CAPITULO 5 HERRAMIENTAS COGNITIVAS PARA EL APRENDIZAJE: EL CASO DE LOS MAPAS CONCEPTUALES

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1 CAPITULO 5 HERRAMIENTAS COGNITIVAS PARA EL APRENDIZAJE: EL CASO DE LOS MAPAS CONCEPTUALES 5.1 Estrategias cognitivas de aprendizaje. Tanto la teoría del Procesamiento Humano de Información (PHI) como la teoría de desarrollo cognitivo de Piaget enfatizan el concepto de esquema de conocimiento como una estructura mental de organización conceptual de información en la memoria humana esencial para la integración, estructuración y asimilación de nuevo conocimiento. De acuerdo a West, etal.(1991) es posible construir estrategias de aprendizaje efectivas que faciliten a un estudiante la adquisición de nuevo conocimiento si es que se toman en cuenta los principios cognitivos por los que se rige la manipulación simbólica y construcción de relaciones entre conceptos propias de la organización de un esquema mental. En general, dichos autores postulan cuatro familias de estrategias cognitivas: de agrupación de información (denominadas en ingles como Chunking ), de puenteo, estrategias multipropositos, y estrategias de organización espacial del conocimiento.?? Agrupación de información por trozos (Chunking). Estas estrategias se refieren a preparar la información a aprender en grupos que permitan su clasificación, comparación o manipulación para procesamiento posterior superior (agrupaciones por significado, taxonomías, etc.).?? Puenteo. Son aquellas estrategias cognitivas que permiten un puente, o una proposición de transición de un conocimiento a otro. Por ejemplo, los organizadores anticipados permiten dicha transición enfatizando el conocimiento que el estudiante debe tener como prerrequisito al nuevo aprendizaje así como una descripción organizada de los nuevos conocimientos por adquirir. Otras técnicas relacionadas al puenteo es el uso de la metáfora, la analogía, etc.?? Estrategias multipropósito Algunas estrategias cognitivas de aprendizaje pueden ser utilizadas como parte de otras estrategias debido a su universalidad cognitiva. Por ejemplo, la repetición, la imaginería y las técnicas mnemonicas.

2 Estas tres familias tienen mas que nada el propósito de facilitar el procesamiento cognitivo. El diseño instruccional cognitivo puede ser beneficiado de dichas estrategias a través de la planificación de su uso en el momento adecuado durante el transcurso de un aprendizaje. Sin embargo, debido a limitaciones de espacio en el presente libro solo nos centraremos en discutir la familia de estrategias cognitivas espaciales ya que son estas las que han generado un reciente interés en ambientes constructivistas. Cabe mencionar sin embargo, que las tres familias mencionadas son recursos ampliamente usadas en la instrucción cognitiva. 5.2 Las estrategias cognitivas espaciales de aprendizaje Las estrategias espaciales de aprendizaje son básicamente arreglos visuales que permiten por un parte el describir gráficamente la forma en como grupos de conceptos se interrelacionan así como una forma de establecer principios de organización de información conceptual. En estos arreglos visuales, la información es organizada emulando la forma en cómo los humanos organizamos información en la memoría. La suposición central es que organizando la información de esta forma nuestro aparato cognitivo puede manipular e integrar de una forma optima la información. Por ejemplo, Holley y Danserau (1985), mencionan que existe al menos la posibilidad de clasificar dichas arreglos en gráficos de redes semánticas y reticulaciones conceptuales. Sin embargo, al menos en el caso de las representaciones gráficas de redes semánticas es innecesario concebirlas como nodos conceptuales asociados por relaciones con etiquetas. Mas bien, una forma análoga y mas practica de preservar el análisis cualitativo que se puede obtener de una red semántica es a través de una matriz de análisis de características semánticas de un concepto, tal y como se ilustra en la siguiente figura:

3 Figura 5.1 Ejemplo de arreglo de matriz de análisis de características semánticas de una red conceptual (tomado de Buehl, 1995). Nótese que si es necesario un análisis conceptual de un texto completo, el análisis de redes semánticas no es apropiado ya que las redes semánticas fueron diseñadas para microanálisis tipo diccionario. Un análisis de redes semánticas de un texto consumiría mas del doble del texto analizado. Más bien, lo que se sugiere en este caso es el uso de mapas conceptuales ya que estos enfatizan la estructura macro de la organización conceptual de un texto. Por ejemplo, la siguiente figura muestra el mapa conceptual de un texto que habla sobre audición dicótica en cognición:

