el en el segundo, el mayor número de estudiantes mencionó 5/6 componentes.
Figura 2: Se denota la tendencia al aumento del número mínimo de componentes teóricos escritos en la
respuesta de los estudiantes en el segundo test en comparación del primero.
Conceptos de la respuesta: Como se visualiza en la Figura 3, en el primer test 3 de 32 (9%) estudiantes escribieron de 3 a 6 conceptos en su respuesta, mientras que en el
Página 84 | Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
segundo test 18 de 28 (64%) escribieron de 3 a 6 conceptos en su respuesta. En el primer test, el mayor número de estudiantes mencionó de 1 a 3/6 conceptos fisiológicos, mientras que en el segundo, el mayor número de estudiantes mencionaron de 2 a 5/6 conceptos fisiológicos.
Figura 3: Se nota la tendencia al aumento del número mínimo de conceptos fisiológicos escritos en la respuesta
de los estudiantes en el segundo test en comparación del primer test.
Orden lógico de la respuesta: Como se visualiza en la Figura 4, en el primer test 27 de 32 estudiantes (84%) no escribieron los componentes teóricos de la respuesta en el orden lógico ideal. De manera similar, en el segundo test 26 de 28 (92%) tampoco escribieron los componentes teóricos de la respuesta en el orden lógico ideal en su argumento escrito. La mayor parte del grupo no escribió su respuesta en el orden lógico ideal tanto en el primer como segundo test.
Figura 4: Gráfica comparativa del orden lógico de respuesta en el primer y segundo test, se denota que en el primer test hubo un mayor número de estudiantes que si argumentaron su respuesta en el orden lógico ideal en comparación del segundo test.
Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020 | Página 85
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
METACOGNICIÓN GRUPOS DE TRABAJO
Durante las prácticas de laboratorio desarrolladas se formaron ocho grupos de trabajo con todo el estudiantado disponible. Como se visualiza en la Figura 5, los grupos 1, 2, 4 y 5 disminuyeron el puntaje total en su autoevaluación de desempeño después de realizar la última práctica en comparación a la primera práctica. Los grupos 3, 6 y 8 aumentaron el puntaje total en su autoevaluación de desempeño después de realizar la última práctica a comparación de la primera práctica. El grupo 7 se disolvió en la práctica de presión arterial por lo que no se estableció ningún puntaje en la última práctica.
Figura 5. Es una comparativa del score de los ocho grupos al finalizar la práctica de electromiografía (primera
práctica) y presión arterial (última práctica).
ENCUESTA ESTRUCTURADA
Como se visualiza en la Figura 6, el mayor número de estudiantes dieron una calificación entre 4 y 5 al aporte en cada tópico, sin embargo, es representativo que un gran número de estudiantes dio una calificación de 3/5 en el tópico “las habilidades en la administración o manejo de roles dentro del grupo”.
Figura 6. Es el número de estudiantes que calificaron de 1 a 5 el aporte de cada tópico a su vida educativa. El
mayor número de estudiantes dieron una calificación entre 4 y 5 a cada tópico.
Página 86 | Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
REFLEXION DEL APRENDIZAJE
Como se resume en la Figura 7, en la última práctica (presión arterial) el número de estudiantes que consideraban temas relacionados con la instrumentación fisiológica como los conceptos de menor dominio, mejoraron en comparación de la primera práctica (electromiografía).
Figura 7. Es una comparativa del número de respuestas sobre los puntos menos claros concernientes a la
primera práctica (Electromiografía) y la segunda práctica (Presión arterial).
DISCUSIÓN
El análisis del test de pensamiento crítico se realizó de acuerdo al estudio conducido por Ahrash y Lemons (2006). Se utilizaban tres componentes de la taxonomía de Bloom para “calificar” el test, que eran el conocimiento básico (memorización de hechos, figuras y procesos básicos); la comprensión secundaria (entendimiento e ilustración de los hechos); y la síntesis (realizar conexiones entre diferentes elementos por sí mismo). De acuerdo a los autores, solamente la “síntesis” requiere el uso del pensamiento crítico. El aumento en el número de componentes de completitud de la respuesta y el número de conceptos fisiológicos escritos en el segundo test de pensamiento crítico, demuestra una mejoría en las habilidades de conocimiento básico y comprensión secundaria. Estas dos habilidades no requieren del uso de habilidades en el pensamiento crítico. Un estudio conducido por Brown (2010) concluyó que para estudiantes el laboratorio ayuda a entender los conceptos fundamentales incluso antes de que fueran cubiertos en la conferencia magistral. También como lo afirma Richard, Gregory, Schmidt, Lawrence, Sanjeev y Paul (1994), la comprensión de los conceptos fundamentales aumenta cuando son aprendidos en el laboratorio, en comparación de la conferencia tradicional. Lo anterior demuestra que hubo un alcance satisfactorio en la “memorización” y el “entendimiento” de los conceptos fisiológicos tratados en las prácticas de laboratorio.
Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020 | Página 87
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
El hecho de que en el segundo test de pensamiento crítico no hubiese ningún cambio positivo en el número de estudiantes que escribieron su respuesta en el “orden lógico ideal” sugiere que no hubo un alcance satisfactorio en la habilidad de síntesis, la cual según Ahrash y Lemons (2006) sí requiere habilidades de pensamiento crítico. En un estudio realizado por Soltis et al (2015), se afirma que estudiantes tuvieron un mayor rendimiento en las preguntas que requieren pensamiento crítico después de las prácticas de laboratorio. Es posible que, en este estudio, este hecho suceda por la falta de actividades que apunten al desarrollo del pensamiento crítico dirigidas a estudiantes en la academia, ya que éstas usualmente sólo apuntan a la memorización y el entendimiento de los conceptos teóricos en diferentes asignaturas, tanto a nivel escolar como universitario.
La mayoría de estudiantes calificaron entre 4 y 5 el aporte del POGIL a los tópicos concernientes al laboratorio de fisiología presentados en el instrumento “encuesta estructurada”. Hanson (2006), Soltis et al (2015) y Brown (2010) también sustentan este aporte del POGIL al desarrollo de estas habilidades en estudiantes. Sin embargo, algunos pocos dieron calificaciones de 1 y 2 al tópico del aporte al “desarrollo del pensamiento crítico”. Ahrash y Lemons (2006) resaltan resultados similares en su estudio. Es posible que la causa, y así lo comparte el autor mencionado, se deba a que estos pocos estudiantes no entendieron el objetivo del estudio, la manera en que fue presentado, no entendieron el material, el profesor o la profesora no les mostró de manera adecuada el significado del término “pensamiento crítico”, o simplemente tenían concepciones preconcebidas de su definición.
Al analizar el comportamiento de los grupos de trabajo, se debe partir de tres hallazgos principales: el primero es el tópico “las habilidades en la administración o manejo de roles dentro del grupo” en la encuesta estructurada, en la que la mayoría de estudiantes dieron una calificación de 3/5. El segundo es el evento de la “disolución” de un grupo de trabajo en la última práctica de laboratorio. El tercero es la disminución del score con el instrumento de “Metacognición” en el trabajo grupal. Los tres hallazgos anteriores son indicativos de dificultades y problemas de trabajo en equipo. Soltis et al (2015), en su estudio, señala que el estudiantado reflejó consideraciones negativas o no positivas concernientes a trabajar en grupo. Es posible que las causas de estos hallazgos, y así lo comparte el autor mencionado, son eventos como no asistir a clase, estar desprevenido, o no tener el deseo de participar en los ejercicios, los cuales generan inconvenientes entre estudiantes y afectan el desempeño del trabajo grupal.
En cuanto al instrumento “reflexión del aprendizaje” se observa que las y los estudiantes lograron adquirir dominio sobre la instrumentación en fisiología después de llevar a cabo los experimentos libres en las prácticas de laboratorio. Esto se evidencia debido a que la mayoría de conceptos de menor dominio escritos por estudiantes que se encontraban en la categoría “la instrumentación en fisiología” disminuyeron entre la primera y última práctica de laboratorio. Brown (2010), en su estudio, indica que el estudiantado parecía estar mucho más “seguro” cuando se les preguntaba acerca de su experiencia práctica después de pasar por el laboratorio. Pensaba que lo aprendido en el laboratorio les daba confianza sobre su propio aprendizaje. Es posible que la causa de su
Página 88 | Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020
This HTML is created from PDF at
Experiencias educativas
“empoderamiento” ocurra por la libertad en el desarrollo de los laboratorios y el tiempo que pasan practicando en el mismo. Esto genera un tipo de experiencia instrumental adquirida por medio del descubrimiento, sin un exceso de presión académica, como resultados esperados o calificaciones numéricas.
CONCLUSIÓN
Con esta experiencia educativa se puede afirmar que el POGIL es un método alternativo y viable para llevar a cabo los laboratorios en fisiología dirigidos a estudiantes de Medicina Veterinaria. La experimentación libre y el aprendizaje basado en el descubrimiento aportan de manera positiva a las habilidades educativas como la memorización y el entendimiento de los conceptos en Fisiología y crean nuevas percepciones de estudiantes frente a la experiencia del laboratorio. Además, evidenciaron mayor dominio sobre la instrumentación en Fisiología, posiblemente por la dedicación de su tiempo a la experimentación y la libertad de desarrollo del laboratorio con menos presiones académicas, lo cual representa una herramienta muy importante para docentes que siempre estamos buscando métodos alternativos para mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje en nuestra rutina académica.
BIBLIOGRAFÍA
Ahrash, N. y Lemons, P. (2006). A New Method For Assessing Critical Thinking In The Classroom, Bioscience, 56(1), 66 – 77.
Brown, S. (2010).
Casotti, G., Rieser, D. y Knabb, M. (2008). Successful implementation of
Hanson, D. (2006). Instructor’s Guide to
Lamba, R., y Creegan, F. (2008). The
Moog, R., Creegan, F., Hanson, D., Spencer, J. y Straumanis, A. (2006).
Richard, W., Gregory, A., Schmidt, J., Lawrence, D., Sanjeev, G. y Paul, T. (1994). Cardiovascular Physiology Teaching: Computer Simulations vs. Animal Demonstrations, Advances in Physiology Education, 266,
Soltis, R., Verlinden, N., Kruger, N., Carroll, A. y Trumbo, T. (2015).
Revista de Educación en Biología, Vol. 23, Nº 1, Junio 2020 | Página 89
This HTML is created from PDF at