“OBJETOS DE APRENDIZAJE E INNOVACION EDUCATIVA”
MARIA ELENA CHAN NUÑEZ, LOURDES GALEANA DE LA O, MARIA SOLEDAD RAMIREZ MONTOYA.
JULIO, 2006. TRILLAS. MEXICO
ENFOQUE BIOLOGISTA
Como se planteó en el primer capítulo, el objeto de aprendizaje se integra cabalmente en la relación con el sujeto. Es el sujeto quien le da significado y lo integra en sus esquemas cognitivos. De ahí que se requiera comprender cómo se aprende desde una perspectiva integral, para considerar las implicaciones que el proceso tiene sobre las dimensiones comunicativa, pedagógica y tecnológica.
Los objetos de aprendizaje diseñados bajo un concepto neurobiologista favorecen la creación de nuevas formas de aprendizaje, centradas en el que aprende y sobre todo conociendo las estructuras con que cuenta para aprender (anatomía y genética) y la manera en que se interrelacionan y funcionan (neurofisiología).
Los expertos en el área de nuevas tecnologías y educación coinciden en que las competencias necesarias para desenvolverse en la sociedad actual son:
• Obtener información.
• Organizarla información.
• Análisis de información.
• Crear información.
• Comunicar información.
Para que las competencias anteriores se desarrollen es importante que los individuos desarrollen las habilidades básicas para lograr aprendizajes como son el pensamiento crítico, solución de problemas, habilidades organizativas, toma de decisiones y destrezas comunicativas.
Para entender mejor cómo nuestro cerebro aprende, es necesario revisar dos aspectos fundamentales: el enfoque biologista y el enfoque constructivista del aprendizaje. Lo que se presenta a continuación integra el análisis de estos enfoques y el análisis crítico de las tecnologías de la información y de la comunicación para identificar su potencial para promover el aprendizaje.
Bases anatómicas del aprendizaje
El aprendizaje es un proceso biológico que tiene origen en la evolución, es decir, que la capacidad de aprender comenzó en algún nivel filético y se desarrolló a través de la evolución de las especies animales como una ventaja adaptativa de la conducta de algunos organismos. Por tanto, existen relaciones fundamentales e íntimas entre el proceso de aprender y la evolución de las especies, la anatomía y la fisiología de los organismos. El aprendizaje es, entre otras, una forma que adoptó la conducta de los organismos para resolver los problemas de supervivencia frente a los ambientes complejos y cambiantes.
¿De qué depende que los humanos puedan aprender?, ¿se requiere de un sistema nervioso central apto para el aprendizaje? y si es así, ¿qué características del sistema nervioso se requieren?
El sistema nervioso humano
El sistema nervioso tiene tres funciones básicas: la sensitiva, la integradora y la motora.
Sensitiva. En primer lugar, siente determinados cambios, estímulos, tanto en el interior del organismo (el medio interno), por ejemplo la dilatación del estomago o el aumento de acidez en la sangre, como fuera de él (el medio externo), por ejemplo una gota de lluvia que cae en la mano o el perfume de una rosa; esta es la función sensitiva.
Integradora. En segundo lugar la información sensitiva se analiza,- se almacenan algunos aspectos de ésta y se toman decisiones con respecto a la conducta a seguir; esta es la función integradora.
Motora. Por último, se responde a los estímulos iniciando contracciones a nivel de los músculos que controlamos a voluntad produciendo movimientos, así como en los músculos de los órganos y glándulas provocando movimiento y secreciones.
Hay que considerar que el tipo de interacción que se da entre un sujeto y un objeto de aprendizaje digital, supone la recepción de estímulos desde la interfaz, que estimulan los sentidos, al tiempo que recibe diversos tipos de información para integrar. Como resultado de esta recepción el sujeto puede emitir respuestas motoras que se dan como consecuencia de funciones cognitivas que pueden ser de alta complejidad, dependiendo del tipo de estimulación e información contenida en el objeto.
El sistema nervioso humano para su estudio, tiene dos divisiones principales; el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). El SNC está formado por el encéfalo (cerebro, cerebelo y médula oblongada) encerrado en una estructura ósea (cráneo) y por un órgano alargado, la médula espinal, encerrada en la columna vertebral. En él se integra y relaciona la información sensitiva, se generan los pensamientos y emociones y se forma y almacena la memoria.
La información entra y/o sale del encéfalo y de la médula espinal a través de los nervios. La mayoría de los impulsos nerviosos para las contracciones musculares y las secreciones glandulares se originan en el SNC. El SNC está conectado con los receptores sensitivos, los músculos y las glándulas de las zonas periféricas del organismo a través del SNP Este último formado por los nervios craneales, que se relacionan con el encéfalo y los nervios raquídeos, que se relacionan con la médula espinal. Una parte de estos nervios lleva impulsos nerviosos hasta el SNC, mientras que otros transportan los impulsos que salen del SNC.
La parte del encéfalo que es responsable de las funciones intelectuales del ser humano es el cerebro, el cual está organizado en hemisferios cerebrales que están separados por un espacio profundo en la línea media en cuya profundidad está el cuerpo calloso que conecta a los dos hemisferios.
Para aumentar el área de la superficie de la corteza cerebral al máximo, la superficie de cada hemisferio cerebral forma pliegues que están separados por surcos. Para facilitar la descripción se acostumbra dividir cada hemisferio en lóbulos que se denominan de acuerdo con los huesos craneanos debajo de los cuales se ubican; así tenemos los lóbulos frontales, parietales, temporales y occipitales.
