Introducing Functional Learning Environments

 

It's normal for us to think of a classroom as a space with few elements that promote learning. Theoretical classrooms are designed with tables, chairs, a whiteboard (projector), a computer for the teacher, and sometimes a sound system. Even if we think of scientific or technological laboratories, we cannot introduce elements that promote the learning flow we seek to develop. We like to use closed scripts, which pose few short-, medium-, or long-term challenges. Traditional classrooms are inherently very static. Could we equip these spaces with capabilities that support learning? Why not? We would be thinking of functional learning environments.

What do we mean when we talk about a functional learning environment? We are referring to a comprehensive educational approach beyond the traditional classroom model. This approach encompasses the physical space, teaching methods, and the socio-emotional climate, designed to create an effective, engaging, and student-centered learning experience.

Can we be a little more specific? Yes. Imagine a physical environment and a set of practices deliberately designed to facilitate learning and help students apply that knowledge to real-life situations. This is the essence of a functional learning environment.

The key features of these functional environments include:

• Student-centered learning flows: We prioritize each student's needs and learning styles.
• Active participation: Students actively participate through hands-on activities, collaboration, and problem-solving.
• Flexibility: The environment and teaching methods adapt to different learning activities and needs. As indicated in the previous post, we are not talking about being malleable. We will discuss this in a future post.
• Real-world relevance: Learning connects with practical skills and authentic situations. We can bring the classroom into the real world.
• Support and inclusion: A positive and safe environment where all students feel valued. These are examples of functional learning environments.

Examples of functional learning environments and activities in a university setting:

• Flexible classrooms with the ability to adapt furniture and tools to suit different group sizes and activities. For example, COIL activities are conducted periodically.
• Adapt the environment and tools so learning flows develop in the most contextualized way possible.
• Use project-based learning activities, where students work on various real-life projects.
• Collaborative learning in the local community may include leaving the classroom and interacting with the local social environment.

Here are some key characteristics of functional learning environments:

• Focus on "know-how": Prioritize the development of practical skills and competencies over mere memorization of content. Students are encouraged to apply what they learn in real-life contexts.
• Active and real learning: Encourage active student participation through experimentation, problem-solving, collaboration, and creation. Establish links between learning content and real-world situations, problems, or challenges.
• Flexibility and adaptability: Adapt to individual student needs, allowing for different learning rhythms and styles.
• Use of diverse resources: These incorporate a variety of resources and tools, including manipulative materials, technology, simulations, case studies, and interaction with experts or the community.
• Authentic assessment focuses on demonstrating skills and applying knowledge in relevant tasks and contexts.
• Collaboration and communication promote interaction student-student and students-instructor, encouraging social learning and exchanging ideas.
• Reflection: These encourage students to reflect on their learning process, identifying strengths, weaknesses, and areas for improvement.

Functional learning environments that we can design and use:

• Workshops: Spaces that combine theoretical and practical instruction. This is especially important in engineering programs, as engineers apply their knowledge in real-life situations.
• Laboratories: Environments equipped for experimentation and the practical application of concepts, interconceptual relationships, and models.
• Simulations: Virtual environments that recreate real-life situations so students can practice decision-making and develop skills safely. It is important to note that simulations must be based on real-life situations and not limited to theoretical application elements.
• Real-life situations: This is essential in all university programs, but even more critical in engineering programs. Incorporate external internships that unite theory, modeling skills, and all reality's limitations and challenges.
• In these environments, we can apply various methodologies, for example:
• Project-based learning: Students work on projects that require them to apply knowledge and skills from different areas to solve a problem or create a product.
• Service learning: Students participate in community service activities directly related to the course content, applying what they have learned in a real-life and meaningful context.
• Case studies: In-depth analysis of real-life situations to help students develop analytical, problem-solving, and decision-making skills.
• Virtual learning environments (VLEs) with practical activities: These are online platforms that include interactive scripts, collaborative activities, virtual labs, or collaborative projects to be implemented gradually. Interdisciplinary collaborative projects between subjects from different majors or between different universities (COIL) are even possible.
• Personal learning environments: Flipped Classrooms are an opportunity to bring learning to other spaces we usually use. They seek to empower students to advance their professional careers independently. It may not be possible to fully implement Flipped in the first years of studies. Still, it is highly recommended for the final two years of undergraduate and master's programs. 

We now have two pillars on which to begin building the most effective teaching-learning process possible: learning flows and functional learning environments. Now we'll see how we can make all this a reality.

