Introducción
Los últimos años han sido testigos de una rápida explosión de la tecnología en la instrucción a través del aprendizaje electrónico y a distancia (Bernard et al., 2009; Brown, 2006; Campbell, 2006; Clark, 2008; Jonassen, 1996; Jonassen et al., 1999; Larreamendy-Joerns & Leinhardt, 2006; Roblyer, 2006; Winn, 2002). A menudo, la tecnología se equipara con el equipo (por ejemplo, las computadoras), pero su significado es mucho más amplio. La tecnología se refiere a los diseños y entornos que involucran a los estudiantes (Jonassen et al., 1999). La investigación sobre los efectos de la tecnología en el aprendizaje está aumentando, al igual que los esfuerzos para eliminar las barreras para infundir tecnología en la instrucción (Ertmer, 1999).
La tecnología tiene el potencial de facilitar la instrucción de formas que antes eran inimaginables. No hace mucho, las aplicaciones tecnológicas en el aula se limitaban a películas, televisiones, proyectores de diapositivas, radios y similares. Hoy en día, los estudiantes pueden experimentar simulaciones de entornos y eventos que nunca podrían en las clases regulares, recibir instrucción y comunicarse con otros a grandes distancias, e interactuar con grandes bases de conocimiento y sistemas de tutoría expertos.
Un desafío para los investigadores es determinar cómo la tecnología afecta los procesos cognitivos de los estudiantes durante la codificación, la retención, la transferencia, la resolución de problemas, etc. El material de esta sección sobre entornos de aprendizaje basados en computadora y educación a distancia no es una guía práctica sobre cómo usar la tecnología en la educación. Más bien, esta sección se centra en el papel que juega la tecnología en el aprendizaje. Los lectores interesados en aplicaciones profundas de la tecnología deben consultar otras fuentes (Brown, 2006; Kovalchick & Dawson, 2004a, 2004b; Roblyer, 2006; Winn, 2002).
Entornos de Aprendizaje Basados en Computadoras (sección 1)
Los estudiantes aprenden cada vez más en entornos basados en computadoras. Los investigadores están muy interesados en los roles que juegan las computadoras en la enseñanza y el aprendizaje. Aunque el aprendizaje en entornos basados en computadoras no es una teoría del aprendizaje, es importante saber si las computadoras mejoran el rendimiento escolar y ayudan a desarrollar el pensamiento crítico y las habilidades de resolución de problemas.
Es tentador evaluar el aprendizaje basado en computadoras comparándolo con el aprendizaje que no involucra computadoras, pero tales comparaciones pueden ser engañosas porque otros factores (por ejemplo, la autenticidad del contenido, las interacciones profesor-alumno/alumno-alumno) también pueden diferir. En lugar de centrarse en este tema, parece más productivo examinar los tipos de procesos cognitivos que pueden ocurrir en entornos basados en computadoras y a partir de otras aplicaciones tecnológicas.
Jonassen et al. (1999) presentaron una perspectiva dinámica sobre el papel de la tecnología en el aprendizaje. Los máximos beneficios de la tecnología se derivan cuando ésta dinamiza y facilita el pensamiento y la construcción del conocimiento. En esta conceptualización, la tecnología puede desempeñar las funciones que se muestran en los objetivos enumerados 'Funciones de la tecnología'. Las aplicaciones tecnológicas relevantes para el aprendizaje descritas en esta sección son diferencialmente eficaces para lograr estas funciones.
- Herramienta para apoyar la construcción del conocimiento
- Vehículo de información para explorar el conocimiento para apoyar el aprendizaje mediante la construcción
- Contexto para apoyar el aprendizaje haciendo
- Medio social para apoyar el aprendizaje conversando
- Socio intelectual para apoyar el aprendizaje reflexionando
Instrucción Asistida por Computadora (IAC)
Hasta hace unos años, cuando fue suplantada por Internet, la instrucción asistida por computadora (IAC) (o CAI—instrucción asistida por computadora) era la aplicación más común del aprendizaje informático en las escuelas (Jonassen, 1996). La IAC se utiliza a menudo para ejercicios y tutoriales, que presentan información y retroalimentación a los estudiantes y responden en función de las respuestas de los estudiantes.
