LAS TIC Y LOS MAPAS CONCEPTUALES EN FUNCIÓN DE POTENCIAR LA GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO Y EL APRENDIZAJE.

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1 LAS TIC Y LOS MAPAS CONCEPTUALES EN FUNCIÓN DE POTENCIAR LA GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO Y EL APRENDIZAJE. Autores: Ing. Alfredo J. Simón Cuevas, Ing. Boris Piñero Suárez, Ing. Danaisy Ruiz Bravo asimon@ceis.cujae.edu.cu Instituto Superior Politécnico José Antonio Echevarría Resumen El desarrollo de las TIC ha favorecido el cambio de los ambientes rutinarios de aprendizaje por otros caracterizados por la innovación y la interacción permanente. La convergencia entre las herramientas y los métodos pedagógicos con las TIC producen una cualidad nueva que favorecen la tarea de generar, transmitir y compartir el conocimiento, tal es el caso del incremento de las potencialidades de los Mapas Conceptuales. Los Mapas Conceptuales como respuesta a la teoría del aprendizaje significativo han constituido una herramienta de gran utilidad para profesores, investigadores de temas educativos, psicólogos, sociólogos y estudiantes en general, así como para otras áreas sobre todo cuando se necesita tratar con grandes volúmenes de información. En el presente trabajo se describen algunos elementos conceptuales de esta estrategia pedagógica, profundizando en su importancia en el aprendizaje. Se hace la presentación y se describen las principales prestaciones de MACOSOFT, software desarrollado como parte de un proyecto de investigación de Gestión del Conocimiento en la Universidad y que automatiza el proceso de elaboración de Mapas Conceptuales. Este software facilita el proceso de representación, construcción, evaluación, explicitación y almacenamiento del conocimiento, haciendo más efectivo el aprendizaje. 1. INTRODUCCIÓN El nuevo milenio demanda habilidades o competencias en el manejo de la información por lo tanto los procesos de adquisición, selección y utilización de la misma, así como la creación de nuevos conocimientos, requieren la utilización de herramientas que permitan energizar el proceso de enseñanza-aprendizaje. Es en este sentido que la Gestión del Conocimiento (GC) se inserta como un nuevo campo de investigación ligado a la organización escolar o institucional, las estrategias directivas y el uso de las TIC, con la misión de crear un ambiente en el que el conocimiento y la información disponibles en una organización sean accesibles y puedan ser usados para estimular la innovación y hacer posible mejorar las decisiones. La convergencia entre las herramientas y los métodos pedagógicos con las TIC producen una cualidad nueva que favorecen la tarea de generar, transmitir y compartir el conocimiento. Tal es el caso de la fortaleza pedagógica del empleo de los Mapas Conceptuales como una herramienta para estos fines. En los últimos años, los Mapas Conceptuales (MC) han alcanzado una gran popularidad y una gran integración con las TIC. Se han convertido en un elemento muy importante en los planes de perfeccionamiento de los sistemas de enseñanza y han extendido su uso a otras esferas de la actividad humana en las que la gestión del conocimiento ocupa un lugar preponderante. Las universidades han sido siempre instituciones totalmente centradas en el conocimiento y su gestión, por lo tanto constituye una oportunidad y una necesidad en su alta responsabilidad formadora y en la preparación de escenarios para aplicar los métodos y técnicas apropiadas al contexto y a los objetivos de las organizaciones. Como respuesta a esto se ha creado un proyecto VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 469

