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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN LOS ESTUDIANTES COMO PRODUCTORES DE MAPAS CONCEPTUALES. UNA EXPERIENCIA EN LA CARRERA DE INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN DE LA FES ARAGÓN. T E S I S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRO EN ENSEÑANZA SUPERIOR P R E S E N T A JUAN GASTALDI PÉREZ ASESOR: DR. ANTONIO CARRILLO AVELAR Estado de México 2009. UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Agradecimientos A la memoria de mi Madre. Porque me inculcaste el afán de superación. A mi Padre. Por tu apoyo moral. A Paty, mi adorada esposa. Por se Fuente de mi inspiración y tu inmensa paciencia. A Janín.. Espero darte un buen ejemplo como Padre. A Niní. Mi pequeña niña acelerada, sigue así. A mis amigos: por su invaluable apoyo en este maravilloso camino de la docencia: Dr. Antonio Carrillo Avelar. Gracias Toño por guiarme en este camino de la tesis. Dra. Tere Barrón Tirado. Por su amistad y consejos en la conclusión de este trabajo. Maestro Jesús Farfán Gracias por tus enseñanzas a lo largo de la maestría. Maestro José Luis Romero. Por sus consejos y confianza. A Silvia Vaga Muytoy. Por soportarnos tanto tiempo, pero al fin llegamos. Y bueno es todo. A . . . . . si No creas que me olvidaba. Al Maestro en Computación Marcelo Pérez Medel. Bueno por ser mi jefe. Esta bien por ser ejemplo del docente investigador a seguir. 1 2 Voy con las riendas tensas y refrenando el vuelo porque no es lo que importa llegar solo ni pronto, sino llegar con todos y a tiempo. León Felipe INDICE AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................................................... 1 INTRODUCCIÓN............................................................................................................................................ 5 I ANTECEDENTES.................................................................................................................................. 8 II. UN PUNTO DE VISTA COGNOSCITIVO DEL APRENDIZAJE................................................. 18 II.1 APRENDIZAJE ............................................................................................................................ 19 II.2 ENFOQUES DEL APRENDIZAJE .............................................................................................. 21 II.2.1 EL APRENDIZAJE DESDE EL PUNTO DE VISTA CONDUCTISTA .................................... 22 II.2.2 APLICACIÓN DE LA TEORÍA CONDUCTISTA A LA EDUCACIÓN .................................... 23 II.2.3 APRENDIZAJE DESDE EL PUNTO DE VISTA COGNOSCITIVISTA ................................... 25 II.2.4 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN .......................................................................... 26 II.2.5 TEORÍA PSICOGENÉTICA DE PIAGET ............................................................................... 27 II.2.6 TEORÍA SOCIOCULTURAL DE VIGOTSKI........................................................................... 29 II.2.7 APRENDIZAJE POR ASOCIACIÓN........................................................................................ 31 II.2.8 TEORÍA DE LOS ESQUEMAS DE RUMENLHART................................................................ 32 II.3 APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO .............................................................................................. 33 II.3.1 a) Aprendizaje significativo de Representaciones .................................................................... 34 II.3.2 b) Aprendizaje significativo de Conceptos ............................................................................... 34 II.3.3 c) Aprendizaje significativo de proposiciones. ......................................................................... 35 II.3.4 PROCESO DE LA ASIMILACIÓN........................................................................................... 36 II.3.5 VARIABLES DEL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO .............................................................. 39 II.3.6 TIPOS DE SIGNIFICADO ....................................................................................................... 41 II.3.7 VENTAJAS DEL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO ................................................................ 41 II.3.8 REQUISITOS PARA LOGRAR EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO .................................... 42 III LA HERRAMIENTA GRÁFICA. LOS MAPAS CONCEPTUALES............................................. 44 III.1 HERRAMIENTAS GRÁFICAS ................................................................................................... 45 III.2 MAPAS CONCEPTUALES. ........................................................................................................ 51 III.3 ELEMENTOS QUE COMPONEN LOS MAPAS CONCEPTUALES......................................... 52 III.4 REPRESENTACIÓN DE LOS MAPAS CONCEPTUALES ....................................................... 55 III.5 PRINCIPIOS METODOLÓGICOS DE LOS MAPAS CONCEPTUALES.................................. 58 III.6 LOS MAPAS CONCEPTUALES COMO TÉCNICA DE EVALUACIÓN ................................. 60 III.7 VENTAJAS................................................................................................................................... 61 III.8 CUIDADOS .................................................................................................................................. 62 III.9 SUGERENCIAS ........................................................................................................................... 64 IV EL PROBLEMA EN LA PROGRAMACIÓN...................................................................................... 66 IV.1 PARADIGMAS DE LA PROGRAMACIÓN ............................................................................... 68 IV.2 LA PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA................................................................................ 71 IV.3 DEFINICIÓN DE LAS ESTRUCTURAS BÁSICAS DE CONTROL LÓGICO.......................... 73 V LA CONSTRUCCION DE MAPAS CONCEPTUALES POR LOS ESTUDIANTES DE LA ASIGNATURA DE COMPUTADORAS Y PROGRAMACIÓN. ............................................................. 76 V.1 PROPUESTA METODOLÓGICA ............................................................................................... 83 CONCLUSIONES........................................................................................................................................ 100 ANEXOS ....................................................................................................................................................... 102 ANEXO 1 ...................................................................................................................................................... 103 PROGRAMA DE LA ASIGNATURA DE COMPUTADORAS Y PROGRAMACIÓN .................................................. 103 3 4 ANEXO 2 ......................................................................................................................................................110 CUESTIONARIO DE CONCEPTOS PREVIOS HACIA LOS ALUMNOS................................................................... 110 ANEXO 3 ...................................................................................................................................................... 112 MAPAS CONCEPTUALES ELABORADOS POR LOS ALUMNOS ......................................................................... 112 REFERENCIAS DE INFORMACIÓN ...................................................................................................... 124 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................ 125 INTRODUCCIÓN Difícil es la labor docente por las múltiples implicaciones que conlleva su práctica. Los que somos docentes nos enfrentamos a retos que se nos presentan y para los cuales no recibimos alguna preparación. La mayoría de los profesores, al menos en el área de Ingeniería, llegamos a la docencia por convicción, por azares del destino o por “accidente”, pero aquí estamos y requerimos de metodologías, procedimientos, instrumentos y herramientas didácticas para seguir desarrollando nuestra labor. Cuando iniciamos nuestro andar en el infinito mundo de la docencia, del hermoso trabajo en las aulas, lo hicimos de manera empírica tomando como modelo el de aquel profesor que nos motivo más como alumnos, o que sentimos que nos “enseñó” mejor, aquel en cuyas cátedras gozamos el placer de estar ahí. Sin embargo, ahora teníamos en nuestras manos la responsabilidad de guiar a un grupo de seres humanos que esperan todo de nosotros, nuestros alumnos, y nosotros con esa visión iniciamos nuestro camino, pues fuimos formados bajo esa concepción de educación y, por el momento, no teníamos otra opción en este compromiso que adquirimos. Así como el padre siente la necesidad de educar a sus hijos evitando los errores que cometieron los nuestros con nosotros, sentimos la necesidad de evitar los errores que nuestros maestros cometieron con nosotros. Pero no todos estamos dispuestos a aceptar el que nos indiquen nuestras fallas para superarnos, existen aún en nuestros días profesores ingenieros que sentimos