mapas conceptuales: representando conocimiento (1 de 2)

Cómo organizar el conocimiento con Mapas Conceptuales

Cómo organizar conocimientocon Mapas Conceptuales

Módulo I: Representando conocimiento con Mapas Conceptuales

Alex Rayón [email protected]

UTIC – Innovación, DeustoTech-LearningUniversidad de Deusto4 de Febrero del 2013

mailto:[email protected]


Esta presentación ofrece una visión sobre cómo representar conocimiento de cualquier área del saber a través del uso de los mapas conceptuales, así que como de las herramientas disponibles para ello

Contenidos del Módulo I Introducción Mapas conceptuales Aprendizaje y mapas conceptuales

3Cómo organizar el conocimiento con Mapas Conceptuales

Contenidos

Introducción

Mapas conceptuales

Aprendizaje y mapas conceptuales


Introducción

Para un docente, lo importante no es la tecnología, sino lo que sus alumnos pueden hacer con ella

Los alumnos harán el uso que se los proponga

En el fondo no hay ningún cambio sustancial en lo que hacemos

Tampoco en lo que les hacemos hacer a los alumnos

Las TIC están a nuestro servicio

Por ejemplo, si usamos las TICs sólo para presentar contenidos, no nos extrañemos que los resultados sean similares a los obtenidos con las herramientas anteriores de presentar contenidos


IntroducciónContenidos instruccionales

Textos

Dibujos

Gráficos

Hipermedia

Mind maps

Imágenes

Cómics

Presentaciones

PostersMultimedia

Juegos

Vídeo

Audio

Simulaciones

MapasMultimedia

Cronogramas


IntroducciónLas TIC

No es la herramienta o la acción por la acción lo importante

Sino que se puede decidir qué artefactos se proponen crear a los alumnos en función de los procesos cognitivos que se quieran promover y los objetivos a alcanzar

También podemos decidir qué artefactos se alinean mejor con los contenidos del currículum y cuál es la metodología didáctica más adecuada en función de nuestro contexto

Así, nuestros estudiantes, con sus conocimientos previos, pueden realizar una tarea o actividad concreta

Todos estos pasos son la clave del uso didáctico de las TIC


Contenidos

Introducción

Mapas conceptuales



Mapas conceptualesIntroducción

Un mapa conceptual es una técnica sencilla que permite representar el conocimiento de forma gráfica

Se compone de:

Nodos que representan conceptos

Enlaces que representan las relaciones entre los conceptos

Para formar un mapa conceptual, se parte de un concepto central y se plasman alrededor los conceptos relacionados.

Éstos, a su vez, se pueden presentar en relación a otros conceptos


Mapas conceptualesIntroducción (II)

Fuente: http://webquest.infoespacio.net/spip.php?article3


Mapas conceptualesIntroducción (III)

Fuente: http://cosntructivistas.blogspot.com.es/2011/03/mapa-conceptual-del-concepto-de.html


Mapas conceptualesIntroducción (IV)

Son diagramas representados con un lenguaje visual

En sus características es similar al texto del lenguaje natural

Los textos, bloques de texto o nodos de cualquier morfología pueden someterse a relaciones sintácticas y semánticas

La capacidad representativa puede establecerse tanto de una manera informal o semiformal, hasta sumamente formal


Mapas conceptualesDefinición

Ni el término concepto ni el término mapa poseen definiciones exactas

Cada término se emplea en el lenguaje común con diferentes significados

Poseen una gran variedad de precisiones diferentes al utilizarse como términos técnicos en diferentes disciplinas

El término compuesto mapa conceptual hereda connotaciones de toda esta variedad de usos y además tiene los suyos propios


Mapas conceptualesDefinición (II)

Eso sí, no es un mapa mental...

El mapa mental o Mind Mapping fue creada por el británico Tony Buzan

Consiste en que a partir de un concepto central se dibujen de 5 a 10 ideas

A partir de cada una de las palabras derivadas, se desarrollan a su vez de 5 a 10 ideas

Tiene copyright


Mapas conceptualesDefinición (III)


Para muchas personas las dos técnicas pueden parecer similares

Gran parte de su diferencia estriba en la capacidad visual del mapa mental y las conexiones que realiza

El mapa mental busca imágenes para su construcciónLas imágenes conectan rápidamente con otras ideas afines

Así, un mapa mental tiene una gran capacidad visual para generar nuevas conexiones y retener las ideas con el hemisferio visual del cerebro


Mapas conceptualesDefinición (IV)


Los mapas conceptuales tienen una estructura muy rígida

Sólo se pueden realizar de ese modo

Los mapas mentales, por el contrario, son únicos.

