Enfoque semántico: la teoría de los esquemas
CRECIMIENTO ► AJUSTE ►
REESTRUCTURACION ► Acumulación de información en los esquemas ya — existentes (base de datos) Modificación o evolución de los esquemas (variación en el cam po de activación)
4
C opia parcial que rellena los valores de las variables y define constantes Modificación de valores por defecto Generalización Especialización Formación de nuevos esquemas a partir de los y a existentes Generación pautada (por analogía) > Inducción (por contigüidad) iiV
Generalización — Sustitución de constantes o variables142 Teorías cognltivas del aprendizaje
Cuando los esquemas disponibles no bastan para comprender o interpretar una situación es necesario generar nuevos esquemas o modificar los existentes. La modificación o evolución de los esquemas disponibles tiene lugar mediante un proceso de ajuste. Se utiliza cuando, para formar el nuevo esquema, basta con realizar modificaciones en las variables y constantes de un esquema sin que sea
necesario cambiar la estructura interna del mismo ( Ru m e l h a r t y No r m a n, 1978).
El «ajuste fino» de los esquemas puede producirse de tres formas ( Ru m e l h a r t,
1984). En primer lugar, un esquema se puede ajustar mediante modificación de
los valores por defecto de un esquema en función de la experiencia en la aplica
ción del mismo. Un segundo tipo de ajuste consiste en una generalización del
concepto al sustituir un valor constante del esquema por una variable. Por último,
el ajuste por especialización de l concepto se produce cuando se sustituye una variable del esquema por una constante.
El ajuste es producto de la práctica (Norman, 1982) y tiene como consecuen cia la modificación del campo de aplicación de un esquema. En realidad no pro duce esquemas auténticamente nuevos, ya que no afecta a la estructura de los esquemas. La generación o creación de nuevos esquemas tiene lugar mediante el proceso de reestructuración, que consiste en la «formación de nuevas estructu ras conceptuales o nuevas formas de concebir las cosas» (Norman, 1982, pág. 111 de la trad. cast.). Según Norman, (1978), para que se produzca la reestructu ración, sería necesario un insight o comprensión súbita de una nueva estructura en el área temática correspondiente. Mediante una reestructuración surgen es tructuras conceptuales o interpretativas que anteriormente no estaban presentes en el sistema. El nuevo esquema se origina en otros esquemas ya disponibles. ¿Pero cómo se forman los esquemas nuevos a partir de los precedentes? Según
Rumelhart y Norman (1978) pueden surgir de dos formas. Mediante una genera
ción pautada el nuevo esquema consiste en una copia con modificaciones de un esquema anterior. Esa copia se forma por un proceso analógico. Así, por ejem plo, a un niño que ignora lo que es un rombo podemos presentarle el concepto mediante una analogía: un rombo es a un cuadrado lo que un paralelogramo es a un rectángulo (Rumelhart, 1984). Igualmente, los niños, que tienen serias dificul tades para entender muchas nociones del tiempo histórico, pueden comprender mejor el tiempo histórico a partir de una analogía con las representaciones espa ciales que ya han adquirido (Asensio, Carretero y Pozo, 1989; Pozo, 1985). Pe ro la formación analógica de esquemas, implica generar una copia «modificada» del esquema. ¿En qué consiste esa modificación? Puede ser de tres tipos distin tos (Rumelhart, 1981, 1984): generalización (cambio de una constante por una variable), especialización (introducción de una constante en lugar de una variable) o sustitución de variables o constantes del esquema original por nuevas variables o constantes. La generación pautada o formación analógica de esquemas sería el mecanismo habitual en la formación de conceptos (Rumelhart y Norman, 1978; ver también Sierra, 1986; Sierra y Froufe, 1987). El segundo mecanismo de reestructuración, la inducción de esquemas, sería bastante más infrecuente. La inducción de un nuevo esquema se produciría cuando se detectase que cierta configuración de esquemas ocurre sistemáticamente según ciertas pautas espa
Teorías computacionales 143
cio-tem porales. Se trataría de un modo de aprendizaje por contigüidad
(Ru m e l h a r t y No r m a n, 1978). Pero esa detección de contingencias entre esque
mas requiere mecanismos de los que carece el sistema de esquemas, por lo que la inducción es un mecanismo poco frecuente de generación de esquemas
(Ru m e l h a r t, 1984). La dificultad de la inducción reside en el descubrimiento de
regularidades en la aplicación de esquemas próximos en el espacio o en el tiem po.