saberlo todo, incluyendo la forma de “enseñar”, por el solo hecho de que tenemos diez, quince o veinte años como profesores impartiendo la misma asignatura. Afortunadamente un significativo número de docentes ingenieros estamos cambiando, requerimos ayudarnos entre sí. Así como algunos teóricos de la pedagogía nos hablan del aprendizaje entre iguales, nosotros estamos dispuestos a dejar los viejos métodos 5 de “enseñanza” y cambiarlos por las nuevas concepciones de aprendizaje, sedientos de ayudar a formar estudiantes de calidad, que desarrollen competencias para enfrentarse a su realidad, pero no a costa de estadísticas superfluas de eficiencia educativa, sino de reales metodologías que nos den un indicativo que el alumno asimilo los conceptos que le darán las herramientas con que harán progresar la ingeniería y la llevarán a un verdadero beneficio social, que no se quede únicamente en el discurso de la protesta cuando recibimos el título en nuestro examen profesional. He aquí la pequeña contribución a los compañeros profesores, presentando una reflexión sobre la concepción cognoscitiva de nuestra práctica docente, desafortunadamente por lo complejo y extenso del currículo de Ingeniero en Computación, solamente sobre la asignatura de Computadoras Programación. Sin embargo, sí, con la convicción de que dicha asignatura es la base conceptual del desarrollo del ingeniero como un desarrollador de software. El propósito primordial es justificar como pueden utilizarse los mapas conceptuales para el proceso de enseñanza aprendizaje, por un lado para que el estudiante asimile los conceptos de la programación de computadoras, pero principalmente para que el docente tenga una herramienta de evaluación que complemente con las que ya posea. Asumimos el compromiso de contribuir a derrumbar la imagen del docente de la ingeniería como el único poseedor del conocimiento, la máxima autoridad en el salón de clase, y sustituirla por la del mediador del proceso de aprendizaje, el coordinador en el salón de clase. Aquel que motiva al alumno para facilitar su aprendizaje a través de metodologías y actividades desarrolladas conjuntamente con el alumno. Espero que este trabajo proporcione un enfoque significativo de la asignatura de Computadoras y Programación de la carrera de Ingeniero en Computación y contribuya al desarrollo de la programación y, como consecuencia, que los alumnos de dicha carrera tengan un instrumento de trabajo para sus subsecuentes asignaturas relacionadas con la programación. 6 7 Desde luego la participación del alumno es crucial, espero dar al profesor un elemento con el cual motive al alumno, haciéndolo más asertivo y que tome el liderazgo en el desempeño de su desarrollo académico. En el primer capítulo, daremos un encuadre de la problemática donde se desenvuelve la asignatura en cuestión. En el capítulo dos ubicaremos la teoría pedagógica sobre la cual se sustenta nuestra propuesta. Posteriormente, en el capítulo tres, daremos una herramienta sustentada en el aprendizaje significativo que será complemento de las experiencias que el docente haya adquirido durante su vida académica. En el capítulo cuarto, damos un panorama de la programación a fin de ubicar la asignatura dentro de un área de conocimiento que desarrolla el paradigma estructurado. Y finalmente, en el capítulo quinto, se presenta la propuesta donde se encuentra inmersa la asignatura de Computadoras y Programación La mayoría de los mapas conceptuales presentados fueron elaborados en el salón de clase por los alumnos y otros más por el profesor, pero siempre con la convicción de que no son elementos acabados, sino herramientas que muestran el posible nivel de asimilación de los conceptos por parte de alumnos y profesor. CAPÍTULO I I ANTECEDENTES 8 I. ANTECEDENTES. En la Facultad de Estudios Superiores Aragón (FES Aragón) se imparten doce licenciaturas de diversas áreas de conocimiento. Una de esas áreas es la de Físico Matemáticas y de las Ingenierías, dentro de la cual tenemos tres carreras de ingeniería: Ingeniería Civil, Ingeniería Mecánica Eléctrica e Ingeniería en Computación. La carrera de Ingeniería en Computación, es la última que se creo de las doce licenciaturas, en el año de 1981. El plan de estudios se actualizó en abril de 1992 y el perfil del egresado que persigue es “...el de un profesional con conocimientos sólidos en sistemas de programación (software) y sistemas electrónicos y electromecánicos (hardware), así como la aplicación de esos conocimientos en las diferentes áreas con las que interactúa, las cuales le permiten responder a las diversas necesidades que se presentan en el campo de trabajo de la Ingeniería en Computación1”. El egresado de esta carrera, tendrá un manejo fluido de los principios teóricos y de los aspectos prácticos y metodológicos que sustentan el diseño y desarrollo de sistemas complejos, especificación de arquitecturas de hardware y configuración de redes de cómputo y teleproceso. Perfil de tipo profesional que, mediante especializaciones o postgrado, puede reafirmar su orientación o bien derivar ésta hacia una de tipo académico en computación, o hacia las redes y las telecomunicaciones. De acuerdo con lo anterior los objetivos que se persiguen son que el egresado tendrá las siguientes características: En cuanto a conocimientos deberá: - Poseer conocimientos sólidos de las matemáticas que le permitan el modelado de sistemas físicos. - Tener conocimientos básicos en todos los camposde la Ingeniería en Computación para la solución de problemas reales. 1 UNAM. ENEP Aragón. Plan de Estudios de la Carrera de Ingeniería en Computación., 1992 Tomo I. P. 23 9 - Contar con una formación metodológica, apoyada en el método científico y en la teoría general de sistemas. - Adquirir los conocimientos de vanguardia generados en las ciencias de la Computación. - Comprender por lo menos una lengua extranjera. Con respecto a las habilidades deberá: - Tener capacidad para diseñar, construir, operar y mantener sistemas de cómputo y de programación, contemplando el aseguramiento de la calidad en los mismos. - Manejar las técnicas y lenguajes de programación que le apoyen en la solución y programación de problemas reales. - Manejar eficientemente la información mediante el uso de la computadora. - Evaluar, comparar y seleccionar equipos de cómputo. - Diseñar e instalar redes de teleinformática. - Conceptualizar, Planear, diseñar, construir, operar y mantener sistemas automáticos de control digital para la industria. - Desarrollar nuevos lenguajes para computadora. - Diseñar y construir sistemas de interfaz máquina-máquina, hombre-máquina y máquina-hombre. - Desarrollar sistemas basados en un microprocesador y periféricos asociados. - Resolver problemas con orientación teórica teles como: diseño de autómatas, modelado de estructuras de datos, desarrollo de sistemas operativos, desarrollo de manejadores de bases de datos, compiladores. - Organizar, dirigir y administrar centros de cómputo. - Trabajar conjuntamente con otros especialistas en la solución de problemas en otros campos de acción. - Comunicar en forma verbal y escrita los resultados de su actividad. Con respecto a las actitudes que se pretende posea, deberá: - Actualizar los conocimientos y prácticas de acuerdo con el avance tecnológico, a fin de permanecer constantemente en el desarrollo del arte de la computación. 10 - Mantener una posición objetiva en su labor profesional, fuera de prejuicios y de presiones por intereses particulares. - Tener respeto e interés por la cultura. - Desarrollar su actividad profesional con un sentido de servicio social y con apego a la ética. Para lograr dicho perfil, el Plan de Estudios de la Carrera de Ingeniería en Computación, se estructura en áreas de conocimiento a saber: Matemáticas Control e Instrumentación Humanidades Software de base Software de aplicación Eléctrica y Comunicaciones Sistemas Hardware y electrónica Interdisciplinarias A su vez cada una de estas áreas incluye las asignaturas para cubrir los conceptos básicos que se deben tener para lograr el perfil requerido o planteado por la institución, a saber: Área de Matemáticas: Álgebra, Geometría Analítica, Calculo Diferencial e Integral, Álgebra Lineal, Cálculo Vectorial, Ecuaciones Diferenciales, Métodos Numéricos, Probabilidad y Estadística, Estructuras Discretas. Área de Control e Instrumentación: Medición e Instrumentación, Control Analógico, Control Digital, Análisis de Sistemas y Señales, Dinámica de Sistemas Físicos. 