Resolver un problema como resultado de la actividad de azar o de ensayo y error es posible, y, en determinadas circunstancias, es una actividad deseable. Sin embargo, la resolución de problemas que los resultados de ensayo y error desinformado no produce generalmente el tipo de aprendizaje que se pueden aplicar en el futuro. Por lo tanto, este tipo de solución de problemas no es útil para aprender sobre maneras efectivas de resolver problemas, ya sea en un dominio objeto o en un sentido general.
Ejemplos de resolución de problemas
Objetivos que requieren la aplicación de los principios múltiples y que generalmente se enseña como resolver problemas en resultados incluyen aprender a hacer las siguientes tareas:
堃onstruir la geometría pruebas (selección y aplicación de leyes y teoremas en la secuencia correcta).
堌ea la música.
堅nseñe a la escuela.
堄iseño de la instrucción.
堅scribir programas de ordenador.
넩seño de una casa o, más simplemente, seleccionar y colocar las ventanas en una casa.
堐lanificar y realizar un experimento.
堈acer un diagnóstico médico.
堓olucionar problemas de mal funcionamiento del equipo cuando no se proporciona el algoritmo.
堌a ley de Prácticas.
堒esponder a una llamada de emergencia como un agente de policía.
La resolución de tareas problema puede ser compleja o simple. La resolución de problemas es más sencilla cuando menos los principios deben ser considerados (por ejemplo, el diseño de las ventanas de una casa frente al diseño de una casa). Otra característica que se relaciona con la complejidad en la resolución de problemas es la claridad del problema: Algunos problemas son mucho "más difusa" que otros. Para entender lo que hace que un problema claro, necesitamos definir algunos términos comunes relacionados con la resolución de problemas.
De acuerdo con Duncker (1945), un problema se presenta cuando uno tiene una meta, pero no sabe inmediatamente cómo este objetivo puede ser alcanzado. El objetivo no puede alcanzarse sin un proceso de "búsqueda" (Gilhooly & Green, 1989). Para resolver los problemas, los estudiantes deben buscar en su memoria a largo plazo de los principios, conocimientos, y estrategias que podrían aplicarse a este problema. De este modo, comienzan a aclarar el problema de espacio "" El espacio del problema (Anderson, 1985) incluye el estado de la meta (es decir, el estado final deseado de la situación: ¿qué condiciones sería como si el problema fuera resuelto), lo dado estado (la situación actual, incluyendo sus restricciones y obstáculos), y los estados intermedios que se deben superar para pasar del estado dado al estado de la meta. Cuanto más claro el estado dado y el estado de la meta, el menos "difusa" el problema . Una clara dado (o inicial) ha estado toda la información relevante expresamente previstas, que requieren menos información que se desprende o investigado. Un objetivo claro, precisamente indica los criterios para determinar si el problema ha sido resuelto.
situaciones problema (o que teniendo en cuenta el objetivo y los estados (como. velo como los principios para transformar una situación desde su estado inicial al objetivo de estado) son claras a menudo se denominan problemas bien definidos. Los problemas para el enganche v gran parte de lo dado y estados meta ( y los principios de la transformación) son desconocidas, vagos, o extremadamente situación de dependencia-se denominan problemas mal definidos. notoriamente problemas definidos tienen una solución única o una, definibles por el intervalo finito de soluciones. definido a menudo tienen problemas de malos, corregir con múltiples soluciones adecuación de la solución depende de la justificación de la solución. bien definidos y los malos problemas definió el no parecen ser separadas y distintas categorías de problemas, sino que los problemas parecen caer en alguna parte de un continuo entre estos dos polos. De los problemas que figuran como ejemplos de la resolución de problemas en este capítulo, el desarrollo de las pruebas de geometría, fallos de equipos con problemas y darle la lectura musical están más cerca del polo definido así. Los otros ejemplos de escritura de programas de ordenador, el diseño de una casa, la planificación de un experimento, establecer un diagnóstico médico , el derecho de practicar, y respondiendo a una llamada de emergencia son más mal definidas.
La lección ejemplo como el final de este capítulo, que requiere la resolución de problemas utilizando los principios de la fotografía, se puede ver como la instrucción para problemas bien definidos, es decir. problemas que tienen una correcta rango definido de respuestas. Sin embargo, si colocamos treys problemas fotográficos en el contexto cotidiano de fotógrafo de una obra, podemos encontrar que las soluciones correctas a problemas verdaderos varían ampliamente, dependiendo del contexto o perspectiva desde la que el fotógrafo opiniones los problemas. Si el fotógrafo considera el problema desde una perspectiva de fotografías, la publicidad, los principios que se aplicarán ofrecerá considerablemente de los principios que podrían ser utilizados por el fotógrafo que está preparando las ilustraciones para un libro de texto o una fotografía que se está preparando para una exposición en una galería. Incluso desde esos contextos diferentes, hay principios que se deben aplicar, así como los principios generales que permitan la solución de problemas bien definidos en la fotografía. Sin embargo, una vez que estos contextos adicionales se agregan, la adecuación de la solución, hasta cierto punto, depende de la razón de ser del fotógrafo.
Requisitos cognitivo de la Resolución de Problemas de Aprendizaje
Para solucionar problemas en un dominio, los estudiantes deben poseer y aplicar tres tipos de conocimiento: principios, el conocimiento declarativo, y las estrategias cognitivas (R. Gagnc, 1980, 1985; de Jong
Y Ferguson-Hcssler, 1986). La capacidad de aplicar los principios parece ser el componente más crítico para la resolución de problemas, sin embargo, está claro que sin el conocimiento declarativo y estrategias cognitivas, el estudiante no puede ser capaz de identificar adecuadamente o buscar en el espacio del problema. Estos tipos de conocimiento se utilizan en diferentes grados de apoyo lo cuatro componentes del procesamiento cognitivo en la solución de problemas: Representación del conocimiento, la planificación de soluciones, implementación de la solución, y la evaluación solución.
Problema de la representación
En la primera etapa de la solución de procesamiento de problema, el alumno desarrolla una representación del problema mediante la definición y descomponiendo el problema en subproblemas. Para definida problemas bien, la definición de esquema consiste en identificar los problemas de forma apropiada. esquemas de este problema son producciones de orden superior en la forma, entonces si, con la / / en representación de la * "condiciones importantes para una determinada clase de problemas (junto con todos los conocimientos relacionados declarativa y principios relacionados con esta condición) y el entonces representa las estrategias cognitivas y los principios de apoyo a la solución del problema. Identificar el esquema problema para un problema bien definido puede ser relativamente sencillo: El problema puede tener características distintivas que dejar claro que los principios y estrategias de un dominio particular, debe aplicarse de forma selectiva. En definido por la resolución de problemas así, el problema en sí no es ambigua. Un solucionador de problemas calificados reconoce que la situación actual es análoga a una situación problemática anterior, "Oh, este es uno de esos!" El aprendiz "mapas" las características del problema actual a las características esenciales del esquema de problema que se almacena en la memoria a largo plazo. Cuanto más esta asignación se relaciona con "estructura profunda" (es decir, con vínculos significativos y conceptual) y no por similitudes en las características de superficie "(por ejemplo, similitudes en términos reales, o similitudes en contextos en los que se produjo el aprendizaje), más el conocimiento apoyará problema fácil solución.
En ocasiones, el alumno puede reconocer a un problema como análogo a una similar pero más simple situación o problema en un contexto muy diferente para los que una solución es aparente y que a continuación, aplica la misma solución al problema que nos ocupa. Por ejemplo, los estudiantes podrían usar una estrategia para resolver analogía 1945) Duncker (problema:
Suponga que usted es un médico ante un paciente que tiene un tumor maligno en el estómago, li es imposible operar al paciente, pero menos que el tumor i. destruidas, el paciente 'ilt el dado. Hay un tipo de rayos tailandés se puede utilizar para destruir el tumor. Si los rayos llegan al tumor todos a la vez en un nivel alto de intensidad suficiente, el tumor será destruido. Lamentablemente, con esta intensidad el tejido sano que los rayos pasan a través en el camino hacia el tumor también serán destruidos. En menor intensidad de los rayos son el tejido sano lo inofensivo, pero no afectará el tumor sea. ¿Qué tipo de procedimiento podría ser utilizado lo destruir el tumor con el rayo. y al mismo tiempo la cal evitar la destrucción del tejido sano 7 (pp. 307-308)
En Gick y ami un Holyoak (1980) estudio, los estudiantes fueron dadas analogía: Un ejército está tratando de tomar kit i está rodeado por caminos minados. Las minas de detonación sólo cuando las fuerzas grandes viajar en ellos. La solución es dividir y que todas ellas convergen en la fortaleza de diversas direcciones. Noventa y dos por ciento de los estudiantes que recibieron esta analogía como una pista fueron capaces de resolver el problema del tumor. Sólo el diez por ciento de los estudiantes que no se les dio pista analogía que le fueron capaces de modo lv e el problema.
o descomposición del problema en subproblemas puede ser igualmente claras para problemas bien definidos, porque este tipo de problemas a menudo tienen subproblemas análogas. Por ejemplo, los problemas de la fotografía en general, han subproblemas relativos a la exposición, enfoque, y el movimiento / profundidad de campo de la materia.