Aunque la IAC es limitada en lo que puede hacer, varias características de la IAC están firmemente arraigadas en la teoría del aprendizaje y la investigación (Lepper, 1985). El material puede captar la atención de los estudiantes y proporcionar retroalimentación de respuesta inmediata. La retroalimentación puede ser de un tipo que no se da a menudo en el aula, como la comparación de los resultados actuales de los estudiantes con sus resultados anteriores (para mostrar el progreso en el aprendizaje). Las computadoras individualizan el contenido y el ritmo de la presentación.
Otra ventaja de la IAC es que muchos programas permiten la personalización; los estudiantes introducen información sobre sí mismos, sus padres y amigos, que luego se incluye en la presentación didáctica. La personalización puede producir un mayor rendimiento que otros formatos (Anand & Ross, 1987). La personalización de la instrucción puede mejorar la significatividad y facilitar la integración del contenido en las redes de la MLP. La construcción del conocimiento debe ser apoyada con referentes familiares.
Entornos de Aprendizaje Basados en Computadora (sección 2)
Simulaciones y Juegos
Las simulaciones representan situaciones reales o imaginarias que no pueden ser llevadas al entorno de aprendizaje. Ejemplos son programas que simulan los vuelos de aeronaves, expediciones submarinas y la vida en una ciudad ficticia. Los aprendices pueden construir redes de memoria mejor cuando tienen referentes tangibles durante el aprendizaje. Los juegos están diseñados para crear un contexto de aprendizaje agradable al vincular el material con el deporte, la aventura o la fantasía. Los juegos pueden enfatizar las habilidades de pensamiento y la resolución de problemas, pero también se pueden utilizar para enseñar contenido (por ejemplo, un juego de baloncesto para enseñar fracciones).
Lepper (1985; Lepper & Hodell, 1989) sugirió que los juegos también influyen en el aprendizaje al aumentar la motivación. La motivación es mayor cuando existe una relación endógena (natural) entre el contenido y los medios (“efectos especiales”) por los cuales el juego o la simulación presenta el contenido. Las fracciones están relacionadas endógenamente con un juego de baloncesto, por ejemplo, cuando se les pide a los estudiantes que determinen qué parte de la cancha está cubierta por los jugadores que driblan por el suelo. Tal relación endógena mejora la significatividad y la codificación y el almacenamiento en la MTL. Sin embargo, en muchos juegos y simulaciones, la relación entre el contenido y los medios es arbitraria, como cuando la respuesta correcta de un estudiante a una pregunta produce elementos de fantasía (por ejemplo, personajes de dibujos animados). Cuando la relación es arbitraria, el juego no produce un mejor aprendizaje que la instrucción tradicional, aunque el primero puede ser más interesante.
Como un tipo de entorno basado en computadora, las simulaciones parecen muy adecuadas para el descubrimiento y el aprendizaje por indagación. En su revisión de estudios que utilizan simulaciones por computadora en el aprendizaje por descubrimiento, de Jong y van Joolingen (1998) concluyeron que las simulaciones eran más efectivas que la instrucción tradicional para inculcar el procesamiento cognitivo “profundo” (intuitivo) de los estudiantes. Las simulaciones también pueden ser beneficiosas para desarrollar habilidades de resolución de problemas. De manera similar a los resultados para la IAC, Moreno y Mayer (2004) encontraron que los mensajes personalizados de un agente en pantalla durante las simulaciones mejoraron la retención y la resolución de problemas mejor que los mensajes no personalizados. Woodward, Carnine y Gersten (1988) encontraron que la adición de simulaciones por computadora a la enseñanza estructurada produjo ganancias en la resolución de problemas para estudiantes de educación especial de secundaria en comparación con la instrucción tradicional sola. Los autores señalaron, sin embargo, que el mecanismo que produce estos resultados no estaba claro, y los resultados pueden no generalizarse a simulaciones por computadora independientes.
