Autores: Hugo Andrade, Adriana Lizcano, Eliécer Pineda, Ricardo Jaime*

Institución: Universidad Industrial de santander

E-Mail: simon@uis.edu.co

En el mundo actual, caracterizado principalmente por el crecimiento a pasos agigantados, de la variabilidad, cantidad y complejidad de la información disponible, le plantea la necesidad al hombre de hoy, de formular y reformular permanentemente sus constructos mentales para estar acorde con la dinámica señalada para la información. Para no desentonar con lo anteriormente expuesto, se hace necesario que el modelo educativo actual se oriente hacia el desarrollo por parte del estudiante, de habilidades de pensamiento más que a la memorización y posterior recitación de textos y fórmulas en cambio permanente. En este documento se propone el uso de la tecnología para el desarrollo de útiles informáticos, como los micromundos, en el contexto de un modelo pedagógico constructivista que utiliza metodologías que ofrecen un lenguaje para la formalización de los modelos mentales y cuyo proceso de modelización, por sí mismo se constituye en un acto constructivo de aprendizaje.
 
 

Introducción

La línea de investigaciones en informática educativa del Grupo SIMON de Investigaciones de la Universidad Industrial de Santander tiene un origen posterior a la utilización de la Dinámica de Sistemas en el estudio de fenómenos de tan diversa naturaleza como son la epidemiología, agroindustria, economía, etc. Su intención inicial era utilizar las últimas tecnologías informáticas para proveer al estudiante una interfaz atractiva y fácil de manipular que le permitiera utilizar los modelos de algún fenómeno construidos con Dinámica de Sistemas, para experimentar con ellos. Dicha experimentación y los resultados que ella generara, ocasionaría en él la formulación y reformulación de sus modelos mentales lo cual le irían representado un conocimiento cada vez más cercano al objeto de estudio.

A medida que se fueron realizando experiencias en este campo, se identificó que el mayor potencial educativo de la Dinámica de Sistemas está precisamente en el proceso de modelización más que en el uso del modelo mismo, ya que a través de dicho proceso se genera la formalización de los modelos mentales del estudiante, los que representan la base de conocimiento para enfrentarse a la realidad.

La línea de informática educativa ha recogido estas inquietudes y las generadas en eventos y documentos tanto nacionales como internacionales, produciendo algunos trabajos, entre los cuales cabe destacar "HICEFE", " Ingeniería de Sistemas: Realidad Virtual y Aprendizaje"y "Esbozo de una propuesta de modelo educativo centrado en los procesos de pensamiento" .

Finalizando estos primeros trabajos se observa que este tipo de herramientas no serían utilizadas de manera efectiva con el enfoque pedagógico que impera en la actualidad en el sector Educativo Colombiano, donde la instrucción y memorización de contenidos y fórmulas es la base sobre la cual está construido, a pesar de los esfuerzos que se han realizado en los últimos años para la modernización y mejoramiento de la educación. Estas reflexiones han sido el punto de partida del micromundo que es objeto de esta ponencia.

MicrAS o Micromundo para el estudio del modelo del ciclo económico de Adam Smith es una herramienta informática que busca la representación y experimentación de las ideas fundamentales de la economía clásica (en particular Adam Smith) utilizando la modelización y simulación por computador bajo diferentes escenarios. Además MicrAS provee las interfaces gráficas que permiten la manipulación de estas representaciones, enmarcados en un modelo educativo adecuado que esboza roles tanto a estudiantes como a docentes, y que garanticen un proceso de aprendizaje donde la creación y recreación de este conocimiento sea el objetivo primordial. Este proyecto parte de experiencias realizadas con HICEFE; los resultados y las observaciones de su uso constituyeron puntos de referencia, ya que se buscó mejorar tanto en la realización como en la aplicación de este tipo de útiles.

En este documento se muestra en una primera parte, una descripción de HICEFE y las conclusiones a las que se llegó en las experiencias de utilización de esta herramienta software.

En una segunda parte se presenta el marco teórico en el cual se encuentra el paradigmas de aprendizaje que da origen al modelo pedagógico en el cual se potencia el uso de los micromundos.

