Ciências & Cognição 2008; Vol 13 (3): 263-279 <http://www.cienciasecognicao.org>
© Ciências & Cognição
Submetido em 16/06/2008 | Revisado em 01/10/2008 | Aceito em 15/10/2008 | ISSN 1806-5821 – Publicado on line em 30 de novembro de 2008
Revisão
Revisão crítica do currículo integrado às tecnologias
computacionais
Critic review of computing technologies integrated into the curriculum
Elise Mendes
Universidade Federal de Uberlândia, Faculdade de Educação, Núcleo de Pesquisa em
Tecnologias Cognitivas, Uberlândia, Minas Gerais, Brasil
Resumo
Os modelos estáticos de currículo sofrem o impacto do desenvolvimento das tecnologias
digitais e das pesquisas cognitivas. Grandes cientistas contemporâneos influenciam o
pensamento de pesquisadores e educadores em direção à reforma da educação, em um novo
contexto - o papel da tecnologia na aprendizagem. As pesquisas sobre a maneira como as
tecnologias computacionais modificam o processo de aprendizagem, sobre a criação de
ambientes virtuais distribuídos e o desenvolvimento de metodologias de ensino que estimulem
o pensamento formal e a aprendizagem cooperativa são indispensáveis nos atuais projetos de
ensino. De acordo com essas perspectivas, esse artigo analisa fundamentos de desenhos
pedagógicos que integram as tecnologias computacionais ao currículo, à luz de teorias
cognitivas e instrucionais construtivistas, com o intuito de identificar princípios para a
construção de um currículo que estimule o aprender a aprender com tecnologias. Essa revisão
crítica é direcionada à formação de professores e alunos em sistemas distribuídos. © Cien.
Cogn. 2008; Vol. 13 (3): 263-279.
Palavras-chave: currículo; construtivismo; desenho pedagógico; tecnologias
computacionais.
Abstract
The static models of curriculum suffer the impact of the development of digital technologies
and cognitive research. Great contemporary scientists influence the thought of researchers and
educators toward the reform of education in a new context - the role of technology in learning.
The research on how computing technologies modify the learning process, on the creation of
distributed virtual environments and on the development of teaching methodologies that
stimulate formal thought and cooperative learning, are indispensable in the current projects of
education. According to these perspectives, this article analyzes the fundamentals of
pedagogical designs that integrate computing technologies into the curriculum, in the light of
cognitive and instructional constructivist theories, so as to identify principles for the
construction of a curriculum that stimulates learning to learn with technology. This critic
revision is directed at the formation of teachers and students in distributed systems. © Cien.
Cogn. 2008; Vol. 13 (3): 263-279.
Keywords: curriculum; constructivism; pedagogical design; computing
technologies.
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1. Introdução1
Vivemos em um período em que os conhecimentos científicos crescem rapidamente, e
a maioria desses conhecimentos é utilizada de forma instantânea no desenvolvimento de
novas tecnologias. Dentre essas, as tecnologias computacionais são os grandes fatores de
mudança na forma de viver da sociedade contemporânea e estão presentes em todas as
atividades humanas.
Devido a essas revoluções culturais, inúmeros artigos e livros discorrem sobre as
contribuições e dificuldades em introduzir as tecnologias computacionais na educação. Papert,
um dos autores mais reconhecidos nas pesquisas na área de Cibernética e Educação, trata da
resistência à mudança na estrutura física e metodológica das escolas quando discute a
utilização de computadores. Em seu livro A Máquina das Crianças (Papert, 1994), critica o
que as escolas fizeram com o computador: tornaram-no um “símbolo de status” e organizaram
um espaço denominado “Laboratório de Computadores”, sob o controle de um professor
“especializado”. Assim, para Papert, o computador perdeu seu aspecto mais revolucionário uma tecnologia que permite a construção do conhecimento, desafiando a idéia de fronteiras
entre as matérias. O uso do computador passou, então, a reforçar grades curriculares estáticas
que não estimulam a criatividade dos estudantes. Portanto, o que começara como um
instrumento de mudança foi neutralizado pelo sistema educacional e convertido em um
instrumento de manutenção do “status quo”. Mesmo ao dispor de um quadro de professores
progressistas, algumas escolas não sabem como utilizar os computadores porque não
resolveram o problema básico de sua organização, ou seja, a escola como um espaço de
construção de conhecimento (Scardamalia e Bereiter, 2000). A questão fundamental nos
países desenvolvidos, em que o uso dessas tecnologias nos processos de ensino é amplo, é
saber qual o tipo de educação irá preparar os estudantes para a vida na chamada ‘sociedade do
conhecimento’. Para os autores da academia americana e européia de ciência, a educação
deverá promover a flexibilidade de raciocínio, a criatividade, a capacidade de resolução de
problemas, a alfabetização científica e tecnológica, a habilidade para a busca de informação e,
acima de tudo, o que denominam “prontidão vitalícia para aprendizagem”, ou lifelong
learning (Crick, 2005; AAAS, 2001; European Commission, 2001; OECD, 2000; UNESCO,
2001, 2007).
Considerando as necessidades de formação humana na sociedade do conhecimento,
como professores formados por modelos de ensino programado irão estimular o
desenvolvimento dessas capacidades em seus alunos? Como utilizar as tecnologias
computacionais com o intuito de auxiliar a aprendizagem e o ensino sem transformá-las em
“ilhas de inovações tecnológicas” nas escolas (Dede, 1997)? Como as escolas poderão
garantir a qualidade e a manutenção do uso de computadores livres da sedução das grandes
promessas das empresas de software educacionais? Em síntese, como as tecnologias
computacionais poderão promover mudanças curriculares em grande extensão nas escolas
públicas?