Cada hemisferio está formado por dos estructuras indivisibles; la corteza cerebral y la sustancia blanca. La primera está formada por el cuerpo y las prolongaciones delgadas de las neuronas (células principales del sistema nervioso) y la segunda por las prolongaciones gruesas o axones y ninguno de estos dos elementos pueden funcionar de manera aislada.
La corteza cerebral forma un revestimiento completo y externo del hemisferio cerebral. Está compuesta aproximadamente por 100 000 millones de neuronas. El área de superficie de la corteza está aumentada por su plegamiento en giros separados por surcos. El espesor varía de 1.5 a 4.5 mm., está organizada en unidades de actividad funcional conocidas como áreas (Fig. 2.1. )
a) Área frontal: Localizada en el lóbulo frontal o en la parte más anterior del cerebro. En ella se encuentran representados todos los músculos del cuerpo y su función consiste en
diseñar los movimientos individuales de éstos, almacena programas de actividad motora reunidos como resultado de la experiencia pasada. Produce la formación de palabras y está vinculada con la constitución de la personalidad del individuo. Regula la profundidad de los sentimientos y está relacionada con la determinación de la iniciativa y el juicio del individuo.
b) Área parietal: Se localiza en las superficies laterales del cerebro. Su principal función consiste en recibir e integrar diferentes modalidades sensitivas. Por ejemplo reconocer objetos colocados en las manos sin ayuda de la vista, es decir maneja información de forma y tamaño relacionándola con experiencias pasadas.
c) Área occipital: Ubicada en la parte posterior del cerebro. Su función consiste en relacionar la información visual recibida por el área visual primaria con experiencias visuales pasadas, lo que permite reconocer y apreciar lo que se está viendo.
d) Área temporal: Ubicada también en las partes laterales del cerebro. En esta área a su vez se encuentran las áreas auditivas que se vinculan con la recepción e interpretación de sonidos y el área sensitiva del lenguaje de Wernicke, que permite la compresión del lenguaje hablado y de la escritura, es decir que uno pueda leer una frase, comprenderla y leerla en voz alta.
Otras áreas:
Área del gusto: Almacena e interpreta las sensaciones gustativas.
Área vestibular: Coordina el equilibrio de nuestro cuerpo.
Existen además un sinnúmero de áreas cuya función es desconocida, pero está perfectamente comprobado que ninguna de ellas funciona sola, que todas se interconectan entre sí y que ante un estímulo por simple que sea, responden como un todo.
Recordemos en nuestra infancia, cuando por primera vez tuvimos contacto con una manzana, percibimos su forma, textura, olor, colores, escuchamos su nombre, la comimos y degustamos su sabor y además con ella tuvimos una sensación placentera al resolver el problema de hambre y de la necesidad de nutrientes de nuestro organismo.
Todos estos estímulos llegaron a las áreas correspondientes, fueron almacenados, analizados y se integraron las respuestas formando un conocimiento integral del concepto manzana que representa un aprendizaje significativo. En ocasiones posteriores cuando se reciba uno de estos estímulos (digamos escuchar la palabra manzana), y a pesar de que llega solamente a través del área auditiva, ésta, mediante sus interconexiones estimulará a las demás para evocar ese concepto integral manzana con la producción de las respuestas programadas.
De ahí la importancia de la operación de abstracción de los rasgos esenciales de los objetos para su diseño. Como se explicó en el primer capítulo, esta abstracción es la que permite, desde el autor, generar elementos de representación que evocarán en el sujeto los distintos conceptos y conexiones entre los mismos, a partir de los rasgos presentados a la percepción.
A pesar de que los dos hemisferios son casi idénticos ciertas actividades nerviosas son realizadas predominantemente por uno de los dos. La destreza manual, la percepción del lenguaje y el habla están controladas por el hemisferio dominante (en 90 % de la población, el izquierdo). Por el contrario la percepción espacial, el reconocimiento de las caras y la música por el no-dominante.
En un ambiente de aprendizaje virtual, dependiendo la predominancia de los elementos contenidos en su diseño, se estaría privilegiando o no el ejercicio de estos hemisferios. Surge una pregunta al respecto, ¿se puede potenciar el desarrollo equilibrado de ambos hemisferios por la presentación de los elementos en la interfaz? Lo cual sería particularmente importante en el caso de los niños.
Se cree que en el recién nacido los dos hemisferios tienen capacidades equipotenciales. Durante la primera infancia la dotación genética y el ambiente en que vive determinarán que un hemisferio domine al otro y sólo después de la primera década de vida la dominancia queda establecida.
Por tanto, el aprendizaje humano es el proceso de recepción de estímulos diversos simbolizados y su procesamiento a través de vías nerviosas aferenciales, medulares, subcorticales, corticales y eferenciales. Explicitados a través de sistemas psicosensomotores, perceptivos, pensamiento-lenguaje, imaginativos, afectivos y volitivos.
Los rasgos esenciales abstraídos para representar objetos, pueden tener una mayor riqueza representacional en la medida que integran elementos con mayor carga simbólica para los sujetos. No es trivial entonces, la elección de determinado tipo de estímulos, ni la integración de elementos que puedan ser significativos para un mayor número de sujetos, lo cual siempre supone que esa significación pueda darse por el contexto cultural que ha permitido a los sujetos dotar de significado a determinados elementos.
De tal forma, la representación de un objeto digital supone el reconocimiento de aquello que mejor puede hacer evocar por su carga simbólica.
BASES NEUROFISIOLÓGICAS DEL APRENDIZAJE
El Sistema Nervioso Central está formado casi en su totalidad por neuronas, unos 100 000 millones. Una neurona puede recibir y mandar señales a sus vecinas mediante pulsos eléctricos. Tiene tres partes principales, cuerpo, dendritas y axón.