2 de investigación para potenciar la GC y a su vez el aprendizaje, en nuestras universidades, utilizando los MC como forma básica para representar el conocimiento y aprovechando las TIC para el desarrollo de herramientas de software que beneficien el trabajo con los MC. Uno de los principales resultados que se han obtenido, es el desarrollo de la herramienta MACOSOFT, un software que integra un conjunto de requerimientos importantes que permiten de forma fácil y rápida la elaboración de MC, la construcción, organización, explicitación, almacenamiento y evaluación del conocimiento, elementos esenciales en todo proceso de GC y Aprendizaje y la integración automatizada de estos componentes en MACOSOFT contribuye a que estos procesos se realicen de una forma más efectiva. En este trabajo se describe en 4 tópicos fundamentales, algunos elementos teóricos de los MC, su importancia en el aprendizaje y se realiza la presentación de la herramienta MACOSOFT, en la que se describen las pautas que se siguieron para la obtención de este producto y de forma más detallada todas las prestaciones que brinda. 2. LOS MAPAS CONCEPTUALES Los MC iniciaron su desarrollo en el Departamento de Educación de la Universidad de Cornell, EUA, durante la década de los setenta y constituye una respuesta a la teoría del aprendizaje significativo desarrollada por Ausubel, en especial, en lo referente a la evolución de las ideas previas que poseen los estudiantes para lograr un nuevo conocimiento [3]. Se han publicado diferentes criterios sobre el concepto de los MC, uno de ellos precisamente definido por el Dr. Joseph D. Novak, su creador, publicado en su texto Aprendiendo a aprender, en el que define el MC como una técnica que representa, simultáneamente, una estrategia de aprendizaje, un método para captar lo más significativo de un tema y un recurso esquemático para representar un conjunto de significados conceptuales, incluidos en una estructura de proposiciones [5]. Los MC proporcionan un resumen esquemático de lo aprendido [6], ordenado de una manera jerárquica. El conocimiento está organizado y representado en todos los niveles de abstracción, situando los más generales e inclusivos en la parte superior, y los más específicos y menos inclusivos en la parte inferior. Están compuestos por conceptos, también llamados nodos-conceptos, que según Novak, son regularidades en los acontecimientos o en los objetos que se designan mediante algún termino [6], imágenes mentales que provocan en nosotros las palabras o signos con los que expresamos regularidades [8], palabras-enlace, que no son más que palabras que unen los conceptos y señalan VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 470

3 los tipos de relación existente entre ambos y por último proposiciones, que están constituidas por uno o varios conceptos y palabras-enlace. Estas últimas se corresponden con la unidad semántica más pequeña que tiene valor de verdad en el MC. 3. EL APRENDIZAJE Y LOS MAPAS CONCEPTUALES. David Ausubel y Otros [1] formularon una teoría de aprendizaje que ha resultado ser un gran aporte para el perfeccionamiento de la educación. La idea principal en esta teoría es que el aprendizaje de nuevos conocimientos depende de la medida de lo que ya se conoce. En otras palabras, la construcción del conocimiento comienza con nuestra observación y reconocimiento de eventos y objetos a través de conceptos que ya poseemos, conocido también como Aprendizaje Significativo. Un aprendizaje se dice que es significativo cuando una nueva información (concepto, idea, proposición) adquiere significados para el aprendiz a través de una especie de conexión con aspectos relevantes de la estructura cognitiva preexistente del individuo [4]. Como expresara el Dr. Novak en [7], la construcción de nuevos significados nos exige integrar el nuevo conocimiento en el cuerpo de conceptos y proposiciones relacionados, existentes de antemano en nuestro esquema mental o estructura cognositiva. La memoria es una estructura de conocimientos interrelacionados, la cual esquemáticamente se puede visualizar como una red en la que cada unión (nodo) es un conocimiento y cada flecha la interrelación con otros conocimientos. Aprender, bajo esta perspectiva, se centra en incorporar a la estructura de memoria, nuevos aprendizajes y ser capaz de recuperarlos y usarlos cuando se necesita. Enseñar, por consiguiente, se centra en procurar que el aprendiz llene los vacíos existentes en dicha estructura de memoria. Es el MC una respuesta daba por el Dr. Novak y sus colaboradores al aprendizaje significativo [5], para promover este tipo de aprendizaje y como una forma de materializarlo y fue precisamente dentro del marco del programa Aprender a Aprender, en el cual, se pretendía liberar el potencial de aprendizaje en los seres humanos que permanece sin desarrollar. Respecto a las destrezas cognitivas, los MC desarrollan: Las conexiones con ideas previas, tanto en su confección antes del desarrollo del tema, como en su tratamiento posterior. La capacidad de inclusión, dada la jerarquización de los conceptos y el nivel de comprensión que implica su relación. VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 471