Diante dessas questões, esse artigo revisional tem como meta estudar,, crítica e
sistematicamente, desenhos pedagógicos fundamentados em teorias cognitivas e instrucionais
construtivistas, com o objetivo de orientar a construção de um currículo cooperativo, via
internet, que atenda às peculiaridades da aprendizagem na sociedade contemporânea ― o
aprender a aprender com tecnologias.
2. O currículo integrado às tecnologias computacionais
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Adicionadas às necessidades de formação humana em nossa sociedade, as tecnologias
computacionais indicam mudanças inquestionáveis referentes ao currículo, tais como:
a) Recursos curriculares (de meio impresso para hipermeios);
b) Organização do conhecimento (de estrutura linear e hierárquica para estrutura
muldimensional e interligada na Web);
c) Mudança do locus da responsabilidade de criação de unidades curriculares (da elaboração
pelos professores de estruturas de unidades curriculares de aprendizagem, para criação de
currículos personalizados pelos estudantes e para propósitos particulares de unidades de
conhecimento) (Mioduser e Nachmias, 2002).
Devido a essas mudanças necessárias à educação, surgem novas discussões sobre
teorias cognitivas e instrucionais integradas às tecnologias computacionais para a construção
de um currículo nesse novo contexto.
2.1. Teorias cognitivas e teorias pedagógicas
A discussão contemporânea (Dinter, 1998; Duffy e Jonassen, 1992) que envolve a área
de ambientes de aprendizagem e modelos de ensino diz respeito à questão fundamental: o
trabalho científico na área de ensino e aprendizagem necessita de uma explícita
fundamentação epistemológica ou pode ser realizado independentemente dessa
fundamentação? Evidentemente, a atual posição da epistemologia, em relação à educação,
apresenta-se de forma inédita na nossa era, devido ao surgimento das tecnologias digitais que
modificaram a forma de pensar e aprender dos seres humanos e às contribuições recentes das
pesquisas cognitivas que recebem influências da Psicologia, Inteligência Artificial e da
Neurologia.
As implicações dos modelos de Piaget contribuem para a compreensão atual da
Ciência Cognitiva. Em seu livro Biologie et Connaissance (Piaget, 1967), ele demonstra que o
conceito de esquema, amplamente analisado em pesquisas atuais sobre cognição e inteligência
artificial, é originário dos esquemas de reflexo, dado que muitos reflexos e padrões de ação
fixa são anteriores a qualquer aprendizagem, portanto, os esquemas são determinados
geneticamente. A origem da inteligência, para Piaget (1987), surge do exercício dos reflexos.
Logo, a teoria de esquemas não pode ser compreendida sem os conceitos de assimilação e
acomodação, porque o reconhecimento de uma determinada situação é o resultado da
assimilação. A assimilação mental é “a incorporação dos objetos nos esquemas de conduta, e
esses esquemas nada mais são do que esboços das atividades suscetíveis de serem repetidas
ativamente” (Piaget, 1977: 18). Nesses termos, a assimilação apresenta um caráter
generalizador, e a acomodação, uma reorganização das estruturas mentais. É interessante
destacar que o “conhecimento procede da ação e toda ação que se repita ou se generalize por
aplicação a novos objetos engendra, por isso mesmo, um esquema, quer dizer, uma espécie de
conceito pragmático” (Piaget, 1977: 51).
A Teoria de Esquemas de Piaget é observada na Teoria dos Esquemas de Rumerlhart
(Rumerlhart et al., 1986), que afirma que o cérebro possui uma quantidade não especificada
de esquemas flexíveis que podem, interagindo com o ambiente, sofrer generalizações,
especializações e hibridização para se adaptar a um determinado problema. Em relação à
Teoria dos Esquemas e Memória Semântica, pesquisas contemporâneas sobre cognição
humana observam que o conhecimento é armazenado em blocos de informação ou esquemas
que compreendem a arquitetura mental para as idéias. Assim, esquema é uma estrutura de
dados que representa conceitos genéricos armazenados na memória (Matlin, 1998).
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A premissa básica da teoria de esquemas afirma que a memória humana é organizada
semanticamente por meio de redes dinâmicas (schemata) de inter-relações entre conceitos que
são conhecidas como redes semânticas. A relação entre esquema e memória se processa da
seguinte forma:
a) A memória semântica se refere à organização do nosso conhecimento sobre o mundo - uma
infinidade de conteúdos semânticos, conceitos do mundo físico e social;
b) Os esquemas são essas categorias de conhecimento sobre situações e sobre eventos
(Matlin, 1998).
Os estudos sobre memória semântica vêm estabelecendo um isoformismo entre
representações internas e um sistema formal lógico: as proposições. De forma geral, esses
estudos demonstram que as palavras são armazenadas na memória na forma de um conjunto
composto por uma rede de relações proposicionais. Essas relações ocorrem entre as partes e o
todo, por meio de unidades conceituais particulares e estruturas generalizáveis (schemata)
(Kurtz et. al., 1999). As informações provenientes do mundo estruturam-se hierarquicamente
segundo níveis de abstração.
Nota-se a influência da Teoria dos Esquemas na Teoria da Aprendizagem Significativa
de Ausubel e colaboradores (1980), no que se refere à assimilação conceitual por meio de
redes ─ aprendizagem superordenada, subordinada, correlativa e reconciliações integrativas.
