¿Qué es el APRENDIZAJE? · Condicionamiento operante E. L. Thorndike y posteriormente B. F....

El Aprendizaje Carlos Muñoz Gutiérrez

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¿Qué es el APRENDIZAJE?

• INCREMENTO DEL REPERTORIO DE CONDUCTAS.

Es un proceso que tiene como función biológica ampliar

los límites de adaptabilidad del organismo más allá de su

equipamiento instintivo

• CAMBIOS EN EL COMPORTAMIENTO DE UN

SISTEMA:

De carácter más o menos permanente

Relativo a alguna destreza de solución de problemas

Que mejora la ejecución del proceso de resolución

Tiene lugar mediante algún mecanismo de adquisición

de información o conocimiento que el sistema posee.

PROBLEMA: En el proceso de aprendizaje conocemos el

estímulo que lo desencadena y el resultado que produce, pero

lo que no es directamente observable es cómo se pasa del

estímulo a la respuesta. Es decir, que proceso se realizan en el

cerebro para que la respuesta aprendida se incorpore al

repertorio de comportamientos disponible al sistema.

Las distintas interpretaciones de este proceso han producido

las teorías del aprendizaje.


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TIPOS DE APRENDIZAJE (En función de la respuesta

obtenida)

• APRENDIZAJE DE GENERALIDAD: La información de

salida puede ser:

⇒ del mismo nivel

⇒ de nivel más alto

⇒ de nivel más bajo

que la información de entrada

• PROCESO CREATIVO: A la salida del proceso hay igual omás conocimiento que a la entrada.

- Para estabilizar la respuesta del sistema se suelerequerir un período de entrenamiento.

- Puede ser incremental o no-incremental

- El proceso no garantiza la obtención de la mejorrespuesta, sino sólo de la mejor respuesta disponible enun estado de aprendizaje dado


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TIPOS DE APRENDIZAJE (según el proceso que se requiere)

ANALÍTICO• Conocimiento del mismo nivel• Basado en Memoria

SINTÉTICO• Conocimiento Nuevo

Subsimbólico• No crea Conocimiento• No explica los resultados

Simbólico

Aprendizaje basado enla experiencia

• De Discriminación• Inducción• Discernimiento

(insight)• Del signo• Aprendizaje

Conceptual

RazonamientoBasado en Casos

Metáfora

Asociativo

• Nuevas Conexiones Neurales en el Cerebro• Memoria

• Condicionamiento Clásico• Condicionamiento Operante• De Respuesta Múltiple


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1. APRENDIZAJE SINTÉTICO SUBSIMBÓLICO

1.1. APRENDIZAJE ASOCIATIVO. El CondicionamientoEl Conductismo: El esquema Estímulo-Respuesta

Wundt, el padre de la psicología experimental, había centrado en laexperiencia inmediata el objeto de la Psicología. La experiencia inmediata erapara él la suma del contenido total de las experiencias y de cómo el sujetoinfluye en ese contenido. De esta manera la psicología inicialmente va a seruna psicología interesada en el contenido de la mente. Si queremosestablecerla como ciencia necesitamos un método que nos aporte garantías ala hora de la observación, la experimentación y la verificación de hipótesis.Pero, los contenidos mentales son, como nos enseñó Descartes, privados,individuales, inaccesibles e incorregibles. Wundt diseñó una técnica a la quedenominó introspección que permitía mediante un entrenamiento delobservador una inspección controlada de la experiencia. Este método fueobjeto de crítica por toda la comunidad científica por no respetar los cánonesrequeridos para la objetividad científica.

En Europa aparecen diversos intentos de definir la Psicología, pero noserá hasta los años 20 de la mano del psicólogo americano J.B. Watson que selogre una determinación de métodos y procedimientos que va a ofrecer unaimagen consistente, productiva y estable de la Psicología como ciencia.

