AS CONTRIBUIÇÕES DAS CIÊNCIAS COGNITIVAS PARA IMPLEMENTAÇÃO DO
USO DE TECNOLOGIAS DA INFORMAÇÃO NA EDUCAÇÃO
Agostinho Giacomelli
O avanço das ciências cognitivas (neurociências, psicologia cognitiva, informática e
inteligência artificial), vem modificando a forma como concebemos a representação do
que é conhecer e aprender.
Nesta perspectiva, aprender compreende a aquisição e prática de novas metodologias e o
desenvolvimento de competências como: autogestão, resolução de problemas, adaptação
e flexibilidade diante de novas tarefas, assumir responsabilidades e aprender tanto
autonomamente como trabalhando em grupo de modo cooperativo [BELLONI].
Esse processo de educação ao longo da vida (lifelong education), o desenvolvimento de
competências múltiplas, bem como de atitudes e valores, são necessários para que se
possa sobreviver em um mundo em constantes transformações.
Para isso, profundas transformações já vem sendo planejadas e implementadas visando
a reformulação de currículos e metodologias no Ensino, visando a aquisição de
conhecimentos, habilidades e competências requeridas para o futuro próximo, além de
estender a oportunidade de acesso à educação a um maior número de pessoas, ao
mesmo tempo que se procura diversificar esta oferta de modo a adaptá-la às novas
necessidades de expansão dos sistemas de ensino.
Para estas mudanças e expansão se concretizarem é necessário criar novos processos e
métodos para o trabalho pedagógico, o que significa investir nas novas tecnologias de
informação e comunicação adequando-as ao atendimento destas necessidades de
demanda, utilizando-as especialmente como ferramentas à serviço da formação
permanente e continuada das pessoas na apreensão do conhecimento.
Sobre isso Assmann (1996:9-10) constata que na última década palavras como
conhecimento e aprender voltaram a exercer um grande fascínio, tornando-se um
tema obrigatório em diferentes áreas do conhecimento. O termo cognição adotado pelas
ciências cognitivas e vinculado ao processamento da informação, vem sendo nos últimos
anos apropriado, pelas pesquisas com Inteligência Artificial aplicada, tanto que se
tornou normal a aplicação de linguagens cognitivas tanto aos processos de
conhecimento e aprendizagem naturais como aos artificiais.
Costuma-se designar como processos cognitivos ao conjunto de operações mistas que
acontecem na parceria entre seres humanos e máquinas inteligentes. É por isso que
tanto se fala, por exemplo, de aprendizagem e conhecimento na economia, considerando
o mercado como uma “grande máquina cognitiva”, geradora de conhecimentos e
experiências de conhecimento.
Em síntese, tudo aquilo que é capaz de aprender cumpre processos cognitivos.
No entanto, a área da educação, hoje, precisa trabalhar no sentido de dominar não só as
transformações trazidas pelas tecnologias referidas, mas também as novas abordagens
do conhecimento, como a Teoria da Auto organização de Humberto Maturana, e sua
concepção de autopoiése (denominação de sistemas que se destacam pelo fato de
representarem entrelaçamentos da produção de seus componentes (esse entrelaçamento
deve ser considerado como resultado da produção de seus componentes), de maneira
que, a autopóiese é a forma de organização de sistemas, idéia com suas raízes na teoria
construtivista de Piaget, bastante utilizada em Sistemas de Informação.
Logo, as CIÊNCIAS COGNITIVAS fundamentam todo o uso de TECNOLOGIAS DA
INFORMAÇÃO, na EDUCAÇÃO.
Vejamos:
1. CIÊNCIAS COGNTIVAS: HISTÓRICO
Em setembro de 1948, um grupo de cientistas representando várias áreas reuniu-se no
California Institute of Technology, num congresso sobre Mecanismos Cerebrais do
Comportamento. O congresso tinha como objetivo a discussão de uma questão
clássica: como o sistema nervoso controla o comportamento.
