Profesores: AGREGANDO UNA CUARTA R A LAS TRES R DE LA EDUCACIÓN
David Moursund
"La única persona que tiene educación es aquella que ha aprendido a aprender y a evolucionar.”
(Carl Rogers; Psicólogo Estadounidense, 1902-1987.)
“No hay nada más absurdo que un experimento donde se introducen computadoras en un salón de clases y no se hace ningún otro cambio.”
(Seymur Papert; Matemático Africano/ Estadounidense, Científico en Cómputo y educador, 1928-2016.)
Lectura, Escritura y Aritmética son consideradas la base de la educación y llamadas las 3 R’s (Se les llama 3 Rs por los nombres en inglés Reading - Lectura, wRiting - Escritura y aRithmetic - Arítmética. Se usa esta terminología pues es fácil de recordar.) Las 3Rs son disciplinas de estudio y herramientas útiles en todas las áreas curriculares. A principios de los años setenta, cuando las computadoras comenzaron a estar ampliamente disponibles, Art Luehrmann y otros líderes educativos orientados hacia la computación, recomendaron encarecidamente que todos los estudiantes deberían de convertirse en literatos en computación. Muchos también sugirieron que todos los estudiantes deberían tener un conocimiento básico de programación, así como del uso de algunas herramientas informáticas elementales. Claramente, la informática es una disciplina importante, asimismo, las computadoras son de gran ayuda en el ámbito escolar para representar y resolver problemas. Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) son una disciplina de estudio y una amplia herramienta, al igual que las primeras 3Rs.
Recientemente el término Pensamiento Computacional se ha convertido en una expresión de uso común. Este término puede considerarse como una descripción de nuestros conocimientos actuales sobre la alfabetización informática (Carnegie Mellon, nd):
El pensamiento computacional es una manera de resolver problemas, de diseñar sistemas y de comprender el comportamiento humano, que se basa en conceptos fundamentales de la informática. El pensamiento computacional es pensar en términos abstractos, invariablemente múltiples capas de abstracción a la vez. El pensamiento computacional se refiere a la automatización de estas abstracciones. El autómata podría ser un algoritmo, una máquina de Turing, un dispositivo tangible, un sistema de software o el cerebro humano. [letra en Negrita para enfatizar.]
Wikipedia define:
El Pensamiento Computacional (CT) es el proceso de pensamiento involucrado en la formulación de un problema y en el expresar su(s) solución(es) de tal manera que un computador-humano o mecánico- pueda entender y solucionar eficazmente.
Por favor, vuelva a leer las dos definiciones. Preste mucha atención al énfasis en el trabajo en conjunto de cerebros de computadora y cerebros humanos. Esto constituye un tema unificador en este artículo. El Pensamiento Computacional es algo complicado y me parece que sería difícil convencer a nuestros sistemas educativos que los estudiantes deberían de estar aprendiendo las 3Rs, y también el
Pensamiento Computacional. Hmmm. ¿Qué tal aprender los 3Rs y el Razonamiento Computacional? ¡Ah! ¡Una cuarta R!
Sin embargo, muchas personas han pensado en añadir una 4º R a las 3R´s. Mi búsqueda reciente en Google (11/9/2016) de la expresión 4Rs en la educación, produjo más de 280.000 resultados. Tras investigar estos resultados llegué a la conclusión de que las personas que escribían sobre las 4Rs en la educación tendían a estar interesadas en variaciones de Responsabilidad, Respeto, múltiples Recursos y Capacidad de Respuesta. En algunos casos, uno de estos términos se añadió a las 3Rs convencionales. Estos cambios sugeridos a las 3Rs olvidan que cada una de las 3Rs es tanto una disciplina de estudio como una herramienta cognitiva fundamental.
El resto de este artículo se centran en mi definición de las 4Rs.
Tecnología de la Información y Comunicación (TIC)
La tecnología informática comenzó a ser comercializada a principio de los años cincuenta. Durante los 65 años que siguieron, la relación precio/rendimiento del hardware computacional se ha reducido en un factor de más de mil millones. Por otra parte, el software computacional ha mejorado constantemente. Hoy en día los estudiantes desde Kinder a Preparatoria dan por sentado cosas tales como juguetes y juegos computarizados, teléfonos inteligentes, el Internet y la Web, robots e inteligencia artificial. Nosotros, las personas “mayores" podemos comparar el mundo de la juventud actual con el mundo en el que crecimos. En términos de TIC y otras tecnologías, un breve resumen es: ¡Qué diferencia!