También se trata de una forma gráfica de organizar contenidos, pero se usan como complemento mnemotécnico, como una forma de representar gráficamente las ideas tal y como aparecen en nuestra mente


Mapas conceptualesDefinición (V)


Mapas conceptualesDefinición (VI)

“Jerarquía de diferentes niveles de generalidad, inclusividad o importancia conformado de conceptos, proposiciones y palabras

enlace”

(Novak y Gowin, 1988)

Los conceptos:

Objetos

Eventos

Hechos

Situaciones

Etc.

Éstos, se representan en círculos llamados nodos


Mapas conceptualesDefinición (VII)

Tres tipos de conceptos

Supraordinados: mayor nivel de inclusividad

Coordinados: igual nivel de inclusividad

Subordinados: menor nivel de inclusividad

Las proposiciones

Unión de dos o más conceptos relacionados entre si, mediante una palabra enlace

Las palabras enlace

Expresan el tipo de relación existente entre dos o más conceptos

Se representan a través de líneas rotuladas


Mapas conceptualesDefinición (VIII)

Fuente: http://www.infovis.net/printMag.php?num=141&lang=1


Mapas conceptualesHistoria

La representación gráfica del espacio mental tiene una larga trayectoria

Autores como Leibniz (1646), Euler (1707), Carroll (1832) o Venn (1834) ya hicieron estas abstracciones

Es más, los diagramas se emplearon muchos siglos antes

El filósofo neoplatónico Porfirio (233-305 d.C.) incluyó como el árbol lógico o árbol de Porfirio como una Introducción al libro Categorías de Aristóteles


Mapas conceptualesHistoria (II)

Árbol de Porfirio: primera red semántica


Mapas conceptualesHistoria (III)

En 1880 Venn introdujo los diagramas de Venn en el artículo On the Diagrammatic and Mechanical Representation of Propositions and Reasonings

Fuente: http://www.flickr.com/photos/porternovelli/3162357420/


Mapas conceptualesHistoria (IV)

A partir de entonces el uso de diagramas en lógica formal se convirtió en algo común

Se empiezan a utilizar en el ámbito de la didáctica de las disciplinas científicas cuando Novak en 1984 utiliza el término concept map para definir

“Un dispositivo esquemático que representa un conjunto de significados conceptuales incluidos en una

estructura de proposiciones"


Mapas conceptualesHistoria (V)

En el ámbito educativo, los mapas conceptuales tienen su origen en el movimiento de aprendizaje del constructivismo

De hecho, el trabajo de Novak se asienta en las teorías cognitivas de David Ausubel (teoría de la asimilación)

Éste destacó la importancia del conocimiento previo de ser capaces de aprender nuevos conceptos


Mapas conceptualesHistoria (VI)

Novak utilizó esta idea con jóvenes de seis años para hacer mapas conceptuales para representar su respuesta a cuestiones como

¿Qué es el agua?

¿Qué es lo que provoca haya diferentes estaciones a lo largo del año?


Mapas conceptualesHistoria (VII)

Fuente: http://cmapspublic2.ihmc.us/servlet/SBReadResourceServlet?rid=1193752441468_657385564_14619&partName=htmltext


Mapas conceptualesUtilización

Inteligencia Artificial: Quillian desarrolló una forma de mapa conceptual que se denominó redes semánticas y que se usa ampliamente para la representar el conocimiento formal

Lingüística: Graesser y Clark han desarrollado un análisis de formas de argumentación en el texto en forma de mapas conceptuales estructurados en ocho tipos de nodos y cuatro tipos de enlaces

Historia de la ciencia: la dinámica de mapas conceptuales se ha usado también para representar los procesos de cambio conceptual de las revoluciones científicas

Filosofía de la ciencia: Toulmin desarrolló una teoría de argumentación científica basada en mapas conceptuales


Mapas conceptualesUtilización (II)

El uso de diagramas y el diseño de mapas conceptuales es una práctica corriente en numerosas disciplinas

Tormenta de ideas

Organizar una argumentación

Utilización de redes semánticas en inteligencia artificial

Grafos vinculados en mecánica o ingeniería eléctrica

Redes de Petri en comunicaciones

Grafos categoriales en matemáticas,

Diseño de las organizaciones para la toma de decisiones

Toma de decisiones políticas,

etc.