Definición de un problema mal definido puede requerir el empleo de estrategias capacitado para determinar cuál es el problema realmente es. Definido por problemas mal puede ser difícil de identificar debido al problema (1) con múltiples perspectivas, como el ejemplo de la fotografía que se aludió antes, con cada una de las perspectivas que representa el problema de una manera diferente, (2) que requieren varios dominios con el fin de articular el problema, como algunos problemas de diseño de instrucción, o (3) se presenta como un problema, cuando no existe problema real. Para aclarar un problema mal estructurado, los estudiantes han de identificar las perspectivas alternativas de las personas afectadas y que afectan a la solución. Los estudiantes también aclarar lo que se conoce, lo que puede ser descubierto, y lo que, debe seguir siendo desconocida. También deben identificar los factores, excepto la falta de conocimiento, que limitan las posibles soluciones.
Los alumnos pueden activar esquemas problema a resolver problemas mal
definidos, así como los así definidos, sin embargo, el "ajuste"
entre la definida por el problema mal y el problema esquemas existente puede
ser imperfecta. El alumno puede tener que construir un esquema nuevo problema
que combina el conocimiento de los esquemas existentes o mantener esquemas viables
problema de varios activos a través de soluciones de prueba para ver
qué esquema problema es más productivo. Descomposición
de un problema mal definido en subproblemas pueden ser muy exigentes porque
cognitivamente ^ perspectiva diferente o un problema de esquema pueden sugerir
diferentes subproblemas.
Solución de Planificación
la planificación de soluciones requiere la búsqueda, selección, combinación, y la secuencia de los conocimientos pertinentes. Solución para la planificación definida por los problemas y se activa cuando un esquema problema de manera adecuada se dedica. Estos esquemas incluyen problema a menudo modelos causales que se relacionan con los principios individuales. Estos modelos pueden ser de varios niveles, con algunos principios generales subsumir los principios menos generalizada. Estos modelos causales son especialmente evidentes en las representaciones alumnos de los mecanismos de los sistemas artificiales y reales tanto. Johnson-Laird (1983) conjeturó que el conocimiento se almacena en un modelo mental "de la información relacionada con un dominio. Este modelo mental es un cruce de proposiciones conocimiento declarativo y basado en las producciones de principio. El modelo mental está sujeta a la reestructuración con la experiencia, el aprendizaje adicional, y el tipo de problema que se presenta. Problema esquemas o modelos mentales indican una serie de principios que, cuando se aplica en una combinación y secuencia, resolverá el problema actual. Sin embargo, el alumno debe seleccionar los principios que aborden el problema actual y el orden en que deben aplicarse. Esta selección de principios y su orden puede ser única para cada problema en una clase de problemas. Si el alumno tiene un conocimiento suficiente para descomponer el problema en subproblemas, los subproblemas se sugieren los principios que deben aplicarse y su orden. Los alumnos que no han alcanzado este nivel de especialización, sin andamiaje educativo, puede depender de algunos y la debilidad de las estrategias genéricas para orientar su plan de solución, como medios y fines, la reducción de la diferencia y trabajar hacia atrás.
Un estudiante que emplean la estrategia de medios y fines mentalmente saltos adelante y atrás entre el final deseado y la situación actual, identificando los estados intermedios, y los principios para convertir a cada estado el estado intermedio que viene. Preparamos la cena con esta estrategia. Nuestro objetivo es tener una comida caliente. La diferencia entre el estado inicial y el estado final es cálido, la comida preparada. ¿Cómo nos prepara la comida caliente? Bueno, tenemos que ir a la tienda y comprarlo. ¿Cómo podemos llegar a la tienda? Viajamos en un coche. ¿Qué tenemos que hacer para usar el coche? Rellenar con gas. ¿Cómo se llenan de gas? Ir a la gasolinera. Y así sucesivamente.
La estrategia de reducción de diferencia de los intentos de seleccionar los principios a representar en la situación actual a que se vea cada vez más como el estado deseado. Es posible que haya visto esta estrategia utilizada por un escultor que esculpe lejos de barro y agrega material para hacer la imagen se asemejan a la figura deseada. El proceso se repite muchas veces. Esto puede no ser tan eficiente para resolver problemas estrategia más para esta tarea, pero es un muy común y eficaz. Un estudiante que emplean la estrategia de trabajo hacia atrás comienza con el estado final deseado y, a continuación selecciona y aplica los principios que una copia de seguridad al estado intermedio justo antes del estado deseado. Entonces se mueve el alumno-a-next-to-last paso siguiente, y así sucesivamente hasta el estado intermedio que se llegó. Usted probablemente ha empleado esta estrategia en la resolución de laberintos.
Estrategias cognitivas específicas desarrolladas para un dominio particular, tienden a ser más potente y eficiente que estratégicos genéricos. Un ejemplo de una estrategia específica es 1979) Schoenfeld de (la solución de la heurística problema para la solución de problemas en matemáticas: (I) dibujar un diagrama, (2) si hay un parámetro entero, buscar un argumento inductivo, (3) considerar argumentando por contradicción o contraindicaciones positiva, (4) considerar un problema similar con menos variables, y (5) tratar de establecer sub-metas (citado en Mayer, 1985, p. 38).
La búsqueda de soluciones para problemas mal estructurados es
menos recetados por un esquema de problema o modelo mental porque no hay una
representación única describe adecuadamente el problema noi propone
el modelo causal para la solución. Jonassen (l997) sugiere que durante
la definida por la solución de problema mal que los alumnos "generar
problema de las soluciones posibles, (2) evaluar la vitalidad de soluciones
mediante la construcción de argumentos y la articulación de las
creencias personales, y (3) vigilar el espacio y la solución de los problemas
de opción" ( p. 81) Por lo mal definidas problema. solución
es a menudo ligada al contexto con múltiples perspectivas que representan
soluciones alternativas, el solucionador de problemas debe examinar su propia
perspectiva y beneficios personales que obtienen varias soluciones, una: un
bien: sus creencias sobre la naturaleza de " "y lo que proporciona
evidencia de la verdad. Tales procesos de la verdad requiere un examen de ambos
problemas y soluciones alternativas para esos problemas mal estructurados. La
estrategia que Jonasscn recomienda para resolver los problemas y las soluciones
que sean viables es a través del desarrollo de un defendibles y convincente
argumento.
Aplicación de soluciones
Para aplicar los principios múltiples, los estudiantes deben conocer los principios. Deben ser capaces de identificar situaciones en las que los principios pueden ser aplicados adecuadamente, que estén en condiciones de aplicar los principios, y deben ser capaces de confirmar que los principios han sido correctamente / aplican debidamente. Algunas estrategias de enseñanza supone que los alumnos pueden aprender / descubrir los principios, mientras que ellos están aprendiendo a resolver problemas. Por ejemplo, muchas estrategias de enseñanza el uso de simulaciones u otros tipos de ambientes de aprendizaje basado en problema para los alumnos a la práctica la resolución de problemas en un dominio sin ofrecer a los alumnos una experiencia previa con los principios que deben ser considerados y aplicados de forma secuencial para resolver el problema planteado en la simulación se es posible aprender los principios en la misma lección que la resolución de problemas. Sin embargo, este enfoque tiene una demanda cognitiva alta, ya que requiere que los alumnos adquieran los principios específicos de dominios a nivel de aplicación, al mismo tiempo que aprendan a identificar los problemas que requieren múltiples aplicaciones de los principios. La ventaja de este enfoque es que proporciona una relevancia inmediata de por qué estos principios deben ser aprendidas. Las estrategias pedagógicas que la resolución de nuevos problemas y los objetivos de principios básicos, junto puede estar diseñado para aligerar la carga mediante la presentación de problemas que son cuidadosamente limitada, para que algunos principios deben ser considerados.
En una lección que aprende primero aprendan a aplicar los principios por separado y luego seleccionar y aplicar los principios en concierto. En muchos casos puede ser preferible que el alumno aprenda a aplicar estos principios de forma automática antes de tratar de aplicarlos en la resolución de una situación problemática. Toda la cuestión de cómo tratar con el aprendizaje en ambientes de aprendizaje requisito previo basado en problema ha sido discutido ampliamente por Dick (1992) y Perkins (1992) en el marco del constructivismo.
