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La teoría de la carga cognitiva de John Sweller

Aunque bastante antigua, la teoría de la carga cognitiva de John Sweller es considerada por muchos un modelo teórico revolucionario, puesto que se enfrenta a la idea de que cuanto más aprendamos de golpe, mejor.

La idea básica de este modelo es que nuestra memoria a corto plazo tiene una capacidad limitada, la cual condiciona nuestra forma de aprender. A la hora de enfrentarnos a un nuevo conocimiento, primero debemos adquirirlo adecuadamente y, después, ya podremos realizar todo tipo de procesos cognitivos elevados.

En su teoría se habla de cómo la memoria de trabajo y la a largo plazo interactúan en relación con nuevos conocimientos, y cómo estos, de ser asimilados, se transforman en algo que él denominó “esquemas”. Veámoslo a continuación.

¿Qué es la teoría de la carga cognitiva?

La teoría de la carga cognitiva, formulada por John Sweller en 1988, es un modelo teórico que sugiere que el aprendizaje es más óptimo cuando las condiciones del mismo están alineadas con la arquitectura cognitiva humana. La idea básica de esta teoría es que cuando tenemos que aprender algo nuevo, no se le puede pedir a nuestro cerebro que se familiarice con este nuevo conocimiento y hacer otros procesos cognitivamente exigentes, sino que debemos ir paso a paso. Primero debemos incorporar este nuevo conocimiento, familiarizarnos con él y después, una vez interiorizado, podremos analizarlo más a fondo.

Esta teoría explica que nuestra memoria de trabajo tiene una capacidad limitada. Esta capacidad limitada es la carga cognitiva, que es la cantidad de información que nuestro cerebro puede almacenar al mismo tiempo para usarla de inmediato.

Como nuestra memoria de trabajo es más bien reducida, desde la teoría de la carga cognitiva se sostiene que los métodos de enseñanza deben evitar sobrecargar esta memoria con actividades adicionales que no contribuyen directamente con el aprendizaje. John Sweller sostiene que, durante el diseño instruccional, (esto es a la hora de elaborar experiencias de instrucción para facilitar la adquisición de conocimientos y habilidades en un contexto educativo) se debe pensar en cómo enseñar los contenidos de una forma en la que se reduzca la carga cognitiva en los estudiantes. Si se sobresatura su memoria de trabajo sobrecargándola con muchas tareas a la vez no se puede esperar que finalicen la tarea habiendo entendido todo el temario o haber realizado un aprendizaje de calidad.

Memoria de trabajo y memoria a largo plazo

La memoria humana puede ser dividida en varias categorías, dos de las cuales son la memoria de trabajo y la memoria a largo plazo. La memoria de trabajo es la que usamos cuando estamos realizando una tarea cualquiera, en la que almacenamos temporalmente la información con la cual estamos trabajando de forma inmediata. En cambio, la memoria a largo plazo es aquella compuesta por conocimientos bien asentados, es decir, es aquello que recordamos relativamente bien pasado un prolongado período de tiempo.

Cuando estamos estudiando o aprendiendo a hacer algo, los nuevos conocimientos pasan por la memoria de trabajo. El procesamiento consciente de la nueva información implica una cierta carga cognitiva en la memoria de trabajo. En función de cuantas veces lo hayamos repasado o si lo hemos entendido bien, esa nueva información será almacenada en la memoria a largo plazo en forma de esquemas, pero solo si esta información ha sido debidamente procesada.

Como comentábamos la memoria de trabajo es limitada. Si está sobrecargada cognitivamente, es decir, se están intentando aprender muchas cosas a la vez o se está intentando hacer varios procesos cognitivos muy complejos a la vez, no podemos procesar la información de forma eficiente puesto que no disponemos de recursos suficientes como para asimilar todo apropiadamente. Cuantas más cosas tenemos que aprendernos a la vez más deficiente será nuestro procesamiento de la información novedosa.

Esto no quiere decir que no hayan personas que puedan aprender varias cosas a la vez. Ya sea porque tienen más capacidad para procesar mayor carga cognitiva o simplemente porque se esfuerzan mucho hay personas que realmente pueden aprender algo haciendo varias actividades o estudiando distintas cosas a la vez. Pero pese a esto, la mayoría de las personas, cuando tienen que aprender muchas cosas a la vez y no entienden ninguna de ellas, acaban frustrándose, agobiándose y su rendimiento es menor de lo deseado.

Los esquemas

Dentro de su teoría Sweller habla sobre los “esquemas”, los cuales son combinaciones de diferentes elementos que funcionan como las estructuras cognitivas más básicas que forman el conocimiento de un individuo. John Sweller formuló esta idea a raíz de conocer la investigación del procesamiento de la información de George Miller, en la cual mostró que la memoria a corto plazo estaba limitada en cuanto al número de elementos que puede contener de forma consciente y ser analizados simultáneamente.

