Las capacidades cognitivas son aquellas que se refieren a lo relacionado con el procesamiento de la información, esto es la atención, percepción, memoria, resolución de problemas, comprensión, establecimientos de analogías entre otras. El estudio de la adquisición de las habilidades cognitivas presenta una gran complejidad, debido a la diversidad de perspectivas y acercamientos realizados al tema.

Las revisiones recientes de Voss, Wiley y Carretero (1995), VanLehn (1996, 1999), Rosenbaum, Carlson y Gilmore (2000), son una muestra de esta diversidad de acercamientos teóricos y metodológicos.

De acuerdo con estas revisiones hemos elaborado una tabla, en el que se presentan los tipos de habilidades, las fases de adquisición y los aspectos instruccionales ligados a su aprendizaje.

La adquisición de las habilidades cognitivas tiene sus raíces en el estudio de la solución de problemas, por lo general problemas libres de contenido, como puzzles y similares, en los que el individuo tenía que explicar sus razonamientos en voz alta mientras resolvía el problema.

Las transcripciones de estos protocolos verbales ofrecían los fundamentos empíricos para el desarrollo de modelos computacionales de la solución general de problemas. Newell y Simon (1972) fueron los dos de los autores más representativos de esta orientación.

Posteriormente se desarrollaron dos temas relacionados con la adquisición de habilidades cognitivas: la toma de decisiones y el razonamiento.

En lo referido a la toma de decisiones los investigadores estudiaron la forma en que las personas hagan una elección bajo circunstancias de incertidumbre, y en cuanto al razonamiento estudiaron cómo se llegaba a una conclusión a partir de una combinación de inferencias mentales.

En cierto sentido, la toma de decisiones y el razonamiento son también formas de resolver problemas, aunque en estos casos se atendía más a los estados mentales intermedios que a las acciones físicas que se analizaban en los estudios iniciales sobre solución de problemas.

En la década de los 70, los investigadores comenzaban a estar interesados en la forma en que se resuelven problemas que requieren mucho más conocimiento que los problemas de puzzles simples. Como son los problemas de ajedrez, física, matemáticas, programación de ordenadores, diagnóstico médico, etc. La solución de este tipo de problemas, mucho más cercanos a los problemas reales, requiere la adquisición de un conocimiento previo en un dominio, durante un largo periodo de tiempo previo.

El estudio de problemas de un dominio rico en conocimiento se hace comparando la solución de personas nóveles y expertas en ese dominio. Esta línea de trabajo sirve de puente para unir la investigación sobre adquisición de habilidades cognitivas generales con la línea de trabajo sobre las características de la conducta y la competencia experta, aunque una y otra mantengan sus aspectos diferenciales, al incidir más la primera en la adquisición de las habilidades cognitivas en las fases iniciales e intermedias de desarrollo.

A partir de los años 80, adquiere importancia la investigación sobre la adquisición de expertise, acerca de las diferencias entre expertos y nóveles en la representación del conocimiento y en el papel de la práctica en el desarrollo del expertise.

Los fenómenos que estaban asociados con la adquisición de las habilidades motoras, tales como la ley exponencial de la práctica (según la cual el tiempo necesario para realizar una tarea disminuye en proporción al número de ensayos elevados a una potencia) y el modelo de elementos idénticos de la transferencia, se consideraron que describan también la adquisición de las habilidades cognitivas. Y en las revisiones actuales sobre el tema, se siguen manteniendo las concomitancias y diferencias entre los procesos de adquisición de las habilidades cognitivas y los de las habilidades motoras (Rosenbaum, Carlson y Gilmore, 2000).

Las revisiones actuales sobre la adquisición de las habilidades cognitivas abordan diferentes aspectos de las mismas, diferenciando entre grandes categorías de habilidades, atendiendo a las fases típicas de desarrollo de las habilidades, y estableciendo los procedimientos instruccionales ligados preferentemente al desarrollo de cada una de las fases de adquisición de las habilidades cognitivas.

Una clasificación amplia de las habilidades cognitivas diferencia entre habilidades cognitivas generales y habilidades cognitivas relacionadas con un dominio de conocimiento (VanLehn, 1996; Voss, Willey y Carretero, 1995).

Las primeras tienen un carácter más general, ya que se supone actúan de forma similar a través de los diferentes dominios de conocimiento; las segundas se desarrollan en estrecha relación con la adquisición de contenidos específicos o han sido estudiadas dentro de un dominio particular.

El estudio de la adquisición de las habilidades cognitivas se realiza según el esquema clásico que distingue tres fases de adquisición, la fase inicial, la fase intermedia y la fase final, establecido por Fitts (1964) para las habilidades motoras, y que se sigue considerando, en la actualidad, describe también el curso de adquisición de las habilidades cognitivas (VanLehn, 1996).

Esta división cronológica se hace fundamentalmente con fines didácticos, ya que las características que marcan las diferencias entre una y otra fase no son tan acusadas como parecen, una vez que en cualquier momento dado los individuos pueden encontrarse en una fase con respecto a algunos componentes y en otra en relación a otros. No obstante, parece útil mantener esta distinción debido a que por lo general cada fase está caracterizada por fenómenos diferentes.