Ausubel considera que a aprendizagem significativa requer um subsunçor para assimilar a
nova informação, esse subsunçor é o conceito superordenado que tem maior nível de inclusão
ou de generalização.
Mas, o que é conceito? Ausubel e colaboradores (1980) concebem os conceitos como
eventos, situações ou propriedades que possuem atributos essenciais comuns que são
designados por algum signo ou símbolo. Os atributos essenciais são adquiridos por meio de
experiência direta e por estágios sucessivos de formulação de hipóteses, testes e
generalizações. Essas unidades genéricas ou unidades categóricas se representam por
símbolos particulares e formam conceitos culturais. Segundo Abbagnano (2000: 164),
conceito é, em geral, todo processo que torne possível a descrição, a classificação e a
previsão dos objetos cognoscíveis. O termo conceito tem significado generalíssimo e pode
incluir qualquer espécie de sinal ou procedimento semântico, seja qual for o objeto que se
refere, abstrato ou concreto, próximo ou distante, universal ou individual. Como se observa,
diferentes autores concebem que a representação da realidade é possível mediante a existência
e o uso de conceitos e esses tornam possível a invenção de uma linguagem que pode ser
comunicada com uma relativa uniformidade para todos os membros de uma cultura. Assim, os
conceitos padronizam, simplificam e generalizam o ambiente por meio do estabelecimento de
equivalências, agrupamento de idéias relacionadas à experiência, categorizando, então, o
mundo em atributos criteriais (Novak e Gowin, 1984).
A continuidade das pesquisas sobre a representação do conhecimento em redes
semânticas de conceitos é marcada historicamente por Novak, teórico da metacognição, ao
criar uma tecnologia gráfica para representar o conhecimento humano: o mapa conceitual. A
organização e distribuição dos conceitos por meio de diferenciações progressivas,
reconciliações integrativas, interligados em rede semântica, são certamente trabalhos de
representação de estruturas mentais, instrumentos do pensamento que condensam uma
amplitude de experiências precedentes, abrem rotas alternativas para o seu destino e são
produtos da metacognição - processo de reflexão mental e consciente de reestruturação das
experiências.
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As pesquisas recentes sobre mapas conceituais analisam as relações entre a construção
do conhecimento da criança por meio de formação e assimilação de conceitos, e a relação
entre mapas conceituais e a memória humana. Novak e Cañas (2008) observam que um dos
importantes avanços para a compreensão da aprendizagem é de que a memória humana não é
um simples “recipiente” a ser preenchido, mas preferencialmente um conjunto complexo de
sistemas de memória interligada. Enquanto todos os sistemas da memória são
interdependentes, o sistema mais crítico para assimilar conhecimento na memória em longo
prazo é a memória em curto prazo (memória de trabalho ou operacional). Toda entrada de
informação é organizada e processada na memória de trabalho pela interação com o
conhecimento da memória em longo prazo. A limitação é de que a memória de trabalho
processa com pouco número de unidades (2 ou 3) em poucos segundos, no entanto, se elas
puderem ser ligadas por conceitos conhecidos aumentam-se as unidades lembradas (12 ou
mais). Por isso, para estruturar um vasto corpo de conhecimento a ser recebido e processado,
requer uma seqüência ordenada de interações entre a memória de trabalho e memória em
longo prazo. Essas são algumas razões, segundo os autores, para considerar o mapa conceitual
como uma tecnologia cognitiva que oferece suporte (scaffold or template) ao
desenvolvimento da aprendizagem significativa, uma vez que ajuda a organizar e estruturar o
conhecimento, mesmo que essa estrutura seja construída por pequenas unidades de interação
com conceitos e proposições conhecidas. Além disso, observam que é relativamente pequeno
o conhecimento científico sobre como se processa a memória e como é finalmente
incorporada em nosso cérebro, contudo, enfatizam os autores, os estudos apontam que o
cérebro humano trabalha para organizar o conhecimento em estrutura hierárquica, e que as
abordagens de aprendizagem que facilitam significativamente esses processos realçam as
capacidades de todos os alunos (Tsien e Blasenfelder, 2007 apud Novak e Cañas, 2008).
Adicionadas a essas pesquisas, Litman e Davachi (2008) verificam, em dois experimentos, os
benefícios da aprendizagem distribuída para a memória relacional, e observam que esses
estudos devem ter implicações no desenvolvimento de currículos e políticas educacionais (ver
Distributed Knowledge Design). Essas referências de Novak, Canãs, Litman e Davachi
validam os teóricos clássicos supracitados como Piaget, Rumerlhart, Matlin e Kurtz e
Ausubel.
Enfim, se o processo de dar significado ao mundo só é possível pela atividade do
pensar, e pensar “envolve conceitos: formá-los e relacioná-los entre si” (Glasersfeld, 1995),
conclui-se que a construção de mapas conceituais estimula o desenvolvimento do
pensamento, visto que para identificar conceitos superordenados e construir uma topologia
conceitual hierárquica por diferenciações progressivas, reconciliações integrativas e ligações
semânticas é necessário o processo cognitivo de generalização, categorização e reorganização
dos esquemas conceituais.