Cada neurona tiene prolongaciones delgadas o dendritas, que salen de la neurona como las ramas de un árbol. Son cables receptores de señales. El axón o fibra nerviosa es el conducto de salida de la señal. Es mucho más largo que las dendritas y puede medir desde milímetros hasta un metro. En su final tiene unas pequeñas estructuras que comunican con otras neuronas y a esas conexiones se les llama sinapsis.
Generalmente una neurona está conectada con otras 10 000. Por tanto, el potencial de conexiones que tiene el sistema nervioso humano con respecto a la cifra anterior de 100 000 millones es exponencial.
La neurona procesa las corrientes eléctricas que llegan a sus dendritas y por medio del axón trasmite las corrientes eléctricas resultantes a una velocidad de alrededor 100 metros por segundo a otras neuronas conectadas a ella por medio de las sinapsis. En el espacio de conexión el axón libera al espacio intersináptico el contenido de unas vesículas minúsculas; estas sustancias químicas liberadas son los neurotransmisores, éstos se difunden a través del espacio entre las neuronas, que son captados por receptores especiales situados en la membrana de una dendrita vecina. La neurona receptora puede ser excitadora o inhibidora según el tipo de sustancias neurotrasmisoras que elabore.
De esta manera los estímulos se trasmiten como oleadas de corriente nerviosa.
Todos nacemos con un conjunto completo de neuronas, pero las conexiones entre ellas (sinapsis), se crean con el proceso de aprendizaje. Esta consideración es de enorme importancia para los diseñadores educativos. El aprendizaje supone el incremento de conexiones.
El principio de reusabilidad y escalabilidad de los objetos de aprendizaje en el diseño educativo, puede potenciar la conexión entre múltiples objetos. De ahí que tanto para el diseño de los objetos, como para su uso, la importancia radique no sólo en el contenido de un objeto como unidad de significación, sino sobre todo, por la factibilidad de situar ese objeto en contextos más amplios de uso. El hecho de que los repositorios admitan la posibilidad de ligar a objetos en torno a problemas, disciplinas, problemáticas, puede impulsar el que el estudiante genere conexiones, traspolando las conexiones hipertextuales generadas en la Web, a un modo de pensamiento en permanente búsqueda de las conexiones neuronales.
El crecimiento de las dendritas es lento y sus conexiones son pocas en los primeros tiempos de vida. Para que el crecimiento y las conexiones se den con rapidez es necesario un ambiente rico en estímulos que mande impulsos a las células sensitivas del niño y genere corrientes eléctricas nerviosas entre las neuronas. Cada nueva experiencia abre nuevas conexiones. La fuerza del vínculo sináptico aumenta a medida que se repiten los estímulos. Es como un camino que cuanto más se pisa, más profundo y fácil de recorrer se hace (Regla de Hebb).
Las neuronas que se conectan por medio de un axón vienen determinadas genéticamente. El recién nacido viene bien equipado con sus neuronas, pero estas conexiones son insuficientes; si a un niño no se le estimula (si no se le habla o acaricia) su cerebro no se desarrolla debidamente.
Durante el desarrollo hay una gran multiplicación celular para formar el cerebro. Se forma casi el doble de las neuronas que posteriormente sobreviven para funcionar en el adulto. En algunas etapas se forman hasta 250 000 neuronas por minuto. Después del nacimiento las neuronas no se reproducen aunque son capaces de crear nuevas conexiones entre ellas. En algunas partes del sistema nervioso adulto desaparece el 85 % de las neuronas.
Las neuronas que se conectan por medio de una dendrita vienen determinadas por los estímulos externos. La red dendrítica y sus sinapsis es la huella física de la cultura. La inteligencia viene dada fundamentalmente por estas conexiones y no por el número de neuronas vivas. La estructura de las neuronas cambia a lo largo de las diferentes etapas de la vida. Las prolongaciones dendríticas van aumentando hasta la edad adulta por los estímulos que recibimos del exterior.
Cada vez que aprendemos algo nuevo, el cerebro crea nuevas conexiones dendríticas entre las neuronas. Aprender es cambiar el cerebro. Lo importante no es el número de neuronas sino el número de conexiones entre ellas.
Lo anterior reafirma la idea de promover al máximo la conexión entre objetos, más que la visión fragmentaria de entrega de contenidos. Aun cuando los sujetos al trabajar con un objeto estarían haciendo su propia conexión como un proceso neurofisiológico natural, el hecho de promover la colocación de un mismo objeto digital en conexión con diferentes contextos de uso para el mismo sujeto, dándole posibilidad de manipulación para escalarlo, modificarlo, integrarlo en la construcción de nuevos objetos, da otras posibilidades en cuanto a la promoción de conexiones dendríticas, activa las que este sujeto no hubiera pensado, pero sobre todo lo estimula a que busque siempre la conexión de los objetos, como una estrategia ya internalizada.
Vemos así que las implicaciones de la oposición entre estrategias o visiones sobre el diseño por objetos se dan entonces desde niveles tan profundos como nuestra naturaleza neurofisiológica.
En la vejez van desapareciendo, hay menor comunicación entre las neuronas y puede producirse pérdida de memoria, dificultad para aprender, etc. Cuando morimos, también ha muerto aproximadamente un 20 % de las neuronas con las que nacimos, pero el cerebro tiene la capacidad de suplir esa desaparición con la creación de nuevas conexiones dendríticas. Sobre la marcha, las mismas neuronas van buscando caminos alternativos de conexión si las estimulamos debidamente. Un cerebro que trabaja es un cerebro vivo.