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Introduciendo los Entornos Funcionales de Aprendizaje

Es normal que pensemos en un aula docente como un espacio con pocos elementos dinamizadores del aprendizaje. Las aulas teóricas se plantean con mesas, sillas, pizarra (proyector), un ordenador para el profesor y algunas veces, un sistema de sonido. Incluso si pensamos en laboratorios científicos o tecnológicos, no somos capaces de introducir elementos dinamizadores del flujo de aprendizaje que buscamos desarrollar. Nos gusta utilizar guiones cerrados, que propongan pocos desafíos a corto, medio o largo plazo. Las aulas tradicionales son muy estáticas por sí mismas. ¿Podríamos dotar a estos espacios de capacidades que apoyaran el aprendizaje? ¿Por qué no? Estaríamos pensando en Entornos funcionales de aprendizaje

¿A qué nos referimos cuando hablamos de un entornos funcionales de aprendizaje? Nos referimos a un enfoque educativo integral que va más allá del modelo de aula tradicional. Este enfoque abarca el espacio físico, los métodos de enseñanza y el clima socio-emocional, todo ello diseñado para crear una experiencia de aprendizaje eficaz, atractiva y centrada en el estudiante.

¿Podemos ser un poco más específicos? Sí. Imaginemos un entorno físico y un conjunto de prácticas diseñadas deliberadamente para facilitar el aprendizaje y ayudar a aplicar ese conocimiento a la realidad. Esa es la esencia de un entorno de aprendizaje funcional.

Las características clave de estos entornos funcionales incorporan: 

• Flujos de aprendizaje centrados en el estudiante: Priorizamos las necesidades y los estilos de aprendizaje de cada estudiante. 
• Participación activa: Los estudiantes participan activamente mediante actividades prácticas, colaboración y resolución de problemas. 
• Flexibilidad: El entorno y los métodos de enseñanza se adaptan a diferentes actividades y necesidades de aprendizaje. Como indicamos en el post previo, no hablamos de ser maleables. En un futuro post hablaremos sobre el tema.
• Relevancia para el mundo real: El aprendizaje se conecta con habilidades prácticas y situaciones auténticas. Podemos sacar el aula a la realidad real.
• Apoyo e inclusión: Un ambiente positivo y seguro donde todos los estudiantes se sienten valorados. Ejemplos de aprendizaje funcional

Ejemplos de entornos y actividades funcionales de aprendizaje en un entorno universitario:

• Aulas flexibles con posibilidad de adaptar el mobiliario y las herramientas a grupos de diferentes tamaños y actividades. Por ejemplo, se realizan actividades COIL periódicamente.
• Adaptar el entorno y las herramientas para que los flujos de aprendizaje se desarrollen de la forma más contextualizada posible.
• Utilizar actividades de aprendizaje basadas en proyectos, donde los estudiantes trabajan en proyectos reales de duración variable.
• Aprendizaje colaborativo en la comunidad local que puede incluir salir del aula e interactuar con el entorno social local.

Aquí te presento algunas características clave de los entornos funcionales de aprendizaje:

• Enfoque en el "saber hacer": Priorizan el desarrollo de habilidades y competencias prácticas por encima de la mera memorización de contenidos. Se busca que los estudiantes puedan aplicar lo aprendido en contextos reales.
• Aprendizaje activo y enfocado a la realidad: Fomentan la participación activa de los estudiantes a través de la experimentación, la resolución de problemas, la colaboración y la creación. Buscan establecer vínculos claros entre el contenido de aprendizaje y las situaciones, problemas o desafíos del mundo real.. 
• Flexibilidad y adaptabilidad: Se adaptan a las necesidades individuales de los estudiantes, permitiendo diferentes ritmos y estilos de aprendizaje.
• Uso de recursos diversos: Incorporan una variedad de recursos y herramientas, incluyendo materiales manipulativos, tecnología, simulaciones, estudios de caso, y la interacción con expertos o la comunidad.
• Evaluación auténtica: La evaluación se centra en la demostración de habilidades y la aplicación del conocimiento en tareas y contextos relevantes.
• Colaboración y comunicación: Promueven la interacción entre estudiantes y con el instructor, fomentando el aprendizaje social y el intercambio de ideas.
• Reflexión: Animan a los estudiantes a reflexionar sobre su propio proceso de aprendizaje, identificando fortalezas, debilidades y áreas de mejora.

Entornos funcionales de aprendizaje que podemos diseñar y utilizar:

• Aulas taller: Espacios donde se combinan la instrucción teórica con la práctica. Este es especialmente importante en las carreras de ingeniería, ya que el ingeniero aplica sus conocimientos en situaciones reales.
• Laboratorios: Entornos equipados para la experimentación y la aplicación práctica de conceptos, relaciones inter-conceptuales y modelos.
• Simulaciones: Entornos virtuales que recrean situaciones reales para que los estudiantes puedan practicar la toma de decisiones y desarrollar habilidades sin riesgos. Es importante señalar que la simulación debe partir de realidades y no quedarnos en elementos de aplicación teórica.
• Situaciones reales: en todas las carreras universitarias esto es esencial, pero en las carreras de ingeniería es aún más importante. Incorporar prácticas externas que sirvan para unir teoría, habilidades modelizantes y las limitaciones-desafíos, que toda realidad presenta.