Mapas conceptualesEstructura

El mapa conceptual pretende replicar la estructura de la realidad en un espacio lógico

Mediante la articulación de los predicables (esto es, los universales, considerados sólo en su dimensión lógica)

En un árbol que va de lo más indeterminado (genérico) a lo más determinado y concreto (singular)


Mapas conceptualesEstructura (II)

Un vistazo a un mapa conceptual sencillo:


Mapas conceptualesEstructura (III)

En él podemos observar varias características, que son comunes a todos los mapas conceptuales:

Palabras encerradas entre rectángulos, que son los conceptos elementos (generalmente sustantivos) que consituyen las piezas clave del contenido que queremos organizar

Conectores que unen los distintos conceptos para formar proposiciones:

Las plantas tienen hojas

Los profesores enseñan matemáticas

Los alumnos estudian mapas conceptuales


Mapas conceptualesEstructura (IV)

Características:

Las palabras de enlace que unen los distintos conceptos suelen ser verbos o verbos más adverbios

Los conceptos se ordenan siguiendo un estricto orden jerárquico

Siempre hay un concepto principal, y por debajo de él se van colocando los conceptos relacionados

Normalmente, los mapas conceptuales suelen responder a una pregunta

¿Cómo son las plantas?

¿Qué enseñan los profesores?

¿Qué estudian los alumnos?


Mapas conceptuales¿Cómo se elabora?

1) Subrayar los conceptos o palabras clave del tema

2) Hacer una lista a manera de inventario de los conceptos

3) Seleccionar por niveles de inclusividad los conceptos y clasificarlos como supraordinados, coordinados o subordinados

4) Seleccionar el tema o tópico del mapa conceptual y escribirlo en el nodo superior


Mapas conceptuales¿Cómo se elabora? (II)

5) Escribir los conceptos en los nodos supraordinados, coordinados o subordinados, jerarquizándolos por sus diferentes niveles de inclusión

6) Escribir las palabras enlace entre los conceptos y representarlas a través de líneas entre nodos

7) Revisar el mapa para identificar relaciones que no haya establecido anteriormente

8) Escribir el título del mapa conceptual y si es necesario una breve explicación del mismo


Mapas conceptualesAnálisis

La noción de mapa conceptual precisa de tres niveles de análisis:

1) Perspectiva abstracta: los nodos unidos por arcos pueden verse como representaciones de grafos, usando el término tal y como se define en matemáticas

2) Perspectiva de visualización: diagramas, usando el término para significar un dibujo que utiliza una semiótica razonablemente bien entendida para alguna comunidad

3) Perspectiva del discurso: modo de representar la comunicación del conocimiento por medio de un lenguaje visual


Mapas conceptualesAnálisis (II)

Cada perspectiva tiene aspectos comunes y diferentes entre sí

1) Desde una perspectiva abstracta

La estructura básica de los datos de un mapa conceptual es un hipergrafo clasificado que consta de nodos, algunos de los cuales se unen

Cada nodo tiene un tipo, un identificador único y un contenido (que puede ser estructurado, por ejemplo, como una etiqueta más otros datos

Un nodo puede incluir otros nodos que dan al grafo una estructura de hipergrafo en el que un solo enlace puede conectar un conjunto de nodos

Los enlaces pueden ser dirigidos o no dirigidos, representados visualmente por líneas entre nodos con o sin cabezas de flecha


Mapas conceptualesAnálisis (III)

2) Desde una perspectiva de visualización

Para suministrar una relación constante entre los rasgos visuales como signos y su infraestructura semiótica

Los atributos visuales de nodos y enlaces tienen que darse en una correspondencia única de uno a uno con sus tipos


Mapas conceptualesAnálisis (IV)

