Intervención para la reflexión sobre en la solución de problemas Metacognición en la solución de problemas Taller 1 Santiago Sandi-Urena The general objectives of this workshop are to investigate the connection between metacognition and problem solving. Before diving into discussion, some group work needs to be done (don’t say much so as not to spoil effect of intervention). IV Escuela Internacional MADEM - UNAM México, D.F. 6-7 de diciembre, 2010

(1) Cuestionario: Inventario de Actividades Metacognitivas, MCAi (individual, 15 min) (2) Actividad de reflexión (Actividad 1): Errores comunes en la solución de problemas. ( individual + grupos de 4,15 min.) (3) Introducción (10 min.)

(4) Intervención Trabajo en grupo pequeño, Parte A (4 personas, con base en números, 30-40 min.) Trabajo individual, Parte B(15 min.) Retroalimentación individual, Parte C (individual, 10 min.) Reflexión en grupo pequeño (4 personas, 20-25 min.)

(6) Discusión de la intervención (presentación breve, 20 min.) Implicaciones pedagógicas y didácticas Aspectos metacognitivos Aprendizajes Reflexión sobre el aprendizaje y el método usado (7) Discusión y conclusiones sobre la intervención. (30 min) (8) Evaluación (20 min)

(5) Cuestionario: Inventario de Actividades Metacognitivas, MCAi, (individual, 15 min)

Cognición sobre la cognición 4/5/2017 Metacognición Cognición sobre la cognición Cognición: habilidades necesarias para ejecutar una tarea Metacognición: habilidades necesarias para entender la tarea que se ejecuta Schraw, G. Promoting General Metacognitive Awareness (2001). In Metacognition in Learning and Instruction, Hartman, H. J., Ed.; Kluwer Academic Publishers: Boston, 3-16.

Cognición versus metacognición 4/5/2017 Cognición versus metacognición “No he entendido este párrafo. Lo voy a leer de nuevo y esta vez…” “Este tema requiere más tiempo. Por eso…” “Poder hacer y entender una lectura” MC applies on the C task: fundamental to distinguish. MC precedes or follows C experience, may be triggered by conflict. “Knowledge” may be the same, look at how it is used to determine if it is C or MC: to be MC knowledge must be used strategically. Processing of information makes the difference. “I know it when I see it” in reference to the Supreme Court decision on obscenity in the movie “The Lovers” (1960’s) “Voy a subrayar lo más difícil para repasarlo…” “Este tema es difícil para mí, entonces…” Roberts, M.J., & Erdos, G. (1993)

Pensar sobre el pensamiento de uno mismo(1) 4/5/2017 Metacognición Pensar sobre el pensamiento de uno mismo(1) Conocimiento de la cognición(2) Regulación de la cognición(2) Declarativo Planeamiento Despite lack of unifying definition, agreement it is something good!. Can’t agree about what it precisely is but agree it is desirable. This may create problems “antioxidant” effect claim you can provide it and you’ll open a market to yourself! Procedimental Monitoreo Condicional Evaluación (1) Georghiades, P. (2004). International Journal of Science Education, 26(3), 365-383. (2) Schraw, G. Promoting General Metacognitive Awareness (2001). In Metacognition in Learning and Instruction, Hartman, H. J., Ed,; Kluwer Academic Publishers: Boston, 3-16.

Metacognición Conocimiento de la cognición Asume uso estratégico 4/5/2017 Metacognición Conocimiento de la cognición Asume uso estratégico Declarativo: Conocimiento sobre uno mismo y sobre la tarea Saber lo que se sabe y lo que no como herramienta para el cambio conceptual y la indagación científica, por ejemplo, reconocer anomalías e inconsistencias y resolverlas para desarrollar modelos mentales coherentes. Procedimental: Conocimiento sobre cómo hacer (Heurísticos…) Example of chef! Knowing the recipe vs actually fixing the dish! “Oh, I am a visual learner” – not all declarative K is metacognitive in nature! Conocer cómo uno aprende para poder administrar el proceso de aprendizaje. Condicional: conocimiento sobre cuándo y por qué usar declarativo y procedimental Schraw, G. (2001).

