La idea de dirección del aprendizaje como "investigación dirigida" se basa en la concepción de que el estudiante aprende mejor las ciencias si se les pone en una situación análoga a la que se encuentra un investigador novel cuando trabaja formando parte de un colectivo de investigadores dirigido por un experto. En este caso el estudiante estaría en el papel de investigador, el colectivo de investigadores estaría formado por el grupo de alumnos y el (o los) profesores los cuales a su vez serían el (o los) expertos.
El profesor plantea la problemática que es necesario investigar, o lo que es mejor, propicia las condiciones para que los estudiantes la planteen en una primera aproximación, se discute el asunto, se acota, precisa y formulan los problemas, se analizan las tareas que es necesario realizar para llegar a las soluciones, se define el trabajo que acometerá cada uno de los pequeños grupos de estudiantes en los que está organizada el aula (equipos de estudio de no más de cuatro integrantes), se acuerda la forma en que se deben presentar los resultados, los plazos de cumplimiento y otras cuestiones organizativas. Existen muchas tareas que se realizan en el propio momento de la clase las cuales pueden o no ser por equipos.
El profesor y los alumnos poseen variado grado de participación en el desarrollo de las tareas, así puede que el profesor exponga el contenido de una determinada temática (tarea centrada en el profesor) en este caso la tarea de los alumnos es atender la exposición, seguir el hilo de los razonamientos y responder las pregunta que se hagan o tener otro tipo de participación en el sistema de comunicación que se establezca. En otros casos parte de las tareas es realizada por los estudiantes en equipos, parte de forma individual, puede incluso ocurrir que el profesor tome a su cargo el desarrollo de determinado aspecto o porción de la tarea (tareas de elaboración conjunta) y finalmente existen tareas para que sean realizadas independientemente por los estudiantes (tareas centradas en el alumno).
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