As pesquisas mundiais sobre mapas conceituais são reconhecidas pelo valor científico
quanto à:
i) Alfabetização científica e tecnológica na educação básica, as crianças crescem fazendo
ciência nas interações com fenômenos naturais e representando as suas assimilações em
mapas conceituais. Assim, aprendizagem de ciência inicia-se pela experiência com
fenômenos naturais, criam-se relações e definem-se conceitos e categorias, e finaliza-se
com a construção cooperativa de mapas conceituais;
ii) Construção de currículo distribuído por macromapas e submapas multidimensionais e
navegáveis;
iii) Educação a distância e cenários de aprendizagem em hipermeios e hipertextos. (Heeren e
Kommers, 1992; Mayes, 1992; Abrams, 1998; Towbridge e Wandersee, 1998; Anderson e
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Ditson, 1999; Shapiro, 1999; Hert et. al. 1999; AAAS, 2001; Mendes, 2002; Koppi, et al.,
2004; Chiu, 2004; Dutra et al., 2006; Tavares, 2007; Tseng et al., 2007; Coffey, 2007;
Novak e Cañas, 2008; Kao, e Lin, 2008).
2.2. Tecnologias cognitivas
Tecnologias cognitivas computacionais vêm sendo desenvolvidas para favorecer a
aprendizagem. Jonassen (1992) define tecnologias cognitivas como artefatos mentais e
computacionais que facilitam, orientam e estendem o processo de pensamento de seus
usuários. Muitas dessas estruturas, tais como estratégias cognitivas e metacognitivas, são
internas ao aprendiz. Além das tecnologias mentais, existem as externas, tais como os
artefatos computacionais. Essas tecnologias são usadas para desenvolver o processo cognitivo
significativo da informação e podem ser aplicadas aos problemas individuais e coletivos.
No entanto, como demonstra Jonassen (1992), os computadores não mediam
diretamente a aprendizagem. As pessoas não aprendem por meio de computador, livros,
vídeos ou outros instrumentos que foram desenvolvidos para transmitir a informação. A
aprendizagem é mediada pelo pensamento (processo mental); o pensamento é estimulado
pelas atividades de aprendizagem; e a aprendizagem é ativada pelo processo de intervenção
educacional, incluindo tecnologias.
Para Jonassen, as tecnologias computacionais só podem complementar e estender a
mente humana, encorajando o processo e a potencialidade para gerar a informação e ativando
o processo de construção do conhecimento, se a estrutura e o funcionamento dessas
tecnologias estiverem embasados em modelos ativos da mente (Jonassen, 1992). Dentre as
tecnologias cognitivo-computacionais que estimulam o processo metacognitivo dos
aprendizes e a compreensão de conceitos, podem ser citados os mapas conceituais, os
hipermeios e os micromundos, quando corretamente usados pelos alunos e orientados por
modelos cognitivos e pedagógicos.
Os hipermeios envolvem as modalidades auditiva e visual em uma integração de
mídias, tais como hipertexto, sons, gráficos, animações, vídeos, imagens e modelagem
espacial através de um sistema computacional (Nielsen, 1990). Dentre esses hipermeios,
destacam-se os softwares de simulação, sistemas de realidade virtual e estações de trabalho
que estimulam a manipulação de representações conceituais para que haja um melhor
entendimento de conceitos. Simulações diferem de softwares mais abertos pela possibilidade
de exploração em um domínio conceitual, o número de variáveis que podem ser manipuladas,
os detalhes e fidelidades das simulações, o tipo de representações que podem ser usadas na
simulação (animações, tabelas de resultados, gráficos de diferentes tipos, vídeo), e a
quantidade de recursos úteis para o aprendiz durante sua manipulação no ambiente de
simulação (Collis, 2002). Quando as simulações utilizam recursos visuais ricos e envolvem,
pelo menos, a capacidade de manipular o sistema visual em três-dimensões, estas são
consideradas realidade virtual. Em ambientes mais sofisticados de sistemas de realidade
virtual, o ambiente possibilita a imersão por meio de ajustes com o próprio corpo do usuário.
Os ambientes de imersão são escassos e caros, portanto, em países em desenvolvimento não
será possível utilizá-los, pelo menos, nesta década. Entretanto, os micromundos, as estações
de trabalho e os ambientes em três-dimensões não imersivos serão relativamente mais
utilizados em laboratórios computacionais de aprendizagem.
O surgimento da Internet, no início dos anos 1990, foi o momento decisivo da
introdução da comunicação mediada pelo computador na educação. A combinação das
capacidades de distribuição dos multimeios, das interfaces visuais intuitivas, do suporte para a
pesquisa e busca eficiente da informação, das comunicações síncronas e assíncronas e abrupta
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expansão do cyberspace para o interior de repositório hiperligado de informações, foram
percebidas como um novo e poderoso recurso para os propósitos de ensino e aprendizagem.
Mioduser e Nachmias (2002) observam que as principais funções da internet no ensino
e na aprendizagem se classificam de forma geral em:
1) Distribuição de conteúdo: a internet como enorme repositório de conhecimento
hiperligado, permitindo o acesso às bibliotecas, base de dados, museus etc.
2) Distribuição instrucional: inúmeros recursos educacionais são avaliados na rede, de
material de unidades curriculares para soluções curriculares. A concepção da internet como
ambiente de aprendizagem cresce rapidamente com os cursos a distância, projetos
colaborativos de aprendizagem online e ambientes virtuais de formação educacional
complementar.
3) Suporte de comunicação: a internet torna-se cada vez mais um meio de interação, de
trabalho colaborativo e de aprendizagem entre os envolvidos no processo educativo. A
comunicação mediada por computador (e-mails, fóruns, grupos de teleconferência, chat)
providencia um grande potencial de extensão e de qualidade na educação.