11 Área de Humanidades: Optativa de Humanidades, Recursos y Necesidades de México, Introducción a la Economía, Técnicas de Evaluación Económica. Área de Software de base: Computadoras y Programación, Programación Estructurada y Características de Lenguajes, Estructuras de Datos, Ingeniería de Programación, Compiladores, Sistemas Operativos. Área de Software de aplicación: Lenguajes Formales y Autómatas, Bases de Datos, Inteligencia Artificial, Procesamiento Digital de Imágenes, Graficación por Computadora, Diseño Asistido por Computadora, Sistemas Expertos. Área de Eléctrica y Comunicaciones: Electricidad y Magnetismo, Análisis de Circuitos Eléctricos, Filtrado y Modulación, Comunicaciones Digitales, Redes de Computadoras. Área de Sistemas: Ingeniería de Sistemas, Programación de Sistemas, Investigación de Operaciones, Sistemas de Información. Área de Hardware y Electrónica: Dispositivos Electrónicos, Diseño Lógico, Memorias y Periféricos, Diseño de Sistemas Digitales, Organización de Computadoras, Microcomputadoras, Procesamiento Digital de Señales, Electrónica Analógica. Área de Interdisciplinarias: Introducción a la Ingeniería, Administración Contabilidad y Costos, Organización y Administración de Centros de Cómputo, Seminario de Ingeniería en Computación, Reconocimiento de Patrones, Bioingeniería, Temas Especiales de Computación, Robótica, Calidad, Proyecto Escuela Industria. El alumno tiene que cursar 50 asignaturas que se imparten en diez semestres a razón de cinco asignaturas por semestre, el mapa curricular se muestra en el cuadro 1: 12 Cuadro N° 1 Mapa Curricular de la Carrera de Ingeniería en Computación Semestre 1º Computadoras y Programación Álgebra Geometría Analítica Cálculo Diferencial e Integral Introducción a la Ingeniería Prog. Estruc. y Caract. de Lenguaje Álgebra Lineal Cálculo Vectorial Admón. Contabilidad y Costos Optativa de Humanidades 2º Estructuras de Datos Ecuaciones Diferenciales Electricidad y Magnetismo Métodos Numéricos Introducción a la Economía 3º Estructuras Discretas Ingeniería de Sistemas Probabilidad y Estadística Análisis de Sistemas y Señales Técnicas de Evaluación Económica 4º Programación de Sistemas Lenguajes Formales y Autómatas Dispositivos Electrónicos Análisis de Circuitos Eléctricos Dinámica de Sistemas Físicos 5º 6º Ingeniería de Programación Sistemas Operativos Diseño Lógico Medición e Instrumentación Investigación de Operaciones Memorias y Periféricos Diseño de Sistemas Digitales Bases de Datos Control Analógico Filtrado y Modulación 7º Compiladores Organización de Computadoras Sistemas de Información Comunicaciones Digitales Control Digital 8º Microcomputado -ras Inteligencia Artificial Optativa Optativa Org. y Admón. de Centros de Computo 9º Redes de Computadora Optativa Optativa Recursos y Necesidades de México Seminario de Ingeniería en Computación 10º O Reconocimiento de Patrones Proyecto Escuela-Industria Temas Especiales de Computación Robótica Procesamiento Digital de Imágenes Electrónica Analógica Diseño Asistido por Computadora Calidad Graficación por Computadora Sistemas Expertos Bioingeniería Procesamiento Digital de Señales P T A T I V A S 13 14 Nuestra materia de estudio, la asignatura de Computadoras y Programación, esta ubicada en el primer semestre teniendo relación horizontal con las asignaturas de Álgebra, Cálculo Diferencial e Integral, Introducción a la Ingeniería y Geometría Analítica. En sentido vertical y de manera directa tenemos la asignatura de Programación Estructurada y Características de Lenguaje, siendo ambas asignaturas las bases del software y de la programación en particular, que serán importantes para la preparación del ingeniero en computación. La asignatura de Computadoras y Programación de la carrera de Ingeniería en Computación, propone como objetivos generales que al concluir el curso el alumno: a) estará familiarizado con los conceptos básicos que se manejan en el campo de la computación b) comprenderá cómo funciona una computadora c) dominará la técnica de la programación estructurada d) programará en lenguaje C la solución de problemas Para lograr dichos objetivos divide el curso en cinco temas: I Conceptos básicos de computación. II Componentes y funcionamiento de las computadoras III Metodología de la programación estructurada IV Lenguaje C V Introducción al manejo de paquetes Los cuales son cubiertos en un total de72.0 horas durante el semestre2 distribuidas de acuerdo a los contenidos propuestos. En el tema I se pretende familiarizar al alumno con los conceptos más elementales que se manejan en el campo de la operación de computadoras, dándoles una perspectiva de la evolución de las mismas y mostrando el impacto que han tenido en la sociedad y principalmente en el campo profesional del Ingeniero en Computación. 2 Anexo 1 Programa de la asignatura de Computadoras y Programación. 15 En el tema II se describen, de manera conceptual, las partes principales de una computadora, su funcionamiento, así como los aspectos a considerar en la selección de un equipo de cómputo. En el tema III se pretende que al finalizar éste, el alumno domine los principios de la programación estructurada y sea capaz de diseñar algoritmos que le permitan resolver problemas diversos que se le presenten. En el tema IV se pretende que el alumno aprenderá a manejar el lenguaje de programación C, para la solución de problemas. Finalmente, en el tema V el alumno aprenderá a utilizar los principales paquetes de software de aplicación en algunos problemas específicos. Respecto a la evaluación que la Institución requiere haga el profesor al alumno, ésta deja en libertad al docente de hacerlo como crea más conveniente, solicitando al final del curso una calificación que va desde 5 hasta 10, acreditando el curso a partir de 6. Sin embargo hace una propuesta consistente en exámenes parciales, exámenes finales, trabajos y tareas fuera del aula, participación en clase, entre otras, es decir una evaluación continua. Las técnicas de enseñanza que la Institución sugiere al docente incluyen, entre otras: exposición oral, exposición audiovisual, ejercicios dentro y fuera de clase, lecturas obligatorias y trabajos de investigación, pero ante todo el profesor goza de total libertad para impartir su cátedra, por lo que puede optar por las técnicas didácticas que crea pertinente o que, en un instante determinado, con base en la experiencia le hayan propiciado un mejor aprendizaje al alumno. Como puede observarse y dado que esta asignatura es de primer semestre, el docente debe tener presente que el alumno no cuenta con información previa proporcionada por la FES Aragón como antecedentes para esta asignatura. Esto no quiere decir que el alumno no traiga ciertos conceptos relacionados con la programación y sobre todo con la 16 computación lo cual facilita, hasta cierto punto, cumplir con los objetivos planteados para los temas que contemplan conceptos básicos de computación y componentes de las computadoras, al menos desde el punto de vista conceptual. Sin embargo, y con base en las experiencias y observaciones que los profesores han hecho de la “deficiente” preparación que los alumnos tienen en programación, se plantea que existe “algún problema” en las asignaturas básicas, ya que cuando el alumno llega a las asignaturas que implican programación mas avanzada no tienen claro cual es el camino a seguir para resolver los problemas que se le presentan. La gran mayoría de los alumnos solo saben manejar los diferentes comandos3 del lenguaje de programación utilizado, incluso dominan dicho lenguaje. Pero el problema es aún más significativo, ya que incluso los profesores de la asignatura de Programación Estructurada hacen la misma observación, siendo que ésta materia se ubica dentro del mapa curricular en el segundo semestre, precisamente un semestre después de que se imparte la de Computadoras y Programación. Esta situación nos lleva a replantear la problemática hacia la materia de Computadoras y Programación por ser la primera en que tiene contacto el alumno para iniciar su camino en el campo de la programación. La propuesta se centra en esta asignatura, por tener conceptos básicos para la comprensión de la programación, pero ante todo, conceptos que son de difícil asimilación por parte del alumno por no contar con una herramienta que ayude al alumno a aprenderlos o comprenderlos y, por otro lado, el profesor no cuenta con elementos para asegurarse de que realmente se han entendido dichos conceptos. Esto ha llevado a los profesores a hacer un análisis detenido llegando a la conclusión de que se requiere que el alumno tenga bien cimentados los conceptos, para lo cual se pretende proponer la utilización de algunas herramientas didácticas dentro de las que se han planteado los mapas conceptuales, en virtud de que en la programación se utilizan elementos gráficos para ilustrar los algoritmos por lo que el alumno esta 3 Entendemos por comando a una instrucción que se le da a una computadora para que efectué una acción, que esta escrita en un lenguaje de programación y sigue ciertas reglas sintácticas propias del lenguaje. 