Influido por los trabajos de condicionamiento de Pavlov y por otrosestudios en fisiología y psicología animal, Watson desplaza el objeto de estudioa lo que puede ser observado, medido y experimentado, sin la necesidad decontar con el sujeto que se estudia. La Conducta, entendida como larespuesta de un organismo ante los estímulos exteriores, va a ser el objeto quelleve a la Psicología al lugar que ocupan las ciencias experimentales. LaConducta se podía observar, experimentar, predecir y modificar. De estamanera la Psicología cubría las funciones características de la ciencia. Pero,¿qué modelo de persona arrojó el conductismo?

La conducta respondía a un esquema explicativo que valía paracualquier organismo. Ante determinados estímulos se producendeterminadas respuestas. Si seleccionamos adecuadamente los estímulos osi los condicionamos o incluso si reforzamos mediante un premio determinadasrespuestas o si castigamos otras, podemos influir decisivamente en la conductade los organismos. Para la psicología conductista la persona era algo amodificar.

La Mente era una caja negra donde si se realizaba algún proceso eraepifenoménico

√ o no tenía ningún papel en la explicación de la conducta. El

siguiente gráfico puede explicar esta idea:

√ Un Epifenómeno es una consecuencia que se produce en algún proceso o mecanismo que

no tiene eficacia causal o no cumple ninguna función. Por ejemplo, el ruido que produce unmotor es un epifenómeno. No cumple ninguna tarea, ni desempeña ninguna causa. Ocurre.


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El procedimiento fundamental que se diseña para modificar lasrespuestas establecidas, bien por instinto o bien aprendidas, es elcondicionamiento.

Para el conductismo el aprendizaje es fundamentalmente laformación de hábitos.

Un hábito es la asociación de un estímulo con una respuestaque no existía antes.

1.1.1. El condicionamiento clásico

Diseñado por Pavlov consistía en presentar comida a un perro, al que sele había implantado quirúrgicamente una cánula en la boca para recogerdirectamente su saliva, con el estímulo del alimento se asociabasistemáticamente un estímulo, por ejemplo un sonido. El sonido, inicialmente,no hacía salivar al perro, pero, después de varios emparejamientos con elalimento, el sonido solo era capaz de producir por sí mismo la respuesta desalivación.

El esquema del condicionamiento clásico es, entonces, el siguiente:

Estímulo RespuestaMente


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De esta manera, el ser humano se unificaba con el resto de losorganismos vivos que manifiestan conductas. La tarea de la Psicologíaconsistía en estudiar las secuencias de estímulos-respuestas y su aplicación enterapia o en modificación de conducta: establecer asociaciones condicionantespara que determinadas conductas se realizaran y otras se evitaran.

Las respuestas adquiridas por condicionamiento clásico no continúanindefinidamente. Si no se siguen reforzando se olvidan. La resistencia a laextinción u olvido de la respuesta sirve para medir el aprendizaje.

1.1.2. Condicionamiento operante

E. L. Thorndike y posteriormente B. F. Skinner, en los años 50,establecieron el condicionamiento operante.

Ante la diversidad de las conductas de los seres humanos y dado sucarácter activo, el problema es conseguir seleccionar la deseada ante lasposibles a realizar. Para ello se define la noción de refuerzo. Reforzar unaconducta significa premiarla de tal manera que el organismo opte másfrecuentemente por ella pues le trae mejores consecuencias. El refuerzo puedeser también negativo, lo que supondría un castigo ante una conducta, algo queel organismo va a asociar como algo a evitar.

El Refuerzo cumple un papel de incentivo motivacional.

Thorndike estudio la acción de la motivación sobre el aprendizaje y formuló laque se conoce como ley del efecto:

Conducta R Refuerzo Positivo R+Refuerzo Negativo R-

Estimulo Incondicionado (EI)Comida

Respuesta Incondicionada (RI)Salivación

Estimulo Incondicionado (EI)+ Estímulo Neutro

Comida + Campana

Respuesta Incondicionada (RI)Salivación

Estimulo Condicionado (EC)Campana

Respuesta Condicionada (RC)Salivación

(1)

(2)

(3)


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“Respuestas seguidas por consecuencias satisfactorias tienden arepetirse; respuestas seguidas por consecuencias desagradables tienen ano repetirse”.

Sin embargo, investigaciones con animales y humanos exigieron unareformulación de esta ley del efecto.

