Conexionismo: Teoría, Leyes y Principios del Aprendizaje

Edward L. Thorndike (1874–1949) fue un destacado psicólogo estadounidense cuya teoría del aprendizaje —conexionismo— fue dominante en los Estados Unidos durante la primera mitad del siglo XX (Mayer, 2003). A diferencia de muchos de los primeros psicólogos, se interesó por la educación y especialmente por el aprendizaje, la transferencia, las diferencias individuales y la inteligencia (Hilgard, 1996; McKeachie, 1990). Aplicó un enfoque experimental al medir los resultados del rendimiento de los estudiantes. Su impacto en la educación se refleja en el Premio Thorndike, el más alto honor otorgado por la División de Psicología Educacional de la Asociación Estadounidense de Psicología por sus distinguidas contribuciones a la psicología educacional.

La obra principal de Thorndike es la serie de tres volúmenes Psicología Educativa (Thorndike, 1913a, 1913b, 1914). Postuló que el tipo de aprendizaje más fundamental implica la formación de asociaciones (conexiones) entre experiencias sensoriales (percepciones de estímulos o eventos) e impulsos neuronales (respuestas) que se manifiestan conductualmente. Creía que el aprendizaje a menudo ocurre por ensayo y error (seleccionando y conectando).

Thorndike comenzó a estudiar el aprendizaje con una serie de experimentos en animales (Thorndike, 1911). Los animales en situaciones problemáticas intentan alcanzar una meta (por ejemplo, obtener comida, llegar a un destino). De entre las muchas respuestas que pueden realizar, seleccionan una, la realizan y experimentan las consecuencias. Cuanto más a menudo hacen una respuesta a un estímulo, más firmemente se conecta esa respuesta a ese estímulo.

En una situación experimental típica, un gato se coloca en una jaula. El gato puede abrir una escotilla de escape empujando un palo o tirando de una cadena. Después de una serie de respuestas aleatorias, el gato eventualmente escapa haciendo una respuesta que abre la escotilla. Luego, el gato se vuelve a colocar en la jaula. A lo largo de los ensayos, el gato alcanza la meta (escapó) más rápido y comete menos errores antes de responder correctamente.

El aprendizaje por ensayo y error ocurre gradualmente (incrementalmente) a medida que se establecen respuestas exitosas y se abandonan las no exitosas. Las conexiones se forman mecánicamente a través de la repetición; la conciencia no es necesaria. Los animales no “se dan cuenta” ni “tienen perspicacia”. Thorndike entendió que el aprendizaje humano es más complejo porque las personas participan en otros tipos de aprendizaje que involucran la conexión de ideas, el análisis y el razonamiento (Thorndike, 1913b). No obstante, la similitud en los resultados de la investigación de estudios en animales y humanos llevó a Thorndike a explicar el aprendizaje complejo con principios de aprendizaje elementales. Un adulto educado posee millones de conexiones estímulo-respuesta.

Las ideas básicas de Thorndike sobre el aprendizaje están plasmadas en las Leyes del Ejercicio y del Efecto. La Ley del Ejercicio tiene dos partes: la Ley del Uso —una respuesta a un estímulo fortalece su conexión—; la Ley del Desuso —cuando una respuesta no se da a un estímulo, la fuerza de la conexión se debilita (se olvida)—. Cuanto mayor sea el intervalo de tiempo antes de que se dé una respuesta, mayor será la disminución en la fuerza de la conexión.

La Ley del Efecto es fundamental para la teoría de Thorndike (Thorndike, 1913b):

Cuando se establece una conexión modificable entre una situación y una respuesta y está acompañada o seguida por un estado de cosas satisfactorio, la fuerza de esa conexión aumenta: cuando se hace y está acompañada o seguida por un estado de cosas molesto, su fuerza disminuye.

Las respuestas que resultan en consecuencias satisfactorias (gratificantes) se aprenden; las respuestas que producen consecuencias molestas (punitivas) no se aprenden. Esta es una explicación funcional del aprendizaje porque los satisfactores (respuestas que producen resultados deseables) permiten a los individuos adaptarse a sus entornos.

El siguiente estudio ilustra la aplicación de la Ley del Efecto (Thorndike, 1927). Se mostró a los participantes 50 tiras de papel, que variaban en longitud de 3 a 27 centímetros (cm), una a la vez. Junto a cada tira había una segunda tira que los participantes sabían que tenía 10 cm de largo. Inicialmente estimaron la longitud de cada tira sin retroalimentación. Después de esta prueba previa, las 50 tiras se presentaron de nuevo, una a la vez. Después de cada estimación, el experimentador les decía “correcto” o “incorrecto”. Después de que las 50 tiras se presentaron repetidamente durante varios días, se presentaron de nuevo sin retroalimentación sobre la exactitud de los juicios de longitud. Después del entrenamiento, las estimaciones de longitud de los participantes se aproximaron más a las longitudes reales de las tiras que sus estimaciones anteriores. Thorndike concluyó que estos resultados, que fueron similares a los de los experimentos en los que los animales fueron recompensados con comida o libertad, apoyan la idea de que las conexiones estímulo–respuesta satisfactorias (correctas) se fortalecen y las molestas (incorrectas) se debilitan.