Entornos de Aprendizaje Basados en Computadora (sección 3)
Multimedia/Hipermedia
Multimedia se refiere a la tecnología que combina las capacidades de varios medios como computadoras, películas, video, sonido, música y texto (Galbreath, 1992); hipermedia se refiere a medios enlazados o interactivos (Roblyer, 2006). El aprendizaje multimedia e hipermedia ocurre cuando los estudiantes interactúan con información presentada en más de un modo (p. ej., palabras e imágenes; Mayer, 1997). Las capacidades de las computadoras para interactuar con otros medios han avanzado rápidamente. La transmisión de video, los CD y los DVD se utilizan comúnmente con las computadoras con fines educativos (Hannafin & Peck, 1988; Roblyer, 2006).
Multimedia e hipermedia tienen implicaciones importantes para la enseñanza porque ofrecen muchas posibilidades para infundir tecnología en la instrucción (Roblyer, 2006). La evidencia de la investigación proporciona cierto apoyo a los beneficios de multimedia para el aprendizaje. En su revisión de estudios de investigación, Mayer (1997) encontró que multimedia mejoraba la resolución de problemas y la transferencia de los estudiantes; sin embargo, los efectos fueron más fuertes para los estudiantes con poco conocimiento previo y alta capacidad espacial. Dillon y Gabbard (1998) también concluyeron de su revisión que los efectos dependían en parte de la capacidad: los estudiantes con menor capacidad general tuvieron la mayor dificultad con multimedia. El estilo de aprendizaje fue importante: los estudiantes dispuestos a explorar obtuvieron los mayores beneficios. Multimedia parece especialmente ventajoso en tareas específicas que requieren una búsqueda rápida a través de la información.
Los investigadores han investigado las condiciones que favorecen el aprendizaje a partir de multimedia. Cuando la información verbal y visual (p. ej., narración y animación) se combinan durante la instrucción, los estudiantes se benefician de la codificación dual (Paivio, 1986). La presentación simultánea ayuda a los alumnos a formar conexiones entre palabras e imágenes porque están en la memoria de trabajo al mismo tiempo (Mayer, Moreno, Boire y Vagge, 1999). Multimedia puede facilitar el aprendizaje mejor que adaptar los medios a las diferencias individuales de los estudiantes (Reed, 2006). Al usar diferentes medios, los maestros aumentan la probabilidad de que al menos un tipo sea efectivo para cada estudiante. Algunos dispositivos de instrucción que ayudan al aprendizaje multimedia son: señales de texto que enfatizan la estructura del contenido y su relación con otro material (Mautone & Mayer, 2001); mensajes personalizados que se dirigen a los estudiantes y los hacen sentir como participantes en la lección (Mayer, Fennell, Farmer y Campbell, 2004; Moreno & Mayer, 2000); permitir que los alumnos ejerzan control sobre el ritmo de la instrucción (Mayer & Chandler, 2001); animaciones que incluyen movimiento y simulaciones (Mayer & Moreno, 2002); poder interactuar con un orador en pantalla (Mayer, Dow y Mayer, 2003); tomar una prueba de práctica sobre el material (Johnson & Mayer, 2009); y estar expuesto a un orador humano en lugar de uno generado por máquina (Mayer, Sobko y Mantone, 2003).
Los beneficios máximos de multimedia requieren que se aborden algunos problemas logísticos y administrativos. Las capacidades interactivas son costosas de desarrollar y producir, aunque son muy efectivas (Moreno & Mayer, 2007). Los costos pueden prohibir que muchos sistemas escolares compren componentes. El video interactivo puede requerir tiempo de instrucción adicional porque presenta más material y requiere más tiempo para el estudiante. Pero los entornos de aprendizaje multimodal interactivos brindan un gran potencial para aumentar la motivación de los estudiantes (Scheiter & Gerjets, 2007). La mayor cantidad de control del alumno que es posible produce mejores beneficios en el aprendizaje y puede fomentar la autorregulación (Azevedo, 2005b).