El castigo, que ha sido un refuerzo muy utilizado para el aprendizaje, se mostrócomo un mecanismo muy poco eficaz. Las conductas castigadas, aunquedesaparezcan momentáneamente, vuelven a aparecer, salvo que el castigosea muy fuerte. Además produce efectos secundarios como emocionesnegativas, sentimientos de culpabilidad y vergüenza.Así pues, mientras el premio siempre refuerza la respuesta correcta, el castigodebilita poco o nada la incorrecta.Ante estos resultados Thorndike reformuló su ley del efecto, para establecerlaen los siguientes términos:

“Unas respuestas seguidas por consecuencias satisfactorias tienden arepetirse”

El Conductismo fue la escuela triunfante en psicología hasta los años 60,sin embargo su capacidad explicativa del comportamiento de los sereshumanos era bastante reducida, explicaba bien cierto tipo de aprendizaje yfuncionaba razonablemente bien en terapia ante determinados problemas.Naturalmente el modelo de persona que se deriva de las ideas conductistas essencillamente algo a condicionar. Skinner, por ejemplo, en Walden II presentauna utopía social que aunque dulcifica los modelos anteriormente expuesto porOrwell en 1984 o por Huxley en Un Mundo Feliz, mantiene la idea de fondo deque el hombre es moldeable según un diseño estricto e interesado. La libertady la voluntad dejan de ser lo definitorio del ser humano.

El Conductismo dejó de interesar por dos razones. La primera razónresulta de la decidida oposición que desde dentro de la investigaciónpsicológica se produce en la psicología americana de los años 60. El serhumano no puede reducirse a una relación inmediata entre estímulo-respesta.En esta oposición la crítica realizada por N. Chomsky a las explicacionesconductistas sobre el origen y el uso del lenguaje fueron definitivas. Chomskyreivindicaba una vuelta al mentalismo cartesiano. La Mente necesitaba volver alcampo de la psicología.

La segunda causa de la crisis del conductismo, fue el importantedesarrollo que las neurociencias y la biología estaban teniendo. El conductismohabía eliminado de la escena todos los elementos del ser humano que laciencia natural no podía asumir. Al eliminar la mente y sus contenidos, laexperiencia fenoménica, la conciencia y los sentimientos, al eliminar losesfuerzos de los seres humanos por el significado y por la comprensión delmundo, había desplazado por completo los estudios psicológicos haciaestudios más naturalizados que la biología o la neurociencia podía desarrollarmucho mejor. No es de extrañar que fuera por esta época cuando diversasdisciplinas híbridas aparecieran con mucha fuerza en la escena científica. La


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etología, como la ciencia que estudia el comportamiento animal, lasociobiología, que desde un planteamiento reduccionista intenta explicar loscomportamientos sociales apelando a condiciones biológicas de los sereshumanos. También una Neuropsicología que poco a poco va a ir dandoresultados cada vez más completos y, contrariamente a lo que se podíaesperar, va a desplegar un programa de investigación que traicionará porcompleto los planteamientos asociacionistas mecánicos del conductismo.

Al final, un clamor contra el conductismo supuso una renovaciónprofunda del objeto de la psicología y de su definición como ciencia.

2. APRENDIZAJE SINTÉTICO SIMBÓLICO

2.1. De Discriminación

Se entiende por discriminación el proceso mediante el cual unorganismo reacciona a las diferencias entre estímulos, llegando aresponder selectivamente a la presencia o ausencia de ellos.

Alrededor de este tipo de aprendizaje se produce el fenómeno detransferencia del aprendizaje.

Un pollo aprendió, tras entrenamiento, que elegir una tarjeta gris claroproporcionaba alimento frente a otra gris oscuro que no lo proporcionaba.Posteriormente se le presenta la tarjeta gris claro —que escondía alimento —junto con otra de un gris aún más claro. El pollo picoteó la más pálida, aunqueanteriormente picoteaba la que ahora resultaba ser de un gris más oscuro.Wolfrang Köhler, el autor de este experimento, consideró que lo que el animalhabía aprendido era la relación entre los estímulos, es decir a preferir la tarjeta


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más clara de entre las dos. No aprende la asociación entre el estímulo y larespuesta o entre dos estímulos.

