El constructivismo aplicado a la enseñanza por computadora

Beatriz Ojeda Salcedo
UPN, Unidad 094 y CCH Vallejo
Bertha Medina Flores
Dulce Ma. Peralta G. R.
UNAM, CCH Sur

Con aprendizaje por exploración designamos las modalidades de la enseñanza por computadora que tienen su fundamento en la psicología cognoscitiva y en sus derivados pedagógicos. A diferencia de las psicologías del condicionamiento, que describen el comportamiento humano como función del organismo (caja negra) y de la estimulación, la psicología cognoscitiva se interesa en la interpretación y explicación de las relaciones del individuo con su mundo exterior, como lo son, por ejemplo, el lenguaje, la percepción, la actividad psicomotora, el desarrollo intelectual y el proceso de aprendizaje. La psicología cognoscitiva obtiene sus resultados por la vía de la experimentación; incluso el diseño mismo del experimento sucede dentro del marco teórico de un modelo. Sus resultados sobre el proceso de aprendizaje pueden resumirse en los siguientes principios:

a) El aprendizaje se da necesariamente por etapas (1) . Cada etapa está caracterizada por una determinada estructura mental, esto es, una organización interna de la mente que preserva su equilibrio durante un largo plazo (meses, años); la estabilidad de esta organización se debe en parte al filtraje que los órganos de los sentidos y el cerebro mismo (memoria a corto plazo) ejercen sobre el enorme flujo de información del mundo exterior que recibe el cerebro (2) y en parte a lo general de las estructuras mentales, que por su carácter primario y extensivo, permiten al individuo la asimilación y acomodación de una enorme cantidad de nuevas informaciones bajo una misma estructura, sin que haya necesidad de una reorganización cualitativa de la “memoria central”, es decir, la memoria a largo plazo.

b) El aprendizaje no es un flujo continuo. El aprendizaje no puede describirse en términos de un flujo continuo de agregados nuevos a los conocimientos ya asimilados, sino debe entenderse como un “salto” cualitativo en la capacidad de comprensión; este salto está caracterizado por la reorganización interna de la mente: a una nueva estructura general y primaria se sobreañade una nueva estructura más elaborada, más compleja y de “textura más fina”. Este avance en el aprendizaje sólo se puede dar si el individuo se ha ejercitado previamente, de manera amplia, en tareas de aprendizaje de la etapa anterior; si ha experimentado la capacidad organizativa de su mente y, en cierta forma, si ha agotado las posibilidades de interpretación y explicación que su organización mental le permite. Los buenos ejercicios y prácticas son los de mayor riqueza cognoscitiva, esto es, los que requieren del despliegue de todas las facultades disponibles, una por una, en combinación o en su conjunto, evitando lo estereotipado y el hábito rígido.

Jean Piaget ha descrito los diferentes estadios del desarrollo de la inteligencia en la niñez y en la adolescencia. Para la enseñanza formal son de especial interés dos etapas: la etapa de las operaciones concretas y la de las operaciones formales. En términos generales la primera etapa corresponde a la edad de los niños de Primaria y la segunda a la de los alumnos de Secundaria.

En la etapa de las operaciones concretas los actos de la inteligencia requieren necesariamente del apoyo directo de la experiencia que el niño ha adquirido al manipular objetos concretos. La inteligencia en formación tiene su origen en la actividad sensorio-motriz del niño, y en esta etapa de las operaciones concretas todavía no se rompe el “cordón umbilical” que une el pensamiento con su origen: las acciones sobre objetos concretos. El niño ya puede coordinar sus acciones a voluntad y alcanzar un primer nivel de abstracción al poder operar sobre objetos figurados, con símbolos, letras, palabras, números, dibujos, etc. Puede entender la función simbólica de las imágenes y esto es punto clave a condición de que éstas sean resúmenes de acción, trazos que simbolizan acciones sobre objetos que el niño ya haya experimentado. Por ejemplo, para el niño no hay manera de concebir 2/3 como un número en sí, un número que se puede sumar o multiplicar con otro, sino como resumen de una acción, tomar dos objetos de cada tres. En consecuencia, la comprensión de la multiplicación de quebrados, por ejemplo, 2/3 por 1/2 da 1/3 no puede darse aún en términos de reglas verbales (numerador por numerador y denominador por denominador) o de diagramas intuitivos (diagramas de flechas), sino que requiere necesariamente de la manipulación de objetos: de 30 objetos digamos, tomar dos de cada tres, da 20 objetos; luego tomar uno de cada dos, quedan 10 de los 30 en total; la acción resultante es 1/3, tomar uno de cada tres objetos. (3)