Adquisición de habilidades cognitivas generales

Una parte importante de la investigación sobre las habilidades cognitivas generales se ha centrado en las habilidades de razonamiento científico, sobre todo en la interacción entre las hipótesis y la evidencia y cómo esa evidencia produce el cambio conceptual.

El estudio del pensamiento científico en ámbitos no científicos se ha centrado en analizar en qué materias no científicas se piensa de modo científico y si la reestructuración cognitiva también ocurre como respuesta a hallazgos contrarios a las hipótesis propuestas. También se ha estudiado el papel de la analogía como vehículo que facilita el pensamiento científico. Kuhn (1989) encontar que los niños tenían dificultades considerables para separar la teoría de la evidencia, considerado esto como fundamental en el pensamiento científico: diferenciar la teoría de la evidencia y realizar una correcta evaluación de la teoría en función de la evidencia. Sin embargo, en otros estudios se encontró que los niños eran capaces de mostrar relaciones apropiadas entre hipótesis y pruebas en un contexto apropiado. Los niños eran capaces de dar ideas teóricas a los 4-5 años y realizar representaciones teóricas más extensas de los problemas a los 8 y 9 años (Karmiloff-Smith, 1988). Ante la resolución de un problema desconocido, Klahr y Dunbar (1988) encontraron que los individuos se podan clasificar en dos categorías: los teóricos, que buscaban hipótesis y los experimentalistas que intentaron extraer conclusiones de los principales resultados experimentales. Los teóricos resolvieron el problema en menos tiempo y probaron hipótesis de forma más específica. También encontraron que las hipótesis confirmadas fueron retenidas en un 75% (posiblemente no se dio una retención mayor debido a que la confirmación es siempre ambigua), y las hipótesis no confirmadas fueron cambiadas en el 45% de los casos (puede que no se diera un cambio mayor debido a perjuicios o a la imposibilidad de pensar otras hipótesis).

En cuanto al papel de la experiencia en la reestructuración de los conceptos de los niños, Vosniadou y Brewer (1992) afirman que los conceptos están basados en preconcepciones experienciales y que los cambios en sus presuposiciones se deben a la influencia de la cultura.

Brewer y Samarapungavan (1991) afirmaron que los niños usan procesos de pensamiento similares a los de los científicos en la construcción de sus modelos, pudiendo atribuir las diferencias en el resultado a la mayor cantidad de conocimiento institucionalizado de los científicos. Chinn y Brewer (1993) analizaron las respuestas de sujetos al verse expuestos a datos anómalos, contradictorios con la teoría, y la posibilidad de que se produjera un cambio en la teoría, encontrando que la posibilidad de cambio estaba influida por factores como el tipo de datos anómalos y las características de una teoría alternativa, mientras que la resistencia al cambio era resultado de factores como creencias arraigadas, consideraciones epistemológicas y el conocimiento base.

Por lo tanto, la probabilidad de reestructuración conceptual en función de evidencias específicas varía aparentemente en función de un número de factores incluyendo lo arraigadas que están las creencias y la posibilidad de hipótesis alternativas.

En cuanto al estudio del aprendizaje de las habilidades de pensamiento científico, existen una serie de estrategias empleadas en mayor medida por los buenos estudiantes frente a los peores, como son la planificación y control de variables, generación de un mayor número de hipótesis correctas y un mejor manejo de los datos (Schaube y colaboradores 1991). Kuhn y colaboradores (1992) encontraron que exista la transferencia en el razonamiento causal entre dos dominios, debido al uso de estrategias apropiadas y al incremento de la conciencia metacognitiva.

Por otro lado, Linn y Songer (1993) encontraron que el integrar conceptos científicos con pensamiento cotidiano mejor el aprendizaje. De modo similar, Shayer y Adey (1993) encontraron que proporcionando experiencia con el uso de variables, conflicto cognitivo, metacognición y conocimiento de estrategias se produjo una facilitación del aprendizaje. Rosebery y colaboradores (1992) aplicaron procedimientos colaborativos obteniendo también resultados satisfactorios.

El estudio de las habilidades cognitivas generales también se ha centrado en el estudio del razonamiento informal, que se refiere generalmente al razonamiento probabilístico en situaciones cotidianas. La investigación en esta área se ha centrado en el análisis de habilidades presentes en el uso de la argumentación.

Los estudios sobre el razonamiento informal (Kuhn, 1991; Mens y Voss, 1994; Baron y colaboradores, 1993) en los que los individuos, ante una cuestión, tienen que dar una respuesta, justificarla, y crear contra argumentos, o evaluar argumentos, muestran una serie de resultados que exponemos brevemente a continuación:
a. Los individuos presentan escasas habilidades de argumentación.
b. Las habilidades de razonamiento informal están relacionadas con el nivel de habilidad intelectual y el nivel educativo.
c. Las habilidades de razonamiento informal pueden mejorar con la edad, aunque los resultados pueden ser atribuidos a diferencias en el conocimiento.
d. Los individuos son capaces de mostrar evidencias correctas, pero también muestran en ocasiones pseudo evidencias.
e. Aparentemente, los estudiantes no desarrollan la habilidad de razonamiento informal en la escuela, pero se han sugerido vas para proporcionar esa instrucción y práctica en la escuela.