Este tipo de experimentos nos informa sobre la capacidad de los organismosde “aprender a aprender”. Aunque aprender a aprender va frecuentemente aexigir una comprensión consciente de todo el proceso que el organismo estárealizando.

2.2. Inducción

• Aprendizaje de procedimientos (reglas) de reconocimiento de clases oconceptos (clasificación)

• Cada clase comprende un conjunto de casos

• Input:

• Colección de casos o ejemplos (trainig set)• Cada caso viene dado por:

• Su descripción respecto a unos atributos• Su pertenencia o no a una clase determinada

• Output: Conjunto de reglas de clasificación

• Antecedente: Conjunto de pares <atributo, valor>• Consecuente: Identificación de una clase


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Ejemplo (Winston 92)

• Atributos y su rango de valores:

• Pelo = {rubio, moreno, pelirrojo}• Altura ={normal, alto, bajo}• Peso = {normal, gordo, delgado}• Crema = {si, no}

Caso Pelo Altura Peso Crema Clase

Pablo rubio normal delgado no quemadoMaria rubio alto normal si normalRocio moreno bajo normal si normalRaul rubio bajo normal no quemadoSara pelirrojo normal gordo no quemadoPaula moreno alto gordo no normalPilar moreno normal gordo no normalJavier rubio bajo delgado si normal

Color pelo

rubio pelirrojo moreno

crema protectora Sara Rocío Paula no si Pilar

Pablo Maria Raúl Javier


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GENERACIÓN DE REGLAS

Para transformar el árbol de identificación en un conjunto dereglas:

• Se recorre cada rama de la red desde la raíz hasta el nodoterminal

• El antecedente de la regla es la conjunción de los pares<atributo, valor> recogidos en cada nodo

• El consecuente de la regla es el nodo terminal

Ej.:

Si el color del pelo = rubioy usa crema = si

Entonces no se quema

Si el color del pelo = rubioy usa crema = no

Entonces se quema

Si el color del pelo = pelirrojoEntonces se quema

Si el color del pelo = morenoEntonces no se quema

SIMPLIFICACIÓN DEL CONJUNTO DE REGLAS

• Eliminación de antecedentes innecesarios

Si usa crema = siEntonces no se quema


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2.3. Aprendizaje de Discernimiento (insight)

En el aprendizaje por discernimiento o insight lo fundamental esalcanzar una comprensión de la situación en la que nos encontramos y que nosexige una respuesta nueva que solucione el problema que nos plantea esasituación.

Por discernimiento se entiende la solución de un problema mediante lapercepción de las relaciones esenciales para dicha solución.

El Experimento de W. Köhler (1887-1967)

Köhler diseño unos experimentos donde se pretendía comprobar lacapacidad de aprendizaje inteligente de los chimpancés. El experimentoconsistía en poner fuera del alcance de un chimpancé un plátano, pero permitirque pudiera utilizar un palo como herramienta para alcanzar la fruta. Lamayoría de los chimpancés evaluaban con rapidez la situación y solucionabanel problema. Después el plátano se puso más alejado y se colocaron dos palosque podían encajarse para permitir con ellos alcanzar el plátano, sólo uno delos chimpancés de Köhler logró encajar los palos y alcanzar la fruta. Lo queprueba la limitación de su aprendizaje inteligente, pero también prueba que elchimpancé es capaz de afrontar una situación nueva y súbitamente, si teníatodos los elementos a la vista, encontrar una solución para el problema.


