Educación, tecnologías y construcción de realidades

En la línea iniciada por Papert se ha continuado la investigación que asume la vinculación entre el constructivismo y la tecnología computacional para fines educativos, particularmente las simulaciones. Para muchos educólogos la teoría constructivista del aprendizaje ofrece una plataforma para hacer realidad los beneficios esperados de la utilización de las computadoras en el proceso educativo (Harper, Squires and McDougall, 2000). Se espera entonces que el constructivismo conduzca a un mejor software educativo y a un mejor aprendizaje; para ello es necesario proporcionar auténticos ambientes exploratorios de aprendizaje en donde los educandos puedan desarrollar por sí mismos conocimiento significativo y transferible (Brown, Collins and Duguid, 1989; Papert, 1993: Jonassen, 1994). Este enfoque ha dado lugar a diversas propuestas para el desarrollo de software constructivista (Rieber, 1992; Cunningham, Duffy and Knuth, 1993; Grabinger, Dunlap and Duffield, 1997).
Un ejemplo de este tipo de propuestas es el sistema desarrollado por Harper, Squires y McDougall denominado Exploring the Nardoo, y que bajo lo que los autores denominan un “paradigma híbrido” de simulación, proporciona un ambiente interactivo para la exploración de un medio ambiente natural alrededor de un río, desde el siglo XIX hasta su deteriorado estado actual.
Los supuestos de este desarrollo en cuanto al aprendizaje, son que éste debe tener credibilidad y complejidad, así como proporcionar la sensación de descubrimiento y apropiación del conocimiento. Es decir, los educandos deben ser capaces de explorar el comportamiento de los sistemas, medio ambiente y artefactos; una forma de hacerlo, proponen los autores, es a través del trabajo con simulaciones. El ambiente debe proporcionar retroalimentación intrínseca que represente los efectos en el sistema durante la acción del educando. Éste debe poder expresar sus ideas y opiniones, y el ambiente debe proporcionar un mecanismo para la articulación de estas ideas. Además, deben experimentar e intentar diferentes soluciones a los problemas. Asimismo, deben poder adoptar múltiples perspectivas para incorporarse a actividades que contengan múltiples representaciones de conocimiento, así como para experimentar diversos contextos y para tener diversos objetivos en el aprendizaje (Ainsworth, Bibby and Wood, 1997).
Por otra parte, sólo en medio ambientes complejos tendrán la oportunidad de construir y reconstruir conceptos en formas que sean significativas para ellos. Asimismo, trabajar en medio ambientes de software que proporcionan altos niveles de control por parte del usuario, ayudará a los estudiantes a sentir que determinan los patrones y procesos en la experiencia de aprendizaje; así desarrollarán la sensación de apropiación del conocimiento.
Los autores de este sistema hacen referencia al uso inicial de la simulaciones en la educación, que tendía a resaltar los beneficios prácticos para la solución de problemas. Procesos que tomarían mucho tiempo, como el crecimiento de la población y el cambio genético, o que ocurren demasiado rápido, como los cambios en las fuerzas durante una colisión, son buenos candidatos para el uso de simulación. Por otra parte, procesos difíciles, peligrosos o costosos, tales como los realizados con materiales radioactivos o explosivos; o bien, sistemas complejos a gran escala como la ecología de los hábitats naturales, son todos ellos ejemplos del posible uso de simulación computarizada.
Sin embargo, conforme ha aumentado la experiencia en el uso de simulaciones se han hecho evidentes sus aportaciones desde el punto de vista cognitivo, desde el convencimiento de los beneficios del aprendizaje exploratorio. Bliss y Ogborn (1989) describen las simulaciones computacionales como programas en los que la computadora actúa como una herramienta exploratoria, dando soporte a una actividad del mundo real y facilitando el entendimiento del usuario en procesos que de otra forma podrían ser inaccesibles, en sistemas dinámicos complejos. Esta perspectiva cognitiva, propone Harper (2000), es intrínsecamente compatible con un punto de vista constructivista del aprendizaje.