3) Desde una perspectiva de discurso

La estructura abstracta representada como un diagrama en términos visuales se entiende como una forma de representar la comunicación del conocimiento porque está sujeto a la interpretación por alguna comunidad de referencia

En esto hay un paralelismo exacto entre el lenguaje natural y el lenguaje visual

Las estructuras abstractas gramaticales y sus expresiones en un medio toman el significado sólo por las prácticas de una comunidad de discurso


Mapas conceptualesGeneración

Los mapas conceptuales pueden ser generados:

Manualmente: un usuario introduce los datos

Automáticamente (o semiautomática): existen numerosas herramientas


Mapas conceptualesGeneración → Manuales

Programas manuales específicos para generar mapas conceptuales

Knowledge Manager [http://www.knowledgemanager.it/]

MindMapper [http://www.mindmapper.com/]

FreeMind [http://freemind.sourceforge.net/wiki/index.php/Main_Page]

Etc.

http://www.knowledgemanager.it/

http://www.mindmapper.com/

http://freemind.sourceforge.net/wiki/index.php/Main_Page


Mapas conceptualesGeneración → Automáticos

Programas automáticos

Los métodos utilizados son muy variados

Inferencia con redes formales semánticas para generar nodos adicionales de forma automática

Análisis del texto

Se usa comúnmente en los sistemas de recuperación de datos

El documento es tratado como un conjunto de entidades que son oraciones cuyos rasgos son las palabras que contienen

Las reglas son sacadas usando deducciones empíricas


Mapas conceptualesGeneración → Automáticos (II)

Existe una conexión natural entre el tipo de estructura y el aspecto visual que permite manejar los factores humanos de un modo uniforme y constante

Hay también formas naturales de manipulación directa de los mapas visualmente presentados que hace posible la interacción con ellos mediante primitivas.


Mapas conceptualesGeneración → Automáticos (III)

TreeMap para visualizar estructuras jerárquicas http://www.cs.umd.edu/hcil/treemap/

Fuente: http://www.cs.umd.edu/hcil/treemap/


Mapas conceptualesGeneración → Automáticos (IV)

Kartoo (http://www.kartoo.com) que genera un mapa conceptual como resultado de una búsqueda y nos muestra el mapa conceptual

en nuestro propio navegador


Mapas conceptualesBase de conocimiento

Las bases de conocimiento van un paso más allá

No se trata únicamente de almacenar y consultar datos o hechos

Es preciso establecer un dominio y representar objetos y relaciones mediante un lenguaje y un vocabulario (ontología) de representación que sea expresivo, conciso, inequívoco, independiente del contexto, eficiente, claro y correcto

Además de hechos, almacena un conjunto de reglas que se sirven de esos hechos para obtener información que no está almacenada de forma explícita

Una base de conocimiento es, pues, lo que se denomina un sistema experto


Mapas conceptualesBase de conocimiento (II)

Nacieron a partir del desarrollo de la Inteligencia Artificial

No se trataba de organizar grandes cantidades de datos, sino organizar elementos de conocimiento en forma de hechos y reglas y establecer la forma en que estos elementos deben ser utilizados

Una base de conocimiento también ha de tener conocimiento sobre sí misma

Es decir, ante una consulta no debe limitarse a dar una respuesta afirmativa o negativa, sino que puede responder con un lo desconozco

Así, ayudan a exponer hipótesis filosóficas, psicológicas, lingüísticas, etc.


Mapas conceptualesRed semántica

Son sistemas de organización del conocimiento que estructuran los conceptos, no como una jerarquía sino como una red

Los conceptos son nodos, con varias relaciones que se ramifican hacia fuera de ellas

Las relaciones pueden incluir relaciones tipo todo-parte, causa-efecto, padre-niño, "es un" o "es parte".