Si la inteligencia fuera un edificio, el armazón de hierro y cemento sobre el que se construye es la genética (el programa que rige la estructura básica de conexiones debe completarse correctamente), pero el tipo de ladrillos, ventanas, decoración, muebles, etc., viene dado por la experiencia de interacción con el medio, que influye de forma definitiva en nuestras redes nerviosas.
Los ambientes virtuales de aprendizaje tienen un alto potencial de estimulación por la variedad de lenguajes, símbolos y experiencias que pueden proponer. De ahí que se requiera de una alta creatividad que promueva la generación de objetos diversos, escenarios distintos y sobre todo diferentes rutas y dinámicas para aprender. Pero es importante señalar que hay que tener mucho cuidado con los riesgos que representa la exagerada estandarización si lo que provoca es una escasa creatividad.
Es necesario entender que esta capacidad de variar (flexibilidad) anatómica y funcional es genética. Los factores que inducen la variación son, generalmente, las mutaciones génicas, las cromosómicas y la reproducción sexual (combinación del material genético de ambos padres). De allí proviene la variación y la posibilidad de que se produzcan nuevas estructuras anatómicas o que desaparezcan, que se establezcan, modifiquen o se supriman los comportamientos (tactismo, reflejos, instintos, etc.) y de que aparezca una nueva especie (Plomin, De Fries y McClearn, 1984).
Las alteraciones del material genético que se dieron (tal vez un pequeño cambio en la secuencia de nucleótidos ADN) ocasionó la capacidad de aprender. Algunos organismos mostraron mayor capacidad de aprendizaje que otros (entre ellos el hombre). Para algunos organismos les fue imposible cualquier aprendizaje. Los organismos que podían aprender presentaban una ventaja frente a los que no podían hacerlo, pues podían ser flexibles o modificar su comportamiento ante los cambios ambientales nuevos e impredecibles y podían recordar posteriormente la modificación de su comportamiento que les fue útil y beneficiosa en el pasado (Staddon, 1983).
Se requiere de sistemas nerviosos adecuadamente complejos, capaces de admitir y producir variación. Cuando un organismo está equipado genéticamente con estructura, fisiología, conducta y con capacidad para aprender, de forma que pueda desempeñarse eficientemente en un ambiente determinado, se dice que está biológicamente adaptado. A medida de que un organismo es menos dependiente de su programación genética para comportarse, se muestra más dependiente del aprendizaje y viceversa
Neurotrasmisores
El nivel cerebral de neurotrasmisores viene en parte determinado por las experiencias tempranas. El funcionamiento global del cerebro es fuertemente influido por estas sustancias químicas. Por ejemplo, el neurotrasmisor serotonina juega un papel en la regulación de la agresión. La serotonina pasa a AMPc, que activa la proteinquinasa y se cierran los canales de Ca 2+. Además, por la neurona facilitadora, se cierra el canal de K+. No repolariza la neurona y el Ca 2-1 provoca respuesta más fácilmente.
Una carencia del neurotrasmisor dopamina reduce la actividad del lóbulo frontal, y un exceso se asocia con la esquizofrenia. Los neurotrasmisores-endorfinas juegan un papel en el sistema que produce sensaciones de dolor y placer. Cada vez parece más claro que las características de la personalidad pueden estar determinadas en gran parte por las sustancias químicas del sistema nervioso o neurotrasmisores.
Después de descargarse una neurona necesita un tiempo mínimo, puede ser un segundo, para reponer su potencial eléctrico y volver al estado anterior al disparo. Parece un tiempo muy largo si se compara con un chip de silicio de una computadora. El secreto está en que en el cerebro trabajan simultáneamente millones de neuronas, cuya potencia global es muy superior al de una computadora. Para que las neuronas puedan desarrollar un trabajo tan eficaz tienen que actuar de formar sinérgica potenciando sus trabajos y esto implica un diálogo constante entre ellas. Cada neurona tiene decenas de miles de conexiones con otras neuronas. Son canales de comunicación, que forman redes especializadas y muy complicadas. El foro de debate donde todas las neuronas se comunican es la corteza cerebral. Su portavoz es la conciencia. Este foro puede ser escuchado a través de un registro llamado electroencefalograma que grafica mediante ondas en un papel el tipo de actividad que la corteza cerebral está realizando.
ENFOQUE PSICOLÓGICO
Todos nuestros conocimientos nos han llegado a través de los sentidos. Tradicionalmente, se pensaba que el hombre sólo contaba con cinco de ellos: visión, audición, tacto, olfato y gusto, pero actualmente se reconocen muchas otras clases de sensaciones adicionales, tales como el dolor, la presión, la temperatura, la propiocepción, la sensación muscular y el movimiento; pero todas éstas son incluidas generalmente en el sentido del tacto. Las áreas cerebrales involucradas son llamadas áreas somatosensoriales.
Lo que se percibe a través de los sentidos es diferente de las características físicas de los estímulos del medio externo y del cuerpo mismo. No se puede ver luz en el rango del ultravioleta, y el cuerpo humano no detecta la luz en el rango del infrarrojo. El sistema nervioso humano sólo reacciona a un selectivo rango de longitud de onda, vibraciones u otras propiedades. Esto está limitado tanto por los genes como por las experiencias pasadas y por el estado de atención en el momento.
