Historia de la informática educativa. Los modelos heurísticos de Thomas A. Dewy y Simon Papert

Este post forma parte de una serie que trata de describir una crónica sobre la historia de la informática educativa, narrada a través de mis propias vivencias; de momento he escrito los siguientes post:

 

• Historia de la informática educativa; bueno, primero mi historia.
• El comienzo. La maquina de enseñar de Skinner.
• La programación Ramificada de Crowder.
• Los modelos heurísticos de Thomas A. Dewy y Simon Papert. (este post)
• EAO, CBT, CBL, CAI, CAL, ICAI, ITS muchas siglas y pocos procedimientos. 
• El multimedia educativo. Una revolución en la historia de la informática educativa.

 

 

 Los primeros programas de ordenador para la educación que realicé, se basaron en los modelos de Skinner y Crowder; los programas ramificados de Crowder eran un poco más difíciles de realizar; sin embargo, ambos compartían una característica muy importante: El modelo algorítmico.

Los dos se basan en un proceso algorítmico; es decir, el alumno debe pasar por una secuencia de etapas; en función de lo que haga en cada etapa, el sistema le dirige a una u otra etapa. Una etapa puede ser ver un texto, contestar a una pregunta, establecer relaciones, etc.

En una ocasión tuve que realizar un programa para enseñar a resolver sistemas de ecuaciones con dos incógnitas, me encontré con problemas que no podía solucionar con algoritmos; por ejemplo, el sistema de ecuaciones:

 2x+y+1=8

3x+2y-2=10

Puede resolverse de varias formas; comenzando por despejar el término y de la segunda ecuación para posteriormente igualar. Otra opción es despejar los términos x de las dos ecuaciones para posteriormente igualar; una vez realizada la igualación se puede primero despejar y después reducir, de nuevo igualar,…

En definitiva, que los procesos igualar, despejar, sustituir, simplificar y operar se pueden utilizar de múltiples formas; por tanto, si propongo una secuencia como correcta, el alumno puede seguir otra y obtener la resolución de la ecuación. Es evidente que ni el método de Crowder ni de Skinner me permite realizar un programa tan flexible como para que el alumno pueda combinar cualquier proceso.

 La solución a este problema lo encontré con la aplicación de un modelo heurístico en lugar del modelo algorítmico.

Hay varios modelos heurísticos, el que yo apliqué es el basado en procesos; la idea es plantear el programa educativo como un conjunto de procesos; cada proceso tiene una entrada (hace cosas con los datos de la entrada) y una salida (la transformación de la información de la entrada). Lo siguiente que hay que hacer es un sistema que permita conectar los procesos (a partir de los datos de salida).

Así pues, en lugar de un algoritmo lo que hice fue desarrollar los procesos de sustituir, despejar, igualar, simplificar y operar. Los procesos los activaba el alumno; por ejemplo, si decidía despejar la y de la primera ecuación escribiendo: y=8-1-2x el sistema detectaba que estaba utilizando el proceso de despejar. En paralelo el sistema activaba el proceso y comparaba el resultado con la solución aportada por el alumno; si coincidía significaba que el alumno sabía despejar (para esa ecuación) y si no coincidía determinaba que no sabía despejar para esa ecuación. Mientras el alumno realizase de forma correcta las operaciones el sistema le dejaba seguir, en el momento que fallaba, el sistema indicaba al alumno el proceso que no había aplicado bien (por ejemplo, usted  no ha sido capaz de resolver la ecuación puesto que se ha equivocado en el paso sustituir) y le suministraba ejemplos e información para enseñarle a realizar de forma correcta el proceso.

Dos fueron los autores que con sus artículos me ayudaron a comprender y aplicar el modelo heurístico a mis programas educativos, fueron: Thomas A. Dewy y Simon Papert.

 Dewy

Realizó el proyecto SoloWorks en una escuela de secundaria en Pittsburg. Principalmente este proyecto consistió en desarrollar una serie de laboratorios (de ordenador, dinámico, de síntesis y de modelización-simulación), cada uno de los laboratorios tenía la misión de desarrollar determinadas destrezas matemáticas.