Esse congresso, denominado Simpósio de Hixon, foi apenas um dos inúmeros encontros
realizados por cientistas de orientação cognitiva, mas foi especialmente importante por
causa de dois fatores: a ligação que fez entre cérebro e o computador e o desafio
implacável que lançou ao behaviorismo. [GARDNER]
Alguns inputs teóricos foram fundamentais para o desenvolvimento da ciência cognitiva:
Matemática e lógica: Alan Turing desenvolveu uma máquina simples – que seria capaz
de executar qualquer cálculo conceptível. A demonstração de Turing e o teorema que ele
provou foi de extrema importância para aqueles pesquisadores interessados em
máquinas computadoras. [TURING]
O modelo neuronal: Warren McCulloch e Walter Pitts mostraram, nos inícios dos anos
1940, que as operações de uma célula nervosa e suas conexões podiam ser modeladas
em termos da lógica. Graças a essa demonstração, a idéia da máquina de Turing
apontava agora para duas direções: um sistema nervoso composto de inúmeros
neurônios “tudo-ou-nada” e um computador capaz de realizar qualquer processo que
possa ser descrito de forma inequívoca. [GARDNER]
As síndromes neuropsicológicas: as tragédias da guerra permitiram o estudo dos
perfis das incapacidades cognitivas que resultavam de danos ao cérebro humano.
Através do intercâmbio das descobertas de vários pesquisadores, descobriu-se que
poderia haver muito mais regularidades na organização das habilidades cognitivas do
sistema nervoso - do que era admitido por explicações inteiramente ambientais dos
processos mentais. Esses estudos ofereceram muitas sugestões significativas sobre como
a mente humana pode ser organizada em indivíduos normais.
A teoria da informação: Na sua dissertação de mestrado, Claude Shannon, a quem
geralmente se atribui a criação da teoria da informação, apresentou a sugestão precoce
de que circuitos elétricos (do tipo dos do computador) poderiam conter operações
fundamentais de pensamento. Nos dez anos seguintes, em parceria com Warren Weaver,
passou a desenvolver a idéia principal da teoria da informação - a informação pode ser
concebida de uma forma totalmente divorciada de qualquer conteúdo ou assunto
específico, simplesmente com a decisão única entre duas alternativas igualmente
plausíveis. [SHANNON]
Existe um consenso entre os pesquisadores sobre o ano em que a ciência cognitiva foi
oficialmente reconhecida, 1956, por ocasião do Simpósio sobre Tecnologia da Informação
realizado no Massachusetts Institute of Technology.
Neste ano foram apresentados artigos de fundamental importância para a ciência
cognitiva:
• "O mágico número sete mais ou menos dois. Alguns limites de nossa capacidade
para processar informação" (http://www.well.com/user/smalin/miller.html) de G.
•
•
•
A. Miller, que assegurava que os seres humanos têm uma capacidade limitada de
sete (mais ou menos dois) itens simultâneos;
"The logic theory machine" de Newell e Simon, que apresentava pela primeira vez
um programa capaz de fazer a demonstração de um teorema;
"A study of thinking" de Bruner, Goodnow e Austin, obra capital da psicologia do
pensamento e da solução de problemas e possivelmente o trabalho mais influente
na pesquisa sobre aquisição de conceitos artificiais;
E já em 1957, "Syntatic Structure" de Noam Chomsky que dava a conhecer suas
idéias a respeito da nova lingüística, baseada em regras formais e sintática,
próximas às formalizações matemáticas. [GARDNER]
Na década seguinte, essas idéias cresceram rapidamente.
Jerome Bruner e George Miller fundaram, em Harvard, o Centro de Estudos Cognitivos,
responsável pela divulgação e estudos das idéias mais novas nas áreas cognitivas.
Durante os anos 1960, livros e outras publicações tornaram disponíveis para o público as
idéias do centro e de outros locais de pesquisa.
No final dos anos 1970, a Fundação Alfred P. Sloan deu início a um programa de cinco a
sete anos, envolvendo compromissos de vinte milhões de dólares. Num relatório
solicitado pela fundação em 1978, doze dos principais estudiosos do projeto elaboraram
um figura com as inter-relações entre os seis campos constituintes da ciência cognitiva o hexágono cognitivo.
1.1.
DEFINIÇÃO E DOMÍNIO
Segundo Gardner, a ciência cognitiva é "um esforço contemporâneo, com fundamentação
empírica, para responder questões epistemológicas de longa data - principalmente
aquelas relativas à natureza do conhecimento, seu desenvolvimento e seu emprego."
Segundo esse autor, cinco aspectos são fundamentais para caracterizar a ciência
cognitiva:
Representações: a ciência cognitiva está fundada sobre a crença de que é necessário
postular um nível de análise separado, chamado "nível da representação". Neste nível, o
cientista trabalha com entidades representacionais tais como símbolos, regras, imagens e
investiga as formas nas quais estas entidades são combinadas, transformadas ou
contrastadas umas com as outras.
