Teoría de la Carga Cognitiva. John Sweller.

La introducción de las nuevas tecnologías en educación conllevan necesariamente no sólo un nuevo instrumento de aprendizaje de un potencial aún sin aclarar, sino también un nuevo modo de aprender y una "reconfiguración" del cerebro que aprende. Y ésto no sólo en el plano individual, también en el plano social. La pregunta que nos surge a los educadores ha sido habitual a lo largo de la historia: ¿es todo bueno por el hecho de ser nuevo?. ¿Es realmente el aprendizaje más eficaz con una revolución tecnológica que nos aboca a tener que "sobrecargar" de estímulos la atención y la memoria de trabajo ante la resolución de un problema? ¿Afecta ésto a todo tipo de aprendizajes? ¿ A unos sí y otros no tanto?. En su afán por que nos dotemos de un pensamiento crítico de cara a discernir sobre aquello que conduce o no a una educación más acorde con una persona y un mundo que quiere ser responsable y solidario, recogemos esta aportación de la psicología cognitiva de John Sweller. Perdonen la traducción del inglés.

El término carga cognitiva se utiliza en psicología cognitiva para ilustrar la carga relacionada con el control ejecutivo de la memoria de trabajo. Las teorías sostienen que durante las actividades de aprendizaje complejos la cantidad de información y de las interacciones que se debe procesar simultáneamente pueden ser de baja carga, o sobrecargar la cantidad finita de memoria de trabajo se posee. Todos los elementos deben ser procesadas antes de poder continuar con el aprendizaje significativo. 

La instrucción de los estudiantes puede entonces ser dirigida a la enseñanza de habilidades para resolver problemas, hacia el pensamiento o hacia las habilidades de razonamiento. Muchos estarán de acuerdo en que las personas aprenden mejor cuando pueden construir sobre lo que ya entienden, pero cuanto más  tiene que aprender una persona en un corto período de tiempo, más difícil es procesar esa información en la memoria de trabajo. Tenga en cuenta la diferencia entre tener que estudiar un tema en la lengua materna frente tratar de estudiar una materia en una lengua extranjera. La carga cognitiva es mucho mayor en el segundo caso debido a que el cerebro tiene que trabajar para traducir el lenguaje al mismo tiempo que tratar de entender la nueva información.

Otro aspecto de la teoría de la carga cognitiva implica entender cómo muchas unidades discretas de información pueden ser retenidos en la memoria a corto plazo antes de que ocurra la pérdida de información. Un ejemplo de este principio que parece estar comúnmente citado es el uso de números de teléfono de 7 dígitos, con base en la teoría de que la mayoría de la gente sólo puede mantener siete "trozos" de información en su memoria a corto plazo.

Teoría de la carga cognitiva

"Teoría de la carga cognitiva ha sido diseñado para proporcionar directrices destinadas a ayudar en la presentación de la información de una manera que fomente actividades para el estudiante que optimizan el rendimiento intelectual". La teoría de John Sweller emplea aspectos de la teoría de procesamiento de la información para destacar las limitaciones inherentes de la carga de memoria de trabajo concurrente en el aprendizaje durante la instrucción. Se hace uso de esquemas como la unidad de análisis para el diseño de materiales didácticos.

La historia de la teoría de la carga cognitiva

La historia de la teoría de la carga cognitiva se remonta a principios de la ciencia cognitiva y la obra de G.A. Miller. Miller fue quizás el primero en sugerir la capacidad de memoria de trabajo es limitada. Sus resultados experimentales sugieren que los seres humanos sólo son capaces de mantener siete más o menos dos dígitos de la información en su memoria a corto plazo. Simon y Chase utilizaron el término "fragmento" para describir cómo la gente puede organizar la información en su memoria a corto plazo, la fragmentación de los componentes de memoria también se ha descrito como la construcción de esquemas.

John Sweller desarrolló la teoría de la carga cognitiva mientras estudia la resolución de problemas. En el estudio de los alumnos, ya que resuelven problemas, él y sus colegas encontraron que los estudiantes a menudo usan una estrategia de resolución de problemas llamado análisis de medios y fines. Él sugiere que resolver mediante el análisis de medios y fines problemas que requieren una cantidad relativamente grande de la capacidad de procesamiento cognitivo, impedirá que esta capacidad pueda dedicarse a la construcción de esquemas. En lugar de la solución de problemas, Sweller sugiere diseñadores educacionales que limiten la carga cognitiva mediante el diseño de materiales didácticos con múltiples problemas resueltos como ejemplos, para llegar a la meta sin problemas.

En la década de 1990, la teoría de la carga cognitiva se aplicó en varios contextos y los resultados empíricos de los estudios dirigidos a la demostración de varios efectos de aprendizaje: el efecto de la terminación-problema; efecto modalidad; efecto fracción de la atención, el efecto trabajado-ejemplo y la experiencia efecto de reversión.

Tipos

Teoría de la carga cognitiva tiene amplias implicaciones para el diseño instruccional. Esta teoría proporciona un marco general para diseñadores instruccionales. De esta manera, a ellos se les permite controlar las condiciones de aprendizaje, dentro de un entorno, o controlar la mayoría de los materiales de instrucción. En concreto, proporciona directrices empíricas que ayudan a los diseñadores de instrucción a disminuir la carga cognitiva de "extraños" durante el aprendizaje, y a reorientar la atención de ese alumno hacia los materiales,  con un aumento de la carga cognitiva pertinente. Esta teoría diferencia entre tres tipos de carga cognitiva: carga intrínseca cognitiva, la carga cognitiva pertinente, y la carga cognitiva de extraños.