Como podrán leer en los capítulos 11 y 12, los principios
y procedimientos son la teoría de que se almacena en la memoria como
producciones. Estas producciones tienen una estructura si-entonces. Por ejemplo,
en el contenido de la fotografía en nuestro ejemplo se extienda, hay
principios en relación con (1) cómo ajustar la exposición
con la velocidad de obturación y la apertura, (2) cómo seleccionar
tipos de película y las velocidades en condiciones particulares, (3)
cómo obtener efectos particulares a través de la composición,
y (4) cómo ajustar el campo de visión y el tamaño de la
imagen a través de lentes. Para resolver los problemas de fotografía,
estos principios deben ser considerados casi al mismo tiempo porque están
muy relacionados entre sí. Los principios que son pertinentes 10 las
condiciones problema particular se debe seleccionar de entre todos los principios
relacionados entre sí. A continuación, estos principios deben
aplicarse en el orden correcto. Una vez que la fotografía se produce,
debe ser evaluado para ver si se resuelve a las llamadas "problema".
Evaluación de la Solución
Procesamiento cognitivo no está completa hasta que el alumno ha confirmado que su solución de forma correcta o adecuada soluciona el problema. Para llegar a esta solución puede requerir múltiples iteraciones entre, implementación de la solución y la evaluación de la solución, con el aprendiz de probar varias soluciones hasta que uno trabaja. Confirmación de problemas bien definidos pueden ser bastante sencillo porque el propio sistema proporciona información que el problema está resuelto. Por ejemplo, cuando la solución de problemas de una impresora funciona bien, si la impresora comienza a funcionar correctamente, entonces el estudiante tiene una buena indicación de que el problema está resuelto. Aprender a determinar si una solución es adecuada para un problema mal definido puede ser más difícil. Jonassen (1997) sugiere algunas preguntas para guiar a los alumnos la evaluación de la solución a un problema mal definido, como "¿Produce una solución aceptable para las partes involucradas?" y "¿Es elegante y parsimoniosa? (P. 82).
-Resolución de tareas Análisis de Problemas
¿Cuál es el análisis de las funciones genéricas para la solución de problemas? Ahora que sabes un poco más sobre la solución de problemas, usted puede abordar el análisis de tareas en el capítulo 5, que ahora cuenta con una terminología más precisa y pasos adicionales. Aunque un enfoque único no está claramente indicada en la investigación o la literatura teórica, parece que en la solución de las condiciones-problema, las siguientes etapas ocurren a menudo. No se puede producir en la misma secuencia que se describe de la siguiente manera y pueden variar dependiendo de qué tan bien definido es el problema.
1. Aclarar el estado dado (las condiciones), incluidos los obstáculos o limitaciones.
2. Aclarar el estado de la meta, incluidos los criterios para saber cuándo se alcance la meta.
3. Búsqueda de conocimientos previos pertinentes y declarativa, principio, o las estrategias cognitivas que le ayuda en la solución,
4. Determinar si las condiciones y estado de la meta implica una clase conocida de problemas.
5. Descomponer el problema en subproblemas con sub-objetivos.
6. Determinar una secuencia para atacar a subproblemas.
7. Considere la posibilidad de solución de vías posibles para cada subproblema usando conocimientos previos relacionados.
8. Seleccione una ruta de solución y aplicar los conocimientos de producción que en el orden apropiado.
9. Evalúe para determinar si se alcanza la meta. Si no, revisar volviendo al paso 1 anterior.
En un área de contenido específico, este esquema puede
ser empleado con el contenido de conocimientos técnicos específicos
en las ranuras de llenado "" No estamos sugiriendo que enseñan
instrucción este contenido ma-independientes del contexto estrategia.
Estos nueve pasos se pueden utilizar en el análisis de resolución
de las tareas específicas-problema dentro de los dominios de contenidos,
ayudando al diseñador a encontrar y estructura de las subtareas primaria.
Las diferencias entre expertos y novatos Problem Solvers
Los psicólogos han pasado gran parte de los últimos 30 años tratando de describir los procesos de expertos y solucionadores de problemas novato. Los psicólogos han estudiado los problemas en los ámbitos de ajedrez (Chase y Simon, 1973; de Groot, 1965), física (Chi, Glaser, y Rees, 1982; Larkin, 1989), matemáticas (Schoenfeld, y Herrmann, 1982), la ciencia política (Voss, Greene, Post, y Penner, 1983), y el diagnóstico médico (Norman, 1985) por nombrar sólo algunos. Estos estudios y otros (de Jong y Ferguson-Hessler, 1986; Fredcriksen, 1984; Larkin, 1980; Mayer, 1983; Simon, 1980; Simon & Chase, 1973) han marcado las siguientes diferencias entre novatos y expertos en solucionar problemas, lo que indica que expertos tienen la siguiente:
1 A "percepción-como" el reconocimiento de tipos de problemas (es decir, reconocimiento de patrones).
2 Más de dominio de conocimientos específicos.
3 Una mejor organización y de dominio específico de conocimiento integrado.
4. La capacidad de representar los problemas y sus similitudes con otros problemas abstractas y "estructura profunda" 1 (semánticamente, más que por características de la superficie (por ejemplo, las similitudes de importancia o espacial propiedades físicas).
5 conocimiento compilado, por lo que la aplicación de los principios es más automático
6 principios relacionados fragmentada juntos en la memoria.
7 La capacidad de reconocer cuando un problema está resuelto y solucionado adecuadamente.
8 Una tendencia a utilizar una estrategia de trabajo hacia adelante en lugar de una estrategia de trabajo hacia atrás-.
9 La capacidad de desarrollar hipótesis solución rápidamente, pero tarden en actuar sobre ellos.
10. Más esquema impulsado por que la solución estratégicos impulsados por la búsqueda
Aunque no tenemos una descripción bastante refinada de las diferencias entre novatos y expertos, tenemos pocos principios basados en la investigación sobre la forma de facilitar la transformación desde el principiante al experto. En el resto del capítulo, vamos a describir algunos de los principios de instrucción para la resolución de problemas. Algunos han sido probados en la investigación, mientras que otros parece lógico teniendo en cuenta lo que sabemos sobre los procesos cognitivos de resolución de problemas. Con suerte, las investigaciones futuras proporcionarán la validación empírica de nuestras recomendaciones.
Eventos de Instrucción para una lección de Resolución de Problemas
A menudo, cuando los diseñadores noveles de instrucción empezar a diseñar la instrucción para una estratégicos para resolver problema objetivo, se imaginan que no hay realmente nada que enseñar, como todos los principios se pueden haber aprendido con anterioridad a la resolución de lección problema. Ellos sugieren que lo único que queda es para los alumnos a la práctica la combinación de los principios. De hecho, la práctica es una parte crítica de la solución de un problema de clase, sin embargo, hay otros eventos de instrucción que puede apoyar la adquisición de habilidades de resolución de problema. El diseño de la solución de la instrucción problema variará dependiendo de qué tan bien definido el problema es (Jonassen, 1997).
Recuerde que los requisitos previos (principios y sus conceptos asociados, el conocimiento declarativo y estrategias cognitivas) para la resolución de problemas se puede enseñar en las clases antes de la resolución de las lecciones problema. O la instrucción sobre los principios, conceptos, conocimiento declarativo, y las estrategias se pueden enseñar en grupos intercalados con instrucciones sobre la forma de combinar este conocimiento para resolver problemas.
Introducción-Solución de Problemas Lecciones
Implementar la atención
La presentación de un problema interesante y desafiante que los alumnos aprenderán a resolver los pueda llamar la atención y empezar a identificar el propósito de la instrucción. Si los estímulos novedosos, tales como gráficos o de vídeo, se utilizan para presentar a los alumnos problema es probable que sean más interesados.
Propósito de Instrucción Establecer
El instructor puede describir la índole de los problemas que los estudiantes aprenden a resolver. Si un problema se ha presentado un reto para promover la motivación y la atención, el profesor puede explicar como este problema es representativa de la clase o problemas
Promover el interés y motivación
Sugerir la forma de resolución de problemas en este ámbito puede ayudar a los estudiantes en los problemas cotidianos pueden promover el interés. La resolución de problemas, si se completa con éxito, puede ser motivador en sí mismo. La instrucción debe ser fabricado para la práctica con éxito lo más rápidamente posible. Si uno corta simulación es relativamente lo usarse dentro de la instrucción, los estudiantes pueden ver una parte de la simulación.
Vista previa de la lección
La instrucción debe informar a los alumnos que van a estar pasando por una sucesión de problemas con el aumento de la complejidad. La instrucción de prever las principales estrategias que se emplearán y los alumnos responsabilidades en el seno de las estrategias.
Cuerpo
Los hechos descritos en esta sección se suceden según un ciclo varias veces en una lección para resolver problema.
