La teoría del procesamiento de la información se ocupó de la llamada ‘teoría cognitiva de esquemas’ (CTS), desarrollada durante los años 70 y el inicio de los 80 (Anderson, Spiro y Montangue, 1977; Schank y Abelson, 1977; Bruce y Brewen, 1980). Los esquemas cognitivos se definen como estructuras de conocimiento contenidas en la memoria y son todavía hoy un concepto de gran interés en el campo instruccional. Se emplean en la interpretación de los datos sensoriales, en la recuperación de la información contenida en la memoria, organizando acciones, determinando objetivos, movilizando recursos y generalmente guiando el procesamiento de la información (Rumelhart, 1980).
De acuerdo con Marshall (1995), los esquemas poseen unas características determinadas, estas son:
1. Son un dispositivo básico de almacenaje de información
2. Tienen una estructura en red.
3. El grado de conectividad entre los componentes del esquema determinan su longitud y accesibilidad.
4. Los esquemas tienen una estructura flexible y accesible a través de muchos canales.
5. Los esquemas tienen un tamaño variable.
Se han definido en la investigación reciente tres tipos de esquemas cognitivos: Los
objetos de memoria, los modelos mentales y los campos cognitivos (Derry, 1996).
Los objetos de memoria hacen referencia a los componentes básicos de almacenamiento de información en los humanos. Estos módulos se caracterizan en la memoria a partir de distintos tipos de representaciones que pueden ser, pictóricas, declarativas, auditivas, emocionales, etc., y que se combinan para formar objetos simples de memoria. Los humanos desarrollan objetos de memoria relacionando todo aquello que se aprende en las aulas a partir de las distintas disciplinas académicas (Lengua, física, algebra, etc.) con las construcciones sociales, las prácticas propias de la cultura y la experiencia diaria adquirida. Existen diversos tipos de objetos de memoria: Los más simples o primitivos serán llamados objetos p-prims (phenomenological primitives), definidos como esquemas básicos, intuitivos, relacionados con las abstracciones simples de los eventos comunes (Dissesa, 1993) durante las primeras etapas del desarrollo cognitivo. Por encima de estos objetos primarios encontramos lo que Kinsch y Greeno (1985), Marshall (1990), Sweller and Cooper (1985) y otros definieron como los esquemas que permiten a los humanos reconocer y clasificar patrones del mundo real y que conllevan acciones tanto físicas como mentales. Les llamaremos objetos secundarios y pese a que estos esquemas representan elementos básicos del conocimiento humano, son muy complejos y están bien estructurados. Por ejemplo, los esquemas aritméticos de Marshall, incorporan muchos tipos de conocimiento, incluyendo señales visuales, conjuntos relacionales, asociaciones inyectivas, procedimientos de planificación, etc. Por último encontramos unos esquemas en un nivel de elaboración superior llamados objetos de categoría, que hacen referencia a un conjunto de ideas organizadas libremente que tienden a trabajar de forma conjunta ante un determinado tipo de situaciones. Así, por ejemplo, un estudiante que realiza una tarea relacionada con el movimiento de las placas tectónicas, activará un conjunto de ideas (esquema) relacionadas con la geología.
En segundo lugar, los modelos mentales se refieren a construcciones que comparan y se ajustan a una situación problemática a través de una representación mental y su función principal es la comprensión de los diversos fenómenos del mundo real. Los
que construirán los modelos, pero estos modelos dependen siempre de un contexto y no existen fuera de una situación determinada. Estos modelos se construyen organizando y conectando los objetos contenidos en la memoria con una situación del mundo real. Muchas situaciones de enseñanza requieren de la construcción de modelos mentales por parte de los aprendices. Así, cuando un estudiante pretende resolver un problema adecuadamente debe, en primer lugar, construir un modelo de la situación descrita en el texto a partir de conexiones entre la nueva información que presenta el problema y el conocimiento previo contenido en su memoria. Sobre este punto incidiremos nuevamente, dada su relevancia, en un apartado posterior dedicado específicamente a modelos mentales.
El tercer tipo de esquemas lo constituyen los campos cognitivos, correspondientes a patrones de activación de la memoria que se dan como respuesta a determinados sucesos (un problema planteado en clase, un debate, una demostración, etc.). Estos patrones determinan la importancia de unos objetos de memoria sobre otros en función de la necesidad de uso. Estos esquemas son de gran importancia en las tareas educativas, ya que son los encargados de mediar entre la experiencia y el aprendizaje. La experiencia desencadena la activación de un campo cognitivo que delimitará los objetos de memoria necesarios para modelizar una situación adecuadamente. Los campos cognitivos también delimitan las interpretaciones y el conocimiento necesario para modelar situaciones e incluso definen qué objetos de la memoria podrán ser modificados en una nueva situación de aprendizaje. Diversos investigadores han dedicado sus esfuerzos a comprender como actúan los campos cognitivos en las situaciones de aprendizaje, sobre todo estudios centrados en la comprensión y la memoria, por estar estas variables fuertemente interrelacionadas en el aprendizaje. Uno de los focos más importantes de estas investigaciones ha sido la manipulación de los campos cognitivos activados por los estudiantes durante el procesamiento de un discurso (Anderson et al, 1977; Bransford and Johnson, 1972; Sulin and Dooling, 1974). Estos estudios analizaron los campos cognitivos activados en un discurso después de mostrar imágenes, mencionar argumentos relacionados con el tema a desarrollar y seleccionar sujetos en función de su conocimiento previo sobre una situación determinada. Se ha acumulado abundante información substancial sobre los mecanismos cognitivos a través de los cuales se integra el conocimiento previo y la experiencia en la memoria (diSibio, 1982). Esta línea de
trabajo confirmó que la interpretación y el recuerdo posterior de una experiencia están fuertemente influenciados por el dominio, la situación y el conocimiento activado por los estudiantes.