4 Figura 5.2 Mapa conceptual elaborado sobre un texto que versa sobre los estudios de audición dicótica en cognición. Obsérvese en primer lugar el arreglo jerárquico de la distribución espacial de los conceptos involucrados, en donde el concepto central a tratar (Audición dicótica) se encuentra en la parte mas elevada del mapa. El resto de los conceptos se jerarquizan de acuerdo a su inclusión con respecto a otros conceptos. Obsérvese también que las relaciones están etiquetadas, en donde cada etiqueta especifica el tipo de relación que un concepto inferior mantiene con un concepto superior en jerarquía. Holley y Danserau (1985) señalan los siguientes tipos de relaciones como validas en la construcción de mapas conceptuales:

5 Figura 5.3 Los diferentes tipos de relaciones permitidas para la elaboración de mapas conceptuales (Adaptado al español de Holley y Danserau, 1985). Los mapas conceptuales así como los análisis de redes semánticas mencionados se encuentran entre una variedad de herramientas visuales que enfatizan organización conceptual. De acuerdo a West, Farner, y Wolf (1991) dichas herramientas se pueden clasificar de la siguiente forma:

6 Figura 5.4 herramientas visuales para el análisis de arreglos conceptuales. Las estrategias de enrejado se refieren a representaciones visuales donde se señalan gráficamente la forma en como los conceptos se asocian unos con otros. El ejemplo de matriz de análisis de características semánticas mostrado en la Figura 5.1 es un ejemplo de esto. La diferencia entre los enrejados del tipo 1 y los enrejados de tipo 2 es que estos últimos señalan un principio organizador de la forma en que se organizan todos los elementos conceptuales de una matriz. El caso de los mapas conceptuales es un caso especial y más complejo del que se han desprendido muchas líneas de investigación en el áreas de la enseñanza y el aprendizaje. Como veremos a continuación su potencial para el desarrollo de habilidades cognitivas y para la adquisición de conocimiento es enorme. 5.3 Mapas conceptuales, cognición y aprendizaje. Un mapa conceptual es una forma gráfica de representar conocimiento. Dentro del área del aprendizaje escolar son considerados como herramientas visuales que en manos de estudiantes se convierten en herramientas dinámicas y constructivas del conocimiento. De acuerdo a Hyerle (1996) existen tres categorías de mapas:

7 1. Redes de lluvia de ideas: Son usados para fomentar la creatividad tanto individual como la creatividad. 2. Mapas organizadores de tareas específicas: Estos son usados para fomentar habilidades básicas y un aprendizaje de entendimiento profundo de un tema. 3. Mapas de procesamiento de pensamiento: Este tipo de mapas son usados para fomentar en el estudiante el desarrollo cognitivo y el pensamiento crítico. Tony Buzan, creador del concepto del "mapeo mentalizado" considera los mapas de lluvia de ideas una actividad holística donde participa la totalidad del cerebro en la construcción de asociaciones libres y conceptos organizados a través de dimensiones visuales (Wycoff, 1991). Un ejemplo de un mapa de lluvia de ideas es mostrado en la Figura 5.5 Figura 5.5 Ejemplo de mapa conceptual de lluvias de ideas.