Todos podemos reconocer que no todo el cambio es positivo, ya que hay enormes diferencias mundiales entre los "que tienen" y los "que no tienen" en términos de acceso a las TIC.
Uno de los cambios del que nos hemos percatado, es una creciente competencia mundial por empleos y un cambio importante en la naturaleza de los puestos de trabajo. Muchos trabajos de la clase media han desaparecido. Por otra parte, muchos de los puestos de trabajo de cuello blanco de hoy requieren habilidades en el uso de computadoras como una herramienta para resolver problemas, responder preguntas, y cumplir tareas.
La siguiente sección mira al futuro y se enfoca en la pregunta: "¿Qué desarrollos tecnológicos tendrán el mayor impacto en nuestro futuro?"
La Inteligencia Artificial Actual
Aquí está una respuesta reciente de Kevin Kelly, el editor ejecutivo fundador de la revista Wired, quien también es ex editor/ impresor de “Whole Earth Review”(Kelly, 26/10/2016):
“El mayor impacto en las próximas décadas será causado por la inteligencia artificial [IA]. Este impacto será de igual o superior magnitud a la de los cambios provocados por la revolución industrial. La revolución industrial fue iniciada gracias a la Energía Artificial: energía del vapor, motores, electricidad - que amplificó y aumentó enormemente la energía natural de los músculos, ya que hasta entonces, la única manera de hacer las cosas era emplear músculo animal o humano.
Una vez que supimos aprovechar la Energía Artificial, y la pudimos empacar y comercializar, pudimos construir rascacielos, ferrocarriles, fábricas y todo el mundo moderno. Esta Energía Artificial transformó todo en nuestras vidas, desde los negocios, hasta la educación, lo militar, la ciencia y más.
Con la llegada de la inteligencia artificial, vamos a repetir esa revolución. En lugar de simplemente aprovechar 250 “caballos virtuales” al acelerar nuestro automóvil en la carretera, vamos a añadir 250 mentes virtuales convirtiéndolo en un auto que se conduzca solo.
A medida que empaquemos y comercialicemos la IA como mercancía que cualquiera pueda comprar tanta como desee, comenzaremos a “cognificar” todo lo que anteriormente electrificamos. Inteligencia artificial barata, omnipresente y en constante mejoramiento transformará todo en nuestras vidas. Será una segunda revolución industrial. [Negrita añadida para enfatizar.]
Kevin Kelly enfatiza la creciente importancia y capacidades de la inteligencia artificial. Se trata de un área de investigación y desarrollo en la que miles de investigadores se basan en la investigación previa y el desarrollo de sus colegas y otras personas que trabajaron anteriormente en este campo. Me gusta pensar en una nueva herramienta basada en la IA como un sustento para ayudar a las capacidades humanas que puede ser producida en masa y distribuida rápida y ampliamente.
A menudo se requiere de sólo una cantidad modesta de tiempo y esfuerzo para aprender a hacer uso efectivo de estas nuevas herramientas. Por ejemplo, considere la traducción de lenguaje con ayuda de la computadora. De vez en cuando, recibo un mensaje de correo electrónico escrito en un idioma que no conozco, entonces, lo copio y lo pego en un servicio gratuito como Google Translate, y obtengo una traducción inmediata que normalmente sirve a mis necesidades.
La inteligencia artificial es diferente de la inteligencia "humana". Por lo tanto, los seres humanos y las computadoras tienen habilidades cognitivas diferentes para resolver problemas y realizar tareas. Los seres humanos y las computadoras trabajando en conjunto a menudo pueden superar a cualquiera de los dos trabajando solos.
De la Era Industrial a la Era del Conocimiento
En términos de educación, considere la siguiente pregunta: "Si una computadora puede resolver o ayudar en gran medida a resolver un problema, responder una pregunta o realizar una tarea, ¿qué queremos que aprendan los estudiantes sobre cómo lidiar con el problema, la pregunta o la tarea? "
Tenga en cuenta que la misma pregunta se puede aplicar a las herramientas desarrolladas durante la Era Industrial. Hemos tenido más de doscientos años para responder a esta pregunta para las máquinas de vapor y las invenciones posteriores tales como los trenes y barcos de vapor; para la energía eléctrica, telégrafo y teléfono; para el radio y televisión; para los automóviles de gasolina y eléctricos; para aviones y transbordadores espaciales; incluso para el comercio y los viajes alrededor del mundo. Todos
estos, excepto los viajes espaciales, fueron desarrollados antes de que las computadoras digitales electrónicas estuvieran disponibles por primera vez.