Revisión de conocimiento previo relevante
La concepción del conocimiento previo de que el diseñador debe mantener durante la resolución de problemas es más crítico y complejo que para otros tipos de aprendizaje, especialmente cuando se trabaja con problemas mal estructurados. Una Europa más amplia, relacionada con el contexto "inventario" de los conocimientos de dominio puede ser necesaria, según lo sugerido por Jonassen (1997). Estos inventarios se puede basar en teoría de la actividad (Leontiev, 1978) e incluirá los objetivos detrás de las acciones de solucionadores de problemas.
Si el conocimiento declarativo, conceptos, principios, o estrategias adecuadas para la tarea han sido previamente aprendida y aplicada, el conocimiento puede ser abiertamente revisado por el siguiente procedimiento:
堅xamen de conocimientos declarativos relacionados con el área: Esto hará que los alumnos a traer a la memoria de trabajo la información necesaria para comprender la naturaleza del problema.
堒evisión general de estrategias de resolución de problemas-, lo que sugiere directamente una estructura adecuada para atacar el problema y sugerir las modificaciones que son particularmente adecuadas para este dominio.
堒evisar el tipo y el origen de los principios (y sus conceptos asociados) en relación con este problema, asegurando que los estudiantes tengan acceso a los principios y ejemplos de su aplicación.
Si la instrucción de este conocimiento era reciente y los alumnos demuestran un alto nivel de habilidad con ella, la retirada de este conocimiento podría ser intercalados en los lugares que son de inmediato proceda. Este conocimiento podría ser modificada en forma menos directa, con el problema de modelado instructor o el uso de la solución de cuestiones que marcan los alumnos como práctica la solución de problemas.
Si los alumnos han adquirido los conocimientos condición durante un período de tiempo o si es probable que tengan conocimiento estructurado de manera que no facilitará la resolución de problemas, podrían ser alentados a reestructurar sus conocimientos para que se proceda a resolver la nueva clase de los problemas. El ejemplo ilustra una extendida forma de hacer esto mediante el uso de una estrategia territorial, una técnica de redes, para mostrar las relaciones de los conceptos o principios, con la instrucción se establece una nueva estructura de conceptos aprendidos con anterioridad o principios. Mayer (1989) llama visuales tales "modelos conceptuales." Los estudiantes entonces llenar en la red con otros conceptos, conocimientos y principios. Diagramas o representaciones visuales se podría agregar a esta representación espacial para hacer más concreta. Esta reorganización de los conocimientos deben estar en una forma que hace hincapié en las generalidades subyacente de los conceptos, principios, y sus relaciones en lugar de sus semejanzas superficiales (como el uso de términos similares en dos principios). Esta reorganización puede mostrar relaciones jerárquicas entre los conceptos y / o principios, o puede ser organizados funcionalmente, como se ilustra en el ejemplo se extienda.
Si los estudiantes han resuelto los problemas que tienen similitudes con la clase actual de los problemas, entonces esta similitud debe mencionarse explícitamente y las diferencias entre estas clases de problemas deben ser identificados claramente.
Las estrategias que la adquisición de principios y entremezclar los conceptos con la resolución de problemas debe revisar el conocimiento relevante para ellos en el momento en que la instrucción se produce.
Procesamiento de información
La instrucción, ya sea por ordenador o humano, debe determinar si una o más supplantive un enfoque más generativa deben ser utilizados para apoyar los eventos de procesamiento de la información, centrando la atención, y el empleo de estrategias de aprendizaje. Si los estudiantes han organizado y extensivo de contenidos para así conocimientos, buenas estrategias cognitivas, aptituae alta, alta motivación, y una cantidad suficiente de tiempo, entonces una más generativa, andamios estrategia de bajo-sería apropiado. Si los estudiantes un conocimiento previo es limitado y no están bien organizados, estrategias cognitivas son limitados, la aptitud no es elevado, la motivación es baja, el tiempo es corto, y un alto nivel de habilidad es requerida por todos los estudiantes, a continuación, una más supplantive de alta andamios estrategia sería apropiado.
La estrategia más generativa que recomendamos es la presentación de conjuntos de problemas cada vez más complejas para los alumnos de resolver, con las preguntas orientadoras de la instrucción que se usan para evocar el tratamiento, la atención se centra, y las estrategias descritas en estos eventos. Un enfoque ligeramente más supplantive sería presentar un problema y que el instructor (o humana) modelo de la computadora la solución al problema pensando en voz alta, como en las etapas iniciales de un aprendizaje cognitivo. Este enfoque es algo análogo a 1997), Jonassen (recomendación de que problemas bien definidos que enseñar con "ejemplos prácticos". El modelo debe utilizar el tratamiento, la atención se centra, y las técnicas de estrategia que parece apropiado. El uso de este nivel de apoyo, los estudiantes junto contara con un problema en el que harían parte del procesamiento y el instructor también proporcionaría algunos. Por último, los alumnos que resolver este tipo de problema con sólo el apoyo de preguntas orientadoras. Esta secuencia se repite con cada vez más complejos problemas.
La estrategia más supplantivc que recomendamos es que el instructor presente un problema de ejemplo, el modelado de la solución con una explicación completa de cada paso de la solución al problema. Práctica podría ser roto en pedazos más pequeños, tales como una mera aclaración y expresar el estado dado del problema. Después de esta presentación deliberada y cuidadosa y la explicación de una solución (y la práctica con los pasos individuales en el camino), los estudiantes se facilitaría la práctica con problemas completa y guiado a través de una solución con las instrucciones explícitas de instructor o preguntas orientadoras.
Independientemente del enfoque que se adopta, los siguientes aspectos principales de la presentación de la información y el procesamiento debe ocurrir.
1. Presentación del problema. Problema presentación debe emplear una versión simplificada primera .* El problema se puede simplificar en un número de maneras: la limitación del número de principios que tienen que ser visitada, ofreciendo representaciones en el exterior de estos principios como señales, aportando las soluciones a las partes del problema, limitar la información extraña presentado en el problema, o aclarar el estado determinado o una meta estatal. El problema simplificado debe ser el prototipo de los problemas de su clase, con una clara delineación de los atributos que hacen de la situación típica, y debe contener un mínimo de información distractora. Los problemas pueden presentarse en los estudios de casos, simulaciones, o en forma escrita o gráfica. El uso de técnicas de modelización causal (Jonassen et al., 1996) puede ser útil en la selección de los casos pertinentes y otros dispositivos de representación del problema.
2. Problema de espacio. Los estudiantes deben aprender a reconocer el espacio del problema (aunque no se utilice el espacio del problema plazo con los estudiantes, ya que podría confundir más que aclarar en el uso educativo). El instructor debe alentar a los alumnos (tal vez por modelización) para hacer lo siguiente:
堒evise las instrucciones de tareas para la información pertinente por verbalizar y la elaboración de las características del estado de la meta. Esto se realiza mediante la inspección del problema resuelto y sistemática de escaneo las instrucciones de trabajo para las señales pertinentes de la situación y otra información sobre el estado dado.
堃onstruir una red de relaciones de las variables en el estado dado con los del estado de la meta, ya sea mental o con un diagrama.
Analizar la relación de lo dado y el objetivo de los estados para un patrón que se reconoce como la identificación de un determinado conjunto de problemas.
堉dentificar lo que no se conoce, lo que los alumnos pueden hacer inferencias acerca, y qué temas sobre los que los alumnos deben buscar más información. Decidir si se proporciona suficiente información para resolver el problema, qué consecuencias deben extraerse, lo que debe hacer suposiciones.
堄escomponer el problema en estados intermedios (metas sub) entre el Estado y dado el estado final. Por lo general, implica reconocer en principio> particular, puede operar sobre lo dado para transformarse en el punto en que puede ser otro principio de empleados.
3. Principio adecuado. Los estudiantes también deben recibir instrucción dirección u orientación sobre cómo seleccionar los principios adecuados para pasar de cada estado intermedio al siguiente estado.
Centrando la atención
La instrucción c 뮠uso de preguntas orientadoras o estatal ción directa a los alumnos un enfoque la atención en aspectos clave de la situación del fallo o el estado dado, los principios pertinentes, o estrategias para resolver problemas. Los estudiantes también pueden necesitar la asistencia i centrando su atención en el reconocimiento tas-patrón de la identificación de los rasgos críticos de dicho estado y el estado de la meta.