Observamos, que considerando o processo educacional, conforme a figura do Hexágono
Cognitivo, a Lingüistica (principalmente a Semiótica) se relaciona diretamente com a:
•
•
•
Psicologia (processo de ensino e aprendizagem);
Inteligência Artificial (Computadores)
Antropologia (aplicada à educação como instrumento de pesquisa e
modificação do habitat).
Computador: além de servir como um modelo do pensamento humano, o computador
funciona como uma ferramenta valiosa para o trabalho científico cognitivo - a maioria dos
cientistas cognitivos o utiliza para analisar os seus dados, e um número crescente destes
cientistas tenta simular processos cognitivos nele. Assim, muitos consideram a
Inteligência Artificial a disciplina central da ciência cognitiva.
Aqui podemos observar a Inteligência Artificial (computador) diretamente relacionada
com:
• Psicologia;
• Lingüística;
• Neurociências (funcionamento do cérebro humano).
Estudo interdisciplinar: pesquisadores acreditam que as interações produtivas com
profissionais de outras disciplinas possa levar a "insights" mais poderosos do que os que
foram alcançados da perspectiva de uma disciplina isolada. Alguns pesquisadores
acreditam que um dia os limites entre as disciplinas possam ser atenuados, ou, quem
sabe, desaparecer completamente, produzindo uma única ciência cognitiva.
É óbvio que o relacionamento direto entre as disciplinas, sejam esses vínculos fortes ou
fracos, fundamentam a tão comentada Interdisciplinaridade.
Raízes em problemas filosóficos clássicos: funcionam como um ponto de partida
lógico para as investigações da ciência cognitiva, no entanto, nem todo cientistas
cognitivos concordam que esse ponto seja relevante.
No atual processo educacional a filosofia da Educação é realmente o ponto de partida
para os principais projetos.
Desenfatização da emoção, do contexto, da cultura e da história: os cientistas
cognitivos da linha dominante tentam excluir no máximo esses elementos, senão a
ciência cognitiva poderia se tornar inviável, querendo explicar tudo, acaba não
explicando nada. [RAPOSO et VAZ]. Na bibliografia o link para o trabalho completo
desses autores.
PARA SABER MAIS SOBRE CIÊNCIAS COGNITIVAS:
http://carbon.cudenver.edu/~mryder/itc_data/cogsci.html
Página com informações das celebridades da ciência cognitiva.
http://www.lsi.usp.br/~hdelnero/
Página do médico psiquiatra Henrique Schützer Del Nero, contendo os seus trabalhos
publicados, incluindo sua tese de mestrado e doutorado, sobre ciência cognitiva, modelos
de cérebro e mente e neurociência.
http://www.geocities.com/discursus/html/cognitiv.html
Página de um curso de Ciência Cognitiva com resumos de partes do livro "A nova ciência
da mente" de Howard Gardner, além do "Como a mente funciona", de Steven Pinker e
"Mente" de Paul Thagard, escritos por Antônio Rogério da Silva.
http://www.geocities.com/discursus/html/contempo.html
Página sobre filosofia contemporânea, discutindo temas como ciência cognitiva,
epistemologia, ética, política, filosofia da linguagem, metafísica, psicologia e teoria da
escolha racional.
http://www.gomestranslation.com/
Traduções em geral e pesquisa em neurociência, linguagem, cognição e disciplinas
correlatas.
http://www.cc.gatech.edu/cogsci/
Página em inglês do Programa de Ciência Cognitiva da Georgia Tech, formado por um
conjunto multidisciplinar de faculdades, pesquisadores e estudantes que estudam a
cognição no contexto dos problemas reais do mundo. Grande número de trabalhos
disponíveis on-line. [RAPOSO et VAZ]
Neste ponto, podemos considerar o trabalho concluído, no entanto, como
complemento, vamos falar um pouco sobre as Tecnologias da Informação na
Educação.
2.
TECNOLOGIAS DA INFORMAÇÃO NA EDUCAÇÃO
Considerando o Hexágono Cognitivo e tentando relacioná-lo com as Tecnologias da
Informação na Educação, vamos enfatizar neste trabalho, de forma pragmática, a
Inteligência Artificial (aqui trataremos da interface homem computador) e a
Lingüística (aqui trataremos da Web como instrumento da semiótica).
O estudo da interação ou interface homem computador é valioso para o usuário dos
ambientes informatizados, que assim pode fazer melhor uso das ferramentas disponíveis,
e especialmente importante para projetista de softwares educacionais ou de sistemas de
informação.