Para la etapa de las operaciones concretas se han ideado varios materiales didácticos (objetos), cada uno con miras a apoyar algún aspecto de la inteligencia en formación; por ejemplo, las regletas Cuisenaire para las operaciones aritméticas, los bloques multibase para la comprensión del sistema decimal, los bloques de colores de Dienes para las operaciones lógicas, etc. La computadora es otra opción; ejemplo de ello es el proyecto LOGO del MIT, en Cambridge, E.U.A. Usar la computadora para la enseñanza en la etapa de las operaciones concretas, juega el papel de una máquina que permite manipular objetos figurados en la pantalla a “control remoto”. El conjunto de instrucciones que tiene el niño a su disposición corresponde a acciones que podría realizar con objetos reales; por ejemplo, moverlos de un lugar a otro y en este sentido es una extensión natural de la actividad psicomotora del niño.
En la etapa de las operaciones formales, los actos de la inteligencia pueden realizarse ya sin el apoyo directo del manipuleo de objetos o de la percepción directa. A las operaciones concretas se sobreañade un conjunto de operaciones nuevas, relativas a proposiciones y no a objetos, que hacen posible el pensamiento hipotético-deductivo, la comprensión de la condicional “Si..., entonces...” Para la etapa de las operaciones formales, el uso de enseñanza por computadora puede concebirse de dos maneras diferentes:

1. La computadora como caja negra. La computadora es una máquina que hace transformaciones introduciendo un programa, es decir, un conjunto de reglas de acción; la máquina transforma una representación o una cadena (sucesión de letras, números y símbolos auxiliares) de un estado A a un estado B. En este sentido, la computadora es un análogo físico de lo que la inteligencia del alumno experimenta en la etapa de las operaciones formales, a saber: a) la nueva capacidad de ejecutar operaciones no sólo sobre objetos concretos o figurados, sino sobre proposiciones y cadenas en general, transformándolas de un estado a otro, y b) la coordinación de estas acciones mentales bajo una nueva estructura organizativa de la mente que es la doble estructura de grupo y de red, según el modelo de Piaget.
La capacidad del intelecto del alumno de proceder de manera hipotético-deductiva, permite la comprensión de la terna entrada-acción-salida —“si entra tal..., entonces sale tal...”— y la nueva estructura permite, por un lado, conjuntar transformaciones sucesivas en una sola, elegir caminos alternativos e invertir el sentido de las transformaciones; y por otro, experimentar en forma ordenada (“con sistema”) e interpretar las transformaciones como acciones que pueden preservar o alterar la organización relacional del conjunto de entradas.

La computadora es el análogo físico de los nuevos procesos mentales y por ello puede usarse como máquina entrenadora de estos procesos. En esta modalidad, el profesor introduce a la máquina determinado programa y la tarea del alumno consiste en explorar alguna de las componentes entrada-acción-salida, o bien en explorar la concatenación de estas ternas. La máquina actúa como caja negra no importan los pasos de programación, el programa en sí; lo que importa es que el alumno induzca las reglas de transformación, o bien que modifique la acción de la máquina, pidiendo una nueva acción por medio de un código especial; por ejemplo, por medio de una matriz. Esta modalidad se presta especialmente para la enseñanza de las matemáticas, pero no le es exclusiva, también puede pensarse en programas de este tipo para el estudio de la gramática.

2. Programación. El uso de la computadora como super-juguete, caja negra o máquina de enseñar, implica el peligro de crear en el estudiante una imagen falsa de lo que puede y de lo que no puede hacer la máquina. De hecho, este nuevo instrumento puede causar reacciones inesperadas, tales como niños que le atribuyen a la máquina cualidades humanas, adolescentes que la ven como si fuera su mejor “amigo” y adultos que toman una actitud un tanto hostil frente a la máquina una vez superado el impacto de la novedad; comentarios del tipo “la máquina es estúpida, no piensa”, “sólo sirve para el trabajo rutinario”, etc., o bien “las máquinas nos van a desplazar porque lo hacen todo”, “la tecnología amenaza nuestra cultura”, etc.

