A pesar de que en el currículum están presentes actividades que incorporan la resolución colaborativa de problemas, varios estudios muestran que las actividades de este tipo están prácticamente ausentes en las aulas chilenas (Felmer y Perdomo-Díaz 2016). Además, los resultados de los exámenes internacionales, como PISA, indican que los estudiantes chilenos no destacan como solucionadores exitosos de problemas matemáticos ni como solucionadores colaborativos de problemas (OCDE, 2016 y 2017).

La iniciativa ARPA (Activando la Resolución de Problemas en las Aulas), que nace al alero del Centro de Investigación Avanzada en Educación (CIAE) y el Centro de Modelamiento Matemático (CMM), ambos de la Universidad de Chile, busca abordar esta problemática y, para ello, está transformando la manera en que docentes en ejercicio enseñan y despliegan en el aula la resolución colaborativa de problemas. En sus casi 10 años, el programa ARPA del CIAE y del CMM, ha desarrollado talleres de resolución colaborativa de problemas que han llegado a cientos de docentes de todo el país, buscando mejorar aprendizajes y habilidades clave de los estudiantes.

 Como su nombre indica, esta forma de trabajar se basa en la colaboración y la autonomía. En talleres de corto y largo aliento, los docentes se enfrentan a problemas abiertos que no tienen una única solución. Los participantes -asignados en grupos al azar- no tienen un camino predeterminado y deben colaborar para superar los obstáculos que los problemas les presentan. Así, por medio de una dinámica de “modelado” los profesores asumen el rol de estudiantes, siendo uno de sus pilares fundamentales de este tipo de actividades, que las y los docentes resuelvan problemas antes de enseñar.

Cuando se habla de problemas, en ARPA no se refieren a ejercicios convencionales. Un problema no rutinario se caracteriza por ser una situación abierta con múltiples caminos de resolución, donde cada participante moviliza conocimiento previo y sus habilidades.

“En tiempos donde la producción de conocimiento y contenido se está multiplicando, el rol del docente debe ser más que nunca el de alguien que invita a buscar rutas propias de pensamiento. Este docente que pregunta más que responde; que cuestiona más que da certezas es el tipo de docente que promueve las habilidades de los estudiantes, y sabemos que éstas son herramientas clave para el mundo en el que les tocará desenvolverse”, explica Sofía Urrutia, monitora de la iniciativa.

Recientemente, en el marco de la Semana de las Pedagogías de la Universidad de Chile, ARPA invitó a profesores, estudiantes de pedagogía y académicos a experimentar esta metodología y conocer su impacto en el aprendizaje. El taller comenzó con un problema relacionado con las ciencias naturales y el lenguaje: "Eres el director del equipo de publicistas encargados de crear la próxima campaña del Minsal para la prevención y tratamiento del VIH en nuestro país", indicaba el enunciado de la actividad.

Durante su desarrollo, los participantes trabajaron en equipos formados de manera aleatoria para idear la mejor manera de crear un spot publicitario de dos escenas destinado a redes sociales y televisión, utilizando información sobre grupos de interés a los que debía llegar la campaña.

En las aulas convencionales, es común que los docentes proporcionen instrucciones detalladas sobre cómo resolver las actividades. Sin embargo, en este taller, los monitores de ARPA utilizaron una intervención diferente. “La interacción del monitor con los grupos es siempre en base a preguntas previamente planificadas. Estas preguntas pueden ayudar a grupos que no logran comprender el problema; a grupos que han encontrado evidencia relevante pero no saben cómo hacer el spot; a grupos que necesitan profundizar en algunas ideas. De esta forma, los monitores van siguiendo el desarrollo del grupo, no diciendo lo que hay que hacer”, señala Sofía.

Al finalizar el problema los participantes participaron en un plenario, en el que compartieron sus resultados con los otros grupos, comparando sus resultados y sus estrategias para llegar a ellos.