4) Suporte de criação: ferramentas amigáveis são correntemente desenvolvidas para que os
estudantes possam criar e publicar os seus próprios materiais na Web, sem mediador e com
mínimo conhecimento técnico.
Outra tecnologia utilizada amplamente para entendimento conceitual é a base de dados
em sistemas distribuídos que pode ser organizada por vários caminhos (Collis, 2002):
relacional ou orientada a objeto2. Em qualquer forma, existem diferentes recursos associados
com a base de dados: a ligação entre estruturas, o privilégio para a adição de entradas; a
organização de entradas, incluindo-se o uso de indicadores ou metadados; manutenção de
desempenhos, acessos aos desenhos, controle de desempenho e modalidades de representação
(texto, áudio, imagens etc.). Com o surgimento da internet, o uso de bases de dados possibilita
fácil acesso a bibliotecas de informações e pode começar a contribuir para algumas dessas
bibliotecas do mesmo modo que retirá-las. A maioria dos sistemas de gerenciamento de
cursos via internet é construída sobre uma base de dados.
A idéia atual dos instrutores e estudantes usarem distintos componentes para criar
ambientes educacionais está fundamentada na concepção de objetos de aprendizagem surgida
do conceito de orientação a objetos da ciência da computação. A IEEE (2002) define objeto
de aprendizagem como qualquer entidade, digital ou não-digital, que pode ser utilizada,
reutilizada ou referenciada durante o processo de aprendizagem que tenha a tecnologia como
suporte. Diversos projetos mundiais, tais como Instructional Management Systems (IMS;
http://www.imsproject.org), The Merlot Project (http://www.merlot.org), The Educational
Object Economy (http://ww.eoe.org), Cooperative and Network Distributed Learning
Environment Project (CANDLE; http://www.candle.eu.org), e outras iniciativas paralelas que
tem como objetivo construir estruturas que acomodem objetos educacionais e que podem ser
integrados em diferentes ambientes de aprendizagem. Ao invés de construir um objeto várias
vezes o objeto poderá ser reutilizado, pois será baseado em programação orientada a objetos,
focando-se em itens distintos entre ensino e aprendizagem que podem ser usados em outros
ambientes (Doerksen, 2002; Koppi et al., 2004; Durham e Arrel, 2007).
3. Desenho pedagógico para a construção de currículo integrado às tecnologias
computacionais
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Desenho pedagógico é um novo horizonte conceitual do ensino, da aprendizagem e
dos suportes de aprendizagem. Refere-se a uma extensiva base de conhecimento em
consolidadas teorias e pesquisas sobre a aprendizagem humana para a realização de tarefas,
identificação e resolução de problemas. Qualquer atividade de desenho pedagógico resulta em
um plano ou cenário que define o formato, os conteúdos, a estrutura do ambiente, os sistemas
de distribuição e as estratégias de execução. Nos mais recentes modelos, os componentes
presentes são:
a) Uma apropriação da base de conhecimento sobre as teorias cognitivas e instrucionais;
b) O desenho da estrutura de referência usado para o contexto, grupo alvo e conteúdo similar;
c) O agrupamento de regras ou procedimentos válidos para regularizar e realizar o processo e
o produto do desenho (Lowyck, 2002).
Dentre os diversos desenhos descritos por Lowyck (2002), os desenhos Cognitive
Instructional Design (CID), Computer-Supported Collaborative Learning, Distributed
Knowledge Design fundamentam-se em teorias cognitivas e instrucionais que estão de acordo
com princípios construtivistas desenvolvidos neste artigo.
Cognitive Instructional Design (CID) são recursos fundamentados na teoria da
aprendizagem significativa por auto-regulação, um modelo que estimula o desenvolvimento
metacognitivo dos usuários. A metacognição é considerada a espinha dorsal para a
aprendizagem com sucesso. Refere-se à ação de planejar, monitorar e controlar o próprio
aprendizado e transferir e generalizar o conhecimento adquirido para outros contextos, como
também orientar a auto-reflexão, a responsabilidade e a iniciativa do aprendiz (Gunstone e
Mitchell, 1998; Mayes, 1992). Dessa forma, consciência e controle metacognitivos são as
características essenciais do processo de aprender a aprender. A consciência metacognitiva é a
compreensão dos propósitos da atividade realizada e os progressos pessoais alcançados por
meio da atividade, e o controle metacognitivo refere-se à natureza das decisões de
aprendizagem e às ações durante a aprendizagem (Metcalfe e Shimamura, 1994). A
consciência e controle são resultados da aprendizagem adquirida; conseqüentemente, podem
ser desenvolvidos por meio de experiências apropriadas de aprendizagem. Assim, concluiu-se
que, para criação de um ambiente tecnológico que estimule atividades intencionais de
aprendizagem efetiva, necessita-se de professores e alunos que vivenciem e compreendam
esses processos de aprendizagem.
O modelo Computer-Supported Collaborative Learning Design (CSCL) é dos mais
influentes estudos na atualidade sobre a aprendizagem com tecnologias. Stahl e colaboradores
(2006), em uma revisão histórica da aprendizagem colaborativa com suporte computacional,
apresentam a ascensão da CSCL em 1990 como reação aos softwares tutoriais que
enfatizavam a aprendizagem individual e isolada. Com o surgimento da internet, as pesquisas
sobre aprendizagem cooperativa se expandiram e tornaram-se explícitos os problemas dos
desenhos pedagógicos e a necessidade emergencial das mudanças no currículo escolar, nas
metodologias de ensino, nos processos de aprendizagem, no desenvolvimento sociocultural de
estudantes, na comunidade global de aprendizagem e na educação a distância (Stahl et al.,
2006).