La realización de un razonamiento correcto incluye el análisis de las dos caras del argumento, sin embargo, normalmente los individuos suelen justificar más su posición que la contraria, y esto puede deberse, según Perkins (1983) a que de lo contrario sera necesaria una mayor investigación y evaluación.

En el estudio de la resolución de conflictos, Stein y Millar (1993 a, b) concluyen que los niños de segundo grado son capaces de fundamentar sus argumentos y pueden proporcionar contra argumentos. Slomkowski y Pillen (1992) han mostrado que niños de cuatro años dan diferentes justificaciones en función del contexto: si se les preguntaba por transgresiones relacionadas con amigos, daban justificaciones personales; pero si se les preguntaba por transgresiones relacionadas con no amigos usaban justificaciones convencionales o sociales.

Stein y colaboradores (1994) estudiaron la habilidad de argumentación de adolescentes en una situación de negociación, encontrando que el conocimiento inicial tena poco que ver con el resultado, siendo claves los factores sociales presentes durante la negociación.

Estudiando la relación entre argumentación y lenguaje, encontramos datos que indican que en general, los niños mayores son mejores en la escritura de textos argumentativos que los más jvenes (Coirier y Golder, 1993): alrededor de los 14 años ya proporcionan argumentos elaborados y contra argumentos. Además, la implicación personal con el tema está relacionada con una mejor creación del argumento, y más aún, el tener que defender una posición en la que se cree, no siendo esta la más aceptada socialmente, hace que los argumentos están más elaborados (Zammuner, 1987).

En cuanto al análisis de las habilidades verbales, el aprendizaje de textos ha sido un tema central de estudio. Kintchs (1986) distingue entre el recuerdo de textos (recuerdo del contenido del texto) y el aprendizaje de textos (uso de los contenidos del texto para generar inferencias y solucionar problemas). Además señal que los textos más coherentes producen un mejor recuerdo que los menos coherentes, produciendo estos últimos un aprendizaje mejor debido a que los individuos necesitan generar inferencias para comprender el texto, de este modo realizan una integración de los conocimientos previos y la información del texto.

Por otro lado, Soller (1990) concluye que la estructura del texto es de mayor importancia para la comprensión del mismo cuando la materia no es familiar para el estudiante.

La investigación en el aprendizaje de textos ha indicado que el hecho de tener que generar explicaciones a cuestiones sobre un texto facilita el aprendizaje (Pressley y colaboradores 1992). Mckeown y colaboradores (1993) encontraron que el procedimiento que ellos llaman preguntando al autor, que implica que los estudiantes hagan preguntas al texto, facilita el aprendizaje.

En el ámbito de la escritura Bereiter y Scardamalia (1987) sugieren que los escritores avanzados ven la escritura como una transformación del conocimiento, frente a la visión de los menos avanzados que la ven como un ejercicio de decir conocimientos. Los escritores con experiencia son mejores reconociendo posibles obstáculos para el lector y colocándose en el punto de vista del lector (Schriver, 1990). Los métodos para mejorar las habilidades de los escritores menos avanzados tienen que incluir el proporcionar a los estudiantes una comprensión clara de la tarea, y aún así, este procedimiento solo puede ser efectivo cuando los estudiantes más jóvenes ya han adquirido otras habilidades. En este sentido, Wright y Rosenberg (1993) encontraron que los estudiantes de cuarto grado no podan reconocer o producir textos coherentes, mientras que los de octavo grado eran capaces de hacerlo.

No debemos olvidar la posibilidad del uso del ordenador en la producción de textos y algunas consecuencias relacionadas, como que el uso de un procesador de textos puede aumentar la productividad, pero empleando este medio, se tiende a cometer más errores gramaticales, a realizar menos planificación antes y durante la escritura, y a inhibir el sentido espacial de la organización textual (Hass y Hayes, 1986).

Adquisición de habilidades cognitivas relacionadas con un dominio de contenido

Dedicaremos este apartado a realizar una breve aproximación al estudio de la adquisición de las habilidades relacionadas con un dominio de contenido, ya que más adelante ampliaremos este aspecto con el estudio de las habilidades presentes en la competencia experta.
Los dominios de conocimiento más estudiados respecto a las habilidades relacionadas con ellos, son las Matemáticas, la física y la Historia, atendiendo a cómo el conocimiento conceptual influye en el aprendizaje y el razonamiento.
La investigación en el campo del aprendizaje de las matemáticas ha estado relacionada con los conocimientos previos del estudiante, la interacción del lenguaje y las expresiones matemáticas simbólicas, las habilidades metacognitivas, y los procesos de interacción social.