El empleo de estrategias de aprendizaje
Ambas estrategias generales y específicas pueden ser sugeridas, los alumnos tienen éxito y sus estrategias no son defectuosos (ineficientes, deberían ser alentados a continuar para w. Si sus estrategias son ineficaces (o puede resultar en t con problemas más complejos) o ineficiente, a continuación, el instructor puede promover la adquisición de nuevas estrategias de aprendizaje estratégico se puede enseñar a través del modelado instrucción directa, o guiar las preguntas. Las estrategias iniciales enseñado a no puede ser las estrategias que los expertos se utilizan, como el conocimiento se consolida y organiza de forma diferente aquí para allá novicios. Sin embargo , las estrategias que se enseñan deben ser eficaces en el estado de sus representaciones de los conocimientos y principios. La instrucción puede proporcionar el aprendizaje de asistencia estratégica al proporcionar cualquiera de los siguientes:
1. Alternos formas de representar el gráfico de analogía-problema, etc
2. Formas de limitar el número de enfoques alternativos
3. Consejos a la forma general de la solución o subsolution
4. Estrategias de búsqueda para recuperar información relevante.
5. Técnicas de seguimiento para evaluar la ness créditos de la solución.
6. Imaginería mental tácticas para reconocer los tipos de problemas tipos de solución.
7. Métodos para el almacenamiento de memoria externa para hacer frente a las limitaciones w, como la creación de ayudas para el trabajo o el gráfico
8. Estrategias genéricas tales como hipótesis y prueba, trabajando hacia adelante, trabajando hacia atrás, y medios-fines.
9. Las estrategias específicas para la representación de problemas o devolver soluciones para el dominio en particular.
Práctica
Chase y Chi (1980) sugieren que miles de horas de práctica puede ser necesaria para transformar un novato en un exr. solucionador de problemas. Después de los estudiantes han experimentado la solución de los problemas de ejemplo, deberían tener la oportunidad de resolver problemas de dificultad similar. Orientación para la enseñanza, tales como sugerencias, preguntas orientadoras, la presentación de una base de datos de principios, y sugerencias para las estrategias, debe ir reduciéndose gradualmente. la práctica deberá proporcionar suficiente para que (I) el conocimiento puede ser reorganizado y elaborada de una manera que apoye la resolución de problemas, (2) el reconocimiento de calificaciones de patrón se vuelven automáticas o incluso con los malos problemas de estructura compleja, (3) la identificación de sub-objetivos y afines principios se convierte en automático, y (4) la selección y aplicación de las estrategias es automática. Para estructurado problemas mal, la argumentación de diversas técnicas pueden ayudar a los estudiantes en la aplicación de los conocimientos de dominio a fin de clarificar los conceptos subyacentes.
La práctica inicial puede incluir el rendimiento de una sola etapa de resolución de problemas, tales como (i) identificar el estado meta, (2) identificar la información importante en el problema, (3) identificar las relaciones entre las variables, (4) construir una representación de las variables en dado y estados meta, (5) identificación de los principios pertinentes que deben aplicarse, y (6) que confirma la idoneidad de una solución. Cada pihase debe ir seguida de comentarios, en lugar de tener el alumno aplicará todo el proceso. Más tarde, siguiendo la práctica inicial y retroalimentación, los estudiantes deben practicar resolver todo el problema antes de recibir la retroalimentación.
La práctica debe comenzar con los problemas que han fácilmente reconocibles, los rasgos distintivos en determinados estados y objetivo, con detalles superfluos poco. Más problemas mal estructurados deben introducirse gradualmente.
Tramitación inicial de retroalimentación La retroalimentación puede ser en forma de sugerencias o preguntas orientadoras, si el alumno la solución ha ido mal. Esta información también pueden ser específicos en términos de información usado bien o mal.
Votos deben incluir información no sólo respecto de la idoneidad de los alumnos soluciones, sino también la eficiencia del proceso de solución. Como los alumnos hacer la transición desde el principiante al experto, su resolución de problemas será más automática. Por lo tanto, como estudiantes se vuelven más y más expertos en sus enfoques a los problemas, sus soluciones deben ser más y más aerodinámico. Comentarios sobre la eficacia o la rapidez de la resolución de problemas es necesario en la medida en que la experiencia real a menudo se espera como parte del objetivo de aprendizaje. la información de votos, especialmente temprano en el proceso de instrucción, también puede incluir si el alumno ha identificado correctamente el problema, correctamente definido el estado de la meta, apropiadamente descompone el problema, considera las alternativas pertinentes, seleccionó un enfoque viable, y alcanzó el estado final.
Una forma de proporcionar retroalimentación sobre la eficacia y la eficiencia es presentar un modelo del proceso de solución. Si el proceso de solución produce artefactos de las etapas de la solución (tales como soluciones intermedias escrito), los alumnos pueden dar un modelo de respuesta visual o escrita a la solución. Este modelo puede incluir una descripción de cómo la solución produjo desde el rancio dado al estado objetivo, y cómo la solución representa el estado de la meta.
Conclusión
Resumen y revisión
El resumen y el examen, ya sea proporcionado por los alumnos o la instrucción, deberían incluir lo siguiente:
1. Una revisión de las características de los problemas que los hacen miembros de la clase de problemas que pueden resolverse de una manera similar.
2. Un resumen de las estrategias eficaces para este dominio de los problemas.
3. Sugerencias de los métodos para organizar el esquema de problema para el almacenamiento y la recuperación posterior.
Transferencia
La transferencia de habilidades de resolución de problemas, particularmente la transferencia de estrategias, no se produce espontáneamente. Para la transferencia se produzca, los estudiantes necesitan consejos explícitos que señalan la utilidad de este aprendizaje a problemas similares y disímiles de esta lección. También necesitan recordatorios en la enseñanza posterior, de los cuales los conocimientos, principios, o estrategias pueden ser útiles. En general, cuanto más variada y los problemas surgidos en la práctica, mejor será la transferencia a las tareas de problema relacionado.
El enfoque de descubrimiento guiado que hemos recomendado (con tres niveles de apoyo de procesamiento) tiende a fomentar la transferencia de específico y, hasta cierto punto, habilidades para resolver problemas generales. Además, los estudiantes deben ser alentados a identificar los tipos similares de problemas en situaciones de la vida real o en problemas más complejos.
Los estudiantes también pueden ser alentados a desarrollar sus propias descripciones de los problemas que entran en esta misma clase de problemas y construir sus propias soluciones. Los alumnos pueden animó a dar los problemas a sus compañeros.
Durante la instrucción posterior, la transferencia puede ser el apoyo explícito dando a entender que las estrategias usadas en esta lección se puede aplicar a la nueva. Los estudiantes pueden recordar las representaciones del conocimiento que se construye en esta lección y, a continuación las representaciones pueden ser elaboradas a partir de nuevo durante la instrucción.
Remotivation y Conclusión.
Un producto de la solución de problema de aprendizaje es con frecuencia el conocimiento de cómo usar el conocimiento, por lo que la función de remotivation pueden ser generados por los estudiantes como parte de un aprendizaje exitoso. Si hay razones para creer remotivation puede no ocurrir, los estudiantes pueden ser lo suficientemente remotivated y la lección con éxito concluyó recordando a los alumnos de la cantidad y utilidad de los conocimientos que han adquirido en la lección.
Valoración
La evaluación de las habilidades para resolver problemas, debería exigir a los estudiantes a resolver problemas de la clase que la instrucción se ha centrado. Los problemas deben ser de contextos similares a los que se utilizaron como ejemplos y la práctica de la lección.
instrucciones de trabajo también deben ser similares a las establecidas en la instrucción. Sin embargo, los problemas por sí mismos han de ser novedosas y unencountcred anteriormente. Las simulaciones y los problemas caso se puede utilizar durante la evaluación. Con frecuencia, el argumento de las actividades de construcción, misma discutido anteriormente en "Practicar" puede resultar adecuado en las actividades de evaluación.
El problema principal en la evaluación de las habilidades para resolver problemas-es que a menudo el tiempo necesario para resolver un solo problema puede ser extensa, si es. por consiguiente, difícil proporcionar un número suficiente de artículos durante un plazo de evaluación a tener confianza en la fiabilidad de la medida. En estos casos, los diseñadores de instrumentos de evaluación pueden visitar para incluir algunos problemas parciales, como problemas en el que el alumnado debe considerar la conveniencia de una solución aportada, además de uno o dos problemas completos que los estudiantes deben completar.
-Dominio de la solución de problemas específicos consiste en identificar los datos conocidos y desconocidos en un problema, la selección de principios para resolver el problema, la aplicación de un procedimiento para definir el orden en que estos principios deben aplicarse, lo que confirma la correcta aplicación de los principios, y "arreglar" si el principios no han sido aplicadas correctamente. Aunque los principios difieren a través de dominios, tareas de resolución de problema-generalmente implican estos pasos comunes. Cada uno de estos pasos se pueden evaluar por separado como reconocimientos o construido respuestas, o todos los pasos pueden ser evaluados en su conjunto en un reconocimiento o construidos formulario de respuesta.
Los siguientes son ejemplos de un tipo de reconocimiento de los elementos que podrían utilizarse en la evaluación de competencias en la química.
Este punto es similar a la fase de confirmación de la resolución
de problemas. El artículo también exige que los alumnos realmente
resolver el problema, por lo que evalúa si bien puede seleccionar y aplicar
los principios. El tema es algo menos exigente que un problema de respuesta
construida que requiere la solución del problema, sin embargo, es posible
que, en algunos casos, ser un formato más práctico para la evaluación.
