La emoción da forma a la forma en que aprendemos y los nuevos métodos biométricos están tratando de aprovechar eso

Un grupo de estudiantes observa cómo caen simultáneamente dos bolas de diferentes masas. Este hecho es contrario a tu intuición. Caras de sorpresa, confusión y enfado se suceden una tras otra. Luego, cuando intentan explicar lo sucedido, la descripción se entrelaza con la emoción que sintieron al verlo. No se limitan a contar lo que pasó; Además, transmiten sus emociones en la explicación, como si las cuestiones emocionales permanecieran ligadas al concepto. Esto abre una vía fascinante: las emociones no sólo acompañan al aprendizaje, sino que también pueden moldear la forma en que explicamos la ciencia.

Este patrón –una emoción que reaparece en la explicación científica– no es anecdótico. Hoy en día, nuevos métodos biométricos adaptados al contexto educativo son capaces de registrar en tiempo real cómo pensamos, sentimos y decidimos mientras aprendemos ciencias. Y es oro puro para la investigación en educación científica. En nuestro grupo de investigación de Neurodidáctica, Ciencia y Sociedad de la Universidad Complutense de Madrid llevamos años trabajando en esta frontera del conocimiento. El proceso que describimos al principio es sólo el resultado de uno de nuestros últimos estudios.

Una nueva ventana de aprendizaje

La investigación educativa tradicionalmente ha recopilado datos a través de observación directa, entrevistas, cuestionarios, formularios de evaluación o grabaciones de eventos en video o audio.

A estos instrumentos se les aplicaron estrategias como el estudio de caso, la etnografía, el análisis de documentos, la estadística o el análisis de contenido. Todas estas herramientas son invaluables, pero tienen limitaciones. No está claro si los participantes pueden percibir y expresar con precisión sus pensamientos, emociones o comportamientos. Además, pueden verse influenciados por la deseabilidad social: la tendencia de las personas a responder encuestas o comportarse de manera que agrade a los demás, de acuerdo con normas sociales aceptables, en lugar de reflejar sus verdaderas creencias o acciones.

Los métodos biométricos nos permiten ir más allá porque registran respuestas fisiológicas, neurológicas o conductuales que se producen de forma automática, sin un filtro consciente. Entre otros, podemos destacar la electroencefalografía (EEG), la respuesta galvánica de la piel (GSR), la variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV), el reconocimiento de expresiones faciales (FER), la resonancia magnética nuclear (fMRI) o el seguimiento ocular para saber qué miran los alumnos. Estas técnicas no sustituyen a los métodos clásicos, sino que los complementan con una precisión sin precedentes.

Reconocimiento de expresiones faciales en el aula.

¿Qué siente un estudiante cuando investiga un experimento científico? ¿Curiosidad, duda, sorpresa? Nuestro método automatizado nos permite detectar y analizar estas expresiones faciales durante actividades científicas.

El sistema se basa en un conjunto de algoritmos capaces de completar en milisegundos una tarea que antes requería días de trabajo por parte de un equipo de expertos. El sistema de codificación facial (FACS), que nuestro grupo ha adaptado para su uso en situaciones de aprendizaje, identifica primero la presencia de una cara en una imagen. Luego marca diferentes puntos de referencia en las cejas, labios, contorno de ojos, nariz… y mide su posición y la variación de distancia entre ellos. Estos puntos se comparan con modelos estadísticos entrenados con miles de caras.

Para el campo de la educación, este progreso abre una ventana sin precedentes. Por primera vez, es posible observar cómo las emociones surgen y se transforman en tiempo real, mientras los estudiantes manipulan materiales, resuelven incógnitas o enfrentan un desafío experimental. En otras palabras, las expresiones faciales, tan fugaces y universales como invisibles para el ojo inexperto, se convierten en una herramienta confiable para comprender mejor cómo aprendemos.

Patrones emocionales repetitivos

En nuestro grupo de investigación, hemos analizado muchos videos de estudiantes realizando actividades de investigación científica. Y pudimos detectar patrones emocionales recurrentes.