Intrínseca

Carga cognitiva intrínseca es el nivel inherente de la dificultad asociada con los materiales de instrucción. El término fue utilizado por primera vez por Chandler y Sweller. Según ellos, toda la instrucción tiene una dificultad inherente asociada con ella. Esta dificultad inherente no puede ser alterada por un instructor. Sin embargo, muchos esquemas se pueden romper en "subesquemas" individuales y enseñarse de forma aislada, para ser llevados más adelante de nuevo como un todo combinado.

Extrañas

Cargas cognitivas extrañas son generadas por la forma en que se presenta la información a los estudiantes y está bajo el control de diseñadores instruccionales. Esta carga se puede atribuir al diseño de los materiales de instrucción. Porque hay un solo recurso cognitivo limitado. Reduciendo los recursos para procesar la carga ajena se liberan recursos disponibles para procesar la carga intrínseca y la carga pertinente. Por lo tanto, sobre todo cuando la carga intrínseca y/o pertinente es alta, los materiales deben ser diseñados con el fin de reducir la carga "extraña".

Un ejemplo de la carga cognitiva "extraña" se produce cuando hay dos formas posibles para describir un cuadrado a un estudiante. Un cuadrado es una figura y debe describirse utilizando un medio figural. Ciertamente, un instructor puede describir un cuadrado en un medio verbal, pero se necesita sólo un segundo y mucho menos esfuerzo para ver lo que el instructor está hablando cuando a un alumno se le muestra un cuadrado, que cuando se le describe verbalmente. En este caso, se prefiere la eficiencia del medio visual. Esto es lo adecuado para no cargar indebidamente el alumno con información innecesaria. Esta carga cognitiva innecesaria se describe como extraños.

Chandler y Sweller introdujo el concepto de la carga cognitiva extraña. En un artículo suyo muy conocido se informaba de los resultados de seis ensayos que se llevan a cabo para investigar la carga de memoria de trabajo. Muchos de estos experimentos introducían materiales que demostraban el efecto negativo en la resolución de problemas que suponía la atención dividida. Ellos concluyeron que el formato de los materiales de instrucción es muy importante ya que si está mal diseñado limita el aprendizaje. Concluyeron también que las diferencias en el rendimiento fueron debido a los niveles más altos de la carga cognitiva impuesta por el formato de la instrucción. "Carga cognitiva extraña" es un término sinónimo de carga cognitiva innecesaria.

Pertinente

Carga cognitiva pertinente es la carga dedicada a la elaboración, construcción y automatización de los esquemas. Fue descrita por primera vez por Sweller, Van Merrinboer y Paas en 1998. Mientras que la carga cognitiva intrínseca generalmente se piensa que es inmutable, diseñadores instruccionales pueden manipular la carga ajena y pertinente. Se sugiere que limiten la carga ajena y que promuevan la carga pertinente.

Hasta que no se escribió el artículo de 1998 por Sweller, Van Merrinboer y Paas, la teoría de la carga cognitiva se concentró principalmente en la reducción de la carga cognitiva de extraños. Con este artículo, los investigadores de la carga cognitiva comenzaron a buscar la manera de rediseñar instrucciones para que ahora se centrará hacia la construcción de esquemas. Por lo tanto, es muy importante para los diseñadores de instrucción de "reducir la carga cognitiva extraños y redirigir la atención del educando a los procesos cognitivos que están directamente relacionadas con la construcción de esquemas".

Medición

Paas y Van Merrinboer desarrollaron una construcción que ayuda a los investigadores a medir el esfuerzo mental percibido, un índice de carga cognitiva. Esta construcción proporciona una forma relativamente sencilla de comparar las condiciones de enseñanza. Combina notas sobre el esfuerzo mental con puntuaciones de rendimiento. 

Paas y Van Merrinboer utilizaron estas mediciones para mejorar la eficiencia de las condiciones de enseñanza. Encontraron que los alumnos que han estudiado con ejemplos prácticos son los más eficientes, seguidos por aquellos que utilizan la estrategia de conclusión-problema. Después de este estudio inicial muchos otros investigadores han utilizado esta y otras construcciones para medir la carga cognitiva y su relación con el aprendizaje y la enseñanza.

Las diferencias individuales en la capacidad de procesamiento

Se ha encontrado evidencia de que los individuos difieren sistemáticamente en su capacidad de procesamiento. Una serie de experimentos apoyan la hipótesis de que cada individuo tiene una capacidad fija para el procesamiento de la información, con independencia de la tarea en cuestión, o más exactamente, con independencia de los procesos que un individuo utiliza en la solución de una tarea determinada. Las tareas van desde recordar listas simples, a listas que utilizan progresiones aritméticas constantes, fijas y sencillas.

La identificación de la capacidad de procesamiento de las personas puede ser muy útil en la adaptación de nuevas instrucciones de los individuos. Por consiguiente, la investigación adicional sería claramente deseable. En primer lugar, es esencial para calcular la carga de memoria impuesta por el análisis detallado de los procesos a ser utilizados. En segundo lugar, es esencial para asegurar que los sujetos individuales están utilizando realmente esos procesos. Esto último requiere intensa formación previa.