TABLA 6.4. Características de los tres tipos de aprendizaje según Norman (1978).
Crecim iento Reestructuración Ajuste
Características generales Atributos de las estructuras de conocimientos del alumno
Añadir conocim ientos a los ya acumulados: aprendizaje verbal tradicional Acumulación de conocim ientos a los esquemas existentes Comprensión súbita Sentimiento de com pren der materiales que antes estaban desorganizados. A menudo acom pañado de ioh! o iahá! _
Se forman nuevas estructuras de esquemas
Hacer más eficientes los esquemas existentes. Ni conocim ientos ni es tructuras nuevas, sólo refinam iento de las destrezas disponibles Los parámetros de los esquemas se ^ ajustan para la m áxim a eficiencia. Los casos especiales se codifican directam ente Estrategia de aprendizaje Evaluación Estudio, probable mente usando sistemas m nem o- técnicos y un proce samiento profundo Tests de hechos: respuestas cortas; elección m últiple. Tests de reconoci m iento y de recuerdo básico Pensamiento. Enseñanza m ediante ejemplos, analogías, metáforas. Diálogo socrático Tests de conceptos. Preguntas que exigen inferencias o solución de problemas Práctica / Rapidez, fluidez. Actuación bajo stress o presión Interferencia con otros temas relacionados
Alta Media Baja
Transferencia Baja Alta De conocim ientos
a otros temas generales: alta, relacionados De conocim ientos
específicos (ya ajustados): m uy baja
Los tres tipos de aprendizaje mencionados no sólo difieren entre sí en sus
mecanismos subyacentes sino también en una serie de características ( No r m a n,
1978). Así, cada tipo de aprendizaje es sensible a diferentes procedimientos de instrucción, debe medirse de modo distinto, tiene una capacidad de transferencia
144 Teorías cognitivas del aprendizaje
diferente y está sujeto a una interferencia con otros aprendizajes anteriores de distinta intensidad (véase Tabla 6.4.). Estas diferencias en los resultados produci dos por cada uno de los procesos de aprendizaje hace que sean complementa
rios más que independientes. Según (Rumelhart y Norman, 1978) el crecimiento,
la reestructuración y el ajuste coexisten e interactúan durante todo el ciclo de aprendizaje de un sistema jerarquizado de conceptos. De hecho, existiría una co nexión necesaria entre los tres tipos de aprendizaje: no hay reestructuración sin crecimiento previo ni ajuste sin reestructuración anterior. Pero, aunque los tres mecanismos coexisten en todo el ciclo de aprendizaje, su importancia relativa va ría según una pauta temporal característica (véase Figura 6.6). Al comienzo del aprendizaje en un área conceptual predominaría el crecimiento. La acumulación de conocimiento acabaría produciendo una reestructuración de los esquemas. Una tercera fase se caracterizaría de nuevo por un crecimiento de los esquemas generados, que finalmente desembocaría en un ajuste progresivo de los mismos.
FIGURA 6.6. División h ip o té tica del tie m p o de esfuerzo en cada uno de los tres m odos de apren dizaje durante el estudio de un tem a com Dleio. seaún Norman (1978. Dáa. 43).
