La resolución de problemas pone en juego y desarrolla diferentes tipos de conocimientos (Solaz-Portolés y Sanjosé, 2008b; Nakhleh, 1993). Existe un amplio consenso en torno a la idea de que la experiencia en la tarea de resolver problemas es uno de los factores más relevantes para el éxito en la resolución. Ya hemos hablado de que cuanto mayor sea el conjunto de problemas resueltos por un estudiante más generales serán sus esquemas de resolución almacenados en la memoria a largo plazo y por tanto, mayor será la probabilidad de encontrar análogos adecuados para abordar la resolución. Pero no siempre la experiencia es equivalente a la pericia, y la exposición a una amplia variedad de ejemplos no asegura la inducción del esquema mental adecuado (Solaz-Portolés, Sanjosé y Gangoso, 2013).
El proceso de resolución de un problema va a depender en gran medida de los conocimientos que el estudiante tenga almacenados en su memoria y de la forma en que los active, facilitando o dificultando su ejecución. Problemas los hay de múltiples formas y relacionados con todos los ámbitos que podamos imaginar, por lo que se hace necesario para su resolución el hecho de poseer conocimientos específicos relacionados con los problemas a resolver. Así, por ejemplo, no podemos
resolver un problema de genética sin conocer las leyes de Mendel, o un problema de edafología, sin tener conocimientos previos sobre las características de los suelos. No obstante, además de la información particular en un ámbito dado, existe una serie de conocimientos generales o una forma de generalizar y/o procesar el conocimiento necesario para abordar un problema de forma satisfactoria independientemente del contexto de resolución implicado.
Muchos son los autores que han estudiado y clasificado los tipos de conocimiento que la educación científica y la resolución de problemas exigen. Shavelson, Ruíz- Primo y Wiley (2005) presentan una clasificación de los distintos tipos de conocimiento necesarios para lograr los objetivos que plantea la enseñanza de las ciencias. Estos autores dividen su clasificación en cuatro tipos de conocimiento. El declarativo, referido al contenido específico, ‘’saber qué’’, hechos, definiciones, etc. En segundo lugar encontramos el conocimiento procedimental, vinculado al ‘’saber cómo’’, a la producción y aplicación de reglas, procedimientos y pasos a seguir. Se distingue también el conocimiento esquemático, referido al ‘’saber por qué’’, referido a los principios, esquemas conceptuales y las relaciones entre conceptos. Finalmente describen el conocimiento estratégico que hace referencia a cuándo, dónde y cómo aplicar los conocimientos y las estrategias necesarios. Por su parte Ferguson-Hessler y de Jong (1990) realizan una clasificación diferente en la que añaden a la lista anterior el conocimiento situacional, que permite reconocer situaciones que aparecen dentro de una disciplina específica. A partir de este conocimiento, los estudiantes pueden extraer la información relevante del enunciado de un problema.
Como ya se ha dicho anteriormente Friege y Lind (2006) destacan su la importancia del conocimiento esquemático de problemas como clave del éxito en la resolución de problemas. Para estos autores este tipo de conocimiento resulta de la interacción del conocimiento situacional, procedimental y conceptual y está caracterizado por la profundidad e interconexión de todos ellos.
La “traducción” de un problema puede suponer la conversión de la información que contiene el enunciado del problema en una serie de operaciones mentales, formales o algorítmicas. Por tanto debe incluir la comprensión del lenguaje utilizado. Para traducir el problema y transformar la información inicial en otra que pueda ser
que hace referencia al lenguaje en el que está redactado el problema y que nos permite comprender las expresiones que aparecen en el enunciado. Según Mayer (1983) el conocimiento semántico nos sirve para interpretar el contexto, para darle sentido al problema, todo esto ligado al conjunto de conocimientos tratados anteriormente, define el conocimiento de traducción de problemas.
La capacidad de procesar información está ligada a las habilidades cognitivas y metacognitivas, las cuales están íntimamente relacionadas a pesar de ser conceptualmente distintas. Las estrategias cognitivas son modalidades de trabajo intelectual que permiten adquirir, codificar y recuperar información. Estas estrategias están guiadas por las estrategias metacognitivas, las cuales autorregulan dicho proceso cognitivo a través de la toma conciencia y decisiones durante el procedimiento (Correa, Castro y Lira, 2004). Weinstein y Meyer (1991) definen una estrategia cognitiva como un plan para movilizar recursos cognitivos, como pueden ser las acciones que se llevan a cabo para retener información en la memoria a largo plazo, acceder a ella, organizar esta información y establecer relaciones.