Muchos argumentan que nuestros actuales sistemas educativos de Kinder a Preparatoria (PreK-12) todavía forman parte de la Era Industrial. Pero el mundo ha seguido adelante. La Era de la Información comenzó oficialmente en 1956, cuando el número de puestos de trabajo de cuello blanco en los Estados Unidos superó por primera vez al número de puestos de trabajo de cuello azul. En la Era de la Información, una proporción que se incrementa continuamente de los empleos implica trabajar con datos, información, conocimientos, etc.
La Figura 1 explora la Escala de Comprensión Cognitiva de Arthur C. Clarke. Este gráfico sugiere que se necesita un nivel cada vez mayor de comprensión y discernimiento para ascender en la escala. Creo que Clarke desarrolló esta escala para comunicarnos los varios niveles de comprensión y entendimiento humano.
Las primeras computadoras digitales electrónicas fueron llamadas máquinas de procesamiento de datos, las cuales podían hacerse cargo de muchas de las tareas de procesamiento de datos para las que los seres humanos requerían de herramientas como calculadoras.
Rápidamente se hizo evidente que las computadoras podían almacenar y procesar información. De hecho, la disciplina de Ciencias de la Computación comenzó a ser llamada Ciencia de la Informática y la Información.
Esto es un ejercicio aparte. Si deseara extender un poco su cerebro, piense en lo que le podría significar tener una comprensión cognitiva de datos y de su procesamiento. Podría ayudarlo el pensar en un niño memorizando y siguiendo un conjunto de instrucciones paso a paso para hacer una suma, resta, multiplicación y división de números enteros. Incluso si los algoritmos que se usan se memorizan con poca o ninguna comprensión, el niño adquiere algún entendimiento de lo que significa sumar números y practicar aritmética.
La capacidad de sumar, restar, etc., se construye o se programa en las computadoras. Una computadora relativamente barata puede llevar a cabo mil millones de cálculos por segundo sin errores. Pero, esta computadora no tiene ni siquiera una comprensión infantil del significado de estas tareas de procesamiento de datos. Es más, la computadora no "sabe" qué problema se está resolviendo realmente. ¿Está procesando una nómina, los ingresos de un día de ventas por una cadena de tiendas, o los datos de un experimento científico?
En cierto sentido, a lo largo de los años el rendimiento de las computadoras ha avanzado en la escala de Clarke. Las computadoras se han adaptado un poco al procesamiento del conocimiento.
Sin embargo, a pesar de que la Informática y la Ciencia de la Información han hecho progresos considerables en Inteligencia Artificial (Máquina Inteligente), nuestros sistemas informáticos actuales son bastante débiles en lo que los humanos llamamos comprensión cognitiva.
Mientras que las computadoras se vuelven cada vez mejores en el cumplimiento de las tareas en las cuales el ser humano utiliza comprensión cognitiva para resolverlas, todavía utilizan la inteligencia computacional a diferencia de la inteligencia cognitiva que utilizamos los humanos.
Nos encontramos en plena Era del Conocimiento, que comenzó a principios de los noventa. En la actualidad, existen grandes disparidades entre los sistemas educativos pre-universitarios del mundo en términos de que tan bien están aprovechando la tecnología y la acumulación del conocimiento humano de esta nueva Era del Conocimiento.
Agentes de Cambio Educativo
El término agente de cambio generalmente se aplica a una persona que está tratando de hacer un cambio en una organización. Utilizo el término en forma más amplia, ya que incluyo computadoras y otras herramientas como agentes de cambio.
La Era del Conocimiento se está construyendo sobre la Era de la Información, que se construyó sobre la Era Industrial, que a su vez se construyó sobre la Era Agrícola. Actualmente contamos con una amplia gama de herramientas físicas y cognitivas, y las capacidades combinadas de ambas están aumentando rápidamente. Los robots son un excelente ejemplo de combinar la maquinaria de la Era Industrial y las herramientas de la Era del Conocimiento.
