ESBOZO DE UNA PROPUESTA DE MODELO EDUCATIVO

CENTRADO EN LOS PROCESOS DE PENSAMIENTO

Hugo Hernando Andrade Sosa , Carlos Arturo Parra Ortega*
handrade@uis.edu.co


Este documento se orienta a la definición de un modelo educativo que contemple la dinámica de cambio del mundo actual y las expectativas del futuro que se construye con la visión y la labor del presente, mundo caracterizado por un contexto tecnológico que aunque no genera cambios cualitativos de manera directa si los propicia o, al menos, los potencia o hace posible diversas alternativas. Se concibe que una práctica educativa se desarrolla en el ambiente generado por el modelo que integra tres componentes fundamentales: El paradigma de pensamiento, el enfoque educativo y los medios. Este artículo esboza un posible modelo de este tipo al integrar elementos del Pensamiento de Sistemas, el enfoque constructivista de la sicología cognitiva y la Dinámica de Sistemas, útil informático de modelado y simulación para recrear las situaciones de aprendizaje.
 
 

INTRODUCCIÓN

Varios son los interrogantes que han motivado e intentado dilucidar este documento, entre ellos :

Por qué un desarrollo en lo que se ha denominado Informática Educativa requiere de una postura desde la perspectiva de un modelo educativo?. Por qué es necesario formular un nuevo modelo educativo ?. Por qué dicho modelo debe consultar el presente, el futuro y el contexto tecnológico en el cual se desarrollará?. Por qué el modelo a desarrollar debe estar centrado en los procesos de conocimiento y no en la instrucción ?.

Esta propuesta parte de considerar que, aún el significativo aporte técnico, los desarrollos en informática educativa, los medios educativos computarizados (MECS) no han propiciado el efecto transformador que a su introducción en el sistema educativo se esperaba. No se niega la importancia de los logros técnicos de la computación y los poderosos medios de tratamiento de datos a partir de ella desarrollados, pero si se le niega el posible efecto transformador del proceso educativo, en lo cualitativo, que se le ha pretendido otorgar. La sustentación de este supuesto básico no es el objeto de este artículo pero si ha sido el objeto de varias investigaciones.

La causa fundamental del limitado aporte de la informática educativa puede encontrarse en el hecho de que la introducción de los MECS al sistema educativo, generalmente se ha efectuado a manera de parches o agregados al modelo educativo existente, es decir, sin consultar dicho modelo y, menos aún, cuestionándolo o planteando posibilidades transformadoras viables en el contexto tecnológico actual y más aún en el por venir.

Reafirmando las consideraciones anteriores se han formulado conclusiones que pueden exigir una reorientación fundamental a los esfuerzos en informática educativa, una de estas conclusiones la formula L. B. Peña a partir de las apreciaciones de F.B. Baker : " Los problemas fundamentales de la informática educativa son educativos más que tecnológicos. El potencial educativo de un medio no depende tanto de sus características y potencialidades intrínsecas, cuanto de la forma como se lo utilice para conseguir unos fines educativos. Este potencial debe medirse en función de su capacidad para producir cambios cualitativos y no solo para hacer más eficiente lo que existe y quizás se debiera cambiar ."

Por lo anterior, se considera que las reales potencialidades de los MECS desarrollados, y las de muchos otros por desarrollar, que faciliten la experimentación y el recrear, mediante la simulación, las ideas propias del aprendiz y los conceptos asumidos como válidos por la comunidad científica, sólo serán apreciables en la dinámica que genere un nuevo modelo educativo que se formule en respuesta a las exigencias del mundo del futuro que ya es presente, y sobre la plataforma tecnológica que existe y cada día es mejor y más accesible.

Como lo propone Alvin Toffler, la educación que exige el presente solo será posible si adelantamos de una vez nuestra visión del tiempo, es decir que la escuela actual debe dedicar mayor energía a preparar al hombre en función principalmente del futuro y no del pasado, como lo hizo la escuela de ayer o del presente como lo intenta hacer la de hoy. Y para fortalecer esta afirmación es suficiente con citar a Juana Sancho cuando señala que " el volumen de información se dobla cada 10 años y un 90% de lo que un niño tendrá que dominar a lo largo de su vida no se ha producido, mientras la escuela pivota en torno a disciplinas establecidas hace un siglo."