Aquí es un problema de reconocimiento de que evalúa si los alumnos
pueden elegir entre los principios disponibles que son aplicables a un problema
particular:
A continuación se muestra una ecuación balanceada.
¿Cuál de los siguientes principios para la convocatoria debe de aplicar la ecuación 10 convertir la una ecuación iónica neta? a. Estado de los ácidos binarios
h. Estado de ácidos ternarios
c. Regla ofpolyprotic ácidos
d. Estado de (escribir) los gases
Este problema es una tarea de química rathei la solución de un problema que utilizan tarea principio porque el alumno debe elegir entre una serie de principios y los aplique en la u orden correcto de resolver el problema. Sin embargo, no evalúa si los estudiantes realmente se puede resolver el problema. La respuesta primera constructec documentos tema evaluar esta habilidad.
problemas de respuesta construida podría parecerse a lo siguiente:
A continuación se muestra una ecuación balanceada.
Convertir (él encima de la ecuación a una ecuación
iónica neta. Escribe tu respuesta en el espacio de abajo.
También puede combinar estos formatos en un número de maneras ol para crear un elemento que es tanto el reconocimiento y la respuesta construida Contra:
Enumere a continuación los principios que utilizó para determinar respuesta yoin
Macroestrategias de Solución de Instrucción-Problema
Los educadores y los formadores emplean a menudo una de las dos estrategias igualmente ineficaces para la enseñanza de la resolución de problemas. La primera es de u enseñar los principios relevantes para la resolución de problemas (a veces sólo en su forma declarativa, sin ninguna instrucción en la aplicación real) a: -. d suponer que los alumnos puedan seleccionar un
Esto no significa necesariamente que se recomienda didácticos, estrategias de instrucción para la enseñanza expositiva resolución de problemas. Simplemente quiere decir que nos parece que los requisitos previos para la resolución de problemas se les debe enseñar y que la resolución de problemas es en sí misma un nuevo aprendizaje que también se les debe enseñar utilizando las estrategias educacionales apropiadas. (Tanto el ejemplo se extienda y la lección de la muestra sobre la programación de un ordenador en este capítulo emplean una combinación de estrategias y generativo de instrucción supplantive.) Una estrategia altamente generadora puede ser seleccionado, o una estrategia más andamios puede ser más adecuado, dependiendo de muchos factores que la diseñador debe tener en cuenta.
Una preocupación en segundo lugar, además de tipo de estrategia de instrucción, es la secuenciación del principio de aprendizaje relacionadas con respecto a la solución de problema de aprendizaje. Es posible para que den a principios primer requisito y luego simplemente enseñar la manera de integrar los conocimientos, principios y estrategias cognitivas para resolver problemas utilizando los principios. El ejemplo se extienda al final de este capítulo se utiliza este enfoque. O la instrucción sobre los principios y la resolución de problemas puedan ser entrelazados, proporcionando instrucción en un cierto subconjunto de principios, junto con instrucciones sobre cómo estos principios pueden ser utilizados para resolver un determinado subconjunto de los problemas en el dominio de contenidos. El ejemplo de programación informática que emplea más adelante en este capítulo se emplea este enfoque. Hay ventajas y desventajas de cada método, y la superioridad de un enfoque sobre el otro no ha sido establecida por la investigación.
Hay un número de Macroestrategias emocionante para la enseñanza de la resolución de problemas. La mayoría de ellos son susceptibles de una guía "descubrimiento" planteamiento, es decir, los alumnos deben descubrir TIIE cómo los principios y los conocimientos se pueden combinar para resolver problemas, pero las sugerencias de la instrucción y, en ocasiones directamente y enseña los principios, los conocimientos o las estrategias a utilizar en el camino. Los consejos y la enseñanza directa puede ser gradualmente abandonado durante la práctica, que requiere a los estudiantes a hacer más y más del procesamiento de la información para ellos mismos. Este enfoque descubrimiento guiado con cantidades decrecientes de la orientación debe ser motivador y eficaz para promover la transferencia de habilidades de resolución de problemas-. Así, con la cantidad de conocimiento previo de los contenidos que los alumnos suelen tener antes de comenzar una lección de resolución de problema cuando el descubrimiento guiado del conocimiento previo se ha empleado, por lo general los diseñadores pueden utilizar una estrategia más generativa de la resolución de la instrucción problema en sí.
Aunque cualquiera de los siguientes ocho Macroestrategias puede ser un buen candidato para ayudar al aprendizaje de los estructurados problema bien resolver, varían cuando se trata de ayudar al aprendizaje de los estructurados problema mal resolver. Las estrategias se presentan en una, hipotéticamente basados en secuencias en bruto, con el mínimo aplicable a la solución de problema mal estructurado primera y la más aplicable pasado. Además, aunque los siguientes ocho Macroestrategias se describen por separado, elementos de varias estrategias pueden ser combinados para crear una estrategia única de aprendizaje adecuado para un objetivo concreto.
Diálogo socrático
El diálogo socrático es un método de enseñanza en la que se orienta a un estudiante para el logro de aprendizajes deseados a través de la interacción con un experto o tutor, cuya función es dotar a los órganos rectores y preguntas. Nuestro ejemplo del prototipo de este enfoque es la estrategia instruccional que el profesor Kingsfield carácter usado en la película / serie de televisión The Paper Chase. Usted puede recordar que al tratar de enseñar a sus alumnos a aplicar el derecho contractual, el profesor Kingsfield describe un problema y, a continuación requerían que los estudiantes usar las leyes con el fin de desenredar el problema jurídico. Su cuestionamiento señaló guiadas de los alumnos, tanto en la selección de las leyes pertinentes (principios) y su aplicación al problema particular.
diálogo socrático es una técnica poderosa para
la enseñanza de la resolución de problemas. Es muy exigente para
el profesor, que requieren habilidades excepcionales en la atención a
los alumnos, la habilidad de inferir de los alumnos de la línea de razonamiento,
y una concepción clara del objetivo final de la instrucción. Es
fácil para un profesor cualificado menos se distraiga con detalles sin
importancia o que sea incapaz de construir una pregunta (en lugar de una conferencia)
para guiar a los estudiantes el razonamiento. Otro aspecto negativo de diálogo
socrático es que el interrogatorio puede implicar sólo a un estudiante
a la vez. Otros estudiantes pueden experimentar vicariamente las interacciones,
pero la línea de interrogatorio no puede realmente responder a sus concepciones
equivocadas, o líneas de razonamiento defectuoso. Basado en programas
de ordenador (a menudo descrito como "sistemas tutoriales inteligentes")
que involucrar a los estudiantes en el diálogo socrático se han
desarrollado en un número de dominios. Aunque experimental y limitada
en el momento (sobre todo debido a la "incapacidad de los ordenadores para
entender el lenguaje natural), en última instancia, esta tecnología
tiene el potencial para dar a todos los alumnos en una clase la oportunidad
de experimentar esta interacción de instrucción íntimamente.
Collins y Stevens (1983) sugiere varias tipos de interacciones que el profesor
puede tener su origen (o el profesor puede guiar a los estudiantes para generar)
en el diálogo socrático: o negativo ejemplos positivos de principios,
contraejemplos de principios, casos hipotéticos, hipótesis, pruebas
de hipótesis, predicciones y pronósticos alternativos, atrapando
de los estudiantes, la localización consecuencias a la contradicción,
y cuestionar la autoridad. Una variante del diálogo socrático
fue descrito por Fosnot (1989) utilizando el término "coaching",
en la que se tenga cuidado de asegurarse de que el mentor está abierto
a la aceptación de las percepciones alternativa desde el protegido .
Sistemas Expertos
Los sistemas expertos se basan los programas de computadoras que, cuando se les da los datos, son capaces de resolver problemas dentro de un dominio limitado de conocimientos. Los sistemas expertos fueron desarrollados originalmente para sustituir experiencia dentro de los dominios esotérico de experiencia en la que los seres humanos que poseen la experiencia se limita el número. Por ejemplo, dos sistemas expertos se desarrollaron-uno relacionado con la reparación de trenes motores impulsados por vapor y relacionados con un con la limpieza de los tanques químicos, cuando se hizo evidente que los expertos en estas dos áreas se acercan al retiro y nadie había sido específicamente entrenados para resolver problemas en estas dos áreas. A medida que se desarrollan, los sistemas expertos de arco que se excluye la necesidad de que la resolución de la instrucción problema dentro de un dominio. El desarrollo de sistemas expertos es muchísimo tiempo, incluso con la asistencia de los depósitos (Grabinger, Wilson, y Jonassen, 1990). Por supuesto, el más amplio sea el ámbito de la resolución de problemas y cuanto más complejo sea el problema potencial, más difícil será el desarrollo.
