Adquisición de Habilidades (Procesos de Aprendizaje Cognitivo)

Desarrollar competencia en cualquier dominio representa un proceso de adquisición de habilidades. Comenzamos examinando cuestiones relevantes para la adquisición de habilidades generales y específicas.

Las habilidades pueden diferenciarse según el grado de especificidad. Las habilidades generales se aplican a una amplia variedad de disciplinas; las habilidades específicas son útiles solo en ciertos dominios. Como se discutió en el escenario inicial, la resolución de problemas y el pensamiento crítico son habilidades generales porque son útiles para adquirir una gama de habilidades cognitivas, motoras y sociales, mientras que la factorización de polinomios y la resolución de problemas de raíz cuadrada involucran habilidades específicas porque tienen aplicaciones matemáticas limitadas.

La adquisición de habilidades generales facilita el aprendizaje de muchas maneras. Bruner (1985) señaló que tareas como “aprender a jugar ajedrez, aprender a tocar la flauta, aprender matemáticas y aprender a leer las rimas saltadas en los versos de Gerard Manley Hopkins” (págs. 5–6) son similares en que involucran atención, memoria y persistencia.

Al mismo tiempo, cada tipo de aprendizaje de habilidades tiene características únicas. Bruner (1985) sostuvo que las perspectivas del aprendizaje no son inequívocamente correctas o incorrectas; más bien, pueden evaluarse solo a la luz de condiciones tales como la naturaleza de la tarea que se va a aprender, el tipo de aprendizaje que se va a lograr y las características que los alumnos aportan a la situación. Las muchas diferencias entre las tareas, como aprender a equilibrar ecuaciones en química y aprender a equilibrarse en una viga en gimnasia, requieren diferentes procesos para explicar el aprendizaje.

La especificidad del dominio se define de varias maneras. Ceci (1989) utilizó el término para referirse a estructuras de conocimiento declarativo discretas. Otros investigadores incluyen el conocimiento procedimental y consideran que la especificidad pertenece a la utilidad del conocimiento (Perkins y Salomon, 1989). En realidad, la cuestión no es probar o refutar una posición porque sabemos que tanto las habilidades generales como las específicas están involucradas en el aprendizaje (Voss, Wiley y Carretero, 1995). Más bien, la cuestión es especificar hasta qué punto cualquier tipo de aprendizaje involucra habilidades generales y específicas, cuáles son esas habilidades y qué curso sigue su adquisición.

Es preferible pensar en la especificidad de las habilidades a lo largo de un continuo, como explicaron Perkins y Salomon (1989):

El conocimiento general incluye estrategias ampliamente aplicables para la resolución de problemas, el pensamiento inventivo, la toma de decisiones, el aprendizaje y la buena gestión mental, a veces llamada autocontrol, autorregulación o metacognición. En el ajedrez, por ejemplo, el conocimiento muy específico (a menudo llamado conocimiento local) incluye las reglas del juego, así como la tradición sobre cómo manejar innumerables situaciones específicas, como diferentes aperturas y formas de lograr el jaque mate. De generalidad intermedia son los conceptos estratégicos, como el control del centro, que son algo específicos del ajedrez, pero que también invitan a una aplicación de gran alcance por analogía. (pág. 17)

Entonces podemos preguntar: ¿Qué cuenta más para asegurar el éxito en el aprendizaje? Se necesita algún conocimiento local: uno no puede volverse hábil en fracciones sin aprender las reglas que rigen las operaciones con fracciones (por ejemplo, sumar, restar). Como señalaron Perkins y Salomon (1989), sin embargo, las preguntas más importantes son: ¿Dónde están los cuellos de botella en el desarrollo del dominio? ¿Se puede convertir uno en un experto solo con conocimiento específico del dominio? Si no, ¿en qué momento las competencias generales se vuelven importantes?

Ohlsson (1993) propuso un modelo de adquisición de habilidades a través de la práctica que comprende tres subfunciones: generar comportamientos relevantes para la tarea, identificar errores y corregir errores. Este modelo incluye procesos tanto generales como específicos de la tarea. A medida que los alumnos practican, supervisan su progreso comparando su estado actual con su conocimiento previo. Esta es una estrategia general, pero a medida que ocurre el aprendizaje, se adapta cada vez más a las condiciones específicas de la tarea. Los errores a menudo son causados por la aplicación inapropiada de procedimientos generales (Ohlsson, 1996), pero el conocimiento previo específico del dominio ayuda a los alumnos a detectar errores e identificar las condiciones que los causaron. Con la práctica y el aprendizaje, por lo tanto, los métodos generales se vuelven más especializados.

