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Universidade Federal de Santa Catarina
Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção
TENDÊNCIAS FUTURAS PARA PLANEJAMENTO
CURRICULAR CONSTRUTIVISTA NO ENSINO MÉDIO
Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação
em Engenharia de Produção da Universidade
Federal de Santa Catarina como requisito
parcial para obtenção do título de
Doutor em Engenharia de Produção.
Florianópolis
2002
Elise Barbosa Mendes
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Elise Barbosa Mendes
TENDÊNCIAS FUTURAS PARA PLANEJAMENTO CURRICULAR
CONSTRUTIVISTA NO ENSINO MÉDIO
Esta tese foi julgada e aprovada para a obtenção do título de Doutor em Engenharia de
Produção no Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção da
Universidade Federal de Santa Catarina.
Florianópolis, 18 de março de 2002
Professor Ricardo Miranda Barcia, Ph. D.
Coordenador do Curso
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AGRADECIMENTOS
Ao professor João Bosco da Mota Alves pela orientação, amizade e oportunidade de
ingresso na área de Educação e Tecnologias da Informação.
À CAPES e PAPED, pelo apoio financeiro a pesquisa.
Ao Colégio Nacional, pelo investimento em uma idéia.
À equipe psicopedagógica e aos professores do Colégio Nacional, que deram forma a essa
idéia.
Ao Professor José Maria Costa, pela amizade e apoio na disciplina Biotecnologia.
À Professora Ana Lúcia Nardi Arruda pela valiosa revisão da escrita e por sua enorme
paciência.
Às minhas amigas, sempre presentes, Ana (pelas canetadas vermelhas), Elisa (pela
caminhada juntas) , Paula (pelas contribuições nas traduções), Elizabeth (pelas noites
insones juntas), Andréa (pelos seus cuidados) e Bernardete (pela bibliografia), e pelo apoio
e amizade constantes neste caminhar...foi assim que eu terminei!!!
A Maiara que tantas vezes tornou-se mãe de minha filha.
Ao meu terapeuta Eduardo Wanderley Costa pelo equilíbrio emocional.
Aos meus pais Erika e Nivaldo e, meus irmãos Nathan e Esther, pela contribuição
emocional.
A minha filha Mileva, por seu amor e compreensão pelas minhas ausências.
TENDÊNCIAS FUTURAS PARA O PLANEJAMENTO
CURRICULAR CONSTRUTIVISTA NO ENSINO MÉDIO
RESUMO
O simples fato de se colocar computador e Internet à disposição do aluno - sem a
elaboração de novos objetivos e metodologias para o ensino - certamente não resolverá o
problema do ensino-aprendizagem. No presente trabalho foi utilizada a metodologia
pesquisa-ação, um modelo que tem como função diagnosticar e intervir na estrutura e no
funcionamento do processo ensino-aprendizagem numa escola de ensino médio. Este
estudo se divide em quatro fases. Na primeira fase, formação de um grupo de professores
para desenvolverem a compreensão de sua prática pedagógica. Os temas abordados foram:
epistemologias e filosofias educacionais, teorias da inteligência e da aprendizagem,
metodologias de ensino, planejamento educacional, organizadores gráficos e mapas
conceituais no gerenciamento do conhecimento e da informação. Na segunda fase, usaram-
se ferramentas cognitivas e computacionais no planejamento curricular geral e nos
planejamentos mais específicos, tais como programação de atividades em salas de aulas ou
em planejamentos de conteúdos interdisciplinares. Na terceira fase, foram empregadas, no
laboratório de Biologia, metodologias de ensino construtivistas, por meio de mapas
conceituais e de tecnologias, com o objetivo de avaliar as estruturas cognitivas dos alunos,
de acordo com o modelo de inteligência de Piaget aplicado a mapas conceituais. As três
etapas indicaram a necessidade de professores e alunos "aprenderem a aprender". Na
quarta fase, desenvolveu-se a especificação de um desenho pedagógico para uma
plataforma de planejamento curricular cooperativo em Educação a Distância, com o intuito
de auxiliar a construção do conhecimento de professores e alunos, modelo esse que
apresenta sugestões ao processo de ensino-aprendizagem das escolas públicas de Ensino
Médio.
Palavras-chave: planejamento curricular construtivista, ferramentas cognitivas e
computacionais, educação a distância.
ABSTRACT
It is well-known that the simple act of placing a computer and the Internet at the disposal of a
student without delineating new objectives and methodologies for instruction will clearly not
solve problems in education. In this study, a research-action methodology was employed. The
function of this model of study, in this case, was to diagnose and intervene in the structure and
functioning of the learning process at a secondary school. The study was conducted in four
phases. In the first phase, a group of teachers was assembled in order to develop an
understanding of their existing pedagogical practice. The themes addressed were: epistemology
and educational philosophy, theories of intelligence and learning, teaching methodologies,
educational planning, and the use of graphic organizers and concept maps in the management of
knowledge and information. In the second phase, the same group of teachers used cognitive
and computational tools for general curriculum planning as well as more specific planning,
such as, the programming of activities in the classroom and planning for activities with
interdisciplinary content. During the third phase, constructivist teaching methods were employed
through the use of concept maps and information and communication technologies to a Biology
lab with the goal of evaluating the students' cognitive structures in accordance with Piaget's
model of intelligence as applied to semantic networks. The second and third phases indicated the
need for both teachers and students "to learn how to learn". During the fourth, and final, phase,
pecifications for a pedagogical design of a platform in distance education for cooperative
curricular planning in Secondary Education were developed.
Key Words: constructivist learning environments; cognitive and computational tools, distance
education.
SUMÁRIO
Resumo ......................................................................................................................iv
Abstract.....................................................................................................................v
Lista de Figuras e Tabelas........................................................................................vi
INTRODUÇÃO 1
CAPÍTULO 1 - Uma Experiência de Pesquisa-Ação................................................7
1.1 Desenvolvimento da Pesquisa ------------------------------------------ .........10
CAPÍTULO 2 - Fundamentos Cognitivos do Desenho Pedagógico------------------ 18
2.1 Introdução à Epistemologia Construtivista —.......18
2.1.1 Epistemologia Empirista versus Epistemologia Construtivista ---------------------20
2.2 Epistemologia Genética de Jean Piaget ---------------------------------------- 23
2.2.1 Natureza Adaptativa da Inteligência -------------------------------------------------26
2.2.2 Teoria dos Esquemas na Epistemologia Genética ---------------- ...................... 30
2.2.3 Esquemas de Piaget numa Perspectiva Neurofisiológica, Computacional e
Semântica-------------------------------------------------------------------------------36
2.3 Aprendizagem Significativa ---------------------------------------------------- 41
2.3.1 Aprendizagem de Conceitos-------------------- ...... -------------------------------43
2.3.2 Tipos de Aprendizagem Significativa------------------------------------------------46
2.4 Metacognição-------------------------------------------------------------------- 49
2.5 Epistemologia Construtivista em Ambientes de Aprendizagem ---------- 51
2.5.1 Epistemologia de Piaget aplicada à Metodologia de Ensino ----------------------51
2.5.2 Ferramentas Cognitivas e Modelos de Ensino------------------------------------- 53
2.5.3. Princípios Construtivistas em Ambientes de Aprendizagem ----------------------58
CAPÍTULO 3 - Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio..........62
3.1 Professores Planejadores---------------------- ........ -------------------------- 64
3.1.1 Construção de Currículos Não-Lineares---------------------------------------------64
3.1.2 Planejamento ---------------------------------------------------------------------------66
3.2 Criações e Desafios da Ação Pedagógica------------------------------------69
3.2.1 Estimulando a Metacognição dos Professores-----------------------------------71
3.2.2 Organizadores Gráficos para Promover o Meta-Conhecimento------------------- 76
3.2.3 Desenvolvendo Competências Cognitivas ------------------------------------------ 80
3.2.4 Organizadores Gráficos Interdisciplinares -------------------------------------------86
3.2.5 Planejamento Semestral: em busca de uma aplicabilidade dos objetivos cognitivos
------------------------------------------------------------------------------------------90
3.2.6 Considerações ------------------------------------------------------------------------- 93
CAPÍTULO 4 - Estratégias de Ensino e Aprendizagem Utilizadas na
Disciplina Biotecnologia------------------------------------------------ 95
4.1 Produção de Material de Ensino...........96
4.1.1 Explorando o Software Inspiration ------------------------------------------------- 99
4.2 Desenvolvimento das Aulas ---------------------------------------------------101
4.2.1 Uso de Ferramentas Cognitivas e Computacionais na Avaliação
de Mapas Surgidos da Memória-------------------------------- ........ ------------- 106
4.3 Estratégias de Ensino e Aprendizagem para Modificar esse Quadro-------117
CAPÍTULO 5 - Desenho Pedagógico para Planejamento Curricular
Cooperativo por Meio de Tecnologias da Informação-------------120
5.1 Desenho Pedagógico----------------------------------------------------------122
5.1 Cenário----------------------------------------------------------------------------------126
5.1.1 Planejamento Curricular Cooperativo---------------------------------------------- 130
5.2 Aspecto Tecnológico para Execução do Projeto Pedagógico---------------- 133
CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................135
BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................138
ANEXOS..................................................................................................................146
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Esquema XOR---------------------------------------------------------------------38
Figura 2: Classificação de padrões linearmente separáveis ------------------------------ 39
Figura 3: Classificação XOR não linearmente separável----------------------------------39
Figura 4: Ligações neuronais----------------------------------------------------------------40
Figura 5: Aprendizagem significativa------ .......-----------------------------------------48
Figura 6: Hierarquia do mapa conceitual.-------------------------------------------------- 56
Figura 7: Mapa conceitual do mapa conceitual---------------------------------------------57
Figura 8: Transposição do livro didático--------------------------------------------------- 73
Figura 9: Organizador gráfico de Física do 3
o
ano---------------------------------------- 74
Figura 10: Gráfico curricular geral de Física no Ensino Médio-------------------------- 75
Figura 11: Reflexão epistemológica da História ----------- ..... -------------------------76
Figura 12: Necessidade de reconstrução do organizador
gráfico de História do 2
o
ano ---------------------------------------------------78
Figura 13 : Reflexão epistemológica da Biologia----------------------------------------- 79
Figura 14: Organizador gráfico dos Parâmetros Curriculares Nacionais ---------------82
Figura 15: Em busca de objetivos cognitivos no gráfico de Biologia ------------------84
Figura 16: Em busca de objetivos cognitivos no gráfico de Português------------------85
Figura 17: Organizador interdisciplinar de Física e Matemática ------------------- ...... 89
Figura 18: Em busca de um planejamento curricular construtivista-------------------- 91
Figura 19: Textos anexados ao mapa instrucional de Biologia contribuíram
para a compreensão das ligações proposicionais------------------------------97
Figura 20: Mapa conceitual instrucional de Biologia com ricas
proposições,diferenciações progressivas e reconciliações integrativas ---- 98
Figura 21: Mapa conceitual com representações por meio de palavras e imagens-----100
Figura 22: Partindo da abstração empírica------------------------------------------- ......-102
Figura 23: Mapa linear sem noção de inclusividade -------------------------------------- 110
Figura 24: Mapa que indica o início de um agrupamento ---------------------------------110
Figura 25: Mapa sem noção de ordem e ligações proposicionais repetitivas----------- 111
Figura 26: Mapa que indica o início de uma diferenciação progressiva ----------------111
Figura 27: Mapa com agrupamento simples e ligações repetitivas----------------------112
Figura 28: Mapa com estrutura de composição e ligações
com noções causais, temporais etc. ------------------------------------------- 113
Figura 29: Mapa com estrutura de composição simples ----------------------------------114
Figura 30: Mapa com diferenciações progressivas e reconciliações integrativas------ 115
Figura 31: Mapa que representa aprendizagem significativa ----- ....... ---------------- 116
Figura 32: Estrutura de hipertexto----------------------------------------------------------125
Figura 33: Estrutura tridimensional para organizadores interdisciplinares ------------- 132
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Hierarquia de orientação em projetos de ISD-----------------------------------20
Tabela 2: Isomorfismo entre vida orgânica e vida mental--------------------- ..... ------30
Tabela 3: Formas de aprendizagem significativa
segundo a teoria da assimilação---------------------------------------------------47
Tabela 4: Técnicas para a introdução dos mapas conceituais----------------------------107
INTRODUÇÃO
Inúmeros artigos e livros discorrem sobre a grande dificuldade de nossa cultura determinar
o que as pessoas seriam capazes de fazer com os computadores. Papert, um dos autores
mais reconhecidos nas pesquisas em Cibernética e Educação, demonstra a resistência à
mudança na estrutura física e metodológica das escolas quando se discute a utilização de
computadores. Em seu livro Máquina das Crianças (Papert, 1994), um dos capítulos
critica o que as escolas fizeram com o computador: tornaram-no "símbolo de status"; a
escola organizou um espaço denominado "Laboratório de Computadores", sob o controle
de um professor "especializado" e um "currículo para o computador". Assim, o computador
perdeu seu aspecto revolucionário, que seria o de uma ferramenta que constrói o
conhecimento, desafiando a idéia de fronteiras entre as matérias; esse passou, então, a ser
uma nova matéria com um currículo formal, reforçando a idéia de uma grade curricular
estática e um sujeito que não explora a criatividade. Portanto, o que começara como um
instrumento de mudança foi neutralizado pelo sistema e convertido em um instrumento de
manutenção do "status quo". Mesmo quando dispõem de um quadro de professores
progressistas, algumas escolas não sabem usar os computadores porque não resolvem o
problema básico de sua organização, ou seja, a escola não se torna uma organização de
construção do conhecimento (Scardamalia e Bereiter, 2000). Assim o simples ato de dispor
de computadores para as crianças e professores, sem a elaboração de novos objetivos para
o ensino, certamente, não resolverá a crise do ensino. A questão fundamental que os países
desenvolvidos enfrentam, de acordo com The Academia Europaea (2001) e American
Association for the Advancement of Science- project 2061 (2001), é saber qual o tipo de
educação irá melhor preparar os estudantes para a vida na sociedade do conhecimento. Para
tanto, a resposta será: a educação deverá promover a flexibilidade de raciocínio,
criatividade, capacidade de resolução de problemas, alfabetização tecnológica, habilidade
para a busca de informação e, acima de tudo, prontidão vitalícia para aprendizagem.
Entretanto, a experiência nos países desenvolvidos demonstrou que até 1990, os
computadores tinham múltiplas funções na escola, seu uso se estendia ao ensino de
programação, a exercício de reforço, editoração de texto, como ferramentas gráficas, banco
de dados, planilha eletrônica e a software instrucionais (incluindo programas de
resolução de problemas por meio de exercícios), isto é, como uma ferramenta que auxiliava
a construção do conhecimento. Isso em nada alterou o quadro de crise no ensino,
simplesmente, tornou o processo de transferência de informação mais eficiente, o aluno
continuou a aprender através da tecnologia e não com a tecnologia, o que para nós é um
erro, porque o aluno não aprende por meio da tecnologia e, sim pela atividade de pensar.
Porém, na metade da década de 90, com o surgimento dos multimeios e da Internet,
ocorreu uma mudança súbita na educação computacional, e atualmente as tecnologias da
informação e da comunicação passaram a exercer função predominante na Educação,
embora o potencial dessa ferramenta cognitiva de aprendizagem que pode oferecer suporte,
orientação e extensão ao processo de pensamento de usuários ainda não foi utilizado
plenamente. Pesquisas recentes demonstram que as ferramentas cognitivas que estimulam o
desenvolvimento de estruturas cognitivas complexas são: mapas conceituais,
micromundos, hipertextos e hipermeios quando corretamente usados pelos alunos e
orientados por modelos cognitivos e pedagógicos [(Collins, Adesberger, Pawlowski, 2002,
ed.), (Jonassen, Kommers and Mayes, 1992, ed.), (Mintzes, Wandersee and Novak, 1997,
ed.), (Jonassen, Peck and Wilson, 1999), (Härnqvist and Burgen,1997, ed.), (Duffy and
Jonassen, 1992, ed.) e (Spiro, 1990)].
Considerando que o objetivo da educação contemporânea é desenvolver competências e
habilidades; como professores preparados com modelos de educação programada irão
estimular o desenvolvimento da autonomia intelectual dos alunos? Possuem os professores
conhecimentos necessários para compreensão da prática pedagógica, tais como filosofias
educacionais, teorias cognitivas, metodologias educacionais e planejamento educacional?
Como utilizar as tecnologias da informação e da comunicação 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, qual será a melhor ferramenta computacional para promover
melhorias no processo ensino-aprendizagem em grande extensão nas escolas públicas?
Com o intuito de analisar essas perguntas que, são essenciais para a criação de modelos de
ensino-aprendizagem por meio das novas tecnologias, foi empregada a metodologia
pesquisa-ação numa escola privada de ensino médio, na cidade de Uberlândia-MG,
acompanhando-se a dinâmica dos problemas decorrentes da introdução do uso de
computadores e Internet no processo de ensino-aprendizagem.
Frente a tais questionamentos, essa pesquisa tem como objetivo geral aplicar e analisar um
modelo construtivista de ensino e aprendizagem, baseado na epistemologia genética de
Piaget e nos modelos cognitivos contemporâneos de aprendizagem significativa; aplicados
a organizadores gráficos e mapas conceituais para o Ensino Médio, com o fim de elaborar
um desenho pedagógico de plataforma de planejamento curricular cooperativo a distância.
Essa pesquisa poderá tornar-se relevante se contribuir para o processo de informatização
nas escolas públicas, porque apresentará um modelo pedagógico para o emprego de novas
tecnologias da informação no processo de formação de professores em grande extensão -
umas das prioridades do Governo Federal. (MEC 2001, 1999).
Para isso os objetivos específicos dessa tese pretendem abordar os seguintes pontos: a)
estabelecimento de novos parâmetros para o planejamento escolar no Ensino Médio,
baseado na epistemologia genética de Piaget e nos modelos cognitivos contemporâneos
aplicados a organizadores gráficos e mapas conceituais por meio de novas tecnologias da
informação; b) aplicação de ferramentas cognitivas e computacionais para observar o
processo de construção do conhecimento de professores e alunos; c) avaliação das
estruturas cognitivas dos alunos de acordo com a epistemologia genética de Piaget e dos
modelos cognitivos contemporâneos; d) apresentação de um desenho pedagógico de
planejamento curricular cooperativo para uma plataforma em EAD (computer-supported
cooperative learning systems).
O referencial teórico será a epistemologia genética de Piaget, aplicada a modelos
cognitivos contemporâneos, em razão de suas valiosas contribuições aos propósitos da
educação no século XXI, por isso não foi por acaso que a Academia Europaea publicou o
livro Growing up with Science (Burgen and Härnqvist, 1997, ed.) no qual demonstra a
aplicação do modelo de inteligência de Piaget no desenvolvimento do conceito de ciência
para crianças. Também Glasersfeld em Construtivismo Radical: uma forma de conhecer
e aprender (1995), discutiu sobre o construtivismo de Piaget no campo da Cibernética, e
Papert, do Instituto de Inteligência Artificial do MIT e seus colaboradores, publicaram
Constructionism in Practice: designing, thinking and learning in a digital
world (Kafai e Resnick, 1996, ed.) para responder à necessidade de mudanças na
educação.
Adicionada à epistemologia de Piaget, encontra-se, nessa pesquisa, a teoria da
Aprendizagem Significativa de Asubel, Novak e Hanessian (1978) pela suas grandes
contribuições ao modelo de aprendizagem contínua, Learning how to learn (Novak e
Gowin, 1984), pelos fundamentos de ensino da ciência e da tecnologia, e pelo suporte
cognitivo na construção de ferramentas computacionais; a exemplo da coletânea dos
artigos contidos em Teaching Science for Understanding : A Human Constructivist
View (Mintzes, Wandersee and Novak ed., 1997) e Cognitive Tools for Learning (
Kommers, Jonassen and Mayes, 1992, ed).
Além dos fundamentos cognitivos, esse estudo ancorou-se em mapas conceituais e
organizadores gráficos de conteúdo como ferramentas cognitivas porque essas são
estratégias de aprendizagem que enriquecem a construção do conhecimento por meio de
novas tecnologias, justificadas internacionalmente por obras que reconhecem o valor
científico de tais ferramentas. Em 2001, a American Association for the Advancement of
Science- project 2061 publicou o Atlas of Science Literacy (AAAS, 2001) demonstrando
o uso dos mapas conceituais como auxiliares dos educadores na definição de objetivos
cognitivos, nos modelos de currículo, no desenvolvimento e avaliação do material
curricular, na elaboração de planos de ensino, na avaliação de estratégias de aprendizagem
e auxiliares na construção do conhecimento em determinada área científica. A National
Science Teachers Association (1992) reconheceu a crescente utilidade dos mapas
conceituais e publicou o resultado obtido sobre as Perspectivas dos Mapas Conceituais em
seu jornal oficial O National Center for Research on Evaluation, Standards, and Student
Testing (CRESST), utilizou os mapas conceituais como ferramentas colaborativas de
distribuição cognitiva em tempo real com o objetivo de avaliar o processo da construção do
conhecimento dos estudantes (Hert et alli, 1999). Segundo Shapiro (1999), inúmeros
pesquisadores investigaram a relevância dos Mapas Conceituais no uso de Hipertextos, em
Estratégias de Aprendizagem e Decisão de Navegação em lições, usando Hipermeios
(Davidson-Shiver et alli, 1999). O mapa conceitual, visto como uma ferramenta cognitiva,
pode auxiliar o aprendiz a crescer fazendo ciência, aprender sobre a estrutura do
conhecimento e o processo da produção do conhecimento (Harlen, 1997); em ambientes de
distribuição cognitiva a distância [(Scardamalia e Hewit, 2000), (Kommers, 1994)] e em
gerenciamento do conhecimento e da informação em empresas (Novak, 1997). No Brasil,
existem os trabalhos significativos de Moreira (1979, 1982), e recentemente, têm sido
ampliados por meio de mapas e hipermeios em curso de especialização (Giraffa e Oliveira,
2000) e nas bibliotecas virtuais (Alves e Mendes, 2000).