Observamos cómo se modula la implicación y la atención cuando se manipulan materiales de laboratorio, cómo surge la sorpresa ante resultados inesperados o cómo surge la alegría al resolver un desafío. Conocer estos patrones permite a los profesores saber cuándo permitir la exploración, cuándo intervenir proporcionando información o cuándo apoyar emocionalmente a sus alumnos.

En un estudio reciente, identificamos tres respuestas emocionales específicas a fenómenos que contradicen las ideas previas de los estudiantes. Así, notamos cómo en algunos aparece la sorpresa, en otros la ira, mientras que en otros ambas emociones se mezclan. Fue estimulante explorar cómo los estudiantes sorprendidos no pasaban de disfrutar de la fascinación por lo nuevo, mientras que los estudiantes con poco o mucho enfado intentaban solucionar su malestar.

Al parecer las emociones negativas fueron el impulso para movilizar recursos y resolver su mal supuesto inicial. Además, llamó mucho la atención que las emociones vividas al observar el fenómeno fueran reproducidas por los estudiantes cuando lo explicaron unos minutos después.

En otro experimento, que aún no hemos publicado, propusimos un debate con estudiantes de secundaria. Luego notamos cómo en cada tipo de intervención -centrada en el contenido, en el interlocutor o en la audiencia- aparecen diferentes tipos de emociones. Confusión cuando empiezas a hablar o cuando intentas armar un argumento, miedo cuando terminas tu exposición y la dejas a la opinión de los demás, alegría al mostrar cercanía con otro orador…

Un nuevo paradigma para la educación científica

Los métodos biométricos nos permiten acceder a zonas que antes eran inaccesibles. Gracias a ellos, podemos comprender mejor cómo se forman e inhiben concepciones alternativas en la amígdala del cerebro, cómo diseñar actividades que tengan en cuenta la carga cognitiva de los estudiantes y cómo adaptar la enseñanza a la dimensión emocional del aprendizaje.

No olvidemos pensar como somos, como somos fisiológicamente.

Por lo tanto, estos datos pueden ayudar a los profesores a diseñar estrategias de andamiaje emocional y argumentativo.

Retos éticos y neuroderecho

Aparte de los aspectos técnicos, el uso de medidas biométricas en la investigación educativa abre una serie de desafíos éticos que no pueden ignorarse.

Además de garantizar el consentimiento informado y la gestión segura y anónima de los datos (requisitos ya clásicos en la investigación), ahora surgen problemas relacionados con el carácter intrusivo de algunas técnicas.

Métodos como la resonancia magnética funcional requieren exposiciones prolongadas y físicamente exigentes, mientras que otros implican grabación de video continua, monitoreo fisiológico o consideración del historial médico del participante para interpretar adecuadamente las señales subyacentes.

A esto se suma el hecho de que muchas de estas mediciones revelan información sobre estados internos y procesos emocionales que en ocasiones ni siquiera están disponibles para la propia conciencia del sujeto. Es decir, estas tecnologías amplían nuestra capacidad de observación, pero también nos obligan a cuestionar hasta qué punto es legítimo conocer, registrar e interpretar la intimidad biológica de las personas.

No se trata de catalogar estas herramientas como positivas o negativas, sino de reconocer que introducen un nuevo marco ético que debe ser pensado con la misma profundidad que avanza la tecnología.

Nuevas cuestiones en el estudio del aprendizaje.

Estas tecnologías están cambiando las preguntas que nos hacemos. Ya no debemos limitarnos a observar lo que dicen o hacen los estudiantes. Ahora también podemos analizar cómo se sienten y cómo procesan la información mientras aprenden.

Así, los profesores empezamos a tener evidencias que nos hacen más sensibles, más cercanos a los cambios que nuestros alumnos experimentan a medida que aprenden. Se abre una oportunidad extraordinaria para formar docentes capaces de interpretar señales antes invisibles, con el fin de construir una enseñanza de las ciencias más precisa y más humana.