Retomam-se os estudos cognitivos das teorias interacionistas, e atualmente as
pesquisas multidisciplinares sobre CSCL englobam o trabalho coletivo de criar metodologias
e artefatos tecnológicos que ofereçam suporte ao processo de construção cooperativa do
conhecimento. No entanto, existem controvérsias sobre o significado de colaboração e
cooperação (Stahl et al., 2006). Nessa revisão, resgatam-se os conceitos de Piaget por
entender que sua teoria da inteligência oferece fundamentos para as pesquisas de enfoque
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mundial sobre aprendizagem cooperativa por meio de solução de problemas.
Segundo a epistemologia genética, o conceito de cooperação enfatiza que a vida social
transforma a inteligência pela mediação da linguagem (signos), do conteúdo dos intercâmbios
(valores intelectuais) e das regras impostas ao pensamento (normas coletivas, lógicas e prélógicas) (Piaget, 1977; Grize, 1994). A cooperação, ou seja, a coordenação de pontos de vista
entre um grupo de indivíduos, é o ponto de partida de uma série de condutas importantes para
a constituição e o desenvolvimento do pensamento formal (Piaget, 1977). Sem intercâmbio do
pensamento e sem cooperação com os outros, o indivíduo não chegaria a grupar suas
operações em um todo coerente; como afirma Piaget (1977: 164), “seria muito difícil
compreender como o indivíduo conseguiria grupar suas operações de representações intuitivas
em operações transitivas reversíveis, idênticas e associativas sem o intercâmbio do
pensamento lógico”. Essa coordenação de pontos de vista se processa por colaborações no
trabalho, pela troca de idéias e pelo controle mútuo.
Nesse sentido, o conceito de cooperar é mais abrangente que colaborar, por que
envolve as trocas de idéias, o trabalho colaborativo e o os exercícios de pensamento formal,
como as operações transitivas reversíveis, idênticas e associativas (Piaget, 1977). Esses
processos cognitivos complexos são estimulados por situações de aprendizagem significativa
que requerem transferência e não somente retenção (Mayer, 2002), essas ações de
aprendizagem são classificadas no ensino em processos cognitivos de entender, aplicar,
analisar, avaliar, criar e seus respectivos subprocessos (Anderson et al., 2001). As operações
cognitivas de soluções de problemas requerem processos mais complexos de transferência
visto que estão intrinsicamente relacionadas ao conhecimento metacognitivo, conceitual,
específico e procedimental (Mayer, 2002); portanto são reconhecidas como um dos principais
objetivos educacionais1 (Mayer, 2002).
O modelo Distributed Knowledge Design contrasta com a noção aceita de que o
conhecimento e a cognição residem “na cabeça de cada indivíduo” (Hewitt e Scardamalia,
1998; Scardamalia, 2004). O conceito de cognição distribuída significa que a cognição é
distribuída entre indivíduos e seus ambientes. Para Scardamalia e Bereiter (2000), qualquer
atividade humana é afetada pelo contexto que inclui pessoas e artefatos culturais. Cognição é,
então, não somente situada como também distribuída. O conhecimento distribuído torna-se
predominante em ambientes de multimeios em que as informações são distribuídas por
diferentes tipos de recursos. O sistema de educação a distância, via internet, oferece ampla
oportunidade para os professores e alunos cooperarem com seus diferentes pares, de forma
assíncrona ou síncrona. Esse modelo torna-se importante porque permite a criação de uma
plataforma que possibilita a construção cooperativa de planejamentos curriculares em tempo
real, utilizando recursos como multimeios, hipertextos, wikis e internet; como também podem
criar comunidades virtuais para o planejamento curricular.
As atuais pesquisas sobre desenhos pedagógicos integram as teorias sobre
metacognição e aprendizagem cooperativa e distribuída, apresentando metodologias
inovadoras e artefatos tecnológicos que ofereçam suporte à sociedade da aprendizagem em
rede. Durhaum e Arrel (2007), em seu artigo Introducing new cultural and technological
approaches into institucional practice: an experience from geography, relatam uma
experiência entre a Inglaterra e os Estados Unidos de mudanças de práticas institucionais de
ensino, ao criar, de forma conjunta, objetos de aprendizagem e metodologia de ensino que
estimule a aprendizagem conceitual e solução de problemas em programas de Geografia
(Global Positioning System). A experiência de sucesso, de uma aprendizagem global entre
diferentes continentes, foi atribuída a uma comunicação efetiva, a uma tecnologia estável e
flexível, e a uma metodologia robusta e interativa que inclui definições de objetivos de
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aprendizagem, criação de objetos de aprendizagem como mapas conceituais e simulações, e
definições de problemas contextualizados.