Para saber mais sobre Inteligência Artificial na Educação, sugiro um excelente tutorial
básico, de Hamilton Chaiben, da UFPR, muito fácil de ser entendido, mesmo por quem
não é da área tecnológica: http://www.cce.ufpr.br/%7Ehamilton/iaed/iaed.htm
3.
A INTERFACE HOMEM COMPUTADOR
Modelo Atual das Interfaces
A maioria das interfaces homem computador contemporâneas seguem o estilo de
interface conhecida como WIMP — Window, Icon, Menu, Pointer (janela, ícone, menu,
apontador).
Este modelo se tornou conhecido com a popularização da interface do computador
Macintosh, da Apple, que teve seus princípios básicos publicados, divulgados e usados
como referência para o desenvolvimento dos mais diversos ambientes, incluindo o
ambiente Windows para PC.
Este modelo de interface está ligado ao surgimento do microcomputador e à proposta
explícita de estender os recursos da informática ao não especialista.
As condições que orientaram o projeto do microcomputador Macintosh não são as
mesmas que encontramos hoje, pois hoje temos hoje um novo contexto, um novo tipo
de usuário e novos tipos de tarefas. Daí surgem hoje propostas de novos princípios para
o desenvolvimento de interfaces.
Princípios da interface do computador Macintosh
Metáforas
Manipulação direta
Ver e apontar
O-que-você-vê-é-o-que-você-obtém
Consistência
Integridade estética
Controle com o usuário
Feedback e diálogo
Percepção de estabilidade
Indulto das ações passadas
Comportamento uniforme
Condições que orientaram o projeto do Macintosh
•
•
•
•
•
Ser vendável a usuários sem experiência prévia
Voltado para uma larga gama de aplicações
Controlar recursos computacionais relativamente pobres
Canais muito pobres de comunicação usuário computador
Uma máquina isolada (conectado no máximo a uma impressora)
4. A WEB
Agora, a web, na verdade, a principal ferramenta de comunicação e acesso para e entre
as tecnologias de Informação na Educação. Sem ela as informações seriam acessíveis
apenas localmente e os seus fantásticos mecanismos de construção do conhecimento,
através dos dados e das novas formas de mídias oral, escrita, visual e digital, não
poderiam ser compartilhados de forma global.
Buscamos incorporar neste trabalho ferramentas como hipertexto, multimídia, interação
e realidade virtual, de modo a buscar a cooperação, solidariedade e respeito à
diversidade, fundamentais neste processo.
Estes são alguns dos trabalhos desenvolvidos que encontramos disponíveis neste sentido,
começando com a filosofia:
Pierre Lévy - pensador contemporâneo que explora temas como inteligência coletiva,
hipertexto e virtualidade. Aqui apresentamos um link para uma entrevista dada por este
autor.
http://www.uol.com.br/mundodigital/webzona/levy.htm
Introdução à Internet
http://www.uol.com.br/mundodigital/manual/index.htm
Sobre Vírus na Internet
http://csvir.cjb.net/
Como criar seu Website - informações e links para o desenvolvimento de páginas de
hipertexto (homepages) e sua publicação na Internet.
http://www.cgustavo.hpg.ig.com.br/edutec/webdesign.html
Sobre o Hipertexto – Apresentamos o artigo de Andréa Cecília Ramal trata com muita
propriedade o tema Ler e Escrever na Cultura Digital, disponível em
http://www.revistaconecta.com/ (Edição 4)
Uso educacional de páginas Web
http://www.cgustavo.hpg.ig.com.br/edutec/webeduc.html
BIBLIOGRAFIA
[BELLONI], Belloni M. L. Educação a distância. Campinas: Autores Associados,1999
[GARDNER] – Gardner, H - A Nova Ciência da Mente; I, capítulo 1 pp. 25-42, tradução
de Antonio Rogério da Silva, disponível em
http://www.discursus.hpg.ig.com.br/textos/000406.html
[TURING] – Turing, A. – A máquina de Turing, disponível em
http://www.turing.org.uk/turing/
[SHANNON] – C. E. - Uma Teoria Matemática da Comunicação; (baseado em texto de
Nuno Crato), disponível em
http://www.numaboa.com.br/informatica/criptologia/historia/shannon.html
[RAPOSO et VAZ] – Raposo, R. et VAZ, F.F. - Introdução a Ciência Cognitiva; disponível
em http://www.nce.ufrj.br/ginape/publicacoes/trabalhos/RenatoMaterial/index.htm