Pero espere, ¡hay más! Considere el progreso que está ocurriendo en la neurociencia cognitiva, la salud y la medicina, las ciencias del comportamiento, y nuestra comprensión de cómo la pobreza, el “bullying”, y el malestar social afectan el aprendizaje. También considere el hecho de que el mundo está enfrentando una amplia gama de problemas. Muchos de estos problemas, como las presiones demográficas, la falta de agua dulce y el aumento del nivel del mar, están creciendo rápidamente.
Espero que quede claro que nuestros sistemas educativos necesitan considerar adecuadamente el creciente número de agentes de cambio, y que a su vez, estos agentes de cambio están cambiando rápidamente. Creo que los fundamentos de una buena educación moderna se encuentran ahora en las 4 R descritas al principio de este capítulo. Es muy importante tener en cuenta que la Cuarta R (Razonamiento Computacional) afecta fuertemente a las 3 primeras Rs (convencionales).
Integrando la Cuarta R en la Educación
Un reto obvio para integrar la Cuarta R en la educación es el costo del hardware, software y conectividad necesarios para su implementación, pero las naciones desarrolladas logran sobrellevar este desafío económico. Para ellas, este costo es modesto en comparación con los costos totales de la educación.
El enorme desafío educativo será integrar plenamente las capacidades y usos de las TIC en la enseñanza, aprendizaje y uso de las 3Rs actuales. A medida que los estudiantes aprenden las 3Rs convencionales comenzando en Kinder o antes, la cuarta R entra en juego. Sus maestros necesitan estar familiarizados con los roles apropiados de las TIC en todo el currículo desde preescolar así como en la vida cotidiana de los estudiantes fuera de la escuela.
Este mismo desafío se aplica a los maestros de todos los grados. Esperamos que los maestros en todos los niveles y en todas las materias tengan un nivel apropiado de lectura, escritura y conocimientos y destrezas aritméticas. En el momento en que una persona obtiene la certificación de maestro, ya ha estado estudiando y haciendo uso de lectura, escritura y aritmética durante unos 17 o 18 años de escolaridad (desde kindergarten a licenciatura o maestría). Lograr que todos los maestros actuales y los nuevos obtengan el mismo nivel de conocimiento de la Cuarta R es ¡realmente abrumador!
Utilicemos la escritura, uno de las 3Rs actuales como ejemplo. Hemos incluido durante mucho tiempo el uso de imágenes gráficas como parte de la escritura para libros, revistas y artículos. Pero, la gente "ordinaria" no podía tomar una fotografía e integrarla en sus cartas y otros escritos. Ahora, los niños pueden realizar fácilmente esta tarea agregando imágenes mientras escriben empleando una computadora.
Al escribir usando un procesador de textos, uno puede fácilmente tomar ventaja de herramientas tales como el corrector ortográfico y gramatical, una amplia variedad de tipos y tamaños de letras, presentar tablas de datos etc. Por lo tanto, nuestros sistemas educativos ahora se enfrentan al desafío de enseñar a los estudiantes temas como diseño, composición gráfica, el uso de varios tipos de letras y el uso de gráficos. Por otra parte, al escribir para la publicación en línea, también se puede hacer uso de video, así como botones sensibles al tacto e incluso el usar enlaces. Este es otro gran desafío educativo, y ciertamente no está más allá de las capacidades de aprendizaje aun de estudiantes relativamente jóvenes.
Hoy en día, las tablas y las recopilaciones de datos se generan utilizando las hojas de cálculo y softwares para bases de datos. Sin embargo, no es fácil aprender a hacer uso efectivo de hojas de cálculo y bases de datos. Éstas son herramientas poderosas para representar y resolver una amplia gama de problemas, y muchas personas capacitadas en sus usos hacen su vida aplicando tales conocimientos y habilidades. Por lo tanto, esto constituye otro reto para la implementación de la nueva 4ta R.
Se puede ver la esencia de esta conversación. La 4ta R - que incluye todos los aspectos de la disciplina de la Tecnología de la Información y la Comunicación- es a la vez un importante campo de estudio por sí misma y es un poderoso agente de cambio en cada una de las 3 Rs tradicionales.