17 familiarizado con este tipo de herramientas y muestra una disposición a material didáctico de este estilo. Por otro lado en el área de ingeniería el alumno espera que los conceptos que le presente el docente tengan aplicación real y para ilustrar esto, requiere se le den ejemplos de dicha aplicación, siendo precisamente los mapas conceptuales los elementos que cumplen con esta expectativa ya que su concepción esta fundamentada en el aprendizaje significativo lo cual despierta su interés por la programación y ayudan al profesor a asegurarse de que han sido asimilados los conceptos. Por lo tanto, en este trabajo se tratará de fundamentar la utilización, así como el sustento teórico en el que se basan los mapas conceptuales. Para lograr esto tendremos que empezar por replantear lo que entendemos por aprendizaje, así como un análisis somero de las corrientes que nos van a encaminar hacia la utilización de los mapas conceptuales. CAPÍTULO II II. UN PUNTO DE VISTA COGNOSCITIVO DEL APRENDIZAJE 18 II. UN PUNTO DE VISTA COGNOSCITIVO DEL APRENDIZAJE. Para centrar nuestro análisis primeramente lo ubicaremos dentro de la corriente filosófica que engloba nuestra herramienta gráfica propuesta, los mapas conceptuales. No se pretende hacer un tratado exhaustivo de la teoría del aprendizaje, puesto que muchas son las definiciones que se tienen del mismo, más bien, situarnos dentro del aprendizaje significativo. II.1 APRENDIZAJE A lo largo del tiempo las distintas corrientes psicológicas, pedagógicas, filosóficas, sociológicas, etc. han definido al aprendizaje desde diversas perspectivas y enfoques. A continuación analizaré algunas concepciones del aprendizaje para así poder tener un panorama amplio y fundamentar mi propuesta. Aprendizaje “es cualquier cambio más o menos permanente de la conducta, producido por la experiencia”1. El aprendizaje “es el proceso en virtud del cual la experiencia o la practica producen un cambio relativamente en la conducta”2. Se puede definir el aprendizaje como “el proceso mediante el cual una persona adquiere destrezas o habilidades practicas (motoras e intelectuales), incorpora contenidos informativos o adopta nuevas estrategias de conocimiento y acción.”3 Aprender (Del lat. Apprehendere, de ad, a, y prehendere, percibir). Adquirir el conocimiento de alguna cosa por medio del estudio o la experiencia.”4 1 BARON/ BYRNE/ KANTOWITS: Psicología de un nuevo enfoque. Editorial Prince – may Hispanoamericana. México 1987 p. 190 2 G. MORRIS CHARLES: Psicología un nuevo enfoque. Editorial Prince – Hall Hispanoamericana México 1987 p 190 3 GARZA, ROSA MARÍA, LEVENTHAL S.: Aprender como aprender ITESM Universidad Virtual Editorial Trillas México p.14 19 20“El aprendizaje es un proceso dinámico y activo. No somos receptores pasivos en los cuales se vierte el conocimiento; somos procesadores activos de información, la codificamos, y la decodificamos en nuestros propios términos durante el proceso de aprendizaje . . . Un hecho de gran trascendencia sobre el aprendizaje es el siguiente: los estímulos físicos pueden ser idénticos para todos, pero no hay dos personas que capten exactamente la misma información”.5 Wittrock (1977: p 1076)… “Con este vocablo designamos aquellos procesos que intervienen en el cambio conseguido a partir de la experiencia. Es el proceso de adquirir un cambio más o menos permanente en la comprensión, actitud, conocimiento, información, capacidad y destreza por medio de la experiencia”. El aprendizaje “es la actividad mental por medio de la cual el conocimiento y la habilidad, los hábitos, actitudes e ideales son adquiridos, retenidos y utilizados, originando una progresiva adaptación y modificaciones de la conducta.”7 Como se comentó al principio hay diversas concepciones de aprendizaje, de las cuales se puede rescatar lo siguiente: • Es un proceso. • Inicia un cambio en el sujeto. • Por medio de este proceso obtenemos desde conocimientos, habilidades, destrezas, hasta hábitos. • Todo ser humano desde que nace hasta que muere aprende. • El proceso de aprendizaje es interminable. • Podría decirse que para lograr el aprendizaje el alumno trabaja ciertos procesos (dependiendo de la teoría o corriente psicológica) como: percepción, atención, representación, comparación con el conocimiento 4 Gran Diccionario Enciclopédico. España 1997 p. 384 5 GOOD, T. L. y BROPHY, J.E. Psicología Educacional. Editorial Interamericana México 1983 p. 99 6 Ibidem p. 102 cita de los autores. 7 ZEPEDA HERRERA, FERNANDO. Introducción a la Psicología. Editorial Logman de México 1988 p. 176 21 previo, experiencias anteriores, procesamiento de la información, reestructuración (asimilación – acomodación), etc. II.2 ENFOQUES DEL APRENDIZAJE El aprendizaje estudiado y visto como un proceso en el cual intervienen diversos factores y elementos se encuentra sustentado en teorías. Si consideramos que una teoría es una explicación de un fenómeno determinado, encontramos que una teoría del aprendizaje es “el conjunto de razonamientos que de manera coherente y unitaria, explican los problemas relacionados con el aprendizaje.”8 Debido a la amplia gama de teorías psicológicas que abordan el aprendizaje, tenemos que cada una proporciona sus elementos y estructuras con sus alcances y límites respectivos. Así el proceso enseñanza – aprendizaje ha tenido diversas modalidades a lo largo del siglo pasado. Entre los dos paradigmas9 centrales sobre la enseñanza y el aprendizaje, encontramos dos corrientes principales: la conductista y la cognoscitivista, las cuales han generado diversos puntos de vista que tratan de despejar incógnitas, a saber: • ¿Cómo aprendemos? • ¿Por qué aprendemos? • ¿Qué pasa en nosotros cuando aprendemos? • ¿Cómo recordamos, memorizamos ó almacenamos conocimientos, habilidades ó actitudes? • Hasta el ¿Qué aprendemos? y ¿Por qué olvidamos? 8 HEREDIA ANCONA, BERTHA. Manual para la elaboración de material didáctico. Editorial Trillas México 1987. p. 19. 9 “El significado de paradigma: un ejemplo que sirve como modelo o patrón. Paradigma en latín, paradigma en griego en su origen significaba un ejemplo ilustrativo, en particular enunciado modelo que mostraba todas las inflexiones de una palabra. . . Thomas Kuhn describía un paradigma como un conjunto de teorías, estándar y métodos que juntos representan un medio de organización del conocimiento es decir, un medio de visualizar el mundo”. JOYANES AGUILAR, Luis. Programación orientada a objetos. MC Graw Hill/ INTERAMERICANA España 1996. p.15. 22 tecnológico”.10 eamos brevemente cada uno de estos paradigmas. I.2.1 EL APRENDIZAJE DESDE EL PUNTO DE VISTA CONDUCTISTA ación se resumen los cuatro conceptos fundamentales que nes recompensadas tienen mayores es que liberan de consecuencias dolorosas no producen refuerzo tienen “Es pertinente mencionar en estos momentos que ambas teorías no surgen de la nada, hay un transfondo histórico que se remonta a los inicios del pensamiento racional occidental. La divergencia entre la postura platónica y aristotélica acerca del conocimiento se presenta en el siglo XX bajo un nuevo contexto de desarrollo científico y V I Desde la perspectiva conductista, formulada por Skinner hacia mediados del siglo XX y que arranca de los estudios de Pavlov sobre condicionamiento y de los trabajos de Thorndike sobre el refuerzo, intenta explicar el aprendizaje a partir de unas leyes y mecanismos comunes para todos los individuos. Según Skinner el ser humano y los organismos son controlados por medio del refuerzo contingente de la conducta; por lo tanto la psicología científica desde su punto de vista ha de estudiar únicamente lo observable y lo mensurable. “Skinner concibe el refuerzo contingente como el mecanismo básico que explica la conducta. Define el refuerzo como todo aquello que incrementa la probabilidad de una reacción”.11 A continu sustentan la teoría de Skinner: • Premio o refuerzo positivo: las reaccio probabilidades de volver a ser emitidas. • Refuerzo negativo: las reaccion tienden a repetirse. • Extinción o no refuerzo: las reacciones que pocas probabilidades de volver a ser emitidas. 10 GARZA ROSA, MARIA y Susana Leventhal. Op. cit. p. 34 11 GOOD, T.L. y BROPHY, J.E. Op. Cit. p.110 23 o realiza en el momento presente o puede realizar, con el condicionamiento operante se da lugar spuesta-refuerzo: las acciones que obtienen un refuerzo positivo tienden a ser repetidas. upo escolar. el alumno esta aprendiendo”12 • La educación ha recibido el influjo de la teoría conductista en la invención y las secuencias instruccionales basadas en y otros autores subrayan la importancia que ivos de : los rasgos típicamente • Castigo: las reacciones que acarrean consecuencias negativas o dolorosas serán suprimidas (auque se conserve el potencial de conducta y las reacciones reaparezcan sí cambian las contingencias del refuerzo). Skinner trabaja lo que se conoce como “condicionamiento operante”, los operantes son elementos conductuales o una serie de comportamientos semejantes que el organism a la formación de reflejos condicionados mediante mecanismos de estimulo- re II.2.2 APLICACIÓN DE LA TEORÍA CONDUCTISTA A LA EDUCACIÓN • Tiene aplicación directa en la conducción del gr • Contenidos organizados estructurados de manera secuencial en el curriculum por “objetivos observables y por tanto medibles, para que el docente compruebe que uso de maquinas didácticas (llamadas también de enseñanza) y de materiales programados. Por lo anterior es necesario planear objetivos de aprendizaje, “Mager (1962) revisten los objetivos conductuales para el planeamiento didáctico”13. Los objet aprendizaje debían contar con tres elementos a) nombre de la conducta terminal. b) especificar las condiciones en que la conducta habrá de ser demostrada. c) el criterio mínimo de aceptación Estos elementos muestran claramente el enfoque conductista: un cambio de conducta esperado y observable. Pozo menciona que “uno de 12 www.contextoeducativo.com 13 GOOD, T.L. y BROPHY, , J.E. Op. Cit. p.169-170. 