Los sentidos del hombre están delicadamente afinados al cambio. Los objetos que no experimentan modificaciones se transforman en parte del escenario y, en su mayoría, no son vistos. Los sonidos habituales se transforman en ruido de fondo, principalmente no escuchado. La sensación de un suéter en la piel, desaparece rápidamente. Los receptores táctiles, "tan alertas al principio y tan hambrientos por novedades, después de un rato dicen el equivalente eléctrico de 'Oh, eso de nuevo', y comienzan a dormitar; entonces, podemos seguir adelante con nuestras vidas", escribe Ackerman (2000).
Si algo en el ambiente cambia, es necesario darse cuenta porque puede significar un peligro o una oportunidad. Supongamos que un insecto se posa en la pierna. Instantáneamente, los receptores del tacto, presentes en la pierna en cuestión, disparan un mensaje que viaja a través de la columna vertebral y sube al cerebro. Ahí, pasa al hemisferio cerebral opuesto (el hemisferio derecho del cerebro controla el lado izquierdo del cuerpo y viceversa) para alertar a las células cerebrales ubicadas en una región en particular, en un mapa sensorial del cuerpo.
El mapa del cuerpo que tiene el cerebro, se extiende a lo largo de una franja vertical en la corteza cerebral, que es un conjunto de láminas horizontales de células nerviosas, profundamente arrugada, presente en la superficie de los dos hemisferios cerebrales y que gobierna todas las sensaciones, movimientos y pensamientos.
El diseño educativo por objetos ofrece ventajas en relación con otros tipos de diseño educativo por la flexibilidad en su manejo. Una interfaz, vista como ambiente de aprendizaje, podría cambiar continuamente sus estímulos si los objetos son removidos. Los objetos pueden ser colocados, ampliados, reconstruidos, y vistos como componentes de escenarios pueden tener amplios grados de movilidad, lo cual no podría lograrse si los ambientes fueran construidos como entidades monolíticas o unitarias.
El mapa sensorial de los humanos fue trazado originalmente por el neurocirujano canadiense Wilder Penfield, en 1930. Después de muchos experimentos él mostró los resultados en sus famosos dibujos homúnculos de las áreas somatosensoriales y motoras.
Sorprendentemente, estos mapas no reflejaban con exactitud el tamaño de las partes del cuerpo, pero sí su sensibilidad. Los brazos y las piernas toman muy poco espacio, a pesar de su extensión. A la cara y las manos, que son mucho más sensitivas y complejas, se les ha dado más espacio, especialmente a los extremos de los dedos. Sin embargo, la señal de que un mosquito se ha posado en la parte de atrás de la pierna izquierda llega fuerte y claramente. En una fracción de segundo; mediante un proceso de decisiones que aún no se entiende, esta señal lo hace a uno aplastar al insecto justo en el lugar adecuado.
Ya se mencionó anteriormente que las características básicas del aprendizaje son la flexibilidad y la memoria. Las formas elementales por las que se aprende se dan mediante las señales ambientales que permiten observar, analizar y pronosticar. Por tanto, en el aprendizaje se crean expectativas respecto de los acontecimientos del ambiente (Tarpy, 1986). La expectativa de los eventos futuros permiten comportarse adaptativamente: prepararse, atender, prever la secuencia del evento y de su conducta y esperar las consecuencias.
Este último aspecto (esperar las consecuencias) hace alusión a otro tipo fundamental de aprendizaje. El aprendiz debe ser capaz de producir comportamientos adecuados que le permitan obtener beneficios de su entorno. Es decir, no sólo debe aprender a anticipar los acontecimientos con base en las señales ambientales, sino también debe aprender la forma adecuada de comportarse (de ejecutar una acción, maximizando sus esfuerzos) para obtener beneficios o evitar daños.
Para ello es importante que se lleven a cabo los siguientes procesos:
Atención: selecciona la información (material a aprenderse, novedoso, extraño, trazos).
Percepción: captación de la información (estímulos para el registro sensorial).
Memoria: codificar, almacenar y recuperar la información.
La memoria y el aprendizaje están interrelacionados. La memoria es un cambio en el comportamiento en respuesta a un estímulo. Se produce un cambio morfológico, funcional. El recordar consiste en buscar un cambio del sistema nervioso central cuando se percibió el estímulo. La memoria a corto término dura segundos. La memoria a medio término es intermedia. La memoria a largo término provoca cambios muy importantes que se producen cuando se encuentra bajo presión emocional fuerte. El aprendizaje funciona mejor bajo presión emocional. Puede darse por condicionamiento operante: cambia bioquímicamente, los registros encefalográficos. La memoria a corto plazo se produce si se repite una función varias veces. Se puede transformar de corto a largo plazo. La memoria positiva es la facilitación. La memoria negativa es la inhibición. La memoria a medio plazo es cuando se hace repetidas veces; cada vez los canales se abren menos y se libera menos calcio y después no se libera neurotrasmisor. Se produce una inhibición. Si se estimulan las dos neuronas al mismo tiempo (sensitiva y nociceptiva), es como si se aprendiese bajo presión emocional.
La memoria es un proceso de facilitación. La facilitación sólo implica repetición. La memoria se almacena en la superficie de la corteza. Implica toda la corteza cerebral, también el sistema límbico.
Con todo lo anterior el mecanismo del aprendizaje se define como la forma en que los aprendices prestan atención a los sucesos del medio, codifica la información que debe aprender y la relaciona con los conocimientos que ya tiene, almacena la nueva información en la memoria y la recupera cuando la necesita.
El razonamiento es también una forma general adaptativa de la conducta. La capacidad de desarrollar conceptos, crear y dirigirse por principios generales, organizar las experiencias pasadas de diferente manera, resolver problemas independientemente de la forma física particular que éstos adopten o de los elementos sensoriales o motores propios de la situación, se puede llamar raciocinio (Detheier y Stellar, 1967). Cabe hacer notar que esta independencia de los elementos sensoriales y motores, puede considerarse un argumento más en relación con la relativa autonomía que el ambiente virtual puede representar con respecto la realidad física, para proveer de elementos que los sujetos utilizan para desarrollar razonamiento.