Além disso, essa pesquisa está dividida em cinco capítulos. No primeiro, foi estabelecido o
campo experimental, que consistiu na experiência em uma escola privada de Ensino Médio
e, no uso da pesquisa-ação como metodologia para aplicação do modelo teórico
construtivista no processo ensino-aprendizagem da escola. Nesse ponto o desenvolvimento
da pesquisa passou por três fases: 1
a
) formação de professores; 2
a
) estudo do processo de
ensino e aprendizagem no laboratório de Biologia; c) modelo pedagógico para construção
de uma plataforma de EAD para planejamento curricular cooperativo.
No segundo capítulo, definiu-se o modelo teórico construtivista que fundamentou o
processo de formação de professores, a avaliação das estruturas cognitivas e estratégias de
aprendizagem dos alunos e a definição de princípios pedagógicos para a criação de
ambientes de ensino-aprendizagem. Primeiramente, analisou-se a epistemologia genética, a
estrutura e o funcionamento da inteligência segundo Piaget, como também, a influência
desse modelo cognitivo em abordagens atuais que incluem uma perspectiva
neurofisiológica, computacional e semântica. Em seguida, estudou-se a aprendizagem
significativa de Ausubel e definiu-se metacognição. Finalmente, analisou-se a
epistemologia construtivista como desenho de ambientes de aprendizagem, nos seguintes
estudos: a) epistemologia de Piaget aplicada à metodologia de ensino; b) uso de
ferramentas cognitivas no processo de ensino e aprendizagem; c) princípios construtivistas
para a criação de ambientes de aprendizagem com o uso de tecnologias.
No terceiro e o quarto capítulos, foi demonstrada a aplicação do modelo construtivista no
processo de ensino-aprendizagem da escola. No, especificamente há um relato de uma
experiência construtivista aplicada ao planejamento curricular, no processo de formação de
professores, utilizando organizadores gráficos de conteúdos e mapas conceituais no
planejamento curricular (planejamentos específicos, gerais e interdisciplinares). No quarto
capítulo, estão demonstradas a aplicação, a análise e a avaliação do modelo construtivista
no laboratório de Biologia, tendo sido utilizadas ferramentas cognitivas e computacionais
no processo de avaliação de estruturas cognitivas e estratégias de aprendizagem dos alunos.
O resultado do processo de formação dos professores e da análise das estruturas cognitivas
e estratégias de aprendizagem dos alunos estão apresentados no quinto capítulo, que atende
à sua finalidade: oferecer um desenho pedagógico para uma plataforma de planejamento
curricular cooperativo em EAD (computer-sapported cooperative learning systems).
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
CAPÍTULO 1
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
Após a conclusão dos créditos no Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção
da UFSC, decidiu-se que para o desenvolvimento de software educacional de Ambientes
de Aprendizagem por meio de Tecnologias da Informação, seria necessário,
primeiramente, uma análise contextual da aplicação dessas tecnologias ao ensino. Dessa
forma, optou-se pela escolha de um campo experimental como suporte da pesquisa.
Inicialmente, para se definir o local da pesquisa fez-se uma sondagem junto à rede pública
estadual do Estado de Santa Catarina, no final de 1998, sobre a possibilidade de se realizar
a pesquisa em um dos laboratórios dessas escolas. Após contatos junto ao Centro de
Informática Aplicada à Educação (CIED) do Estado recebeu-se a informação que, no
momento, havia 57 laboratórios de informática instalados nas escolas estaduais, entretanto,
nenhum deles estava conectado à rede Web. Soube-se também que seria muito difícil a
liberação dos professores para participarem do projeto devido à mudança do calendário
escolar dilatado para 200 dias letivos. Frente a essas questões, tornou-se inviável realizar a
pesquisa junto à rede pública do Estado de Santa Catarina.
Depois de outras sondagens em escolas públicas e privadas que, a exemplo das escolas
municipais da cidade de Uberlândia, não possuem ainda projetos pedagógicos de
informatização, decidiu-se no início de 1999, por uma escola privada de Ensino Médio,
situada em Uberlândia. A definição levou em conta os seguintes aspectos: a) o colégio
forneceu aos professores do I
o
e 2 ° ano do ensino médio, 60 horas/aula anualmente para
que pudessem participar do projeto. Esse é um aspecto essencial, pois sem a preparação e
disposição do corpo docente e o apoio pedagógico - administrativo da escola não seria
possível alcançar os objetivos da pesquisa, que envolvem mudanças no modelo pedagógico
ali utilizado; b) o colégio dispôs o núcleo de informática para suporte computacional do
projeto de tese, assim como o material necessário para a construção de ambientes em
hipermeios.
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
Em conseqüência da definição do campo de pesquisa, foi estabelecida também a
abrangência do projeto. Como os professores participantes do projeto atuam no Ensino
Médio, foi importante uma pesquisa contextual dos processos de ensino-aprendizagem
utilizados nessa etapa. A definição do campo experimental e a necessidade da análise
contextual determinaram a escolha da metodologia da pesquisa-ação como o processo mais
adequado para o estudo que ora se desenvolve.
Escolheu-se a pesquisa-ação porque é uma "pesquisa social com base empírica que é
concebida e realizada em estreita associação com uma ação ou com a resolução de um
problema coletivo no qual os pesquisadores e os participantes representativos da situação
ou do problema estão envolvidos de forma cooperativa ou participativa" (Thiollent, 1992:
14). Entre essas ações, exemplifica-se o caso da introdução de novas tecnologias em uma
organização; ações que apresentam sempre problemas relacionados a condicionantes
sociais a serem evidenciados pela investigação.
Dessa forma, a pesquisa procura estudar o dinamismo dos problemas apresentados para a
introdução do uso de computadores e Internet no processo de ensino-aprendizagem numa
escola de Ensino Médio, visto que a introdução de novas tecnologias no ensino necessita
de intervenção no processo educacional, nas tomadas de decisões, nos conflitos surgidos e
nas tomadas de consciência que ocorrerão durante o período de transformação da situação.
Diante disso, esse estudo tem como objetivo buscar soluções, esclarecer os problemas da
situação observada e trazer novos modelos pedagógicos para o uso de tecnologias no
contexto escolar. Para atingi-lo, tornou-se indispensável uma ampla e explícita interação,
por meio de seminários, organizados pela pesquisadora e desenvolvidos pelos sujeitos nas
ações direcionadas ao planejamento educacional, no período de dois anos. Essa interação
entre pesquisadora e sujeitos envolvidos no planejamento educacional (direção, vice-
direção, equipe psicopedagógica, setor administrativo, equipes de professores e alunos)
possibilitou um diagnóstico e determinou a busca de uma ordem de prioridades dos
problemas analisados e das soluções a encaminhar sob forma de ação concreta.
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
Pode-se afirmar que o diagnóstico do processo ensino e aprendizagem foi contínuo (ver
anexo I), e teve a duração de dois anos. Foram utilizados os seguintes instrumentos para a
coleta de dados:
1 Observações da prática docente no decorrer dos seminários ocorridos nos anos de
1999 e 2000.
2. Questionários com perguntas abertas (anexos I e II), elaborados pela escola e com
algumas orientações da pesquisadora — entregues à direção, vice-direção, equipe
psicopedagógica, setor administrativo, equipes de professores (Geociência,
Ciências e Tecnologias e Códigos e Linguagem) e para quinze turmas de alunos.
3. Questionários com perguntas abertas entregues aos professores durante o ano letivo
(anexo III).
4. Análise dos planejamentos educacionais do ano de 1998, 1999 e 2000.
Em uma primeira análise, diagnosticou-se que o projeto educacional da escola busca uma
aplicação da filosofia construtivista nos seus parâmetros educacionais, apesar das
dificuldades encontradas em sua estrutura física (falta de laboratórios com equipamentos
adequados), na grade curricular a ser adaptada ao programa "Projeto Alternativo de
Ingresso ao Ensino Superior" — PAIES, na formação dos professores, nos interesses
pragmáticos dos pais dos alunos, na falta de tecnologias educacionais e no tempo
disponível dos professores, além de outras contingências. Além disso, observaram-se os
seguintes aspectos na prática educativa da escola:
• Existe uma equipe psicopedagógica que estimula práticas alternativas de ensino.
• A escola requer que o planejamento do professor contemple a participação na
elaboração e no desenvolvimento do projeto geral da escola.
• A seleção, organização e distribuição do conteúdo são realizadas de forma linear e
procuram atender às exigências do PAIES.
• Os professores não valorizam o planejamento curricular e o vêem como um
procedimento burocrático.
• Os professores procuram selecionar material significativo para utilizar em sala de
aula e desenvolvem uma prática flexível.
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
• Os professores apresentam dificuldades em: a) diferenciar concepções educacionais,
b) planejar formalmente as aulas, c) distinguir objetivos cognitivos a serem
estimulados em um determinado conteúdo, d) diferenciar metodologias de ensino e
adaptá-las ao conteúdo e aos objetivos cognitivos, e) elaborar avaliações de acordo
com os objetivos estabelecidos e metodologias utilizados.
As observações acima constatam a necessidade de intervenção no planejamento
educacional dos professores, por isso a pesquisadora e os sujeitos envolvidos decidiram
que deveria haver duas ações de intervenção.
A primeira consistiu na intervenção no planejamento educacional da escola, envolvendo os
professores de 1
o
. e 2
o
. anos, diretores e equipe psicopedagógica. O 3
o
. ano não foi incluído
pois os professores desse período seguem a metodologia de ensino dos "cursinhos" porque
a organização e distribuição dos conteúdos a serem avaliados pelo PAIES/UFU permitem
esse processo.
Uma segunda intervenção consistiu em determinar qual seria a exigência do conhecimento
a ser construído em função dos problemas encontrados. O modelo teórico escolhido
baseou-se na epistemologia genética de Piaget, na teoria da aprendizagem significativa de
Ausubel e Novak, assim como nos modelos cognitivos contemporâneos aplicados às
ferramentas cognitivas e computacionais.
1.1 Desenvolvimento da Pesquisa
Essa pesquisa desenvolveu-se em duas etapas, a saber: a primeira enfocou a formação dos
professores e o planejamento educacional no Ensino Médio, e a segunda, a tecnologia e o
desenvolvimento da inteligência e a sua aplicabilidade na Educação.
O novo modelo de planejamento educacional iniciou com um diagnóstico preliminar da
estrutura e funcionamento da prática docente desenvolvida na escola. Ao se constatar que
os professores desconheciam concepções educacionais, metodologias de ensino, objetivos
cognitivos e modelos de avaliação, estabeleceu-se a aplicação de um modelo construtivista
no planejamento curricular da escola, a ser descrito no segundo e terceiro capítulos.
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
Para aplicação desse modelo construtivista no Ensino Médio, entendeu-se que os
seminários seriam uma das principais estratégias cooperativas para a formação dos
professores. Participaram dos seminários os seguintes profissionais: quarenta e sete
professores do 1
o
e 2
o
. anos, equipe psicopedagógica composta de três psicólogos e duas
pedagogas, um vice-diretor e um diretor. Esses seminários foram realizados em 1999 e
2000.
O primeiro seminário teve como objetivo a formação de professores em relação: às
epistemologias e filosofias educacionais; b) aos modelos cognitivos; c) às metodologias de
ensino; d) aos planejamentos educacionais. O seminário ocorreu no mês de fevereiro, no
período de 1 a 12, perfazendo um total de oitenta horas. A Administração e a equipe
psicopedagógica gastaram vinte horas para definir algumas diretrizes para o ano letivo,
com reserva das sessenta horas remanescentes para diagnóstico e intervenção no
planejamento educacional.
De acordo com o diagnóstico, definiram-se os seguintes conteúdos para a formação de
professores:
• Introdução à epistemologia construtivista.
• Teoria da inteligência de Piaget e teoria da aprendizagem de Skinner.
• Autonomia como fins educacionais.
• Ambientes cooperativos de aprendizagem.
• Metodologias construtivistas de ensino e tecnologias da instrução.
• Planejamento curricular.
Para fundamentar o embasamento teórico foram selecionados para leitura
1
e análise
cooperativa entre os professores os livros:
• Desenvolvimento como Meta da Educação (Kohlberg, e Mayer, 1972).
• Autonomia como finalidade da Educação (Kamii e Declarck, 1991).
Estes dois livros foram selecionados pela pesquisadora como as leituras básicas para a compreensão dos
novos parâmetros curriculares da escola. Além desses, foram analisados outros textos escolhidos pela escola.
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
Como material de transferência do conhecimento foram utilizadas transparências porque os
professores não dispunham de tempo para leituras adicionais. Essas abordaram os seguintes
temas:
1. Epistemologia construtivista versus epistemologia empirista.
2. Autonomia como finalidade da Educação.
3. Teoria da Inteligência de Piaget, teoria do estímulo-resposta de Skinner.
4. Ambientes cooperativos de aprendizagem.
5. Planejamento Curricular segundo Coll (1996) e Sacristán (1998).
6. Metodologias construtivistas de ensino e tecnologias da instrução.
Os procedimentos realizados foram leituras e análises cooperativas do artigo de Kohlberg e
Mayer (1972) e do livro de Kamii (1991). Em seguida, a pesquisadora apresentou as idéias
principais que permeiam um planejamento curricular: epistemologias e filosofias
educacionais, teorias da inteligência segundo Piaget e segundo Skinner, ambientes
cooperativos de aprendizagem e metodologias de ensino. Finalmente, os professores
apresentaram dramatizações representando o processo dos modelos de ensino e
aprendizagem aplicados nas salas de aula, de acordo com as teorias comportamental e
construtivista.
O segundo seminário ocorreu no período de 21 a 30 de julho de 1999, perfazendo um total
de quarenta horas.
Após análise da produção dos professores e dos resultados alcançados no trabalho
cooperativo, foram selecionados os seguintes conteúdos visando a formação dos
professores:
1. Aprendizagem significativa.
2. Mapas conceituais.
3. Aulas operatórias.
4. Avaliações operatórias.
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
Os livros selecionados para leitura e análise cooperativa entre os professores foram:
• Aprendizagem Significativa: A Teoria de David Ausubel. (Moreira e Masini,
1982).
• A Prova Operatória: contribuições da psicologia do desenvolvimento. (Ronca e
Terzi, 1991).
Como material de transferência do conhecimento foram utilizadas duas transparências
abordando:
1. Aprendizagem Significativa.
2. Aulas operatórias e Avaliações Operatórias.
Os procedimentos propostos foram os mesmos do seminário anterior, ou seja, foram lidos e
analisados os livros de Moreira e Mansini (1982), escolhidos pela pesquisadora, e o livro
de Ronca e Terzi (1991) escolhido pela escola. Em seguida, a pesquisadora apresentou as
idéias principais sobre o conceito de aprendizagem significativa, mapas conceituais,
ambientes cooperativos de aprendizagem (aulas operatórias e avaliações operatórias) .
As leituras e análises dos livros sobre avaliação operatória e aprendizagem significativa
auxiliaram os professores a definir objetivos cognitivos e atividades operatórias para os
conteúdos que ensinaram, e introduziram os primeiros gráficos organizadores de
conteúdos.
No ano de 2000, ocorreu o terceiro seminário que se realizou no mês de fevereiro, no
período de 1
o
a 12, perfazendo um total de oitenta horas. O conteúdo selecionado para a
formação de professores foi o seguinte:
• Aulas operatórias.
• Pensamento do Adolescente.
• Metacognição.
Os termos aulas e avaliações operatórias se originam em Piaget para quem pensar é operar -quer se trate de
assimilar os dados da experiência, submetendo-os aos esquemas de atividade intelectual - ou de construir
novas operações por meio de uma reflexão abstrata aparente, isto é, operando interiormente sobre objetos
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
• Mapas conceituais no processo ensino e aprendizagem.
• Planejamento curricular: plano de aulas e projetos interdisciplinares.
• Avaliação.
Foram escolhidos os seguintes livros para leitura e análise cooperativa:
• O Pensamento do Adolescente (in Piaget e Inhelder, 1976).
• Aulas operatórias: contribuições da psicologia do desenvolvimento (Ronca e
Terzi, 1991).
• Aprendizagem Significativa. A Teoria de David Ausubel. (Moreira e Masini,
1982).
• Textos extraídos dos livros Learning how to Learn (Novak, 1984).
• Teaching Science for Understanding: A Human Constructivist View (Mintzes,
Wandersee and Novak, 1997, ed.).
As transparências confeccionadas enfocaram:
• Mapa conceitual da aprendizagem significativa de Ausubel.
• Mapa conceitual como ferramenta cognitiva para ensino-aprendizagem.
• Mapa conceitual do mapa conceitual.
• Metacognição.
Como procedimentos para esse seminário, primeiramente, a equipe psicopedagógica e as
equipes de professores (Geociência, Ciências e Tecnologias e Códigos e Linguagem)
leram, analisaram, sintetizaram e apresentaram as principais idéias do capítulo:
Pensamento do Adolescente (Piaget, 1976). Em seguida, usaram-se os livros de Moreira e
textos extraídos dos livros Learning how to Learn (Novak and Gowin, 1984) e Teaching
Science for Understanding: A Human Constructivist View (Mintzes, Wandersee and
Novak, 1997), como suporte teórico para a construção de organizadores gráficos da grade
curricular para o entendimento do que é metacognição.
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
Para a construção dos mapas foi utilizado o seguinte material: lápis, borracha e cartões
(cards sorts) nas quais se escreveu de um lado o conceito e, do outro, a estrutura e o
funcionamento desse conceito. A seguir, todos os professores construíram
cooperativamente organizadores gráficos para o planejamento curricular específico e geral.
Elaboraram também os primeiros planejamentos semestrais que mostravam a flexibilidade
de navegação nos conceitos organizados no mapa.
O quarto seminário ocorreu no mês de julho, no período de 17 a 23 de 2000, com duração
de vinte horas. Nesse período, já havia um laboratório de computadores na escola e o seu
uso era exclusivo dos professores do pré-vestibular, que planejavam suas aulas empower-
point. Somente o professor de Biologia utilizou os computadores para preparar material
instrucional para as aulas de Biotecnologia.
Os conteúdos selecionados para leitura e análise cooperativa a serem feitos pelos
professores que participaram do quarto seminário foram os novos Parâmetros
Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (MEC, 1999) e textos extraídos dos livros
Learning how to Learn (Novak and Gowin, 1984) e Teaching Science for
Understanding: A Human Constructivist View ( Mintzes, Wandersee and Novak, 1997).
Como procedimento, a equipe psicopedagógica e as equipes de professores leram,
analisaram, sintetizaram, criticaram as obras indicadas, além de preparar e apresentar
organizadores gráficos sobre os novos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino
Médio. Em seguida, a pesquisadora apresentou os conceitos, já discutidos no seminário
anterior, sobre aprendizagem significativa, mapas conceituais como ferramentas
metacognitivas e planejamentos educacionais. Finalmente, todos os professores
organizaram mapas gerais da grade curricular do Ensino Médio, mapas interdisciplinares e
utilizaram os mapas conceituais para a definição de objetivos e para navegação de
conteúdos. Esses fatos demonstraram aprofundamento na compreensão dos fundamentos
teóricos e melhoria no nível de consciência sobre a prática educativa utilizada por todos os
envolvidos na pesquisa.
Em resumo, pode-se dizer que os conteúdos abordados para a formação dos professores
trataram dos seguintes temas:
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
1. Determinação dos fins educacionais - escola do século XXI.
2 Teoria da inteligência de Piaget, condicionamento operante de Skinner e
aprendizagem significativa de Ausubel.
3. Uso de ferramentas cognitivas em ambientes de aprendizagem.
4. Gerenciamento do conhecimento e planejamento de ensino.
5. Uso de organizadores gráficos com o intuito de auxiliar na organização e distribuição
de conteúdos e na elaboração de projetos interdisciplinares para o Ensino Médio.
6. Aplicação de organizadores virtuais e mapas conceituais nos diferentes
planejamentos educacionais.
7. Planejamento de aulas operatórias, provas operatórias e construção de mapas
conceituais interdisciplinares com a finalidade de diferenciar competências
cognitivas e habilidades necessárias a serem estimuladas nos estudantes.
A segunda etapa do desenvolvimento dessa pesquisa abordará a Tecnologia e
Desenvolvimento da Inteligência, sua Aplicabilidade na Educação e ainda um Estudo do
Processo de Ensino e Aprendizagem em Laboratório de Biologia
A experiência, descrita no quarto capítulo, acompanhou o processo ensino-aprendizagem
da disciplina optativa Biotecnologia, ministrada aos sábados, no período da manhã, de
forma não seqüenciada, durante o segundo semestre de 2000. O curso de Biotecnologia foi
oferecido nos três anos do Ensino Médio, com duração de 1:40 h. por turma. Os alunos do
primeiro ano foram os mais prejudicados em razão de as aulas começarem às 7 horas (o
que parece exigir muito de um adolescente brasileiro).
Considerando que a pesquisa, que ora se apresenta, teve como meta a verificação e
aplicação de metodologias construtivistas por meio dos mapas conceituais e das
tecnologias da informação, por um semestre, numa disciplina comum da grade curricular,
comprovou-se que isso não foi possível porque a escola investiu na área de informática nas
salas de aula do pré-vestibular, utilizando material audiovisual e de software educacional.
Assim, a escola apresentou prioridades para o uso do laboratório, com quinze
computadores, aos professores do pré-vestibular, com o intuito de elaborar material de
instrução para aulas em PowerPoint. Dessa forma, o estudo acompanhou a disciplina
Uma Experiência de Pesquisa-Ação
optativa Biotecnologia, porque os computadores só poderiam ser utilizados pelos alunos
aos sábados pela manhã, sob a supervisão de um técnico de informática, pois existiam
problemas de segurança administrativa.
As observações das aulas de Biotecnologia tiveram como objetivo aplicar, analisar e
avaliar um modelo construtivista desenvolvido no laboratório de Biologia, por meio de
mapas conceituais e de tecnologias da informação. Participaram do processo: o professor
da disciplina Biotecnologia, a pesquisadora e setenta e cinco alunos do 1
o
, 2
o
. e 3
o
. anos.