Herramientas basadas en las TIC Auxiliares para aprender las 4 Rs y Otros Contenidos Curriculares
El desarrollo de la lectura, la escritura y la aritmética crearon la necesidad de una educación formal y ciertamente cambiaron el mundo. Durante los 5,200 años desde que estas herramientas fueron desarrolladas por primera vez, nuestros sistemas educativos han mejorado gradualmente en la enseñanza de las 3 Rs. Sin embargo, este progreso parece haberse estancado desde hace casi veinte años.
A través del trabajo de Benjamin Bloom entre otros, sabemos desde hace mucho tiempo que un solo tutor o maestro bien informado y calificado constituye una poderosa ayuda para el aprendizaje. Durante muchos años, los educadores han estado trabajando en el desarrollo de sistemas de aprendizaje asistido por computadora que incorporan algunas de las características de un tutor o maestro individual. Ahora contamos con un número cada vez mayor de Sistemas Inteligentes de Aprendizaje Asistido por Computadora Altamente Interactivos (HIICAL por sus siglas en inglés). Si bien estos sistemas aún no han alcanzado el nivel de tutores o maestros individuales altamente calificados, han superado muchas de las habilidades de los profesores que trabajan con clases de 20 a 40 o más estudiantes. Podemos esperar que pronto, sistemas de instrucción y cursos completos basados en HIICAL abarquen gran parte del plan de estudios. Aprender a aprender de los sistemas de HIICAL es un componente clave de una educación moderna.
Recuerde que HIICAL está mejorando constantemente. Además, los sistemas HIICAL pueden utilizar la información almacenada en la Web, el reconocimiento de voz, la traducción automatizada de idiomas, etc.
Además, los sistemas HIICAL son tanto tutor como herramienta. Es decir, el software necesario para tener un buen sistema HIICAL puede resolver o ayudar a resolver una amplia gama de problemas. Esta es una idea clave, así que vamos a llevarla un poco más lejos. Estamos acostumbrados a la idea de aprender a leer y luego leer para aprender. También estamos acostumbrados a la idea de la Web como una biblioteca en línea gigantesca que puede ayudar en la resolución de una amplia gama de problemas. Por lo tanto, piensen en la Web como ambos, una herramienta y una ayuda para el aprendizaje, de la misma forma como pensamos de aprender a leer y luego leer para aprender.
Observaciones Finales
Estamos muy avanzados en el cambio de la Era de la Información a la Era del Conocimiento. En el futuro, la inteligencia artificial y otras herramientas computarizadas utilizadas para plantear, representar y resolver problemas complementarán en gran medida las capacidades físicas y cognitivas de los seres humanos. Este cambio continuo requerirá modificaciones continuas en todos los niveles de nuestros sistemas educativos.
Nuestros sistemas educativos pueden ser mejorados enormemente a través de la integración de las 4Rs recientemente definidos de lectura, escritura, aritmética y razonamiento. Nuestros sistemas educativos también serán mejorados integrando el uso cotidiano de HIICAL en la currícula de todos los niveles.
Sospecho que la mayoría de la gente no capta la magnitud del reto que implica el desarrollo profesional de los maestros actuales y los cambios que tendrán que ocurrir en nuestros programas de estudio para futuros maestros. Nuestros sistemas educativos actuales se basan en el contenido curricular, los procesos pedagógicos y la evaluación, los cuales están completamente entrelazados con un sistema educativo basado en 3Rs y en gran medida ignoran la 4ta R.
La 4ta R aumenta enormemente y cambia el sistema actual de las 3Rs. Además, es tanto una gran área de contenido por sí misma, como un importante agente de cambio en la currícula, la instrucción y la evaluación. Creo que la 4ta R producirá más cambio en la educación que todos los cambios que hemos visto desde que las 3Rs actuales se convirtieron en una fuerza tan poderosa en nuestros sistemas educativos hace muchos cientos de años.
La magnitud de este desafío sugiere que necesitamos un cambio importante en la educación de futuros maestros, así como en el continuo desarrollo profesional para todos los profesores. Las instituciones educativas necesitan destinar mucho más tiempo y recursos al desarrollo de personal del que está siendo destinado actualmente para los profesores. Aprender en el trabajo debe llegar a ser una parte de mayor importancia en la actuación de un profesor profesional.
