Por qu decimos que los seres humanos son sistemas que procesan informacin de muy diverso tipo?Una fuente de conocimientos sobre el aprendizaje proviene de los resultados de las investigaciones dentro del enfoque conocido como procesamiento de la informacin. Esta corriente en Psicologa Cognitiva considera que la mente humana es, fundamentalmente, un sistema que procesa activamente informacin. Este sistema posee determinados rasgos estructurales y funcionales que imponen ciertas limitaciones al aprendizaje humano, que se concibe como un proceso que permite que las estructuras se desarrollen y que las pautas de funcionamiento se optimicen. La comprensin del lenguaje es un fenmeno complejo en el que se desarrollan procesos paralelos de dificultad variable. Las teoras del procesamiento de la informacin prestan especial atencin a la distincin entre conocimiento declarativo y conocimiento procedimental: el primero se referira a saber, mientras el segundo tiene que ver con saber hacer. En modelos como el ACT de Anderson, el conocimiento declarativo se representa mediante proposiciones, o afirmaciones sobre contenidos, mientras el procedimental se representa mediante un sistema de producciones o conjunto de reglas que determinan las circunstancias en que se deben aplicar determinados procesos [Anderson, 1983]. Segn el modelo ACT, el conocimiento en un nuevo dominio siempre comenzara siendo de tipo declarativo, mientras el conocimiento procedimental aparecera en una fase posterior. Otro tipo de conocimiento resulta fundamental para la autorregulacin y actuacin cognitiva: el conocimiento metacognitivo que se refiere al conocimiento que tiene el propio sujeto sobre sus procesos y productos cognitivos [Flavell, 1976]. La distincin entre conocimiento declarativo y procedimental es particularmente relevante para el aprendizaje de las ciencias, dado que hace referencia a los aspectos de saber y saber hacer que deben ser tratados, obviamente, siguiendo enfoques diferentes. Por lo que se refiere a la metacognicin, slo recientemente se est empezando a prestar atencin a este factor en la enseanza y aprendizaje de las ciencias.

[Anderson, 1983] [Flavell, 1976]

Por qu hablan los psiclogos de memoria de trabajo y memoria a largo plazo?El sistema cognitivo humano se compone, fundamentalmente, de un registro sensorial y un sistema de memoria. El registro sensorial realiza el primer filtro de todos los estmulos informativos que continuamente llegan a nosotros procedentes del mundo exterior. El sistema de memoria se divide, segn sus caractersticas funcionales y estructurales, en dos subsistemas: la memoria de trabajo [Baddeley, 1986] y la memoria a largo plazo [Kintsch, 1974]. La distincin entre estos dos subsistemas se basa tanto en sus diferencias en cuanto a capacidad como en cuanto a funcionamiento [Ruiz-Vargas, 1991].Aunque la capacidad de la memoria de trabajo aumenta ligeramente con la edad, existe un lmite superior a la capacidad de almacenamiento que se cifra en unos cuantos bloques (chunks) de informacin [Weiss, 1995]; [Miller, 1956]. Adems, la informacin puede permanecer activa en la memoria de trabajo nicamente durante un corto perodo de tiempo (como mucho varios segundos) a no ser que se aplique una estrategia consciente de repaso o de elaboracin. Por esta razn, este subsistema es llamado tambin memoria a corto plazo. En contraste, la memoria a largo plazo tendra una gran capacidad de almacenamiento, slo disminuida por el fenmeno del olvido. La informacin almacenada en la memoria a largo plazo se puede mantener durante un tiempo casi indefinido, de hecho, a veces afloran recuerdos que se crean olvidados. El funcionamiento del sistema cognitivo

vendra determinado por las caractersticas estructurales del mismo. A grandes rasgos, tras un primer filtro por el registro sensorial, la informacin pasara a la memoria de trabajo y de ah, en su caso, a la memoria a largo plazo. Un aspecto importante del procesamiento es que la informacin de la memoria a largo plazo puede pasar a la memoria de trabajo durante la interpretacin de la informacin procedente del registro sensorial. As, como cualquier profesor sabe, en muchas ocasiones los alumnos mezclan en un grado inadmisible sus conocimientos previos con los nuevos conocimientos hasta el punto de que desvirtan los nuevos contenidos que estn aprendiendo. En este proceso de construccin es fundamental el papel activo (consciente o inconsciente) del sujeto que procesa la informacin. Los modelos actuales de memoria proponen la existencia de tres elementos diferenciados: el registro sensorial (los sentidos) y dos subsistemas de memoria.