Utilizou-se o software Inspiration (1998) para construção de mapas conceituais. Pode-se
afirmar que os objetivos específicos dessa experiência foram a avaliação do processo de
ensino- aprendizagem em sala de aula e a análise mais acurada das estruturas cognitivas
dos alunos de acordo com a epistemologia genética de Piaget e dos modelos cognitivos
contemporâneos, como também fornecer apoio pedagógico para metodologias de ensino e
orientações de desenho pedagógico de ambientes de aprendizagem.
Essa etapa da pesquisa, descrita no quinto capítulo, foi conseqüência da análise dos
resultados do processo de formação dos professores, das estruturas cognitivas, das
estratégias de aprendizagem dos alunos e das pesquisas contemporâneos sobre tecnologias
da informação e da comunicação para Educação. Nesse momento da pesquisa, apresenta-se
um desenho pedagógico de uma plataforma em Educação a Distância para o planejamento
curricular cooperativo no Ensino Médio.
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
CAPÍTULO 2
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
Nesse capítulo serão abordados os fundamentos cognitivos do modelo pedagógico que, por
razões operacionais, serão subdivididos em quatro subtítulos a saber: introdução à
epistemologia construtivista, epistemologia genética de Jean Piaget, aprendizagem
significativa, epistemologia construtivista em ambientes de aprendizagem.
2.1 Introdução à Epistemologia Construtivista
A discussão contemporânea que envolve o construtivismo na área de ambientes de
aprendizagem e em modelos de ensino Instructional Systems Design (ISD) 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
das contribuições recentes das pesquisas cognitivas que recebem influências da Psicologia,
Inteligência Artificial e da Neurologia.
Os modelos estáticos de ISD sofreram o impacto revolucionário das tecnologias digitais e
das pesquisas cognitivas. Grandes cientistas do século XX — Piaget, Rumelhart, Papert,
Winograd, Simon, Maturana, Ausubel, Vygotsky, Novak, Bruner, Glasersfeld, Jonassen,
Scardamalia e outros — influenciaram o pensamento de pesquisadores e professores em
direção à reforma da educação, em um novo contexto — o papel da tecnologia na
aprendizagem. As pesquisas sobre a maneira como as novas tecnologias modificaram o
processo de aprendizagem, sobre a criação de ambientes de aprendizagem e
desenvolvimento de metodologias e tecnologias de ensino que estimulem a autonomia nos
aprendizes, são todas indispensáveis nos hodiernos projetos de ensino.
Entretanto, apesar das inúmeras contribuições da Inteligência Artificial, da Neurologia e da
Psicologia, muitos teóricos da Educação, projetistas de ambientes de aprendizagem e
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
professores, desconsideram a relevância das questões epistemológicas e interdisciplinares
no processo de ensino-aprendizagem e logo perguntam: por que discutirmos tais questões?
Por que não deixamos as questões epistemológicas para os filósofos e voltamo-nos para os
problemas realmente importantes?
Tais perguntas serão respondidas, em princípio, resumidamente, da seguinte forma:
• Toda área científica deve refletir sua própria fundamentação epistemológica e
metodológica. Desde Aristóteles, a epistemologia é a primeira ciência na ordem da
gênese. A epistemologia e a metodologia têm como função estruturar toda
disciplina científica, e isto se aplica às disciplinas que investigam cientificamente
as habilidades cognitivas dos seres humanos. Essa epistemologia tem um impacto
claro nos modelos de cognição humana, tanto do ponto de vista do sujeito
cognoscente como do objeto cognoscível.
• As filosofias educacionais e metodologias de ensino são determinadas pelas
epistemologias subjacentes; as diferenças epistemológicas têm conseqüências
claras na definição de objetivos e de estratégias no processo de ISD.
• Muitas teorias científicas refletem implicitamente o ponto de vista epistemológico e
metodológico dos seus teóricos.
Essa pesquisa que ora se desenvolve defende a busca de uma posição epistemológica e
metodológica explícita nos projetos de ensino com intuito de refletir sobre as eventuais
refutações.
Para distinguir questões relevantes nos modelos construtivistas de ensino, Dinter (1998),
em Constructivism Instructional Design, cria o seguinte esquema hierárquico simples
para a orientação das pesquisas em projetos de ISD.
"Com o nome metodologia hoje é freqüentemente indicado o conjunto de procedimentos técnicos de
averiguação ou verificação à disposição de determinada disciplina ou grupo de disciplinas. Nesse sentido
tala-se, por exemplo, de metodologia das ciências naturais ou de metodologia historográfica. Nesse aspecto, a
metodologia é elaborada no interior de uma disciplina científica ou de um grupo de disciplinas e não tem
outro objetivo além de garantir às disciplinas em questão o uso cada vez mais eficaz das técnicas de
procedimento de que dispõem." (Abbagnano, 2000:669).
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
Tabela 1: Hierarquia de Orientação em Projetos de ISD
1
o
Nível - Filosófico
Epistemologia, Metodologia, Filosofia da
Ciência.
2
o
Nível - Ciência Cognitiva
Implicações do resultado do nível [ 1 ] para a
Neurologia, Inteligência Artificial, Psico-
logia e Ciência Educacional.
3
o
Nível - Modelo de Ensino
Implicações do resultado do nível [1] via
nível [2] para teorias de ensino.
4
o
Nível - Aplicação no Ensino
Implicações do resultado do nível [3] via
nível [1] e [2] em ambientes de aprendi-
zagem.
Fonte: Adaptado de Dinter (1998).
Nessa pesquisa selecionou-se a hierarquia de Dinter à guisa da boa orientação
argumentativa para o desenvolvimento e a análise de sistemas de aprendizagem.
2.1.1 Epistemologia Empirista versus Epistemologia Construtivista
A epistemologia tem como problema específico de tratamento o conhecimento, isto é, "a
realidade das coisas ou, em geral, do mundo externo" (Abbagnano, 2000:183). O estudo
sistemático do conhecimento inerente ao pensamento científico e dos processos cognitivos
nasceu de pressupostos filosóficos e recebeu estatuto científico devido às contribuições
metodológicas das diferentes ciências.
A análise de como o sujeito epistêmico conhece o mundo e as especificidades próprias às
ciências são problemas prévios de direito e centrais na definição de ambientes de
aprendizagem para os profissionais que trabalham com sistemas de ensino, sejam
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
professores ou projetistas de ambientes de aprendizagem. Os profissionais do ensino
devem ficar atentos ao sujeito do conhecimento, às diferenças epistemológicas e às
diferentes metodologias das ciências, para não cometerem erros, tais como: a) mesma
metodologia de análise para as ciências naturais e historiografia, b) métodos para ensinar
números às crianças sem o conhecimento de como as crianças constróem o conhecimento e
a epistemologia e metodologia própria para o ensino da Matemática (método axiomático).
A discussão epistemológica contemporânea sobre suas influências em ISD e em ambientes
de aprendizagem no mundo digital, originou-se das epistemologias empiristas e
construtivistas do início do século XX. Esses modelos epistemológicos apresentam
filosofias, teorias cognitivas e metodologias educacionais contrastantes e refletem seus
fundamentos no desenvolvimento de tecnologias para sistemas de aprendizagem.
Os epistemólogos empiristas consideram que os fenômenos são independentes e que cabe à
ciência se limitar a fornecer cópias ou descrições cada vez mais perfeitas desses
fenômenos. A experimentação sobre os objetos consiste no registro das suas propriedades
num processo em que o sujeito se limita a constatar os fatos (Piaget, 1980). Para Lakoff
(apud Duffy e Jonassen, 1992) o mundo é completamente e correntemente estruturado em
termos de entidades, propriedades e relações.
Assim, o modelo mental do objetivismo é comparado, pelos teóricos modernos (Bednar,
Cunningham, Duffy e Perry, 1992), à metáfora do computador: input e output. A mente é
uma manipulação de símbolos como a estrutura da linguagem computacional. Esses
símbolos adquirem significado quando uma realidade externa e independente de nós é
"mapeada" no cérebro, e esse processo de codificação se realiza quando interagimos no
mundo. O conhecimento é uma entidade independente da mente e pode ser transferido para
essa, mediante uma linguagem matemática e/ou lógica porque o conhecimento é uma
leitura e um registro de propriedades já completamente organizadas. A experiência
representa um papel insignificante na estruturação do mundo, a significação é algo que
existe no mundo completamente fora de nossas experiências. Conseqüentemente, o
objetivo do entendimento é conhecer essas entidades, atributos e relações que existem. O
objetivismo reconhece que as pessoas têm diferentes compreensões sobre os objetos
baseados em diferentes experiências; entretanto, as experiências a priori e as interpretações
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
humanas são vistas como guia para um entendimento parcial — o objetivo da
aprendizagem é esforçar-se para o entendimento correto e completo do mundo (Bednar,
Cunningham, Duffy e Perry, 1992).
Na psicologia experimental, a epistemologia empirista é amplamente representada por
Skinner por meio da teoria de aprendizagem por estímulo-resposta. Esse autor tinha como
objetivo aplicar a metodologia da ciência da natureza na Psicologia, com a intenção de
controlar o comportamento humano. Como ele próprio afirma:
"Se vamos usar os métodos da ciência no campo dos assuntos humanos, devemos
pressupor que o comportamento é ordenado e determinado. Devemos esperar descobrir
que o que o homem faz é o resultado de condições que podem ser especificadas e que,
uma vez determinado, poderemos antecipar e até certo ponto determinar ações"
(Skinner, 1978:20).
A mente, para Skinner, é uma "caixa preta" que cedo ou tarde a fisiologia irá explicar, e
como ele se refere "o hábito de buscar dentro do organismo uma explicação do
comportamento tende a obscurecer as variáveis que estão ao alcance de uma análise
científica" (Skinner, 1978:42).
O modelo de aprendizagem de Skinner consiste numa estrutura simples de estímulo-
resposta: o sujeito recebe estímulos ambientais e emite uma resposta. Se controlarmos as
variáveis ambientais, controlaremos as respostas. O comportamento humano pode ser
determinado por reforços bem selecionados, processo denominado condicionamento
operante. Vê-se então o modelo de instrução objetivista consiste num processo de
transferência de informação científica e moral. Esse modelo baseia-se num processo
eficiente de técnicas de transmissão do conhecimento, que é determinado pela
simplificação e regularização do conteúdo científico. O conhecimento torna-se atomístico e
pode ser compartimentado em simples blocos que formam a base da instrução. Portanto,
essa transferência do conhecimento é mais eficiente se o excesso de conteúdo e o contexto,
que são vistos como irrelevantes, forem eliminados (Duffy e Jonassen, 1992).
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
A abordagem tradicional de análise dos conteúdos tem dois objetivos:
1
o
) Simplificar e regularizar, ou sistematizar, os componentes a serem aprendidos,
transferindo-os por meio de um processo ou método. Isso é realizado pela
identificação dos componentes dos conteúdos e uma classificação desses
componentes. Por exemplo, um sistema de ensino veria os componentes como
fatos, princípios, conceitos e procedimentos, enquanto o objetivo do ensino seria o
de relembrá-los, usá-los ou encontrá-los.
2
o
) Explicitar os pré-requisitos da aprendizagem. Em essência há uma análise pré-
explícita dos conteúdos relevantes e as dependências lógicas entre os componentes
desses conteúdos (Bednar, Cunningham, Duffy e Perry, 1992).
Se o objetivo do ensino da epistemologia empirista é auxiliar os alunos a adquirirem essas
entidades, relações e atributos, que são pré-explicitadas por meio de atividades que exijam
deles uma atenção focalizada nos estímulos e eventos externos, pode-se afirmar que essa
aprendizagem, simplesmente, envolve a aquisição de informações científicas e morais já
estruturadas. Conseqüentemente, a ideologia educacional empirista não estimula a
atividade intencional, a reflexão, o aprender a aprender, a resolução de problemas e a
tomada de decisões - ações próprias à autonomia intelectual e moral, porque, tem como
objetivo modelar o comportamento humano por meio da transmissão dos conhecimentos
científicos e de valores morais necessários à reprodução do status quo.
2.2 Epistemologia Genética de Jean Piaget
Segundo Piaget (1980:132), "a essência da epistemologia é estabelecer se o conhecimento
se reduz a um puro registro pelo sujeito de dados já organizados independentemente, dele
num mundo exterior (físico ou ideal) ou se o sujeito intervém ativamente no conhecimento
e, na organização dos objetos" .
A epistemologia genética piagetiana aponta ainda que a objetividade, característica do
conhecimento, não exclui a necessidade de uma atividade operatória do sujeito no ato do
conhecimento. Ao contrário, exige uma coordenação profunda e necessária entre a norma
interna do sujeito (antecedentes, conseqüentes, implicações etc) e objeto, conforme afirma
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
esse autor (1983:105), "Ora, tudo o que encontro mostra-me o papel das atividades do
sujeito e a necessidade racional da explicação causal. Sinto-me mais próximo de Kant ou
Bruschivicg que de Comte, e próximo de Meyrson que se opôs ao positivismo, argumento
que verifico sem cessar" Piaget recebe influências explícitas de Kant, no que se refere às
categorias da sensibilidade e entendimento, ao estruturar seu modelo de inteligência;
entretanto considerava o pensamento de Kant como uma psicologia pré-científica.
Kant e Piaget reconhecem o sujeito epistêmico e que o conhecimento resulta da interação
entre o sujeito e o meio. Kant comprova que o sujeito epistêmico existe e que suas
construções constituem a própria forma de conhecimento. Para Kant (1974:23), "nenhum
conhecimento precede em nós a experiência, e todo conhecimento começa com ela mas,
embora todo nosso conhecimento comece com a experiência, nem por isso se origina todo
da experiência". Tal pensamento significa que existe um conhecimento independente da
experiência e de todas as impressões dos sentidos. Este conhecimento denomina-se a priori
(razão pura) e diferencia-se dos conhecimentos a posteriori, isto é, da experiência. Em
Crítica da Razão Pura, Kant salienta a impossibilidade de conhecer uma coisa em si
mesma. O conhecimento humano não se adequa ao objeto e sim o objeto que se adequa à
natureza do conhecimento humano.
Entretanto, Piaget (1983:105) difere de Kant em relação ao sujeito epistêmico, ao afirmar:
"A construção própria ao sujeito epistêmico, por mais rica que seja na perspectiva de
Kant, ainda é muito pobre, já que é inteiramente dada no início, enquanto um
construtivismo dialético, como a história das ciências ou os fatos experimentais reunidos
pelo estudo sobre o desenvolvimento mental parecem mostrar sua realidade viva e
permite atribuir ao sujeito epistêmico uma construtividade muito mais fecunda, se bem
que chegamos nos mesmos caracteres da necessidade racional e de estruturação da
experiência que aqueles para os quais Kant pedia a garantia a priori."
A experiência, segundo Piaget, é um conjunto de ações, dissociações e relações que
implicam o emprego constante das operações lógico-matemáticas pelo sujeito epistêmico.
Enfatiza-se o sujeito epistêmico porque é tarefa do conhecimento científico buscar uma
objetividade por meio da adequação ao objeto e descentralização do sujeito individual ao
sujeito epistêmico, o qual engloba tudo o que existe de comum a todos os sujeitos de um
mesmo nível de desenvolvimento. Isto diferencia o sujeito epistêmico do sujeito
psicológico, como o próprio Piaget exemplifica em Lógica e Conhecimento Científico
(1980), quando diz que todos os adultos normais podem seriar de forma igual os números
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
inteiros. No entanto, cada um pode simbolizar essa série de números inteiros por uma
imagem mental particular (seqüência de traços verticais, escada etc).
Desde a sua juventude, Jean Piaget pesquisou a gênese e construção do conhecimento
ontogenético e filogenético com o intuito de refutar a epistemologia que ignora a atividade
do sujeito em proveito unicamente da constatação ou da generalização das leis constatadas.
Quando esse autor fala em desenvolvimento, ele se refere ao desenvolvimento do
conhecimento ontogenético e filogenético. Se o conhecimento é uma relação entre o sujeito
e o objeto e a distinção causal da inteligência do sujeito é objeto de estudo mais específico
da psicologia, as propriedades dos objetos, nos seus detalhes e nas suas diversidades, são
próprias das ciências particulares.
No livro Estruturalismo
2
(1979), Piaget afirma que uma estrutura contém as
características de totalidade, transformação e auto-regulação. Uma estrutura comporta leis
num sistema de transformações que se conservam ou enriquecem de acordo com o próprio
processo de mudança. Ele se interessou pela Lógica porque ela permite fornecer um
modelo das estruturas do pensamento e pelo fato de que ela formaliza as operações
concretas da razão de forma progressiva.
A relação entre a lógica e a psicologia, nas obras do epistemólogo, é a correspondência
entre a norma e o fato na construção do conhecimento: a lógica é a axiomática das
estruturas operatórias das quais a psicologia estuda o funcionamento real. O lógico estuda
as normas e deduz leis regulamentares, enquanto o psicólogo estuda o fato e induz leis
regulares e a correspondência dessas duas ciências é a logística operatória de Piaget
(Gréco, 1970).
A grande influência da teoria do conhecimento de Piaget na educação é óbvia e interfere
nos aspectos cognitivos, nas relações interpessoais alunos/professores, na atuação da
Não é objetivo de nosso trabalho levantar problemas que o estruturalismo ocasiona nas ciências
hurnanas.mais especificamente na Educação. Mas é importante ressaltar que para Piaget a possibilidade das
ciências do homem repousaria sobre a possibilidade de descobrir leis de funcionamento, de evolução e de
correspondência interna das estruturas sociais (...) portanto, sobre a generalização do método de análise
estrutural, capacitado para explicar as condições de variação e de evolução das suas estruturas e de suas
funções (...) estrutura e função, gênese e história, sujeito individual e sociedade tornam-se pois indissociáveis a
um estruturalismo assim entendido e na mesma medida em que ele afina seus instrumentos de análise"
(Piaget, 1979:43).
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
equipe interdisciplinar, na didática, nas propostas curriculares, na definição dos fins
educacionais, em modelos de aprendizagem a distância e na construção de software
educacionais. Além do mais, as contribuições de Piaget são discutidas em diferentes áreas
de pesquisas (Neurologia, Cibernética, Matemática, Lógica, Física, Psicologia, Biologia,
Sociologia, Lingüística etc). Em princípio, esses fatos argumentam sobre a necessidade de
se compreender o modelo e funcionamento da inteligência segundo a Epistemologia
Genética.
2.2.1 Natureza Adaptativa da Inteligência
Em Psicologia da Inteligência (1977), Piaget demonstra não acreditar que a neurologia
possa explicar como 2+2=4 e como a lógica se impõe ao espírito. Embora alguns
pesquisadores só consigam entender os fenômenos mentais por intermédio do exame do
organismo, ele estava convencido de que os referidos fenômenos não podem ser explicados
somente pela Biologia. Como conseqüência, ele acreditava que era indispensável buscar
subsídios na Lógica ou, mais especificamente, na Epistemologia.
Assim, desde o início de suas pesquisas Piaget (1983) já defendia duas idéias centrais que
fariam parte de toda sua obra:
Primeira
Todo organismo possui uma estrutura permanente, que se pode modificar sob as
influências do meio, mas não se destrói jamais enquanto estrutura de conjunto, todo
conhecimento é sempre assimilação de um dado exterior a estruturas do sujeito.
Segunda
Os fatores normativos do pensamento correspondem biologicamente a uma
necessidade de equilíbrio por auto-regulação: assim a lógica poderia corresponder
no sujeito a um processo de equilibração.
Piaget se afastou da Filosofia e recorreu à Psicologia Experimental, porque ele precisava
definir quais os mecanismos usados pelo sujeito do conhecimento para se adaptar ao meio.
Em seus cinqüenta anos de pesquisa em Epistemologia, chegou à conclusão de que não
existe conhecimento que se origine de um simples registro de observações sem uma ati-
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
vidade de estruturação do sujeito, e também não existem estruturas cognitivas a priori ou
inatas O que é hereditário, nos homens, é a potencialidade de funcionamento da
inteligência. E, se existe estrutura da inteligência, esta é devida à organização de ações
sucessivas exercidas sobre os objetos. E, por isto, sua Epistemologia não é empirista e nem
pré-formista como a de Lorenz; ela é construtivista e estabelece que o conhecimento se
forma pela elaboração contínua de operações e pela organização de novas formas
(Glaserfeld, 1995:107).
O problema central é, então, "compreender como se efetuam essas criações e por que, visto
resultarem de construções não predeterminadas, que se podem tornar logicamente
necessárias durante o desenvolvimento" (Piaget, 1983:51).
A hereditariedade da inteligência por um lado, ocorre por um processo especial da espécie
humana e das suas linhagens particulares (níveis de inteligência). E, por outro lado, ela é
uma hereditariedade geral própria da organização vital (funções de coerência). Na heredita-
riedade geral, Piaget (1967) observa a existência de um núcleo funcional da organização
intelectual que é invariante e se impõe à consciência através da formação de estruturas cada
vez mais adaptadas ao seu funcionamento Este núcleo desempenha o papel de necessidade
do a priori que Kant (1980) acreditava ser constituído de estruturas prontas desde o início
do desenvolvimento humano. Este núcleo funcional é responsável pela estrutura que a
razão elaborará no contato com o real, pois permite o aparecimento de uma função de
coerência. Sua importância é dupla: por um lado, ele é responsável pela atividade biológica
e, por outro, controla a evolução do conhecimento. Sendo assim, o a priori só se apresenta
como estrutura necessária no final da evolução das noções que Kant havia observado na
sensibilidade e no entendimento. Piaget (1967) difere de outros teóricos ao observar uma
hereditariedade de funcionamento e não de estrutura, como pensavam Lorenz e outros pré-
formistas que analisaram os fatores hereditários de forma estruturada. Com isto, Piaget
pretende respondeu à questão sobre quais são os mecanismos responsáveis pela passagem
de uma organização orgânica para uma organização intelectual mais rica e que mantém a
estabilidade diante dos desvios espaço-temporais.
ara responder à questão de quais mecanismos são responsáveis pela passagem da
organização biológica para intelectual, ele fez uma ligação isofórmica entre adaptação or-
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
gânica e adaptação mental, relaciona a vida mental com a orgânica através dos invariantes
funcionais da razão propostos por Hoeffding (apud Piaget, 1987:7), mostrados na tabela 2
(p. 32).