4 La diferenciación progresiva entre conceptos, sobre todo si se elaboran en diferentes momentos del desarrollo del tema. La integración o asimilación de nuevas relaciones cruzadas entre conceptos. A lo que se quisiera incorporar la capacidad para organizar el conocimiento según una estructuración lógica así como la destreza para formular las proposiciones que definen un segmento de la realidad de una manera concisa y clara. Desde el punto de vista del colectivo contribuye a lograr una mayor uniformidad en el nivel de conocimiento de los integrantes de un grupo. El MC aparece como una herramienta de asociación, validación, interrelación, discriminación, descripción y ejemplificación de contenidos, con un alto poder de visualización. Se puede concluir que los MC tienen una gran importancia en el aprendizaje ya que: Facilitan una rápida visualización de los contenidos de aprendizaje. Favorecen el recuerdo y el aprendizaje de manera organizada y estructurada. Permiten una rápida detección de los conceptos clave de un tema, así como de las relaciones entre los mismos. Favorece el desarrollo del pensamiento lógico. Los materiales elaborados utilizando MC facilitan el estudio independiente. Permiten que el alumno pueda explorar su conocimiento previo acerca de un nuevo tema, así como para la integración de la nueva información que ha aprendido. Organizar los conocimientos a partir de las principales relaciones entre los conceptos. Favorece el trabajo colaborativo. 4. LAS TIC EN LA CONSTRUCCIÓN DE MAPAS CONCEPTUALES Hoy en día han sido desarrolladas varias herramientas computacionales que brindan grandes ventajas para el trabajo con los MC. Una de las primeras tareas que se llevó a cabo en esta investigación fue precisamente el estudio detallado de algunas de estas herramientas existentes hoy en el mundo, con el objetivo de evaluar las posibilidades de utilización de las mismas en este proyecto. Todas estas herramientas analizadas se basan en un enfoque constructivista del aprendizaje y brindan grandes ventajas porque con ellas se crea un espacio virtual de aprendizaje que facilitan el trabajo colaborativo y la GC. Cada una, con sus particularidades, ventajas y desventajas en cuanto a los niveles de flexibilidad y a sus posibilidades de aplicación en los diferentes contextos, para mencionar algunos de los software analizados: CmapTools, Inspiration, Decisión Explorer, SmartIdeas, DEMC. VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 472

5 Este análisis arrojó que a pesar de las importantes prestaciones que brindan para la elaboración de MC que hacen a un grupo de ellas muy potentes en este sentido, su utilización en el contexto de este proyecto, se dificulta ya que en ellas están presente inconvenientes diversos, que van desde el alfabeto utilizado (la mayoría utiliza el idioma ingles), las posibilidades de asignar recursos a los nodos-conceptos, pasando por aspectos de interfaz y de facilidades en el mecanismo de elaboración, de evaluación y por último, la posibilidad de comunicación con un servidor de MC y recursos que se está desarrollando también como parte de este proyecto. Es por esta razón que los autores se dieron a la tarea de desarrollar un software propio que cumpla con los objetivos definidos en el proyecto y con un grupo de requerimientos que se definieron como resultado de este estudio tecnológico. Este conjunto de requerimientos, deben estar presentes en todo software que se desarrolle con el objetivo de automatizar el proceso de elaboración de MC, para lograr una mayor potencialidad en el uso de estos. Requerimiento que debe cumplir un software que se utilice para elaborar MC [9]. 1. Deben tener una interfaz amigable ya que sus usuarios pueden ser estudiantes de cualquier nivel de escolaridad y profesores y brindar la mayor flexibilidad posible para modificar el entorno de trabajo. 2. El mecanismo que se emplee para la elaboración de los MC debe ser el más fácil posible. 3. El MC resultante debe poder salvarse en varios formatos, como html, jpg, xml, esto permitiría que se pudiera ver en otros programas, ganado en portabilidad. 4. Deben tener una Biblioteca de Imágenes ya prediseñadas para apoyar la representación de los conceptos y debe ser adaptable al uso los usuarios. 5. Deben tener algún mecanismo para determinar si un mapa es correcto o no, por ejemplo: la no existencia de dos conceptos repetidos 6. Deben tener la posibilidad de vincular a los nodos-concepto otros recursos (ficheros) con información adicional como videos, presentaciones en PowerPoint, documento de Word, páginas Web, otro MC, entre otros, esto ampliaría el conocimiento que se está transmitiendo en el MC y beneficiaría a la gestión del conocimiento. A partir de este conjunto de requerimientos y para brindar una mayor claridad con relación a la prestaciones que brinda la propuesta que se describe en este trabajo con relación a otras herramientas de su tipo existentes, se realizó una comparación de éste con algunos de los software analizados y para su mejor comprensión fue resumida en la siguiente tabla. VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 473