Acorde a la anterior consideración, se concibe una dinámica educativa no moldeada de manera central por la idea de la instrucción en función de adquirir un dominio en el uso de las técnicas del presente, sino una educación unificada por la idea de desarrollar las actitudes de pensamiento, la capacidad de pensar, la capacidad de aprender. Es decir un modelo educativo centrado en los procesos de pensamiento para la estructuración del conocimiento y la toma de decisiones con visión de futuro y no centrado en contenidos ( conocimiento pasado y actual ).

Para instrumentalizar esta propuesta, se diseñó un ambiente educativo informatizado, el cual especifica roles del profesor y del alumno y utiliza materiales educativos con un alto componente informático al combinar características de software simulador, micromundos y tutores. Para apreciar la receptividad y opinión de profesores y estudiantes, se desarrolló una prueba piloto en el marco de un programa de Ciencias de sexto grado y actualmente se evalúan sus resultados para formular pruebas de mayor alcance. Esta labor de investigación se efectúa en el Grupo SIMON de Investigaciones en Modelos y Simulación de la Escuela de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia
 
 

ESBOZO DEL MODELO
 

El modelo educativo se describe mediante un sistema que integra fundamentalmente aportes de tres componentes: el Pensamiento de Sistemas (P.S.), el Enfoque Pedagógico Constructivista (E.P.C.) y la Dinámica de Sistemas (D.S.) como metodología guía para la explicación y representación de la estructura y dinámica de los objetos de estudio. La integración de estos tres componentes se da en el escenario de la Práctica Educativa Sistémica (P.E.S.), la cual a su vez se desenvuelve matizada por el contexto cultural en el cual se desarrolla, contexto que podría constituirse en el cuarto elemento del modelo . La siguiente figura triangular esquematiza este sistema, la inclusión del cuarto elemento sugeriría una representación piramidal .
 
 

Figura 1: Esquema del Modelo Educativo Sistémico.



El modelo así descrito es posible formularlo a diferentes niveles de abstracción, de lo mas general (mayor abstracción) a lo más especifico (menor abstracción) . La figura 2. sugiere una vista piramidal de la descripción del modelo en la cual cada uno de los planos de la pirámide corresponden a un nivel de abstracción, es decir, se entiende cada plano como una representación muy particular del inmediatamente superior y comprendiendo que de cada uno pueden formularse varios para su nivel inmediatamente inferior.

En el nivel filosófico se integran en la praxis los componentes ontológico, epistemológico y metodológico. Para el nivel Educativo General la práctica educativa representa el Paradigma de Pensamiento (P.P), el Enfoque Pedagógico (E.P.) y Métodos y Tecnología (M y T). En el nivel Educativo Sistémico la Práctica Educativa Sistémica (P.E.S.) integra el Enfoque Pedagógico Constructivista (E.P.C) al Pensamiento de Sistemas (P.S) y a la Dinámica de Sistemas (D.S.). Finalmente, al nivel operativo el Ambiente Educativo Centrado en procesos de Pensamiento (A.E.C.P), se construye con aportes del constructivismo (Aportes E.P.C.), formas del Pensamiento Dinámico-Sistémico (F.P.) y los útiles informáticos y metodológicos derivados de la Dinámica de Sistemas (Aportes DS).
 
 

Figura 2: Niveles de abstracción del modelo educativo orientado al desarrollo

de formas de pensamiento.





El nivel operativo representado en la anterior figura señala algunos de los componentes (que se desean destacar ) de los aportes de cada uno de los elementos del nivel educativo sistémico. El pensamiento de sistemas se destaca con la propuesta de formas de pensamiento, el enfoque constructivista con la especificación de los roles de los actores y la Dinámica de Sistemas con sus útiles informáticos que facilitan el modelado y la simulación. Los diferentes aportes se integran para generar un ambiente que viabiliza la práctica educativa centrada en los procesos de pensamiento, en la medida que define su objetivo principal con base en el desarrollo de las habilidades de pensamiento y no en la instrucción o adquisición de contenidos.

El nivel modelo que este documento desea esbozar con cierto detalle, corresponde al nivel de abstracción educativo sistémico. La primera inquietud que surge es preguntarnos sobre la posibilidad de que los tres componentes aquí incluidos puedan integrarse en un todo sistémico llamado práctica educativa sistémica. Corresponde a futuros documentos presentar, en función de los fundamentos, como el Pensamiento de Sistemas (P.S.), el Enfoque Pedagógico Constructivista (E.P.C.) y la Dinámica de Sistemas (D.S.) son posibles de integrar. Por ahora la Tabla 1 señala elementos que al nivel operativo sugieren dicha integración.
 
