Aprendizaje profundo: estructurar y organizar el conocimiento-actualización sobre la enseñanza receptiva

En el post se introduce el concepto de modelos mentales, y cómo su desarrollo favorece el aprendizaje profundo entre estudiantes. Se mencionan tres formas de organizar el conocimiento para para crear modelos mentales que puedan aplicarse para resolver problemas o responder preguntas.

¿Qué viene después?

1. Jacobo I, Carlos I, Carlos II, Jacobo II,_____
2. 2, 3, 5, 7__
3. Je suis allé, je vais, j’irai; j’ai été, je suis,___
4.  A B A B C D C D E F E F __ __
5. Helio, neón, argón, kriptón, _____

Algunas de estas series pueden parecer frustrantemente crípticas: los lectores conocen A, 2 y quizás ‘je suis’, saben de las luces de neón y probablemente algo sobre Carlos I. Sin embargo, responder no solo depende de lo que sabemos, sino de cómo está organizado eso que conocemos: la respuesta parece obvia una vez que reconocemos la estructura (respuestas al final).

El aprendizaje profundo significa desarrollar modelos mentales —estructuras de conocimiento organizadas— que les permitan a los estudiantes aplicar su conocimiento flexiblemente. Esta publicación trata sobre la arquitectura de los modelos mentales: ¿qué estructuras y organización hacen que el conocimiento sea utilizable?

Modelos mentales: organizando el conocimiento de modo que sea utilizable

El conocimiento flexible es un paso importante hacia el aprendizaje profundo. Si un elemento de conocimiento es flexible, los estudiantes pueden acceder a él por medio de una variedad de señales, y no solo a través de las que sirvieron para el aprendizaje original. Entonces —por ejemplo— el conocimiento flexible sobre Carlos I les permitiría pensar en él cuando les preguntaran sobre los Estuardo, el impuesto “Ship Money” o el derecho divino de los reyes (más sobre esto —en inglés — aquí).

Esta flexibilidad apoya la transferencia de conocimiento a situaciones nuevas —un gran logro en sí mismo— pero un modelo mental sofisticado es más que una abundancia de conocimientos: es un ente organizado.

Un modelo mental sofisticado es una biblioteca o una red interconectada, que organiza y conecta ideas para que puedan ser recordadas y usadas. Entender qué es experticia significa valorar tanto la “cantidad” de conocimiento como “la forma en que este se almacena en la memoria a largo plazo”. Para hacer una analogía, no se trata solo de “los contenidos del libro”, sino también, de “las rutas de acceso a esos contenidos, es decir, su índice (Larkin et al., 1980, p. 1336).” Los doctores principiantes aprenden anatomía y fisiología: desarrollan experticia experimentando casos clínicos que los desafían a acceder a su conocimiento del cuerpo (y a estructurarlo) del mismo modo en que lo usarán cuando traten a sus pacientes (Schmidt y Rikers, 2007, p. 1134). Las personas desarrollan experticia primero aprendiendo más, y luego estructurando lo que saben de forma que ese conocimiento pueda ser utilizado.

El poder de los modelos mentales

Los modelos mentales ayudan a los estudiantes a comprender y retener información nueva. Proporcionan una estructura con la cual poner a prueba y percibir esta información. Si los estudiantes se encuentran con una letra nueva por primera vez, saber qué son las letras y cómo pueden variar (altura, ancho) permite que distinguir las características definitorias de la nueva letra sea más fácil: una ‘t’ es como una ‘l’, pero con una línea cruzada.

Además, si pensar en el significado de la información es “el principio central del aprendizaje” (en inglés), la estructura y la organización son vitales para hacer que la información nueva sea significativa: las acciones de Carlos I son más significativas (y más interesantes) cuando los estudiantes entienden su contexto y las restricciones que operaban sobre él; un poema que no han visto antes es más significativo si los estudiantes entienden las elecciones que ha hecho el poeta.

Los modelos mentales también les permiten a los estudiantes aplicar sus conocimientos para responder a las preguntas de manera más precisa y resolver problemas de forma creativa. El primer paso para resolver un problema es entender sus exigencias: cuando se enfrentan a un problema de física, los expertos identifican rápidamente la estructura profunda —“esto trata sobre la fricción”— lo que les permite resolverlo; los principiantes se enfocan en detalles superficiales: “esto trata sobre un bloque en pendiente” (Chi, Glaser y Rees, 1982).