É de conhecimento de todos que a Biologia considera que os seres vivos são caracterizados
por possuírem determinadas funções, ou seja, duas formas de vida podem ser muito
diferentes uma da outra, porém devem possuir as referidas funções: a reprodução, a
organização, a adaptação e a fronteira entre o organismo e o meio. Essas funções são inva-
riantes por estarem presentes, no mesmo grau, em todos os fenômenos biológicos. Para um
objeto ser considerado vivo, ele deve ter uma organização dentro de fronteiras bem
determinadas. Além de organização, ele deve ter adaptação. Esta adaptação é composta
pela assimilação e acomodação. A assimilação é a capacidade do ser vivo de trazer parte do
ambiente para dentro da fronteira de sua organização, isto é, de abstrair propriedades dos
objetos. Esta parte interiorizada deve ser incorporada à organização. Para tanto é possível
que o ser vivo precise reorganizar suas estruturas anteriores. Esta reorganização se chama
acomodação. Para Piaget (1987:15), a "inteligência é adaptação"; ele enfatiza o paralelismo
que existe entre a vida e o conhecimento; entre a adaptação orgânica ao meio e a adaptação
inteligente do sujeito do conhecimento e dos objetos por ele conhecidos. A adaptação
cognitiva é um caso particular da adaptação biológica, a inteligência é "essencialmente
uma organização e sua função consiste em estruturar o universo tal como o organismo
estrutura o meio imediato." Ele ainda observa que "nenhuma estrutura espaço temporal
objetiva e causal é possível sem uma dedução lógico-matemática, constituindo assim essas
duas espécies de realidade em sistemas solidários de totalidades e relações" (opus cit:20),
isto é, "a conduta requer um equilíbrio entre assimilação e acomodação. O sujeito assimila
através de uma função implicativa o dado atual e o acomoda a esquemas anteriores".
Esta correlação entre as categorias funcionais é o que possibilitou a Piaget afirmar que um
novo elemento pode ser compreendido de diferentes formas por diferentes indivíduos ou de
acordo com níveis cognitivos distintos. A razão possui certas categorias mais reais como a
causalidade, a substância, objeto, espaço e tempo que exigem uma ligação íntima entre
dado e dedução, além de, existirem categorias mais formais como relações logico-
matemáticas. Logo as categorias formais são as funções implicativas da assimilação
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nos permitem, através de operações, deduzir o real. As mais formais são funções que
possuem dois invariantes: 1- esquemas de qualidades versus classes e 2- relações de
quantidade versus número.
A função da inteligência é "descentrar o comportamento, liberando-o dos acontecimentos
atuais através de um jogo de reconstituições e de antecipações conceituais mais amplas, de
assimilação ao já conhecido e de acomodação ao previsto" (Piaget, 1967:27). A
reversibilidade operatória que a inteligência busca atingir e alcança é falha no terreno
orgânico. A principal diferença entre adaptação biológica e adaptação mental está no modo
do organismo interagir com o meio. Na adaptação biológica, há uma interpenetração direta
e na adaptação mental ocorrem trocas funcionais que se estabilizam quanto maiores forem
as distâncias espaço-temporais. Estas trocas funcionais da adaptação mental possibilitam a
equilíbrio e a reversibilidade que, na adaptação biológica, é um equilíbrio precário porque
seu campo é restrito.
Qualquer ser vivo apresenta reação ao meio devido à organização, e a evolução utiliza os
acasos em função de organizações progressivas. A organização não é transmitida
hereditariamente como no caso das cores ou das formas. A transmissão hereditária dos
caracteres do genoma necessita de organização, que se conserva e se prolonga
constantemente, sendo o meio necessário para qualquer transmissão e não como conteúdo
transmitido. Essa conservação se manifesta, para os seres organizados através da
continuidade da sua totalidade e da estabilidade das essências de suas formas. A
conservação é um invariante na continuidade do desenvolvimento das estruturas. Em
qualquer organização biológica ou mental, existem processos parciais e interdependentes
que formam composições indispensáveis à totalidade, por exemplo, os exercícios dos
reflexos são prolongamento de uma organização biológica e, são responsáveis pela
coordenação de esquemas que possuem coerência, são regidos por uma totalidade e,
apresentam uma relação entre si. O conteúdo da organização se transforma e não se
acumula constantemente pela interação entre o organismo e o meio.
Toda organização intelectual é uma totalidade que possui um sistema de relações entre os
seus elementos e a necessidade de relações múltiplas entre ações cognitivas e os
significados que estas ações exprimem, possibilitando o conhecimento da realidade. As
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são organizadas e orientadas, como se demonstra na tabela das categorias de Piaget,
entre meios e fins.
A distinção essencial entre adaptação intelectual da adaptação orgânica, segundo Piaget,
"consiste em que as formas de pensamento, aplicadas a distâncias crescentes no espaço e
no tempo (com diferenciação progressiva nas escalas), terminam por constituir um meio
infinitamente mais extenso e, por conseguinte, mais estável, enquanto os instrumentos
operatórios, apoiados ademais em auxiliares semióticos (linguagem e escrita),
conservam seu próprio passado e adquirem continuidade e mobilidade reversíveis (pelo
pensamento); portanto, uma instabilidade dinâmica inacessível à organização biológica"
(1967:258).
Tabela 2: Isomorfismo entre Vida Orgânica e Vida Mental
Funções Biológicas Funções Intelectuais Categorias
Totalidade x Relação Organização Função Reguladora
Ideal x Fim
Qualidade x Classe Assimilação Função Implicativa
Quantidade x Número
Causalidade x Tempo
Adaptação
Acomodação Função Explicativa
Objeto x Espaço
Fonte: Hoeffding in apud Piaget ( 1987:7).
2.2.2 Teoria dos Esquemas na Epistemologia Genética
O conceito de esquema de Piaget também tem origem na Biologia. Em seu livro Biologie
et Connaissance (1967), ele demonstra que o conceito de esquema é originário dos
esquemas de reflexo, dado que muitos reflexos e padrões de ação fixa são anteriores a
qualquer aprendizagem significativa, 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, para esse autor, "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), tendo a
assimilação, assim, um caráter generalizador. É interessante destacar ainda 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, 1978:51).
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
Glasersfeld (1994:118) observa que Piaget concebeu o esquema de ação em três partes:
"uma situação percepcionada, uma atividade a ela associada e um resultado da atividade
que era benéfico para o sujeito", conforme demonstrado no padrão de esquema de ação
(Glasersfeld, 1994:118).
Essa perspectiva de Glasersfeld é especificada em três partes de um esquema:
1. reconhecimento de uma determinada situação;
2. uma atividade específica associada a essa situação;
3. a expectativa de que essa atividade produza um determinado resultado
experimentado anteriormente.
Além disso, Piaget buscou identificar as chamadas estruturas mentais de todo o
conhecimento. Essas estruturas intelectuais observadas por ele correspondem às estruturas-
mãe dos matemáticos franceses denominados bourbakistas. Em carta a Bourbaki, Piaget
diz: "A inteligência está espontaneamente orientada para organizar certas estruturas
operatórias que são isomorfas com respeito àquelas que os matemáticos colocam na base de
sua construção ou que os lógicos encontram nos sistemas por eles elaborados" (Gréco,
1970:45).
As estruturas-mãe da inteligência, encontradas pelos boubarkistas (Piaget, 1979), são:
• Ordem. O objeto dessa estrutura é a relação (ordem). O protótipo é a rede: precede
e sucede.
• Topologia que é fundamentada nas noções de proximidade, de continuidade e
limite.
• Composição que conteria a estrutura de grupo". A composição é a combinação de
entidades para produzir novas entidades. A composição muito provavelmente
3.
A noção de grupo foi descoberta por Galois (Piaget, 1979:18).
Um grupo é um conjunto de elementos (por exemplo, os números inteiros, positivos e negativos) reunidos
por uma operação de composição (por exemplo, a adição) e com as seguintes propriedades:
1. O grupo é um conjunto, a operação T e T-
1
. A operação T-
1
é chamada operação inversa de T. 2.
Existe um elemento N do grupo tal que qualquer que seja B pertence ao grupo, (B T N)=B.
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
trabalha sobre estruturas de grupo. Possivelmente, o grupo, que teve origem nos
processos mentais de abstração, deve espelhar estes processos.
Desde 1950, Piaget já se preocupava em diferenciar a abstração reflexiva da abstração
apoiada sobre os objetos — abstração empírica. A abstração reflexiva se diferencia da
abstração empírica, porque é ela a força motriz das estruturas mentais. Procede de ações ou
operações do sujeito em contato com o meio e transfere os esquemas de conduta do sujeito
a um plano superior que foi tirado de um nível inferior de atividade, chegando, porém, a
níveis de diferença nas composições e generalizações.
Piaget escreveu a obra Abstração Reflexionante: relações lógico-aritméticas e ordem
das relações espaciais (1995) para diferenciar a abstração reflexiva da abstração empírica.
A abstração empírica se apóia sobre os objetos ou sobre os aspectos materiais da ação,
como os movimentos. Desde o início da inteligência não há um simples registro de
informações do meio. Para que haja uma abstração de peso, por exemplo, o sujeito
necessita de instrumentos de assimilação oriundos de esquemas, como já observou Piaget.
Esses esquemas não são oriundos dos objetos e sim das experiências do sujeito. A
abstração empírica visa atingir um dado exterior, um conteúdo, e os esquemas enquadram
as formas que poderão captar tal conteúdo. A abstração reflexiva, para Piaget, é apoiada
tanto por essas formas como pelas atividades mentais do sujeito (esquemas de
coordenações de ações, operações etc). A abstração retira certas propriedades dessas
formas e os utiliza para outras finalidades, novas resoluções. A abstração reflexiva se dá
em dois sentidos complementares (Piaget, 1995:249):
1- Primeiramente transpõe a um nível superior o que capta no anterior. Essa transferência Piaget
denomina réfléchissement— reflexiva (ex: da ação à representação).
2- Reconstrói no novo patamar o que foi construído no anterior ou põe em relação os elementos
adquiridos no anterior com os já existentes no posterior. Essa reorganização é denominada reflexión
— reflexão.
Desde o nascimento, o bebê apresenta aspectos de conduta inteligente ao resolver um
problema novo. Ele usa a coordenação de estruturas construídas pela experiência e
3. Outra propriedade é que B e C pertencem ao grupo, (B T C) também pertencem. A terceira
propriedade que é (BT-B)=N. Finalmente, (BTC)=BT(CTA).
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reorganiza seus esquemas em função do novo dado. Nos níveis representativos, mas ainda
concretos (pré-operatório e operatório concreto), o sujeito só faz construções apoiadas em
dados constatáveis. Essas construções possibilitarão o pensamento formal. Piaget
denomina essas abstrações de pseudo-empíricas, porque a leitura parte dos objetos com
propriedades constatadas pelos sujeitos ao agirem sobre os objetos. A abstração pseudo-
empírica é uma variação da abstração reflexiva, pois o objeto é modificado pelas ações do
sujeito e enriquecido pelas propriedades tiradas de sua coordenação como ordenar
elementos de um conjunto. Ela difere da abstração empírica porque as propriedades a que a
abstração empírica se refere já existiam no objeto antes de qualquer constatação do sujeito.
No último nível da inteligência observa-se à reflexão sobre a reflexão, denominada de
abstração refletida ou pensamento reflexivo (reflexión). A abstração reflexiva purifica
sempre o pensamento, em virtude de seu próprio mecanismo de reflexão sobre reflexões.
No estágio superior, a abstração reflexiva atinge grandes progressos em número e em
qualidade, isto é, há uma melhor adequação ao real. A ação total, depois de ser
reconstituída, é comparada às outras ações análogas. De agora em diante, a ação do
pensamento reflexivo, ou meta-reflexão, dá início à constituição de sistemas lógico-
matemáticos de caráter científico e de modelos mais complexos do pensamento (a forma se
libera do conteúdo).
A abstração reflexiva é baseada não nos objetos, mas sim nas ações que se podem exercer
sobre eles e, em especial, da coordenação dessas ações. Na rubrica da coordenação estão a
ordenação e a reunião. Analogamente, na teoria dos grupos, a operação representa um
papel importante, semelhante ao das ações na abstração. Além do mais, a coordenação das
ações apresenta uma grande semelhança com as propriedades dos grupos, conforme se vê
em Piaget (1995):
1. A reversibilidade das ações é uma coordenação similar à operação inversa e torna
possível a volta ao ponto de partida.
2. A associatividade da estrutura de grupo pode ser comparada com a possibilidade de
se chegar ao mesmo fim por diferentes caminhos.
Nos primeiros estágios cognitivos-interpessoais, o sujeito é heterônomo e egocêntrico, não
distingue o seu ponto de vista do ponto de vista do outro por falta de coordenação ou de
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grupamento dos pontos de vista e das coisas. Com o aparecimento do grupamento
operatório, o sujeito torna-se mais apto à coordenação e à reciprocidade nas relações
interpessoais, isto é, torna-se livre e exercita a cooperação junto aos membros do grupo. As
estruturas do pensamento formal lhe possibilitam o afastamento da cognição dos contextos
imediatos e a busca da liberdade própria. Essa autonomia lhe é possível devido às
características de um pensamento hipotético-dedutivo que possibilita a dedução de mundos
possíveis e a transformação da realidade.
O grupamento operatório e a cooperação são os fatores necessários para a transição da
heteronomia à autonomia. O grupamento é a coordenação de operações do indivíduo e a
cooperação é a coordenação de pontos de vista de um grupo de indivíduos. A
correspondência estreita entre grupamento operatório e cooperação é demonstrada por
Piaget (1977:164) em dois momentos:
1. O indivíduo não agiria de uma forma coerente (grupamento operatório) sem um
intercâmbio de pensamento e de cooperação com os outros indivíduos.
2. Os intercâmbios de pensamento, todavia, obedecem a uma lei de equilíbrio (grupamento
operatório), já que a cooperação exige uma coordenação de operações.
Piaget observa também que a transição da heteronomia para a autonomia é realizada por
meio da linguagem que permite pôr em ação as operações mentais dos indivíduos e
coordená-las com outros pontos de vista. Como Grize (1996) demonstra, a lógica é a boa
maneira de conduzir a razão no conhecimento das coisas que circundam. Ela lhe permite
representar as coisas, elaborar e coordenar as representações do pensamento e comunicar
estas representações por meio da linguagem. As palavras são conteúdos cognitivos e cada
uma delas está ancorada num conjunto de pré-construídos culturais que fazem sentido para
o orador e para o receptor. Como afirma Piaget (1977:164), "a obrigação de não se
contradizer não é simplesmente uma necessidade condicional (um imperativo hipotético),
para quem queira curvar-se às exigências das regras do jogo operatório: ela é também um
imperativo moral (categórico), à medida que é exigida pelo intercâmbio intelectual e pela
cooperação". Nota -se aqui uma influência da obra Metafísica dos Costumes, de Kant
(1974), no que se refere ao imperativo categórico.
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
A autonomia intelectual e moral é o equilíbrio de ações individuais e interindividuais que
possibilitam conservação de conceitos, isto é, a reversibilidade do pensamento está
vinculada à reciprocidade coletiva e o grupamento é a lei de equilíbrio na realidade, em sua
atividade operatória interna e na cooperação exterior. Como afirma Piaget (1980:14):
"a cooperação do ponto de vista intelectual, é ela que está mais apta a favorecer o
intercâmbio real do pensamento e da discussão, isto é, todas as condutas suscetíveis de
educar os espíritos críticos, a objetividade e a reflexão discursiva. Do ponto de vista
moral, ela chega a um exercício real dos princípios da conduta, e não a uma submissão
exterior".
Em relação ao pensamento do adolescente, Piaget observa que durante esse período exis-
tem duas transformações essenciais que distinguem o adolescente da criança: a) estruturas
lógicas; b) integração do adolescente ao mundo dos adultos.
Do ponto de vista das estruturas lógicas, os resultados das pesquisas de Piaget e de seus
colaboradores levam a uma conclusão que distingue, claramente, o pensamento da criança
e do adolescente.
A criança
"Lida com as operações concretas de classe, de relações e de números, cuja estrutura não
ultrapassa o nível dos "agrupamentos" lógicos elementares ou de grupos numéricos
aditivos e multiplicativos. A criança utiliza duas formas complementares da
reversibilidade (inversão para as classes e os números, reciprocidade para as relações),
mas sem fundi-las nesse sistema único que caracteriza a lógica formal." Adolescente
"Superpõe a lógica das proposições a das classes e das relações, e assim desenvolve,
pouco a pouco (atingindo seu patamar de equilíbrio por volta de 14-15 anos), um
mecanismo formal fundamentado simultaneamente nas estruturas do reticulado e do
grupo de transformações: estas lhe permitirão reunir, num mesmo todo, além do
raciocínio hipotético-dedutivo e da prova experimental baseada na variação de um único
fator (desde que as outras coisas permaneçam iguais), certo número de esquemas
operatórios que utilizará continuamente em seu pensamento experimental, bem como
lógico-matemático" (Piaget, 1976:249).
4
O desenvolvimento em razão da lógica operatória trata de leis de transformação que orientam a cognição
para modelos não estáticos como o grupo INRC. Este grupo possui quatro operações, a saber:
(a) a operação I (identidade ou elemento neutro);
(b) a operação A
7
(negação);
(c) a operação R (recíproca);
(d) a operação C (correlatividade). Sejam p e q proposições; —p e —q, suas negações; e os
operadores lógicos v (disjunção), A (conjunção) e (negação). Estas quatro operações formam
um grupo comutativo, cujos resultados podem ser resumidos na tabela 3.
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
O pensamento do adolescente não se transforma somente do ponto de vista das estruturas
lógicas outras modificações gerais do pensamento tornam-se características dessa fase.
Piaget associou as transformações do pensamento e a integração dos adolescentes à
sociedade adulta como reflexos indiretos e específicos dessa tendência geral (dos
adolescentes) para construir teorias e utilizar as ideologias de seu ambiente (Piaget, 1976).
O aspecto intelectual acompanha o afetivo, numa interdependência que reestrutura
totalmente a personalidade do adolescente. Nesse estágio, ele se julga num plano de
igualdade e de reciprocidade, procurando introduzir seu trabalho na sociedade, propondo-
se também a transformar a sociedade num domínio específico ou em sua totalidade. A
integração na sociedade adulta não se realiza sem conflitos, o adolescente necessita criar
sistemas e teorias, fato que o liberta e o coloca em pé de igualdade com os adultos.
O adolescente necessita viver intensamente as relações interindividuais que seu ambiente
lhe oferece; procura, além disso, colocar-se no mundo adulto por meio de idéias e
ideologias de grupo. Se o adolescente constrói teorias é porque ele tornou-se capaz de
refletir, e porque sua reflexão lhe permitiu fugir do concreto atual em direção ao abstrato e
ao possível. Essa capacidade de abstração do pensamento formal constitui, para Piaget,
uma reflexão da inteligência sobre si mesma.
2.2.3 Esquemas de Piaget numa Perspectiva Neurofisiológica, Computacional e
Semântica
A aceitação generalizada do fato de que a cognição humana tem origem em redes neurais
não impediu que os cientistas discordassem quanto ao mecanismo gerador da capacidade
mental.
Pode-se afirmar que existem dois grupos distintos de pesquisadores que analisam
diferentemente as estruturas mentais. Um grupo que defende a posição segundo a qual as
redes neurais são máquinas de aprendizado indiferenciado. Assim sendo, as estruturas
necessárias para realizar uma determinada tarefa seriam criadas e se iniciariam pelo
processo de aprendizado.
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Outro grupo de pesquisadores discorda sobre a possibilidade de que qualquer algoritmo de
aprendizado seja capaz de organizar redes neurais não especializadas de modo a criar
estruturas capazes de realizar certos esquemas. Portanto, existem duas classes de teorias do
conhecimento:
Primeira
O ser humano possui, ao nascer, um único mecanismo de representação do
conhecimento. Este mecanismo universal, ao interagir com o ambiente, apreende
todas as funções superiores do cérebro.
Segunda
O cérebro possui uma quantidade não especificada de esquemas que podem,
interagindo com o ambiente, sofrer generalizações, especializações e hibridização
para se adaptar a um determinado problema.
Sabe-se que toda teoria científica deve sugerir experimentos para aqueles que querem
contestá-la. Assim, se o mecanismo único existe, está na rede de neurônios do cérebro. Se,
ao estudar essa rede, um pesquisador descobrir uma arquitetura capaz de explicar a maioria
das funções superiores do cérebro, as teorias de múltiplos esquemas serão invalidadas.
Sabe-se também que a arquitetura do cérebro do recém-nascido teve origem em processos
evolutivos. Se os modelos desses processos indicarem que eles podem construir os
esquemas observados nos seres humanos e, além disso, nenhum esquema universal de
aprendizado for encontrado, as teorias do mecanismo único caem por terra.
Minsky e Papert (1969), por meio de argumentos apoiados em modelos matemáticos
suficientemente confiáveis, sugeriram que, embora os mecanismos de funcionamento de
neurônios biologicamente plausíveis sejam capazes de realizar qualquer computação, eles
teriam uma complexidade inaceitável para um grande número de problemas. Pessoas que
trabalham com computação possuem um conceito chamado complexidade. Um problema
pode ser passível de solução por uma dada classe de algoritmo, mas há que exigir, para se
chegar à solução, uma quantidade de tempo ou de recursos além do razoável. Diz-se, então,
que tal problema possui uma complexidade inaceitável (Russel and Norvig, 1995).