6 Criterios comparación. de Inspiration (v.7.5) CmapTool (v.3.0) Smart Ideas (v ) MACOSOFT Representación de los conceptos (uso de imágenes) A través de figuras prediseñadas. Brinda una gran Biblioteca de figuras prediseñadas con posibilidades de inserción y creación. A través de rectángulos y permite asociar imágenes. No hay biblioteca de imágenes. A través de figuras prediseñadas. Biblioteca de figuras con posibilidades de inserción y creación. A través de figuras prediseñadas. Biblioteca de imágenes con posibilidades de personalizarla. Representación del concepto más inclusivo. Definición del tipo de enlace: conjuntivo o disyuntivo. Vinculo de recursos Vincula un único Vincula: doc, Vincula un único Vincula: doc, mapas, a los nodos-elementconcepto mapas, ppt, video, imagen, html. mapas, ppt, video, exe. del tipo: doc, mapas, video, elemento del tipo: doc, ppt, video, imagen, html, imagen, html. imagen, html. Portabilidad del HTML, GIF, JPG, BMP HTML y XML, HTML MC, salva en y WMF además del de diferentes formatos extensión propia. JPG, BMP, HTML y XML, además del de extensión propia (.MCF). Idioma utilizado en Inglés Inglés Configurable el idioma: Español la interfaz Español, Ingles, Italiano, Francés y Alemán Otras prestaciones Conversión del MC Conexión con Enviar por correo el Salva de en texto estructurado. servidores mapa elaborado. resguardo, pudiendo Corrección de la (trabajo a Corrección de la modificar el tiempo ortografía distancia) ortografía. de la misma. Tabla 4.1 Comparación entre las distintas herramientas existentes y la propuesta. 5. SOFTWARE MACOSOFT 5. 1 La representación del conocimiento a través de Mapas Conceptuales. La herramienta MACOSOFT es un software que automatiza el proceso de elaboración de MC, con mecanismos fáciles y cómodos de inserción y eliminación de conceptos y enlaces, de modificación de sus propiedades, al igual que mecanismos de modificación de la interfaz. Uno de los elementos novedosos que se han incorporado en esta herramienta es la definición de forma automática del nodo-concepto principal o más inclusivo del MC, se permite la identificación de forma significativa de este nodo-concepto principal. Este aporte ayuda en la comprensión del conocimiento que se está representando. En la siguiente imagen se muestra como es esta identificación. VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 474

7 Fig. 1 Vista de la interfaz de MACOSOFT. Se identifica el nodo-concepto principal. Además de la identificación de nodo-concepto principal, cada nodo-concepto que se inserte en el MC que se está elaborando, tiene asociado una imagen o un símbolo con el objetivo de contribuir aún más en el mejoramiento de la representación visual de ese nodo-concepto. En este sentido, se le brinda al usuario más de 100 imágenes organizadas en una Biblioteca de Imágenes y agrupadas en diferentes categorías: transporte, plantas, básicas (figuras geométricas), tecnología, entre otras. Esta biblioteca puede ser adaptada por los usuarios de acuerdos a las necesidades comunicativas inherentes a las temáticas con que trabaja, se pueden insertar en esta biblioteca nuevas categorías y dentro de cada una de ellas nuevas imágenes fundamentalmente del tipo: BMP, ICO y WMF. En la Fig. 2 se muestra la interfaz de la Administración de esta Biblioteca de Imágenes, entorno que agrupa estas funciones. Fig. 2 Administración de Imágenes VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 475

8 Los enlaces que se insertan entre cada uno de los conceptos tienen un tratamiento similar al de los nodos-conceptos, cada uno de ellos tiene asociado un grupo de propiedades fácilmente modificable. Otros de los elementos novedosos incorporados en lo referente a la representación del enlace entre los conceptos. Cuando un enlace está relacionado con más de un nodo-concepto, se da la posibilidad de definir si la relación es de disyunción o de conjunción, aportando un poco más de información en relación representada. Lo anterior se muestra en la siguiente figura. Fig. 3 Representación de la relación entre los conceptos. Definición de su tipo: conjunción y disyunción 5.2 Los Recursos asociados a los conceptos. El crecimiento vertiginoso de la utilización de las TIC en todos los campos, ha conllevado a que hoy en día exista una gran cantidad de conocimiento almacenado de forma digital en ficheros documentos, imágenes, videos, presentaciones de Power Point, entre otros. Este conjunto de ficheros de conocimiento se le ha denominado con el término de Recurso. Siguiendo esta línea y con el objetivo de dar la posibilidad de lograr un mayor enriquecimiento del MC que se elabore en MACOSOFT, este brinda la posibilidad de asociar varios de estos Recursos a los nodosconceptos, como se muestra en la Fig. 4 en el nodo-concepto MAPA CONCEPTUAL, y con ello facilidades para su gestión. Además de los tipos antes mencionados como recursos, se facilita la asociación de otros MC y de ficheros ejecutables, este último es considerado también por los autores como un aporte de este software. VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 476