Finalmente, se muestra una primera aproximación al micromundo del ciclo de crecimiento económico que propone Adam Smith (basado en sus aportes teóricos y la descripción del ciclo económico), en la cual se describen las fases del proceso de modelización, usando la Dinámica de Sistemas, a saber, la conceptualización (diagrama de influencias), la formalización (diagrama de flujos-niveles o diagrama de Forrester), y la fase de evaluación (la simulación y evaluación de los resultados). El proceso de formalización y evaluación se realiza en el software Evolución 2.0a.
 
 

• Antecedentes

HICEFE dispone de una interfaz gráfica, soportada con el software simulador Evolución 2.0a. La utilización de la herramienta HICEFE permite un fácil y versátil desplazamiento por todos los modelos predefinidos (5 modelos de complejidad creciente) que presenta. De acuerdo a la destreza que tenga el usuario en el manejo de la metodología de la Dinámica de Sistemas, HICEFE le ofrece un mayor o menor grado de manipulación con los modelos, para lo que se dispone de dos niveles : Nivel modelador y nivel experimentador; además de la visualización de los diferentes resultados generados con los escenarios de simulación que el usuario define en cada uno de los niveles. A la vez que contiene un marco teórico general el cual es útil en el proceso de conceptualización ya que en él se presentan las etapas de desarrollo de cada uno de los modelos.

Sin embargo, en las prácticas realizadas con este micromundo se hizo evidente la falta de definición y aplicación del modelo pedagógico. Se hace necesario entonces, dejar claramente descrito el modelo pedagógico en el cual se debe generar la práctica educativa para que los resultados sean los esperados.
 
 

2. Marco teórico

2.1. MODELOS MENTALES Y MODELOS FORMALES.

El actuar del ser humano está condicionado a la necesidad de adaptar su entorno a las características que él desea y que asegurarán su supervivencia, pero cada acción está precedida por una percepción de la realidad que a su vez es resultado de una acción anterior, en este proceso cíclico de percepción - acción el ser humano va creando en su mente sus apreciaciones de la realidad, dichas apreciaciones son el resultado de las experiencias vividas, los rasgos culturales y sociales de la región que habita e incluso las tradiciones propias de su círculo familiar y son por lo tanto diferentes en cada individuo.

Utilizando estas apreciaciones, conocidas como modelos mentales, el hombre analiza los resultados que sus acciones pueden generar en el entorno y las contribuciones de ellas para lograr el estilo de vida que desea; cada persona tiene entonces modelos mentales para cada uno de los fenómenos del mundo, dichos modelos mentales son más o menos complejos de acuerdo a la profundidad del conocimiento que el individuo tenga del fenómeno.

Los modelos mentales no son unívocamente comunicables, y su incompletitud e imprecisión no los hace los más eficaces para la toma de decisiones, se hace necesario entonces su formalización a través de un lenguaje (por ejemplo Dinámica de Sistemas), dicha formalización recibe el nombre de modelo formal, de esta manera otros pueden conocer la interpretación del mundo que ha realizado un individuo y compararla con la suya cuestionándola, de este cuestionamiento se puede lograr nuevos modelos mentales o la reformulación de los ya existentes.

Los actores del proceso de aprendizaje construyen sus propios modelos mentales los cuales compara con otros después de haberlos formalizado. Cualquiera de ellos puede ser el docente o el estudiante, pero es de esperar que el primero asuma la responsabilidad de promover el contraste entre los modelos formales, así, la dialéctica del aprendizaje podemos entenderla como la permanente confrontación y reconstrucción de los modelos mentales (a través de los formales) de quienes intervienen en el proceso.

En el caso de los modelos formales realizados con Dinámica de Sistemas, son simulables en el computador y con ellos se puede realizar algo que no es posible con los modelos mentales, y es mostrar las consecuencias dinámicas resultantes de la interacción entre los diferentes componentes del sistema; ya que en general, la mente humana no está especialmente capacitada para proyectar en el tiempo dichas interacciones. Una posible razón de ello es que en el modelo educativo actual predomina una tendencia a pensar en términos de relaciones causa-efecto unidireccionales, olvidando la estructura de realimentación que se manifiesta en los fenómenos reales.