Teorías computacionales 145
Pero, como señalábamos al principio, tanto los mecanismos postulados co mo la importancia relativa de los mismos en cada una de las fases del aprendizaje se basan más en criterios «lógicos» o, si se prefiere, en intuiciones de los auto res, que en un apoyo empírico. Ello no desmerece la relevancia de esta teoría del aprendizaje, ya que no es difícil encontrar datos empíricos que la avalen. De he cho, el problema de la teoría del esquema suele ser precisamente el inverso, que
se adecúa demasiado bien a cualquier dato, lo que genera un uso un tanto indis
criminado del concepto (d e Ve g a, 1984). Frente a la precisión y exactitud del ACT,
que permite su falsación y la continua evolución de la teoría, los esquemas re sultan en muchos casos demasidado vagos. Esta falta de concreción, poco de seable en un modelo computacional, se hace más patente aún al evaluar los me canismos del aprendizaje propuestos y quizá explica el que, con escasas excep
ciones (por ej., Ru m e l h a r t y No r m a n, 1981), esos mecanismos no hayan sido, de
hecho, actualizados en un programa de ordenador. En todo caso, esto no impide
que pueda valorarse la suficiencia lógicade esos mecanismos para explicar el ori
gen de los esquemas. *
¿Cómo se forman los esquemas auténticamente nuevos?
La teoría dél aprendizaje de esquemas de Rumelharty Norman (1978) tiene
varios rasgos de interés que la diferencian de otras teorías anteriormente analiza das. Ante todo, destaca la distinción entre varios mecanismos de aprendizaje con funciones diferenciadass dentro de un proceso general. Esta distinción entre va
rios tipos de aprendizaje estaba ya presente en el ACT de Anderson^(1983), pero
en el caso de Rumelharty Norman (1978) el modelo es más rico y articulado. La
principal diferencia entre ambos reside, sin duda, en la introducción de un proce
so de aprendizaje por reestructuración del que carece el ACT (Norman, 1980).
Los otros dos procesos presentes en la teoría de los esquemas estaban ya en el ÁCT. El crecimiento recoge algunos de los rasgos del estadio declarativo, como es la formación de copias declarativas en la memoria, y de los procesos de forta lecimiento, como el cambio de los valores de las variables y constantes del es quema. Los mecanismos de activación de esquemas son, a este respecto, bas tante menos precisos que los del ACT. En cuanto a los procesos de ajuste de es quemas son similares a la generalización y discriminación de producciones en el ACT, ya que, en ambos casos, el ajuste se produce sustituyendo constantes por variables, y viceversa.
La inclusión de un mecanismo de reestructuración supone, en principio, una diferencia importante con respecto no sólo al ACT sino también a otras teorías
computacionales del aprendizaje. Según No r m a n (1980, pág. 242) con ello se in
tenta superar la principal deficiencia de esas otras teorías, que consiste en «tratar
al aprendiz humano como un recolector de información, añadiendo un nuevo co nocimiento a la estructura aquí, generalizando allá e interpretando siempre lo que está sucediendo de una manera fiel, sistemática». Al introducir la reestructu
146 Teorías cognitivas del aprendizaje
nes del principio asociacionista de correspondencia y concebir el aprendizaje co mo un proceso constructivo. La idea del cambio en la estructura de los esquemas unida a un procesamiento conceptualmente dirigido parece conseguir estos pro pósitos, pero cuando se analiza con más detalle la forma en que se produce la
reestructuración, la superación del asociacionismo resulta menos clara. Rumel-
hart y Norman (1978) proponen dos tipos de reestructuración: la inducción y la
analogía. Mientras que la inducción es un proceso de aprendizaje por contigüi dad, según los propios autores, no es difícil reconocer en la analogía una forma de aprendizaje por semejanza. Además, tal como se formula en esta teoría, el aprendizaje por analogía, que sería el principal modo de reestructurar los esque mas, se produce mediante procesos de ajuste por generalización, especialización y sustitución. De esta forma resulta difícil distinguir la reestructuración del ajuste. El problema no reside en que la reestructuración se base en procesos asociati vos, sino en qué se reduce a esos procesos. Si la reestructuración fuera sólo un aprendizaje asociativo, por contigüidad o por semejenza, debería producirse con
tinuamente, y los propios Rumelhart y Norman (1978), así como otros muchos
autores (por ej., Carey, 1985; Keil, 1987) reconocen que se trata de un proceso
difícil que ocurre sólo ocasionalmente. En otras palabras, si la reestructuración no es un simple producto de la práctica, es necesario que la teoría explique no sólo por qué se produce, sino fundamentalmente por qué no se produce en otras mu chas ocasiones en que se reúne esa práctica.