La teoría de Thorndike (1913b) incluía otros principios relevantes para la educación. Uno de estos principios es la Ley de la Disposición, que establece que cuando uno está preparado (listo) para actuar, hacerlo es gratificante y no hacerlo es castigador. Si uno tiene hambre, las respuestas que conducen a la comida están en un estado de disposición, mientras que otras respuestas que no conducen a la comida no están en un estado de disposición. Si uno está fatigado, es castigador ser forzado a hacer ejercicio. Aplicando esta idea al aprendizaje, podríamos decir que cuando los estudiantes están listos para aprender una acción particular (en términos de nivel de desarrollo o adquisición previa de habilidades), entonces los comportamientos que fomentan este aprendizaje serán gratificantes. Cuando los estudiantes no están listos para aprender o no poseen las habilidades prerrequisito, entonces intentar aprender es castigador y una pérdida de tiempo.

El principio del desplazamiento asociativo se refiere a una situación en la que las respuestas dadas a un estímulo particular eventualmente se dan a un estímulo completamente diferente si, en repetidas pruebas, hay pequeños cambios en la naturaleza del estímulo. Por ejemplo, para enseñar a los estudiantes a dividir un número de dos dígitos entre un número de cuatro dígitos, primero les enseñamos a dividir un número de un dígito entre un número de un dígito y luego agregamos gradualmente más dígitos al divisor y al dividendo.

El principio de los elementos idénticos afecta la transferencia (generalización), o la medida en que el fortalecimiento o debilitamiento de una conexión produce un cambio similar en otra conexión (Hilgard, 1996; Thorndike, 1913b; ver Capítulo 7). La transferencia ocurre cuando las situaciones tienen elementos idénticos y requieren respuestas similares. Thorndike y Woodworth (1901) encontraron que la práctica o el entrenamiento en una habilidad en un contexto específico no mejoraba la capacidad de uno para ejecutar esa habilidad generalmente. Por lo tanto, el entrenamiento en la estimación del área de rectángulos no mejora la capacidad de los alumnos para estimar las áreas de triángulos, círculos y figuras irregulares. Las habilidades deben enseñarse con diferentes tipos de contenido educativo para que los estudiantes comprendan cómo aplicarlas.

Thorndike revisó las Leyes del Ejercicio y el Efecto después de que otras evidencias de investigación no las respaldaran (Thorndike, 1932). Thorndike descartó la Ley del Ejercicio cuando descubrió que la simple repetición de una situación no necesariamente “imprime” las respuestas. En un experimento, por ejemplo, los participantes cerraron los ojos y dibujaron líneas que creían que tenían 2, 4, 6 y 8 pulgadas de largo, cientos de veces durante varios días, sin retroalimentación sobre la precisión de las longitudes (Thorndike, 1932). Si la Ley del Ejercicio fuera correcta, entonces la respuesta realizada con mayor frecuencia durante los primeros 100 dibujos debería volverse más frecuente después; pero Thorndike no encontró apoyo para esta idea. Más bien, las longitudes medias cambiaron con el tiempo; la gente aparentemente experimentó con diferentes longitudes porque no estaban seguros de la longitud correcta. Por lo tanto, la repetición de una situación puede no aumentar la probabilidad futura de que ocurra la misma respuesta.

Con respecto a la Ley del Efecto, Thorndike originalmente pensó que los efectos de los satisfactores (recompensas) y los molestos (castigos) eran opuestos pero comparables, pero la investigación demostró que este no era el caso. Más bien, las recompensas fortalecían las conexiones, pero el castigo no necesariamente las debilitaba (Thorndike, 1932). En cambio, las conexiones se debilitan cuando se fortalecen las conexiones alternativas. En un estudio (Thorndike, 1932), a los participantes se les presentaron palabras inglesas poco comunes (p. ej., edacious, eidolon). Cada palabra fue seguida por cinco palabras inglesas comunes, una de las cuales era un sinónimo correcto. En cada ensayo, los participantes eligieron un sinónimo y lo subrayaron, después de lo cual el experimentador dijo “correcto” (recompensa) o “incorrecto” (castigo). La recompensa mejoró el aprendizaje, pero el castigo no disminuyó la probabilidad de que esa respuesta ocurriera ante esa palabra estímulo.