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Enquanto Minsky e Papert estudavam as propriedades de mecanismo de aprendizagem
neural Holland (1975) e outros estudavam modelos que faziam uso da metáfora da
evolução. Holland mostrou que simulações computacionais da evolução podem, de fato,
resolver alguns dos problemas que se revelaram intratáveis quando submetidos a redes
neurais de mecanismo único. Existe, portanto, um número razoável de evidências para se
acreditar que a evolução, agindo sobre o código genético, criou cérebros com uma grande
quantidade de esquemas flexíveis (Patterson e Bly, 1999). Assim, em um dado indivíduo, o
aprendizado neural generaliza ou especializa os esquemas herdados geneticamente,
adaptando-os a novas situações e a classes mais amplas de problemas.
Diante disso, pode-se observar o funcionamento das redes neurais através do estudo de um
esquema clássico conhecido como "ou exclusivo" (XOR). Muito cedo as pessoas aprendem
a fazer uso do raciocínio, por exemplo: "O pássaro fugiu porque a porta estava aberta. A
porta não pode estar aberta e fechada ao mesmo tempo. Portanto, alguém esqueceu de
fechar a porta". O esquema baseado nesse tipo de raciocínio pressupõe que, no mundo real,
existem apenas as seguintes possibilidades de aberta-fechada. Pode-se representar a
estrutura do esquema XOR na figura a seguir (figura 1).
Se houver uma regra geral que permita a uma rede de neurônios organizar-se dentro da
estrutura da figura e descobrir as sinapses especificadas, e se tal regra funcionar também
para outros esquemas, além do XOR, pode-se afirmar que os defensores da teoria do
mecanismo único têm algo a dizer.
1 aberta 1 fechada 0 impossível
1 aberta 0 não fechada 1 possível
0 não aberta 1 fechada 1 possível
0 não aberta 0 não fechada 0 impossível
Figura 1: Esquema XOR.
Além disso, as várias teorias (mais ou menos fundamentadas na Neurofisiologia) a respeito
do funcionamento dos neurônios pressupõe, na sua grande maioria, que os neurônios sejam
classificadores lineares, isto é, separam os objetos por meio de retas, planos e hiperplanos
no espaço de conceitos. Ademais, essa classificação linear pode ser apreendida por
neurônios que se organizam. A Neurofisiologia já apresentou fortes evidências de que
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neurônios são, de fato, classificadores lineares. Pesquisadores ligados a Piaget, contudo,
demonstraram que tais classificadores são incapazes de realizar certas tarefas que o homem
comprovadamente realiza, como o caso do esquema XOR
Para explicar o que foi exposto acima, serão utilizados alguns sistemas de classificação
simples. Seja um espaço com apenas um conceito e alguns objetos que devem ser
discriminados. Se os objetos estiverem distribuídos como mostra a figura 2, a
discriminação poderá ser feita por uma reta.
Figura2: Classificação de padrões linearmente separáveis.
Se, porém, os objetos estiveram como na figura 3, serão necessárias pelo menos duas retas.
Em outras palavras, é preciso uma estrutura de retas.
Figura 3: Classificação XOR não linearmente separável.
Adotando o ponto de vista de Piaget, Rumelhart et alii (1987) acreditam que qualquer
grupo de neurônios intimamente conectados exigiria as características dos esquemas. Na
figura 4, mostramos como seriam essas conexões.
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As setas indicam ligações excitatórias entre os neurônios. Isto significa que se N1 for
excitado, também N4 será excitado. Afinal N1 está ligado a N4 por uma sinapse
excitatória. Os halteres indicam inibição. Assim, se N1 for excitado, como ele está ligado a
N2 por uma sinapse inibitória (halteres), N2 vai se inibir.
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 nossa arquitetura mental para as idéias (Rumerlhart,
Lindsay e Norman, 1987). Assim, esquema é uma estrutura de dados que representa
conceitos genéricos armazenados na memória.
A premissa básica da teoria de esquemas declara que a memória humana é organizada
semanticamente por meio de redes dinâmicas (schemata) de interrelações 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).
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por um lado, 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
(Rumerlhart, Lindsay e Norman, 1987). As informações provenientes do mundo
estruturam-se hierarquicamente segundo níveis de abstração. Por exemplo, se analisarmos
a proposição 'o homem é um animal', homem constitui uma unidade conceitual (um
nódulo) que se encontra subordinado à relação "é um" ao conjunto superior "mamíferos", e
este, por sua vez, ao de "animal". Cada unidade conceitual encontra-se associada a uma
série de propriedades: mover-se, amamentar, respirar etc. Todas essas relações constituem
uma rede semântica.
Por outro, um esquema para um objeto, evento ou idéia é compreendido como uma série de
atributos que os descrevem e, portanto, ajudam no reconhecimento dos objetos ou eventos.
Esses atributos contêm relações com outros esquemas e essas relações entre esquemas
possibilitam a criação de significados para os objetos e eventos. Por exemplo, o ser
humano possui esquemas sobre "casa" bem desenvolvidos, que incluem atributos como
janela, portas, telhado etc. O esquema casa está incluído num extenso conjunto de
esquemas (schemata) dependentes de um contexto.
Cada indivíduo possui esquemas próprios para os objetos e eventos, e esses esquemas
dependem das experiências vividas por ele. Cada esquema construído representa uma mini-
estrutura na qual relaciona-se elementos ou atributos da informação sobre o tópico ou
experiência.
2.3 Aprendizagem Significativa
O conceito de aprendizagem significativa é derivado das pesquisas de Ausubel realizadas a
partir da década de 60. Nessa época, a influência comportamentalista na escola estava no
seu ápice e a psicologia objetivista mantinha firmemente a hegemonia, ou seja, qualquer
teoria que enfatizasse processos mentais e desenvolvimento da aprendizagem era suspeita e
°s pesquisadores que possuíam uma visão epistemológica construtivista tinham grandes
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dificuldades de publicar seus artigos em jornais da Psicologia e da Educação (Novak,
1997). Os objetivos comportamentalistas eram os únicos fundamentos válidos para o
planejamento de ensino, as idéias de Piaget eram ignoradas na comunidade acadêmica
americana; entretanto, Ausubel, da Universidade de Cornell, continuava suas pesquisas
sobre "aprendizagem significativa" e mostrava a importância de distinguir sua abordagem
da abordagem instrucionista. Na década de 70, surgem novos colaboradores: Hanessian,
Novak, Gowin, Moreira e Buchwitz, que aprimoram a idéia de aprendizagem significativa,
desenvolvendo a técnica do mapa conceitual - uma ferramenta gráfica que facilita essa
aprendizagem.
Ausubel (1982) diferencia dois tipos de aprendizagem: mecânica e significativa. A
aprendizagem significativa consiste na assimilação da nova informação e acomodação
dessa à estrutura já organizada, isto é, a nova informação está relacionada aos aspectos
relevantes preexistentes da estrutura cognitiva e esta por sua vez se modifica no processo
de aprendizagem. Ele enfatiza que aprendizagem significativa não significa que a nova
informação forma um elo simples com os elementos preexistentes na estrutura cognitiva,
pelo contrário, na aprendizagem automática é que ocorre uma ligação arbitrária e não
substantiva com a estrutura cognitiva preexistente. A aprendizagem significativa consiste
num processo de interação (não por uma simples associação) entre os aspectos relevantes
da estrutura cognitiva com a nova informação, contribuindo para a diferenciação,
elaboração e estabilidade dos conhecimentos específicos preexistentes. As idéias expressas
(imagem, símbolo, conceito ou proposição) simbolicamente são relacionadas às
informações previamente adquiridas pelo sujeito através de uma relação não-arbitrária e
substantiva (não literal) com uma estrutura específica, denominada por Ausubel de
subsunçor.
O subsunçor é uma idéia, uma proposição já existente na estrutura cognitiva e serve como
idéias-âncora às novas informações. Assim, pode-se afirmar que a aprendizagem
significativa ocorre quando a nova informação ancora-se em conhecimentos relevantes
preexistentes na estrutura cognitiva, isto é, novas idéias, conceitos, proposições podem ser
assimilados significativamente se existirem subsunçores: idéias e conceitos relevantes e
inclusivos que estejam adequadamente claros na estrutura cognitiva e funcionem como
suporte para a nova informação.
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2.3.1 Aprendizagem de Conceitos
Como os seres humanos se situariam no mundo se não organizassem suas experiências e as
comunicassem aos outros homens? Como o homem representaria o mundo sem um
processo de abstração e codificação de suas ações? É notável observar que 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).
Mas, o que é conceito? Segundo Abbagnano
5
(2000:164), conceito é, em geral, todo
processo que torne possível a descrição, a classificação e a previsão dos objetos
cognoscíveis. Ausubel (1980) concebe 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. Novak e Gowin (1984) concebem conceitos como regularidades
perceptivas encontradas nos objetos ou eventos designados por rótulos conceituais. Como
há relação entre os eventos, embora os animais possam reconhecer regularidades nos
eventos e nos objetos, os seres humanos são os únicos que possuem a capacidade para
inventar e usar uma linguagem (ou símbolo), para representar e comunicar essas
regularidades perceptivas. Enfim, o caráter do conceito é sua comunicabilidade pelo signo
lingüístico, isto é, sua função primeira é a comunicação, dessa forma a cultura o maior
veículo de comunicação por meio do qual as crianças adquirem os conceitos que são
construídos durante séculos, e a escola é ainda um dos veículos que transferem informações
sobre esses conhecimentos (Novak e Gowin, 1984).
Para Abbagnano, 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. Embora o conceito seja normalmente indicado por nome, já que diferentes nomes
podem exprimir o mesmo conceito ou diferentes conceitos podem ser indicados, por equívoco, pelo mesmo
nome. O conceito, além disso, não é um elemento simples ou indivisível, mas podem ser constituído por um
conjunto de técnicas simbólicas, extremamente complexas, como é o caso das teorias científicas, que também
podem ser chamadas de conceito (C. de relatividade, C. de evolução). O conceito tampouco se refere
necessariamente a coisas ou fatos reais, já que pode haver conceitos de coisas inexistentes ou passadas, cuja
existência não é verificável nem tem um sentido específico
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Como pode-se observar, 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. Tais
atributos criteriais são definidos por processos psicológicos que representam dois
significados: denotativo e conotativo. O significado conotativo se refere às características
abstratas que definem um objeto ou evento, são elementos comuns que possibilitam a
comunicação em uma determinada cultura, mas surgem também reações afetivas,
significados denotativos que elicitam significados diferentes às pessoas. Assim a aquisição
de conceitos resulta de uma experiência consciente diferenciada e idiossincrática.
Em relação aos processos cognitivos envolvidos na aquisição e uso de conceitos
distinguem-se duas modalidades principais: formação e assimilação. A formação de
conceitos é adquirida a partir de experiência empírico-concreta de crianças nos estágios
pré-operacional e operacional concreto. A formação de conceitos consiste, essencialmente,
em um processo de abstração dos aspectos comuns essenciais de uma classe de objetos e
eventos que variam contextualmente. O processo de formação de conceitos envolve os
seguintes passos:
1. Análise discriminativa dos diferentes padrões de estímulos.
2. Formulação de hipóteses com respeito aos elementos comuns abstraídos.
3. Posterior testagem dessas hipóteses em situações específicas.
4. Designação seletiva de uma categoria geral ou conjunto de atributos comuns com
idéias relevantes estabelecidas na estrutura cognitiva.
5. Relação deste conjunto de atributos com idéias relevantes estabelecidas na
estrutura cognitiva.
6. Diferenciação do novo conceito dos conceitos, previamente, aprendidos.
7. Generalização dos atributos essenciais do novo conceito com todos os membros
da classe.
8. Representação do novo conteúdo categórico por meio de uma linguagem
simbólica, compatível com o uso convencional.
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Vencidos esses passos, os atributos criteriais dos conceitos passam por um processo mais
apurado cognitivamente, e a aquisição de conceitos evolui da formação de conceitos para o
processo de assimilação de conceitos. O processo anterior de formação desses conceitos
requeria uma análise discriminativa de diferentes padrões de estímulos por um tempo e
uma exposição mais prolongada à diferentes exemplos e situações. Já neste novo processo
de assimilação de conceitos, o sujeito detém-se pouco no item de exposição a diferentes
estímulos e inicia o processo de aquisição de conceitos por meio da linguagem. A
linguagem possui um papel facilitador no processo de assimilação de conceitos devido aos
seguintes aspectos:
1. A linguagem influencia no processo de conceitualização e reflete o nível de
funcionamento cognitivo, devido ao aspecto representacional de símbolos e do
aspecto refinador da verbalização
2. A linguagem contribui para assegurar uma certa uniformidade cultural no
conteúdo genérico de conceitos, facilitando a comunicação cognitiva
interpessoal.
3. Sem a linguagem seria impossível o processo de assimilação de conceitos, visto
que nenhum contexto e definição seriam possíveis sem a linguagem.
Quando ocorrem as mudanças no processo de aquisição de conceitos, essas devem ser
relacionadas à dimensão concreta e abstrata do desenvolvimento cognitivo. Do estágio pré-
operacional ao estágio operacional abstrato, analisados por Piaget, pode ser observado
algum desenvolvimento no nível de abstração dos significados dos conceitos, conforme os
estágios que serão relatados abaixo (Moreira e Masini, 1982):
Estágio pré-operacional
A aquisição de conceitos é limitada aos conceitos primários relacionados às experiências
concretas, isto é, os atributos criteriais são retirados das ações das crianças no mundo. O
contato com muitos exemplos particulares do conceito é necessário para que a aquisição
do mesmo (processo de conceitualização e seus produtos: novos significados adquiridos)
seja possível num nível menor de abstração. Os exemplos só podem ser verbais se esses
forem conhecidos pela criança e tenham referências perceptíveis.
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Estágio operacional-concreto
A aquisição de conceitos ocorre num nível de abstração mais avançada. A criança é
capaz de operar com conceitos secundários cujos significados são aprendidos sem as
experiências empíricas. Os conceitos são adquiridos em um estágio mais avançado de
aprendizagem - a assimilação. A criança não tem de relacionar esses atributos a
exemplos particulares do conceito antes que eles se tornam relacionáveis à sua estrutura
cognitiva.
Estágio de operações lógicas-abstratas
Este é o mais alto nível de abstração na aquisição de conceitos. Os atributos criteriais
dos conceitos secundários complexos e de mais alta ordem podem ser relacionados,
diretamente, à estrutura cognitiva sem auxílio empírico-concreto. Conseqüentemente, os
produtos emergentes da conceitualização são refinados pela verbalização, levando à
idéias genéricas, abstratas, precisas e explícitas.
2.3.2 Tipos de Aprendizagem Significativa
A aquisição de novas informações depende das idéias relevantes que fazem parte da
estrutura cognitiva, a aprendizagem significativa nos seres humanos ocorre por meio de
uma interação entre o novo conteúdo e aquele já adquirido. O resultado desta interação é a
construção de estruturas conceituais amplificadas, originando diferentes tipos de
aprendizagem, resumidas a seguir:
Tabela 3: Formas de Aprendizagem Significativa segundo a Teoria da Assimilação
1. Aprendizagem Subordinativa
O vínculo de novas informações a segmentos preexistentes na estrutura cognitiva tende a ser
organizado de forma hierárquica em relação ao nível de abstração, generalização e abrangência
de idéias. Uma nova estrutura proposicional reflete tipicamente uma relação subordinativa do
novo material à estrutura cognitiva existente. Implica a subordinação de proposições
potencialmente significativas a idéias mais gerais e abrangentes na estrutura cognitiva existente.
2. Subordinação derivativa
O material de aprendizagem é compreendido como exemplo específico de um conceito
estabelecido na estrutura cognitiva. Na aprendizagem subordinativa derivativa, a informação
nova está ligada à idéia superordenada "A" e representa um outro exemplo ou extensão de "A".
Os atributos essenciais do conceito "A" não sofrem alterações, mas os novos exemplos são
considerados relevantes.
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3. Aprendizagem Superordenada
Quando se aprende uma nova proposição inclusiva que condicionará o surgimento de novas
idéias. Ocorre no curso do raciocínio ou quando o material apresentado é organizado
indutivamente ou envolve a síntese de idéias compostas. A aquisição de significado
superordenado ocorre mais comumente na aprendizagem conceitual do que na aprendizagem
proposicional.
4. Subordinação Correlativa
O novo conteúdo é uma extensão, elaboração, modificação ou qualificação de proposições
adquiridas anteriormente. Interage com produtos subordinativos relevantes e mais inclusivos.
5. Aprendizagem Combinatória
Aprendizagem significativa de proposições novas que não apresentam uma relação
subordinativa e superordenada com idéias particularmente relevantes na estrutura cognitiva dá
origem ao significado combinatório - possuem uma congruência geral com um conteúdo
armazenado como um todo. Na aprendizagem combinatória, a nova idéia "A" é vista como
relacionada às idéias existentes B, C e D, mas não é mais abrangente nem mais específica do
que as idéias "B", "C", "D". Neste caso, considera-se que a nova idéia "A" tem alguns atributos
essenciais em comum com as idéias preexistentes.
6. Diferenciação Progressiva e Reconciliação Integradora
Quando se submete uma nova informação a um determinado conceito ou proposição, a nova
informação é aprendida e o conceito ou proposição inclusiva sofre modificação. Este processo
de inclusão motiva a diferenciação progressiva do conceito ou proposição que engloba novas
informações.
Na aprendizagem superordenada ou combinatória, as idéias estabelecidas na estrutura cognitiva
podem tornar-se reconhecíveis enquanto relacionadas - adquire-se uma nova informação e os
elementos existentes podem assumir uma nova organização; portanto, um novo significado.
Essa recombinação existente denomina-se reconciliação integrativa.
Quando uma nova idéia é relacionada a idéia relevante estabelecida, tanto as idéias são
modificadas como "a" é assimilada pela idéia estabelecida "A". Novos significados são
adquiridos pela interação do novo conhecimento com os conceitos e proposições aprendidos
anteriormente. Esse processo de interação resulta de uma modificação tanto do significado da
nova informação quanto do significado do conceito ou proposição a que está relacionada. Desta
forma, cria-se um novo produto interacional com novo significado. Este processo de
assimilação seqüencial de novos significados resulta na diferenciação progressiva dos conceitos
ou proposições.
Quando os conceitos ou proposições estão relacionados por meio de uma nova aprendizagem
superordenada ou combinatória, surgem novos significados, e significados conflitantes podem
ser resolvidos através de reconciliação integradora. A medida que o processo de assimilação
continua, os significados dos conceitos ou proposições componentes não mais se dissociam de
suas idéias básicas. As idéias mais inclusivas e amplamente explicativas ocupam uma posição
no ápice da pirâmide e englobam progressivamente as idéias menos inclusivas, ou mais
altamente diferenciadas, cada uma associada a um nível mais alto e complexo da hierarquia,
através de elos assimilativos.
Fonte: Ausubel, Novak e Hanesian (1980:57).
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Moreira e Masini (1982) apresentam um mapa conceitual para resumir o que é
aprendizagem significativa (figura 5).
Figura 5: Aprendizagem significativa (Adaptada de Moreira e Masisni, 1982:63).
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2.4 Metacognição
O conceito metacognição é amplamente usado nas pesquisas atuais sobre cognição e
aprendizagem. A Psicologia Cognitiva enfatiza a necessidade da habilidade metacognitiva
como estrutura dorsal para uma aprendizagem com sucesso, visto que o processo
metacognitivo permite controlar atividades cognitivas. Metacognição é compreendida
como o conhecimento consciente e controlado pelo processo cognitivo (Matlin,1998).
Mayes (1998) observa que a metacognição contém estratégias de auto-regulação cognitiva,
encontradas em habilidades de alto nível de abstração formal. Essas estratégias permitem
aos sujeitos monitorarem seu próprio desempenho, desenvolvendo, assim, habilidades
como a capacidade de resolução de problemas e tomada de decisão - competências
indispensáveis na sociedade do conhecimento [(The Academia Europaea 2001) e
(American Association for the Advancement of Science- project 2061, 2001)].
Metcalfe e Shimamura (1994) observam que o termo metacognitivo tem sido usado para
descrever conhecimento, como se percebe, relembra, pensamos e age, isto é, o que se sabe
sobre o que se sabe. Piaget já havia mencionado a nossa dificuldade de termos consciência
sobre os nossos processos mentais. O homem possui uma variedade de conhecimentos
metacognitivos, por exemplo: podemos saber quais os fatores que influenciam processos
cognitivos (motivação, tipo de material e circunstâncias sociais).
Logo, metacognição é o que Piaget definiria como reflexão da reflexão, um aspecto
cognitivo importante que possibilita o arranjo de circunstâncias e a seleção de estratégias
cognitivas, visto que as pessoas apresentam limitada consciência sobre os elevados
processos mentais; por exemplo, a falta de habilidade para representar quais os fatores que
colaboram para a resolução de problemas.
Gunstone e Mitchell (1998) organizaram o seguinte sumário sobre o significado de
metacognição:
1. Conhecimento metacognitivo se refere à natureza e ao processo de aprendizagem, às
características individuais de aprendizagem e sobre as efetivas estratégias de
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aprendizagem e onde usá-las. A consciência metacognitiva inclui compreensão dos
propósitos da atividade realizada e os progressos pessoais alcançados por meio da
atividade. O controle metacognitivo se refere à natureza das decisões de
aprendizagem e às ações durante a aprendizagem.
2. Conhecimento metacognitivo, consciência e controle são todos resultados da
aprendizagem adquirida. Conseqüentemente, podem ser desenvolvidos através de
experiências apropriadas de aprendizagem.
3. Freqüentemente, a aprendizagem que dá origem às idéias metagonitivas dos
estudantes e às crenças têm sido aprendizagens inconscientes, e os estudantes
encontram dificuldades em articular seu julgamento metacognitivo.
4. Todos os aprendizes têm julgamento metacognitivo de alguma forma; isto significa
que todo aprendiz tem conhecimento metacognitivo.
5. Pode haver tensão entre conhecimento metacognitivo, consciência e controle. Essa
tensão, na maioria das vezes, acontece em contextos nos quais a avaliação da
aprendizagem é feita através da recordação automática. Nesse caso, os alunos com
um elevado conhecimento metacognitivo e consciência perceberão que eles não
precisam investir tempo e nem esforços no desenvolvimento e controle de sua
aprendizagem, se eles desejarem um nível alto no escore escolar.
