4. ¿Cómo aprende el cerebro?

La evidencia nos permite creer que la memoria está organizada de tal manera que nuestros recuerdos y conocimientos forman redes donde cada elemento se conecta con aquellos con los que mantiene una relación significativa (Sousa, 2010). Para incorporar nuevos conocimientos, debe estar conectado a estructuras de conocimiento existentes (conocimientos previos) con las que tiene una relación semántica. Esto no es un desarrollo reciente; existen innumerables evidencias desde la Psicología cognitiva y la Neurobiología que ayudan a comprender los fenómenos relacionados con el aprendizaje (Vygotsky, Piaget, Barlett).

Aprendemos cuando conectamos conocimientos previos relevantes con el objetivo de aprendizaje. Cuantas más conexiones hagamos, más fuerte será el aprendizaje y más fácil será recuperarlo cuando sea necesario porque lo activarán más contextos diferentes.

El procesamiento de la información que conduce a un mejor aprendizaje se observa mediante técnicas de resonancia magnética funcional, que muestran qué partes del cerebro se activan más de lo normal cuando realizamos ciertas acciones mentales. Incluso se ha podido predecir la probabilidad de que un estímulo sea recordado según el grado de activación de la región frontal del cerebro.

Si la educación afecta al cerebro, y el cerebro es el órgano que nos permite adaptarnos a nuestro entorno y transformarlo, sabiendo cómo se forma y cómo funciona, cómo aprende, qué le motiva, qué valora más, cómo retiene la información que recibe y cómo la utiliza, nos ayudará a afinar nuestras estrategias educativas

La memoria es la facultad que nos permite aprender, pero no aprendemos todo de la misma manera. Hay diferentes objetos de aprendizaje que involucran diferentes tipos de aprendizaje. Por ejemplo, aprender una habilidad no es lo mismo que aprender un concepto. La investigación ha demostrado que tenemos diferentes tipos de memorias que permiten diferentes tipos de aprendizaje y diferentes usos de la información. Es decir, la memoria no es una sola habilidad, sino un conjunto de habilidades que dependen de diferentes procesos y estructuras neuronales. No hay una memoria, sino diferentes sistemas de memoria que son objeto de estudio en la investigación educativa.

There is a lot of discussion about active learning, but it is sometimes confused with educational practices in which the learner does something (“learning by doing“). However, it is not about doing anything but about actively thinking about the object of learning, looking for meaning and contrasting it with their previous knowledge (“learning by thinking“).

Any active learning experience must include activities that ensure that the learner is reflecting on what he or she is learning. There is an important difference here between teaching and helping to learn, and this is a well-researched topic: better results are obtained if learning is guided by the teacher, who guides the students’ reasoning and reflection. When reflection is done in a group, giving the opportunity to share, contrast and discuss ideas with classmates and the teacher in a relaxed atmosphere, the effects on learning are very significant.

When learners have to learn a new concept, it is important to assume that it is impossible to teach concepts “by transmission“. Concepts are constructed in the learner’s mind from the knowledge available in their long-term memory, i.e. their prior knowledge. In order for the learner to learn, we need to promote changes in the way learners build relationships between their knowledge and perhaps provide some new connectors (new data) to guide them in the construction of concepts. This construction implies a modification of existing connections, a “rewiring” that is not simple: it requires time, multiple opportunities and motivation on the part of the learners.

Según la teoría cognitiva del aprendizaje multimedia, el procedimiento que seguimos para aprender es el siguiente: la información se nos presenta en palabras e imágenes y es percibida por nuestros sentidos, pasa momentáneamente por nuestra memoria sensorial (Mayer, 2008). Si prestamos atención a lo que hay en esta memoria, la información pasa a nuestra memoria de trabajo para su posterior procesamiento. Es en la memoria de trabajo que mentalmente organizamos palabras para formar un modelo verbal y organizamos imágenes para formar un modelo visual, y luego integramos ambos modelos para darles coherencia; también nos apoyamos en nuestros conocimientos previos para integrar, con ellos, ambos modelos y buscar siempre la coherencia. Esta búsqueda de coherencia consiste en dar sentido a lo que aprendemos para que pueda pasar a nuestra memoria a largo plazo (de la que hemos recuperado conocimientos previos); esto es lo que se conoce como aprendizaje significativo.

Por tanto, para que se produzca el aprendizaje se deben ejecutar los tres procesos cognitivos: seleccionar las palabras/imágenes relevantes (prestándoles atención), organizarlas para obtener representaciones mentales coherentes e integrar estas representaciones mentales entre sí y con los conocimientos previos. Cuando se realizan los tres procesos, hablamos de aprendizaje activo. Para que el aprendizaje activo se estimule y sostenga, se necesita motivación y las estrategias metacognitivas deben usarse adecuadamente.