El castigo suprime las respuestas, pero no se olvidan. El castigo no es un medio eficaz para alterar el comportamiento porque no enseña a los estudiantes comportamientos correctos, sino que les informa de lo que no deben hacer. Esto también es cierto con las habilidades cognitivas. Brown y Burton (1978) encontraron que los estudiantes aprenden algoritmos defectuosos (reglas incorrectas) para resolver problemas (p. ej., restar el número más pequeño del más grande, columna por columna, 4371 - 2748 = 2437). Cuando se informa a los estudiantes que este método es incorrecto y se les da retroalimentación correctiva y práctica para resolver problemas correctamente, aprenden el método correcto pero no olvidan la forma antigua.

Como profesor de educación en el Teachers College de la Universidad de Columbia, Thorndike escribió libros que abordaban temas como los objetivos educativos, los procesos de aprendizaje, los métodos de enseñanza, las secuencias curriculares y las técnicas para evaluar los resultados educativos (Hilgard, 1996; Mayer, 2003; Thorndike, 1906, 1912; Thorndike & Gates, 1929). Algunas de las muchas contribuciones de Thorndike a la educación son las siguientes.

Principios de la Enseñanza

Los profesores deberían ayudar a los estudiantes a formar buenos hábitos. Como señaló Thorndike (1912):

• Formen hábitos. No esperen que se creen solos.
• Cuidado con formar un hábito que deba romperse más tarde.
• No formen dos o más hábitos cuando uno sea suficiente.
• En igualdad de condiciones, hagan que un hábito se forme de la manera en que se va a utilizar.

El último principio advierte contra la enseñanza de contenido que está alejado de sus aplicaciones: “Puesto que las formas de los adjetivos en alemán o latín siempre deben utilizarse con sustantivos, deben aprenderse con sustantivos” (p. 174). Los estudiantes necesitan comprender cómo aplicar el conocimiento y las habilidades que adquieren. Los usos deben aprenderse junto con el contenido.

Secuencia de los Currículos

Una habilidad debe introducirse (Thorndike & Gates, 1929):

• En el momento o justo antes del momento en que pueda utilizarse de alguna manera útil
• En el momento en que el alumno sea consciente de la necesidad de la misma como medio para satisfacer algún propósito útil
• Cuando sea más adecuada en dificultad para la capacidad del alumno
• Cuando armonice más plenamente con el nivel y el tipo de emociones, gustos, disposiciones instintivas y volitivas más activas en el momento
• Cuando se vea más plenamente facilitada por los aprendizajes inmediatamente anteriores y cuando facilite más plenamente los aprendizajes que seguirán en breve.

Estos principios entran en conflicto con la colocación típica de contenido en las escuelas, donde el contenido se segrega por asignatura (por ejemplo, estudios sociales, matemáticas, ciencias). Pero Thorndike y Gates (1929) instaron a que el conocimiento y las habilidades se enseñaran con diferentes asignaturas. Por ejemplo, las formas de gobierno son temas apropiados no sólo en civismo e historia, sino también en inglés (cómo se reflejan los gobiernos en la literatura) y en lengua extranjera (estructura gubernamental en otros países).

Disciplina Mental

La disciplina mental es la opinión de que aprender ciertas asignaturas (por ejemplo, los clásicos, las matemáticas) mejora el funcionamiento mental general más que aprender otras asignaturas. La disciplina mental era una opinión popular entre los educadores durante la época de Thorndike. Probó esta idea con 8.500 estudiantes de los grados 9 a 11 (Thorndike, 1924). Se les realizaron a los estudiantes pruebas de inteligencia con un año de diferencia, y sus programas de estudio de ese año se compararon para determinar si ciertos cursos estaban asociados con mayores ganancias intelectuales. Los resultados no apoyaron la disciplina mental. Los estudiantes que tenían mayor capacidad para empezar progresaron mejor independientemente de lo que estudiaran.

Thorndike (1924, p. 95):

Si nuestra investigación hubiera sido llevada a cabo por un psicólogo de Marte, que no supiera nada de las teorías de la disciplina mental, y simplemente tratara de responder a la pregunta: “¿Cuáles son las cantidades de influencia del sexo, la raza, la edad, las cantidades de habilidad y los estudios realizados, sobre la ganancia obtenida durante el año en el poder de pensar, o el intelecto, o lo que sea que midan nuestras pruebas de inteligencia?”, podría incluso descartar los “estudios realizados” con el comentario: “Las diferencias son tan pequeñas y las no fiabilidades son relativamente tan grandes que este factor parece poco importante.” El único factor causal que estaría seguro de que estaba funcionando sería el intelecto ya existente. Aquellos que tienen más para empezar ganan más durante el año.

Así que, en lugar de asumir que algunas áreas temáticas mejoran las habilidades mentales de los estudiantes mejor que otras, deberíamos evaluar cómo las diferentes áreas temáticas afectan a la capacidad de los estudiantes para pensar, así como a otros resultados (por ejemplo, intereses, objetivos). La influyente investigación de Thorndike llevó a los educadores a rediseñar los currículos alejándose de la idea de la disciplina mental.