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“El objetivo se encuentra situado a gran altura. Las dos cajas estánbastante cerca una de otra, y aproximadamente a cuatro metros de distanciadel objetivo. Cualquier otro medio auxiliar ha sido suprimido. Sultán arrastra lacaja más grande hasta debajo del objetivo, la coloca en posición horizontal y sesube a ella mirando hacia arriba; hace ademán de saltar, pero no llega ahacerlo. Se baja de la caja, agarra la otra y se pone a corretear alrededor delrecinto arrastrándola tras de sí (lo que provoca el habitual estruendo)pataleando en las paredes y dando a conocer su descontento de todas lasformas posibles. Es evidente que el animal no ha cogido la segunda caja con laintención de ponerla sobre la primera. Sólo la utiliza como ayuda paraexteriorizar su mal humor. Pero, repentinamente, el animal cambia porcompleto de conducta: deja de armar estruendo y, desde lejos, se pone aarrastrar la caja que llevaba consigo hasta situarla justo al lado de la otra; acto


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seguido, la coloca en posición vertical sobre la primera. A continuación, Sultántrepa por esta «torre», que se tambalea un poco, y vuelve a hacer ademán de ira saltar, pero tampoco esta vez llega a efectuar el salto: para el mal saltadorque es Sultán el objetivo sigue estando demasiado alto. Pero el animal ya hallevado a cabo la conducta que a nosotros nos interesaba.”

W. Köhler. Experimentos sobre la inteligencia de los chimpancés, 1921.


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“Colgamos el objetivo a mayor altura. Sultán no ha comido nada por lamañana y, por ello, se aplica con más ganas a su trabajo. Coloca la caja máspesada en posición horizontal debajo del objetivo e instala la segunda encimade ésta, pero en posición vertical; a continuación, se sube encima e intentacoger el objetivo. Como no lo consigue, se pone a mirar hacia abajo y por losalrededores hasta que sus ojos se fijan en la tercera caja, que poco antes,debido a su pequeñez, había descartado como inútil. Sultán se baja con muchocuidado de la torre, coge la tercera caja, trepa con ella de nuevo hasta arriba yla utiliza para completar su construcción”.


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Como leemos en el relato de Köhler de su trabajo con los chimpancés,éstos resolvían los problemas después de haberse familiarizado con lasituación y tras varias pruebas y errores.

Pero, una vez obtenida la solución al problema, la aplicaban rápidamentea nuevas situaciones.

Lo que demuestra que lo que se aprende es la relación entre medios yfines.

2.4. Aprendizaje del signo o teoría de las expectativas

Edward C. Tolman (1886-1959) influido por las psicología de la Gestaltcriticó el conductismo que afirmaba que toda forma de aprendizaje se podíareducir a un explicación de la formación de reflejos condicionados.

Consideró que el aprendizaje consistiría en la formación de ciertasestructuras o relaciones entre elementos conocidos. De tal manera que laaparición de algunos hechos actuaría como signo de la aparición de otros.

Dada una situación, siempre que se realizara determinada conducta, seesperaría la aparición de los efectos que se siguieron en situacionesequivalentes. Lo característico de este aprendizaje sería captar la situacióncomo signo. El signo es un anuncio o expectativa de que un estímulo iráseguido de determinado efecto.

2.5. Aprendizaje Conceptual o de Reglas

62) Sea este el juego: A escribe una fila de números. B la observa ytrata de encontrar un sistema en la sucesión de estos números.

Cuando lo ha hecho dice: "Ahora puedo continuar". Este ejemplo esparticularmente Instructivo porque 'poder continuar' parece ser aquí algo que sepresenta repentinamente en forma de un acontecimiento claramentedelimitado. Supongan que A hubiese escrito la fila 1, 5, 11, 19, 29. En estemomento B exclama: "Ahora puedo continuar". ¿Qué ha sido lo que hasucedido cuando ha visto de pronto cómo continuar? Podrían haber sucedidomuchísimas cosas diferentes. Supongamos, pues, que en el presente casomientras A escribía un número tras otro, B se ocupaba en comprobar variasfórmulas algebraicas para ver si se adaptaban. Cuando A escribiese "19", B severía llevado a probar la fórmula an=n2+ n-1. El hecho de que A escriba 29 con-firma su suposición.

L. Wittgenstein. El Cuarderno Marrón, §62.


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208. ¿Así pues, explico lo que quieren decir «orden» y «regla» medio de«regularidad»? —¿Cómo le explico a alguien el significado de «regular»,«uniforme», «igual»? —A uno que, pongamos, sólo habla francés le explicaréestas palabras mediante las correspondientes francesas. Pero a quien aún noestá provisto de estos conceptos le enseñaré a usar las palabras medianteejemplos y mediante ejercicios. —y al hacerlo no le comunico menos de lo queyo mismo sé.