Así, conforman grafos orientados que proporcionan una representación declarativa de objetos, propiedades y relaciones

Los nodos se utilizan para representar objetos o propiedades

Los arcos representan las relaciones entre nodos

El mecanismo de inferencia básico en las redes semánticas es la herencia de propiedades


Mapas conceptualesRed semántica (II)

Muchas disciplinas han desarrollado técnicas de realización de diagramas que constituyen lenguajes formales visuales que representan el conocimiento operacional en forma esquemática

El filósofo y lógico Charles S. Pierce desarrolló sus grafos existenciales como una técnica formal de razonamiento para la inferencia lógica y en años recientes se ha estado cultivando el interés en el estado formal de las pruebas visuales en matemáticas

En Inteligencia Artificial, Sowa ha desarrollado los grafos de Peirce como estructuras formales conceptuales para la representación de la inferencia lógica de las declaraciones del lenguaje natural


Mapas conceptualesRed semántica (III)

La presentación visual de las estructuras de conocimiento ha sido un rasgo característico de las redes semánticas desde sus inicios

En la adquisición de conocimiento, en particular, la presentación de conocimiento formal ha sido algo importante para su validación.

Hay muchas técnicas para tal adquisición pero todas ellas, en última instancia, terminan en una base de conocimiento que opera con la semántica formal

Es preciso, por tanto, un lenguaje visual que ofrezca tanto formas comprensibles como posibilidades formales atractivas no sólo para la comprensión, sino también para la corrección, y para las partes del proceso de adquisición del conocimiento en sí mismo


Mapas conceptualesRed semántica (IV)

El temprano desarrollo de redes semánticas acabó en fuertes críticas sobre la semántica de diagramas particulares ya que ésta no estaba bien definida

Los nodos, arcos y sus etiquetas podían usarse muy libremente y con una gran ambigüedad, y los diagramas estaban sujetos a interpretaciones diferentes

En los años 70 existían propuestas para formalizar una red semántica bien definida y esto hizo factible que la semántica formal fuera desarrollada para sistemas de representación de conocimiento terminológicos

En 1991, Profits estableció una semántica formal para mapas conceptuales para sistemas terminológicos lógicos


Mapas conceptualesGrafos conceptuales

Los grafos conceptuales se suelen utilizar para representaciones lógicas

Se definen formalmente en una sintaxis abstracta que es independiente de la notación

La formalización puede ser representada en varias notaciones concretas diferentes

Display Form (DF): representados en la forma de presentación gráfica

Conceptual Graph Interchange Form (CGIF): definición formal del formato de intercambio de grafos conceptuales

Lineal Form (LF): forma compacta, pero legible o forma lineal


Mapas conceptualesGrafos conceptuales (II)

Display Form (DF)


Mapas conceptualesGrafos conceptuales (III)

Conceptual Graph Interchange Form (CGIF)


Mapas conceptualesGrafos conceptuales (IV)

Lineal Form (LF)


Mapas conceptualesGrafos conceptuales (V)

Cada grafo conceptual se representa en cada una de estas 3 formas y es trasladado a su representación lógica equivalente en cálculo de predicados en el formato de intercambio de conocimiento Knowledge Interchange Format (KIF)

La especificación se puede consultar aquí

http://logic.stanford.edu/kif/dpans.html


Contenidos

Introducción

Mapas conceptuales



Aprendizaje y mapas conceptualesIntroducción

Los mapas conceptuales fueron desarrollados en la década de 1960 por Joseph D. Novak, profesor emérito en la Universidad de Cornell, basándose en la teorías de David Ausubel del aprendizaje significativo

Según Ausubel: “El factor más importante en el aprendizaje es lo que el sujeto ya conoce"

Así, el aprendizaje significativo ocurre cuando una persona consciente y explícitamente vincula esos nuevos conceptos a otros que ya posee


Aprendizaje y mapas conceptualesIntroducción (II)

Cuando se produce ese aprendizaje significativo, se registran una serie de cambios en nuestra estructura cognitiva

Se modifican los conceptos existentes

Se forman nuevos enlaces entre ellos

Así, dicho aprendizaje dura más y es mejor que la simple memorización:

Los nuevos conceptos tardan más tiempo en olvidarse

Se aplican más fácilmente en la resolución de problema


Aprendizaje y mapas conceptualesAprendizaje significativo

Según Novak, los nuevos conceptos son adquiridos por:

Descubrimiento: los niños adquieren sus primeros conceptos y lenguaje

Aprendizaje receptivo: cómo aprenden los niños en la escuela y los adultos

El problema de la mayor parte del aprendizaje receptivo en las escuelas, es que los estudiantes memorizan definiciones de conceptos, o algoritmos para resolver sus problemas,

Fallan en adquirir el significado de los conceptos en las definiciones o fórmulas

En el libro Aprender a aprender, Novak afirma que un "Aprendizaje significativo implica la asimilación de nuevos conceptos y propuestas en las estructuras cognitivas"


Aprendizaje y mapas conceptuales¿Qué aporta?