Las simulaciones se han clasificado como simbólicas y experienciales (Gredler, 1996). Las simbólicas son representaciones dinámicas del comportamiento de un sistema,un conjunto de procesos o fenómenos. Las experienciales buscan establecer una realidad psicológica y sitúan a los aprendices en roles definidos en esta realidad. Sus componentes, según Gredler, son: a) escenarios de una tarea compleja que se desarrolla en parte como respuesta a las acciones del usuario; b) roles o papeles determinados que el usuario juega en la simulación; c) múltiples alternativas mediante la experiencia; y d) control del usuario en la toma de decisiones.
El paquete computacional que presentan Harper, Squires y McDougall es experiencial pero incorpora simulaciones simbólicas. Las características de este sistema son de una gran riqueza en el uso y en la aplicación de recursos: los estudiantes tienen acceso al medio ambiente del río a través de un Centro de Investigación del Agua simulado mediante metáforas de interfaz, tales como libros y periódicos. Esto incluye libros de plantas y animales del río, listas de reportes de televisión o de radio, entrevistas, recortes de periódicos y un archivo con artículos técnicos e informes de investigación. Contiene también un cuaderno de notas multimedia en el que se puede guardar video, audio, gráficas y textos, un reproductor de video, y un conjunto de herramientas de medición. Los datos químicos y biológicos pueden recolectarse seleccionando lugares y pidiendo valores tales como la temperatura, el nivel de acidez (pH), el conteo de células de algas y bacterias. Estos recursos proporcionan una forma de personalizar la interacción del usuario con el software, y se espera que esto conduzca a la sensación de una mejor apropiación del conocimiento.
El uso de simuladores simbólicos combinados con la simulación experiencial corresponde, según los autores, a las siguientes características del enfoque constructivista del aprendizaje: a) enriquece la calidad del proceso de resolución de problemas, ya que el usuario actúa inmerso en un proceso real situado, manipulando varios parámetros causales y probando hipótesis con consecuencias y riesgos reales, en un marco temporal manejable. Los simuladores se han diseñado para permitir al estudiante anclar su entendimiento cognitivo a través de su acción en una situación determinada; b) Los simuladores ofrecen una representación visual del contexto, así como múltiples entradas y salidas. Algunas de éstas pueden ser observadas como representaciones visuales, numéricas o gráficas.
Los autores proponen que la liga dinámica de simulaciones experienciales y simbólicas proporciona nuevos enfoques para dirigir un problema pedagógico inherente a los enfoques constructivistas de aprendizaje y enseñanza: ¿Cómo puede proporcionarse a los estudiantes medio ambientes de aprendizaje complejos, de tal forma que la complejidad estimule la exploración y la experimentación en vez de crear confusión e inseguridad? Lo que ellos denominan el “paradigma de la simulación híbrida”, proponen, abre la posibilidad de un nuevo paradigma de diseño para simulaciones educativas.
En la misma línea de desarrollo de software acorde con la teoría constructivista de aprendizaje, puede ubicarse la propuesta de Kashihara y Kinshuk (Kashihara, 2000), quienes bajo la metodología denominada “Control del espacio de exploración” (ESC por sus siglas en inglés), desarrollan un sistema interactivo de aprendizaje basado en simulaciones.
Esta metodología, desarrollada por los autores del sistema, consiste en el control de la exploración del espacio de aprendizaje de acuerdo a diversos factores, que atienden tanto a la complejidad de los contenidos como a la competencia de los educandos, sus niveles de entendimiento, sus experiencias y características individuales. El control se realiza a través de la restricción de las herramientas de exploración que se proporcionan en la interfaz de usuario, así como en la variación en la cantidad y tipo de información que se presenta al mismo. El objetivo de estos controles es que los esfuerzos cognitivos de los usuarios en el desarrollo y aplicación de conceptos relativos al dominio de aprendizaje no causen una “sobrecarga cognitiva”. De hecho, esta estrategia constituye otra alternativa en la resolución de la problemática antes planteada, es decir, a la necesidad de proporcionar a los estudiantes un ambiente que estimule la exploración y la experimentación sin crear en ellos confusión e inseguridad.
