Revisão crítica do currículo integrado às tecnologias computacionais

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1 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): 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): Keywords: curriculum; constructivism; pedagogical design; computing technologies. 263

2 1. Introdução 1 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 264

3 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 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). 265

4 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. 266

5 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 267

6 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) 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 268

7 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 ( s, 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 objeto 2. 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; The Merlot Project (http://www.merlot.org), The Educational Object Economy (http://ww.eoe.org), Cooperative and Network Distributed Learning Environment Project (CANDLE; 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 269

8 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 270

9 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 educacionais 1 (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 271

10 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 Kong 2, 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 informacional 3 ). 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 Cenários de construção de um currículo integrado às tecnologias computacionais 272

11 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. 273

12 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 274

13 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. 5. Referências bibliográficas AAAS American Association for the Advancement of Science (2001). Atlas of Science Literacy. Washington, DC. Abbagnano, N. (2000). Dicionário de Filosofia. Martins Fontes, São Paulo. Abrams, E. (1998). Talking and Doing Science: Important Elements in a Teaching-for- Understanding Approach. Em: Mintzes, Wandersee and Novak (eds). Teaching Science for Understanding: a human constructivist view (pp ). San Diego: Academic Press. Anderson, I. e Ditson, L. (1999). Computer-Based Concept Mapping: A Tool for Negotiating Meaning. Learn. Leading Technol., 26(8), Anderson, L.W.; Krathwohl, D.R.; Airasian, P.W.; Cruikshank, K.A.; Mayer, R.E.; Pintrich, P.R.; Raths, J. e Wittrock, M.C. (2001). A taxonomy for learning, teaching, and assessing: a revision of Bloom s taxonomy of educational objectives. New York: Longman. Ausubel, D.; Novak, J. e Hanassen, D. (1980). Psicologia Educacional. Rio de Janeiro: Interamericana. 275

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