En estos entornos podemos aplicar metodologías diversas, por ejemplo:

• Aprendizaje basado en proyectos: Los estudiantes trabajan en proyectos que requieren la aplicación de conocimientos y habilidades de diferentes áreas para resolver un problema o crear un producto.
• Aprendizaje servicio: Los estudiantes participan en actividades de servicio a la comunidad que están directamente relacionadas con el contenido del curso, aplicando lo aprendido en un contexto real y significativo.
• Estudios de caso: Análisis en profundidad de situaciones reales para que los estudiantes desarrollen habilidades de análisis, resolución de problemas y toma de decisiones.
• Entornos virtuales de aprendizaje (EVA) con actividades prácticas: Plataformas en línea que incluyan guiones interactivos, actividades colaborativas, laboratorios virtuales, o proyectos colaborativos a ir realizando poco a poco. Incluso sería planteable la realización de proyectos colaborativos interdisciplinares entre asignaturas de carreras diferentes o entre universidades diferentes (COIL).
• Entornos personales de aprendizaje: Flipped Classroom es una oportunidad para llevar el aprendizaje a espacios diferentes a los que normalmente utilizamos. Flipped Classroom busca capacitar al estudiante para avanzar en solitario en su carrera profesional. Como es lógico, quizás en los primeros cursos no sea posible aplicar Flipped de forma completa, pero en los dos últimos cursos de grado y en las masters, es muy recomendable.

Ya tenemos dos columnas sobre las que empezar a construir un proceso de enseñanza-aprendizaje más efectivo posible: flujos de aprendizaje y entornos funcionales de aprendizaje. Ahora empezaremos a ver cómo podemos ir llevando todo esto a la realidad.

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Learning Flows: A Crucial Topic

It has been a long time since I last wrote on this blog, and I'm going to try to get back into this healthy habit. What I write serves as notes that can help both me and others. I believe that one of the key elements of learning, especially in engineering, is the study and application of "Learning Flows" in our teaching.

So, what is a learning flow? In the context of instructional design, it refers to the planned route or path that a student follows to achieve the specific learning objectives that have been envisioned. It is a logical and structured sequence of activities, content, interactions, and assessments designed to guide the student from their starting point to mastery of the desired skills.

To create a learning flow, we must know two essential things: where the path begins and where the "journey" ends. A helpful analogy is to imagine a map that guides a traveler through various points of interest until reaching their final destination. The points that the student goes through represent the educational elements they must experience and overcome to learn.

It is crucial to remember that the flow should be:

1. Sequential and Logical: Activities and content are presented in an order that facilitates understanding and knowledge construction. Each stage builds on what has been previously learned.
   
   
2. Student-Centered: The design takes into account learning objectives, prior knowledge, and the learning profiles of each student. 
   
   
• Prior Knowledge: This is characterized by fundamental, specific, and secondary.
• Learning objectives. If we don’t know “where we are going,” we will hardly reach our destination. Each objective must have a designated place in the flow.
• Learning Profiles: Individuals have different learning preferences; some are more deductive, while others are more inductive. Some understand concepts better on a global level rather than focusing on particulars, and others may prefer visuals over text.
  
  
3. Diverse in Strategies and Resources: A good learning flow incorporates a variety of teaching methods, interactive activities, multimedia resources, and tools to maintain motivation and address different needs.
   
   
4. Interactive and Feedback-Driven: Encourages active student participation and provides opportunities for feedback from both the instructor and the activities themselves.
   
   
5. Assessment: Integrates formative assessments to monitor progress and summative assessments to measure the achievement of objectives. All aspects of the flow must be assessed, not just the knowledge (seemingly) acquired by the student.
6. Clear Pathway: Allows the student to understand the process and how to progress at each step.
   
   
7. Flexible and Adaptable: While structured, a good learning flow offers flexibility, allowing students to explore according to their learning profiles and acquired knowledge. It’s essential to differentiate between flexibility and malleability; flexibility means adjusting appropriate elements to achieve objectives adequately, whereas changing the objectives to appear successful is not effective.

Not long ago, a colleague expressed surprise when I explained what a learning flow is and everything it encompasses. He told me he didn’t know how he had learned what he knows; he thought that simply having learned was enough. As a teacher, he applied the same methodology (the learning map) without questioning it. When I inquired about his level of frustration with his teaching performance, he admitted it was terrible. He felt his students were increasingly unprepared each year.