Los autores aplican esta metodología en el desarrollo de un sistema para el conocimiento de las características del oído humano, orientado a mejorar el aprendizaje de la estructura y funcionamiento del mismo, así como a desarrollar habilidades para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades del aparato auditivo. En la aplicación de esta metodología combinan dos enfoques: el primero intenta limitar el espacio de exploración lo menos posible, para enfrentar a los educandos con una gran cantidad de esfuerzos y estrategias de exploración; el segundo, en cambio, intenta limitar el espacio de exploración tanto como sea posible, y extenderlo gradualmente a través de la interacción de los usuarios con el sistema. La combinación de estos dos enfoques, proponen, puede facilitar el aprendizaje exploratorio para un espectro amplio de competencias de aprendizaje en los estudiantes.
Además de estos enfoques, que deciden cómo controlar el espacio de exploración, es necesario delimitar también qué controlar. En este sentido, los autores proponen tres aspectos: la información que va a presentarse, las rutas de exploración y los recursos a través de los cuales se presentará la información. El espacio de exploración está constituido, a su vez, por dos grandes espacios: un espacio de información y un espacio de operaciones de exploración. El primero incluye los contenidos a ser aprendidos, el segundo consiste en las formas de acceso a la información.
El proyecto de aplicación que presentan para el estudio del dominio humano está orientado a estudiantes de medicina y médicos que desean especializarse en el campo. Este sistema en particular privilegia el aprendizaje activo sobre el aprendizaje paso a paso, es decir, estimula la exploración por parte del estudiante, limitando lo menos posible los espacios de exploración. La presentación de la información se hace a través de visualización gráfica acompañada de textos y audio. Esto incluye gráficos estáticos, animaciones, simulaciones y escenarios de realidad virtual, así como el uso de hipertexto y planteamiento de situaciones en las que el estudiante debe resolver problemas a partir de la información obtenida. Para el desarrollo de habilidades en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades se ofrecen tres diferentes secciones, una orientada al reconocimiento de síntomas, la siguiente orientada a la observación del desarrollo de las enfermedades y las diferentes posibilidades de evolución de las mismas, finalmente otra sección orientada al tratamiento de las enfermedades diagnosticadas.
El sistema contiene internamente un complejo diseño que permite la toma de decisiones en cuanto al tipo y nivel de controles que deberá establecerse de acuerdo al comportamiento del estudiante a través de su interacción con el mismo. El medio ambiente de exploración apoyado en la simulación de entornos —el aparato auditivo en este caso particular— facilita la adaptabilidad del sistema de acuerdo a las competencias del estudiante, proporcionando no sólo un amplio conocimiento de un dominio específico, sino desarrollando habilidades cognitivas directamente relacionadas con el mismo.
Los ejemplos anteriores muestran la gama de posibilidades que ofrece la tecnología computacional cuando los sistemas se desarrollan asociados a una estrategia pedagógica que sea verdaderamente pertinente y compatible con los recursos técnicos disponibles. En efecto, no basta la incorporación de las nuevas tecnologías como parte de la infraestructura física de las instituciones educativas, y tampoco es suficiente concebirlas como una herramienta didáctica desvinculada del conjunto de saberes que constituyen la educación formal escolarizada. Más bien, deberán incorporarse como parte constitutiva de un proceso educativo integral, correspondiente a una estrategia pedagógica que busque hacer un uso intencionado de los recursos tecnológicos disponibles, para el desarrollo de las habilidades cognitivas en que cada uno de estos tiene incidencia. Es necesario encontrar, para ello, el lenguaje de síntesis integradora que propone Joan Ferrés y que el maestro deberá dominar —permítase la redundancia— de forma magistral.