Metacognición Regulación de la cognición 4/5/2017 Metacognición Regulación de la cognición Autonomía Control del aprendizaje y solución de problemas. Planeamiento: selección de estrategias y asignación de recursos Los expertos ven el aprendizaje como un tipo de solución de problemas. Monitoreo: conciencia en línea de comprensión y rendimiento Adquisición y producción de conocimiento tal como aprendizaje en el salón de clase y la investigación científica son instancias de solución de problemas.(1) Example of 2nd language acquisition and MC as barrier to performance Evaluación: valoración de los procesos, productos y eficiencia Schraw, G. (2001) (1) Davidson, J. E. (1994)

Metacognición en la instrucción 4/5/2017 Metacognición en la instrucción “Desafortunadamente, no se pone suficiente énfasis en el desarrollo de prácticas metacognitivas en los estándares nacionales de educación en ciencias… [éstos] enfatizan el desarrollo de conocimiento de un dominio a través de indagación pero ponen mucho menos énfasis en el conocimiento y las habilidades metacognitivas. Aún así, la investigación ha mostrado que la experiencia metacognitiva es necesaria para desarrollar conocimiento a través de la indagación, y es crítica en la transferencia de las capacidades para aprender en un dominio al aprendizaje en otros dominios, así como para tomar control del aprendizaje propio.” It is not “telling” MC, or “teaching” the concept. Is it developing MC, threading it into the fabric of instruction. Practicing it. White, B.; Frederiksen, J.; Collins, A. (2010).

Metacognición en la instrucción 4/5/2017 Metacognición en la instrucción “La enseñanza de las ciencias debe tomar la metacognición seriamente para poder educar a los estudiantes de manera efectiva.” Despite lack of unifying definition, agreement it is something good!. Can’t agree about what it precisely is but agree it is desirable. This may create problems “antioxidant” effect claim you can provide it and you’ll open a market to yourself! White, B.; Frederiksen, J.; Collins, A. (2010).

Metacognición en la instrucción 4/5/2017 Metacognición en la instrucción A través de “andamio” usando computadoras para que los estudiantes generen y afinen explicaciones científicas. (Graesser, Mcnamara, & VanLehn, 2005; Sandoval & Reiser, 2004 Schwartz et al. 2009) Haciendo explícita la naturaleza de las teorías científicas para los estudiantes (Lehrer & Schauble, 2005; Slotta & Chi, 2006)

Metacognición en la instrucción   Metacognición en la instrucción “Impulsos o estímulos” para provocar la reflexión y la auto-regulación en proyectos científicos (Davis, 2003; Sandi-Urena et al., 2010a) Creando comunidades de aprendizaje para promover compresión a través de la colaboración y co-construcción de conocimiento (Brown & Campione, 1996; Metz, 2000; Sandi-Urena, et al., 2010ª, 2010b) El Laboratorio Cooperativo de Química General en la Universidad de Clemson usa un formato de indagación guiada con proyectos multi-semanas basados en problemas que asemejan la práctica investigativa.

Metacognición en la instrucción 4/5/2017 Metacognición en la instrucción Usando indagación guiada y “evaluación reflexiva” (White, & Frederiksen, 1998) Actuación de papeles en equipos colaborativos (White, & Frederiksen, 2005a, 2005b) Magnusson y Palincsar (2004): libros de texto se ocupan más de presentar información (factual) que de presentar cómo esa información y conocimiento se desarrollan. These authors proposed a textbook modeled after a fictitious scientist’s notebook It illustrates the process of scientific reasoning through inquiry.

Chemistry, Life, the Universe, and Everything CLUE: curriculum integrado de química general Curriculum basado en investigación Texto en narrativa “…large parts of modern chemistry are counter-intuitive, and the subject of wide-ranging pre- and misconceptions, often generated in the course of previous instruction…” Extenso material complementario en formato electrónico http://virtuallaboratory.colorado.edu/Chemistry/index.html

Nunca escuché de alguien que se tirara un músculo por pensar!

“Cómo salir bien en la escuela sin estudiar” está allá, en la sección de Ciencia Ficción”

Promoción de la metacognición 4/5/2017 Promoción de la metacognición Algunos principios de instrucción Discusión explícita de la relevancia del conocimiento metacognitivo y la regulación Modelar comportamiento metacognitivo (cómo pensar sobre y monitorear una tarea) además del cognitivo (cómo hacer la tarea). Principles put forth by Schraw and based on his own teaching and the observation of successful teachers! Emphasize modeling of metacognition over modeling of cognition. Also group work and discussion despite pressures to cover all standards! Ask participants what do they think is the immediate most common argument from teachers to explain why this cannot be done… yes! Time and contents! MODELLING: talk about instructors practicing problems before solving them in class AND GTAs doing the labs before their students Permitir tiempo para discusión y trabajo en grupo Schraw, G. 2001.