En su teoría Sweller considera que estos esquemas, que serían los contenidos de la memoria a largo plazo, son estructuras sofisticadas que nos permiten percibir, pensar y resolver problemas en vez de un grupo de datos aleatorios o más o menos relacionados aprendidos de memoria y desligadamente. Gracias a estos esquemas podemos manejar múltiples elementos como uno solo y nos permiten realizar todo tipo de procesos cognitivos complejos una vez esta información está bien asentada en nuestra memoria.

La adquisición de nuevos esquemas y su progresiva sofisticación es algo que sucede a lo largo de toda la vida, puesto que nunca dejamos de aprender. De hecho, estos mismos esquemas pueden contener dentro de ellos otros esquemas de forma similar a cómo lo hacen las muñecas matrioshkas. Así, varias de estas estructuras del conocimiento pueden ensamblarse en una sola, permitiendo con la experiencia y un mayor dominio posterior manejar varios conceptos a la vez, suponiendo una menor carga cognitiva gracias a poseer mayor dominio.

De hecho, es el grado de dominio en determinados conocimientos y su “materialización” en esquemas mentales que podemos diferenciar entre una persona experta y un novato. El novato todavía no ha adquirido los esquemas de un determinado conocimiento, es decir, aún tiene que aprenderlos, mientras que el experto ya los tiene bien asentados. El experto puede compararlos y analizarlos en profundidad con relativo poco esfuerzo, el novato no puede hacer estos procesos mentales sin invertir gran energía y recursos cognitivos, puesto que todavía no los domina y necesita hacer un gran esfuerzo para siquiera entenderlos.

Ejemplo de sobrecarga cognitiva

Para entender mejor lo que dice la teoría de la carga cognitiva vamos a ver un ejemplo en el que se exponen dos casos, uno con sobrecarga cognitiva y otro en el que se sabe cómo evitar esta situación, que perfectamente se podría dar en cualquier aula de cualquier instituto.

Imaginémonos que estamos en una clase de filosofía. El profesor explica al principio de curso que uno de los objetivos de la asignatura es que los alumnos sean capaces de examinar críticamente varios sistemas filosóficos, teniendo una visión extensa de la historia de la filosofía occidental para cuando el curso finalice y habeindo tenido la posibilidad de aprender sobre las principales corrientes de pensamiento desde la Grecia clásica hasta el siglo XXI.

Caso 1

Nada más empezar el curso el profesor les dice a sus alumnos que deben empezar analizando las teorías de Sócrates, Platón y Aristóteles, autores que encontrarán ya explicados en el libro. El profesor les dice que no los va a explicar con mucho detalle en clase porque considera que son tan famosos que espera que sus alumnos los entiendan por su propia cuenta. El profesor anima a sus alumnos que sean ellos los responsables de su propio aprendizaje, aprendiendo sobre estos filósofos a la vez que los analizan y comparan.

Sin embargo, el profesor ha sobreestimado el conocimiento y la capacidad de sus alumnos. Piensa que los estudiantes van a poder analizar rápidamente las teorías de estos tres filósofos porque supone que ya tienen muy interiorizadas sus corrientes de pensamiento, pese a que esto no es así. Los alumnos, como no dominan la filosofía de estos tres pensadores, se encuentran ante una tarea verdaderamente titánica y, además, no saben muy bien como estudiarlos.

Para empezar se leen los tres temas de los autores sin dedicarle el adecuado estudio, puesto que el profesor ha insistido en que comparen a estos tres filósofos, no que se los aprendan. Como resultado de ello, los estudiantes leen los tres temas y pretenden hacer una tabla comparativa con los tres, con el problema de que al finalizar la lectura les da la sensación de que han leído exactamente lo mismo, no han entendido nada y tienen que repasar y repasar a ver qué similitudes y diferencias encuentran. El problema es que para poder compararlos a los tres filósofos primero los debemos conocer.

La sobrecarga se da porque en la memoria de trabajo de estos estudiantes tenemos que tienen que aprenderse, o mínimamente saberse, la vida, obra y filosofía de Sócrates, Platón y Aristóteles mientras que, a la vez, intentan hacer un proceso tan complejo como es compararlos. No pueden porque para empezar el primer paso, que es el haber creado un esquema complejo para cada uno de estos tres autores, no lo han hecho y no pueden comparar nada en condiciones.

Caso 2

El profesor empieza la clase explicando la filosofía de Sócrates, mencionando toda su vida, obra y pensamiento, asegurándose de que los alumnos han aprendido sobre él y que así lo demuestran haciendo un trabajo sobre la vida de este filósofo. En los dos siguientes temas se hará lo mismo, pero explicando a Platón y Aristóteles. Una vez vistos y entendidos los tres filósofos sabiendo sus vidas, obra y, especialmente, sus puntos de vista llega el momento de compararlos.