 



Tabla 1: Afinidades entre el aprendizaje por construcción,

el Pensamiento de Sistemas y el modelado con DS.


Constructivismo
Pensamiento de Sistemas
Dinámica de Sistemas
El que aprende posee ideas previas o preconceptos sobre el objeto de estudio Las ideas se explican en el marco de un paradigma de pensamiento. Las ideas corresponden a modelos mentales y pueden expresarse en modelos formales
Las ideas y preconceptos pueden describirse mediante mapas conceptuales Se sugiere formas de pensamiento para orientar la conceptualización. Los diagramas causales (conceptualización) y los estructurales (modelo) apoyan la representación 
Se da la Identificación de Estructuras de razonamiento, entre ellas las lógico-matemáticas. Se proponen siete formas depensamiento Lógico-Matemático Modelos estructurales, explicatorios y matemáticos que simulan el comportamiento.
El docente facilita el proceso de construcción del aprendiz El docente estimula procesos de pensamiento en al aprendiz. El docente guía al aprendiz en la construcción de su modelo.

 

La integración del PS y el enfoque constructivista, con el soporte metodológico de la D.S. tiene implicaciones en los objetivos educativos, en los roles del docente y del alumno, así como en el papel de los materiales y medios. Lo anterior hace necesario el diseño de un ambiente que integre dichos roles, acorde con los objetivos y con los materiales y medios, para los cuales el contexto tecnológico aporta el computador, el software y los recursos de la multimedia . A manera de ilustración a continuación se señalan algunas particularidades:

Es de destacar para el alumno los siguientes roles:

Aplicando el mismo razonamiento para el docente: Orientaciones generales para la Organización de la clase: Características del software: Retomando el modelo educativo propuesto en el nivel de la práctica educativa sistémica, donde se integran el paradigma de pensamiento sistémico, el proceso educativo con una visión constructivista y la dinámica de sistemas, a continuación se esbozan cada uno de estos tres componentes.
 
 

1) El paradigma del pensamiento de sistemas y su aplicación.

El paradigma del PS, de combinarse con el enfoque constructivista, orientaría la educación hacia el desarrollo de procesos de pensamiento, o sea, "aprender a aprender" y motiva en los estudiantes el deseo de entender como trabajan realmente las cosas, y cómo estas pueden cambiar con el tiempo como consecuencia de cambios en las relaciones dinámicas que las sustentan (formación de investigadores). Faltaría entonces construir herramientas adecuadas para instrumentalizar este planteamiento e idear alternativas para introducir el Pensamiento Sistémico como componente guía y objetivo del proceso educativo mismo. Para introducir el PS esta propuesta asume siete formas llamadas formas de pensamiento crítico propuestas por Richmond. Las siete formas se describen a continuación, agregando actividades que permiten su desarrollo, y el grado de educación media para el cual se cree más apropiada cada una de ellas, con el uso de D.S.
 


Tabla 2: Formas de PS, características y actividades de desarrollo.


Forma de Pensamiento
Características
Actividades para su desarrollo
Pensamiento estructural (PE) Reconoce causalidad entre los diversos elementos de un fenómeno -visión como sistema-. identificar ciclos causales simples, simulación por computador de fenómenos. (Grado 6).
Pensamiento dinámico (PD) Identifica patrones de comportamiento que rigen la dinámica de los sistemas. Asociar ciclos causales con su comportamiento, simulación por computador. (Grado 7).
Pensamiento genérico (PG) Identifica similitudes y analogías entre fenómenos de naturaleza diferente Usar arquetipos causales (Se requiere PE y PD).
Pensamiento operacional (PO) Identifica como trabajan realmente las cosas Probar modelos causales en computador (Grado 6-8).
Pensamiento científico (PC) Cuantifica variables. Propone y prueba hipótesis Manipular modelos preconstruidos, probar modelos propios (Grado 9).
Pensamiento cíclico (PCI) Identifica la Relación entre estructura del modelo y el comportamiento observado en el fenómeno Explicar arquetipos de sistemas. Experimentos con micromundos. (Grado 10).
Pensamiento continuo (PCO) Aprecia y explica los fenómenos como resultado de interdependencias continuas, y no como hechos aislados Diseñar y construir modelos, manipular micromundos basados en modelos de simulación (Grado 11).