Un modelo mental sobre formas poéticas les permite a los estudiantes reconocer que un poema es un soneto o escribir un soneto por sí mismos. Contar con un modelo mental sobre el siglo XVII da sentido a las acciones de Carlos I poniéndolas en un contexto político y religioso. Un modelo mental de estructuras atómicas explica las características del helio y cómo puede ser usado. En definitiva, los modelos mentales les permiten a los estudiantes aplicar sus conocimientos.

Reconocemos el uso efectivo de los modelos mentales de los estudiantes, pero el cómo podemos ayudar a los estudiantes a desarrollarlos es menos obvio. Necesitamos enseñarles para qué sirve, cómo se usa y cómo se crea la organización del conocimiento (Reif, 2010). Pero ya es suficientemente difícil asegurar que los estudiantes recuerden lo básico: esta puede ser la razón por la que los profesores y los textos escolares “prestan mucha más atención a los contenidos del conocimiento a impartir que a su organización (Reif, 2010, p.157).” Si hemos de desarrollar los modelos mentales de los estudiantes, debemos saber cómo es un modelo mental útil: identificar las estructuras y conexiones que ayudan a los estudiantes a entender y organizar su aprendizaje.

Tres formas de organizar el conocimiento

El conocimiento se estructura mejor de la forma en que será usado: para los doctores, una estructura de conocimiento útil vincula las características distintivas de un caso clínico con su diagnóstico (Schmidt y Rikers, 2007, p. 1134). Podemos organizar el conocimiento considerando:

1) Las estructuras profundas

Es probable que las estructuras organizadoras más útiles sean intrínsecas a las formas de razonamiento que cada disciplina exige, es decir, cómo se les pedirá a los estudiantes que usen el conocimiento: cronología en historia, vincular la literatura con sus contextos en lenguaje, conectar representaciones simbólicas, modelos atómicos y experimentos reales en química. Probablemente no haya más que un puñado de estructuras relevantes: nuestro primer paso será identificar estas estructuras profundas. A menudo las usamos implícitamente, sin reconocer su importancia (o qué tan complicadas son).

Pregunta 1: ¿Qué estructuras de organización son intrínsecas a disciplinas específicas?

2) Jerarquías

Entre estas estructuras subyacentes, tenemos la posibilidad de situar las ideas en jerarquías. ¿Por qué jerarquías? Reif (2018) sugiere que, de cuatro formas de organización de conocimientos, la jerarquía es la más útil (superando a la organización aleatoria, una lista y una red), porque nos permite “ver” ideas en una variedad de escalas: los estudiantes pueden comparar a Jacobo I y Carlos I (ambos monarcas de los Estuardo) o pueden comparar a monarcas de los Estuardo y de los Tudor. Los estudiantes pueden comparar el helio con el argón o los gases nobles con metales. Una estructura jerárquica memorable probablemente no tenga más de tres niveles (Wright, 2007): poesía—soneto—petrarquista; gas—noble—helio; geografía humana—asentamiento—urbanización.

Pregunta 2: ¿Qué jerarquías se pueden usar para organizar ideas clave?

3) Vínculos

Reif prefiere las jerarquías a las redes, pero Wright (2007) sugiere que la historia humana ha visto una competencia continua entre ellas y que pueden usarse en conjunto. Un ejemplo temprano en la historia humana sería la categorización de plantas: las taxonomías jerárquicas son útiles (árbol—caducifolio—roble), pero también lo son los temas transversales (plantas comestibles). Es útil situar a Carlos I como un monarca de los Estuardo (organización jerárquica); también es útil saltar el Canal de la Mancha y adelantarnos un siglo para comparar su situación con la que enfrentaba Luis XVI antes de la Revolución Francesa (red). Los vínculos y temas potenciales son infinitos, por lo que aquellos que priorizamos probablemente sean específicos al currículum: sabiendo que los estudiantes estudian Oliver Twist en séptimo grado, puedo conectar esto con su estudio de la Revolución Industrial en octavo grado; sabiendo que estudian ríos en cuarto grado, puedo conectar esto con los desastres naturales en quinto grado. Claire Sealey sugiere que los vínculos curriculares (en inglés) pueden ser:

• Horizontales—mismo año, asignaturas distintas
• Verticales—misma asignatura, años distintos, y;
• Diagonales—distinta asignatura, distinto año.

Sus estudiantes aprenden sobre la tiranía con el Rey Juan en primer grado y la revisitan con Hitler en sexto grado; leen Holes (“El misterio de los excavadores”) en sexto grado encontrándose con una capataza tiránica (horizontal) y conocen a la figura del faraón en el Éxodo en tercer grado (diagonal).