Nos encontramos nuevamente ante la necesidad de postular restricciones en el proceso inductivo. Si la reestructuración no es una consecuencia automática del crecimiento y el ajuste ¿qué limita su aparición?, ¿qué condiciones son nece sarias para que se genere un nuevo esquema por analogía?, ¿cómo se selecciona el esquema análogo de la memoria?, ¿qué factores del entorno y del esquema de
terminan ese emparejamiento? La teoría de Rumelhart y Norman (1978) carece
de recursos restrictivos para la inducción. Norman (1978) sugiere un proceso que
podría restringir el rango de generalizaciones y especializaciones de los esque mas. Se trata del in s ig h t o com prensión súbita de una nueva estructura de esquemas. Pero, más allá de su enunciado, no se especifica la forma en que po dría producirse ese insight, tal vez debido a las dificultades que los procesos de conciencia plantean a las teorías del procesamiento de información (véase Cap. III). Si la toma de conciencia de una nueva estructura es una condición necesaria de la reestructuración, ¿qué condiciones se precisan a su vez para que se pro duzca ese insighf?, ¿quién restringe al mecanismo restrictor?
La debilidad explicativa de la reestructuración de esquemas es producto tam bién de las relaciones poco claras entre los distintos tipos de aprendizaje. Aunque resulta sin duda un avance intentar integrar diversos tipos de aprendizaje en una
teoría común, el modelo propuesto por Norman (1978; Rumelhart y No r m a n,
1978) no respeta el carácter cíclico o continuo que debe esperarse en todo proce so de aprendizaje complejo. Concretamente, la función del ajuste en la reestructu ración resulta poco clara, reforzando la idea de que ésta es un producto semiau- tomático del crecimiento.
Teorías computacionales 147
te para explicar la aparición de esquemas «auténticamente nuevos» (Pascual-
Leone, 1980). En último extremo, la base computacional y logicista de estos mo
delos (de Vega, 1981) vuelve a conducirnos a la imposibilidad de simular el apren
dizaje mediante mecanismos exclusivamente asociativos, que son los que subya- cen a las teorías computacionales. El problema es aún más grave en el caso de la teoría de los esquemas, dado el fuerte componente semántico introducido. ¿De dónde proceden los esquemas? Queda claro que un sistema sólo puede formar nuevos esquemas cuando dispone ya de otros esquemas suficientemente com plejos. Pero ¿cómo surgen esos primeros esquemas? ¿Cuál es el origen de los significados de los esquemas? No es necesario reiterar la irreductibilidad de los contenidos a criterios exclusivamente formales. Dado que finalmente la teoría de los esquemas, en cuanto teoría computacional, sólo dispone de procesos sintácti cos, la introducción de nuevos conceptos sólo podrá hacerse por «programa», sea éste el programa genético de la especie o, más frecuentemente, un programa de computador introducido a través del teclado.