Un aspecto interesante para la investigación ha sido el conocimiento previo de los estudiantes y su impacto en el aprendizaje de las matemáticas, señalando que la instrucción formal puede ser más beneficiosa si se construye sobre ese conocimiento intuitivo (Resnik, 1989; Resnick y Singer, 1993), ya que, por ejemplo, se han encontrado hallazgos referentes a que las ideas de los niños sobre la suma y la resta surgen de la combinación y separación de objetos en el mundo real (Levine y colaboradores, 1992).

The Cognition Technology Group at Vanderbilt (CTGV, 1990) proponen un programa para la instrucción de las matemáticas en el que se presenta a los estudiantes un video con una historia y personajes ficticios, después del cual se plantea un problema real y relativamente complejo basado en el video, al que tendrán que enfrentarse los estudiantes trabajando en pequeños grupos para planificar y tratar de solucionar. Con este programa consiguieron mejores resultados de aprendizaje en cálculos específicos as como en la forma de enfocar los problemas, que con la instrucción tradicional.

Schoenfeld, (1987, 1988), plantean que las matemáticas deben de ser una herramienta para reconocer y solucionar problemas además de ayudar a encontrar la solución lo más rápidamente posible. Pero la instrucción tradicional no cubre ese objetivo, y para conseguirlo es fundamental considerar los procesos de pensamiento del estudiante, el uso de procesos de autorregulación y el trabajo en pequeños grupos.

Lamper (1990) también está de acuerdo con este aspecto y sugiere que mediante este trabajo en grupo los estudiantes se comprometen con los argumentos matemáticos, desarrollando y defendiendo estrategias planteando hipótesis y defendiendo sus posiciones.

En relación al campo de la física, en los años 80 se realizaron trabajos relacionados con el conocimiento ingenuo; en la actualidad se ha seguido trabajando en ese sentido. La investigación sigue indicando que aunque el estudio de la física mejora la realización en los problemas de física, las concepciones ingenuas se mantienen en los problemas complejos (Pozo Carretero, 1992), y en los problemas familiares para el estudiante (Kaiser y colaboradores, 1986). Sin embargo, con las experiencias adecuadas, es posible el cambio conceptual que reduce esas concepciones ingenuas.

Chi y colaboradores (1989) encontraron que los mejores estudiantes, en la solución de problemas de física se daban autoexplicaciones en cada paso; perfeccionaban, elaboraban y evaluaban las condiciones necesarias en el proceso de solución del problema; consideraban las secuencias de acciones; explicaban el significado de expresiones cuantitativas; regulaban su comprensión y hacían uso de ejemplos mentales. Los mejores estudiantes no sólo poseen una mayor comprensión de los conceptos físicos, sino que también tienen más conocimiento útil que sustenta la comprensión del significado y la aplicación de los conceptos.

Por otra parte, la investigación sobre el aprendizaje de la historia se ha centrado en la adquisición de conceptos, el razonamiento causal y el aprendizaje a partir de textos.
Berti (1994), analizando la adquisición de conocimientos histórico-políticos, encontró que la habilidad para adquirir algunos conceptos estaba en función de la edad. Bornies (1994) encontró que los valores morales y las emociones influían en el razonamiento de los estudiantes, y Seixas (1993) afirma que los estudiantes dan significado a los eventos históricos en función de lo que han aprendido de sus familias.

En el análisis de hechos históricos existe una causación múltiple, además las causas en historia pueden referirse a un individuo, a un grupo, a una institución o a un conjunto de condiciones particulares. Sin embargo, desde la perspectiva del aprendizaje de la historia, la investigación no se ha centrado en los temas de causación y explicación per se, sino en cómo perciben los individuos la causación histórica.

Los estudiantes perciben como más importante la influencia de acciones individuales que de estructuras sociales e institucionales, al contrario de los historiadores que suelen destacar normalmente éstas últimas. Halldén (1986) afirma que el principal problema en el aprendizaje de la historia es el fracaso de los estudiantes en la comprensión de la naturaleza de la historia.

Wineburg (1991 a, b) encontró que los historiadores, al analizar textos y representaciones pictóricas, planteaban índices diferentes a los planteados por los estudiantes. Los historiadores usaron frecuentemente tres heurísticos: la corroboración, comparando la consistencia de las fuentes; la búsqueda del origen de la fuente antes de examinarla; y la contextualización, determinando cuándo y dónde tuvo lugar el evento. También encontró que los historiadores construían un subtexto, que daba significado histórico al documento, considerando cuándo y por qué podría haberse escrito, quién lo escribió y sus posibles motivos.

En la instrucción de la historia, Holt (1990) sugiere que se debe promover la investigación haciendo que los estudiantes realicen informes históricos usando métodos historiográficos y Hahn (1994) recomienda el uso del conflicto histórico para facilitar la comprobación de hipótesis y el desarrollo de habilidades implicadas en la evaluación de evidencias.

Fases en la adquisición de habilidades cognitivas

Según Phye (1997), la habilidad mental puede ser vista como un conjunto de habilidades y, el grado de dominio del individuo de esas habilidades, determinará su rendimiento en las tareas académicas, por lo tanto, un mejor entendimiento de la progresión de los estudiantes hacia el dominio de sus habilidades de pensamiento puede contribuir a la mejora de la instrucción de habilidades.

