Estas operaciones
están presentes en todo pensamiento.
Adquieren diferentes niveles en las distintas personas, conforme
a la propia historia de la vida
intelectual de cada individuo.
Así, el pensamiento resulta ser un complejo formado por
funciones
psíquicas y operaciones mentales internalizadas a
través de su reiteración. La formación del
pensamiento es, en sí misma, un proceso; se
inicia con los reflejos hereditarios, pasa por reflejos
adquiridos, por operaciones concretas y culmina con las
operaciones formales.[2]
Los hombres al nacer llegamos a la civilización con un
substrato biológico y un enorme potencial
psicológico. Las vivencias de cada uno en su
relación con su medio ambiente
natural y socio-cultural permiten transformar esas
potencialidades en Aptitudes, Capacidades y Habilidades. Si
bien somos semejantes al nacer, nos diferenciamos tempranamente
debido a que nuestro particular medio ambiente
socio-cultural nos estimula más en un aspecto que en
otro.
Los conocimientos que un hombre posee
se encuentran en su mente con algún grado de organización. Es el nivel de
organización lo que les otorga mayor o menor
funcionalidad; si están armónicamente integrados,
sus relaciones serán dinámicas y el conjunto
conformará una estructura
cognitiva flexible y abierta, capaz de integrar nuevas
informaciones [3]. Si sus relaciones
no son armónicas, los conocimientos no se integran entre
sí, lo que da a la estructura cognitiva
características de rigidez y concreción y el sujeto
tiene serias dificultades para adquirir nuevos
conocimientos sin el concurso predominante de la memoria
[4].
En la estructura cognitiva formada mediante el Aprendizaje
por Descubrimiento Heurístico existen Invariantes
Operacionales, cuya presencia es indispensable para dar a los
conocimientos una ordenación que permita establecer
relaciones dinámicas que posibiliten la
incorporación armónica e integrada de nuevos
conocimientos, dando al olvido un carácter selectivo.
Los invariantes operacionales actúan en cualquier aprendizaje no
memorístico. Cuando se adquieren y forman mediante el
Aprendizaje por Descubrimiento Heurístico asumen, como
peculiaridad, un rol conductor en el proceso mismo de
aprendizaje.; esto posibilita al adquisición de estrategias y
métodos de
abordaje de situaciones por sobre la adquisición de
informaciones finitas y respuestas pre-elaboradas.
El proceso de Aprendizaje por Descubrimiento heurístico
presenta como invariantes operacionales las siguientes
operaciones:
Þ
Observar
Þ
Problematizar
Þ
Formular Hipótesis
Þ
Experimentar.
Esas operaciones pueden estar en el Nivel de Capacidad o
de Habilidad. Desde el punto de vista del aprendizaje mismo, en
cuanto proceso, el nivel en que se encuentren no tiene
importancia; Sin embargo, en nivel de desarrollo que
tengan, adquiere un valor
relevante desde el punto de vista de la eficiencia del
estudio que el sujeto realice, con el fin de lograr
aprendizajes.
Las operaciones señaladas se realizan y
ejercitan en la práctica del laboratorio.
Allí influyen, además, las relaciones que existen
entre los alumnos y entre estos y el profesor.
Los Invariantes Operacionales ya identificados tienen
distintos niveles de desarrollo en los distintos sujetos. Esto es
consecuencia directa del nivel que cada individuo logre en las
operaciones básicas concretas sobre las cuales se
sustentan los Invariantes Operacionales :
"
Medir
"
Usar Relaciones espacio – temporales
"
Formular Preguntas
"
Plantear Problemas
"
Identificar Variables
"
Controlar Variables
"
Clasificar
"
Comunicar Resultados
Los desniveles generados tanto en los Invariantes Operacionales
como en las operaciones básicas concretas, son parte
fundamental de la explicación de las llamadas "Diferencias
individuales entre alumnos". Este es, entonces, un camino real y
práctico para disminuirlas; y a su vez señala una
vía para abordar el problema del mejoramiento de la
calidad de la
enseñanza.
3.0.- EL
MODELO DE
ESTRUCTURA COGNITIVA
El complejo constituido por las Operaciones del Pensamiento, por
las capacidades y por las habilidades[5] anteriormente
señaladas, puede ser visto como la interacción entre subsistemas, cuyo
conjunto forma el Sistema de
Pensamiento.
En el Aprendizaje por Descubrimiento Heurístico, la
Estructura Cognitiva recibe nuevos conocimientos; este hecho
produce modificaciones entre sus elementos por adición de
otros que antes no estaban y cambian las relaciones entre los
componentes. A su vez, el conglomerado formado por las
Operaciones del Pensamiento, las capacidades y habilidades se
integra a la Estructura Cognitiva transformándola en un
sistema abierto.