El razonamiento posibilita el modificar los comportamientos de aprendizajes erróneos o maximizar y mejorar los aprendizajes funcionalmente adecuados. Siendo el razonamiento una forma elaborada de pensar (establecer relaciones entre proposiciones), parte de verdades establecidas (o certezas) y lleva a nuevos conocimientos. Ésta y otras formas de relacionar los eventos u objetos son lo que permite enmendar los aprendizajes o hacerlos más eficaces y eficientes.
La interacción en el aprendizaje
Las nuevas tecnologías de la información y la comunicación amplían los modos e insumos para la interacción respecto de los sistemas educativos convencionales. Al respecto, Mclusaac y Gunawardena (citados por Chan, 2002) describen cuatro tipos de interacción:
Estudiante-profesor: que proporciona motivación, retroalimentación, diálogo, orientación personalizada, etcétera.
Estudiante-contenido: acceso a los contenidos instruccionales, a la materia de estudio.
Estudiante-estudiante: propicia el intercambio de información, ideas, motivación, ayuda no jerarquizada, etcétera.
Estudiante-interfase comunicativa: toda la comunicación entre los participantes del proceso formativo y el acceso de éstos a la información relevante se realiza través de algún tipo de interfase, sea material impreso, teléfono, redes informáticas, etcétera.
Por otra parte, las teorías de aprendizaje se han desarrollado para explicar la dinámica relacionada con los actos de enseñar y aprender partiendo del reconocimiento de la evolución cognitiva del hombre, así como para comprender la relación entre el conocimiento preexistente y el conocimiento nuevo.
Los estudios sobre tecnología educativa y el campo del diseño instruccional se han desarrollado bajo el sustento de las diferentes teorías del aprendizaje, a partir de las cuales se ha pretendido analizar y evaluar el impacto en el proceso de enseñanza-aprendizaje de distintos programas, software educativo y apoyos para la educación en línea.
Por su importancia se describirán los planteamientos generales de las teorías más influyentes:
Conductismo: Se basa en los cambios observables en la conducta del sujeto. Se enfoca fundamentalmente en la repetición de patrones de conducta hasta que éstos se realizan de manera automática.
La teoría conductista se concentra en el estudio de conductas que se pueden observar y medir (Good y Brophy, 1990). Ve a la mente como una caja negra en el sentido de que las respuestas a estímulos se pueden observar cuantitativamente ignorando totalmente la posibilidad de todo proceso que pueda darse en el interior de la mente. Algunas personas claves en el desarrollo de la teoría conductista incluyen a Pavlov, Watson, Thorndike y Skinner.
En este sentido, un objetivo conductista conlleva en términos específicos la cuantificación del aprendizaje. Es decir, cada uno de los objetivos implica una tarea de aprendizaje que debe segmentarse mediante el análisis hasta lograr tareas específicas medibles. Por tanto, el éxito del aprendizaje se determina mediante la aplicación de pruebas para medir cada objetivo.
Esta teoría ha sido muy influyente en la enseñanza programada, y en el diseño por objetos pueden encontrarse numerosos ejemplos que parten de un concepto de repetición de tareas hasta la automatización, y la comprobación del aprendizaje a través de plantillas autoevaluativas dirigidas a verificar respuestas basadas en la cuantificación de aciertos y errores, y la repetición en caso de que los resultados no sean los óptimos.
Cognoscitivismo: Se basa en los procesos que tienen lugar atrás de los cambios de conducta. Estos cambios son observados para usarse como indicadores para entender lo que está pasando en la mente del que aprende.
Los teóricos del cognoscitivismo reconocen que el aprendizaje involucra una serie de asociaciones que se establecen mediante la proximidad con otras personas y la repetición.
También reconocen la importancia del reforzamiento, pero resaltan su papel como elemento retroalimentador para la corrección de respuestas y sobre su función como un motivador. Sin embargo, inclusive aceptando tales conceptos conductistas, los teóricos del cognoscitivismo ven el proceso de aprendizaje como la adquisición o reorganización de las estructuras cognitivas a través de las cuales las personas procesan y almacenan la información (Good y Brophy, 1990).
Si bien la psicología cognitiva surgió a principios de los años cincuenta y comienza a ser importante en el dominio de la teoría del aprendizaje, no fue sino hasta a finales de los setenta cuando comenzó a tener influencia real sobre el diseño instruccional. Asimismo, el enfoque cognitivo se desvió de las prácticas conductistas que ponen el énfasis en las conductas externas, para preocuparse por los procesos mentales y de cómo éstos se pueden aprovechar para promover aprendizajes efectivos.
El diseño de modelos que se habían desarrollado para el conductismo tradicional, no se desecharon sino que se enriquecieron con el análisis de actividades y el análisis del aprendiz. Los nuevos modelos incluyen componentes de procesos de aprendizaje como codificación y representación de conocimientos, almacenamiento y recuperación de información así como, incorporación e integración de los nuevos conocimientos con los conocimientos previos (Saettler, 1990).
Una manera de diferenciar los planteamientos conductista y cognoscitivista radica en que, para el primero, el profesor busca un método más eficiente a prueba de fallas para que su aprendiz logre su objetivo y subdivide una tarea en pequeñas etapas de actividades. En tanto que para el segundo, involucra el análisis, la tarea la segmenta en pequeñas partes y utiliza esa información para desarrollar una estrategia que va de lo simple a lo complejo.