Fitts (1964) describe tres fases en la adquisición de habilidades motoras que son también aptas para describir el proceso de la adquisición de habilidades cognitivas:
a) La fase inicial, en la que aún no se es capaz de aplicar el conocimiento.
b) La fase intermedia, en la que se distinguen dos sobrases, la subfase de aplicación de un solo principio, y la subfase de aplicación de muchos principios.
c) La fase final, en la que los individuos pueden ejecutar las acciones sin errores.

a) Durante la fase inicial de adquisición de habilidades cognitivas, el individuo intenta entender el conocimiento del dominio sin intentar aún aplicarlo. En esta fase adquieren un papel relevante las explicaciones, la discusión, y otras actividades de adquisición de información.

b) La fase intermedia comienza cuando el individuo posee algún conocimiento para la aplicación de los conceptos y principios adquiridos a la solución de problemas, pero no todo el conocimiento necesario. En esta fase intermedia pueden distinguirse dos subfases: la de aplicación de un único principio y la de aplicación de muchos principios.

b.1) En la subfase de aprendizaje y aplicación de un único principio adquiere gran importancia el aprendizaje a partir de ejemplos. Un ejemplo es un problema resuelto que se le da al estudiante, junto con la derivación de la solución. Dada la importancia de los ejemplos, la mayor parte de la investigación sobre la fase intermedia ha empleado material instruccional en el que los ejemplos son numerosos. A veces la instrucción consiste sólo en ejemplos y los estudiantes deben de inferir los principios generales por si mismos.
Otra forma de facilitar la adquisición y aplicación de un único principio es a través de la solución analógica de problemas, que conlleva hallar una análoga o correspondencia entre un ejemplo y un problema nuevo. La aplicación de un principio consiste (VanLehn, 1996, 1999) en: recuperarlo, colocar sus partes en correspondencia con el problema y sacar inferencias acerca del problema y su solución sobre la base de correspondencia del problema con el principio o ejemplo. Después de aplicar el principio o ejemplo, los individuos pueden generalizarlo.

La recuperacin puede ser de dos clases, espontánea o deliberada. La recuperación deliberada ocurre cuando se da a los individuos una indicación para ello. La recuperación espontánea o el recuerdo ocurre cuando no se dan estas indicaciones. La recuperación deliberada es mucho más fructífera que el recuerdo.

El establecimiento de la correspondencia entre el principio o ejemplo y el problema se realiza fraccionando el principio y haciendo corresponder sus partes con las partes correspondientes del problema.
La aplicación del principio conlleva un paso más que supone la comprensión del problema y la generalización del principio a otros problemas similares, pero no idénticos. La generalización dista por tanto de ser un proceso automático como se supuso en las primeras teorías sobre la adquisicisión de las habilidades cognitivas, como la de

Anderson (1983), como el propio autor (Anderson y Schunn, 2000) reconoce actualmente. Una forma de facilitar la generalización es la comparación de dos ejemplos, tratando de encontrar su estructura común.