De ahí que sea necesaria la educación en informática desde la más temprana edad posible, aunque es evidente que esta educación no puede iniciarse antes de que el estudiante haya hecho el paso de lo concreto a lo abstracto. En la etapa de las operaciones formales el alumno ya puede aprender a programar, pero este aprendizaje ha de ser un aprendizaje por exploración, acorde con las exigencias de la psicología moderna; esto es, colocando al estudiante en una situación de aprendizaje que le permita desarrollar su iniciativa y su capacidad creativa. Esto es posible con las computadoras.

Sabemos que dejar experimentar a un estudiante frente a una terminal es costoso, pero con una computadora personal el costo es reducido y el estudiante puede aprender a programar por su cuenta en un libre juego de sus nuevas capacidades mentales.

Tenemos que precisar que aprender por exploración no equivale a libre dejar hacer, a esperar que el estudiante descubra todo por sí solo, el aprendizaje por exploración solamente se da en circunstancias planeadas y controladas. Las experiencias de aprendizaje se planean en torno a alguna de las operaciones mentales que caracterizan el desarrollo de la inteligencia del individuo; en el caso de las computadoras, la planeación ya está dada por la estructura misma del lenguaje de programación. Las instrucciones básicas corresponden precisamente a operaciones mentales; por ejemplo, al experimentar y explorar las posibilidades del IF THEN del lenguaje BASIC, el estudiante se encuentra en una situación de aprendizaje “bien planeada”, que pone a prueba su nueva comprensión.

Regularmente, el control sobre el aprendizaje por exploración lo ejerce el profesor en alguna forma, tareas para la casa, sugerencias, discusiones en pequeños grupos o con todo el grupo, etc.; en el caso de las computadoras, la misma máquina revisa la sintaxis del programa y los errores de programación inmediatamente se ponen de manifiesto al correr el programa; por ejemplo, si el algoritmo no hace lo que se pensó que iba a hacer.

Finalmente, aprender a programar una computadora desarrolla la iniciativa del estudiante (“yo quiero que la máquina haga ...”); es ésta una de las pocas oportunidades en el ámbito escolar donde el estudiante puede ser realmente innovador. Resulta ser una estrategia primaria para desarrollar la creatividad, y la iniciativa del estudiante depende del profesor, que tiene ante sí el reto de actualizarse permanentemente en este ámbito de la educación informática; que el uso de la computadora sea un recurso psicopedagógico y didáctico realmente trascendente que permita al alumno construir su conocimiento y que éste sea realmente significativo, que la relación alumno-computadora (hombre-máquina), sea realmente constructiva y no una relación inconsciente, inoperante e intrascendente.

Existe en este ámbito la necesidad urgente de crear todos los fundamentos filosóficos, psicopedagógicos, metodológicos y prácticos de una educación informática que permita el uso psicopedagógico y didáctico adecuado por parte de nuestros alumnos de la computadora –sus mecanismos y productos–, a fin de que ésta sea un verdadero recurso didáctico que coadyuve a la formación omnilateral de los educandos; que sin dejar de aceptarla como recurso del hombre tecnológico y científico, no deje de primar la mente humana que es su creadora. La máquina deberá estar al servicio del hombre y de su desarrollo integral.

Notas

1 Jean Piaget. Seis estudios de psicología. Edit. Ariel, S.A. 1986. Psicología y pedagogía. Edit. Ariel, S. A. 1973.

2 Se estima que este flujo de información es del orden de 105 a 107 bits por segundo (la enciclopedia británica señala que es de 2 X 108 bits) esta enorme cantidad de y que sin un riguroso filtraje, la capacidad total del cerebro quedaría saturada en unos cuantos días.

3 El lector debe tener cuidado si piensa que es factible considerar la traducción de 2/3 por 1/2 como “la mitad de dos tercios”, ya que para los niños menores de 8 años, la frase no es comprensible aún; y, si se diera el caso, ello implicaría un absoluto dominio de la ley conmutativa y del concepto de multiplicación, y ambas son parte de lo que se enseña junto con la multiplicación de quebrados, justamente buscando que el alumno generalice dicha ley y extienda su aplicación hasta que logre una comprensión completa de la estructura aritmética y el cálculo, así como una comprensión cabal del algoritmo que usa para calcularla.