6. Existem tendências comuns de uma aprendizagem insatisfatória exibida por muitos
alunos; por exemplo, atenção superficial ou impulsiva, conclusão prematura e
decisão de que a tarefa foi realizada antes de estar apropriada, deficiência no
pensamento reflexivo e tendência a parar o processo de aprendizagem quando
ocorre um erro. Estas representações inadequadas da metacognição são a maior
barreira para a aprendizagem.
7. Por outro lado, existem bons comportamentos de aprendizagem que ilustram uma
metacognição mais apropriada; esse bons comportamentos metacognitivos podem
ser encorajados por um ensino apropriado. Estes comportamentos podem ser
exemplificados como, por exemplo, dizer o que eles não entendem, planejar
estratégias gerais antes de iniciar a tarefa procurar relações com outras atividades ou
tópicos e justificar opiniões.
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2.5 Epistemologia Construtivista em Ambientes de Aprendizagem 2.5.1
Epistemologia de Piaget Aplicada à Metologia de Ensino
Piaget se ancora na existência de uma separação entre a abstração empírica e a abstração
reflexiva. Na abstração empírica, obtêm-se conceitos de objetos manipulando-os, ao
mesmo tempo, focalizando alguma de suas propriedades enquanto se ignora outras. Na
abstração reflexiva, são construídas relações entre objetos.. A mente constrói as relações
usando o raciocínio lógico por meio de abstrações reflexivas. Para realizar esta construção,
contudo, precisa-se das propriedades obtidas por meio de ações e coordenação dessas
ações.
Educadores, que desenvolveram métodos baseados na teoria de Piaget, quase sempre
propuseram que conceitos fossem desenvolvidos a partir de ações e abstrações empíricas;
porque após um certo número de abstrações empíricas, a criança começa a construir
relações. As relações não poderiam ser construídas sem um corpo inicial de abstrações.
Numa última etapa, a criança começa a raciocinar sobre as relações e abstrações de seu
acervo epistemológico. Resumindo, pode-se dizer que a maioria dos métodos de ensino
baseados em Piaget apresentam 3 etapas:
Primeira Etapa
Permite-se que a criança manipule o mundo sensível de modo a criar
abstrações empíricas.
Segunda Etapa
A criança constrói relações com os conceitos abstraídos, o que se pode
considerar abstração reflexiva ou construtiva.
Terceira Etapa
Finalmente a criança começa a raciocinar com as relações e com os
conceitos primitivos.
E importante notar que a seqüência é praticamente o inverso daquela utilizada nos métodos
tradicionais. Ao aplicar esses métodos, o professor explica o conceito obtido por abstração
reflexiva e, em seguida, ensina a criança a operar com os conceitos. As operações
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eqüivalem, evidentemente, a um raciocínio lógico ou a uma dedução formal. Como a
criança não consegue entender o conceito obtido por abstração reflexiva, o educador
tradicional tenta mostrar-lhe exemplos do mundo sensível obtidos por abstração reflexiva.
Piaget acreditava que a ordem da obtenção do conhecimento científico era: abstração
empírica, abstração reflexiva e raciocínio lógico. Aliás, a abstração reflexiva depende de
uma abstração empírica prévia. A ordem de transmissão destes conhecimentos, na
pedagogia tradicional , começava pelo fim. Ou seja, do raciocínio lógico passava-se às
relações e finalmente procuravam-se exemplos no mundo sensível para as relações,
conforme se esquematiza a seguir:
Sistema formal --> relações --> exemplos
A gênese deste conhecimento, contudo, teria seguido a seguinte ordem:
Abstração empírica --> relações --> sistema formal
O ponto fundamental da teoria de Piaget é que a abstração reflexiva é uma construção
provocada pela abstração empírica.
Para concluir essas considerações a respeito dos métodos piagetianos, convém notar que o
próprio Piaget acreditava que as pesquisas psicológicas sobre o desenvolvimento da
inteligência e da cognição ocorrem em três direções. O associacionismo empirista diz que
todo conhecimento é adquirido através da experiência, isto é, vem de fora. Métodos
educacionais baseados nesta linha devem forçosamente fornecer ao estudante exposições
verbais ou visuais intensas, porém o inatismo prevê que já existam mecanismos cognitivos
elaborados no cérebro. O aprendizado, então, se reduziria, em grande parte, no exercício de
uma razão já formada. Finalmente, o próprio Piaget acreditava que grande parte dos
processos cognitivos são construídos, muito embora o homem possa utilizar material
retirado da experiência. Tais idéias dariam origem a métodos que "enfatizam as atividades
que favorecem a espontaneidade da criança". Entre estes métodos ativos, Piaget cita a
maiêutica socrática (1980:75).
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2.5.2 Ferramentas Cognitivas e Modelos de Ensino
Ferramentas, como demonstra Jonassen (1992), são extensões dos seres humanos que os
favorecem em relação aos animais. Algumas espécies de animais têm descoberto
ferramentas, mas eles não são hábeis em conceber necessidades de construí-las ou
incorporá-las em suas culturas. Através da história, os humanos têm desenvolvido
ferramentas com o objetivo de facilitar o trabalho físico. A revolução industrial ampliou
este benefício ao adicionar recursos artificiais de grande poder. A revolução da informação
e da eletrônica estendeu esses recursos artificiais em sua funcionalidade e êxito. Os
computadores desempenham, agora, uma tarefa de magnitude excelente nunca vista por
ferramentas primitivas, a tal ponto que Papert (1980) dividir nossa cultura em duas eras:
antes e depois dos computadores.
De forma geral, as ferramentas têm sido criadas com vários propósitos. Elas, tipicamente,
envolvem necessidades funcionais: construção, transporte, cálculos, transmissão etc. O
computador foi desenvolvido, neste século, para calcular, armazenar e comunicar
informações. Tecnologias eletrônicas, incluindo o computador, têm provido múltiplas
funções no processo de informação e comunicação. Muitas ferramentas de software, que
foram desenvolvidas para os computadores, têm sido desenvolvidas para assumir funções
adicionais, por meio da mudança de suas formas.. Ironicamente, como demonstram Good e
Berger (1998), poucas ferramentas têm sido projetadas ou executadas para facilitar a
aprendizagem. Muitas ferramentas e meios como projetores, comunicadores e
computadores têm sido adaptados para propósitos educacionais e, no entanto, poucos
foram desenvolvidos com o objetivo de aprendizagem.
Ferramentas cognitivas baseadas no computador vêm sendo desenvolvidas para favorecer a
aprendizagem. São ferramentas generalizáveis e podem facilitar o processo cognitivo
através do enriquecimento de estratégias de aprendizagem. Derry (1990) define
ferramentas cognitivas como artefatos mentais e computacionais que facilitam, orientam e
estendem o processo de pensamento de seus usuários. Muitas ferramentas cognitivas, tais
como estratégias cognitivas e metacognitivas, são internas ao aprendiz. Além das
ferramentas cognitivas internas, existem ferramentas externas, tais como os artefatos
baseados em computadores e ambientes que estimulam o processo de pensamento. Essas
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ferramentas (internas e externas) são usadas para desenvolver o processo cognitivo
significativo da informação que pode ser aplicado aos problemas individuais e coletivos.
Entretanto, as tecnologias 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. A
aprendizagem requer um aprendiz epistêmico; portanto, como observa Jonassen (1992),
devemos nos ocupar menos com o modelo tecnológico de transmissão e mais com a forma
como os aprendizes estão requerendo estratégias de aprendizagem para pensar em tarefas
completamente diferentes. Preferencialmente, deve-se orientar os alunos para pensar mais
efetivamente, focalizando menos o desenvolvimento de sofisticados multimeios que
distribuem tecnologias e, mais em tecnologias que estimulem o processo de raciocínio que
a mente requer.
As ferramentas 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 ferramentas
estiverem embasados em modelos ativos da mente.
Para tanto, existem os mapas conceituais que são usados como organizadores gráficos de
representação do conhecimento, e isso não é uma idéia nova. O que é novo são as
pesquisas sobre o uso da cartografia como uma ferramenta cognitiva que contribui para as
pesquisas da ciência da aprendizagem e das metodologias e ensino.
O mapa foi marcado historicamente como o primeiro registro de organizadores gráficos
representados pelo homem; entretanto, o mapa é mais do que uma representação que nos é
comum, como os países, estados e territórios. O mapa é certamente um trabalho de
representação de estruturas cognitivas, é uma ferramenta do pensamento que condensa uma
amplitude de experiências precedentes e abre rotas alternativas para o seu destino, um
produto da metacognição - processo de reflexão mental e consciente de reestruturação das
experiências [(Kommers, Jonassen e Mayes, 1992), (Jonassen, Beissner e Yacci, 1993)].
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Os mapas conceituais como ferramentas cognitivas surgiram inicialmente com Ausubel,
Novak e Hannesian em 1968. Em 1984 Novak and Gowin, teóricos da meta-aprendizagem
e da metacognição, desenvolveram o uso dos mapas conceituais como ferramentas
heurísticas. Esses buscam representar relações significativas entre conceitos na forma de
proposição. Proposições são dois ou mais rótulos (símbolos ou palavras) ligados por
palavras, criando uma unidade semântica. Por exemplo, a oração "o homem é mortal" é um
mapa conceitual simples que forma uma proposição válida entre dois conceitos "homem" e
"mortal". Desta forma, mapa conceitual é uma ferramenta esquemática que representa um
espaço gráfico de conceitos significativos, organizados numa estrutura de proposições.
Novak e Gowin (1984) observam que se o conhecimento é construído e não uma operação
automática, a construção do novo conhecimento começa com a observação de eventos e de
objetos por meio de conceitos que nós já possuímos. Por evento podemos referir a qualquer
coisa que acontece ou podemos fazer acontecer, por exemplo, a adaptação do ser vivo,
guerras, relâmpagos etc. Por objetos, qualquer coisa que existe e pode ser observada, por
exemplo: mamíferos, estrelas etc. De fato, eventos e objetos podem ser ocorrências naturais
ou construção dos seres humanos.
A estrutura dos mapas conceituais é representada através de diagramas indicando relações
proposicionais entre conceitos. Em princípio, esses diagramas podem ter uma, duas ou
mais dimensões. Mapas unidimensionais são apenas listas de conceitos que tendem a
apresentar uma organização linear vertical. Mapas bidimensionais registram a dimensão
vertical e horizontal, permitindo uma representação melhor da relação entre os conceitos.
Os mapas conceituais, desenvolvidos por Novak e Ausubel, foram estruturados através de
uma hierarquia representada pelo conceito mais inclusivo no topo do diagrama, que se
distribui em ramificações do mais inclusivo para o mais específico (ou menos inclusivo),
conforme pode-se observar na figura 6.
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Figura 6: Hierarquia do mapa conceitual.
O mapa é considerado uma ferramenta construtivista porque,constantemente, há uma
análise de sua organização e distribuição conceitual, o que sugere novas formas de
relações. Desta forma, os conceitos superordenados e subordinados mudam freqüentemente
sua posição na organização gráfica; conseqüentemente, as relações tornam-se mais ricas e
precisas. Estas constantes modificações de posições e de relações indicam uma melhor
potencialidade do computador em relação aos efeitos da borracha, visto que se toma mais
fácil reconstruir um mapa conceitual no computador do que pela constante atividade de
apagar manualmente. (Anderson e Ditson, 1999).
Em síntese, tem-se Novak (1984:14):
1. Mapa conceitual é uma ferramenta gráfica que estimula o meta-conhecimento e a meta-
cognição.
2. Serve para a avaliação do conhecimento a priori e como diagnóstico de concepções
alternativas.
3. É um organizador virtual para ilustrar a hierarquia conceitual e proposicional da natureza do
conhecimento
4. Ferramenta meta-cognitiva que auxiliar os aprendizes a reorganizar a estrutura cognitiva
através de um modelo integrado.
5. É uma perspectiva de aprendizagem construtivista.
6. Os mapeadores organizam os conceitos e os conectam, usando palavras de ligação,
completando-se individual ou socialmente, como uma estrutura ordenada de resultados do
conhecimento.
7. Promove a aprendizagem significativa, ao evocar o conhecimento a priori, diferenciando-o
progressivamente.
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Figura 7: Mapa conceitual do mapa conceitual (Adaptada de Novak e Gowin, 1984:14).
Existem ainda os micromapas e os macromapas. O micromapa é um mapa conceitual que
limita o número de elementos em 10 a 15. Os pesquisadores recomendam o micromapa
para introduzir o processo de construção de mapas conceituais porque, apesar de os mapas
não serem estratégias difíceis de serem aprendidas, os estudantes experimentam frustrações
nas primeiras construções de seus mapas, tornando-se relutantes em aprender essas
estratégias, principalmente, quando eles obtêm sucesso nos testes de múltiplas escolhas.
Novak e Gowin (1984) recomendam o uso, na introdução do conhecimento sobre mapas
conceituais aos alunos, uma seleção de 10 a 12 conceitos a serem explorados.
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
As pesquisas destacam as seguintes vantagens do micromapa:
• O mapa de início não se apresenta muito extenso e desordenado.
• Torna-se mais fácil para o usuário selecionar as idéias-chave.
• Leva menos tempo para ser construído.
• É fácil de ser avaliado.
O macromapa vem sendo utilizado para obter-se um melhor planejamento curricular, os
organizadores gráficos e os mapas conceituais são a chave para uma estratégia pedagógica
a ser alcançada. O mapeamento de conceitos, ao ser usado no processo de planejamento,
conduz a um desenvolvimento do currículo como produto e processo. Como produto, ao
construir mapas de excelência que apresentam ricas diferenciações progressivas e
reconciliações integrativas, o professor fornece uma ferramenta que orienta o aluno no
processo de desenvolvimento das aulas. Como processo, o grupo pode construir e rever
mapas conceituais para alcançar um consenso sobre conceitos importantes que possam ser
ensinados. Além disso, esse processo permite que os planejadores integrem elementos do
currículo e anexem as experiências pessoais significativas dos estudantes.
Novak (1984) observa que os livros, conferências e outros materiais de exposição são
planejados, de forma geral, por meio de alinhamento. Os mapas conceituais diferem desses
esboços em quatro diferentes aspectos. Primeiro, os mapas conceituais mostram os
conceitos-chave e suas proposições numa linguagem concisa Segundo, os esboços
misturam conceitos, exemplos e proposições numa matriz que embora hierárquica, se torna
inadequada por não mostrar as relações entre conceitos superordenados e subordinados,
entre os conceitos-chave e as proposições. Terceiro, bons mapas conceituais mostram as
relações ideais num modelo visual simples que atrai devido à notável capacidade humana
para a imagem visual. Quarto, o mapa estimula a memória e os estudantes mostram que
podem se lembrar da relação dos conceitos relatados no mapa conceitual.
2.5.3 Princípios Construtivistas em Ambientes de Aprendizagem
Enumeram-se abaixo alguns princípios construtivistas para criação de ambientes de
aprendizagem necessários em qualquer modelo de aprendizagem cooperativa, tais
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
princípios são essenciais para elaboração de projetos educacionais e para construção de
software educacional, esses valores estão de acordo com os modelos de ISD
contemporâneos [(Adelsberger, Collis, e Pawlowski, 2002), (Jonassen, 1998),
(Lebow,1995), (Nisbet e Shucksmith), (Scardamalia e Bereiter, 2000), (Spiro, Feltovich,
Jacobsen e Coluson), (West, Farmer, e Wolff,1990)]. Com o objetivo de usar o contexto de
situações de aprendizagem do mundo real, esses princípios (atividade, construção,
intencionalidade, contextualização e cooperação) não podem ser vistos isoladamente.
1. Atividade. Aprendizagem é um processo natural de adaptação humana. O ser
humano tem sobrevivido e evoluído porque é capaz de se adaptar ao meio ambiente,
podendo aprender sem a intervenção da educação formal e desenvolver sofisticadas
habilidades, aliadas ao conhecimento sobre o mundo, se e, quando necessário. A
aprendizagem é processo humano amplamente expandido pela curiosidade. Quando
a aprendizagem ocorre sobre as coisas do contexto natural, o ser humano interage
com o ambiente e manipula os objetos que o circundam, observando os efeitos de
suas intervenções e construindo suas próprias interpretações dos fenômenos e os
resultados de suas manipulações. Na aprendizagem formal ou informal, os
aprendizes desenvolvem habilidades e conhecimentos que compartilham com os
outros membros que têm aprendido e praticado aquelas habilidades. Nessas
situações, os aprendizes manipulam os objetos e ferramentas e observam os efeitos
de suas manipulações, o que significa dizer que aprendizagem real requer
aprendizes ativos. A atividade exige um processo de reestruturação e transformação
por meio da ação intencional humana. A aprendizagem intencional se refere ao
processo cognitivo que envolve o propósito de processar a informação para realizar
o objetivo de aprendizagem
2. Construção. As atividades são necessárias, mas não suficientes para aprendizagem
significativa. Os aprendizes devem refletir sobre essas atividades e observar as
lições que delas advêm. Novas experiências originam uma dicotomia entre o que os
alunos observam e o que entendem. Eles devem refletir sobre o que manipulam e
sobre o que vêem através de seus esquemas a priori. Assim procedendo,
estabelecem necessidades de aprendizado. Os modelos mentais se constróem
através de representações expressas por palavras, escritos, imagens etc e, através da
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
experiência, se desenvolvem no sentido de uma abstração mais complexa indicada
por uma operação de maior reversibilidade. O "erro" é considerado como
possibilidade de exploração, verificação e transformação do conhecimento em
modelos mais complexos. Esses modelos tornam-se cada vez estáveis à medida que
aumentam os desvios espaço-temporais. A natureza estratégica da aprendizagem
exige que os estudantes sejam meta-dirigentes, construam representações úteis de
conhecimento, adquiram um pensamento reflexivo e aprendam estratégias de como
aprendei" - ferramentas necessárias na aprendizagem contínua. Os estudantes
precisam gerar e procurar metas pessoais que sejam pertinentes. Inicialmente, eles
devem elaborar metas a curto prazo. Com o passar do tempo, a compreensão pó de
ser refinada, preenchendo perdas e faltas conceituais, solucionando inconsistências
e aprofundando a compreensão do assunto de forma que possam alcançar metas a
longo prazo. Os educadores podem ajudá-los a criar metas de aprendizagem
significativa que sejam consistentes com aspirações pessoais e educacionais.
3. Intencionalidade. Quando os aprendizes são ativos e têm intenção de alcançar um
objetivo cognitivo, eles pensam e aprendem mais porque estão cumprindo suas
intenções. O objetivo final é ajudar os estudantes a se tornarem mestres de suas
aprendizagens através da aquisição progressiva de capacidade de auto-regulação da
aprendizagem. Quando manifestam o que têm apreendido e refletem sobre o
processo, tornam-se hábeis no uso do conhecimento adquirido, face a novas
situações. A aprendizagem de um assunto complexo é efetiva, quando há um
processo intencional de construir conhecimento e experiências significativas. A
aprendizagem na escola deve enfatizar o processo intencional de construção de
significados nas informações, experimentações e nos próprios pensamentos. Os
estudantes devem ser ativos com auto-regulação, assumindo responsabilidades
pessoais na sua própria aprendizagem. Com o decorrer do tempo, tornam-se hábeis
na construção de representações significativas através de conhecimento coerente.
4. Contextual. Segundo o parecer dos teóricos construtivistas, os professores da
tecnologia instrucional cometem um grande erro ao simplificar as idéias para
transmiti-las de forma mais simples, aos estudantes, removendo as idéias do
Fundamentos Cognitivos do Modelo Pedagógico
contexto natural do que ensinam. O conhecimento é separado da realidade e, em
conseqüência, os aprendizes passam a falhar na resolução de problemas, porque as
idéias foram aprendidas como procedimentos de algoritmos sem qualquer contexto,
de modo que os estudantes não aplicam essa informação a diferentes situações.
Precisamos ensinar conhecimentos relacionados à vida real, em contextos úteis,
estimulando o uso em novos contextos, com o intuito de que esses utilizem tais
idéias. A menos que queira-se, única e exclusivamente, que os alunos passem no
vestibular, com uma simplificada visão de mundo.
5. Cooperativo. A construção do conhecimento é estimulada quando o estudante tem
oportunidade de interagir e cooperar, coordenar ponto de vista com outros colegas
nas tarefas instrucionais. As interações sociais, o respeito, a diversidade do
pensamento, o pensamento flexível e a competência social são objetivos
educacionais. Em contextos interativos e colaborativos de aprendizagem, os
indivíduos têm oportunidade de expor idéias e elevar o pensamento reflexivo,
conduzindo-se a níveis mais altos de desenvolvimento cognitivo, social e moral,
tendo como conseqüência a melhora da auto-estima. Modelos construtivistas de
aprendizagem e ensino representam uma abordagem holística para a educação e
vêem o processo de aquisição do conhecimento como firmemente enraizado no
contexto social e emocional dos alunos no qual a aprendizagem acontece. Os
ambientes de aprendizagem podem ajudar a estabelecer níveis saudáveis de
pensamento e de comportamento moral. Tais contextos ajudam os estudantes a se
sentirem seguros, a compartilhar idéias, participar ativamente do processo de
aprendizagem, criando uma comunidade de aprendizagem de indivíduos críticos e
autônomos.
Finalmente, pode-se afirmar que este estudo sobre a aprendizagem humana e metodologias
de ensino, fundamentará o desenvolvimento dos próximos capítulos em relação à formação
de professores, à avaliação das estruturas cognitivas dos alunos e na elaboração de um
modelo de planejamento curricular, por meio das tecnologias da informação e
comunicação no Ensino Médio.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
CAPÍTULO 3
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
A nova era das tecnologias da informação e do capital intelectual exige uma mudança
profunda na organização, nas teorias curriculares e metodologias de ensino das escolas
(Sacardamalia e Bereiter, 2000), devido à ruptura tecnológica, característica da terceira
revolução técnico-industrial dos anos 1980, durante a qual os avanços da microeletrônica
tiveram um papel preponderante. Tais avanços, provenientes do caráter revolucionário das
novas tecnologias da informação e das mudanças radicais na área do conhecimento, já
estão presentes nos processos de desenvolvimento de qualquer setor. Teóricos
contemporâneos afirmam que a escola sofrerá transformações de forma jamais vista, no que
se refere à compreensão teórica sobre a sua função, agora estimulada por essas mudanças.