b.2) La subfase de aprendizaje y aplicación de varios principios se produce cuando el aprendizaje de una habilidad cognitiva compleja requiere también el aprendizaje de heurísticos que ayudarán a seleccionar la combinación correcta de principios para resolver un problema. Muchos de los mecanismos que intervienen en el aprendizaje de un solo principio intervienen también en el aprendizaje de múltiples principios. Sin embargo, conforme aumenta la cantidad y complejidad del material que ha de ser aprendido, aparecen nuevos mecanismos. As, la transferencia es diferente y mucho menos probable en el aprendizaje y aplicación de varios principios a la vez. En este caso, la transferencia es muy distinta de la generalización de un solo principio (VanLehen, 1996). La transferencia se facilita en este caso cuando se ofrecen dos o más ejemplos de problemas resueltos, cada uno de los cuales destaca la aplicación de un principio, de forma analógica.
Un recurso que facilita el aprendizaje y aplicación de varios principios son las autoexplicaciones (Chi, Bassok, Lewis, Reitman y Glaser, 1989; Chi, de Leeuw, Chiu y LaVancher, 1994), que es la actividad de explicarse a uno mismo en un intento de dar sentido a la información nueva, bien presentada en un texto o en algún otro medio. Esto requiere hacer inferencias acerca del ejemplo que van más allá de la información presentada en el ejemplo. Chi y colaboradores (1989) encontraron que los estudiantes que realizaron autoexplicaciones de los ejemplos aprendieron mucho más que los estudiantes que sólo leyeron los ejemplos. Chi y VanLehn (1991) analizaron el contenido de las autoexplicaciones de los estudiantes, y encontraron que las autoexplicaciones se derivaron de dos formas. Una fue por deducción del conocimiento adquirido inicialmente cuando leyeron, antes de resolver los problemas, cuatro capítulos de un libro sobre los principios implicados en la solución de esos problemas, en este caso, la deducción se haca aplicando simplemente un principio general. Otra forma fue generalizando y extendiendo el ejemplo. Este tipo de inferencias ayudaron a llenar las lagunas en el conocimiento de los estudiantes. A este respecto Chi (2000) considera, a partir del estudio exhaustivo de los protocolos verbales de los participantes en su estudio, que la autoexplicación constituye una actividad constructiva que facilita la reorganización del conocimiento y la revisión de la propia representación mental o estructura de conocimiento.
El efecto de la autoexplicación se ha observado en dominios muy diversos que incluyen desde la solución de problemas en ciencias hasta la autoexplicación de textos expositivos. Incluso se ha observado efectos beneficiosos del entrenamiento de estudiantes en procedimientos de autoexplicación, aunque la autoexplicación parece afectar sólo la fase de adquisición inicial del conocimiento, y no tanto la fase siguiente de práctica (Bielaczyc, Pirolli y Brown, 1994; Chi y colaboradores, 1994).
Sobre la base de los protocolos verbales de los participantes en tareas de solución de problemas, VanLehn (1996) sugiere que los peores estudiantes resuelven los problemas por análoga, mientras que los buenos solucionadores de problemas prefieren resolver el problema por si mismos. VanLehn (1999) construye un modelo de ordenador, denominado Cascada, para simular la adquisición de las habilidades cognitivas complejas, que incluye el uso de ejemplos y el aprendizaje de principios, esto es, tanto el razonamiento basado en reglas como el razonamiento por análoga basado en casos. Los principios se representan como reglas y el modelo es capaz de aprender nuevas reglas. La aplicación de este modelo se hizo sobre los protocolos
verbales de 9 estudiantes de física, obtenidos cuando estos estaban resolviendo problemas y estudiando ejemplos. Los resultados mostraron, de forma sorprendente para el autor, que las formas de razonamiento empleadas fueron muy superficiales e hicieron uso predominante de la análoga. A partir de estos datos el autor llama la atención sobre la insuficiencia del aprendizaje por descubrimiento para la adquisición y aplicación de principios, ya que los principios adquiridos durante el aprendizaje de ejemplos son difíciles de recuperar y aplicar y más bien parecen requerir atención deliberada, indicada por el profesor, antes de llegar a ser suficientemente generales.
c) La fase final de adquisición de habilidades cognitivas comienza cuando los individuos pueden ejecutar acciones sin errores. Aunque el aprendizaje no finaliza en este punto: La práctica continuada incrementa la rapidez y la precisión de la ejecución.
Shuell (1990), también describe el proceso de aprendizaje dividido en fases, durante las cuales, la estructura de conocimientos de los estudiantes evoluciona y cambia cuantitativa y cualitativamente. Shuell definió las fases de aprendizaje basándose en las similitudes subyacentes tanto de procesos como de estructuras en ciertos dominios y en diferentes dominios:

1. En la fase inicial, se adquieren pequeñas piezas de información aisladas, concretas y relacionadas con el contexto. Los esquemas preexistentes se emplean para dar sentido al nuevo conocimiento, que puede ser añadido al conocimiento anterior.

2. En la fase intermedia los estudiantes perciben las interrelaciones entre las unidades de información y se forman redes de conocimiento de mayor orden as como nuevos esquemas, lo que va a permitir un entendimiento más profundo y una aplicación flexible del conocimiento en nuevas situaciones.

La retroalimentación que se recibe en el resultado es empleado para perfeccionar la estructura cognitiva, haciendo el conocimiento más generalizado, abstracto y descontextualizado.

3. En la fase terminal, las estructuras de conocimiento integrado construidas incrementan su funcionamiento autónomo, consiguiendo una aplicación del conocimiento más autónoma e inconsciente, que requiere, por lo tanto, menos esfuerzo. El conocimiento recuperado está listo para usar en una situación específica.

Mediante el aprendizaje se añaden nuevos hechos a los esquemas existentes o se incrementan las interrelaciones en el esquema. Mientras que el conocimiento evoluciona hacia esquemas más organizados, se produce la compilación del conocimiento declarativo adquirido, codificado en forma proposicional, en conocimiento procedimental, codificado como reglas de producción (Anderson, 1993). Esta compilación puede comenzar hacia el final de la primera fase de aprendizaje y continuar durante la segunda fase.

Comenzando en la segunda fase y continuando en la tercera, se construye y codifica el conocimiento condicional en relación a las condiciones en las cuales es aplicado. En esta tercera fase, el conocimiento condicional permite la automatización de la aplicación de conocimientos. Esta automatización de habilidades impulsa la capacidad de procesamiento a un mayor nivel (Glaser y Bassok, 1989; Anderson, 1993)

Hatano y Inagaki (1992) también elaboran una descripción del desarrollo del conocimiento procedimental: inicialmente se adquiere el conocimiento ligado al contexto, no teniendo aplicación general en distintas situaciones; después se formulan modelos mentales flexibles (representaciones) como resultado de la instrucción explícita (o formadas de forma espontánea), lo que abre un camino a la transferencia.

Las representaciones flexibles se forman a través de la implicación activa en los procesos de aprendizaje y analizando el mismo material distintas veces, en distintos contextos y en distintos propósitos (Spiro y colaboradores, 1991). Tal flexibilidad se refleja en la habilidad de relacionar los mismos conceptos de diferente modo cuando los conceptos están situados en dos contextos conceptuales diferentes, y en la formación de diferentes representaciones de las situaciones dependiendo de la tarea, la cual es lo más importante para el transfer (Naveh-Benjamin y colaboradores, 1998).