Desde una perspectiva cognoscitivista los objetos de aprendizaje tienen valor en la medida que permiten la reorganización de los esquemas cognitivos. Es así que el interés desde el cognoscitivismo en los objetos de aprendizaje se manifiesta en los contextos en los que los objetos son usados y en la recuperación de los aprendizajes logrados después del trabajo con el objeto. Esta perspectiva supone asimismo que los objetos estén diseñados de tal modo que permitan recuperar el conocimiento previo e integrarlo con el nuevo, y que contengan el tipo de actividad cognitiva que opere desde la codificación y representación del conocimiento (esto sería la interacción) y no las conductas externalizadas como la elección de tal o cual espacio o trayectoria, ni las reacciones vistas como conductas motoras.
Consecuente con lo anterior, se establece que las computadoras procesan la información de manera similar a como lo hacen los investigadores cognitivos dado que conciben el proceso de información de los humanos: la información se recibe, se almacena y se recupera. Esta analogía abre la posibilidad de que una computadora píense al igual que lo hace una persona, es decir que tenga inteligencia artificial.
Constructívismo. Este enfoque se sustenta en la premisa de que cada persona construye su propia perspectiva del mundo que le rodea a través de sus propias experiencias y esquemas mentales desarrollados. El constructivismo se enfoca en la preparación del que aprende para resolver problemas en condiciones ambiguas.
El pionero de la corriente constructivista fue Barlett (1932, en Good y Brophy, 1990), el constructivismo se sustenta en que
el que aprende construye su propia realidad o al menos la interpreta de acuerdo con la percepción derivada de su propia experiencia, de tal manera que el conocimiento de la persona es una función de sus experiencias previas, estructuras mentales y las creencias que utiliza para interpretar objetos y eventos.
Jonassen (1991) :
Lo que alguien conoce es aterrizado sobre las experiencias físicas y sociales las cuales son comprendidas por su mente.
A su vez, Merrill (1991) expone una serie de planteamientos que sustentan el constructivismo:
El conocimiento se construye a partir de la experiencia.
El aprendizaje es una interpretación personal del mundo.
El aprendizaje es un proceso activo en el cual el significado se desarrolla sobre la base de la experiencia.
El crecimiento conceptual proviene de la negociación de significado, del compartir múltiples perspectivas y de la modificación de nuestras propias representaciones a través del aprendizaje colaborativo. El aprendizaje debe situarse sobre acuerdos realistas; la prueba debe integrarse con las tareas y no con actividades separadas.
Cabe destacar que las diferencias entre el conductismo y el constructivismo son mucho más significativas que con el cognoscitivismo, en el sentido de que tanto el conductismo como el cognoscitivismo son de naturaleza objetiva, ambos soportan la práctica sobre el análisis de tareas y en su segmentación en partes pequeñas con objetivos propios, y el rendimiento se mide con el logro de esos objetivos. Por el contrario, el constructivismo promueve experiencias de aprendizaje, de manera más abierta, en donde los métodos y resultados del aprendizaje no son tan fácilmente medibles y podrían ser diferentes entre cada estudiante.
El conductismo y el constructivismo son totalmente diferentes desde sus perspectivas teóricas, pero el cognoscitivismo comparte algunas similitudes con el constructivismo. Un ejemplo de su compatibilidad es el hecho de que comparten la analogía de comparar el procesamiento mental de la información con el de las computadoras. Al respecto Perkins establece (1991, en Schwier, 1998):
... los modelos de procesamiento de la información han adoptado el modelo de computadora de la mente como un procesador de información. El constructivismo agrega que este procesador de información debe verse justamente como un sorteador de datos, pero manejando su flexibilidad durante el aprendizaje, haciendo hipótesis, probando las interpretaciones tentativas, etcétera
Por otro lado, Jonassen (1994) refiere una lista de implicaciones del constructivismo para el diseño instruccional de la que subyace su enfoque filosófico, a saber, donde la construcción de conocimientos propuestos podrían facilitarse mediante un ambiente de aprendizaje que:
Proporcione múltiples representaciones de la realidad.
Evite simplificaciones de la instrucción por la representación de la complejidad natural del mundo.
Realice actividades reales auténticas que estén contextualizadas.
Proporcione un mundo real, ambientes de aprendizaje basados en casos, en lugar de instrucciones secuenciales predeterminadas.
Refuerce la práctica de reflexión.
Faculte contextos y (contenidos), conocimientos dependientes de la construcción.
Soporte la construcción colaborativa de conocimientos a través de la negociación social, no ponga a competir a los estudiantes por el reconocimiento.
El constructivismo requiere de la colaboración tanto del que aprende como del que facilita el aprendizaje: el profesor funciona como un entrenador u orientador que un proveedor de conocimientos. El profesor proporciona un conjunto de herramientas intelectuales que facilitan la negociación mental interna necesaria para construir esquemas mentales nuevos.
En su método, los estudiantes tienen un cierto conocimiento previo y son orientados para desarrollar sus propias estrategias metacognitivas y a crear medios que les permitan regresar a la trayectoria de aprendizaje que se habían trazado, evitando así perderse (Davison 1998).
Cuando se diseña desde la posición conductista/cognoscitivisa, el diseñador analiza la situación y el conjunto de metas a lograr. Las tareas o actividades individuales se subdividen en objetivos de aprendizaje. La evaluación consiste en determinar si los criterios de los objetivos se han alcanzado. En esta aproximación el diseñador decide lo que es importante aprender para el estudiante e intenta transferirle ese conocimiento. El paquete de aprendizaje es de alguna manera un sistema cerrado, a pesar de que estaría abierto en algunas ramificaciones o remediaciones; aquí, el aprendiz de cualquier manera está confinado al mundo del diseñador o del instructor.