24 es nec instruc stímulos para generar respuestas esperadas: combinación de : “el conductismo como enfoque asociacionista y mecanicista, sitúa el principio motor de la conducta fuera e siempre es iduo. ontenido que no ejerce influencia sobrela posibilidad de ser aprendido o no: su fácil comprensión no depende de su grado de complejidad o lineam os conductuales: primero: debe seguirse un orden en la presentación de atribuidos al conductismo … es la equiparación de aprendizaje con conducta”14. Para ello esario que no solamente se diseñen objetivos mensurables y observables, sino que la ción también lo este, con los siguientes elementos básicos: • Suficientes e condicionamiento clásico E-R y condicionamiento operante R-E, entiendo E= estimulo y R= respuesta. Una cadena de estos elementos origina el aprendizaje. • Un ambiente adecuado, Pozo, menciona del organismo (REVUSKY, 1985; YELA, 1980). El aprendizaj iniciado y controlado por el ambiente”.15 Con estas bases el aprendizaje depende más de lo externo al indiv • Un aprendiz pasivo, dado que originalmente somos una “tabula rasa” y todo lo adquirimos del medio ambiente por mecanismos asociativos, por lo que la estructura de la conducta sería una copia del ambiente. • Un c abstracción, sino más bien de la forma en cómo se desarrollo una cadena de E-R. Garza y Leventhal16 citan un articulo donde Skinner da a conocer cuatro ientos generales para mejorar la enseñanza basada en principi • Ser claro acerca de lo que se va a enseñar: tanto el maestro como los alumnos, antes de empezar la sesión de enseñanza-aprendizaje, deben tener muy claro qué se espera que aprendan éstos últimos. • Enseñar primero lo estímulos y también debe esperarse que primero se aprendan los aspectos 14 POZO, JUAN IGNACIO. Teorías Cognitivas del aprendizaje. Ediciones MORATA, S.L. Madrid 1996. p.28. 15 Idem. 16 GARZA, ROSA MARIA Y LEVENTHAL, SUSANA.. Aprender Como Aprender. Trillas. 2000 p.36. 25 er hacer una planeación instruccional especifica de modo que pueda orientar al estudiante paso a paso en la adquisición de aprendizajes. La instrucción programada pueden usar para que se enseñen a sí mismos un tema particular”. egún Rivière (1987, p.21) “lo más general y común que podemos decir de la Psicolo sta última postura planteó nuevas expectativas dentro de la educación. Los docent más sencillos y después los más complejos de modo que los primeros estén incluidos en ellos. • Evitar que todos los estudiantes avancen al mismo ritmo: esto tiene que v con el hecho de que puede esperarse que no todos respondan del mismo modo, ya que cada uno de los estudiantes que entra a la escuela proviene de ambientes distintos. Además, los estudiantes poseen diversos intereses y aptitudes. La instrucción programada ayuda a mantener esto bajo control. • Programar los temas: esto implica que el docente requiere requiere de un “conjunto de materiales instructivos que los estudiantes II.2.3 APRENDIZAJE DESDE EL PUNTO DE VISTA COGNOSCITIVISTA Veamos ahora la segunda corriente, la cognoscitivista. S gía cognitiva es que refiere a la explicación de la conducta a entidades mentales, a estados, procesos y disposiciones de naturaleza mental, por lo que reclama un nivel de discurso propio.”17 Por consiguiente el sujeto que aprende ya no es un ser pasivo que responde mecánicamente a los estímulos externos a él, por el contrario ahora es concebido como una persona que puede tener logros en su aprendizaje en la medida que lo desee o se prepare para ello. E es ya no se centran en métodos, técnicas, dinámicas (factores externos al alumno) 17 POZO, JUAN IGNACIO. Op. cit. p. 42 26 in embargo “nos encontramos ante dos formas distintas de entender la psicología cogniti samiento de la información… es radicalmente distinto de la posición racionalista y constructivista adopta el caso de Piaget… sino también el de Vigotski y la propia Gestalt”18. I.2.4 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN aprendiz activo y no pasivo ment Compara a la mente co por lo que tuvo una fuer influencia con la aparición de la cibernética, las ciencias de la información y comunicaci y neur iolog esquema de Garza (p. 42) ejemplifica de manera clara el Procesamiento de la información sino en el proceso de aprendizaje del alumno que se requiere para la ejecución de tareas y así poder potencializar dicho proceso. S va… así lo atestigua Norman, uno de los autores más relevantes del proce da por la psicología europea… como lo muestra no sólo A continuación se presentan los rasgos más relevantes de las dos posturas. I A la mente se le considera como un sistema activo que trabaja transformando los inputs que entran en ella y generan productos nuevos, apoyo la idea de que el sujeto es un almente. n un ordenador (computadora), te ón la ofis ía. El siguiente : 18 Ibidem. p. 41 27 Figura II.1 Procesamiento de la Información. surgieron, trataron de abordar el aprendizaje más allá del puro razonamiento y le dieron una orientación organicista y estructuralista. Por ello ap PROCESAMIENTO Con este enfoque se favoreció el aspecto puramente racional del aprendizaje, el sujeto ya no dependía de factores externos, sino de factores mentales internos. Posteriormente las teorías cognoscitivistas que arece el concepto de “aprendizaje significativo” de Ausubel, la teoría constructivista de Piaget, el constructivismo cultural de Vygotsky, etc. Más adelante el aprendizaje significativo de Ausubel será analizado con detalle por ser el sustento teórico de mi propuesta. Sin embargo se enunciará de manera general la teoría psicogenética de Piaget y el constructivismo social de Vigotsky. II.2.5 TEORÍA PSICOGENÉTICA DE PIAGET Piaget en sus estudios sobre epistemología genética; en los que determina las principales fases en el desarrollo cognitivo de los niños, elaboró un modelo explicativo del Memoria de trabajo P R O D U C T A T E N C I P E R C E P O O C I Ó Memoria de Largo plazo N N 28 ara Piaget “el aprendizaje es un proceso mediante el cual el sujeto, a través de la experie , el sujeto que aprende, es activo en la construcción de su aprendizaje, ya que mediante este satisface la nece ea, al establecer una coherencia entre aquel y sus esquemas cognitivos. La potencialidad cognitiva del sujeto e y sus esquemas cognoscitivos”.19 dizaje, la enseñanza debe proveer las oportunidades pias asimil tividad constructiva de la inteligencia del sujeto. ognoscitivo, así como todas las interacciones de asimilación y acomodación entre el organismo y su ambiente.”20 Los • al medio. • desarrollo de la inteligencia y del aprendizaje en general a partir de la consideración de la adaptación de los individuos al medio. P ncia, la manipulación de objetos, la interacción con las personas, genera o construye conocimientos, modificando, en forma activa sus esquemas cognitivos del mundo que lo rodea, mediante el proceso de asimilación y acomodación . . . Según Piaget sidad de equilibración dándole sentido al mundo que le rod dependerá del nivel de desarrollo que este present Según esta concepción del apren y materiales para que el alumno aprenda activamente, descubra y forme sus pro concepciones o nociones del mundo que les rodea, usando sus propios instrumentos de ación de la realidad que provienen de la ac “La inteligencia constituye un estado de equilibrio hacia el que tienden todas las adaptaciones sucesivas de origen sensoriomotor y c conceptos fundamentales de esta teoría son los siguientes: Adaptación: Es el ajuste • Equilibrio: Búsqueda del balance entre los esquemas cognoscitivos y la información del medio. Asimilación: Ajuste de la información nueva a los esquemas existentes. 19 http://www.psicopedagogia.com/articulos/?articulo=379 20 ALMAGUER SALASAR,TERESA E. El desarrollo del alumno. Editorial Trillas ITESM Universidad Virtual ILCE México 2000 p.26 29 Las etapas del desarrollo cognoscitivo denotan una continuidad en el pensamiento. La pensamient Etapas: - Sensoriomotriz : de los 0 a los 2 años. Se comienza a usar la imitación, es reflejas a la actividad dirigida. - Preoperacional: de los 2 a los 7 años. Desarrollo gradual del lenguaje y a. Es capaz de pensar en operaciones continuas de manera lógica en una dirección. Tiene ca. Entiende las leyes de la conservación y es capaz de clasificar y de seriar. Entiende la ofesor consiste en facilitar el tránsito de la experiencia concreta a la abstracción al manejar los contenidos de la clase. • Acomodación: Alteración de los esquemas existentes o creación de nuevos en respuesta a información nueva. s etapas son acumulativas; de acuerdo a como sucede la adaptación, cada tipo de o se incorpora e integra a la etapa siguiente. la memoria y el pensamiento. Se percibe que los objetos no dejan de existir cuando están escondidos. Pasa de las accion de la capacidad de pensar en forma simbólic dificultades para ver el punto de vista de otra persona. - Operaciones concretas. De los 7 a los 11 años. Capacidad para resolver problemas concretos en una forma lógi reversibilidad. - Operaciones formales: de los 11 a los 15 años. Es capaz de resolver problemas abstractos en forma lógica. El pensamiento es más científico. Desarrolla intereses de carácter social e identidad. Desde esta perspectiva la labor del pr II.2.6 TEORÍA SOCIOCULTURAL DE VIGOTSKI. 