Los sistemas expertos se componen de componentes iwo, una base de datos de conocimiento y un motor de inferencia. La base de conocimientos específicos se compone de declarativa de dominio en el conocimiento y los principios. El motor de inferencias y se compone de estrategias específicas de dominio genéricos que determinan cómo la base de conocimientos se deben combinar. Cuando una persona utiliza un sistema de gasto para resolver un problema, el sistema experto pide a la particular para obtener información acerca de los dados y el estado objetivo. Si esta información es adecuada, el sistema puede proporcionar al usuario una solución. Si la información es insuficiente, los principios son incompletas, o el dominio es "difuso" el sistema puede proporcionar al usuario información acerca de cómo sus soluciones son posibles.
Si están disponibles o posibles para desarrollar, los sistemas expertos pueden ser utilizados en la resolución de la instrucción problema. Simplemente usando un sistema experto para ayudar a resolver los problemas probablemente no va a enseñar al estudiante a resolver problemas de forma independiente. Si un alumno podría inducir a los principios y estrategias cognitivas, sería una estrategia de enseñanza muy ineficaces debido a que la función original del sistema experto es evitar la instrucción. Hay por lo menos tres maneras en que los sistemas expertos se podrían utilizar para enseñar a resolver problemas en un dominio: boletines de problemas secuenciados, sistemas tutoriales inteligentes, y la creación de un sistema experto.
El uso de los boletines de problemas secuenciado es una forma en que los sistemas expertos pueden utilizarse para ayudar a la instrucción en la resolución de problemas. Cuando se le consultó, algunos sistemas expertos mostrará los principios que se utilizaron para resolver un problema y la secuencia en que los principios fueron empleados. Algunos sistemas también muestran que el conocimiento declarativo dentro del sistema y la información proporcionada por el usuario que se utilizó para resolver el problema. Para resolver el problema de instrucciones que utiliza un sistema experto existentes tal vez deba asegurarse de que los alumnos ya pueden aplicar los principios de forma individual. A continuación, debe proporcionar a los alumnos seleccionados cuidadosamente secuenciado AUU boletines de problemas para dar al sistema de expertos. Los estudiantes se les debe enseñar la forma de acceder, leer, interpretar y explicar el sistema de su razonamiento. Los alumnos deberán tener el sistema de solución de problemas en el primer problema de ajuste (el tipo más sencillo de los problemas en el dominio). Se debe estudiar y explicar el razonamiento del sistema. Los alumnos deberán resolver problemas similares por su cuenta y luego dar los problemas en el sistema de retroalimentación. Por último, deben resolver los problemas en el conjunto de forma independiente y evaluar la adecuación de sus soluciones. Luego se puede pasar a la siguiente conjunto de problemas y seguir el mismo patrón. Para obtener más información sobre los sistemas expertos, leer Goodyear y Tait (1991), Lippert (1988), y McFarland y Parker (1990).
sistemas tutoriales inteligentes (ITS) son sistemas basados en instrucción, equipo que no sólo incluyen una base de conocimientos y un motor de inferencia, sino también un modelo de profesor y un estudiante modelo. El modelo del profesor (a veces llamado el componente pedagógico, tutor, o entrenador contiene conocimientos y principios relativos a la instrucción. El modelo del estudiante contiene un modelo de los principios y conocimientos que el alumno ha adquirido. A medida que el alumno aprende más, el modelo del estudiante se actualiza para reflejar los alumnos de nuevos conocimientos, los programas de ITS están diseñados para ser independientes y suficientes en la enseñanza de los alumnos un contenido determinado. programas de ITS son muy caros cumplir, y tiempo para desarrollar y, en la actualidad, se utilizan principalmente para la investigación y no de aplicación como la instrucción en las escuelas y centros de formación. Algunos de sus programas han sido desarrollados para enseñar a resolver problemas en áreas muy estrechas de contenido, tales como los programas diseñados para enseñar a resolver determinados tipos de problemas en la programación, la física o el diagnóstico médico. Otros enseñan declarativa conocimientos o conceptos. Teniendo en cuenta el costo y la complejidad de su desarrollo, los desarrolladores probablemente les reserva para la investigación y para los más críticos y difíciles de aprender 뻠se trataría de habilidades para que los alumnos puedan tener antes de los conocimientos muy diversos y para los cuales Es difícil predecir cómo "antes de conocimiento de los alumnos van a interactuar con el nuevo contenido. Para más información sobre sus sistemas, le sugerimos que lea Lajoie y Derry (1993); Nguyen-Xuan, Nicaud y Gelis, (1995), y Veneno y Richardson (1988).
Una tercera estrategia para el uso de sistemas expertos para enseñar
a resolver problemas es que los alumnos desarrollan un sistema experto que pueda
solucionar los problemas en el dominio de contenidos específicos que
están aprendiendo. sistema de depósitos de expertos están
disponibles que permiten no programadores para desarrollar un sistema experto
simple. El uso de estos depósitos varía en crisis, y su poder
también varía (Grabinger, Wilson, y Jonassen, 1990). Sin embargo,
los educadores han informado de su uso con éxito tanto con la escuela
secundaria y estudiantes universitarios (Starfleld, Butala, Inglaterra, y
Smith, 1983; Trollip y Lippert, 1988; Wideman y Owston. 1988). Este esfuerzo
requerirá la formación de profesores intenso y considerable tiempo
y recursos. En general, los estudiantes tendrían que ser experto en la
aplicación de los principios individuales antes de desarrollar el sistema.
Para obtener más información sobre el desarrollo de un sistema
experto, le sugerimos que lea Grabinger Wilson, y Jonassen (1990).
Elaboración de modelo
Una de las mejores Macroestrategias para la enseñanza de la resolución de problemas implica la presentación de conjuntos de problemas cuidadosamente secuenciado. El primer conjunto de problemas debe ser el más funda 젭entales de las que han aprendido. Reigeluth (1992) sugirió una técnica de selección de estos principios fundamentales a través de un filtro de "simplificación de las condiciones." Los estudiantes pueden aprender estos principios mucho antes de la instrucción de la resolución de problemas o justo antes de la instrucción de la resolución de problemas. Si el 젣ión instrucciones de los principios se produce justo antes de la instrucción en com 젣ombinando los principios establecidos en la resolución de problemas, el diseñador debe velar por que definitivamente ejemplos suficientes y la práctica se han incorporado de manera que la aplicación de cada principio independiente es bastante automático. Después los alumnos han recibido en 젴rucción en la selección y la combinación de los principios para resolver una clase de problemas, entonces la instrucción puede pasar a los principios de aprendizaje adicionales y la combinación de estos principios con las viejas para resolver una amplia clase de problemas. Usted puede reconocer este enfoque como una adaptación del modelo de elaboración (Reigeluth y Stein, 1983). Vamos a utilizar este método más adelante en este capítulo en nuestra descripción de un curso de programación informática.