La definición de Sistema que entrega L. von Bertalanffy :
"Un conjunto de elementos que se encuentran en
interacción", es demasiado amplia para ser útil en
la práctica pedagógica. No señala otra
característica que la integración, sin subrayar alguna
particularidad que diferencie el Complejo Enseñanza –
Aprendizaje, como sistema específico (o como subsistema)
de otros sistemas socio –
psico – biológicos. Se hace necesario, por lo tanto,
caracterizar el referido Complejo, las Operaciones del
Pensamiento y los Invariantes Operacionales desde el
ángulo de la Teoría de
Sistemas.
Las particularidades del proceso de Enseñanza –
Aprendizaje a que nos referimos tienen dos dimensiones
:
1.- En las relaciones
humanas :
-
Relaciones profesor – Alumnos de tipo democrático y
de colaboración
-
Relaciones alumno – alumno de tipo horizontal y de
colaboración
2.- En la dimensión cognitivo – motivacional
individual, aquí aparecen como
aspectos
específicos y
sobresalientes :
-
Relaciones establecidas entre : perceptos
- Observar – Medir – Usar relaciones
espacio-temporales - Comunicar
-
Relaciones establecidas entre : Observar – Preguntas
Problema [6]
-
Relaciones establecidas entre : Informaciones – Preguntas –
Estructura congnitiva – Problema [7] –
Identificación de variables –
Control
preliminar de variables – Formulación de Hipótesis.
-
Relaciones establecidas entre : Formulación de
Hipótesis –
Control de Variables – Condiciones físicas y materiales
disponibles – experimentación – Comunicación de Resultados.
-
Presencia permanente de las operaciones del pensamiento :
Análisis – Síntesis –
Abstracción – Generalización.
Las condiciones físicas y materiales no
constituyen una dimensión especial, en la enseñanza
de las Ciencias
Naturales siempre es posible realizar trabajos
experimentales, incluso en las condiciones más
precarias [8].
Cada una de las particularidades precisadas es un subsistema,
integrante del Sistema de Aprendizaje por descubrimiento
Heurístico.
Desde el punto de vista de las acciones
didácticas el antedicho sistema tiene las
características siguientes:
·
Integra y consolida nuevas informaciones en la estructura
cognitiva.
·
Desarrollo flexible de la estructura cognitiva
·
Actúan constantemente las operaciones de
Análisis, Síntesis, Abstracción,
Generalización.
·
Desarrollo de la capacidad de transferir los conocimientos
y habilidades desde un tema, o asignatura, a otro.
La tarea que los profesores de Biología deben
abordar es lograr que se incorporen a la estructura cognitiva de
sus alumnos, por una parte, nuevos elementos informacionales en
tres planos:
"
Conocimientos de Biología, como tales.
"
Técnicas de trabajo de
laboratorio
"
Hábitos de trabajo
"
Formas específicas de razonar
y, por otra parte, de aumentar en grado de flexibilidad
de la estructura cognitiva misma.
Con las características señaladas de la estructura
cognitiva y mediante las actividades que se realicen para
alcanzar los objetivos
pedagógicos indicados, la estructura cognitiva se
trasforma en "ESTRUCTURA COGNOSCENTE – COGNITIVA" ,
conformada por la coexistencia de dos fases que se interdependen.
Ambas se encuentran en un equilibrio
dinámico, en un momento predomina una y en siguiente lo
hace la otra.
La concepción de "Sistema" que propuso L. von Bertalanffy
no contribuye a la acción
práctica ni permite deducir ni verificar la estructura
cognoscente – cognitiva sea un sistema diferente de un
conglomerado estable o de un sistema sumativo, ni permite saber
en qué momento es uno u otro. Esta situación se
supera con las especificaciones hechas del Sistema de Aprendizaje
por Descubrimiento Heurístico: la acción de las
operaciones del pensamiento y de los invariantes
operacionales.
El desarrollo psíquico se realiza a través de un
continumm que representa el paso de formaciones no
ordenadas a un sistema y viceversa. La confrontación con
lo nuevo produce un desorden parcial en la estructura cognoscente
– cognitiva, esta adopta, en el sector correspondiente, la
forma de un sistema sumativo; durante este período
predomina el polo cognoscente. La integración de lo nuevo
en el conjunto de los conocimientos ya adquiridos re-construye el
sistema como tal, se restablece el equilibrio y predomina la fase
cognitiva. Este juego se
ilustra en la figura 1.
El aprendizaje por descubrimiento heurístico es un proceso
integrativo-integrador durante el cual se incorpora la nueva
información a la estructura cognitiva del
sujeto. Para posibilitar esta incorporación el sujeto debe
realizar acciones prácticas de investigación y, así, desencadenar
la actividad de los invariantes operacionales.