 

La lista en la Tabla 2 de los niveles de actividad asociados con formas de PS ha surgido a través de este estudio y de observaciones de clases y estudiantes individuales en aplicaciones piloto de esta metodología. Según experiencias de este tipo llevadas a cabo en Estados Unidos y Europa, parece que muchas progresan a través de diferentes tipos y niveles de pensamiento en el orden listado. Con esta suposición, se hacen las siguientes sugerencias acerca del currículo de PS, no sin antes recalcar dos puntos:

Esta secuencia curricular empieza en el sexto grado (Edad 10 a 11 años) en Colombia, debido a que muchas escuelas exigen a los estudiantes con tareas complejas a los estudiantes después del quinto grado. Ciertamente, unas formas del PS son posibles de desarrollar en grados más bajos. Cuando se aplica el PS en cada nivel, se sugiere una aplicación posterior más compleja, para producir un desarrollo continuado entre las diversas formas de pensamiento.
 
 

2) El proceso educativo y el constructivismo.

Como cualquier sistema, el sistema de educación formal está cambiando con el tiempo. En las últimas décadas se han visto varios experimentos innovativos en el proceso educativo y en la tecnología. Los salones abiertos, la instrucción apoyada por el computador y los cursos interdisciplinarios son algunas de las iniciativas que se experimentan, agregándoles ahora la promoción automática y la evaluación cualitativa.

A pesar de estos intentos, una idea de proceso educativo sigue dominando la educación: el aprendizaje orientado a contenidos y dirigido por el profesor. En algún grado todos somos productos de este aprendizaje, donde el salón de clase se organiza en filas, al frente está el profesor, cuyo trabajo es transmitir lo que sabe a los estudiantes y los contenidos vienen predeterminados de antemano para en el último año presentar una prueba de conocimientos. El trabajo del estudiante consiste en recibir la mayor cantidad de información que se le transmite, para lo cual debe "estar quieto y prestar atención". Según varios autores, este enfoque educativo refleja a la sociedad industrial, en donde la producción de bienes se realiza en masa y con cierto grado de especialización (al igual que sucede con los estudiantes y profesionales), pero marcha rezagada en cuanto a la capacidad de adaptación a condiciones cambiantes. Existe gran cantidad de software educativo que refuerza este modelo educativo, diseñado principalmente para la transmisión del conocimiento, o para la ejercitación del que ya se tiene.

Contrasta con la anterior idea de proceso educativo, el enfoque constructivista y el Pensamiento de Sistemas, donde se asume que el proceso de aprendizaje es fundamentalmente de construcción y reconstrucción, en vez de un proceso de asimilación. Esto significa que para aprender el estudiante tiene que construir o reconstruir lo que está percibiendo, según sus procesos de pensamiento. La construcción es un proceso activo, en el cual el alumno no se puede limitar a estar "quieto" y escuchar. Profesor y alumno tienen nuevos roles: El profesor provee de materiales y estrategias alternas para la construcción, con un contacto individual para cada alumno dentro del ambiente de educación; los estudiantes tienen la opción de trabajar en equipo o individualmente. Para que el enfoque constructivista sea viable, se requerirán no solo cambios en los roles señalados, sino en los demás componentes del sistema educativo, y a dicho cambio integral puede aportar significativamente el Paradigma del PS y las herramientas de aprendizaje que se apliquen, potencializadas con la tecnología computacional del presente.
 
 

3) La simulación con dinámica de sistemas.

La Dinámica de Sistemas (DS) es una metodología útil para la representación estructural y explicatoria del porqué y el cómo del comportamiento dinámico de los fenómenos observados u objetos de estudio. Incluso de eventos cotidianos, pues el análisis del la conducta "asistida por realimentación" es una vía importante para enfocar y tomar decisiones concernientes a problemas de tipo social, natural, económico, ambiental y de otra índole.

La DS posee un gran potencial didáctico para la educación. El uso de herramientas de modelado matemático en el salón de clases crea nueva oportunidades para, entre otros:

Para el caso particular del aprendizaje de ciencias, la instrucción convencional está orientada a la "enseñanza" de contenidos, todos ellos predeterminados y parcelados de antemano y presentados con ecuaciones matemáticas denominadas tradicionalmente "fórmulas" de uso mecánico en la "solución" de problemas, promoviendo así una visión rígida y supuestamente exacta y acabada del conocimiento. Por el contrario, los modelos de DS ayudan a los estudiantes a darse cuenta de que el núcleo de las ciencias puede expresarse por un número limitado de representaciones y de uso de conceptos que están relacionados con los fenómenos reales.