Metacognición
Hemos hablado con anterioridad de los procesos cognitivos implicados en la resolución pero Jiménez y Segarra (2004), señalan que el principal componente de un adecuado enfoque didáctico en la resolución de problemas es que el estudiante reflexione acerca de sus recursos cognitivos y cómo emplearlos. Schraw, Crippen y Hartley (2006) han analizado los principales componentes de la denominada teoría del aprendizaje autorregulado y cómo estos pueden tener implicaciones para la enseñanza de las ciencias. Esta teoría se centra en los procesos cognitivos, metacognitivos y motivacionales. La metacognición la definen como todas las habilidades que ayudan a comprender, controlar y evaluar los procesos cognitivos. Las estrategias metacognitivas se focalizan principalmente en la planificación para llevar a cabo, controlar y evaluar los procesos cognitivos (Schraw, 1998). Se ha demostrado que enseñar estrategias cognitivas y metacognitivas ayuda significativamente a los estudiantes en ciertas tareas de aprendizaje (Bielaczyc, Pirolli y Brown, 1995; Stenberg, 1998).
Flavell (1979) dio los primeros pasos en la formación de un modelo formal sobre la metacognición, según el autor la metacognición está implicada en la conciencia que se tiene de cómo se aprende, en la habilidad de juzgar la dificultad de una tarea, en el control de la comprensión, en el uso de determinada información para lograr un objetivo y en la evaluación del progreso en el aprendizaje. En la actualidad se distinguen dos componentes de la metacognición, el conocimiento de la cognición y su regulación. El conocimiento de la cognición viene determinado por aquello que sabemos sobre nuestra propia cognición, este conocimiento se desarrolla con la edad y puede ser de tipo declarativo (saber sobre cosas) o procedimental ( saber hacer cosas), etc. La regulación de la cognición se considera como el conjunto de actividades que ayudan a los estudiantes a controlar su aprendizaje. Las tres habilidades de regulación esenciales son la planificación, el control y la evaluación (Schraw & Moshman, 1995). Estas destrezas cobran especial interés en el ámbito de la resolución de problemas, planificar estrategias para abordar el problema, controlarlas y evaluar los resultados son las acciones que permiten al resolutor desenvolverse con facilidad en el espacio de resolución.
Son muchas las investigaciones dedicadas a las estrategias metacognitivas y muchas las pruebas de que el desarrollo de estas mejora la competencia de los estudiantes en resolución de problemasacadémicos (Leal, 1987; Pintrich y DeGroot, 1990; Pokay y Blumenfeld, 1990; Wang, Haertel y Walberg, 1993). Dhillon (1998) muestra la relavancia del control de la comprensión,: los estudiantes que resuelven bien los problemas de física evalúan de forma constante su progreso en el avance hacia la solución.Chi, Bassok, Lewis, Reimann y Glaser (1989) al pedir a los estudiantes que expliquen su proceso resolutivo verifican que los buenos solucionadores de problemas controlan sus déficits de comprensión en mayor medida que los malos resolutores.
Todos estos estudios que acabamos de mencionar encuentran sus limitaciones en el hecho de que la información obtenida, siempre proviene de las declaraciones de los estudiantes a cerca de su propia comprensión o su propio control de la comprensión, Otero, Campanario y Hopkins (1992), han desarrollado un instrumento de medida de la habilidad del control y comprensión de la metacognición (CMA) que no se basa
investigadores muestran claros indicios de que la metacognición está significativamente relacionada con el éxito académico. Estos trabajos constatan la importancia del control de los procesos cognitivos, pero no hay que olvidar que estas estrategias necesitan de la propia voluntad del sujeto y el grado de voluntad depende directamente de la motivación.
En conclusión, se pueden distinguir siete tipos de conocimientos necesarios para la resolución de problemas, estos son: declarativo, procedimental, esquemático, estratégico, situacional, metacognitivo y de traducción de problemas. Un análisis más extenso de todos los tipos de conocimiento necesarios para resolver problemas puede encontrarse en el trabajo de revisión de Solaz- Portolés y Sanjosé (2008b).