30 pectos que tienen que ver con su nivel de desarrollo, pero existen otros fuera de su alcance que pueden ser asimilados con la ayuda de un que define una zona donde la acción del profesor es de especial incidencia. En este sentido la teoría de Vigotsky concede al docente un pap on Vigotski vemos que la idea sobre la construcción de conocimientos evoluciona desde l Contemporáneo a Piaget otro autor, Vigotsky, estudio el impacto del medio y de las personas que rodean al individuo (niño) en el proceso de aprendizaje y desarrolló la teoría del origen social del aprendizaje, si así le pudiéramos llamar. El concepto básico aportado por Vigotsky es el de zona de desarrollo próximo. Esto es, cada alumno es capaz de aprender una serie de as adulto o de iguales más aventajados. Este tramo entre lo que el alumno puede aprender por sí mismo y lo que puede aprender con ayuda de iguales o aventajados es lo que se denomina zona de desarrollo próximo. Este concepto básico es muy importante ya el esencial al considerarle facilitador del desarrollo de estructuras mentales en el alumno para que sea capaz de construir aprendizajes más complejos. C a concepción que plantea Piaget, de un proceso fundamentalmente individual con un papel más bien secundario del profesor, a una consideración de construcción social donde la interacción con los demás a través del lenguaje es muy importante. Por consiguiente, el profesor adquiere un papel protagónico, al ser un gestor que facilita el andamiaje para la superación del propio desarrollo cognitivo personal. Vigotsky propone también la idea de la doble formación, al defender que toda función cognitiva aparece primero en el plano interpersonal y posteriormente se reconstruye en el plano intrapersonal. Es decir, se aprende en interacción con los demás y se produce el desarrollo cuando internamente se controla el proceso, integrando las nuevas competencias a la estructura cognitiva. 31 rollo, es decir, es capaz de tirar de él; esta consideración asigna al profesor y a la escuela un papel relevante, al conceder a la acción a interacción entre el alumno y los adultos se produce sobre todo a través del lengua que orienta y reconduce las tareas y que promueve una reflexión sobre lo aprendido y saca conclusiones para replantear el proceso, parece más eficaz que el mero transm l ATC es un sistema de procesamiento compuesto por tres memorias relacionadas, que interactúan entre sí: una memoria declarativa, una memoria de producciones o procedural y una memoria de trabajo. Esta orientada fundamentalmente a la adquisición de destrezas. El conocimiento declarativo consiste en información sobre como esta organizado el mundo y lo que en el sucede. Anderson (1983, cap2 ) distingue tres tipos de unidades cognitivas en la memoria declarativa, con propiedades diferenciadas: cadenas temporales, imágenes espaciales y proposiciones. La memoria procedural es aquella que desencadena acciones. Para Vigotsky el aprendizaje contribuye al desar didáctica la posibilidad de influir en el mayor desarrollo cognitivo del alumno. L je. Verbalizar los pensamientos lleva a reorganizar las ideas y por lo tanto facilita el desarrollo. La importancia que Vigotski concede a la interacción con adultos y entre iguales ha hecho que se desarrolle una interesante investigación sobre el aprendizaje cooperativo como estrategia de aprendizaje y sobre todo, ha promovido la reflexión sobre la necesidad de propiciar interacciones en las aulas, más ricas, estimulantes y saludables. En este sentido, el modelo de profesor observador-interventor, que crea situaciones de aprendizaje para facilitar la construcción de conocimientos, que propone actividades variadas y graduadas, isor de conocimientos o el simple observador del trabajo autónomo de los alumnos. II.2.7 APRENDIZAJE POR ASOCIACIÓN La teoría ACT (Adaptative Control of Thought: control adaptativo del comportamiento) de Anderson E 32 ación declarativa, compilación y ajuste. define al esquem como los conceptos de que dispone el sistema de información. El exponente de esta te ara r p s en la emoria. Aquí todo el procesamiento de la información de as. En este sentido son o, “un concep de un objeto, persona o situación, cuy it en con los atributos del concepto”22. Explica que existen tres tipos de aprendizaje: 1. El crec Todo concepto adquirido pasa por tres etapas: interpret El ACT a decir de sus defensores, es “el intento mas completo y sistemático de elaborar una teoría asociacionista del conocimiento y el aprendizaje humano”21, sin embargo, a mi parecer, explican ciertamente el aprendizaje a pequeña escala, pero no son capaces de explicarlo a gran alcance. II.2.8 TEORÍA DE LOS ESQUEMAS DE RUMENLHART Es una teoría basada también en el campo computacional, donde se a oría de los esquemas es David Rumelhart que define los esquemas como una estructura de datos p epresentar conce tos genéricos almacenado pende de la activación de los esquem m los esquemas paquetes de inform os rasgos const ación, es asimism uyentes se correspond to imiento. 21 POZO, JUAN I.. Teorías cognitivas del aprendizaje. Ediciones MORATA. p.134 22 Idem. p. 137. 33 2. La reestructuración. 3. Ajuste Estos coexisten e interactúan durante todo el ciclo de aprendizaje de un sistema jerarqu n p nto en los el propio conocimiento hay ión sobre rse ese conocimi El siguiente cuadro ilustra los tipos de apre izaje según la te Tipo de aprendizaje que produce que se . izado de conceptos. Dicen que so informac Resultados aquetes de conocimie como debe usa que, además d ento. nd oría de los esquemas: Mecanismos en basa Crecimien información en los esquemas ya de datos) rellena los valores de las variables y define to Acumulación de Copia parcial que existentes (base constantes Ajuste Modificación o evolución de los esquemas (variación en el campo de activación) Modificación de valores por defecto Generalización Especialización Reestructuración Formación de Generación pautada Generación. nuevos esquemas a partir de losya existentes. (por analogía) Inducción (por contigüidad) Especialización Sustitución de constantes o variables. Figura II.2 Tipos de aprendizaje según la teoría de los esquemas. 34 ocurre en el interior del individuo, donde la actividad perceptiva le permite incorporar nuevas ideas, hechos y circuns y enriquecidas; luego de cumplir strucción, planificadas por el mediador ar la nueva tarea de aprendizaje, en forma racional y no arbitraria con sus conocimientos y experie s importante establecer que el aprendizaje significativo, visto desde esta perspec eptos. ) Aprendizaje significativo de proposiciones. iones II.3 APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO El aprendizaje significativo se define como el proceso que tancias a su estructura cognoscitiva; a su vez, matizarlas exponiéndolas y evidenciándolas con acciones observables, comprobables con las actividades derivadas de las estrategias de in y/o sus particulares estrategias de aprendizaje. Según Ausubel, en el aprendizaje significativo el estudiante logra relacion ncias previas, almacenadas en su estructura cognoscitiva. De ahí que esas ideas, hechos y circunstancias son comprendidos y asimilados significativamente durante su internalización. Incorpora los nuevos conceptos a los que ya posee relacionándolos de manera lógica. E tiva, no implica una unión arbitraria y no sustantiva de la información que ya tiene el alumno o individuo con la nueva información, caeríamos en el aprendizaje mecánico; el aprendizaje significativo involucra la modificación y evolución de la nueva información, así como de la estructura cognoscitiva envuelta en el aprendizaje. Ausubel distingue tres tipos de aprendizaje significativo: a) Aprendizaje significativo de representaciones. b) Aprendizaje significativo de conc c II.3.1 a) Aprendizaje significativo de Representac Es el aprendizaje más elemental del cual dependen los demás tipos de aprendizaje. Consiste en la atribución de significados a determinados símbolos, “Ocurre cuando se 35 ste tipo de aprendizaje se presenta generalmente en los niños, por ejemplo, el aprend a representar, o se convierte en equivalente para la pelota que el niño está percibiendo en ese mo I.3.2 b) Aprendizaje significativo de Conceptos a también es un aprendizaje de representaciones, sin embargo tenemo un mayor grado de abstracción en función de atributos de criterio comunes. os conceptos son adquiridos a través de dos procesos: formación y asimilación. ia directa, en sucesivas etapas de formulación y prueba de hipótesis, del ejemplo anterior podemos decir que el niño adquiere el signific igualan en significado símbolos arbitrarios con sus referentes (objetos, eventos, conceptos) y significan para el alumno cualquier significado al que sus referentes aludan (AUSUBEL; 2003:46)”. E izaje de la palabra “Pelota”, ocurre cuando el significado de esa palabra pasa mento, por consiguiente, significan la misma cosa para él; no se trata de una simple asociación entre el símbolo y el objeto sino que el niño los relaciona de manera relativamente sustantiva y no arbitraria, como una equivalencia representacional con los contenidos relevantes existentes en su estructura cognitiva. Este tipo de aprendizaje se vincula con la adquisición del vocabulario. I Primeramente veamos como define Ausubel el concepto. Los conceptos se definen como “objetos, eventos, situaciones o propiedades que poseen atributos de criterio (características) comunes y que se designan mediante algún símbolo o signo” (AUSUBEL 2003:61), recordemos que pueden ser símbolos o palabras, partiendo de ello podemos afirmar que en cierta form s L En la formación de conceptos, las características (atributos de criterio) del concepto se adquieren a través de la experienc ado genérico de la palabra “pelota”, ese símbolo sirve también como significante para el concepto cultural “pelota”, en este caso se establece una equivalencia entre el 36 uier momento, aunque no sean idénticas. .3.3 c) Aprendizaje significativo