Facilitan una rápida visualización de los contenidos de aprendizaje

Favorecen el recuerdo y el aprendizaje de manera organizada y jerarquizada

Permiten una rápida detección de los conceptos clave de un tema, así como de las relaciones entre los mismos

Sirven como un modelo para que los alumnos aprendan a elaborar mapas conceptúales de otros temas o contenidos de aprendizaje

Permiten que el alumno pueda explorar su conocimientos previos acerca de un nuevo tema, así como para la integración de la nueva información que ha aprendido


Aprendizaje y mapas conceptualesAprendizaje significativo

“Cómo cargarse una actividad de aprendizaje colaborativo”

Si se trata de razonar con conceptos matemáticos, la colaboración, dicen, puede mejorar los resultados de aprendizaje de los estudiantes, dado que promueve la “elaboración mutua”

Si, por el contrario, el material de aprendizaje propone prácticas de procedimientos, la colaboración puede terminar en una distribución de tareas y reducir las oportunidades de práctica necesarias para desarrollar destrezas procedimentales fluídas


Aprendizaje y mapas conceptualesAprendizaje significativo (II)

“Cómo cargarse una actividad de aprendizaje colaborativo”

¿Los resultados?

La colaboración mejoró los resultados durante la fase de aprendizaje en ambas condiciones (conceptual y procedimental)

Sin embargo, los materiales tuvieron efectos diferentes en la calidad de la colaboración de los estudiantes:

El material de tipo conceptual promovió la elaboración mutua

El procedimental promovió la distribución de tareas y conductas poco efectivas de aprendizaje

La colaboración, concluyen los autores, influenció positivamente la asdquisición de conocimiento conceptual, y no produjo efectos positivos en la adquisición de conocimiento procedimental


Aprendizaje y mapas conceptualesAprendizaje significativo (III)

“Cómo cargarse una actividad de aprendizaje colaborativo”Así, cuando proponemos un trabajo en grupo a nuestros estudiantes en el que no hay diferentes roles y sí tareas que, al dividirse, dejan de tener sentido, hay que tener cuidado con la colaboración

Quizá los alumnos decidan dividirse el trabajo y “juntar” luego los resultados parciales

Además, una tarea conceptual también puede ser Taylorizada por los estudiantes

Leer, analizar, discutir y evaluar un texto en grupo y les propones algunas preguntas generales, que crees que les orientarán sobre lo más relevante del texto, y van y se dividen el texto en n partes, más o menos del mismo tamaño, donde n es el número de miembros del grupo

Una parte importante de nuestro trabajo como docentes es diseñar actividades que ofrezcan a los estudiantes oportunidades para aprender


Aprendizaje y mapas conceptualesAprendizaje activo

Cuando se realiza un mapa conceptual, se obliga al estudiante a relacionarse, a jugar con los conceptos, a que entienda el contenido

No es una simple memorización

Se debe prestar atención a la relación entre los conceptos

Es un proceso activo


Bibliografía

Lo importante no es la tecnología, sino lo que tus alumnos pueden hacer con ella [Online]. URL: http://elbonia.cent.uji.es/jordi/2011/05/08/lo-importante-no-es-la-tecnologia-sino-lo-que-tus-alumnos-pueden-hacer-con-ella/

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http://users.bestweb.net/~sowa/cg/cgstand.htm#Header_48

http://opinionator.blogs.nytimes.com/2012/03/26/a-picture-of-language/?src=me&ref=general

http://www.hipertext.net/web/pag224.htm


Copyright (c) 2013 Alex Rayón Jerez, University of DeustoThis work (but the quoted images, whose rights are reserved to their owners*) is licensed

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http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/


Profesor: Alex Rayón JerezBilbao, February 2013

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Alex Rayón Jerez

[email protected] contact me, so many ways :-) http://alexrayon.es/alex-rayon-20/

mailto:[email protected]

http://alexrayon.es/alex-rayon-20/

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