Kong (2008), em seu artigo A curriculum framework for implementing information
technology in school education to foster information literacy, relata as mudanças curriculares
em Hong Kong2, em relação ao uso das tecnologias informáticas (IT) no currículo das últimas
décadas em respostas às demandas da sociedade da era digital; os objetivos mudaram, de 1999
a 2006, de estudos de computadores para desenvolvimento de conhecimentos sobre
processamento da informação e habilidades de aprendizagem com tecnologias (conceituado
em inglês por Information Literacy, IL, e traduzido em português por competência
informacional3). A alfabetização informacional (IL) promove a capacidade de reunir,
sintetizar, analisar, interpretar e avaliar as informações. Esses processos abrangem quatro
dimensões: cognitiva, metacognitiva, afetiva e sócio-cultural. As duas primeiras referem-se ao
processamento da informação para a tomada de decisão e solução de problemas e as outras
duas sobre atitudes a cerca do processamento da informação (reconhecer a importância da
habilidade de processar a informação e promover a responsabilidade social para o uso da
informação na aprendizagem individual e colaborativa).
Devido à estreita ligação entre IT e IL, o governo de Hong Kong e escolas (95.03%)
investiram na importância da tecnologia na aprendizagem centrada nos estudantes. Para
alcançar com êxito os objetivos de alfabetização informacional, incentivou-se a criação de um
desenho curricular que considerasse a aprendizagem significativa como estrutura
fundamental, e foram aplicados dois princípios no trabalho coletivo: providenciar
autenticidade e criar reflexões. A estrutura curricular se apresenta em 3 partes: o núcleo do
currículo em IT prepara os estudantes para o conhecimento básico em tecnologias da
informática e em processamento da informação; os estudantes são encorajados a usar esses
conhecimentos na aprendizagem com tecnologias; a cultura escolar fomenta a alfabetização
informacional e tecnológica como conhecimentos necessários aos estudantes; em adição as
escolas oferecem oportunidades de serviços de aprendizagem para ajudar aos estudantes nas
dimensões afetivas e sócio-culturais necessárias ao sentimento de participação ativa na
comunidade. Para o sucesso da execução da proposta curricular foram evidenciados quatro
pontos: modelos de integração de IT com a aprendizagem de conteúdos devem ser de acordo
com a necessidade de cada escola; os serviços de aprendizagem devem ser providenciados
para serem aplicados dentro e fora da escola; suportes aos pais devem ser encorajados para
criar ambientes saudáveis do uso de tecnologias em casa; devem ser reduzidas as exclusões
digitais para providenciar chances iguais de adquirir conhecimentos necessários e atitudes
corretas sobre alfabetização informacional.
De forma geral, em levantamentos realizados em bases de dados do Education
Research Information Center (ERIC), e em revistas e jornais indexados nessa área específica,
a tendência futura do currículo é a criação de redes cooperativas e distribuídas de
aprendizagem (Gerosa et al., 2003; Cho et al., 2005; Weinberger et al., 2005; Fakas et al.,
2005; Cheung, 2006; Kirschner e Erkens, 2006; Dillenbourg. e Tchounikine, 2007; Chang et
al., 2007; Spector; 2007; Martin e Vallance, 2008; Suthers et al., 2008). É certo que essas
questões emergentes de integração das tecnologias no currículo necessitam de levantamentos
de dados de pesquisas experimentais (Barros et al., 2008) e aprofundamento filosófico,
teórico e metodológico para avaliar a estrutura física, a formação dos professores, o currículo
escolar e as políticas públicas, com o intuito educacional de criar diretrizes para que as
tecnologias computacionais sejam instrumentos cognitivos que auxiliem a aprendizagem
individual e coletiva.
3.1. Cenários de construção de um currículo integrado às tecnologias computacionais
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As teorias cognitivas orientam princípios instrucionais para a elaboração de desenhos
pedagógicos de ambientes computacionais de aprendizagem. Os elementos essenciais
abstraídos neste estudo relacionam-se aos princípios categorizados por Lebow (1995) e
Jonassen e colaboradores (1999), que são: interação, construção, cooperação,
contextualização e interdisciplinaridade.
A união desses princípios a um currículo com tecnologias computacionais resulta em
cenários distribuídos de aprendizagem conceitual, procedimental e metacognitiva. Para
exemplificar um processo de formação de professores e alunos, a figura 1 simula um ambiente
distribuído para a construção cooperativa de mapas conceituais integrado a bases conceituais
e hipermeios. A construção de mapas conceituais dos conteúdos curriculares estimula o
desenvolvimento do metaconhecimento dos professores (reflexão sobre a ciência que
leciona); diferenciando conceitos, classificações, exemplos, leis, princípios e notações, bem
como a interdisciplinaridade entre as ciências. Quando os professores refletem sobre os
conceitos que ensinam e os organizam em uma estrutura topológica que apresenta
diferenciações progressivas e ricas reconciliações integrativas, eles estão desenvolvendo seus
processos metacognitivos. Ao reconhecer a validade do uso de mapas conceituais para o
desenvolvimento da metacognição, os professores possivelmente poderão buscar nos
conteúdos que ensinam capacidades e habilidades que estimulem o pensamento complexo em
seus alunos. Desta maneira, a construção de mapas conceituais estimula processos
metacognitivos dos estudantes para a reorganização da estrutura mental, assimilação
significativa e desenvolvimento do pensamento formal.
Figura 1 – Construção cooperativa de mapa conceitual.
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A figura 2 representa um fórum de solução de problemas que relaciona a questão
diretamente com os conceitos envolvidos (base conceitual), como também com hipertextos e
simulações. O intuito da cooperação, mediada pela linguagem, tecnologia e conteúdos de
intercâmbio, é promover a inteligência lógica formal e a vida social.
Nota-se que em diversos ambientes de ensino a distância, os fóruns enfatizam a
comunicação. No entanto, não são interligados à base de dados conceituais e hipermeios. A
falta de integração e flexibilidade desses ambientes não estimula processos metacognitivos de
gerenciar a aprendizagem; como também a inexistência de uma database conceitual permite
desfocar a atenção do objeto de estudo.