Para el diseño desde una aproximación constructivista se requiere que el diseñador produzca estrategias y materiales de naturaleza mucho más facilitadora que prescriptiva.
Los contenidos no se especifican, la dirección es determinada por el que aprende y la evaluación es mucho más subjetiva, ya que no depende de criterios cuantitativos específicos, pero en su lugar se evalúan los procesos y el aprendiz realiza autoevaluaciones.
La prueba a papel y lápiz estándar de dominio de aprendizajes no se usa en un diseño instruccional constructivista; en su lugar se realizan evaluaciones basadas en resúmenes o síntesis, trazos, productos acabados y publicaciones.
Ello se puede atribuir a que el corazón del constructivismo considera al alumno como centro de la enseñanza y como sujeto mentalmente activo, al tiempo que se toma como objeto prioritario el potenciar sus capacidades de pensamiento y de aprendizaje. Asimismo, posibilita una mejor integración cognoscitiva del conocimiento al conectarse éste con la experiencia del alumno y el fortalecerse por la propia elaboración que implica el proceso de construcción; genera una motivación intrínseca por el saber, en el placer de sentirse autor y en la satisfacción de encontrar soluciones a los problemas planteados; además de propiciar mayor efectividad en el aprendizaje (Vegas Hernández, 1999).
Consecuentemente, se destaca como una de las fortalezas que se atribuyen al constructivismo y que representa a su propia connotación al interior de sus posiciones. Para Schuman (1996), consiste en que
el que aprende es capaz de interpretar múltiples realidades, está meior preparado para enfrentar situaciones de la vida real. Si un aprendiz puede resolver problemas, estará mejor preparado para aplicar sus conocimientos a situaciones nuevas y cambiantes.
Según el constructivismo la realidad está en el cerebro de cada persona, por eso no existe una realidad objetiva única. El que aprende construye el conocimiento a partir de sus experiencias, estructuras mentales y creencias. Ese modo personal de crear una realidad es lo que según el constructivismo determina que no haya un mundo más real que otro. La mente es el filtro que permite la interpretación de eventos, objetos o perspectivas de la realidad, por lo que el conocimiento resultante es totalmente idiosincrático y personal, (Jonassen, 1991, 1994; Jonassen, Pek y Wilson, 1999).
Esta concepción acerca de la generación del conocimiento aporta importantes implicaciones desde el punto de vista del diseño de la instrucción, ya que considera la instrucción en un contexto más amplio, formando parte de lo que se denomina un ambiente de aprendizaje directamente ligado a la construcción de conocimientos significativos. En este sentido, diseñar objetos de aprendizaje para ambientes constructivistas "requiere de un cambio en los supuestos de cómo se aprende y del cómo se toman las decisiones instruccionales" (Winn, 1991). Una definición que resume lo expresado es la de Sherry y Wilson (1996), quienes señalan:
Un ambiente de aprendizaje constructivista es el lugar en donde los participantes manejan recursos de información, materiales impresos, visuales, y herramientas tales como programas de procesamiento, correo electrónico, instrumentos de búsqueda, etc., que permiten la construcción de soluciones significativas a diversos problemas.
El que aprende condiciona su situación de aprendizaje a una gran variedad de experiencias donde están sus creencias, valores, significados y su propia biología, de tal manera que las interpretaciones que resultan, constituyen una realidad propia. Por ello, los efectos de las variables instruccionales influyen en cada estudiante de manera diferente. De allí que el aprendizaje sea un proceso de construcción de conocimientos e interpretaciones, de asimilación de información, y de ajuste de significados previos, que se acomodan de acuerdo con la nueva información, integrando conocimientos existentes y nuevos (Duffyy Cunningham, 1996). Adicionalmente, el carácter social del ambiente influye en esta generación del conocimiento, que surge como resultado de la confrontación e intercambio permanentes.
Este enfoque ha permitido un gran interés para las aplicaciones de constructivismo en el diseño de ambientes de aprendizaje (Bednar, Cunnigham y otros, 1991; Jonassen, 1991) ya que ello propone una provisión de herramientas y recursos en forma flexible, y en función de las necesidades del que aprende; por ello es importante comprender el concepto de objetos de aprendizaje más que de ambientes instruccionales (Sherry y Wilson, 1996).
En un ambiente de esta naturaleza cabe preguntarse que elementos lo configuran. En este sentido, Driscoll (1994) identifica algunas condiciones como mínimas que deberían ser incorporadas tales como:
Enfatizar la instrucción centrada en el que aprende, permitiéndole al estudiante participar tanto en la determinación de sus necesidades u objetivos de aprendizaje y en el cómo resolverlos, lo que significa darle voz al estudiante, por lo que debe ser necesario que los objetos de aprendizaje contengan un apartado que permita seleccionar o construir objetivos de aprendizaje, metas y evidencias de aprendizaje a lograr.
Proveer de objetos de aprendizaje complejos formados por otros más simples que incorporen tareas auténticas; que posean relevancia y utilidad en el mundo real, ya que son las que permitirán que el estudiante se apropie del conocimiento.
Proveer múltiples perspectivas y otras formas de presentación que le permita a los que aprenden a examinar argumentos desde diversos ángulos (una imagen puede enseñar más que mil palabras). Así el estudiante puede desarrollar un pensamiento crítico y reflexivo.
Todo objeto de aprendizaje debe ofrecer mecanismos de evaluación que profundicen este proceso reflexivo.