Esta limitación en la evolución ó el cambio verdadero de los esquemas pone en duda el carácter constructivista del concepto moderno de esquema y le dife rencia claramente del concepto de esquema formulado por la psicología europea de entreguerras. Aunque la teoría de los esquemas es el paladín del constructivis
mo dentro del procesamiento de información (por ej., Brewer y Nakamura, 1984),
su posición constructivista es un tanto limitada. Podríamos distinguir dos tipos de
constructivismo: estático y dinámico. El estático quedaría reflejado en la célebre
frase de Koffka, según la «tíal «vemos las cosas no como son, sino como so
mosnosotros». Según esta idea, en cada caso de conocimiento construimos o
interpretamos la realidad a partir de nuestros esquemas de conocimiento. Según
el constructivismo dinámico, no sólo construimos la realidad que conocemos, si
no también los esquemas mediante los que la conocemos. Mientras que el primer tipo está presente en la teoría de los esquemas, el segundo no. El problema resi de en que ese constructivismo estático es compatible con el principio de corres pondencia del asociacionismo, mientras que el dinámico es incompatible con ese principio. De hecho la idea de que nuestra percepción de la realidad es fruto de los conocimientos almacenados en nuestra memoria está presente no sólo en la teoría de los esquemas sino también en la corriente neoasociacionista en el aprendizaje animal y, en un sentido más general, en toda teoría asociacionista que no incurra en un empirismo ciego y admita que los aprendizajes anteriores o «la historia de refuerzos» del sujeto determinan los nuevos aprendizajes.
Pero la teoría com putacional de los esquem as no sólo se diferencia de las teorías europeas de los esquemas, como la de Piaget (1936,1975), en su incapa cidad para explicar la generación de conceptos nuevos. La moderna teoría de los esquemas es estática tam bién en otro sentido estrictam ente representacional. Mientras que los esquemas de Bartlett (1932) eran estructuras de conocim iento dinámicas adaptadas a su contexto de uso, los esquemas modernos son, en oca siones, demasiado rígidos o estables (Kessely Bevan, 1985). Com o señala Colé
(1983), « los esquemas y los guiones de la ciencia cognitiva son huellas estáti
148 Teorías cognitrvas del aprendizaje
tremo de este carácter estático. Uno de los esquemas más célebres dentro de la
ciencia cognitiva actual es el «guión del restaurante» (Sc h a n k y Ab e l s o n, 1977)
que establece la secuencia de acciones que tienen lugar cuando acudimos a un restaurante. Sin embargo, ese guión sólo recoge las acciones «típicas» de esa si tuación: sentarse, recibir la carta del camarero, pedir el menú, etc., pero no predi ce qué debemos hacer cuando se produce un hecho anómalo, ya que esos he chos anómalos no forman parte del guión. Así, el guión no contiene información sobre qué debemos hacer si, por ejemplo, en vez de un camarero se acerca una cabra a nuestra mesa. Como en la estructura del guión del restaurante no hay na da sobre cabras, será necesario recurrir a otro esquema distinto. De esta forma, «el guión del restaurante» no sirve para situaciones nuevas, aunque no sean tan
extremas. Esta falta de flexibilidad ha sido reconocida por el propio Sc h a n k
(1982).
De hecho, ambos problemas, la falta de mecanismos de cambio y la rigidez de su aplicación, están relacionados. Si el esquema tiene dificultades para adpa- tarse a nuevas demandas ambientales, como la entrada de cabras, es porque sus mecanismos de automodificación son poco eficaces. Y si los esquemas no se automodifican es porque no se adaptan a las cabras que intentan entrar en ellos. Si ambos problemas están relacionados, también sus soluciones podrían estar re
lacionadas. Así lo creen Holland y cois. (1986), quienes consideran que la gene
ración de nuevos conceptos por mecanismos inductivos sólo es posible mediante la imposición de fuertes restricciones al proceso inductivo, y que esas restriccio nes deben proceder precisamente del contexto en el que se activan los significa dos. Estos autores proponen una teoría pragmática de la inducción basada en los supuestos computacionales. Aunque en ciertos puntos se solapa tanto con el ACT como con la teoría de los esquemas, su propuesta resulta muy sugestiva en algunos aspectos que serán analizados a continuación.