Figura 2 – Fórum de solução cooperativa de problemas.
4. Conclusão e perspectivas
O impacto das tecnologias computacionais e das teorias cognitivas modifica a visão
tradicional de um currículo estático para a construção de um currículo em um novo contexto o aprender a aprender com tecnologias.
Em relação à aprendizagem, as teorias cognitivas contemporâneas observam que a
inteligência humana constrói conhecimento pelo processo de interação entre o sujeito e o
meio físico e social, representado mentalmente por um sistema dinâmico de esquemas
conceituais interligados por proposições e armazenados na memória semântica por meio de
unidades conceituais particulares e estruturas generalizáveis. Nas ações e coordenações dessas
ações com o meio, os sujeitos assimilam o contexto e acomodam essas abstrações na estrutura
cognitiva, reorganizando os esquemas conceituais por generalizações, especializações e
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hibridações. Esses processos de elaboração de significados do mundo ocorrem pela ação
intencional, reflexão, cooperação, linguagem, contextualização e construção. Nesse sentido, a
visão construtivista de que pensar é formar conceitos e relacioná-los entre si em um processo
de cooperação mediada pela linguagem, pensamento formal, intercâmbios culturais e
tecnologias computacionais orienta diretrizes para a construção cooperativa de um currículo
em sistemas distribuídos que estimule a aprendizagem com tecnologias.
Certamente, os sistemas computacionais, embasados em modelos da mente, tais como
mapas conceituais, hipertextos e bases conceituais, laboratórios em realidade virtual e
experimentação remota oferecem suporte para a construção do conhecimento de forma
cooperativa em sistemas distribuídos. Os mapas conceituais, hipertextos e bases conceituais
construídos coletivamente eliminam a visão estática de um currículo linear,
descontextualizado, normativo, homogêneo (Henriques, 2000) apontam para a construção de
um currículo cooperativo, contextualizado, interdisciplinar e multidimensional integrado às
tecnologias computacionais que estimulam a metacognição de aprender a aprender com
tecnologias. Adicionadas a essas, os atuais laboratórios virtuais distribuídos possibilitam
experimentação por manipulação de objetos de aprendizagem em tempo real com diversas
máquinas, tais como os cenários de realidade virtual e as experimentações remotas da
mecatrônica que oferecem suporte à aprendizagem conceitual e procedimental.
Conclui-se, portanto, que a introdução de computadores nas escolas deva partir da
visão cultural da escola como espaço de conhecimento. Dessa forma, espera-se que a
construção cooperativa dos conteúdos curriculares em sistemas computacionais distribuídos
possibilite coordenações de pontos de vista em relação ao currículo e consolide a criação de
ambientes de aprendizagem e metodologias de ensino que respondam às necessidades
contextuais da educação, eliminando incoerências, pré-conceitos e práticas descuidadas. Os
novos modelos curriculares possibilitarão as representações cognitivas dos professores e
alunos que serão expressas por mapas conceituais, hipertextos, hipermeios, bases de dados
etc. Cabe lembrar que a evolução dos planejamentos curriculares ocorrerá por uma transição
lenta e que surgirão conflitos cognitivos e sociais próprios à construção do conhecimento: os
primeiros planejamentos serão mais simples e poderão se desenvolver para construção de
planejamentos cooperativos, contextualizados, interdisciplinares e transdisciplinares, podendo
alcançar, por meio de tecnologias computacionais, planejamentos multidimensionais.
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33(1), 1-30.
Notas
(1) A versão prévia desse trabalho foi apresentada no XIV Encontro Nacional de Didática e
Prática de Ensino - ENDIPE, realizado entre os dias 27 e 30 de abril de 2008, em Porto
Alegre, Rio Grande do Sul.
(2) Em um estudo da OECD (2003) sobre a preparação dos jovens para solucionar problemas
que encontrarão em sua vida profissional e em aprendizagem mais avançada, concluiu-se
como um dos principais fatos é o de que mais da metade de todos os estudantes do México,
Turquia, Brasil (64%), Indonésia e Tunísia apresentam um perfil de baixa proficiência em
solução de problemas, não sendo capazes de lidar em situações de habilidades básicas. Isso
significa que esses estudantes estarão limitados a problemas bem estruturados e direcionados,
em que observação direta e inferências simples sejam os únicos processos para a obtenção de
informação.
(3) O conceito de information literacy foi traduzido como competência informacional por
Melo e Araújo (2007). As autoras observam que competência informacional relaciona-se às
atitudes que facilitam criar e compartilhar o conhecimento ao longo da vida, considerando-a
como uma aprendizagem intencional e essencial para o sucesso na Sociedade da Informação e
está entrelaçada com a cidadania participativa.
(4) Os resultados da análise da OECD (2004) em estudos realizados em 2003 evidenciam a
qualidade do ensino em Hong Kong: 1˚ em matemática, 2˚ em ciência, 2˚ em leitura e 3˚ em
solução de problemas.
- E. Mendes é Doutora em Engenharia de Produção (Universidade Federal de Santa
Catarina, UFSC). Atua como Professora da Faculdade de Educação (UFU) e Pesquisadora do
Núcleo de Pesquisas em Tecnologias Cognitivas (UFU). Endereço eletrônico:
www.nutec.ufu.br. E-mail para correspondência: [email protected].
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