La motivación puede basarse en varios aspectos: nuestro interés en el tema, nuestras creencias de autoeficacia, las atribuciones que hacemos del éxito/fracaso académico, las metas que nos fijamos y la cooperación social percibida del entorno de aprendizaje. La metacognición se refiere al conocimiento de cómo aprendemos y el control que ejercemos como aprendices sobre nuestro propio proceso de aprendizaje. Los estudiantes autorregulados poseen conocimiento metacognitivo y control metacognitivo, por lo que los maestros deben ayudar a nuestros estudiantes a convertirse en estudiantes autorregulados.

El cambio conceptual es lo que los investigadores en Psicología cognitiva denominan a la transformación de esquemas mentales que lleva al aprendizaje de nuevos conceptos (Sousa, 2010). Hay muchas formas de cambio conceptual, que se diferencian según su grado de profundidad y su dificultad para producirse. Desgraciadamente, los docentes muchas veces desconocemos estos niveles de dificultad y, por ello, es posible que no modifiquemos adecuadamente nuestros métodos de enseñanza ante los diferentes casos.

Los docentes a menudo usamos contextos de enseñanza que son muy diferentes a los contextos en los que se aplica el aprendizaje y esperamos que lo que se aprende en el aula tenga un impacto en su desempeño en situaciones relacionadas, pero en diferentes contextos: esperamos que el aprendizaje que sea transferible. No obstante, el problema es que, a la luz de más de un siglo de investigación, ha quedado claro que la transferencia de aprendizaje no ocurre tan espontáneamente como podríamos creer; por el contrario, transferir el aprendizaje de un contexto a otro es realmente complicado y, por lo tanto, poco frecuente.

 En psicología, el término memoria de trabajo se utiliza para describir nuestra capacidad de retener y manipular mental y conscientemente una cantidad limitada de información durante cortos períodos de tiempo. Es el espacio mental donde percibimos conscientemente la realidad, donde recordamos, donde razonamos y donde imaginamos. Sin embargo, la memoria de trabajo está limitada de varias maneras y puede fallar fácilmente cuando más la necesitamos. Para mantener un dato en la memoria de trabajo, no podemos dejar de prestarle atención y evitar las distracciones. También es una memoria con espacio limitado, por lo que si tratamos de almacenar demasiada información, se desborda y la información se pierde. Otra limitación aparece cuando se realizan actividades que requieren un alto proceso mental porque se reduce la cantidad de espacio. También cabe mencionar que la memoria de trabajo es muy sensible al estrés y la ansiedad, estados emocionales que la abruman con pensamientos ajenos a la tarea que deseamos realizar.

Es fundamental tener en cuenta las limitaciones de la memoria de trabajo a la hora de promover el aprendizaje; es el cuello de botella que determina nuestra capacidad de aprender. Una de las teorías de cómo aprendemos con más evidencia empírica y aplicación práctica en el aula es la teoría de la carga cognitiva, que se basa en reconocer el papel crucial de la memoria de trabajo en el aprendizaje y reconocer sus limitaciones: para aprender es importante no para saturar la memoria de trabajo.

Las habilidades cognitivas superiores como el razonamiento, la resolución de problemas, el análisis crítico o la creatividad se basan necesariamente en una amplia base de conocimientos significativos (Tokuhama-Espinosa, 2010). Para que dicho conocimiento se adquiera, debe ser un conocimiento comprensible y transferible a múltiples contextos, y esto se logra cuando el aprendizaje es profundo. Para lograr esto, los maestros deben brindar oportunidades para que el alumnado use el aprendizaje. En un sentido amplio, el alumnado desarrolla el conocimiento significativo cuando lo utiliza para analizar e interpretar situaciones, resolver problemas y crear todo tipo de soluciones.

Claramente, lo indispensable para el desarrollo del conocimiento significativo es el tiempo. Por ello es importante reflexionar sobre el alcance de los objetivos educativos. En este sentido, todas las evidencias apuntan a que es mejor optar por currículos menos extensos pero más profundos que por currículos extensos pero superficiales que intentan abordar muchos conocimientos pero no permiten su adecuada comprensión. Una diferencia importante entre el aprendizaje profundo y el superficial radica en la capacidad de los alumnos para transferir sus nuevos conocimientos.

Para obtener más información sobre cómo aprende el cerebro, consulte los recursos adicionales:

  • Weinstein, Y., Sumeracki, M. y Caviglioli, O. (2018). Understanding how we learn: a visual guide. Routledge.
  • Slotnick, SD (2017). Cognitive neuroscience of memory. Cambridge University Press.
  • Thomas, MS, Mareschal, D. y Dumonthheil, I. (Eds.). (2020). Educational neuroscience: development across the life span. Routledge.
  • Mystakidis, S. (2021). Deep Meaningful Learning. Encyclopedia, 1(3), 988–997. https://doi.org/10.3390/encyclopedia1030075
es_ESSpanish