[Baddeley, 1986] [Kintsch, 1974] [Miller, 1956] [Ruiz-Vargas, 1991] [Weiss, 1995]

Qu es la teora del esquema y por qu necesito conocerla?De acuerdo las distintas teoras del esquema, el conocimiento se organiza en estructuras que se activan y aplican en el proceso de comprensin. Estas estructuras sirven para almacenar en la memoria conceptos genricos y relaciones entre conceptos. La teora del esquema es especialmente relevante en Didctica de las Ciencias Experimentales. Su aplicacin para entender el aprendizaje de las ciencias abarca desde el anlisis de los procesos de comprensin [Otero, 1990] y de los problemas que surgen en el mismo, hasta la interpretacin de los procesos de control de la comprensin [Otero y Campanario, 1990], sin olvidar su papel orientador en la elaboracin de unidades didcticas y materiales escritos [Brincones, 1994]. Un problema que existe en el aprendizaje de las ciencias con relacin a los esquemas es que el conocimiento cientfico tiene una estructura y organizacin diferente del conocimiento cotidiano, si bien el conocimiento cotidiano no tiene por qu caracterizarse siempre por su simplicidad [Sanmart e Izquierdo, 1997]. Las diferencias entre ambos tipos de conocimiento dan como resultado el que los alumnos se encuentran frecuentemente con situaciones nuevas para las cuales no pueden activar un esquema apropiado [Kieras, 1985]; [Otero, 1990]; [Otero y Brincones, 1987]; [Brincones, 1994]. Muchas veces la redaccin de los libros de texto puede, adems, incrementar las dificultades para activar un marco que ayude a integrar la nueva informacin que se est intentando aprender [Esler y Esler, 1985]; [Mayer, 1983]; [Thelen, 1984]. En estos casos no puede hablarse propiamente de un proceso de comprensin como concordancia entre un esquema previo y una informacin nueva. El diagrama representa el esquema tpico de un "cambio" para un lector medio. En todo cambio se pasa de un estado inicial a otro final gracias a la accin de un agente. El cambio requiere un tiempo. En muchas ocasiones la falta de esquemas pertinentes da lugar a un aprendizaje superficial debido al procesamiento aislado de trozos de informacin o a la activacin de estos esquemas que resultan inadecuados y que refuerzan las concepciones errneas que mantienen los alumnos [Otero, 1990]. En esta situacin, es posible que el sujeto que aprende recurra a una estrategia que consiste en activar esquemas sacados del contexto cotidiano que, obviamente, suelen resultar inadecuados para construir el conocimiento cientfico [Campanario, 1993b]; [Otero y Campanario, 1990]; [Campanario, 1995a]; [Campanario y Otero, 2000b]. De esta manera, actuaciones cognitivas de los alumnos que los profesores tienden a considerar patolgicas pueden ser explicadas, al menos en parte, como debidas a deficiencias cognitivas. Por ejemplo, esquemas cotidianos de razonamiento en los cuales una acumulacin de pequeas explicaciones no totalmente satisfactorias constituye una explicacin global aceptable o esquemas de anlisis de situaciones y resolucin de problemas a base de cadenas limitadas de

inferencia utilizando muchos principios dispersos en mbitos heterogneos, son importados, sin ms al dominio cientfico. Naturalmente, en la tolerancia ante tales estrategias influye decisivamente la incapacidad de los alumnos para darse cuenta de que sus pautas de pensamiento son inadecuadas, lo cual constituye claramente un problema metacognitivo de control de la comprensin.

[Brincones, 1994] [Campanario y Otero, 2000b] [Campanario, 1993b] [Campanario, 1995a] [Esler y Esler, 1985] [Kieras, 1985] [Mayer, 1983] [Otero y Brincones, 1987] [Otero y Campanario, 1990] [Otero, 1990] [Sanmart e Izquierdo, 1997] [Thelen, 1984] Cmo est organizada la informacin de la memoria segn la teora del esquema? El papel de la memoria a largo plazo en las teoras del procesamiento de la informacin es fundamental, tanto en lo que se refiere a su uso como almacn de conocimientos como en lo que se refiere al papel activo que, durante el proceso de comprensin, desempean los conocimientos almacenados en ella. Por ello, no resulta extrao que los tericos del procesamiento de la informacin hayan dedicado una cantidad considerable de esfuerzo (y a veces de especulacin) a intentar dilucidar cmo se organiza la informacin en la memoria a largo plazo. As, por ejemplo, se han propuesto, entre otros, modelos sobre la organizacin de la informacin en memoria a largo plazo como una estructura jerrquica de categoras, o como una coleccin de prototipos representativos de determinadas categoras junto con ejemplares ms o menos diferenciados [McLelland y Rumelhart, 1986].