Concretamente el laboratorio de dinámica se basaba en un conjunto de procesos matemáticos que rigen el comportamiento de determinados dispositivos (por ejemplo un simulador de vuelo); el profesor ayudaba al alumno a adquirir las habilidades básicas en el manejo de cada proceso y posteriormente (en función de la combinación de los procesos) el alumno puede adquirir capacidades mayores; por ejemplo «aterrizar el avión.

Evidentemente, el trabajo de Dewy abrió las puertas a los modernos simuladores de dispositivos, maquinarias e incluso laboratorios virtuales.

Otra gran aportación de Dewy fue el rol que asignó al profesorado, éste era «facilitador de conocimiento» (concepto que utilizo habitualmente para mi actividad actual).

El problema de este modelo era el coste de desarrollar los programas educativos y que el profesorado tenía que ser experto en la materia a enseñar.

Papert.

Para entender la obra de Papert; primeramente se debe hablar de los micromundos. Un micromundo es un conjunto de procesos y actividades; dichas actividades están definidas por una serie de variables. El usuario interacciona con los procesos y actividades cambiando las variables y esas variables, a su vez, interaccionan con el micromundo cambiándolo. Un ejemplo podría ser aumentar o disminuir la temperatura para ver como cambia un determinado lugar (por ejemplo la famosa foto de Greenpeace sobre los efectos del cambio climático en la Manga del Mar Menor)

El micromundo es un entorno donde se puede experimentar, descubrir, practicar, desarrollar estrategias y resolver problemas.

Papert fue el mejor exponente de la aplicación de micromundos en la formación. Desde el MIT desarrolló un lenguaje de programación llamado LOGO. El LOGO se construyó para solventar las dificultades del aprendizaje de las matemáticas. Lo más característico del logo era la «tortuga», dicha tortuga consistía en un cursor que se desplazaba marcando una traza. La tortuga podría desplazarse y girar (procesos «dibujar» y «rotar»), con esos dos procesos se facilitaba enormemente el aprendizaje de la trigonometría.

Los micromundos son el origen de los juegos de simulación y los entornos de realidad virtual.

El rol asignado al profesor era el de promover aprendizaje por descubrimiento y experimentación.

Nota añadida en agosto de 2020. En el año 2018 conocí a la hija de Seymour Papert (Artemis), que en cierta medida continua con el trabajo de su padre. A los pocos días de conocerla escribí este post que trata sobre una anécdota de Seymor

Por resumir, estos dos autores me abrieron la visión de:

Cambio de rol del profesorado. Facilitador de conocimiento y promotor de actividades de experimentación y descubrimiento.

El planteamiento de la programación heurística frente a la algorítmica. Concretamente en el estudio de los procesos en lugar de los contenidos.

Los modelos heurísticos han tenido un gran éxito y repercusión en sistemas de aprendizaje de alto rendimiento (pilotos, astronautas, conductores, …), en juegos y en sistemas de realidad virtual.

Los modelos heurísticos no han tenido mucho éxito en los sistemas de formación académicos, entre otras cosas por:

• Su alto coste.
• La infraestructura tecnológica necesaria (siempre de vanguardia).
• Por el modelo educativo basado en paradigmas docentes, donde los roles del profesorado no son precisamente los de facilitador de conocimiento y promotor de aprendizaje por descubrimiento y experimentación.
• Y posiblemente, repito lo de posiblemente, porque para aplicar un modelo heurístico el profesorado debe ser experto en los procesos, en la utilización y repercusión de los mismos en situaciones reales. Por ejemplo, yo no sería capaz de realizar un modelo heurístico de una asignatura en la que no soy experto; sin embargo, aplicando un modelo algorítmico (basado en paradigmas docentes) podría «enseñar» cualquier materia.

Referencias

Dewy.

• The «comunity of learning» model for using Computers in education. Project Solo.  1976. (artículo original)
• Heuristic Strategies for Using Computers to Enrich Education. 1974. (artículo traducido al castellano)

Papert.

• Página de Simon Papert. Artículos, trabajos, …
• Fundación logo.

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Categorías:Historia Informática Educativa