de proposiciones. como una declaración que posee significado denotativo (las caracte os de la nueva proposición. Al implicar relación de conceptos, la adquisición de proposiciones sólo puede hacerse a través de la asimilación. símbolo y sus atributos de criterios comunes. De allí que los niños aprendan el concepto de “pelota” a través de varios encuentros con su pelota y las de otros niños. El aprendizaje de conceptos por asimilación consiste en relacionar los nuevos conceptos con los ya existentes se produce a medida que el niño amplía su vocabulario, pues las características de los conceptos se pueden definir usando las combinaciones disponibles en la estructura cognitiva por ello el niño podrá distinguir distintos colores, tamaños y afirmar que se trata de una “Pelota”, cuando vea otras en cualq II Este tipo de aprendizaje va más allá de la simple asimilación de lo que representan las palabras, combinadas o aisladas, puesto que exige captar el significado de las ideas expresadas en forma de proposiciones. El aprendizaje de proposiciones implica la combinación y relación de varias palabras cada una de las cuales constituye un referente unitario, luego estas se combinan de tal forma que la idea resultante es más que la simple suma de los significados de las palabras componentes individuales, produciendo un nuevo significado que es asimilado a la estructura cognoscitiva. Es decir, que una proposición potencialmente significativa, expresada verbalmente, rísticas evocadas al oír los conceptos) y connotativo (la carga emotiva, actitudinal e ideosincrática provocada por los conceptos) de los conceptos involucrados, interactúa con las ideas relevantes ya establecidas en la estructura cognoscitiva y, de esa interacción, surgen los significad II.3.4 PROCESO DE LA ASIMILACIÓN 37 tura cognoscitiva existente, origina una reorganización de los nuevos y antiguos significados para formar una est or asimilación entendemos el proceso mediante el cual “ la nueva información es vincula cognoscitiva, proceso en que se modifica la información recientemente adquirida y la estructura pre existente” (AUSU a esencia de la teoría de la asimilación reside en que los nuevos significados son adquiri ubsunsor adquiere significados adicionales. ependiendo como la nueva información interactúa con la estructura cognitiva, las formas siguientes. existe una relación de subordinación entre el nuevo material y la estructura cognitiva pre nte Hablemos ahora, entonces del proceso de asimilación. Se refiere a la interacción entre el nuevo material (información) que será aprendido y la estruc ructura cognoscitiva diferenciada, esta interacción de la información nueva con las ideas pertinentes que existen en la estructura cognitiva propician su asimilación. P da con aspectos relevantes y pre existentes en la estructura BEL; 2003:71). Este proceso de interacción modifica tanto el significado de la nueva información como el significado del concepto o proposición al cual está afianzada (AUSUBEL; 2003:120). La asimilación no es un proceso que concluye después de un aprendizaje significativo sino, que continua a lo largo del tiempo y puede involucrar nuevos aprendizajes así como la pérdida de la capacidad de reminiscencia y reproducción de las ideas subordinadas. L dos a través de la interacción de los nuevos conocimientos con los conceptos o proposiciones previas, existentes en la estructura cognitiva del que aprende, de esa interacción resulta un producto, en el que no solo la nueva información adquiere un nuevo significado sino, también el s D de aprendizaje planteadas por el proceso de asimilación son las II.3.4.1 APRENDIZAJE SUBORDINADOEste aprendizaje se presenta cuando la nueva información es vinculada con los conocimientos pertinentes de la estructura cognoscitiva previa del alumno, es decir cuando existente. En otras palabras, el nuevo concepto o idea se encuentra jerárquicame 38 evante”23 o cambie su significado. usubel nos dice que la estructura cognitiva tiende a una organización jerárquica donde ón o inclusividad, se ubican en los niveles mas altos y los más específicos o concretos en los niveles inferiores (diferen odemos decir que es lo contrario al proceso subordinado ya que en este las nuevas ideas o mina reconciliación integradora. subordinada a otro ya existente, es decir las nuevas ideas se relacionan de manera subordinada con ideas o conceptos relevantes de mayor nivel de generalidad o abstracción. “La subordinación de los conceptos puede hacerse sin que la nueva información modifique los atributos del concepto rel A los conceptos mas generales, con mayor nivel de abstracci ciación progresiva). II.3.4.2 APRENDIZAJE SUPRAORDINADO P conceptos son de mayor grado de abstracción, generalidad e inclusividad que los existentes en la estructura cognoscitiva del alumno. Con la información que se adquiere, los conceptos existentes se reorganizan adquiriendo nuevo significado. En la jerarquía conceptual, es un proceso que va de abajo hacia arriba, donde las características de los conceptos existentes dan lugar a otro concepto mas general (concepto supraordenado), esto es, los nuevos conceptos se integran en uno mas general, a este hecho se le deno II.3.4.3 APRENDIZAJE COMBINATORIO Este tipo de aprendizaje se caracteriza por que la nueva información no se relaciona de manera subordinada, ni supraordinada con la estructura cognoscitiva previa, sino se relaciona de manera general con aspectos relevantes de la estructura cognoscitiva. 23 ONTORIA, A. et. Al. Mapas Conceptuales una técnica para aprender. Editorial Narcea, España, 2001. p.23 39 Es com si la nueva información fuera potencialmente significativa con toda la estructura cognos ue las proposiciones subordinadas y supraordinadas; este hecho es una consecuencia directa del papel crucial que juega la disponi es donde manejamos el Aprendizaje Subordinado y el Aprendizaje Supraordinado se mencionaron los conceptos de diferenciación progresiva y reconc ca de los conceptos o proposiciones” (AUSUBEL;2003:539), dando lugar a una diferenciación progres l aprendizaje subordinado. or otro lado, si durante la asimilación las ideas ya establecidas en la estructura cognitiva son reconocidas y relacionadas en el curso de un nuevo aprendizaje posibilitando una nu ceso se le podrá denom a, este proceso se presenta durante los apr or descubrimiento. o citiva. En este tipo de aprendizaje y considerando la disponibilidad de contenidos relevantes apenas en forma general, las proposiciones son, probablemente las que menos se relacionan y menos capaces de “conectarse” en los conocimientos existentes, y por lo tanto más difícil para su aprendizaje y retención q bilidad conceptos relevantes y específicos para el aprendizaje significativo. En los párrafos anterior iliación integradora, ahora bien, en el proceso de asimilación las ideas previas existentes en la estructura cognitiva se modifican adquiriendo nuevos significados. La presencia sucesiva de este hecho “Produce una elaboración adicional jerárqui iva. Este es un hecho que se presenta durante la asimilación, pues los conceptos están siendo reelaborados y modificados constantemente, adquiriendo nuevos significados, es decir, progresivamente diferenciados. Este proceso se presenta generalmente en e P eva organización y la atribución de un significado nuevo, a este pro inar según AUSUBEL reconciliación integrador endizajes supraordinados y combinatorios, pues demandan de una recombinación de los elementos existentes en la estructura cognitiva. Habiendo definido los tipos de aprendizaje significativo basados en Ausubel, veamos ahora las formas en que puede darse. El aprendizaje significativo puede darse por recepción y p 40 senta en su forma final. Aquí, el estudiante tiene como tarea comprender e incorporar la nueva información a su estructura cognoscitiva. VARIABLES DEL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO variables L desarroll ectual, disposición, madurez, práctica y materiales V personalidad, familia nstrucción de conocimientos significativos, por lo cual debe ser competente en su planificación, en la cual deberá tomar en cuenta las variables mencionadas. De allí que el logro de los objetivos de conocimiento está sustentado en el proceso de enseñanza-aprendizaje, bajo el paradigma de una orientación significativa que permita una asimilación de contenidos; de manera más permanente. Es decir, debe En el Aprendizaje Significativo por Recepción el total del contenido que debe ser aprendido por el estudiante se le pre Por otro lado en el Aprendizaje Significativo por Descubrimiento se le presenta al estudiante la información de manera tal que él debe descubrir el contenido, organizarlo, formar nuevas combinaciones en su estructura cognoscitiva pre-existente e internalizar el nuevo contenido. II.3.5 El Aprendizaje Significativo está sustentado en el manejo y control de dos tipos de : Variables Cognoscitivas y Variables Afectivo-Sociales. as Variables Cognoscitivas son aquellas que incluyen a la estructura cognoscitiva, o cognoscitivo, capacidad intel académicos. ariables Afectivo-Sociales intervienen la motivación al logro, , grupo social y el mediador. El Mediador24 debe tener como meta elaborar estrategias de aprendizaje que apoyen al alumno en la co 24 Entendemos por mediador, ahora, al sujeto que va a facilitar el aprendizaje, es decir el docente. 