Simulaciones
Una simulación también puede ser utilizado eficazmente como macrostrategy para la instrucción de resolución de problemas. Una simulación es una actividad que trata de imitar las características más esenciales de una realidad, pero permite a los estudiantes para tomar decisiones dentro de esta realidad sin llegar a sufrir las consecuencias de sus decisiones siones. simulaciones de instrucción se prevé en general una situación problema a través de la representación de un sistema en forma de funcionamiento y posteriormente se requiere del alumno para interactuar con el problema. Con cada acción del alumno, no hay una respuesta en el mentosim. Las simulaciones se han basado en computadora para que la calidad de los comentarios a la respuesta de los estudiantes puede ser la vida como 젥 inmediata. Un ejemplo de una simulación por ordenador-mento para enseñar habilidades de resolución de problemas fue la "mosca de la fruta Simento que fue entregada originalmente en el sistema PLATO (Heal, Eades, Tenczar, y Denault, 1968). Fue concebido para dar a los estudiantes la oportunidad de aplicar los principios múltiples de la genética para predecir y controlar la herencia de los favores de la mosca de la fruta. Los alumnos pueden ver los efectos de su manipulations de los padres sobre los hijos durante varias generaciones en unos pocos minutos en lugar de esperar a ver ef reales defectos de un experimento genético en vivo. Las simulaciones se puede producir con material escrito, como una simulación en la canasta en la que un estudiante debe hacer frente a todo el correo que se ha acumulado en uno en la canasta dentro de un ambiente. Las simulaciones también pueden ser en grupo, como con las simulaciones en el que el alumnado debe juego de roles dentro de un medio-ronrrient prescrito. Tennyson (1988) se enumeran las ventajas de la simulación-ciones, y señaló que las simulaciones pueden hacer lo siguiente: 1. Hágale un contexto significativo. 2. Ser bastante complejos. 3. Exponer a los alumnos a soluciones alternativas. 4. Exigir la solución de problemas en situaciones en que no hay una única respuesta correcta. 5. Permita que los estudiantes entiendan las consecuencias de sus soluciones. 6. los alumnos requieren para predecir los efectos de sus acciones. Otra de las ventajas de las simulaciones es que pueden concebirse de modo que en fases iniciales, el problema del estado de la meta y se simplifican, es entonces dentro de las capacidades de los alumnos a principios de la instrucción para resolver el problema. El problema y la solución relacionados se pueden hacer más y más complejos (como en la vida real) para exigir al estudiante a emplear a más de selección y estrategias de procesamiento. Simulaciones, parcialmente los que son por computadora, se puede ejecutar un número bre de veces por los estudiantes para que tengan múltiples oportunidades de práctica. Por desgracia, las simulaciones bueno puede ser bastante difícil y requiere mucho tiempo para crear. En el diseño de una simulación, el diseñador debe planear cuidadosamente la descripción del medio ambiente 쬠los actores en el medio ambiente, y los principios que rigen (1) cuándo y cómo los actores pueden actuar, (2) cómo estas acciones afecto, la medio ambiente, y (3) cómo el medio ambiente va a reaccionar a las acciones de los actores. Todos los elementos ción en el diseño debe reflejar la realidad. Los principios de causa y efecto que rigen los actores y el medio ambiente deben ser los principios que los alumnos están aprendiendo a manipular 젴arde en la resolución de problemas. Rowe (1984) describe las directrices que los diseñadores deben tener en cuenta en el diseño de simulaciones. Estas directrices se clasifican en las directrices que tienen que ver con (1) variables (aquellos factores que son influenciados por los princi pios) y sus parámetros, (2) preguntas al usuario, (3) dis juego de resultados de la simulación, (4) comportamiento de la simulación en general, y (5) la organización general de la simulación. Estos principios 젰ios dar una idea de la complejidad de diseñar simulaciones buena. Otras fuentes que proporcionan orientación para el desarrollo de simulaciones se Adkinson (1977), Greenblat y Duque (1981), Maidment y Bronstein (1973), The Shins (1975), y Walcott y Walcott (1976). Una vez que se desarrolla una simulación, es imperativo que los firmantes de 젣uidadosamente esquema sugerido el uso de la simulación en la enseñanza. Por ejemplo, es sumamente importante que antes de encontrarse con las simulaciones, los estudiantes a adquirir el pios 젰rincipios que se deben combinar en la simulación y un instructor de estar preparados para ofrecer un alto nivel de los andamios para los estudiantes de inicial pasa a través de la simulación. Incluso con varias pasadas a través de una simulación, los alumnos no se puede esperar que en 젤ucir los principios que han estado interactuando dentro de un 젣ión simulación. Como se señaló anteriormente, aunque los alumnos más capaces o dotados pueden ser capaces de realizar los saltos mentales necesarias para inducir principios desconocidos de trabajar con múltiples problemas, este enfoque puede ser ineficaz, incluso para los mejores estudiantes y no funciona para la gran mayoría de estudiantes en cualquier caso. Asimismo, la reunión de información después de la simulación es crítica. Es muy posible para que los estudiantes han tenido éxito en una simulación y todavía no han adquirido la capacidad de aplicar los principios en concierto con otros casos. Su comportamiento durante la simulación puede haber sido por ensayo y error o sobre la base de defectos, aunque con éxito, el razonamiento. Durante el interrogatorio, los participantes deberían estar obligados a explicar su comprensión de la situación dada, el estado de la meta, su selección de principios para resolver el problema, y cómo sus acciones se trasladó la situación desde el estado dado al estado meta. Joyce y Weil (1986) y Kozma, Belle, y Williams (1978) se presentan sugerencias para la ac 젣ión de un profesor durante una simulación. Como diseñadores desarrollar sus simulaciones y los maestros con / guías de instructor, la activación 젤ades de profesores u otros medios que introducir y concluir la instrucción deben ser considerados cuidadosamente y explicó porque la introducción y el arco conclusión muy crítica para el ef cacia 젤e la simulación. lecturas complementarias en simulación de diseño 젣ión y el uso incluyen Brant, Hooper, y Sugrue, 1991; Duchasicl, 1991; Gorrell 1992; Lierman, 1994; Matoon & Klein, 1993; Njoo y DeJong, F991; Reiber y Kini, 1993: Rieber, 1996a; Thomas & Hooper, 1991, y apuesta, hurgando-hornc, y Powley, 1992.
MicroMundos
El concepto de "micromundo" es bastante similar
a la de simular 젭ento, salvo que la idea central de las simulaciones es la
repre sentación 젤e un sistema, y la idea central de un micromundo es
un centrado en el alumno la construcción (Rieber, 1996b). Seymour Pa-PERT
(1980) es generalmente considerado como el iniciador de la idea, en la que el
uso de los niños de la programación lan LOGO 젣alibre para crear
"gráficos de tortuga" podría ayudar en la generación
de profundas correr y sofisticadas matemáticas entender reuniones 쮠
Con su énfasis en la construcción alumno en lugar de representación
del sistema, el concepto micromundo estimula desarrollo a nivel local de ambiente
de aprendizaje basado en computadoras 젣ión. Uso de herramientas de
desarrollo relativamente accesibles, como HyperCard 頨véase el capítulo
18), es factible para las escuelas y organismos de capacitación para
desarrollar micromundos para ayudar a la instrucción de resolución
de problemas. Como macrostrategy para el aprendizaje de resolución de
problemas, croworlds mi 젯frecer asistencia especial en el suministro de un
ambiente de aprendizaje que es intrínsecamente motivador y desafiante
cognitivamente. Sin embargo, es un error asumir que los impulsos naturales del
alumno en interacción con el micromundo se pro 젖éase el mejor
ambiente de aprendizaje. Ción suficiente de aprendizaje guid 젹 el manejo
apropiado de otros eventos de instrucción puede estar ausente a menos
que los diseñadores de manera consciente para asistir en el diseño
del micromundo.
Por ejemplo, en un estudio del aprendizaje de un micromundo
LOGO, Cope & Simmons (1994) encontraron que la reacción limitante fue
una ayuda importante para el aprendizaje. La respuesta inmediata ofrecida por
los gráficos de tortuga a la entrada de teclado alentó a los estudiantes
a participar en la solución problema relativamente sin sentido de ensayo
y error, mientras que la regeneración restringida en la que la rotación
de la tortuga en la pantalla no se muestra, hasta la finalización del
problema alentó una más en cuenta enfoque y ha contribuido al
desarrollo de los estudiantes de más efi 젣iente soluciones de los problemas.
Horiebein (1996) proporciona otro ejemplo de un micromundo en un modelo basado
en computadora de un edificio de la biotecnología. Dentro de este edificio
puede estudiantes practicar sus habilidades de investigación sociológica,
sobre todo investigando la forma en sociales, arquitectónicos, científicos
y fuerzas de la influencia del signo de 젤e un centro de investigación
biotecnológica. En este micromundo estudiantes pueden hacer preguntas
y búsqueda de datos dentro del edificio y su diseño para las respuestas.
Anclado Instrucción
Otra concepción de la enseñanza que se centra
la mejora principalmente en el aprendizaje de problema específico de
dominio basado en la solución de cognición situada es la de "instrucción
anclada. Instrucción se describe como" anclado "si proporciona
un contexto significativo y realista, los problemas de interés para el
los alumnos. Una fuente fértil de ideas y el desarrollo son en este ha
sido el Grupo de Cognición y Tecnología en Vanderbi (1990). El
que Vanderbi grupo ha desarrollado una gran cantidad extremadamente alta c materiales
didácticos de calidad, centrándose en tl * videodisco interactivo
formal (sobre todo , Las aventuras
Estudios de casos y problemas de la sentencia
Los estudios de casos pueden ser similares a las simulaciones
en que presentan una situación realista y requieren los alumnos para
responder como lo eran la persona que debe resolver un problema. Los estudios
de casos también requieren a los alumnos a seleccionar y manipular múltiples
principios a fin de resolver problemas. Hudspeth y Knirk (1989 descrito casos
materiales de la siguiente manera: [Materiales de la sentencia son un problema
de] las descripciones de un evento orientado creíble que proporcionan
suficiente detalle para permitir al lector a analizar el problema / proceso
de solución, de un caso describe una situación de completa e incluye
toda la información del sector, las acciones y reacciones de las personas
que implican la solución, y las posibles consecuencias de las medidas
adoptadas. materiales de la sentencia debe tener suficientes antecedentes /,
formación y detalle para que sean legibles y desmientan poder. (P. 31)
Un ejemplo de un estudio de caso podría ser desarrollado para enseñar
habilidades de resolución de problemas en una clase de diseño
instruccional, demandar como la aplicación de los principios que intervienen
en la selección de medios didácticos.
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