Este proceso de formación de representaciones flexibles se corresponde con la descripción de Shuell (1990) de la segunda fase de aprendizaje.
Korthagen y Lagerwerf (1995) describieron su concepción de tres niveles en el aprendizaje:

1. Nivel de la imagen: formación de una imagen inicial holística de un concepto o un fenómeno a través de la experiencia (especialmente a través de experiencias concretas), este nivel está enraizado en la realidad que se experimenta, y la imagen constituye un conocimiento situado, y está limitado por el lenguaje y significados personales.

2. Nivel del esquema: aparece la esquematización de imágenes como resultado de la búsqueda de regularidades en las experiencias. La atención se centra en detalles, revelando nuevos conceptos, expresando ideas en palabras de uno mismo mientras se da sentido al objeto de la esquematización y se construye una terminología basada en el lenguaje de los expertos.

3. Nivel de la teoría: la teoría se construye en relación al esquema, incluyendo una explicación lógica de sus características, usando lenguaje y definiciones precisas.

Los niveles descritos por Korthagen y Lagerwerf (1995) tienen mucho en común con las fases de aprendizaje de Shuell (1990) y con las descritas por Hatano e Inagaki (1992). Korthagen y Lagerwerf enfatizaron la visión de las experiencias como una fuente para la construcción de conocimientos y destacaron la importancia del lenguaje en la transformación de una imagen en una teoría. El nivel de la imagen se parece a la fase inicial de Shuell en el sentido de que ambas están compuestas por piezas de información conceptualmente aisladas y sobre todo concreta. El nivel de esquemas ricos, como la fase intermedia, se caracteriza por la formación de redes de conocimiento interrelacionado e integrado, que constituyen el esquema. Shuell incluye en esta fase la generalización y la descontextualización del conocimiento, mientras que Korthagen y Lagerwerf consideraron que la generalización del conocimiento ocurre en el tercer nivel.

Eilam (2002) analiza el comportamiento cognitivo de los estudiantes durante los procesos de aprendizaje realizado en el contexto natural del aula durante el proceso de adquisición de una habilidad determinada que denomina elegir adecuadamente. Este comportamiento fue analizado en términos de su consonancia con las fases o niveles que hemos descrito anteriormente.

En la habilidad elegir adecuadamente se recogen una serie de operaciones cognitivas, que se refieren a la pequeña unidad específica de conocimiento procedimental que comprende la habilidad: 1) generar una lista de opciones; 2) generar un criterio relevante para realizar la selección; 3) ordenar los criterios de acuerdo al orden de importancia percibido por el individuo; 4) examinar cada una de las opciones propuestas en función del criterio; 5) seleccionar una opción.

Eilam (2002) identificó 10 pasos en el proceso de adquisición y aplicación de la habilidad de elección adecuada de los estudiantes:

Paso 1: Primer encuentro entre estudiante y habilidad. Los estudiantes solo siguieron las instrucciones del libro de texto. Su comprensión estaba situada en el contexto específico, en línea con la fase inicial de aprendizaje.
As, la adquisición de conocimientos a través de ejemplos es más efectiva que el aprendizaje a través de la información libre de contexto, siendo esta demás más difícil de transferir a nuevas situaciones (Salomn y Perkins, 1989).

Paso 2: Una aplicación inicial de la habilidad: elección de un tema de investigación. Los estudiantes usaron la habilidad para elegir un tema específico de investigación, corroborando la aplicación flexible de la fase intermedia en una nueva situación. Sus discursos reflejan sus dificultades en la aplicacin de la habilidad en el nuevo contexto de sus investigaciones, especialmente en la elicitación de los criterios relevantes.

Paso 3: Negociando procedimientos. Los estudiantes exhibieron una consideración holística del procedimiento. Esto podrá sugerir la evolución de un nuevo esquema inicial para el procedimiento de elección adecuada, que comprende el verdadero inicio de la segunda fase propuesta por Shuell (1990). Se esper el uso de este esquema en diversas situaciones para incrementar las interrelaciones entre los componentes y su uso flexible. Los estudiantes continuaron dependiendo del libro de texto para las operaciones y su secuencia, volviendo continuamente a consultar los ejercicios relativos al contexto en busca de referencias.

Paso 4: De un criterio relativo al contexto, a un Criterio. Como cada aplicación de la habilidad fue realizada en un contexto nuevo, los estudiantes usaron análogas y ejemplos, mientras continuaban su exploración activa el significado de criterio en el nuevo contexto, mediante el uso de criterios conocidos. El discurso de los alumnos refleja un proceso de elaboración y reorganización de sus esquemas de criterio como poda esperarse en la fase intermedia de aprendizaje.