La importancia de los modelos mentales en esta propuesta educativa radica en la conciencia que tenga el docente de este conocimiento, con el cual el estudiante llega al proceso de aprendizaje, estimulando la racionalización y reconstrucción a partir de un análisis del objeto de estudio, enriqueciendo por lo tanto estos modelos mentales iniciales y promoviendo la formalización que permita, con la utilización de los micromundos, la posterior simulación y experimentación con el modelo formal.

2.2. MICROMUNDOS Y PENSAMIENTO ECONOMICO

Como se mencionó, una de las potencialidades de los modelos simulables por computador es la posibilidad de observar las consecuencias de las múltiples interacciones de los elementos de un sistema a través del tiempo ; esta cualidad es muy útil en fenómenos sociales como los económicos, ya que en ellos se involucra una gran cantidad de elementos e interrelaciones en los que la presencia de no linealidades determinan el comportamiento simulado y dificultan una solución analítica. Además, en los fenómenos económicos las consecuencias de las políticas y acciones realizadas sólo se manifiestan en diferentes horizontes temporales, este hecho dificulta la construcción de laboratorios de experimentación (tan comunes en ciencias como la física y química) donde se puedan probar diferentes políticas y mirar sus consecuencias sobre el sistema económico. Los micromundos soportados en modelos construidos con Dinámica de Sistemas podrían llegar a constituirse en estos laboratorios ya que, por una parte dichos modelos integran una gran cantidad de conocimiento y facilitan la utilización de no linealidades; por otra parte, con ellos se pueden realizar los experimentos mediante la simulación por computador del modelo del sistema económico, también posibilitan la interacción usuario-modelo, la observación de los resultados y la aplicación de diferentes políticas utilizando escenarios.

Con la conjunción de MicrAS e HICEFE se cubren los fundamentos de las Escuelas de Pensamiento Económico Clásico (con Adam Smith como su integrante más representativo) y Keynesiano conformando un aporte en el proceso de reestructuración de los modelos pedagógicos y favoreciendo la introducción de nuevas tecnologías informáticas en dicho proceso.
 
 

2.3. MODELO EDUCATIVO PROPUESTO.

Otra de las fallas observadas al evaluar el uso de HICEFE, se evidencia en la resistencia de los docentes a cambiar su esquema educativo netamente transmisionista, por el modelo pedagógico que se propone y el cual potencia el uso de este tipo de herramientas ( los micromundos), ya que, como se verá más adelante, los roles de cada uno de los agentes que intervienen y los métodos utilizados hasta el momento quedan obsoletos. A este respecto unas primeras reflexiones son :" 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 como metodología guía para la explicación y representación. 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."

El Pensamiento de Sistemas ofrece al estudiante un paradigma mediante el cual generar un punto de vista propio, pero teniendo una visión global e integral de los fenómenos.

El enfoque pedagógico constructivista, por otra parte, busca orientar el proceso como una construcción más que una asimilación.

Con estos dos aportes, se busca que el estudiante elija su propio ritmo en el proceso, integre en sus modelos mentales su acervo cultural y social, y haga de este aprendizaje una creación y recreación donde él sea el principal gestor, con lo cual se logra una apropiación de los conceptos.

Con la Dinámica de Sistemas se busca poner a disposición un lenguaje común para la formalización de las construcciones propias de cada estudiante, con lo cual es posible realizar contrastes y ahondar en la complejidad de estas construcciones, además la noción de "realimentación" es útil para enfocar la toma de decisiones en problemas sociales, económicos, ambientales, etc.

En cuanto a los roles y particularidades de cada uno de los componentes se menciona:

Roles del estudiante :

• Participar en la construcción de sus modelos mentales, en forma individual y en grupos.
• Desarrollar formas de pensamiento lógico-matemático mediante actividades que propone el ambiente educativo.
• Recrear su modelo mental, con la formalización y simulación en el computador, para luego colocarlo a prueba mediante la confrontación con el comportamiento de otros modelos y con el análisis y las discusiones con sus compañeros.

• Identificar los procesos de pensamiento de sus alumnos.
• Identificar el conocimiento previo del alumno en el tema particular de estudio.
• Establecer estrategias de aprendizaje de acuerdo al conocimiento previo y los procesos de pensamiento identificados.
• Establecer el contenido de lo que se va a estudiar, en función del conocimiento previo y de lo fundamental en los procesos de pensamiento.