A pesar de los posibles problemas relacionados con los costos y las habilidades tecnológicas necesarias, multimedia e hipermedia parecen beneficiar el aprendizaje de los estudiantes, y la investigación muestra cada vez más que esta tecnología puede ayudar a desarrollar el aprendizaje autorregulado de los estudiantes (Azevedo, 2005a, 2005b; Azevedo & Cromley, 2004; Azevedo, Guthrie & Siebert, 2004). Las aplicaciones continuarán desarrollándose a medida que avance la tecnología (Roblyer, 2006). Se necesita más investigación sobre los efectos de multimedia en la motivación y cómo vincularla con una secuencia de adquisición de habilidades autorreguladoras (p. ej., influencia social a autoinfluencia; Zimmerman & Tsikalas, 2005).
Entornos de aprendizaje basados en computadora (sección 4)
E-aprendizaje
El e-aprendizaje se refiere al aprendizaje a través de medios electrónicos. El término se utiliza a menudo para referirse a cualquier tipo de comunicación electrónica (por ejemplo, videoconferencias, correo electrónico); sin embargo, aquí se utiliza en el sentido más estricto de instrucción por Internet (basada en la web).
Internet (una colección internacional de redes informáticas) es un sistema de recursos compartidos que nadie posee. Internet proporciona acceso a otras personas (usuarios) a través de correo electrónico y conferencias (salas de chat), archivos y la World Wide Web (WWW), un recurso multimedia interactivo multi-computadora. También almacena información que se puede copiar para uso personal.
Internet es un recurso maravilloso para la información, pero el tema relevante aquí es su papel en el aprendizaje. En la superficie, Internet tiene ventajas. La instrucción basada en la web proporciona a los estudiantes acceso a más recursos en menos tiempo de lo que es posible en las formas tradicionales; sin embargo, más recursos no significan automáticamente un mejor aprendizaje. Esto último se logra solo si los estudiantes adquieren nuevas habilidades, como métodos para realizar investigaciones sobre un tema o el pensamiento crítico sobre la precisión del material en la web. Los recursos web también pueden promover el aprendizaje cuando los estudiantes toman información de la web y la incorporan a las actividades del aula (por ejemplo, el aprendizaje por descubrimiento).
Los profesores pueden ayudar al desarrollo de las habilidades de Internet de los estudiantes con andamiaje. Se debe enseñar a los estudiantes estrategias de búsqueda (por ejemplo, formas de usar navegadores), pero los profesores también podrían realizar la búsqueda inicial en la web y proporcionar a los estudiantes nombres de sitios web útiles. Grabe y Grabe (1998) ofrecen otras sugerencias.
Tecnología y Aprendizaje
Las aplicaciones tecnológicas se pueden aplicar eficazmente para ayudar a mejorar el aprendizaje de los estudiantes. Jim Marshall trabaja con un profesor de historia estadounidense en una escuela secundaria vecina para desarrollar una simulación informática de la Guerra Civil. Las clases echan pajitas para determinar qué clase será la Unión y cuál la Confederación. Los estudiantes de cada clase luego estudian las batallas de la Guerra Civil y buscan información sobre el terreno, el clima en el momento de cada batalla, el número de soldados involucrados y las habilidades de liderazgo de los individuos a cargo. Los estudiantes de ambas clases luego simulan las batallas en la computadora, interactuando entre sí, utilizando los datos, tratando de ver si podrían cambiar el resultado de la batalla original. Cuando los estudiantes hacen un movimiento estratégico, tienen que defender y apoyar su movimiento con datos históricos.
Gina Brown utiliza video en tiempo real y la web para que sus estudiantes estudien y reflexionen sobre los principios de la psicología educativa aplicados en las aulas. A medida que los estudiantes observan el video de una lección de clase de primaria, detienen el video e ingresan respuestas para relacionar las prácticas educativas con los principios psicológicos que han estado discutiendo en clase. Luego, los estudiantes pueden interactuar con otros estudiantes y con ella para compartir pensamientos sobre la lección observada. También tiene un aula ficticia configurada en un sitio web. Ella plantea preguntas a sus estudiantes (por ejemplo, “¿Cómo podría el maestro usar la evaluación auténtica en ciencias?”), después de lo cual van al sitio web, leen y reflexionan, y construyen una respuesta que se distribuye a ella y a todos los demás estudiantes. Por lo tanto, todos pueden responder e interactuar con otros.