8 Este tipo de mapas son utilizados básicamente para motivar la creatividad conceptual en un individuo. Nótese la libertad que se tiene de usar imágenes, colores, y ramificaciones de diferentes tipos. Por otra parte, a diferencia del mapeo de lluvia de ideas, los mapas organizadores de tareas especificas no pretenden obtener simples asociaciones libres de un tema determinado. Mas bien, esta técnica pretende dotar a un usuario de una forma especifica de aproximar el contenido conceptual de un tema. La Figura 5.6 muestra un ejemplo del uso de un mapa organizador de tareas específicas llamado "levantamiento de la acción" (Hyerle, 1992), en donde un estudiante en un lapso de varios días tiene que ir observando y escribiendo la dinámica de los participantes de una historia en un texto. Figura 5.6 Ejemplo de mapa conceptual organizador de tarea especifica (Adaptado de Hyerle, 1996). Los mapas conceptuales de procesamiento del pensamiento a diferencia de los mapas de lluvia de ideas y de los mapas de organización de tareas especificas están diseñados para reflejar patrones fundamentales del pensamiento (Romance y Vitale, 1997; Robinson, Katayama, Dubois, Devaney, 1998; Hall, Hall, y Saling, 1999; Wallace, Wandell, West, Ware, Dansereau, 1998). Estos mapas se le presentan a los estudiantes como formas de procesamiento de pensamiento que pueden ser usados para facilitar su propio pensamiento, habilidades cognitivas, reflexibidad y aprendizaje de contenido (Holley y Danserau, 1984; Hyerle, 1996).

9 Un ejemplo de estos mapas conceptuales facilitadores de pensamiento ya fue presentado en la Figura 5.2, en donde se pone de manifiesto la necesidad del creador del diagrama de poner en orden la información en forma categórica y jerárquica ya que esto implica una actividad constructiva de alto nivel cognitivo. Sin embargo, de acuerdo a Perkins y Soloman (1989), no todos los mapas de procesamiento de pensamiento elicitan procesos cognitivos de alto nivel o alta transferencia, sino también existen aquellos que elicitan procesos de bajo nivel cognitivo o baja transferencia. Los mapas de baja transferencia se refieren a aquellos mapas que tienden a crear o generar el uso automático de un proceso cognitivo de bajo nivel como clasificación, comparación, identificación de atributos, etc. Un ejemplo de este tipo de mapa es el de mapa conceptual de burbuja mostrado en la Figura 5.7, el cual es usado para identificar los atributos relacionados a un objeto o evento (Figura 5.7a), y además puede ser usado para identificar similaridades y diferencias entre dos objeto o eventos (Figura 5.7b) Figura 5.8 El mapa conceptual de burbuja puede ser usado para identificar las características de un objeto (a) como el caso de un perro y las características que lo definen (atributos). Dichas características pueden ser usadas para contrastar dicho objeto con otros, como por ejemplo las diferencias y similaridades entre un perro y un gato (b)

10 Estos mapas aun y cuando se refieren formas básicas de procesamiento tienden a ser inflexibles en el sentido que siempre se usan de igual forma en diferentes dominios de conocimiento. Este tiende a ocasionar en el usuario la automaticidad y como consecuencia no se fomenta el uso de una participación metacognitiva, o de reflexión. Por otra parte los mapas de alta transferencia, tienden a generar el uso de metacognición y negociación del conocimiento (Daley, Shaw, Balistieri, Glasenapp, y Piacentini, 1999; Chmielewski, Dansereau, y Moreland, 1998). Dicha actividad metacognitiva generada por los mapas de alto nivel es susceptible de valoración no solo cualitativa sino cuantitativa. Así por ejemplo, de acuerdo a Novack y Gowin (citados en Hyerle, 1996), el mapa conceptual de la Figura 5.2 puede ser evaluado primero estableciendo un registro de la frecuencia de los tipos de relación usados para construir un mapa tal y como se muestra en la tablas 5.1. Además, cada tipo de relación puede tener un valor de importancia. Así, de esta forma se puede realizar una multiplicación del valor de importancia (V) por la frecuencia y hacer una sumatoria de los productos de cada relación en un mapa: Calificación = Vr X Fr Esta calificación puede representar un índice de valor de un mapa e ilustra la factibilidad de evaluación indirecta cuantitativa de operaciones cognitivas. Análisis más complejos a este respecto pueden ser introducidos. Por ejemplo Young (1996) muestra que aspectos como dependencia, conectitud, tamaño y uniformidad de resaltado pueden ser indexados. Aquí la dependencia significa el número de caminos (concepto-relación-concepto) por los cuales es posible viajar en un mapa cognitivo. La dependencia es calculada dividiendo el número de puentes (conexiones necesarias) por el total de conexiones y después dividiendo este resultado por el número de estructuras en un mapa tal y como se muestra en la siguiente ecuación:

11 D G?? puentesg? relacionesg? estructuras G Si todas las relaciones en un mapa cognitivo de una sola estructura son puentes, entonces D = 1. En este tipo de mapas completamente dependientes existe un solo concepto superordinado. Alta dependencia significa que no hay conceptos lateralmente conectados y muy distintos entre ellos. La conectitud por su parte refleja el número de relaciones existentes entre los conceptos de un mapa. Este indice de organización conceptual en un mapa cognitivo puede expresarse de la siguiente forma: C g??? relacionesg conceptos?? relaciones G G Si no existen asociaciones entre conceptos, entonces C=0. En un mapa altamente dependiente y conectado se espera que cualquier cambio en el mapa tenga un efecto global debido al largo numero de conceptos asociados entre sí. Por otra parte el tamaño del mapa se refiere solamente a la cantidad de conceptos incluidos en el mapa, mientras que uniformidad de resaltado se refiere a la firmeza con la que ciertos conceptos del mapa tienden a consolidarse como fruto de la experiencia o como parte central de un mapa.

12 ESTRUCTURA JERARQUIA ENCADENAMIENTO TIPO DE RELACION PALABRA PARTE DE PARTE DE 2 SEGMENTO DE 4 PORCIÓN 3 CONLLEVA A CONLLEVA A 5 RESULTA EN 2 CAUSA 0 ORIGINA 0 PRODUCE 0 VALOR PROPÓSITO CON EL PROPOSITO 3 PARA 6 CONDICIONAL SI...ENTONCES 8 AGRUPAMIENTO COMPARACIÓN IGUAL 4 SEMEJANTE 10 ANALOGO 6 OPUESTO 2 Tabla 5.1 Las relaciones validas en un mapa conceptual pueden ser registradas y evaluadas. Por ejemplo se puede dar un valor a las relaciones de estructura mas alto que a los de relación o palabras y luego multiplicar este valor por la frecuencia de uso de cada relación. finalmente la sumatoria de los valores obtenidos permite una posible calificación del mapa en términos de su valor de estructura.

13 Los tipo de mapas como el ilustrado en la Figura 5.2 tienen la desventaja de ser estáticos y no se aplican a sistemas de pensamiento dinámico. Una forma de incluir aspectos mas dinámicos es el de explicitar la información subyacente de procesos que intervienen en un evento. Como ilustración tomemos el caso de la Meiosis, el cual se refiere al proceso biológico de la división celular y que se ilustra gráficamente en la Figura 5.9 Figura 5.9 Mapa conceptual sobre Meiosis Nótese de la Figura 5.8 que se realiza de forma explicita información que usualmente se da de forma implícita, esto es, se explicita que el proceso de la meiosis es un proceso dinámico y que por lo mismo se espera que existan estados de un evento y que para ir de un estado a otro existen reglas de transformación. En resumen, y de acuerdo a Hyerle (1996) los mapas de lluvia de ideas son altamente ideosincraticos, y por lo mismo centrados en aprendizaje independiente. Los mapas conceptuales de organización de tareas especificas están centrados en el maestro y pueden ser numerosos ya que existen tantos de estos mapas como contenidos por aprender. Los mapas de procesamiento de pensamiento son pocos en número porque hay relativamente pocos procesos fundamentales del pensamiento. Además estos últimos están diseñados con un alto grado de

14 flexibilidad que les permite ser usado a través de diferentes dominios de conocimiento. Hyerle propone el termino conectivismo para denominar a los modelos teóricos referidos al aprendizaje y la instrucción que usan herramientas visuales como los son los difrentes mapas mentales hasta aquí ilustrados. El modelo conectivista presentado por este autor se ilustra gráficamente en la Figura 5.10 Figura 5.10 Mapa Mental de la teoría conectivista de Hyerle (Adaptado al español de Hyerle, 1996). En su modelo Hyerle integra sobre todo herramientas visuales que permitan la activación de procesos cognitivos como la inducción, deducción, clasificación, comparación, etc. Note de la figura (arriba hacia la derecha) el mapa denominado mapa dialogico el cual tiene por objeto presentar un evento (circulo central), elementos o instancias que lo constituyen, y el contexto en el se consideran dichos elementos. La figura 5.10 es en sí un mapa dialogico.