• Las actividades de la clase de carácter grupal serán de tipo debate, polémicas entre grupos, disertaciones, etc., llevadas a cabo por los alumnos con la guía del profesor.
• Los contenidos a aprender no son permanentes, sino modificables de acuerdo a las necesidades de la clase y el conocimiento previo detectado en los alumnos.
• El contenido de los programas de un curso debe incorporar elementos de otras disciplinas para aprovechar mejor el uso de analogías que facilitan el proceso de aprendizaje, dichos contenidos siempre serán utilizados como útiles para el ejercicio de las formas de pensamiento y como información susceptible de modificación con el desarrollo

3. Desarrollo del Proyecto MicrAS

Teniendo en cuenta el contexto mostrado hasta el momento el objetivo general del proyecto MicrAS es crear un micromundo que facilite el estudio del Modelo del Ciclo Económico propuesto en forma implícita por Adam Smith, para un ambiente educativo soportado en el enfoque pedagógico Constructivista, el paradigma Sistémico, la metodología de la Dinámica de Sistemas y el computador como herramienta. A partir de evaluar el proyecto "HICEFE".

El micromundo consta de dos partes claramente diferenciadas que se integran : En la primera parte se construye, aplicando Dinámica de Sistemas, modelos sucesivos de complejidad creciente, que representan dinámicamente los conceptos del ciclo económico clásico, utilizando en su elaboración la teoría económica propuesta por Adam Smith en su libro Investigación sobre la causa y naturaleza de la riqueza de las naciones. La segunda parte consiste en realizar una interfaz apropiada para los roles dialécticos del docente y el estudiante en el proceso dinámico de aprendizaje, que permita la interacción de los estudiantes de la Escuela de Economía con los modelos y sus experimentos simulados.
 
 

3.1. METODOLOGÍA DEL PROYECTO.

Es importante señalar que la metodología a usar en la construcción del micromundo es la de desarrollo de prototipos de complejidad creciente. Se construyen tres prototipos, en lo que tiene que ver con los modelos, cada uno de los cuales supera en complejidad a su versión inmediatamente anterior. Cuando se llega al tercer prototipo se da inicio a la construcción del ambiente que permite una ágil interrelación con el micromundo por parte de los usuarios, dicha interrelación es implementada con un lenguaje visual y permite una manipulación sólo de los parámetros predefinidos del modelo, en el caso de usuarios no familiarizados con la metodología de modelización usada. Para usuarios avanzados ofrece la posibilidad de variar incluso el mismo modelo.
 
 

3.2. MODELO DE CICLO ECONÓMICO BASADO EN LA TEORÍA ECONÓMICA DE ADAM SMITH.

Inicialmente se presenta una definición de economía, revisando luego los aportes de Smith y para así terminar mostrando lo que se puede denominar el ciclo económico de Adam Smith.
 
 

3.2.1. DEFINICIÓN DE ECONOMÍA.

La actividad cotidiana enfrenta al hombre y a la sociedad a una serie de necesidades que debe satisfacer, utilizando para tal fin unos recursos limitados. Del aprovechamiento que hagan de ellos, dependerá su nivel de vida.

Samuelson y Nordhaus definen la economía como "el estudio de la manera como las sociedades utilizan los recursos escasos para producir mercancías valiosas y distribuirlas entre los diferentes individuos".

Por su parte, Wonnacott y Wonnacott expresan lo mismo en una frase más simple : economía es un "conjunto de actividades interrelacionadas de producción y consumo". También es de notar que cada individuo, ya sea en un nivel avanzado o no, siempre posee una definición de Economía.
 
 

3.2.2 APORTE TEÓRICO DE ADAM SMITH.

El principal aporte de Adam Smith (el de la famosa mano invisible) a la economía fue el hecho de lograr en cierta forma sistematizar de una manera coherente todo el conocimiento teórico que sobre economía existía hasta entonces, en lo que tiene que ver con el hecho de mostrar que el avance más importante logrado en la capacidad productiva de la industria se debe a la división del trabajo, lo que lo llevó a examinar el dinero como elemento necesario para facilitar la división del trabajo, que depende del cambio y los términos conforme a los cuales se efectúa el cambio, o sea los problemas del valor y del precio. Otro aporte importante, aunque no explícitamente, es la teoría del ciclo de crecimiento económico. Todo este conocimiento aparece consignado en el libro "Investigación sobre la causa y naturaleza de la riqueza de las naciones".