Kathy Stone utiliza sus computadoras para diversas actividades en su clase de tercer grado, pero una de las actividades divertidas que incorpora habilidades de escritura creativa y habilidades de procesamiento de textos se convierte en un proyecto de clase cada mes. Al comienzo de cada mes, la Sra. Stone comienza una historia en la computadora titulada “Las aventuras de la clase de la Sra. Stone”. Los niños tienen la oportunidad de agregar a la historia tan a menudo como deseen. Al final del mes, imprimen la historia y la leen en voz alta en clase. La computadora proporciona un medio único para construir una historia de forma colaborativa.
Un peligro en el uso de Internet por parte de los estudiantes es que la gran variedad de información disponible podría inculcar la creencia de que todo es importante y confiable. Los estudiantes entonces pueden participar en la “escritura asociativa” al tratar de incluir demasiada información en informes y trabajos. En la medida en que el e-aprendizaje ayuda a enseñar a los estudiantes las habilidades de nivel superior de análisis y síntesis, adquirirán estrategias para determinar qué es importante y fusionar la información en un producto coherente.
Aprendizaje a Distancia
El aprendizaje a distancia (educación a distancia) ocurre cuando la instrucción que se origina en un lugar se transmite a los estudiantes en uno o más sitios remotos. Las capacidades interactivas permiten que la retroalimentación bidireccional y las discusiones se conviertan en parte de la experiencia de aprendizaje. El aprendizaje a distancia ahorra tiempo, esfuerzo y dinero porque los instructores y los estudiantes no tienen que hacer viajes largos a las clases. Las universidades, por ejemplo, pueden reclutar estudiantes de una amplia área geográfica. Hay menos preocupación por que los estudiantes viajen grandes distancias para asistir a las clases. Los distritos escolares pueden llevar a cabo programas de capacitación transmitiendo desde un sitio central a todas las escuelas. El aprendizaje a distancia sacrifica el contacto cara a cara con los instructores, aunque si se utiliza video interactivo bidireccional, las interacciones son en tiempo real (sincrónicas). En su revisión de los programas de educación a distancia, Bernard et al. (2004) encontraron que sus efectos en el aprendizaje y la retención de los estudiantes son comparables a los de la instrucción tradicional. Los efectos para la instrucción sincrónica favorecieron la instrucción en el aula, mientras que la educación a distancia fue más efectiva para las aplicaciones asincrónicas (que implican un tiempo de retraso).
Otra aplicación de redes es el tablón de anuncios electrónico (conferencia). Las personas conectadas en red con computadoras pueden publicar mensajes, pero lo que es más importante para el aprendizaje, pueden ser parte de un grupo de discusión (chat). Los participantes hacen preguntas y plantean problemas, además de responder a los comentarios de otros. Una buena cantidad de investigación ha examinado si tales intercambios facilitan la adquisición de habilidades de escritura (Fabos & Young, 1999). Si este medio asincrónico de intercambio de telecomunicaciones promueve el aprendizaje mejor que la interacción cara a cara es problemático porque gran parte de la investigación es conflictiva o no concluyente (Fabos & Young, 1999); sin embargo, la revisión de Bernard et al. (2004) sugiere que la educación a distancia puede ser más efectiva con el aprendizaje asincrónico. La telecomunicación tiene el beneficio de la conveniencia, ya que las personas pueden responder en cualquier momento, no solo cuando están reunidas.
Siendo formas de comunicación mediada por computadora (CMC), el aprendizaje a distancia y las conferencias por computadora amplían enormemente las posibilidades de aprendizaje a través de la interacción social. Se necesita más investigación para determinar si las características personales de los estudiantes y los tipos de contenido de instrucción pueden afectar el aprendizaje y la motivación de los estudiantes.
El aprendizaje basado en la web (en línea) se incorpora comúnmente en la instrucción tradicional como un modelo de instrucción combinado (es decir, algo de instrucción cara a cara y el resto en línea). El aprendizaje basado en la web también es útil en conjunto con proyectos multimedia. En muchos programas de preparación de maestros, los maestros en formación utilizan la web para obtener recursos y luego los incorporan selectivamente en proyectos multimedia como parte de los diseños de lecciones.