¿Cuál es su impacto en el aprendizaje?

“En las experiencias que hemos tenido, los docentes se sorprenden de lo mucho que participan las y los estudiantes y de lo comprometidos que se muestran al resolver; también de lo felices que se ponen cuando creen haber resuelto el problema”, añade la monitora del programa ARPA. 

La investigación también muestra resultados prometedores. Diversos autores han planteado que el aprendizaje colaborativo en el caso de las matemáticas permite, por ejemplo, construir sobre las ideas de los demás, al compartir, explicar, justificar y reconstruir el trabajo de cada uno. Autores como Dahl, Klemp y Nilssen (2018) también enfatizan en el papel de las habilidades de comunicación, ya que se potencian la retroalimentación positiva y el reconocimiento a las contribuciones de los otros.

Una parte crucial del trabajo de ARPA es medir el impacto de la metodología en el aprendizaje. En un estudio liderado por la investigadora del CIAE, Farzaneh Saadati, se midió el efecto de un año de ejecución de talleres de desarrollo profesional docente utilizando la metodología de ARPA.

Cerca de 90 profesores/as de matemáticas de la Región de O'Higgins participaron en estos talleres entre 2017 y 2018. De ellos, cinco fueron invitados a participar del estudio. Una vez que los docentes dominaron la metodología, los investigadores documentaron el rendimiento de los estudiantes (100 estudiantes en total) al resolver problemas matemáticos. El primer grupo fue el experimental, quienes realizaron actividades colaborativas de resolución de problemas. El segundo grupo, de control, estaba compuesto por estudiantes cuyos profesores seguían la enseñanza tradicional.

Al inicio de los talleres, se les aplicó una prueba inicial “pretest” y al finalizar otra posterior “postest” para evaluar el impacto en los aprendizajes. Las pruebas consistían en tres problemas: Cakes (Pasteles), Patterns (Patrones) y Race (Carrera). Estos problemas se eligieron por ser no rutinarios y sin contenido específico de matemáticas, lo que permitiría a los estudiantes resolverlos sin necesidad de conocer un contenido matemático específico.

“Este diseño tuvo como objetivo poner a los estudiantes en una nueva situación cada vez, con la necesidad de producir una solución, de modo que la habilidad para formular y pensar en una estrategia podía ser fácilmente observada”, explicó la investigadora.

 Según indica el estudio, se encontró una diferencia significativa entre el grupo de control y el experimental en los puntajes post-test. "Los alumnos del grupo experimental no sólo mejoraron su rendimiento en la resolución de problemas de forma significativa en comparación con el grupo de control, sino que también demostraron una variedad de estrategias para resolver cada uno de los problemas. Usaron una combinación de dos o tres estrategias, que significa una mayor flexibilidad al cambiar de enfoque y una disposición a persistir en la resolución de problemas, en contraste con el grupo de control, que tendía a renunciar rápidamente y dejar el papel en blanco".

Para la investigadora del CIAE, estos resultados resaltan la importancia del programa de desarrollo profesional en la transformación del aula y en la mejora de las habilidades de resolución de problemas de nuestros estudiantes. “Aunque este proceso de aprendizaje puede llevar más tiempo que un solo año escolar, es fundamental para que los estudiantes internalicen y dominen las representaciones apropiadas, alternando y explorando entre las múltiples estrategias sugeridas por sus compañeros”, remarca.

Por otro lado, explica que con estos hallazgos no se está simplemente mejorando el desempeño académico de los estudiantes, sino que formando mentes críticas y ágiles que están preparadas para enfrentar los desafíos cambiantes y complejos del mundo actual. “Continuemos respaldando y promoviendo estos enfoques innovadores en la educación, ya que desempeñan un papel fundamental en la creación de futuros líderes y solucionadores de problemas efectivos”, finaliza.

Puedes descargar problemas ARPA para aplicar en el aula en www.arpa.uchile.cl