La resolución de problemas es útil para aprender habilidades en muchas áreas de contenido, pero las condiciones de la tarea a menudo requieren habilidades específicas para el desarrollo de la experiencia. En muchos casos, se necesita una fusión de los dos tipos de habilidades. La investigación muestra que los solucionadores de problemas expertos a menudo usan estrategias generales cuando se encuentran con problemas desconocidos y que hacer preguntas metacognitivas generales (por ejemplo, “¿Qué estoy haciendo ahora?” “¿Me está llevando a alguna parte?”) facilita la resolución de problemas (Perkins y Salomon, 1989). A pesar de estos resultados positivos, los principios generales a menudo no se transfieren (Pressley et al., 1990; Schunk y Rice, 1993). La transferencia requiere combinar estrategias generales con factores como la instrucción sobre el autocontrol y la práctica en contextos específicos. El objetivo en el escenario inicial es que una vez que los estudiantes aprendan estrategias generales, podrán adaptarlas a entornos específicos.

En resumen, la experiencia es en gran medida específica del dominio (Lajoie, 2003). Requiere una rica base de conocimiento que incluya los hechos, conceptos y principios del dominio, junto con estrategias de aprendizaje que se puedan aplicar a diferentes dominios y que puedan tener que adaptarse a cada dominio. Uno no esperaría que estrategias como buscar ayuda y supervisar el progreso de los objetivos operen de la misma manera en dominios dispares (por ejemplo, cálculo y salto con pértiga). Al mismo tiempo, Perkins y Salomon (1989) señalaron que las estrategias generales son útiles para hacer frente a problemas atípicos en diferentes dominios, independientemente del nivel general de competencia en el dominio. Estos hallazgos implican que los estudiantes deben estar bien fundamentados en el conocimiento básico del área de contenido (Ohlsson, 1993), así como en estrategias generales de resolución de problemas y autorregulación.

Con el crecimiento de las perspectivas cognitivas y constructivistas del aprendizaje, los investigadores se han alejado de ver el aprendizaje como cambios en las respuestas debido al refuerzo diferencial y se han interesado en las creencias y los procesos de pensamiento de los estudiantes durante el aprendizaje. El enfoque de la investigación del aprendizaje ha cambiado en consecuencia.

Para investigar el aprendizaje académico, muchos investigadores han utilizado una metodología de novato a experto con los siguientes pasos:

• Identificar la habilidad que se va a aprender.
• Encontrar un experto (es decir, alguien que realiza bien la habilidad) y un novato (alguien que sabe algo sobre la tarea pero la realiza mal).
• Determinar cómo se puede llevar al novato al nivel de experto de la manera más eficiente posible.

Esta metodología es intuitivamente plausible. La idea básica es que si quieres entender cómo ser más hábil en un área, estudia de cerca a alguien que realice esa habilidad bien. Al hacerlo, puedes aprender qué conocimiento posee, qué procedimientos y estrategias son útiles, cómo manejar situaciones difíciles y cómo corregir errores. El modelo tiene muchos equivalentes en el mundo real y se refleja en los aprendizajes, la formación en el trabajo y la tutoría.

Gran parte del conocimiento sobre cómo las personas más y menos competentes difieren en un dominio proviene de la investigación basada en parte en los supuestos de esta metodología (VanLehn, 1996). En comparación con los novatos, los expertos tienen un conocimiento del dominio más extenso, tienen una mejor comprensión de lo que no saben, dedican más tiempo inicialmente a analizar los problemas y los resuelven más rápida y con mayor precisión (Lajoie, 2003). La investigación también ha identificado diferencias en las etapas de adquisición de habilidades. La realización de dicha investigación requiere mucho trabajo y tiempo porque requiere el estudio de los estudiantes a lo largo del tiempo, pero produce resultados valiosos.

Al mismo tiempo, este modelo es descriptivo más que explicativo: describe lo que hacen los estudiantes en lugar de explicar por qué lo hacen. El modelo también asume tácitamente que existe una constelación fija de habilidades que constituye la experiencia en un dominio dado, pero este no es siempre el caso. Con respecto a la enseñanza, Sternberg y Horvath (1995) argumentaron que no existe un estándar único; más bien, los maestros expertos se parecen entre sí de manera prototípica. Esto tiene sentido dadas nuestras experiencias con maestros excelentes que típicamente difieren en varios aspectos.