Promoción de la metacognición 4/5/2017 Promoción de la metacognición Matriz de evaluación de estrategias (SEMs) Estrategia Cómo usarla: Cuándo usarla: Por qué usarla: Ojear Buscar encabezados, palabras marcadas, resúmenes… Antes de leer un texto extenso Provee idea general del concepto, ayuda a enfocar atención Des-acelerar Parar, leer, pensar sobre la información Cuando la información parece particularmente importante Aumenta foco de la atención … Hacer diagramas Identificar ideas y sus conexiones. Hacer lista de detalles complementarios Cuando hay mucha información factual interrelacionada Ayuda a identificar ideas principales, organiza ideas en categorías, reduce la carga de la memoria This strategy has been found to help learning (Schraw) and similar approaches (Jonassen, Beissner, & Yacci, 1993) have shown similar results. Share example of CHM2046 students coming individually to discuss their first exam. They create list of “mistakes”, etc. Schraw, G. (2001).

Promoción de la metacognición Lista de chequeo de la regulación (SEMs) 4/5/2017 Promoción de la metacognición Lista de chequeo de la regulación (SEMs) Planeamiento: Comentarios: ¿Cuál es la naturaleza de la tarea? ¿Cuál es el objetivo? ¿Qué tipo de información y estrategias necesito? ¿Cuánto tiempo y recursos necesito? Monitoreo: ¿Entiendo bien lo que estoy haciendo? ¿Tiene sentido esta tarea? ¿Avanzo hacia el objetivo? ¿Necesito hacer cambios? Evaluación: ¿Logré mi objetivo? ¿Qué no funcionó? ¿Qué haría diferente la próxima vez? King (1991) showed that treatment group (5th graders) using this approach outperformed control group in problem solving, asking strategic questions, and elaborating information. King: explicit prompting helps students become more strategic and systematic. HOWEVER, problem arises when support is removed, not necessarily “learnt” but only “performed for the stimulus”. Schraw, G. (2001).

Promoción de la metacognición La metacognición habilita a los educandos para beneficiarse de la instrucción e influye el uso y mantenimiento de estrategias cognitivas. […] las estrategias más efectivas proveen al educando de ambos conocimiento de procesos y estrategias cognitivas y de la experiencia o práctica usando ambas estrategias cognitivas y metacognitivas. Livingston, J. (1996)

Aprendizaje metacognitivo 4/5/2017 Metacognición Aprendizaje metacognitivo ¿Transferencia? ¿Persistencia? El mejor maestro es el que no es indispensable: cuando el aprendizaje ocurre sin el o la maestra ¿Hábitos mentales o respuesta a un estímulo externo?

Discusión de la intervención 4/5/2017 Discusión de la intervención (1) Temas de discusión abiertos y opiniones Alternativamente usar algunos de los ejes abajo: (a) Relación con contenidos (b) Análisis de la metodología y efectividad (¿cuáles son los objetivos) (c) Valoraciones (d) Aprendizajes (e) Relación con práctica personal (2) Generar un resumen y enviar a: ssandi@usf.edu

Conclusiones del taller 4/5/2017 Conclusiones del taller

4/5/2017 Evaluación del taller

Encontré información para mi tarea en este libro Encontré información para mi tarea en este libro. ¿Cómo hago para presionar “Imprimir”?

Saquen sus teléfonos. Abran la aplicación de Historia de Norte América y vayan a la página sobre George Washington.

Relevancia de la interacción social “The Mere Belief of Social Interaction Improves Learning” Okita, S.; Bailenson, J. Schwartz, D. Cognitive Science Conference, 2007 “we found that the mere belief you were interacting with another person led to superior learning in the avatar condition, especially when there was novel variability in the response type that also carried over to new inference questions. This belief also led to greater skin conductance changes early on when there was novel variability in the response type. The SCL was correlated with better learning, and the highest correlation occurred during the action of reading, possibly implying that when people take a socially-relevant action, this influences what they learn when they hear a response.”

PhET "Can PhET sims replace real lab equipment?" “Simulaciones Científicas Interactivas. Entretenidas, interactivas, basadas en investigación de fenómenos físicos del Proyecto PhET en la Universidad de Colorado” "Can PhET sims replace real lab equipment?" Our studies have shown that PhET sims are more effective for conceptual understanding; however, there are many goals of hands-on labs that simulations do not address. For example, specific skills relating to the functioning of equipment. Depending on the goals of your laboratory, it may be more effective to use just sims or a combination of sims and real equipment” http://phet.colorado.edu/en/research http://phet.colorado.edu/en/simulation/soluble-salts

Agradecimientos Chemistry Department College of Arts and Sciences