Aprender la filosofía de cada uno de los tres era el primer paso, es decir, crearse un esquema mental. A medida que han ido avanzando en el temario, los alumnos han ido interiorizando los postulados de los tres filósofos clásicos, teniendo un esquema mental para cada uno de ellos. En un principio, cuando estaban aprendiendo sobre la vida de por ejemplo Platón estos nuevos conocimientos estuvieron en la memoria de trabajo, implicando una carga cognitiva determinada. Sin embargo, como esta carga era relativamente baja y fácil de manejar, pudieron procesarla y pasarla a la memoria a largo plazo.

Ahora que los alumnos saben sobre la filosofía de los tres filósofos pueden compararla fácilmente. A diferencia del caso 1, en este caso la comparación implica menor carga cognitiva puesto que tienen dominio sobre el pensamiento de Sócrates, Platón y Aristóteles, siendo ahora la tarea cognitivamente exigente el ponerlos en común y compararlos, no el aprenderlos puesto que eso ya está hecho.

Implicaciones de la teoría de la carga cognitiva

Todo profesor desea que sus estudiantes aprendan ideas complejas y sepan usarlas de forma reflexiva y creativa, de hecho, es este el objetivo de la educación. Sin embargo, el profesorado debe ser consciente de que todo conlleva su tiempo y que para realizar una tarea cognitivamente elevada como es la resolución de problemas y la reflexión profunda primero se tiene que conocer aquello que se va a analizar.

Se debe partir de las definiciones y las ideas más básicas yendo progresivamente a las más complejas, elaborando a lo largo del camino esquemas que, una vez bien adquiridos, podrán ser analizados y comparados.

La teoría de la carga cognitiva ofrece un marco general sobre cómo debería fomentarse el aprendizaje y tiene muchas implicaciones a la hora de diseñar los currículos educativos. Aquellos que se encarguen de organizar los contenidos educativos, sean profesores, psicopedagogos o cualquier otro profesional de las ciencias de la educación, deben tener en cuenta que primero se debe familiarizar al alumno con el nuevo contenido. Se debe ir dando estructura al nuevo conocimiento y, una vez bien elaborado y asentado, pasar a procesos cognitivos más complejos como lo es el análisis reflexivo y profundo.

La teoría de la carga cognitiva da apoyo a los modelos de la enseñanza explícita, dado que estos modelos tienden a estar en sintonía con la forma en cómo los cerebros humanos aprenden de forma más efectiva. En los modelos explícitos de la instrucción el profesor muestra de forma muy clara a los estudiantes qué es lo que tienen que hacer, cómo hacerlo y qué pasos deben seguir, en vez de esperar que los estudiantes descubran por su propia cuenta los pasos a seguir o que descubran de forma activa nueva información.

Naturalmente, estos modelos tienen sus puntos criticables, como el de dejar de lado el hecho de que los alumnos pueden desempeñar un papel activo en su propio aprendizaje, descubriendo por su propia cuenta y usando la creatividad y la inventiva para encontrar nuevas soluciones a todo tipo de problemas. No obstante, sí que es cierto que hay determinadas materias y lecciones en lo que lo preferible es desmenuzar el aprendizaje en pasos más pequeños y digeribles para facilitar su adquisición.

Conocimiento y pensamiento crítico

Uno de los aspectos más interesantes de la teoría es que primero se deben “conocer las cosas” para posteriormente poder pensar críticamente sobre ellas. La infomación se puede procesar realizando dos procesos: la adquisición de conocimiento y la resolución de problemas. Estos dos procesos son fundamentales para el aprendizaje, pero se deben hacer por separado para no sobrecargar nuestra memoria de trabajo y evitar que el procesamiento de la información sea deficiente.

El modelo de Sweller se muestra crítico con la enseñanza en la que se abusa del aprendizaje por medio de la resolución de problemas, sobre todo si antes no se ha aprendido o familiarizado con la temática relacionada con el problema a resolver.

Es habitual que la adquisición del conocimiento y la resolución de un determinado problema acabe superponiendo en este estilo de enseñanza, haciendo que el alumno no aprenda nada ni sepa como resolver el problema que se le plantea.

La resolución de problemas ocupa un amplio ancho de banda cerebral, por así decirlo. Lo que se quiere decir con esto es que resolver un problema implica una elevada carga cognitiva, carga la cual tendrá que competir con otra carga la de adquirir un nuevo conocimiento en caso de que no se haya aprendido. Si no se han adquirido unos determinados esquemas muy difícilmente se pueden hacer procesos complejos con ellos.

Referencias bibliográficas:

  • Sweller, J., van Merrienboer, J., & Paas, F. (1998). Cognitive architecture and instructional design. Educational Psychology Review, 10, 251-296.
  • Sweller, J. (2003) Evolution of Human Cognitive Architecture, In The Psychology of Learning and Motivation, Volume 43. Brian Ross (eds.). San Diego: Academic Press.