Los principios básicos que Smith incluyó en el libro, antes mencionado, se pueden resumir como sigue :

"Smith supone que el impulso psicológico primordial en el hombre, como ser económico, es el afán de lucro. Además supone la existencia de un orden natural en el universo, conforme al cual todos los empeños individuales, en el sentido del egoísmo, se conjugan para componer el bien social. Y por último, sobre la base de estos postulados, concluye que el mejor programa consiste en dejar que el proceso económico siga por su propia cuenta; una tesis que ha llegado ser conocida como laissez faire, liberalismo económico o no intervencionismo".

Es de destacar como Adam Smith emplea el método abstracto, es decir, el proceso deductivo separando todas las motivaciones y dejando actuar el interés personal, pero sin desconocer la importancia de los otros factores coadyuvantes de las acciones humanas en el mundo de la riqueza.

Para terminar con esta breve descripción es importante señalar que el sistema de pensamiento de Smith adquirió sus perfiles en su intensa reacción contra el minucioso aparato de control que las instituciones feudales y mercantilistas supervivientes estaban imponiendo al individuo.
 
 

3.2.3. CICLO ECONÓMICO PROPUESTO POR ADAM SMITH.

La estructura del modelo de crecimiento elaborado por Adam Smith en sus investigaciones, podría de una manera muy agregada describirse como sigue :

Teniendo en cuenta el principio psicológico "natural" de mejorar sus condiciones de vida material, los partícipes del "nuevo sistema industrial", capitalistas y obreros, buscan el empleo más remunerador de sus recursos rentables. Como se sabe los capitalistas forman aquella clase social que posee y, por lo tanto, controla el empleo de los medios de producción, el capital, las plantas e instalaciones físicas en las que tiene lugar el proceso productivo, los obreros poseen su fuerza de trabajo, es decir, su capacidad de concentrar su energía física y mental sobre un medio concreto.

Dada la estructura básica del sistema industrial que estudia Adam Smith, y las consecuencias de la motivación primaria que guía las acciones económicas de los individuos, se impone analizar la conducta social haciendo referencia a los intereses comunes de los capitalistas y a los obreros. Es propio de los capitalistas concentrar todos sus esfuerzos en la obtención del beneficio máximo, y es lógico que la conducta primaria de los obreros industriales se guíe por la motivación psicológica a vender su fuerza de trabajo al capitalista que la pague mejor.

Ahora bien, tanto la generación de las ganancias capitalistas, como la determinación de la tasa de salarios, están regidas por leyes objetivas rigurosas, es decir, al margen de toda arbitrariedad subjetiva de las clases en cuestión. El factor que determina el nivel de ganancias capitalistas no constituye un elemento aislado del ciclo, o mejor dicho, de la espiral abierta que expresa el conjunto de fuerzas interactuantes, sino el resultado de las interacciones conjuntas de las fuerzas económicas en juego. Por ello, se comienza por el progreso técnico, en su calidad de iniciador de un nuevo ciclo expansivo de la actividad económica ya existente.

El progreso técnico lleva a una elevación de la productividad media del trabajo que conduce al aumento de los beneficios, pues bien, el incremento de los beneficios aumenta el nivel de vida de la clase obrera. Pero al mejorar el nivel de vida de la clase obrera pueden ocurrir dos cosas (o una mezcla de las dos), o bien desciende la tasa de mortalidad, o bien asciende la tasa de natalidad. El resultado es el mismo, un crecimiento de la población.

Su determinismo económico es tal que Smith conecta la intensificación de la actividad económica industrial con el aumento de la población, es decir, el desenvolvimiento del sistema no solamente genera los medios de consumo de la fuerza de trabajo, las innovaciones técnicas adecuadas a su mejora productiva, los beneficios capitalistas (como residuo entre el producto industrial y los costes laborales necesarios para producirlo), sino que, a ultranza, el sistema genera su propia población laboriosa .
 