Pregunta 3: ¿Qué vínculos entre jerarquías pueden ofrecer nuevas perspectivas?

Conclusión

Hay (al menos) tres pasos hacia la experticia:

1. Aprender los conocimientos básicos—los estudiantes no pueden organizar lo que no saben.
2. Desarrollar conocimientos flexibles (en inglés), que significa que los estudiantes pueden acceder a lo que saben en respuesta a distintas señales relevantes.
3. Organizar y vincular ideas para crear modelos mentales que puedan aplicarse para resolver problemas, responder preguntas o lo que sea.

Si hemos de organizar y vincular ideas, necesitamos:

• Identificar estructuras disciplinares (quizás 4-5 para una asignatura, de las cuales 1-2 serán relevantes para un tema específico)
• Situar ideas claves en jerarquías (2-3 para un tema)
• Identificar los vínculos más importantes (no más que 5 para un tema)

Una vez que hayamos elegido las estructuras organizadoras más potentes, necesitamos desarrollar los conocimientos de los estudiantes sobre ellas. Sugeriré formas de hacer esto en una publicación futura.

¿Qué viene después?: 1) Guillermo y María (monarcas de la Inglaterra en la época de los Estuardo) o Cromwell/la Commonwealth (gobernantes de Inglaterra en el siglo XVII; 2) je serai (tiempo futuro de être); 3) 11 (números primos); 4) G G (rima del soneto inglés); Xenón (Gases nobles – grupo 18 en la table periódica).

Si te interesó esto, puede que te guste (bibliografía en inglés):

Discusión detallada y ejemplificación de varios aspectos de la retroalimentación en Enseñanza receptiva: aplicaciones en terreno de las ciencias cognitivas y la evaluación formativa, además de la discusión de otros cinco problemas endémicos en la enseñanza.

Deep learning: planning for knowledge transfer

How to plan lessons using cognitive load theory

The key idea in planning: of what it will make them think

Referencias

Chi, M., Glaser, R. y Rees, E. (1982). Expertise in problem solving. In Sternberg, R. (ed.), Advances in the Psychology of Human Intelligence, Erlbaum, Hillsdale, NJ, pp. 7- 75.

Larkin, J., McDermott, J., Simon, D. y Simon, H. (1980) Expert and Novice Performance in Solving Physics Problems. Science 208(4450):1335-42

Reif, F. (2010). Applying Cognitive Science to Education: Thinking and Learning in Scientific and Other Complex Domains. Bradford.

Schmidt, H. y Rikers, R. (2007). How expertise develops in medicine: knowledge encapsulation and illness script formation. Medical Education, 41, pp.1133–1139.

Wright, A. (2007). Glut: Mastering information through the ages. Ithaca: Cornell University Press.

Otras lecturas recomendadas (en inglés)

Las siguientes publicaciones han influido altamente sobre mi visión de estos temas:

Estas publicaciones sobre los principios:

• Oliver Caviglioli: Memory and Meaning.
• Efrat Furst: Understanding ‘understanding’

Y estas sobre la práctica:

• Andy Tharby: connecting and organising knowledge in English
• Niki Kaiser: linking ideas in chemistry
• Claire Sealey: The 3D curriculum that promotes remembering

Este post es posible gracias a la generosidad de Harry Fletcher-Wood que nos ha permitido traducir sus interesantes publicaciones. Para acceder a la publicación original en inglés haga click aquí.

Otros recursos del autor

Fletcher-Wood, H. (2022). Enseñanza receptiva: aplicaciones en terreno de las ciencias cognitivas y la evaluación formativa. Disponible en editorial Aptus  (obra original publicada en 2018).

Fletcher-Wood, H. (2020). Entrenar en altura: mejorar la enseñanza durante – y después – del confinamiento. Disponible en Aptus blog.

Fletcher-Wood, H. (2020). Toda la formación docente debería enfocarse en la práctica. Disponible en Aptus blog (obra original publicada en 2015).

Fletcher-Wood, H. (2021). Mejorar la enseñanza y el aprendizaje: ideas para jefes de departamento. Disponible en Aptus blog (obra original publicada en 2017).

Fletcher-Wood, H. (2020). Aprender en tiempos de coronavirus: planificar la escuela a distancia. Disponible en Aptus blog

Nota del traductor:

1. Puedes ver aquí una charla subtitulada de Oliver Caviglioli correspondiente a la versión 2020 de las conferencias researchEd.