Finalmente, el modelo no sugiere automáticamente métodos de enseñanza. Como tal, puede tener una utilidad limitada para la enseñanza y el aprendizaje en el aula. Las explicaciones para el aprendizaje y las sugerencias de enseñanza correspondientes deben estar firmemente basadas en teorías e identificar factores personales y ambientales importantes. Estos factores se enfatizan en esta y otras lecciones de este curso.

Un buen lugar para explorar las diferencias entre expertos y novatos es en la ciencia, porque mucha investigación en dominios científicos ha comparado a novatos con expertos para identificar los componentes de la experiencia. Los investigadores también han investigado la construcción de conocimiento científico por parte de los estudiantes y las teorías implícitas y los procesos de razonamiento que utilizan durante la resolución de problemas y el aprendizaje (Linn & Eylon, 2006; Voss et al., 1995; White, 2001; C. Zimmerman, 2000).

Los expertos en dominios científicos difieren de los novatos en la cantidad y organización del conocimiento. Los expertos poseen más conocimiento específico del dominio y es más probable que lo organicen en jerarquías, mientras que los novatos a menudo demuestran poca superposición entre los conceptos científicos.

Chi, Feltovich y Glaser (1981) hicieron que expertos y novatos en la resolución de problemas clasificaran los problemas de un libro de texto de física según cualquier criterio que desearan. Los novatos clasificaron los problemas basándose en características superficiales (por ejemplo, el aparato); los expertos clasificaron los problemas basándose en el principio necesario para resolver el problema. Los expertos y los novatos también diferían en las redes de memoria del conocimiento declarativo. “Plano inclinado”, por ejemplo, se relacionaba en los recuerdos de los novatos con términos descriptivos como “masa”, “fricción” y “longitud”. Los expertos tenían estos descriptores en sus recuerdos, pero además habían almacenado principios de la mecánica (por ejemplo, la conservación de la energía, las leyes de fuerza de Newton). El mayor conocimiento de los principios por parte de los expertos se organizó con descriptores subordinados a los principios.

Los novatos a menudo usan principios erróneamente para resolver problemas. McCloskey y Kaiser (1984) plantearon la siguiente pregunta a estudiantes universitarios:

Un tren está acelerando sobre un puente que cruza un valle. Mientras el tren avanza, un pasajero se asoma por la ventana y deja caer una roca. ¿Dónde aterrizará?

Alrededor de un tercio de los estudiantes dijo que la roca caería directamente hacia abajo. Creían que un objeto empujado o lanzado adquiere una fuerza, pero que un objeto que es transportado por un vehículo en movimiento no adquiere una fuerza, por lo que cae directamente hacia abajo. La analogía que hicieron los estudiantes fue con una persona que está parada y deja caer un objeto, que cae directamente hacia abajo. La trayectoria de descenso de la roca desde el tren en movimiento es, sin embargo, parabólica. La idea de que los objetos adquieren fuerza es errónea porque los objetos se mueven en la misma dirección y a la misma velocidad que sus portadores en movimiento. Cuando se deja caer la roca, continúa moviéndose hacia adelante con el tren hasta que la fuerza de la gravedad la tira hacia abajo. Los novatos generalizaron su conocimiento básico y llegaron a una solución errónea.

Como se discutirá más adelante en esta sección del curso, otra diferencia entre novatos y expertos se refiere al uso de estrategias de resolución de problemas (Larkin, McDermott, Simon, & Simon, 1980; White & Tisher, 1986). Cuando se enfrentan a problemas científicos, los novatos a menudo utilizan un análisis de medios y fines, determinando el objetivo del problema y decidiendo qué fórmulas podrían ser útiles para alcanzar ese objetivo. Trabajan hacia atrás y recuerdan fórmulas que contienen cantidades en la fórmula objetivo. Si no están seguros de cómo proceder, pueden abandonar el problema o intentar resolverlo basándose en su conocimiento actual.

Los expertos reconocen rápidamente el formato del problema, avanzan hacia sub-objetivos intermedios y utilizan esa información para alcanzar el objetivo final. La experiencia en la resolución de problemas científicos construye el conocimiento de los tipos de problemas. Los expertos a menudo reconocen automáticamente las características familiares del problema y llevan a cabo las producciones necesarias. Incluso cuando están menos seguros de cómo resolver un problema, los expertos comienzan con alguna información dada en el problema y avanzan hacia la solución. Observe que el último paso que dan los expertos es a menudo el primer paso de los novatos. Klahr y Simon (1999) sostuvieron que el proceso de descubrimiento científico es una forma de resolución de problemas y que el enfoque heurístico general es muy similar en todos los dominios.