Le mostraré, pues, en esta instrucción colores iguales, longitudesiguales, formas iguales, le haré hallarlos y producirlos, etc. Lo instruiré, porejemplo, en continuar 'uniformemente' una serie ornamental a una determinadaorden. —Y también en continuar progresiones. Así por ejemplo a la vista de . ..... ha de proseguir así: .... ..... ...... .

Yo se lo hago antes, él me lo hace después; y lo influyo mediantemanifestaciones de acuerdo, de rechazo, de expectación, de estímulo. Lo dejohacer o lo detengo; etc.

Imagina que eres testigo de semejante instrucción. Ninguna palabra seexplicaría por medio de ella misma, no habría ningún círculo lógico.

También las expresiones «etcétera» y «etcétera ad infinitum» llegan aexplicarse en esta instrucción. Puede servir para ello entre otras cosas ungesto. El gesto que significa «¡prosigue así!» o «etcétera» tiene una funcióncomparable a la de señalar un objeto o un lugar.

Ha de distinguirse el «etc.» que es una abreviatura de la grafía, del queno lo es. El «etc. ad inf.» no es una notación abreviada de la grafía. El que nopodamos anotar todos los lugares de Ji no es una insuficiencia humana, comocreen a veces los matemáticos.

Una instrucción que quiere atenerse a los ejemplos presentados sediferencia de una que 'apunta más allá' de ellos.

209. «¿Pero entonces no alcanza la comprensión más allá de todos losejemplos?»—¡Una expresión muy rara y enteramente natural!—

¿Pero es esto todo? ¿No hay una explicación aún más profunda; o no hade ser más profunda al menos la comprensión de la explicación?—Bueno,¿tengo yo mismo, pues, una comprensión más profunda? ¿Tengo más de loque doy en la explicación?—¿Pero entonces de dónde viene el sentimiento deque tenía más?

¿Es como cuando interpreto lo no limitado como una longitud quealcanza más allá de toda longitud?

L. Wittgenstein. Investigaciones Filosóficas.


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Lo que caracteriza al ser humano es que “aprende a aprender”. Esdecir, aprende no solo a responder a estímulos de un modo determinado,sino a comprender situaciones, comprensión que luego es transferible asituaciones parecidas (proyección metafórica).

En este tipo de aprendizaje intervienen procesos conceptuales.

Aprender un procedimiento que se expresa precisamente en “ya sécómo seguir, cómo continuar”.

A este tipo de aprendizaje se le denomina aprendizaje de reglaso conceptual

¿Pero es realmente diferente aprender una regla que adquiriruna respuesta condicionada ante un estímulo? Y si es así, ¿cuál esla diferencia?

Como quiera que sea, el aprendizaje de reglas permite dirigir yorganizar el comportamiento social (leyes civiles), moral (normalmorales), el juego, la ciencia, etc.

La cuestión es que cuando nos atenemos a una regla nuestrocomportamiento se hace predecible y confiable.

Aprendizaje y Resolución de Problemas


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3. Aprendizaje Analítico

3.1. Razonamiento basado en Casos

- Estrategia de búsqueda basada en la recuperación de lainformación almacenada más parecida posible a la que describeel problema actualmente planteado

- La adquisición de esta información (aprendizaje) consiste en elmero almacenamiento, más o menos estructurado.

- La información no se manipula hasta el momento de suutilización.

- Se basa en el heurístico de la consistencia, que se utiliza cada vezque atribuimos a algo nuevo, que antes no hemos visto, un rasgode una cosa ya observada previamente:

- si queremos identificar el valor de un atributo de un objetoa partir de un conjunto de casos de referencia:

- buscamos el caso más parecido en función de losatributos cuyo valor conocemos

- conjeturamos que el valor que buscamos para el atributoserá el mismo que el correspondiente del caso másparecido

- no se aplica mecanismo inferencial (razonamiento) alguno

- estimación de la semejanza del nuevo caso con alguno de losanteriores


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Janet L. Kolodner (1984)

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