 

3. FASE DE CONCEPTUALIZACIÓN : DIAGRAMA DE INFLUENCIAS.

Se observa cuatro ciclos de realimentación, ( ver Figura 1 ) tres de los cuales son positivos, entre ellos el formado por beneficios y el progreso técnico, indicando que a un aumento del progreso técnico le sobreviene un aumento en los beneficios que a su vez induce a un aumento en el progreso técnico. Un análisis semejante es posible hacerlo entre estos dos elementos antes mencionados y el nivel de vida. Estos dos ciclos de realimentación están formando lo que puede denominarse como subsistema de producción. El tercer ciclo positivo y el primer ciclo de realimentación negativo o de control se da en el subsistema de población, siendo el primero de estos ciclos el encargado de dar cuenta del crecimiento de la población y el ciclo negativo el encargado de controlarla.
 
 

3.4. FASE DE FORMALIZACIÓN : DIAGRAMA DE FORRESTER.

Esta fase permitirá formular matemáticamente el modelo de simulación. Aquí se presenta el diagrama de Forrester del primer prototipo que incluye elementos propios de la dinámica de sistemas como niveles, flujos, retardos, variables auxiliares, parámetros y fuentes o sumideros. Todos y cada uno de estos elementos representan relaciones matemáticas. clasificados según la dinámica propia del fenómeno, representada por los diferentes elementos considerados en el diagrama de influencias, y que luego se expresan en un diagrama como el de la Figura 2. Denominado diagrama de Flujos-Niveles o Diagramas de Forrester.
 
 

Al hacer explícitas las ecuaciones que definen los valores de cada uno de los elementos conformantes del fenómeno y realizar las correspondientes simulaciones, es posible hacer los primeros análisis sobre el modelo recurriendo a las gráficas de simulación.
 
 

3.5. FASE DE EVALUACION.
 
 

En la gráfica de simulación de la Figura 3, se aprecia básicamente un crecimiento acelerado de la población en un principio, a causa de un incremento en igual sentido por parte de los beneficios y el nivel de vida.

Este comportamiento del modelo esta íntimamente relacionado con el carácter de espiral al que se hace referencia en los comentarios sobre el ciclo económico planteado en la obra de Smith. Es importante señalar que la simulación en el corto plazo refleja la idea de crecimiento de Smith, no así al largo plazo en donde el sistema tiende a estabilizarse donde las curvas tanto de población como la de beneficios se acercan al equilibrio
 
 

Este modelo es tan sólo una primera aproximación al planteamiento téorico del crecimiento económico de Adam Smith, y que en la medida en que se aumente la complejidad del mismo, presentará un comportamiento más similar a lo que Smith planteaba. Otras conclusiones más profundas resultarían un tanto osadas por estar basadas en un modelo tan sencillo; además no es necesario traerlas a colación dado que el tema principal de este documento es el enfoque pedagógico y el papel que en él juega un micromundo como MicrAS.

Es entonces en el aspecto pedagógico en donde restaría recordar la utilidad que un micromundo tiene en la facilitación del contraste de modelos formales para la posterior reconstrucción de los modelos mentales de quienes hacen uso de las herramientas pudiendo darse estos replanteamientos tanto en estudiantes como en docentes. El papel del micromundo no será el de automatizador del proceso sino el de dinamizador del mismo para lo cual debe ser más que un buen modelo.
 
 

Conclusiones

Es necesario buscar la forma de producir herramientas computacionales en las que sea posible el diálogo y la confrontación con los modelos mentales y formales del estudiante, estimulando su proceso de construcción y reconstrucción de conocimiento.

Es preciso volver la atención frecuentemente hacia la forma como las herramientas informáticas van a incorporarse al proceso educativo, y no sólo a los contenidos que van a presentar.

Dinámica de Sistemas, como forma de pensamiento, tiene mucho que aportar no solo en la elaboración de modelos en diversos fenómenos de estudio, sino también en la construcción del enfoque pedagógico apropiado para la incorporación de útiles computacionales en la educación.

Según todo lo anterior, los micromundos para cumplir su propósito deben ser algo más que buenos modelos. Dinámica de Sistemas es mucho más que una metodología de modelización. Es una forma de pensamiento constructiva, base firme para un buen proceso pedagógico.