Nos 1990, devido à velocidade dos sistemas de comunicações e ao volume de informações
produzido pelas tecnologias da informação, tornaram-se superados os parâmetros da
formação do cidadão das décadas de 60 e 70. Hoje, não se trata mais de adquirir "know-
how" e acumular informações; porque a formação humanitária do educando, a
alfabetização científica e tecnológica, o aprender a aprender são finalidades prioritárias
para a formação dos cidadãos [The Academia Europaea (2001) e American Association for
the Advancement of Science- project 2061 (2001)].
Consoante às mudanças mundiais, o Brasil, por meio do Ministério da Educação, criou as
bases legais dos novos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio - PCNEM
(1999). Com o objetivo de superar a extrema desvantagem em relação ao índice de
escolarização e do nível de conhecimento dos países desenvolvidos, os PCNEM
determinam a urgência de repensar algumas diretrizes gerais do ensino brasileiro.
Sendo assim, os PCNEM propõem a formação geral, em oposição à formação específica; o
aprender a conhecer, aprender a fazer, o aprender a ser — ações permanentes que têm
Nas décadas de 60 e 70, a política educacional brasileira deu prioridades a formação de especialistas
capazes de dominar a utilização das tecnologias mecânicas e dirigir processos de produção.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
como intuito a formação do educando para a vida em sociedade, para a atividade produtiva
e para a experiência subjetiva.
Diante desses princípios gerais, o currículo deve ser desenvolvido em eixos básicos,
orientadores da seleção de conteúdos significativos, tendo como objetivo valorizar
competências cognitivas e sociais que se pretende estimular. Desse modo, a reforma
curricular do Ensino Médio estabelece a divisão do conhecimento escolar em três áreas:
Linguagens, Códigos e suas Tecnologias; Ciências da Natureza, Matemática e suas
Tecnologias e Ciências Humanas e suas Tecnologias. Essas divisões em áreas procuram
reunir conhecimentos que compartilham objetos de estudo, e, portanto, se interagem mais
facilmente, criando condições para que a prática escolar se desenvolva numa perspectiva
interdisciplinar e contextual. A estruturação por área de conhecimento procura assegurar
uma educação de base científica e tecnológica, na qual conceito, aplicação e solução de
problemas concretos são relacionados a componentes sócio-culturais, buscando a
conciliação entre humanismo e sociedade tecnológica.
Pode-se observar que os PCNs buscam servir de apoio à reflexão sobre a prática educativa
do professor- o planejamento das aulas e o desenvolvimento do currículo da escola-, diante
das mudanças estruturais que decorrem da chamada revolução do conhecimento,
transformações essas que alteram profundamente o modo de organização do trabalho e as
relações sociais.
Diante da busca de mudanças cruciais no ensino brasileiro, essa pesquisa-ação tem como
objetivo primeiro contribuir nas questões curriculares expostas nos PCNs, que envolvem os
pilares fundamentais de qualquer reforma educacional: planejamento e execução (terceiro e
quarto capítulos). Em segundo lugar, a pesquisa estará atenta às mudanças que não estão
previstas nas questões curriculares dos PCNs e que são essenciais devido à necessidade de
revisão das teorias curriculares, provenientes da transferência das tecnologias da impressão
para as tecnologias digitais, que serão abordadas no quinto capítulo.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
3.1 Professores Planejadores
O professor é uma das variáveis mais importantes do planejamento curricular por interferir
de forma fundamental na seleção prévia de conteúdos, nas metodologias de ensino e no uso
das tecnologias educacionais, trazendo à prática educativa uma diretriz filosófica e
científica na aplicação de idéias e propostas, planejando modelos curriculares e adaptando-
os a ambientes de aprendizagem. Tais atividades requerem competências para ensinar , ou
seja, "prática reflexiva, profissionalização, trabalhos em equipe e por projetos, autonomia e
responsabilidade crescentes, pedagogias diferenciadas, centralização sobre os dispositivos e
sobre as situações de aprendizagem, sensibilidade à relação com o saber e com a lei"
(Meirieu in apud Perrenoud, 1989). Dessa forma, o bom planejamento curricular origina-se
da participação ativa do professor na elaboração e desenvolvimento de um projeto
educacional na escola.
Após reflexão sobre a Filosofia Educacional e Metodologia de Ensino adotada pela
escola, e considerando que o objetivo dessa pesquisa consiste na busca de uma aplicação
da epistemologia construtivista, o professor deverá planejar suas atividades situando
qualquer informação em um contexto que a englobe, e elaborar esboços de unidades
amplas ou de lições mais concretas, roteiros de conteúdos, seleção de atividades,
planejamentos de campo, seleção de material e tecnologias a serem usadas, com o objetivo
de promover "não o mero saber, mas uma cultura que permita compreender nossa
condição e nos ajude a viver, e que favoreça, ao mesmo tempo, um modo de pensar aberto
e livre" (Morin, 1999).
3.1.1 Construção de Currículos Não-Lineares
De forma dominante, o planejamento do currículo, entendido como um compêndio de
conteúdos, consiste na elaboração de um esboço ordenado e seqüenciado do que deve ser
a
O termo competências para ensinar surgiu de um inventário das competências, elaborado em Genebra em
1996, que contribuem para a formação contínua dos professores e redimensiona a atividade docente. As
competências julgadas prioritárias são coerentes com os eixos de renovação da escola: individualizar e
diversificar os percursos de formação, introduzir ciclos de aprendizagem, diferenciar a pedagogia, direcionar-
se para uma avaliação mais formativa do que normativa, conduzir projetos de estabelecimento, desenvolver
trabalho em equipe docente e responsabilizar-se coletivamente pelos alunos, colocar as crianças no centro da
ação pedagógica, recorrer aos métodos ativos, aos procedimentos de projetos, ao trabalho por problemas
abertos e por situações problemas, desenvolver as competências e a transferência de conhecimento, educar
Para a cidadania. (Perrenoud, 1989).
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
transmitido ou aprendido. Era um modelo linear de currículo originou-se do modelo
epistemológico positivista que se consolidou no pensamento ocidental. Um modelo
baseado em noções de norma, disciplina e seqüência, e sua estrutura apresentava algumas
características básicas, como observa Henriques (2000):
• Homogeneidade - o currículo era uma unidade num corpo de conhecimentos
tornados homogêneos.
• Unidimensionalidade - o currículo representava uma escolha racional de uma
trajetória de aprendizado que era definida de forma centralizada, como sendo a
melhor opção em detrimento de outras opções válidas.
• Normatividade - era estruturada de modo prescritivo, não permitindo desvios.
• Seqüencialidade - determinava uma ordenação de conteúdos em consonância com
uma seqüência pré-definida.
• Previsibilidade - capacidade de prever a forma como ocorrerá a aquisição de
conhecimentos e os seus resultados.
Esses procedimentos são, ainda, amplamente verificados no processo de ensino brasileiro,
apesar das primeiras tentativas de execução dos novos Parâmetros Curriculares Nacionais e
a prática docente consiste numa transposição de um saber organizado em sucessões
progressivas (lições sucessivas), caracterizando um sistema instrucional elaborado passo-a-
passo que prevê momentos de revisão e avaliação. Essa pedagogia não relaciona conteúdos
a objetivos cognitivos e a situações de aprendizagem porque os objetivos são definidos
pelos conteúdos, cabendo ao aluno assimilá-los.
Em 1960 surgem, devido aos trabalhos de Bloom (1975), as primeiras preocupações com a
tradução dos conteúdos em objetivos instrucionais. Bloom defendeu um ensino orientado
por critérios de domínio, criando a primeira taxionomia dos objetivos pedagógicos
(classificação das aprendizagens). O currículo nesse modelo foi entendido como um
conjunto de objetivos a serem alcançados, cabendo ao plano de ensino a ordenação precisa
daqueles. O modelo de Bloom (1975) iniciou a classificação do ensino ligado a objetivos
mais amplos, entretanto, a competência pedagógica consiste, nos tempos atuais, em
relacionar conteúdos a objetivos cognitivos, e de outro, a situações de aprendizagem
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
(Perrenoud, 2000:26). Esses procedimentos não são necessários quando os professores se
limitam a fazer transposição de programas educacionais.
Não há um plano sério sem a observação das atividades de ensino dos professores e das
condições de aprendizagem em que se produzem esses efeitos (relações sociais na aula e na
escola, uso de textos escolares, efeitos das práticas de avaliação). Para contrastar com o
modelo linear, o currículo atual deverá emergir de uma matriz de pensamento complexa,
pluridimensional, em contraposição aos esquemas lineares e unidimensionais que
consolidaram uma aprendizagem altamente programada e dirigida no ambiente escolar
(Morin, 1999).
Apesar das grandes transformações das questões curriculares, observa-se nitidamente no
ensino brasileiro um enquadramento da prática docente a modelos centralizados de ensino,
reduzindo-o a uma prescrição do currículo e na execução de programas de instruções
codificadas em livros didáticos e em tecnologias instrucionais. Essa visão tecnicista do
currículo tem contribuído, por longos anos, para o empobrecimento das ações educativas,
restringindo as questões de programa curricular a modelos estáticos de ensino, com
características homogêneas, unidimensionais, normativas e seqüenciais.
3.1.2 Planejamento
A concepção de planejamento, as possibilidades de precisá-lo ou prever a ação, as
operações que serão realizadas, estão relacionadas diretamente aos objetivos educacionais
que se queiram abranger. As condições para se concretizar um plano, com certo grau de
adequação à realidade, e precisão, podem apresentar efeitos muito desiguais se forem
observadas diferentes questões, por exemplo: planejar uma aula de matemática com o
objetivo de exercitar operações elementares, que é um objetivo preciso, é muito diferente
de planejar uma aula ou atividades com a pretensão de que os alunos sejam criativos, ativos
ou sociáveis.
Sendo assim, quanto mais complexa for a concepção de currículo da qual se parta, muito
mais difícil será também a atividade de planejá-lo e diferente será a segurança na previsão
da prática que se possa pretender. Isso significa afirmar que quanto mais complexa for a
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
experiência de aprendizagem que se prevê para desenvolver, e quanto mais elementos
contribuírem para configurá-la, mais difícil, indefinido e menos determinante da prática
será o plano (Sancristán e Gomez, 1998:203).
O planejamento deve dispor de um esquema que represente um modelo que possa
demonstrar como pode funcionar a realidade, antes de ter uma previsão precisa dos passos
a serem dados. Dessa forma, a relação entre currículo, experiências dos alunos,
aprendizagem e planejamento devem ser interdependentes. Se o currículo deve observar a
experiência dos alunos, o plano é, antes de tudo, a prefiguração de um global; que
considera não apenas a ordem que o ensino deve seguir ou a seqüência dos conteúdos, mas
o curso da experiência de aprendizagem.
Sancristán e Gomez (1998:203) observam a incoerência entre teorização sobre o currículo e
o plano. Enquanto o currículo abre perspectivas da complexidade da realidade educativa e
de seus conteúdos, os enfoques e modelos de plano ajustam táticas e se esquecem da
complexidade da prática. Os autores explicam essas contradições como as seguintes razões:
1. A teoria e prática de modelos homogêneos, unidimensionais, normativos e
seqüenciais, pretendem apresentar aos professores um guia seguro que ordena os
passos que devem ser seguidos. Esse modelo só é possível simplificando a
realidade, um sistema de ensino que não considera as situações reais que os
professores e planejadores de currículo devem enfrentar. Logo, apesar do incômodo
de não dispor de planos seguros, a condição de ensino é um processo social
complexo que não permite ilusões de rigor, de previsibilidade, exceto para
conteúdos e objetivos limitados.
2. Apesar do reconhecimento da complexidade do currículo, em geral ou em forma
específica, as práticas escolares continuam centradas nos saberes compreendidos na
disciplina ou nas áreas de conhecimento. Essa concepção de currículo engloba o
plano como uma mera seqüenciação da matéria de estudo. As finalidades
educacionais e os objetivos gerais são apenas aspirações, mas não são metas
planejadas com cuidado e para as quais se prevêem experiências específicas ligadas
ao cotidiano.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Não desconsiderando o valor do planejamento curricular, os autores observam que o plano
não tem passos sucessivos ou uma seqüência linear, mas sim pontos relevantes para
reflexão e deliberação sobre a prática de ensino. O ato de o professor planejar exige uma
série de operações que definem atividades operatórias a serem estimuladas em seus alunos.
O planejamento não consiste na execução de práticas ajustadas a normas técnicas, mas na
realização de operações de diversos modos (Sancristán e Gomez, 1998):
• Pensar e refletir sobre a prática antes de realizá-la.
• Considerar que elementos intervém na configuração da experiência que os alunos
terão, de acordo com a peculiaridade do conteúdo curricular envolvido.
• Pensar em alternativas disponíveis: utilizar experiências prévias, casos, modelos
metodológicos, exemplos realizados por outros etc.
• Prever, na medida do possível, o curso da ação que se deve tomar.
• Antecipar as conseqüências possíveis da opção escolhida no contexto concreto em
que se atua.
• Ordenar passos a serem dados sabendo que haverá mais de uma possibilidade.
• Delimitar o contexto, considerando as limitações com que contará ou tenha de
superar, analisando as circunstâncias reais em que atuará: tempo, espaço,
organização de professores, materiais, meio social etc.
• Determinar e prover recursos necessários.
Esses procedimentos foram utilizados nessa pesquisa-ação e procuraram garantir objetivos
de ensino em três estágios como observou Perrenoud (2000:27):
• do planejamento didático: não para ditar situações de aprendizagem próprias a
cada objetivo, mas para identificar os objetivos trabalhados nas situações em
questão, de modo a escolhê-los e dirigi-los com conhecimento de causa;
• da análise a posteriori das situações e das atividades: quando se trata de delimitar
o que se desenvolveu realmente e de modificar a seqüência de atividades propostas.
• da avaliação: quando se procura controlar os conhecimentos adquiridos pelos
alunos.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
3.2 Criações e Desafios da Ação Pedagógica
"Gostaria de comentar as duas provas daquela tarde, a primeira estava bem nos moldes
tradicionais e poderia estar até facílima, pois era apenas recordar as discussões feitas em
seminário, tanto em fevereiro, como nesse e se respondia tranqüilamente; mas a 2
a
prova
foi bem mais criativa, nós tínhamos que construir nosso próprio mapa conceitual baseado
no que foi debatido nas plenárias e observando os outros dois mapas apresentados. Sabe
como me senti? A princípio fiquei parada com a sensação de que não podia fazê-lo, mas
quando comecei a escrever, as idéias foram fluindo, e fui sentindo, é sério, um certo
prazer em perceber que podia fazê-lo, sim! Entendi o que é desafio intelectual que tanto
falam na prática, pois me senti desafiada a pensar e mesmo parecendo dificílimo a
princípio, consegui realizar a atividade! Sinto que ao voltar às aulas no 3
o
período, estarei
bem mais motivada a colocar de forma criativa os desafios intelectuais, topar a parada de
ouvir o aluno: "eu não" ... "eu não consigo" e dizer-lhe: "você pode, tente mais!", "você
consegue!" e esperá-lo, não me apressando em desvendar todos os segredos, tirando todo
o prazer de aprender."
Para a pesquisadora, a verificação contextual do processo ensino-aprendizagem
desenvolvida na escola possibilitou o seguinte diagnóstico: embora existisse uma equipe
psicopedagógica para estimular práticas alternativas de ensino, e os professores
procuravam selecionar material potencialmente significativo para utilizar em sala de aula
apresentando práticas alternativas de ensino, esses mesmos professores mostravam
dificuldades para desenvolver um planejamento curricular e o viam como um procedimento
burocrático. Essas observações constataram a necessidade de intervenção no planejamento
curricular da escola, visto que a introdução do uso de tecnologias da informação, na prática
educativa, não melhoraria o processo ensino-aprendizagem da escola se os professores não
refletissem sobre suas práticas de ensino.
Conseqüentemente, surgiu a pergunta: qual a melhor ferramenta cognitiva e computacional
ajudaria o processo de um planejamento curricular que garantisse o desenvolvimento de
um planejamento pluridimensional, com o objetivo de alcançar melhores níveis na filosofia
e metodologia educacional conforme essa pesquisa se propôs?
Após uma extensa pesquisa bibliográfica, escolheu-se o modelo de mapa conceitual
proposto por Ausubel (1968) e Novak (1984, 1997) para a organização dos conteúdos a
serem desenvolvidos no segundo semestre de 1999, porque se acredita que essa ferramenta
cognitiva pode:
Relato da professora de Matemática a respeito do sentimento de desafio que essa passou no 2
o
seminário de
1999, quando os professores tiveram a oportunidade de vivenciar e refletir sobre avaliações tradicionais e
avaliações construtivistas.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
• Desenvolver uma matriz disciplinar pluridimensional.
• Estimular o metaconhecimento e a metacognição de professores e alunos.
• Auxiliar a selecionar e distribuir conteúdos que se apresentem como um material
potencialmente significativo para os alunos.
• Perceber operações cognitivas a serem estimuladas nas relações entre os conceitos
que se apresentam nos organizadores gráficos.
• Promover atividades interdisciplinares.
No início dessa pesquisa não havia acesso às publicações mais recentes dos teóricos
construtivistas que utilizaram os mapas conceituais como ferramentas cognitivas e
computacionais [(Mintzes, Wandersee e Novak, eds., 1997.); (Novak e Gowin, 1984);
(Jonassen, Katherine e Yacci, eds., 1993); (Jonassen, Peck e Wilson, 1999); (Härnqvist e
Burgen, eds. 1997)]. Por isso, utilizou-se a teoria de Ausubel, Novak e Hanessian, contida
em Psicologia Educacional (1980), com o intuito de fornecer modelos de organizadores
gráficos das diferentes áreas curriculares. A intenção, originariamente, era proporcionar
uma ferramenta gráfica de distribuição de conteúdos que orientasse os professores para a
visão da totalidade dos conteúdos e as definições das relações conceituais mais
apropriadas. Além disso, procurava-se uma ferramenta que facilitasse a execução de
projetos interdisciplinares. Havia percepção de que o mapa conceitual poderia ser lido de
formas diversas, pois foi observada sua potencialidade como ferramenta cognitiva;
entretanto, não se focalizou, inicialmente, o seu grande potencial quando usado de forma a
representar sistemas de redes ligados por proposições.
Essas observações, realizadas nessa pesquisa, do desenvolvimento dos mapas conceituais,
primeiramente como uma representação visual para comunicar uma estrutura lógica e
posteriormente como uma estrutura topológica de conceitos interligados por relações
semânticas, foram verificadas, também, pelos pesquisadores que introduziram o uso de
ferramentas gráficas para organização e distribuição de conteúdos. Como relatam
Trowbridge e Wandersee (1998) sobre o desenvolvimento do uso de ferramentas cognitivas
no processo ensino-aprendizagem: (1) os gráficos organizadores não foram originariamente
concebidos para serem construídos pelos aprendizes, mas pelos especialistas, com o intuito
de ajudar os aprendizes; (2) no princípio eles consistiam em uma hierarquia de conceitos
em caixas conectadas por linhas sem ligações proposicionais
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
entre os conceitos. Pode-se afirmar que essa pesquisa-ação passou pelos mesmos estágios
descritos no depoimento de Towbridge e Wandersee, passos que serão demonstrados no
terceiro e quarto capítulos.
3.2.1 Estimulando a Metacognição dos Professores
Os primeiros contatos com os professores possibilitaram a constatação de que, além de não
valorizarem o planejamento curricular; eles tinham o hábito de selecionar, organizar e
distribuir os conteúdos de forma linear por meio dos livros-texto e dos programas de
conteúdos exigidos pelo PAIES e vestibular. Esses procedimentos impediam que
professores e alunos tivessem uma visão entre as partes e o todo dos conteúdos científicos,
porque pelo fato de os professores não visualizarem a totalidade dos conceitos e suas
relações, não dispunham de flexibilidade e expressividade de raciocínio, como também
dificultava o gerenciamento da aprendizagem pelos alunos era dificultado. Após o segundo
seminário de 1999, cujos conteúdos para formação de professores eram a aprendizagem
significativa, os mapas conceituais, as aulas operatórias e as avaliações operatórias; houve a
possibilidade dos mesmos refletirem sobre a prática de ensino, antes de realizá-la. O uso de
organizadores de conteúdo, introduzidos no 2
o
seminário de 1999, exigiu dos professores
mais reflexão sobre a estrutura e função dos conceitos ensinados, promovendo a seleção de
idéias-chave, e uma melhor mobilidade conceitual. Esse foi o marco inicial da valorização
das ferramentas metacognitivas, pois os professores iniciaram o processo do uso de
estratégias de aprendizagem na construção de um planejamento curricular.
Para ilustrar as figuras abaixo demonstram o desenvolvimento metacognitivo e cooperativo
da equipe de Física. As figuras (8,9) mostram o desenvolvimento metacognitivo de um
professor de Física do 3
o
ano. O gráfico (figura 8) demonstra o condicionamento dos
planejamentos lineares (nesse momento o professor ainda não compreendia o potencial
cognitivo da ferramenta e a utiliza, no planejamento curricular, como um esquema que
permitia a sobreposição do livro didático numa estrutura linear de conteúdos, sem relações
conceituais). Após entender que o mapa conceitual é uma ferramenta de aprendizagem que
permite melhor navegação conceitual com a função de prover flexibilidade e
expressividade de estruturas conceituais (Heeren e Kommers, 1992), o professor pôde
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
organizar o segundo mapa conceitual, (figura 9) demonstrando entendimento da matriz
conceitual do conteúdo que leciona.