9 Administración de los Recursos asociados a los conceptos Fig. 4 Representación de los recursos asociados a los conceptos y de la interfaz de administración de esos recursos Cada tipo de recurso se representa en el nodo-concepto con un icono de acuerdo a la categoría que lo agrupa. Con todo esto se puede lograr una mayor organización de todo el conocimiento que hoy existe en la organización y que se encuentra almacenado en formato digital. La gestión de estos recursos incluye la posibilidad, además de su asociación al nodo-concepto, su eliminación y modificar sus datos como: dirección en memoria, nombre, etc. Los Recursos y su gestión forman parte de las propiedades del nodo-concepto, en la figura anterior se muestra esto. 5.3 La portabilidad del Conocimiento construido. El conocimiento que se represente en el MC con esta herramienta pueden ser almacenado en un fichero con extensión propia (MCF), además y con el objetivo de garantizar una mayor portabilidad de este, dígase que puedan ser mostrados en otras plataformas, es que se tiene implementado en MACOSOFT la salva en diferentes formatos, tales como: imagen (BMP), HTML, para facilitar su inserción en la Web y XML, este último porque es una estructura que brinda muchas facilidades para la interacción entre plataformas y porque se ha convertido en un estándar internacional [2]. Como otra forma de portar el MC que se elabore está la impresión del mismo. En este sentido se han implementado un conjunto de prestaciones que permiten la posibilidad de imprimir los MC que se elaboren de cualquier tamaño, a través de algoritmos de paginación. VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 477

10 6. CONCLUSIONES Es de suma utilidad contar con un producto de software que automatice el proceso de elaboración de MC. Ha quedado demostrado en este trabajo que los MC son una herramienta pedagógica que puede ayudar al desarrollo del auto aprendizaje, ya que permite de una forma muy fácil organizar, compartir y representar el conocimiento. Una herramienta computacional potencia aún más los beneficios que se pueden lograr en el proceso de enseñanza-aprendizaje ya que se tendría un espacio virtual de aprendizaje que facilita el trabajo colaborativo, la gestión del conocimiento, la navegación a través de los conceptos más significativos y con todo ello la educación a distancia. Con la utilización de la herramienta MACOSOFT, por parte de estudiantes y profesores, el conocimiento podrá ser capturado, representado, organizado y almacenado de una forma más eficiente. 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Ausbel D., Novak J. & Hainesian H. (1989). Psicología Educativa. México Trillas. [2] Cañas A., (2001). Colaboración en la Construcción de Conocimiento Mediante Mapas Conceptuales, Institute for Human and Machine Cognition. University of West Florida. [3] Febles P. & Estrada V., (2002). Aplicaciones de la Inteligencia Artificial. Primera Edición, Parte III, Mapas Conceptuales, pag. 400, Ed. Universidad de Guadalajara, México. [4] Moreira M. A., (2002). Mapas Conceptuales y Aprendizaje Significativo. Instituto de Física, UFRGS, Brasil. [5] Novak, J. D. & Gowin, D.B. (1988). Aprendiendo a Aprender. Ediciones Martínez Roca, S.A., Barcelona. [6] Novak J. D. (1982). Teoría y Práctica de la Educación. Madrid, Alianza. [7] Novak J. D. (2001). Jornada sobre la imnovación educativa. Tratamiento de los Errores Conceptueles. El aprendizaje significativo: factor básico para el cambio conceptual. Universidad Pública de Navarra,, Pamplona, España. [8] Ontoria A. (1993). Mapas Conceptuales: Una técnica para aprender (2da Ed.), Narcea s.a. Ediciones. [9] Simón A., (2002). Software para la elaboración de Mapas Conceptuales, Tesis de Diploma, Centro de Estudio de Ingeniería y Sistemas, Facultad de Ingeniería Industrial, Cujae, Cuba. VII Congresso Iberoamericano de Informática Educativa 478