Los esquemas son paquetes naturales de conocimiento genrico altamente estructurado. Los esquemas corresponden a diferentes dominios del conocimiento y pueden incluir conocimientos sobre personas, objetos, acciones, secuencias de acontecimientos, etc. [Graesser y Goodman, 1985, pg. 115].Otros autores han propuesto modelos de organizacin del conocimiento basados en estructuras tales como esquemas [Rumelhart y Ortony, 1977]; [Rumelhart, 1980]; guiones (scripts) [Schank, 1980]; [Schank y Abelson, 1977]; modelos mentales [Johnson-Laird, 1980], paquetes de organizacin de la memoria [Schank, 1980] o marcos [Minsky, 1975]. Si bien la nocin de esquema no es nueva y existen referencias explcitas a este tipo de estructuras incluso en las obras de Kant y, ms claramente, en el trabajo de Piaget, son los psiclogos de las teoras del procesamiento de la informacin quienes explotan y formalizan al mximo este concepto [Rumelhart, 1980]. De acuerdo las distintas teoras del esquema, el conocimiento se organiza en estructuras que se activan y aplican en el proceso de comprensin. Estas estructuras sirven para almacenar en la memoria conceptos genricos y relaciones entre conceptos. Se han apuntado las siguientes caractersticas de los esquemas: Los esquemas tienen variables que se sustituyen durante el proceso de comprensin o que se completan por defecto con el conocimiento previo del lector. Por ejemplo, en el esquema correspondiente a "viajar en tren" debe haber una casilla que especifique la condicin de que antes de subir debera obtenerse un billete. Los esquemas pueden encajarse unos dentro de otros de modo que un esquema puede activar subesquemas y puede, a su vez, estar incluido dentro de otros esquemas de orden superior. As, el esquema "viajar en tren" puede formar parte de otro ms general sobre "ir de vacaciones". Los esquemas representan conceptos genricos que, tomados en conjunto, varan en nivel de abstraccin. Al mismo tiempo, en un esquema pueden coexistir fragmentos de conocimiento procedimental con otros de conocimiento declarativo. Los esquemas representan conocimiento estructurado en vez de definiciones.

Los esquemas del sujeto juegan un papel fundamental en el proceso de comprensin. De acuerdo con esta teora, una informacin se puede entender siempre que se pueda activar un esquema apropiado en el que tiene cabida. As, una referencia a "los daos que produce el buen tiempo" puede tener sentido si se activa un esquema relativo a "una sequa pertinaz". De esta manera, la disponibilidad de esquemas apropiados sera una de las claves de la comprensin y el aprendizaje. Precisamente el nmero de esquemas disponibles relevantes para un dominio determinado y, en mayor medida, su nivel de estructuracin y grado de desarrollo sera una de las caractersticas que diferenciara a los expertos de los novatos [Rumelhart, 1980] y que, por tanto, tendra ms que ver con una diferencia de conocimiento que con una diferencia en procesos bsicos o capacidades cognitivas [Pozo, 1987c]. Esta diferencia no solo es cuantitativa (los expertos saben ms), sino cualitativa (el conocimiento de los expertos est mejor organizado). De lo anterior se puede concluir que la pericia est circunscrita a reas concretas de conocimiento, de manera que se es o no experto en funcin de los conocimientos que se poseen [Pozo, 1987c]; [Pozo, 1993, cap. 8].

[Graesser y Goodman, 1985] [Johnson-Laird, 1980] [McLelland y Rumelhart, 1986] [Minsky, 1975] [Pozo, 1987c] [Pozo, 1993] [Rumelhart y Ortony, 1977] [Rumelhart, 1980] [Schank y Abelson, 1977] [Schank, 1980]

Cmo se explica el aprendizaje segn la teora del esquema?Segn Norman y Rumelhart, el aprendizaje tendra lugar por un proceso continuado de incremento del nmero de esquemas existentes y por el perfeccionamiento de los mismos [Norman y Rumelhart, 1975]. Estos autores sugieren tres tipos de aprendizaje cualitativamente diferenciados: acrecin (codificacin de nueva informacin en trminos de esquemas ya existentes), reestructuracin (creacin de un nuevo esquema) y afinado (proceso lento de modificacin y refinamiento de un esquema como resultado de su aplicacin en contextos ligeramente diferentes). Como un ejemplo de lo anterior, un alumno podra activar un esquema cotidiano de cambio para entender el movimiento de un objeto [Campanario y Otero, 2000b]. Este esquema contiene seguramente variables que se refieren al estado inicial y estado final, al tiempo que tarda en producirse el cambio y al agente que lo produce. La activacin de este esquema puede ayudar a explicar la idea errnea comn segn la cual, para que un objeto contine su movimiento, es preciso que exista una fuerza en la misma direccin y sentido en que tiene lugar el movimiento (el agente que provoca el cambio). En un proceso de refinado posterior el alumno aprendera que el esquema comn de cambio no es til, en general, para entender procesos como el que se ha citado, por lo que sera preciso modificarlo de acuerdo con los requerimientos de las teoras fsicas pertinentes. As, la teora del esquema ayuda a entender no slo los procesos de aprendizaje, sino la interferencia de las ideas previas en dicho proceso, algo que no se tiene demasiado en cuenta, por ejemplo, en la teora de Ausubel. Por otra parte, la teora del esquema puede servir de gua para la elaboracin de secuencias de enseanza-aprendizaje en el rea de ciencias [Larkin, 1985]. INFERENCIAS EVIDENTES Inferencias lgicas 100% correctas Juan tiene 7 caramelos Juan regala 3 caramelos [Juan se queda con 4 caramelos] Definicin de la escala de pH pH=-log[H+] 1