Basándose en experiencias internacionales y buscando las deficiencias de la educación de la física y sus orígenes, los profesores de ciencias en Alemania formularon los siguientes propósitos, los cuales se consideran válidos para el modelo educativo aquí sugerido:

Por medio del modelado por computador, bajo el enfoque de DS, se pueden hacer contribuciones importantes al ejercicio de dichos propósitos.
 
 

3.1) Ejemplo. La DS acentúa estructuras conceptuales en la física.

La estructura de un concepto de un dominio físico consiste en unas cantidades interrelacionadas y unas reglas para su uso. La mecánica newtoniana puede ser desarrollada a partir de un pequeño conjunto de definiciones y principios generales. Los más importantes son:

Definiciones:

Principio general:

En todo movimiento hay fuerzas actuando en un cuerpo. Si se desea predecir el movimiento de un cuerpo primero encuentre las fuerzas, vea de qué dependen y luego súmelas.

Para los físicos algunas definiciones pueden ser inusuales, el término cambio se refiere a la dinámica del cambio de una magnitud, incluso los libros de texto hablan de velocidad como "desplazamiento por tiempo", pero esas palabras no reflejan la característica central de velocidad, la cual es un proceso de cambio de posición.

La Figura 3 muestra un modelo simple de dinámica de sistemas (DS), desarrollado con el software de simulación Evolución 2.0a, y basado en las definiciones y principios anteriores. Este modelo es suficiente para describir y predecir una gran cantidad de fenómenos de la mecánica clásica, entre los cuales se cuentan:

Las soluciones a todos estos problemas pueden basarse en el mismo núcleo del modelo de la Figura 3. Los estudiantes deben seguir el principio "encuentre las fuerzas, mire de qué dependen y luego relaciónelas". El modelo puede duplicarse para movimiento bidimensional o para problemas de dos cuerpos, con los cambios adecuados
 
 

Figura 3: Modelo newtoniano estándar en DS.


Los modelos preferiblemente deben ser desarrollados en clase, como trabajos grupales, mientras el profesor motiva o sugiere los elementos necesarios para que el alumno trabaje en su construcción (del modelo), y luego lo pruebe utilizando las herramientas computacionales adecuadas (Evolución 2.0a u otras). En general, se debe enfatizar en la construcción y la confrontación de los modelo y de sus resultados por medio del debate o exposiciones grupales, siendo siempre vigilantes para que los estudiantes logren las soluciones como resultado de un proceso de comprensión y representación del fenómeno en estudio y no de utilización de la simulación como herramienta de prueba y error.
 
 
 

HERRAMIENTAS DE APRENDIZAJE INFORMATIZADAS

CON SOPORTE DE DS
 

Para integrar el enfoque constructivista con el paradigma del PS, es esencial disponer del conjunto de herramientas para su uso en el salón de clases y fuera de el, además, debe conocerse las teorías de aprendizaje para una mejor aplicación. Para llevar a cabo un proceso de aprendizaje autodirigido, orientado a la investigación, los libros de texto y los tableros tienen que compartir el escenario con una herramienta emergente: el computador personal. El computador, con sus capacidades de sonido y animación gráfica mejorándose rápidamente, contiene el potencial para comprimir espacio y tiempo, utilizando básicamente software simulador. Tanto la medida de los pasos y la secuencia del descubrimiento se pueden dejar al control del educando individual o al de un grupo de aprendices.

Para las experiencias efectuadas por el grupo SIMON, al software de simulación Evolución 2.0a se le agregaron seis formas diferentes para representar simulaciones, de modo de que el aprendiz disponga de varias maneras de ver los resultados de sus modelos y no sólo recurrir a tablas o gráficos de tipo XY. Las formas agregadas fueron: Uso de Barras, Diagramas de Tortas, Objetos moviéndose a lo largo de uno o dos ejes, Objetos dejando estelas detrás de sí cuando se mueven, Objetos que crecen y objetos que se multiplican. A través de estas formas de representación se pretende un mayor entendimiento de la conducta real del fenómeno a estudiar, la Figura 4 corresponde a un ejemplo de estas formas de representación.
 
 

Figura 4 : Otras opciones para la visualización de resultados.



Al escribir este artículo se está en la etapa final del desarrollo de la versión 3.0 del software Evolución, la cual incluye nuevas características que la hacen más apropiada para las pruebas piloto que de este modelo educativo se planifican para 1.998 y para apoyar la construcción de los micromundos que el Grupo SIMON desarrolla con ese fin.
 
 
 

CONCLUSIONES