When asked if he would consider changing his approach, he replied that he wasn’t paid to do that. Other colleagues commented that he was speaking a different language. Unfortunately, university teaching requires substantial prior training. We, as educators, often believe that the same learning map we've received is directly applicable to the changing realities of our students. The fact is, the learning map evolves rapidly, and no one has shown us how we can achieve great results. Ultimately, it all depends on the design of the learning flow.

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Flujos de aprendizaje. Tema crucial

Hace mucho tiempo que no escribo en este blog. Voy a intentar retomar esta sana costumbre. Sobre todo porque lo que escriba sirve de apuntes que pueden ayudarme y también a otras personas.

Creo que uno de los elementos clave del aprendizaje, sobre todo en Ingeniería, es el estudio y aplicación de "FLUJOS DE APRENDIZAJE" en la labor docente que realizamos.

¿Qué es flujo de aprendizaje? Podemos decir que, en el contexto del diseño instruccional, se refiere a la ruta o trayectoria (planificada) que un estudiante sigue para alcanzar los objetivos de aprendizaje específicos que se han previsto. Es una secuencia lógica y estructurada de actividades, contenidos, interacciones y evaluaciones diseñadas para guiar al estudiante desde su punto de partida hasta el dominio de las competencias deseadas.

Para el diseño de un flujo de aprendizaje es necesario saber dos cosas: de dónde se inicia el trayecto y dónde termina el "viaje". ¿Un símil? 

Imaginemos un mapa que guía a un viajero a través de diferentes puntos de interés hasta llegar a su destino final. Los puntos por donde el estudiante pasa, son los diferentes elementos educativos que debe experimentar y superar para aprender.

Es importante tener en cuenta que el flujo sea:

• Secuencial y Lógico: Las actividades y los contenidos se presentan en un orden que facilita la comprensión y la construcción del conocimiento. Cada etapa se basa en lo aprendido previamente.
  
  
• Centrado en el estudiante: El diseño considera las objetivos del aprendizaje, los conocimientos previos y los perfiles de aprendizaje de todos y cada uno de los protagonistas. Remarquemos estos tres elementos iniciales:
  
  
• Conocimientos previos, caracterizados como fundamentales, específicos y secundarios.
• Objetivos de aprendizaje. Si no sabemos "dónde vamos", difícilmente llegaremos. Cada objetivo debe tener un lugar en el flujo.
• Perfil de aprendizaje que tiene cada persona. Hay personas que son más deductivas que inductivas. Otras que entienden mejor lo global, que lo particular. Otras que prefieren los desarrollos basados en figuras, que desarrollos en textos. Etcétera. 
  
  
• Diverso en Estrategias y Recursos: Incorpora una variedad de métodos de enseñanza, actividades interactivas, recursos multimedia y herramientas para mantener la motivación y atender a diferentes necesidades.
  
  
• Interacción y Retroalimentación: Fomenta la participación activa del estudiante y proporciona oportunidades para la retroalimentación, tanto del instructor como de la propia actividad.
  
  
• Evaluación: Integra momentos de evaluación formativa para monitorear el progreso y sumativa para medir el logro de los objetivos. Hay que evaluar todos los aspectos del flujo, no sólo el conocimiento (aparentemente) adquirido por el estudiante.
  
  
• Trayectoria Clara: Permite al estudiante tener consciencia del proceso y cómo debe avanzar a cada paso.
  
  
• Flexible y Adaptable: Aunque estructurado, un buen flujo de aprendizaje puede ofrecer cierta flexibilidad para que los estudiantes puedan explorar según su perfil de aprendizaje y conocimientos adquiridos. Aquí es interesante decir que a veces confundimos flexible con maleable. Hablamos de flexibilidad, es decir, se puede ajustar elementos adecuados para que los objetivos se logren adecuadamente. No vale cambiar los objetivos para que parezca que logramos lo que planificamos.

Hace un tiempo, un compañero se quedó sorprendido cuando le comente qué era un flujo de aprendizaje y todo lo que había que considerar. Me dijo que él no sabía como había aprendido lo que sabe. Que con haberlo aprendido, es suficiente. Ahora como docente, aplicaba la misma metodología (mapa) sin plantearse nada. Le pregunté sobre su nivel de frustración en su desempeño docente y me contestó que era terrible. Los estudiantes eran malísimos y cada año venían peor preparados. La siguiente pregunta es ¿Y si pruebas a cambiar algo de lo que haces? La respuesta fue que no le pagaban para eso. Otros compañeros me comentaron que hablaba en chino. Lamentablemente la docencia universitaria necesita de una verdadera capacitación previa.

Los docentes solemos pensar que el mismo mapa de aprendizaje recibido es aplicable sin más a la realidad cambiante de los estudiantes que tenemos. La realidad es que el mapa de aprendizaje cambia a una velocidad terrorífica y nadie nos ha mostrado que tenemos la posibilidad de conseguir estupendos resultado o no. Todo depende del diseño de flujo de aprendizaje.

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