41 plasma e un ordenamiento significativo, estructurando los objetivos-contenidos de aprend del estudiante; ello se logra en función a dos paráme os: , no formal, debe sustentarse sobre la base de lo que un símbolo expresa (Significado) y no sobre la base de la forma expresiva ) Relación intencional, no arbitraria, debe estar ajustada de forma pertinente cimiento. l estudiante debe desarrollar su capacidad significativa para el aprendizaje para alcanza arbitraria, entre significados didácticos nuevos y significados previos. tencialmente Lógicos ofertas Aquí entra en juego su capacidad perceptiva, clase de ignificados Reales o Psicológicos son el producto de un proceso de aprendizaje significativo. En ello entra en juego el afecto y la internalización. rs izaje en función a la experiencia previa tr a) Relación sustancial que tiene el símbolo. En consecuencia, el estudiante debe ser capaz de identificar un mismo significado en contextos diferentes y bajo ejemplos simbólicos distintos. b y correspondiente a la clase de ideas que el hombre es capaz de aprender y relacionar. Ello le permite elaborar nuevo cono E r los objetivos de la instrucción; así ejecuta las tareas orientado hacia una relación sustancial, no formal, e intencional, no II.3.6 TIPOS DE SIGNIFICADO Se pueden establecer dos tipos de significado: Significados Po y Significados Reales Psicológicos. Los Significados Potencialmente Lógicos son aquellos que constituyen opciones u de aprendizaje para el sujeto. presentación y tipo de contacto primario. S 42 significativo y requisitos para lograrlo: cilita la retención del nuevo contenido. alumno. • Es personal, ya que la significación de aprendizaje depende los recursos una memoria de largo plazo, porque de lo contrario se le olvidará todo en poco tiempo. Finalmente y sin entrar en más detalle daremos algunasventajas del aprendizaje II.3.7 VENTAJAS DEL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO: • Produce una retención más duradera de la información. • Facilita el adquirir nuevos conocimientos relacionados con los anteriormente adquiridos de forma significativa, ya que al estar claros en la estructura cognitiva se fa • La nueva información al ser relacionada con la anterior, es guardada en la memoria a largo plazo. • Es activo, pues depende de la asimilación de las actividades de aprendizaje por parte del cognitivos del estudiante. II.3.8 REQUISITOS PARA LOGRAR EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO 1. Significatividad lógica del material: el material que presenta el maestro (mediador) al estudiante debe estar organizado, para que sé de una construcción de conocimientos. 2. Significatividad psicológica del material: que el alumno conecte el nuevo conocimiento con los previos y que los comprenda. También debe poseer 3. Actitud favorable del alumno: ya que el aprendizaje no puede darse si el alumno no quiere. Este es un componente de disposiciones emocionales y actitudinales, en donde el maestro sólo puede influir a través de la motivación. 43 u memoria de manera textual a lo expresado por el maestro. Por lo tanto en el momento de la evaluación el alum o debe repetir toda la información del maestro para aprobar la asignatura. Los individuos formados dentro de este paradigma educativo “son mecánicos de la información capaces de innovar”. En contraparte tenemos a los modelos que centran su estudio en el proceso de aprendizaje en donde se promueven “los procesos de crecimiento personal del alumno en el marco de cultura del grupo al que pertenece. . . Uno de los enfoques constructivistas es el enseñar a pensar y actuar sobre contenidos significativos y contextuales” En conclusión podemos decir que la teoría del Aprendizaje Significativo ayuda al alumno a que vaya construyendo sus propios esquemas de conocimiento y para una mejor comprensión de los conceptos. Ahora el proceso educativo se centra en el alumno como eje del aprendizaje y el docente, llámese profesor, es el mediador, el orientador, el facilitador que contribuye al logro del aprendizaje. Para lograr esto debemos hacer uso de todas las capacidades que tenga tanto el alumno como el docente, utilizar los recursos didácticos que más se apeguen a dicha teoría, las herramientas gráficas que sean fáciles de utilizar, en este caso los mapas conceptuales, los cuales trataremos en el siguiente apartado. Por tanto, la concepción tradicional del aprendizaje la podemos ubicar en el modelo conductista, donde el maestro es el amo del saber y el alumno un ente recibidor de información, las cuales deben aceptarse sin críticas incorporándolas a s n in CAPÍTULO III III LA HERRAMIENTA GRÁFICA. LOS MAPAS CONCEPTUALES. 44 III. LA HERRAMIENTA GRÁFICA. LOS MAPAS CONCEPTUALES. En la práctica, el docente siempre ha tenido la necesidad de utilizar elementos que le ayuden a conducir al alumno para que logre la asimilación de los conceptos de su materia, de innovar nuevas técnicas o de la utilización de materiales que le auxilian en la consecución de los propósitos de clase. Sin embargo, el trabajo en el aula además de ser complejo es titánico, principalmente por la diversidad de ideología de nuestros alumnos, por lo que a continuación se presenta una herramienta que puede auxiliar en el logro de los propósitos de la asignatura que se imparta. III.1 HERRAMIENTAS GRÁFICAS Los docentes siempre han encontrado la manera de utilizar recursos en su práctica cotidiana. Algunas de esos instrumentos didácticos han sido herramientas gráficas como pueden ser cuadros sinópticos, diagramas de Venn, mapas semánticos, mapas conceptuales, etc. Los cuadros sinópticos ofrecen al docente la posibilidad de hacer clasificaciones secuenciales e inclusivas, ya que posibilitan la clasificación de conceptos incluyéndolos del mas general al más particular, esto es, lo hacen de manera decreciente logrando establecer una secuencia entre ellos. Los conceptos se organizan en grupos según algún criterio que establezcamos y se engloban con una llave gráfica. Los cuadros sinópticos se leen de izquierda a derecha y establecen con una gran claridad relaciones jerárquicas entre conceptos u oraciones, lo que da un gran impacto visual. Los cuadros sinópticos han tenido mucha acogida dentro del campo de la programación de computadoras, ya que se identifican con algunas metodologías por la forma en que estructuran su lectura, particularmente con los diagramas de Warnier. Un ejemplo de cuadro sinóptico es el siguiente: 45 una cifra adición varias cifras una cifra sustracción Operaciones varias cifras Aritméticas una cifra multiplicación varias cifras una cifra división varias cifras1 Figura III.1 Cuadro sinóptico que nos muestra las operaciones aritméticas En este tipo de cuadros puede presentarse la reiteración que vemos claramente en las expresiones “una cifra” y “varias cifras”. Veamos ahora el diagrama de Venn2, lo que expresa es la clasificación de conceptos con un fuerte impacto visual, pero solamente en función de las relaciones primordiales entre éstos, esto es, carece de las relaciones que son necesarias para que el aprendizaje sea significativo, son muy utilizados en el área de las matemáticas sobre todo en la teoría de conjuntos. Como ejemplo de este tipo de herramienta visual tenemos el siguiente diagrama que nos muestra la clasificación de los polígonos: 1 BOGGINO, NORBERTO. Cómo elaborar mapas conceptuales. Homo Sapiens Ediciones. Argentina 2002. p. 32 2 creados por John Venn (1834-1923), son representaciones gráficas de los procesos algebraicos introducidos por Boole. Levine Guillermo. Computación y programación moderna. P288 46 heptágonos hexágonos Triángulos pentágonos cuadriláteros escalenos isósceles equilátero Los Polígonos Figura III.2 Diagrama de Venn para la clasificación de los poligonos Los mapas semánticos son una estructuración categórica de información representada gráficamente, representan los diferentes significados de un concepto, se utilizan para ordenar lluvias de ideas (brainstorming, en inglés), están pensados para realizar análisis de textos, esto es se utilizan como un organizador de la información que contiene un texto. “Se trata de un verdadero organizador gráfico en función de la idea central a partir del cual surgen varias líneas de trabajo con diferentes aspectos complementarios entre sí, aunque las líneas no siempre estén –directamente- relacionadas entre sí”3. Los alumnos lo pueden utilizar como herramienta de estudio y los profesores como herramienta para evaluar los conocimientos previos de los alumnos. 3 BOGGINO. Op. Cit. p. 33. 47 Figura III.3 Mapa semántico sobre los polígonos. Los mapas mentales o MINDMAPS son una representación gráfica donde se relacionan diferentes conceptos con líneas, son parecidos en su forma a los mapas semánticos. Los diagramas de flujo son los que más se usan en la programación de computadoras, y en las ciencias en general, para la representación de algoritmos. Por tal razón solo nos muestran los pasos a seguir para la solución de un determinado problema o la representación de un procedimiento, no son muy adecuados para el diagnóstico de los conocimientos. Un ejemplo de esta herramienta es el presentado en la figura III.4: Triángulos escalenos isósceles equilateros Polígonos Cuadriláteros cuadrados rectángulos rombos romboides Pentágonos cinco lados ángulos
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