En su revisión de los cursos en línea, Tallent-Runnels et al. (2006) encontraron que a los estudiantes les gustaba avanzar a su propio ritmo, los estudiantes con más experiencia en computación expresaron mayor satisfacción y la comunicación asincrónica facilitó debates profundos. La educación a distancia que incorpora interacciones (estudiante–estudiante, estudiante–profesor, estudiante–contenido) ayuda a aumentar el rendimiento estudiantil (Bernard et al., 2009). Otros tipos de interacciones (por ejemplo, wikis, blogs) también pueden ser útiles. Infundir presentaciones multimedia en la educación a distancia aumenta su personalización y, por lo tanto, la hace más similar a la instrucción cara a cara (Larreamendy-Joerns & Leinhardt, 2006), lo que puede aumentar la motivación de los estudiantes.
Intentar comparar los cursos en línea con los cursos tradicionales es difícil porque hay muchas diferencias, una de las cuales es que, hasta la fecha, la mayoría de los cursos en línea han inscrito principalmente a estudiantes no tradicionales y blancos estadounidenses. Esta demografía cambiará a medida que los cursos en línea se vuelvan más frecuentes, lo que permitirá una mejor evaluación de los resultados del aprendizaje en línea y las características ambientales que facilitan el aprendizaje.
Direcciones Futuras
De la evidencia anterior, podemos concluir que la tecnología puede mejorar el aprendizaje. Qué tan bien se compara la instrucción mejorada tecnológicamente con la instrucción convencional es difícil de evaluar, y las comparaciones pueden presentar resultados engañosos (Oppenheimer, 1997). Ningún medio de instrucción es consistentemente superior a otros, independientemente del contenido, los estudiantes o el entorno (Clark & Salomon, 1986). La tecnología no es una causa del aprendizaje; más bien, es un medio para aplicar los principios de la instrucción y el aprendizaje efectivos.
Clark y Salomon (1986) recomendaron que los investigadores determinen las condiciones bajo las cuales las computadoras facilitan la instrucción y el aprendizaje. Esto sigue siendo cierto hoy en día y puede decirse para la tecnología en general. El uso de la tecnología debe depender de los objetivos de aprendizaje. Aunque la tecnología tiene el potencial de fomentar diferentes objetivos de aprendizaje, puede que no sea la mejor manera de promover la interacción de los estudiantes a través de la enseñanza entre compañeros, las discusiones grupales o el aprendizaje cooperativo.
Se necesita claramente más investigación que evalúe la efectividad de los entornos de aprendizaje basados en computadora y la educación a distancia. Algunas investigaciones muestran que la resolución de problemas basada en computadora es diferencialmente efectiva para estudiantes masculinos y femeninos (Littleton, Light, Joiner, Messer & Barnes, 1998). Explorar las diferencias de género y étnicas debería ser una prioridad de investigación.
Otra área que necesita ser abordada son los efectos motivacionales de la tecnología en los profesores y los estudiantes (Ertmer, 1999; Lepper & Gurtner, 1989). Lepper y Malone (1987) señalaron que las computadoras pueden enfocar la atención en la tarea a través de mejoras motivacionales, mantener el nivel de excitación a un nivel óptimo y dirigir a los estudiantes a participar en el procesamiento de información dirigido a la tarea en lugar de prestar atención a los aspectos irrelevantes de la tarea. La idea es que los principios motivacionales efectivos pueden mejorar el procesamiento profundo (en lugar del superficial) (Hooper & Hannafin, 1991).
Predecir el futuro de la tecnología en la educación es difícil. Hace unos años, pocos habrían predicho que las computadoras portátiles suplantarían a las computadoras de escritorio o que los dispositivos de mano eventualmente suplantarían a las computadoras portátiles. A medida que la tecnología se vuelve más elaborada, ofrecerá una gama mucho mayor de posibilidades de instrucción (Brown, 2006). Podremos acceder y crear conocimiento de nuevas y sofisticadas maneras. La investigación explorará los efectos de estos desarrollos en el aprendizaje de los estudiantes, así como las formas efectivas de infundir tecnología en la instrucción.
