La construcción y manipulación de las representaciones internas se realiza por medio de habilidades que requieren ser desarrolladas. En forma análoga a la construcción del conocimiento que se realiza a partir de conceptualizaciones previas, la manipulación de modelos requiere de habilidades cognitivas previamente adquiridas (Pozo Municio, 1996).
Las habilidades cognitivas son operaciones de la mente necesarias para realizar una tarea, además son facilitadoras del conocimiento al ser las responsables de adquirirlo y recuperarlo para utilizarlo posteriormente (Reed, 2007). Laorden, García y Sánchez, (2005, p.4) señalan que “se entiende por habilidad la acción que por la continuidad con la que se repite se convierte en una predisposición o hábito” y que tales habilidades son las que un estudiante pone en juego para aprender en una situación dada.
Son habilidades cognitivas:
Analizar. Descomponer en partes materiales o conceptuales más simples y determinar la manera en que éstas se relacionan o se interrelacionan con una estructura completa, o con un propósito determinado. Involucra: diferenciar, organizar, atribuir, diferenciar entre componentes.
Aplicar. Efectuar un procedimiento de modo que un conocimiento ya conocido se usa en el desarrollo de un nuevo producto, modelo, procedimiento, u objeto.
Calcular. Operar sobre un algoritmo en forma manual, verbal (oral o escrita), mental o mediante el uso de tablas, calculadoras y/o computadoras.
Comprender. Establecer relaciones y construir significado. Involucra otras habilidades tales como: interpretar, resumir, inferir, clasificar, comparar, explicar, ejemplificar; Comparar.Establecer una relación entre dos entes de un mismo conjunto o clase. Codificar. Expresar el mismo objeto a través de formas y signos diferentes para un
mismo modelo. Permite distintas puertas de entrada a un mismo concepto.
Identificar. Distinguir el objeto de estudio sobre la base de sus rasgos esenciales, excluyendo lo accesorio.
Interpretar.Atribuir significado a las expresiones y representaciones de modo que éstas adquieran sentido en función del propio objeto.
Diferenciar. Reconocer las características que señalan la diversidad de entidades. Elaborar algoritmos. Organizar una sucesión de operaciones en la búsqueda de la
solución de un problema. Tiene una doble significación. Es cognoscitiva como soporte teórico que expresa la secuencia lógica y estricta de la dinámica del modelo y de su formación; es metodológica como sucesión de operaciones mentales que pueden servir como base para la acción).
Graficar e interpretar gráficos. Representar relaciones geométricas entre objetos, diagramas o tablas. Colegir las relaciones existentes, a partir de su representación gráfica. Comunicar información de manera visual.
Modelizar. Asociar a un objeto o sujeto o situación en la que ellos participan, una representación simplificada con las características, comportamientos o relaciones que se estiman relevantes.
Recordar. Recuperar información (conceptos, relaciones, principios, datos) de experiencias vividas o aprendizajes ya logrados.
Visualizar. Elaborar una imagen de una situación dada. Requiere de dos tipos de habilidades: captación de representaciones visuales externas, que implica leer y comprender gráficos y diagramas, y construcción de imágenes mentales internas que implica transformar conceptos, relaciones e imágenes en otra clase de información. Desde un punto de vista amplio, las habilidades cognitivas se diferencian en generales y específicas. Las habilidades cognitivas generales son aquellas que un sujeto pone en juego en situaciones muy diversas por ser de necesidad común a todas ellas. Las habilidades cognitivas específicas están referidas a un dominio dado de conocimiento, como por ejemplo el pensamiento científico.
Otra forma de diferenciar las habilidades cognitivas es aquella que distingue entre básicas y superiores. Las básicas son consideradas como centrales, ayudan a construir las habilidades cognitivas superiores y pueden ser utilizadas en diferentes momentos del proceso de pensamiento y en más de una ocasión. Entre ellas se ubican: enfoque, obtención y recuperación de información, organización, análisis, transformación y evaluación. Las habilidades superiores están vinculadas con cuestiones más complejas como la resolución de problemas, la toma de decisiones, el pensamiento crítico, el pensamiento creativo (Ramos y otros, 2010).
Páez y otros (2012) consideran las habilidades cognitivas en cuatro grupos de características diferentes: descriptivas, analíticas, críticas y creativas.
El estudio de tales habilidades fue objeto de muchas investigaciones inicialmente orientadas a juegos y sin contenido específico. Dado que son las habilidades cognitivas y los procesos reflexivos los que incorporan el modo como se realizan las necesarias explicaciones y justificaciones en el marco de cada disciplina, es importante que las prácticas universitarias favorezcan el desarrollo de los mismos (Perkins, 2008). Este autor reconoce una forma de conocimiento superficial en la que no se alcanza una comprensión auténtica, lo designa conocimiento frágil y lo vincula a un pensamiento pobre y a prácticas dirigidas hacia la búsqueda de conocimiento de hechos y rutinas en el qu e el conocimiento se olvida, no se puede aplicar, o se ritualiza.
Glaser (1998) señala como hipótesis que los cambios en la base del conocimiento influyen en el nivel cognoscitivo más que los ejercicios de la memoria en sí mismos.
Kirby (1988) diferencia entre estrategias y habilidades; considera a las habilidades como rutinas cognitivas para realizar tareas específicas, mientras que una estrategia es el medio de seleccionar, combinar o rediseñarlas.
En física, uno de los motivos de fallas en la resolución de problemas se atribuye a la falta de participación de los estudiantes en actividades constructivas cognitivas para refinar, modificar y extender adecuadamente el conocimiento cualitativo de esta disciplina (Ploetzner y VanLehn, 1996).
Fitts (1964) considera tres fases en la adquisición de habilidades motoras que se pueden extender a las habilidades cognitivas: inicial, intermedia y final. En la inicial se intenta entender el nuevo conocimiento pero sin ser capaz de aplicarlo. En la siguiente fase intermedia, se dispone de algún conocimiento pero no todo el necesario; comienza con la aplicación de una sola relación a la que posteriormente se van sumando otras, es decir, se realiza el proceso de adquirir una habilidad y desarrollarla por medio de su práctica. En la fase final, los estudiantes pueden ejecutar las acciones sin errores. La habilidad ya es independiente de los conocimientos pues ha sido interiorizada de tal manera que su aplicación en casos simples es fluida y automática.