Las acciones prácticas de investigación que se
efectúan son: Observación, Problematización,
Formulación de hipótesis, Experimentación.
Esas acciones, prácticas, se correlacionan
directamente con las operaciones mentales : Análisis,
Síntesis, Abstracción,
Generalización.
Las operaciones mentales se realizan en una relación
dialéctica con las acciones prácticas de
investigación. Lo que comanda el proceso no son los
elementos participantes, sino que es la relación entre
ellos, su carácter confrontativo y asimilativo respecto
del nuevo elemento y del sistema en su conjunto.
Concordante con lo anterior, la concepción de sistema como
"Una formación integral que posee nuevas
características cualitativas no implícitas en los
componentes que lo forman" [9] refleja
con mayor precisión el sistema psíquico de
conocimientos y su dinámica, permite la explicación de
la creatividad,
imaginación, intuición, transferencia de
conocimientos, en cuanto factores que participan de una
investigación realizada para obtener aprendizajes de
Descubrimiento Heurístico, así como también
explica el continuum del aprendizaje.
Al someter el modelo propuesto a análisis
mediante los procedimientos de
los sistemas lógicos, se muestra
coherente, consistente y armónico.
4.0.- EL MODELO DE
ESTRUCTURA COGNITIVA Y LA PRUEBA DE LOS SISTEMAS
LOGICOS
La Teoría
General de los Sistemas Lógicos afirma que un sistema es
tal cuando se dispone de [10]
1. Un
conjunto A de entidades no especificadas
2. Un
conjunto finito de entidades especificadas
3. Un
conjunto de operaciones
4. Un
conjunto de propiedades o relaciones
La expresión del Sistema
Cognoscente-Cognitivo en el lenguaje
simbólico de los sistemas lógicos es la
siguiente:
S = ECt = {{Oc1} , {RO
c1 } , {Pi-i-} , {Oc2 } ,
{Ecs } , {Od }}
S P i-i = {{Ob } ,
{PP} , {FH} , {E} , {An} , {Sín} , {Abs} ,
{Gen}}
S = Ob = {{P} , {M} , {R e-t} , {Co1
}}
S = PP = {{Ob} , {An} , {Sín} , {Pr}}
S = FH = {{Ob} , {PP} , {Inf} , {An} , {Sín} ,
{Abs} , {Gen} , {I V} , {C R V}}
S = E = {{Ob} , {PP} , {FH} , {Inf} , {C V} , {C M
F} , {An} , {Sín} , {Abs} , {Cl}}
Donde:
S =
Sistema
ECt = Estructura cognoscente
RO c1 = Relación entre objetos
ya conocidos Pi-i- = proceso
integrativo-integrador
Oc2 = Objetos
nuevos, recién conocidos, por descubrimiento
Ecs = Estructura
cognitiva
Od = Objetos desconocidos
PP = Plantear Problemas
FH = Formular
Hipótesis
E =
Experimentar
An = Análisis
Sín =
Síntesis
Abs = Abstracción
Gen =
Generalización
Ob = Observar
P =
Perceptos
M = Medir
R e-t = Usar relaciones
espacio-temporales
Co1 = Objetos conocidos
Pr =
Preguntas
Inf = Información
I V = Identificación de
variables
C R V = Control relativo de variables
C V = Control de
variables
C M F = Condiciones materiales y
Cl =
Clasificación
físicas
Fig. 1 Representación gráfica del proceso
de equilibrio de la Estructura cognitiva
Como puede verse, al Aprendizaje por Descubrimiento
Heurístico (Pi – i) está integrado a la
Estructura Cognoscente-cognitiva en cuanto método
didáctico debido a la influencia definitoria que ejerce
sobre la ya señalada estructura.
La exigencia 1 de Enescu corresponde a {Ecs,
Ecs] } debido a las particularidades de la memoria.
La exigencia 2 de Enescu equivale a {Od ,
Ec2 }
La condiciones 3 y 4 se satisfacen según lo
expuesto en párrafos anteriores.
En este esquema, el paso de las formaciones no ordenadas
a un sistema se cumple por el paso de la función
cognoscente a la función cognitiva.
Se representa así:
Donde : el
signo
corresponde a S = Pi –
i y el signo … representa el
carácter iterativo.
A guisa de ilustrar el sometimiento de la capacidad del
modelo para explicar fenómenos objetivos, obsérvese
la siguiente anotación, realizada durante el periodo de
experimentación con sujetos:
ANOTACION L5 - A1
- A2
Sujetos:
P.A.A. (9 años, 4 meses)
A.L.A. (8 años, 11 meses)
Los sujetos se encuentran frente a una caja que
contiene semillas de porotos en germinación; la caja tiene
un hoyo en un lado, por allí se asoman las
plántulas, como en la figura 2.
