Arquitectura cognitiva, instrucción y aprendizaje

El presente texto expone de manera esquemática los principios generales del aprendizaje, así como las características básicas de la arquitectura cognitiva, a partir de la investigación en psicología cognitiva y ciencias del aprendizaje. Enumera también, un conjunto de recomendaciones que entrega la evidencia para mejorar la instrucción y el aprendizaje.

Tres definiciones

• Aprender: Un cambio relativamente estable en el nivel de conocimientos de la persona como consecuencia de una experiencia.
• Instrucción: La intervención en las experiencias de la persona con la intención de producir un cambio en sus conocimientos.
• Evaluación: Determinar lo que la persona ha aprendido.

Principios generales del aprendizaje

El aprendizaje es un proceso y tres principios están en la base del mismo:

• Las personas tenemos una capacidad limitada para procesar información nueva.
• Las personas contamos con canales independientes para el procesamiento de imágenes y palabras.
• El aprendizaje requiere que la persona procese de manera activa la información que se le presenta.

En otras palabras, el proceso depende tanto de la información que presenta el instructor como de lo que el individuo hace con ella.

Arquitectura cognitiva

Las personas procesamos información a través de un sistema de memorias -memoria sensorial, memoria de trabajo y memoria a largo plazo- que conforman nuestra arquitectura cognitiva. Conocer las características del mismo es esencial para mejorar los procesos de aprendizaje y producir un cambio observable en el desempeño.

• Las personas tenemos una capacidad limitada para procesar información nueva.
• Procesar información genera carga cognitiva -esfuerzo mental-.
• La carga cognitiva es una función de la complejidad de la materia y del conocimiento previo que se posee.
• Exceder la capacidad limitada produce sobrecarga cognitiva, y esto impacta negativamente en el aprendizaje.
• La memoria a largo plazo juega un papel esencial en el manejo de la carga cognitiva. Cuanto mayor es el conocimiento previo que se posee sobre una materia, menor es la carga cognitiva.

De lo anterior se desprende que la adquisición de conocimientos, y su consolidación en la memoria a largo plazo, son un objetivo central de la instrucción, forman la base sobre la cual una persona desarrolla el pensamiento crítico y la prepara para resolver problemas nuevos.

Implicaciones para la instrucción

Aprendizaje y rendimiento

El aprendizaje no es un proceso observable a simple vista, solo se puede inferir que ha tenido lugar con el transcurso del tiempo. Es por ello que la investigación distingue entre aprendizaje -un cambio relativamente estable en el nivel de conocimientos- y rendimiento -una fluctuación temporal en el nivel de conocimientos-.

Esta distinción es crítica por dos razones que tienen un enorme impacto en la instrucción:

• El cambio observable en el nivel de conocimientos es un indicador poco fiable de cuánto se está aprendiendo.
• La relación entre aprendizaje y rendimiento es inversamente proporcional. Es decir, las condiciones que favorecen un cambio rápido en el nivel de conocimientos impactan negativamente en el aprendizaje. Este se ve favorecido si, por el contrario, la fase de adquisición se vuelve más lenta y requiere mayor esfuerzo.

Modelo SOI: Selección, organización, integración

Uno de los propósitos esenciales de la educación es que las personas puedan aplicar los conocimientos adquiridos a situaciones nuevas –transferencia-. Para lograrlo, es fundamental una vinculación activa con la materia con el fin de darle sentido a la información recibida. Esto se logra si se activan tres procesos cognitivos:

• Selección de la información relevante.
• Organización de la misma en una representación coherente.
• Integración en la memoria.

En este sentido, el instructor es un guía cognitivo, presenta el contenido de manera tal que facilita que la persona pueda activar los tres procesos.

Recomendaciones

La evidencia científica ofrece un conjunto de herramientas que ayudan al instructor en esta tarea:

• La Teoría del aprendizaje generativo ofrece un conjunto de estrategias que facilitan el procesamiento activo de información para mejorar la comprensión, y entrega claves para aumentar la efectividad de las explicaciones del instructor.
• La Teoría del aprendizaje multimedia muestra que las personas aprendemos mejor cuando la información a la que estamos expuestos combina imágenes y palabras de manera efectiva, entregando una serie de recomendaciones concretas para su aplicación, tanto en el aula como en modalidad de e-learning.
• La Nueva teoría del desuso revela el funcionamiento contra-intuitivo de la memoria a largo plazo y ofrece un conjunto de recomendaciones para aumentar sustancialmente la retención de lo estudiado.
• El estudio de ejemplos resueltos en vez de la resolución de problemas es un método más eficiente para mejorar la comprensión, particularmente en áreas basadas en principios generales.
• La evidencia recomienda un diseño instruccional directo y explícito para principiantes y personas con desempeño bajo. Más tarde, cuando ya han adquirido una base de conocimientos en los que apoyarse, se benefician de mayor libertad para explorar e indagar.

Implicaciones para el aprendizaje

El tipo de actividad que realiza una persona con la información recibida es un factor determinante en su desempeño. Existe amplia evidencia empírica acerca de un grupo de estrategias de estudio que favorecen de manera sustancial la retención y comprensión de lo estudiado.

• Práctica distribuida. El aprendizaje tiene una dimensión temporal que las personas tienen dificultades en captar. Está demostrado que segmentar el tiempo de estudio en vez de concentrarlo mejora sustancialmente el aprendizaje.
• Recuperación de información –retrieval practice-. Otra de las conclusiones que entrega la evidencia es que recordar -hacerse una prueba- es una herramienta de aprendizaje, favorece enormemente la retención. Normalmente, se emplea para evaluar lo aprendido, sin embargo, la investigación es bien concluyente, es una estrategia altamente efectiva para fortalecer la memoria.
• Auto-explicación. El conocimiento que tiene una persona acerca de un contenido es a menudo imperfecto, contiene confusiones, información errada, lagunas, etc. Cuando se explica a sí misma la materia, la imperfección de su modelo mental se transparenta y abre una oportunidad para repararlo.
• Intercalado. La resolución de problemas consta de dos pasos: primero se reconoce el tipo de problema que se enfrenta, y después, se activa su proceso de solución. El primer paso suele estar ausente en la práctica, normalmente se conoce de antemano el tipo de problema que se enfrenta y solo se ensaya su proceso de solución. El intercalado mezcla distintos tipos de problemas para que la persona aprenda a discriminar entre ellos y clasificarlos correctamente.
• Ejemplos resueltos. El estudio de ejemplos resueltos requiere menor esfuerzo mental, evitando así la sobrecarga cognitiva, y dirige la atención al proceso en vez del resultado. Usados en conjunto con la auto-explicación, permiten extraer principios generales de casos particulares y crear generalizaciones. Su efectividad es particularmente alta con principiantes.

Las estrategias anteriores facilitan también la retroalimentación metacognitiva, permiten a la persona monitorear y controlar el proceso de aprendizaje, le ayudan a distinguir entre lo que sabe y no sabe, y calibrar así el esfuerzo que requiere aprender el contenido. Es justo lo contrario que sucede con las estrategias más habituales, como concentrar la práctica en un solo periodo de tiempo, las cuales generan una falsa sensación de fluidez, lo que se percibe es un espejismo.

Conclusión

La evidencia en psicología cognitiva y ciencias del aprendizaje entrega un modelo de la arquitectura cognitiva del ser humano que ha permitido establecer cuáles son las estrategias de instrucción y aprendizaje más efectivas y eficientes, aquellas que tienen un mayor impacto en el desempeño de la persona.

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