Paso 5: Reconocimiento del criterio y distinción entre opciones existentes. Los estudiantes comenzaron a generalizar el concepto de criterio y a demostrar una internalización de ese significado en relación a otros componentes de la habilidad, tipificando la fase intermedia de aprendizaje. Como el criterio distingue entre opciones, las opciones deben explicitarse antes que el criterio para determinar el tipo de criterio útil para ser empleado.

Paso 6: Reaparición de manipulaciones. Se consigue una completa comprensión del criterio, los estudiantes lo usan flexíblemente, manipulándolo para sus propios propósitos, como se describe en la fase intermedia.

Paso 7: Reconociendo la función de la tabla. Durante este paso se elabora el concepto de tabla, reflejando una mejora en las interrelaciones entre los elementos del esquema, además de promover en los estudiantes la habilidad de percibir la habilidad como un procedimiento para el procesamiento de la información.

Los estudiantes eran capaces de canalizar sus esfuerzos mentales para aplicar el procedimiento en el contexto nuevo, el cual reúne nuevas dificultades. Resolviendo esas dificultades en la aplicación, elaboraron y reorganizaron sus esquemas , iniciando la comprensión de qué significa elegir en diversos contextos, facilitando de ese modo la flexibilidad cognitiva y la construcción de conocimiento relevante, lo cual ocurre, según Shuell (1990) y Anderson (1993) en la tercera fase de aprendizaje.

Como el procedimiento se aplica automáticamente y los conceptos implicados eran completamente entendidos, los esfuerzos más elementales se usan para realizar una correcta aplicación de las operaciones en nuevos contextos, siendo estas unas características típicas de la tercera fase de aprendizaje: la fase terminal.

Paso 8: Un contratiempo en la aplicación. La elección refleja una completa integración de los componentes de la habilidad. Sin embargo, su aplicación a un área completamente desconocida, caracterizada por conceptos no familiares y complejos, presenta nuevos obstáculos en el uso de la habilidad, causando un pequeño contratiempo en el rendimiento de los estudiantes, debido a su inversión de esfuerzos mentales en la comprensión de esos nuevos conceptos.

Paso 9: La representación mental de la habilidad. La realización automática de los estudiantes, típica de la fase terminal de aprendizaje, incremento los recursos cognitivos disponibles para la aplicación de la habilidad en un nuevo contexto específico. Los estudiantes han construido el conocimiento declarativo, procedimental y condicional requerido para las aplicaciones.

Paso 10: Manipulación de las operaciones. Una vez conseguida la representación de la habilidad, los estudiantes son capaces de cambiar la secuencia de operaciones, incluso pasar por alto algunas y aún as realizar la habilidad con éxito.

Estos pasos se corresponden con las fases de la literatura citada anteriormente del siguiente modo: la fase inicial comprenderá los pasos 1 y 2; la segunda fase se corresponderá con los pasos 3 a 7; y la tercera fase con los pasos 8 a 10. Sin embargo Eilam (2002) afirma que ese esquema de la fase primera a la tercera no ocurre consecutivamente, sino en tres líneas paralelas de desarrollo: (1) Clarificación de expresiones; (2) Elaboración y generalización del cuerpo de conceptos; (3) integración de esquemas, automatización y manipulación.

La primera línea de desarrollo llega inmediatamente después del encuentro inicial del estudiante con la habilidad. Consiste en la clarificación de cada palabra y expresión a la que se enfrenta el estudiante mientras que adquiere la habilidad y el conocimiento declarativo relativo al contexto.

La línea de la clarificación de expresiones continúa a lo largo de las nuevas aplicaciones realizadas, considerando que en cada aplicación en el nuevo contexto se requerirá la clarificación de nuevas y adicionales expresiones.

La segunda línea de desarrollo comienza un tiempo después de la iniciación de la primera línea de desarrollo, pero mientras que esta está todavía en proceso. En esta segunda línea se añaden nuevas dimensiones a los conceptos cada vez que se introduce un nuevo contexto. Esta línea de desarrollo continúa en paralelo con la primera línea tanto tiempo como sea necesario para interiorizar ese nuevo cuerpo de conceptos.

La tercera línea de desarrollo implica desde un Reconocimiento de interrelaciones entre los hechos aislados, bits de información y componentes, hasta un esquema completo, permitiendo a los estudiantes el uso flexible del conocimiento adquirido. Cuando el conocimiento llega a ser en cierto grado automatizado, son liberados más recursos mentales para la aplicación de la habilidad en nuevos contextos.

Del estudio de Eilam (2002) se desprende que el factor crucial para el avance a través de los pasos en la adquisición de la habilidad no está relacionado con el contenido específico de aplicación, sino con el número de veces que se llevó a cabo la aplicación.

También se encontró que la mayor dificultad fue la transferencia del conocimiento adquirido a nuevas situaciones.

Un conocimiento base rico, organizado y relevante permitió un mejor resultado. Y aunque el entrenamiento mejor la habilidad de los individuos para dirigir las operaciones en las condiciones del contexto, esto no fue suficiente, resaltando la importancia de la instrucción explicita en la promoción de la habilidad de los estudiantes de explorar sistemáticamente nuevos contextos.

Fuente Original: Tesis de Dña. Raquel Gilar Corbi, Alicante, Septiembre de 2003