Los sujetos ya habían formulado su
hipótesis respecto del crecimiento de las plántulas
hacia la luz, para
verificarla realizaron el experimento de la caja (Lección
5, tema 2). El diálogo,
registrado en grabación, fue:
Suj. 1
:
… o sea que el poroto crece por el hoyo porque ahí
hay luz.
Exp.
:
¿Cómo lo sabes?
Suj. 2
:
Pero si se ve …Aquí están las hojitas (Las
muestra)
Ve, todas vienen para acá.
Exp.
: Si,
¿pero tal vez es consecuencia de que el aire entra por el
hoyo?
Suj. 1
: No
creo, el aire está en toda la caja.
Suj.2
:
¿Qué crezcan en otro dirección?
Exp.
:
¿Por qué preguntas eso?. No entiendo.
Suj.2
: Yo
leí en un libro que las
plantas necesitan
luz …
Suj.1
: Yo
también lo leí.
Exp.
:
¿Y si el libro tuviera un error?
Suj.1
:
(después de algunos segundos) ¿Y por
qué crecen por el hoyo?
Suj.2:
:
Porque andan buscando la luz
La concordancia entre S = {FH} y S =
{E} permite la verificación de la hipótesis y
la conclusión del sujeto 2. Introdujimos la variable
"Presencia del aire" y fue rechazada por una información
anterior ("El aire está en toda la caja").
Por esa razón la incorporación de nuevos
conocimientos, la conclusión, es sólida, pero no
rígida. Así se observa en la respuesta del sujeto 2
que, con otras palabras dice que habría un error en el
libro si los porotos no hubieran crecido por el orificio de la
caja.
Sin dudas que tuvo lugar un proceso de análisis y
síntesis, y una revisión de la estructura
cognitiva (Sujeto 1 "¿Y por que crecen por el
hoyo?"), sin embargo esta no se modificó debido a la
debilidad del argumento del experimentador.
Esta anotación también ilustra que el uso
del método de Aprendizaje por descubrimiento
Heurístico aumenta la flexibilidad de la Estructura
Cognoscente – cognitiva. La flexibilidad lograda tiene un nivel
tan alto que es capaz de alterar la relación del sistema
de conocimientos con otro sistema, el afectivo; así se
explica el hecho que el sujeto 1 haya considerado la posibilidad
que exista un error en el libro.
5.0.-
INVITACION
Este modelo es fértil y cautivador. Como todo
modelo científico, debe estar constantemente sometido al
juicio implacable de la práctica, único criterio de
verdad en Ciencias, no
para buscar su confirmación, sino por el contrario, para
encontrarle deficiencias que lo declaren no válido y
producir así el progreso en la Psicología del
Aprendizaje. Queda formulada la invitación a
hacerlo.
Autor:
Jorge Luis Araneda A. Ph. D.
Constitución, Región del Maule, Chile.
Revisión 2008
[1]
Se refiere al ámbito escolar y a descubrimientos
programados mediante el empleo de un
Algoritmo del
Descubrimiento. No es, por tanto, descubrimiento sustentado en el
azar, sino que mediante el desarrollo del Algoritmo, los alumnos
descubren hechos que les llevan a conceptos, principios,
teorías
o leyes.
[2]
Es la teoría de Jean Piaget,
ya suficientemente demostrada por la praxis
docente.
[3]
El mecanismo fue descrito por J. Piaget y P.
Galperin
[4]
Es la información que está en la memoria,
sin ser comprendida y sin contribuir a la comprensión del
fenómeno al que se presupone asociada
[5]
Tanto las capacidades como las habilidades pueden estar
desarrollas o en proceso de desarrollo
[6]
Son preguntas cuya respuesta implica la
identificación de variables. No es pregunta problema
"¿Por qué sube la marea"?. Una pregunta
problema es "¿De qué depende la subida de las
mareas?"
[7]
Se refiere a problemas científicos. Estos se
redactan de tal manera que su respuesta sea diferente a
"Si" o "No", debe identificar una o más
variables.
[8]
Como ejemplo: un profesor enseñó el
concepto de
velocidad (v=
s/t) mediante una carrera de cucarachas.
[9]
Victor Afanasiev "El Enfoque Sistémico Aplicado
al Conocimiento
Social". Revista
"Ciencias
Sociales". Academia de Ciencias URSS, N°1 –
1979.
[10]
Gh. Enescu. "Teoría de los Sistemas
Lógicos". Editorial Científica, Bucarest, Rumania,
1976 (Edición
en rumano).
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