2.1. Las teorías simbólicas del procesamiento de información

Origen y conceptos básicos

En los años 30 Turing propuso una maquina que denominó “Máquina de Turing” que se convirtió en el modelo básico de los ordenadores. Turing consideraba a la mente humana como un dispositivo computacional. Solo consideraba los rasgos funcionales, lógicos de la estructura del cerebro y no su base fisiológica.

En los años 50 se encuentra el antecedente directo de los modelos conexionistas (modelos lógicos llamados “redes neuronales”). Poseían las mismas propiedades computacionales que la Máquina de Turing.

La revolución cognitiva y el nuevo enfoque del procesamiento de información suponían una ruptura con el conductismo (aunque mantenían una cierta continuidad). A finales de los años 50, los primeros estudios de la psicología cognitiva, pusieron de manifiesto 2 características interrelacionadas del sistema humano de procesamiento de información: carácter limitado y estratégico.

El enfoque computacional concibe al ser humano como un sistema cognitivo, específico, con limitaciones y características peculiares, que es capaz de codificar, almacenar y recuperar información. La información que proviene del medio es transformada. La actuación de los seres humanos no es una reacción a los estímulos de la realidad, sino que surge de las representaciones que construimos y es fruto de la manipulación de las mismas.

Simon y Newell mostraron que la inteligencia humana podía ser estudiada desde una perspectiva funcional y no fisiológica, mediante el análisis de los heurísticos (son lo contrario de algoritmo) o estrategias que usan los sujetos en la resolución de problemas. Para ello usaron la simulación computacional.

Concepto de Estadio según Simon: el concepto de estadio implica que nos enfrentemos con un sistema dinámico que experimenta cambios regulares a través del tiempo. La teoría de la transición de un estadio al siguiente tendría 2 partes:

  • un programa para describir la actuación en un estadio particular

  • un programa de aprendizaje que gobierne la transición de un estadio a otro.

El enfoque computacional plantea desde sus inicios la importancia de la formulación de las teorías en forma de modelos computacionales que permitan simular la actuación de los sujetos.

Simulación computacional: elaboración de modelos formales precisos acerca de un determinado fenómenos en estudio, para poder implementarse con un programa de ordenador. Objetivo: representar las características esenciales del fenómeno y estudiar su comportamiento bajo distintas condiciones simuladas a través del programa computacional.

Los Sistemas de Producciones

Klahr ha postulado una estructura cognoscitiva caracterizada mediante un formalismo propuesto por Newell y Simon que son los sistemas de producciones.

La estructura cognitiva básica no cambia con la edad, sino que se producen únicamente cambios cuantitativos que se explican mediante la capacidad de automodificación del propio sistema.

Una producción es una regla condición-acción: a partir del cumplimiento de una determinada condición establece la realización de una acción determinada. Un sistema de producciones actúa mediante el ciclo reconocer-actuar:

  • Mediante el reconocimiento: se comparan las condiciones de las producciones con el estado vigente de conocimiento del sistema, si se cumplen todos los elementos de la condición de una producción, entonces se enciende la producción y se produce la acción prevista

  • Mediante la acción: se puede modificar el estado de conocimiento del sistema añadiendo, eliminando o cambiando los elementos existentes. Las acciones pueden ser interacciones perceptivas o motoras con el ambiente.

Regla de producción: formalismo computacional que sirve para dar cuenta del estado de conocimiento de un sistema. Son reglas condición-acción que pueden automodificarse para dar cuenta el desarrollo.

Descripción y resultados evolutivos en la tarea de la balanza:

Tarea de la Balanza: en esta tarea los niños tienen que predecir el comportamiento de la balanza en función de los pesos que se colocan en cada brazo y la distancia a la que están colocados del punto de apoyo. Inhelder y Piaget utilizaron esta tarea para comprobar los cambios que se producen en el pensamiento infantil entre los 5 y 15 años; desde el pensamiento preoperatorio, pasando por el pensamiento preoperatorio concreto, hasta el periodo de las operaciones formales. Según la teoría Piagetiana, los niños de 5 años muestran un conocimiento rudimentario del problema, siendo capaces de lograr el equilibrio de la balanza, en forma no sistemática, mediante la colocación de pesos iguales en ambos lados de la balanza; a los 10 años, en el periodo preoperatorio concreto, buscan ya el equilibrio igualando dos pesos desiguales mediante su colocación a diferentes distancias del fulcro o punto de apoyo; a los 12 años, en el inicio ya del estadio formal, los niños descubren la ley de la balanza a través del cálculo del producto de los pesos por las distancias. Propusieron cuatro modelos diferentes:

  • Modelo I: los niños basan sus juicios en el número de pesos a cada lado del fulcro. Si es el mismo en los dos lados los niños dirán que la balanza se equilibrará; si el número de pesos no es el mismo dirán que el lado con más peso bajará.

  • Modelo II: los niños realizan sus juicios basándose en el número de pesos si este es distinto en cada lado, pero si el número de pesos es igual, tendrán en cuenta las distancias de los pesos al fulcro.

  • Modelo III: los niños juzgan siempre el número de pesos y la distancia al fulcro. Responderán correctamente con consistencia cuando los pesos, las distancias o ambos son iguales a los dos lados del fulcro. Sin embargo, en las situaciones en las que uno de los lados tiene más peso y el peso al otro lado está situado a mayor distancia del fulcro, los niños responderán al azar.

  • Modelo IV: los niños que utilizan este modelo siempre toman en cuenta ambas dimensiones (peso y distancia), utilizan la fórmula de la suma de los productos cruzados cuando uno de los lados tiene más peso y el otro más distancia: por tanto, resolverán todos los tipos de problemas correctamente.

Klahr propone un sistema de producción que simula el desarrollo siguiendo la propuesta de Simon, en cada momento evolutivo concreto, correspondiente a cada uno de los modelos anteriores, existe un conjunto de producciones que describen la actuación en ese estadio. También existen mecanismos automodificadores que permiten el paso de un estadio a otro.

Para Klahr el sistema de producción aprende y se desarrolla adquiriendo nuevas producciones mediante la automodificación a partir de un conjunto de producciones innata. Para conseguir la automodificación el mecanismo cuenta con un sistema general de detección de regularidades y una serie de mecanismos concretos de automodificación.

Mecanismo general: es un sistema de memoria que contiene un registro secuencial de la actividad del sistema con el ambiente, quedando las regularidades registradas y almacenadas en él. La automodificación tiene lugar mediante las regularidades detectadas al sistema de producciones. El mecanismo general actúa de forma semejante a la abstracción reflexiva piagetiana. Es una mecanización de la misma.

Este sistema cuenta con una serie de mecanismos específicos:

Resolución de conflicto: el sistema enciende aquella producción que satisfaga más elementos de su condición y aquella que sea más fuerte. Aquella que haya demostrado un funcionamiento adecuado.

Generalización: sistema a partir de una producción dada. Crea una producción que es más general que la producción originaria, aunque mantiene constante la parte de la acción.

Discriminación: mecanismo inverso a la generalización. Permite al sistema de análisis añadir más elementos en la condición de una producción, hacerla más específica.

Mecanismo de composición: permite al sistema eliminar algunas composiciones, creando nuevas producciones compuestas.

La concepción de estructura que surge de los sistemas de producciones es una concepción basada en estructuras particulares de dominios específicos en la que no cabe una visión estructural más general, en términos de estadios, como las defendidas por las teorías de Piaget y Vygotski.