Es probable que haya desarrollos emocionantes en varios frentes (Roblyer, 2006). La conectividad inalámbrica ahora es común, lo que amplía enormemente la conveniencia de usar computadoras portátiles en la instrucción. La tecnología inalámbrica y la portabilidad de los dispositivos (por ejemplo, computadoras portátiles, dispositivos de mano) ayudan a los instructores a infundir tecnología en la instrucción. La fusión de tecnologías continuará (por ejemplo, teléfonos celulares que pueden realizar múltiples funciones), lo que en última instancia puede llevar a que los estudiantes requieran un hardware mínimo para realizar diferentes aplicaciones. Los avances tecnológicos continuarán mejorando la accesibilidad para las personas con discapacidades, y la tecnología de asistencia debería volverse más común en las escuelas. La educación a distancia y las oportunidades de aprendizaje en línea aumentarán. Hoy tenemos universidades virtuales y escuelas secundarias, que pueden expandirse a niveles anteriores (por ejemplo, grados medios, elementales). Finalmente, a medida que la conveniencia de la tecnología continúa mejorando, podemos ver un alejamiento gradual de la instrucción tradicional y hacia un modelo que contenga menos reuniones de clase y más comunicaciones electrónicas.
En un nivel de investigación básica, las investigaciones sobre inteligencia artificial (IA) pueden proporcionar importantes conocimientos sobre el aprendizaje humano, el pensamiento y la resolución de problemas. La inteligencia artificial se refiere a programas de computadora que simulan las habilidades humanas para inferir, evaluar, razonar, resolver problemas, comprender el habla y aprender (Trappl, 1985). John McCarthy acuñó el término en 1956 como tema de una conferencia.
Los sistemas expertos son una aplicación de la IA. Los sistemas expertos son grandes programas de computadora que suministran el conocimiento y los procesos de resolución de problemas de uno o más expertos (Anderson, 1990; Fischler & Firschein, 1987). Análogos a los consultores humanos, los sistemas expertos se han aplicado a diversos campos como la medicina, la química, la electrónica y el derecho. Los sistemas expertos tienen una vasta base de conocimiento que consiste en conocimiento declarativo (hechos) y conocimiento procedimental (sistema de reglas utilizadas para extraer inferencias). Una interfaz plantea preguntas a los usuarios y ofrece recomendaciones o soluciones. Una aplicación común de los sistemas expertos es enseñar proporcionando experiencia a los estudiantes. La instrucción a menudo emplea el descubrimiento guiado; los estudiantes formulan y prueban hipótesis y experimentan consecuencias.
Los futuros sistemas expertos se aplicarán a una gama más amplia de dominios. Un desafío es mejorar las capacidades de los sistemas para comprender los lenguajes naturales, especialmente el habla. Aunque los sistemas expertos pueden realizar tareas de reconocimiento de patrones, la mayoría de estas tareas involucran solo estímulos visuales. Pero los sistemas de reconocimiento de voz continúan mejorando. El uso de tecnología de asistencia en la educación se está expandiendo, ya que los estudiantes con discapacidades se integran tanto como sea posible en la instrucción regular en el aula. Los sistemas expertos deberían mejorar las capacidades de las computadoras de tal manera que sean accesibles para todos los estudiantes (por ejemplo, auditivos, visuales, discapacidades múltiples).
La IA ofrece posibilidades emocionantes para ayudarnos a comprender los procesos de pensamiento humano. Esta aplicación implica programar computadoras con algún conocimiento y reglas que les permitan alterar y adquirir nuevos conocimientos y reglas basadas en experiencias. En el aprendizaje de conceptos, por ejemplo, una computadora podría programarse con una regla elemental y luego exponerse a instancias y no instancias del concepto. El programa se modifica almacenando la nueva información en la memoria y alterando su regla. El aprendizaje también puede ocurrir por la exposición a historias de casos. Una computadora puede programarse con hechos e historias de casos de una enfermedad. A medida que la computadora analiza estas historias, altera su memoria para incorporar la etiología, los síntomas y el curso de la enfermedad. Cuando la computadora adquiere una extensa base de conocimiento para una enfermedad en particular, puede diagnosticar casos futuros con precisión.