O trabalho pedagógico se estendeu durante o ano de 2000, e os professores começaram a
desenvolver, de forma cooperativa, os primeiros mapas gerais dos conteúdos específicos
(figura 10). Esse foi o primeiro sinal da valorização de trabalhos cooperativos, pois os
professores constataram que existia um problema que requeria solução e tomada de decisão
de forma cooperativa. Sendo assim, os professores, por meio de ação, intenção, reflexão,
construção e cooperação (ver princípios construtivistas em ambientes de aprendizagem, no
capítulo 2), refletiram sobre a forma de promover trabalhos cooperativos em ambientes de
aprendizagem.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Desenvolvimento Metacognitivo do Professor de Física
Figura 8: Transposição do livro didático.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Figura 9: Organizador gráfico de Física do 3
o
ano.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Planejamento Cooperativo do Mapa Geral de Física
Figura 10: Gráfico curricular geral de Física no Ensino Médio.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
3.2.2 Organizadores Gráficos para Promover o Meta-Conhecimento
Os organizadores gráficos promoveram o que Novak (1984) se refere como meta-
conhecimento, ou seja, uma reflexão epistemológica de uma determinada área científica.
Figura 11: Reflexão epistemológica da História.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Portanto, desenvolveu-se o entendimento dos limites dos conceitos e do uso desses
subsidiando a linguagem científica. Esse processo pode ser exemplificado na construção de
um mapa epistemológico da História (figura 11).
Os professores dessa área, inicialmente, não viam aplicabilidade dos organizadores
gráficos, e alguns estavam arredios porque acreditavam que seria uma visão estruturalista
da História. Após algumas reflexões cooperativas, perceberam que a História utiliza
conceitos historiográficos que são essenciais em qualquer momento de análise científica.
Assim, construíram o primeiro organizador gráfico para representar a epistemologia dessa
ciência.
O organizador gráfico da figura (12) mostrou a necessidade de reconstrução do mapa de
História do segundo ano. Esse mapa necessitava de uma melhor organização e distribuição
dos eventos históricos no tempo e espaço. Essa taxionomia de ordem no tempo, encontrada
por Trowbridge e Wandersee (1998), delineou a seqüência cronológica de objetos e
eventos, e se mostrou necessária para orientar ambientes de aprendizagem que requeriam
uma orientação temporal e espacial. Ao desconhecer a orientação tempo-espaço, o aluno
denota a ausência de estruturas cognitivas básicas as quais orientam seu raciocínio lógico e
suas estruturas de linguagem, ficando, assim, impossibilitado de compreender e representar
o real (Piaget e Inhelder, 1981).
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
MAPA CONCEITUAL - HISTÓRIA
ura 12: Necessidade de reconstrução do organizador gráfico de História do 2
o
ano.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Uma Reflexão Epistemológica da Biologia
O gráfico abaixo (figura 13) demonstra o nível de excelência, do organizador gráfico da
epistemologia da Biologia.
Figura 13 : Reflexão epistemológica da Biologia.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
3.2.3 Desenvolvendo Competências Cognitivas
Segundo Perrenoud (2000), traduzir o programa em objetivos de aprendizagem e esses em
situações de aprendizagem realizáveis não é uma atividade linear. Os saberes são
construídos em situações múltiplas e complexas, fato que exige domínio do conteúdo pelo
professor e capacidade para encontrar o essencial sob múltiplas aparências, em contextos
variados. A competência exigida hoje, como esse autor observa, é o domínio dos conteúdos
e a distância para construí-lo em situações abertas e em tarefas complexas, aproveitando
ocasiões, partindo do interesse dos alunos, explorando os acontecimentos, em suma,
favorecendo a apropriação ativa do conhecimento.
Para desenvolver competências é preciso, antes de tudo, trabalhar com resolução de
problemas e com projetos, propor tarefas complexas e desafios que incitem os alunos a
mobilizar seus conhecimentos e, em certa medida,completá-los (Perrenoud, 2000:18).
Competência para aprender é a capacidade de mobilizar um conjunto de recursos
cognitivos, como saberes, habilidade e informações, para solucionar com pertinência e
eficácia uma série de situações em contextos diversos (Gentile e Bencini, 2000:18).
Abrams (1997) categoriza algumas operações essenciais que estimulam o desenvolvimento
de competências e habilidades, tais como: observar, descrever, comparar, classificar,
analisar, discutir, formar hipóteses, teorizar, questionar, argüir, projetar, julgar, avaliar,
contestar, relatar, contextualizar, decidir, concluir, generalizar, escrever, ler etc.
Após estudos e reflexões realizadas no seminário de fevereiro de 2000, versando sobre: a)
ferramentas cognitivas; b) Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio; os
professores criaram uma organização gráfica multidisciplinar para representar os objetivos
cognitivos e competências a serem estimuladas nos alunos, de acordo com as metas dos
Parâmetros Curriculares Nacionais. Esse gráfico organizador pode ser apresentado como o
primeiro estudo da escola sobre competências e habilidades que a grade curricular
promoveu para os alunos.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
O uso do gráfico multidisciplinar (figura 14) nas áreas de Ciências Sociais, Geografia,
Filosofia e História objetiva de desenvolver competências nos alunos que lhes
proporcionem condições de analisar a sociedade, formando, assim, indivíduos críticos,
éticos e cidadãos. Essas competências podem ser descritas em: a) representação e
comunicação; b) investigação e compreensão; c) contextualização social e cultural. As
competências descritas acima se relacionam a objetivos cognitivos determinados pelos
conteúdos das áreas científicas e possibilitam a criação de ambientes de aprendizagem que
permitam um planejamento de atividades complexas, com o intuito de favorecer a
apropriação ativa do conhecimento.
Estimular competências de representação e comunicação e verificar como essas
competências se relacionam a objetivos cognitivos e a situações de aprendizagem, pode ser
exemplificada por meio da análise dos PCNs a saber:
• Na área de ciências sociais os alunos devem: a) identificar, analisar e realizar a
comparação crítica dos fenômenos sociais encontrados na realidade; b) após
realizadas essas atividades devem produzir novos discursos a partir da crítica
realizada.
• Na área de Geografia os alunos devem: a) ler, analisar e interpretar os códigos
geográficos; b) reconhecer e aplicar as técnicas cartográficas e geográficas como
forma de representação de fenômenos naturais e humanos.
• Na área de Filosofia os alunos devem: a) abordar o conceito e o significado do
pensar filosófico; b) ler textos filosóficos de modo reflexivo com argumentos
consistentes; c) realizar debates que levem ao pensamento crítico e não-dogmático.
• Na área de História os alunos devem: a) efetuar análises documentais considerando
o papel das diferentes agentes históricos, linguagens e contextos que envolvem a
produção dos documentos; b) exercitar a produção textual.
Verifica-se, assim, que as competências devem ser contextualizadas e integradas, como
também devem ser estimuladas as atividades operatórias que são essenciais para a
mobilidade do raciocínio e apropriação ativa do conhecimento.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio
Figura 14: Organizador gráfico dos Parâmetros Curriculares Nacionais.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Visando o planejamento cooperativo da grade curricular geral, os professores procuraram
uma melhor organização e distribuição dessa grade, e uma melhor compreensão das
relações conceituais. As noções de disposição e de relações chamaram atenção para o fato
de que a situação de aprendizagem não ocorre por acaso. Existem operações cognitivas a
serem estimuladas nas relações entre os conceitos (comparar, relacionar, incluir, analisar,
aplicar, identificar, associar, determinar, induzir, apresentar, promover etc.) que devem ser
dominados pelos professores para que os alunos possam desenvolver competências
cognitivas (figura 15 e 16).
A busca de objetivos cognitivos fez com que o planejamento deixasse de ser visto como
uma organização burocrática e sim como um instrumento que estimula de um lado, a
competência de ensinar: relacionar conteúdos a objetivos cognitivos, e de outro, situações
de aprendizagem. Dessa forma, conclui-se que é dever dos professores e de projetistas de
ensino criarem ambientes de aprendizagem que estimulem conflitos cognitivos
significativos nos alunos e para tanto os professores devem conhecer os conteúdos que
lecionam e quais os objetivos cognitivos que os conteúdos promovem.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Figura 15: Em busca de objetivos cognitivos no gráfico de Biologia.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Figura 16: Em busca de objetivos cognitivos no gráfico de Português.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
3.2.4 Organizadores Gráficos Interdisciplinares
A relação entre ensino e interdisciplinaridade, como bem observa (Morin, 1999:16),
determinará que
"devemos pensar o problema do ensino, considerando, por um lado, os efeitos cada vez
mais graves da compartimentação dos saberes e da incapacidade de articulá-los, uns aos
outros; por outro lado, considerando que a aptidão para contextualizar e integrar é uma
qualidade fundamental, que precisa ser desenvolvida e não atrofiada".
Procurando estar em harmonia com o pensamento de Morin, esta pesquisa-ação utilizou os
organizadores gráficos como guias de navegação conceitual para planejamento de aulas
interdisciplinares. A criação de hierarquias dos conceitos, a serem desenvolvidos na grade
curricular das diferentes disciplinas, possibilitou condições de uma visão da totalidade da
grade curricular, proporcionando comparações e localizações de conceitos
interdisciplinares, ao definirem os mais específicos de determinada área científica e quais
os que devem ser trabalhados de forma interdisciplinar (figura 17).
Essas atividades suscitaram dúvidas e discussões a respeito do que é interdisciplinaridade.
De maneira intuitiva, professores e alunos chegaram a conclusões semelhantes ao proposto
por Morin. Para ilustrar, apresentam-se, a seguir, os relatos de professores sobre o
entendimento dos alunos do mapa conceitual (questionário de dezembro de 1999):
"O aluno percebeu que na realidade todas as disciplinas, por mais distantes que sejam,
possuem uma particularidade que pode ser relacionada" (Professor de Física).
Além disso, torna-se importante relatar a compreensão e experiência dos professores em
relação à: interdisciplinaridade, mapa conceitual e aulas operatórias.
"Acredito que a ferramenta mapa conceitual se aproxima de uma linguagem do
pensamento, como na tarde de ontem disse o Joaquim. Aprendi a usá-lo como
ferramenta e como linguagem também, devido à necessidade de organizar os conceitos
de Matemática e Física, pois eu havia mudado a ordem dos conteúdos para adequar a
Física, buscando o melhor momento de encaixar os dois conceitos das duas disciplinas.
Usamos o momento do laboratório para que os alunos fizessem o mapa de "Matafísica"
ou "Fisimate", como eles mesmo nomearam. Nossa intenção era saber como estavam
organizados os conceitos na cabeça deles, se eles relacionaram a Matemática com a
Física. Como trabalhávamos em sala de aula, foi muito bom observar em alguns mapas
as relações esperadas e outras mais! No próximo período planejamos desenvolver
algumas ligações que não foram feitas e questionar as relações que haviam sido
realizadas e as que não o foram, buscando entender o raciocínio deles ao confeccionar os
mapas. Uma questão a ser melhor trabalhada é como avaliar o mapa, adequando essa
avaliação da melhor maneira possível (Professora de Matemática).
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Por aproximação, percebe-se que a professora compreendeu que o mapa conceitual é uma
estrutura que representa o pensamento humano por meio da linguagem, rede semântica (ver
capítulo 1). Dessa forma, o conhecimento deve ser representado por uma estrutura
composta de relações claras entre os conceitos (proposições). Nesse caso, as professoras
procuraram uma boa representação da linguagem científica para representar a
interdisciplinaridade entre Física e Matemática:
"Aprendi a usá-lo como ferramenta e como linguagem também, devido à necessidade de
organizar os conceitos de matemática e Física, pois eu havia mudado a ordem dos
conteúdos para adequar a Física, buscando o melhor momento de encaixar os dois
conceitos das duas disciplinas".
Continuando a análise do depoimento da professora de matemática, observa-se uma
proposta de ensino que respeita o sujeito epistêmico e busca-se um processo de
aprendizagem significativa dos alunos. As professoras compreenderam a necessidade de
avaliar os conhecimentos a priori relacionados aos conceitos a serem aprendidos
(subsunçores), como também, perceberam a necessidade de que os alunos criem esquemas
mentais compostos por relações conceituais claras, precisas e generalizáveis, para que não
se habituem à aprendizagem mecânica. Além disso, as professoras observaram que a
aprendizagem é idiossincrática, fato que conduz a criações de mapas conceituais
diferenciados e avaliações diferenciadas dos processos de raciocínio.
"Nossa intenção era saber como estavam organizados os conceitos na cabeça deles, se
eles relacionaram a Matemática com a Física. Como trabalhávamos em sala de aula. foi
muito bom observar em alguns mapas as relações esperadas e outras mais!" (Professora
de matemática)
Em relação ao planejamento curricular, as professoras não o viram mais como uma ação
burocrática, e sim como um processo que auxiliava o professor na criação de ambientes que
promoviam a construção do conhecimento.
"No próximo período planejamos desenvolver algumas ligações que não foram feitas e
questionar as relações que haviam sido realizadas e as que não o foram, buscando
entender o raciocínio deles ao confeccionar os mapas. Uma questão a ser melhor
trabalhada é a de como avaliar o mapa, adequando essa avaliação da melhor maneira
possível."
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Com isso, pôde-se observar o engajamento das professoras no processo de ensino-
aprendizagem, visto que se esforçaram em obter novos conhecimentos, com o objetivo de
criar ambientes contextualizados e estimular competências cognitivas nos alunos.
Quanto às aulas operatórias, busquei aplicá-las o máximo possível e os momentos mais
ricos foram, sem dúvida nenhuma, as aulas em que eu e a professora de Física entramos
juntas. Houve análise, relações entre os conceitos e aplicação dos conceitos na
Matemática e Física. Vale citar o empenho da colega de Física em me ensinar os
conceitos de Física e, de minha parte, esclarecer a relação Matemática.
Observou-se que as professoras mostraram uma compreensão genuína de como aplicar as
ferramentas cognitivas com o intuito de promover atividades operatórias nos alunos
(competências cognitivas), e no uso dessas como instrumentos de avaliação de estruturas
cognitivas e da aprendizagem significativa.
Na avaliação sistematizada coloquei questões operatórias, solicitando análises,
comparações de gráficos e conclusões. Fiquei muito feliz com as elaborações e também
observei que os alunos cujos mapas conceituais tinham poucas relações, ou eram muito
resumidos, não conseguiram atingir os objetivos de algumas questões da prova
operatória.
O depoimento das professoras de Matemática e Física (mencionado acima), sobre o uso de
mapas conceituais interdisciplinares em ambientes construtivistas de aprendizagem, está
ilustrado no gráfico 18.
Primeiramente, notou-se que os conceitos escolhidos como superordenados são
interdependentes e representam a aplicabilidade da Matemática e da Física na vida real.
Adicionados a esses princípios de contextualização dos conhecimentos científicos à vida
dos alunos, podemos acrescentar a necessidade de contextualizar a nova informação na
história da ciência.
Os conceitos subordinados em segundo nível (história e importância da ciência, e
matemática básica) são necessários e devem ser utilizados como organizadores prévios para
promover a competência na resolução de problemas práticos, envolvendo conjuntos e para
representação universal da notação científica relacionada à ordem de grandeza e algarismos
significativos. Nesse momento, evidenciou-se a interdisciplinaridade entre a Física e a
Matemática.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Adicionados aos princípios construtivistas de contextualização e interdisciplinaridade,
observa-se um mapa conceitual rico em diferenciações progressivas e reconciliações
integrativas, como também ligações proposicionais que possibilitaram uma melhor
definição de objetivos cognitivos a serem estimulados na criação de relações conceituais
interdisciplinares (habilita, aplica-se, constrói, subsidia, classifica, representa).
Figura 17: Organizador interdisciplinar de Física e Matemática.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
3.2.5 Planejamento Semestral: em busca de uma aplicabilidade dos objetivos
cognitivos
Os organizadores gráficos auxiliaram a elaboração de planejamentos semestrais (figura
18) ao promover uma melhor flexibilidade e navegação de conteúdos a serem
desenvolvidos, como também contribuíram na definição de objetivos cognitivos, no
planejamento de atividades operatórias, nas avaliações operatórias" que os conteúdos
contemplam e numa melhor distribuição horária do planejamento curricular.
Para definição das atividades operatórias, foram utilizadas as classificações de Abrams
(1997) e Ronca e Terzi, (1991) que são fundamentais para desenvolver competências e
habilidades nos estudantes.
Analisar
Consiste na separação/união de diferentes elementos, estabelecendo relações possíveis, de
comparação, de críticas, buscando uma compreensão possível da realidade.
Comparar
Observar seletivamente dois ou mais fenômenos ou idéias, separando aspectos
semelhantes ou diferenciadores. Exige-se uma visão de análise do conjunto das partes
envolvidas e as peculiaridades que possam ser confrontadas.
Criticar
Observar com fidelidade um fenômeno, idéias ou texto, ressaltando suas dimensões
positivas e/ou negativas. A crítica deve ser elaborada a partir de fundamentos teóricos
explícitos e contextualizados.
Classificar
Fazer discriminações, identificando semelhanças e diferenças, e procurar, internamente,
critérios para reunir em classe ou em grupos a partir de características comuns. Comentar
Expressar opiniões por meio da observação e descrição dos elementos e dimensões
constitutivas de fenômenos, idéias ou textos. Concluir
Examinar fenômeno, idéia ou texto com o objetivo de apresentar parecer final. Neste
exercício do pensamento, identificam-se possíveis conseqüências ou aplicações, quando se
confrontam com outros referenciais teóricos ou experiências pessoais. Os argumentos de
conclusão giram em torno do eixo central do que está sendo estudado, evitando-se
dispersão. Explicar
Consiste em repetir o fenômeno ou a idéia, com palavras e modos próprios,
contextualizando-os histórica, política e socialmente. A ação de relacionar e correlacionar
idéias implica uma fidelidade ao tema central, a precisão da exposição e a elaboração de
uma seqüência lógica. Justificar
Situar fenômenos e idéias, apresentando suas origens e seu desenvolvimento. A
justificativa implica análise e defesa de possíveis aspectos contraditórios
" Os conceitos atividades operatórias e avaliações operatórias consistem em ações que exigem
mobilidade de raciocínio:reversibilidade e associatividade (ver capítulo 1).
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Seriar
Ordenar os elementos a partir de critérios escolhidos, seguindo seqüências interruptas.
A escolha e a clareza na apresentação de critérios formam elemento essencial para que a
seriação seja concretizada.
Resumir
As idéias ou os textos são reproduzidos de modo próprio em forma reduzida.
Resolução de Problemas
Utilizam-se algumas habilidades (organizar, diferenciar, descrever, relatar, elaborar,
solucionar, relacionar).
Figura 18: Em busca de um planejamento curricular construtivista.
Legenda:
DP Diferenciação Progressiva
RI Reconciliação Integrativa
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
O exemplo acima demonstra o início de uma aplicação de princípios construtivistas no
planejamento curricular da escola. Como primeiro procedimento, o curso apresenta uma
introdução contextualizada do conteúdo no tempo e espaço: uma breve contextualização
do conteúdo a ser desenvolvido na história da ciência. Prosseguindo, a professora teve
como objetivos específicos o desenvolvimento de competências cognitivas:
identificação, classificação, operação, reconhecimento, relação, resolução de problemas
etc.
Para conduzir o conteúdo, a professora utilizou, como estratégia mais avançada, o
macro-mapa; esse recurso possibilitou uma metodologia de ensino que permitiu a
navegação multidirecional (diferenciações progressivas e reconciliações integrativas).
Além desses princípios, o planejamento de ensino teve como objetivo avaliar
freqüentemente os subsunçores dos alunos em relação à nova informação; como
também, promover atividades que estimulassem a autonomia da aprendizagem: análise
de textos científicos, resolução de problemas que se apliquem à lógica em vez do uso de
fórmulas e algoritmos, etc. Observou-se, também, que a professora desenvolveu
atividades interdisciplinares com a Física, Química e promoveu a compreensão de que
esses conteúdos são aplicáveis na Medicina, Engenharia, Economia etc.
Finalmente, os professores elaboraram uma avaliação interdisciplinar, com o objetivo de
verificar se houve aprendizagem significativa. Nota-se que os professores
compreenderam que para buscar evidências da aprendizagem significativa, eles
deveriam elaborar avaliações que utilizassem problemas novos e não familiares e
requerissem a máxima transformação do conhecimento existente. Sendo assim, os testes
devem ser tratados de maneira diferente e apresentados num contexto de forma diversa
do encontrado no material instrucional, solicitando aos alunos que diferenciem idéias
relacionadas ou que identificassem os elementos de um conceito ou proposição de uma
lista contendo conceitos e proposições similares. Além desses procedimentos, o
professor deveria propor tarefas de aprendizagem que fossem seqüencialmente
dependentes e que não pudessem ser executadas sem o domínio da precedente.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
3.2.6 Considerações
Constata-se que a fundamentação teórica contribuiu substancialmente para a formação
da intencionalidade e reflexão dos professores nos seus processos de elaboração do
planejamento curricular.
Na avaliação do primeiro ano da pesquisa-ação (1999), notou-se que os professores
perceberam a importância dos seminários para os seus trabalhos nas salas de aula :
O embasamento pedagógico melhorou a nossa visão de educação refletindo no
planejamento. O trabalho com mapas conceituais foi fundamental para o desen-
volvimento do conteúdo.
As atividades desenvolvidas nos seminários estimularam transformação substancial do
planejamento curricular da escola. Ao utilizar recursos como dramatização, seminários e
outras atividades orientadas pela equipe psicopedagógica, os professores agiram e
refletiram sobre suas ações de forma cooperativa, criando novos modelos de ensino.
Embora a atividade cooperativa tenha sido condição essencial para a modificação do
paradigma educacional da escola, pode-se afirmar que foi também um dos maiores
obstáculos encontrados ao longo do desenvolvimento dessa pesquisa, visto que todo
trabalho cooperativo produz conflitos interpessoais e requer coordenação de pontos de
vista; percebeu-se claramente quão desconhecidas são as práticas coletivas!
O desempenho favorável dos professores leva á constatação de que o processo de
formação pedagógica modificou o gerenciamento do planejamento curricular. Ademais,
a compreensão sobre os modelos cognitivos no processo de ensino transformou as
práticas educativas que não tinham fundamentações teóricas explícitas:
Os seminários são muito válidos(...)o fato de organizar os conteúdos e vislumbrar
encaixes de conceitos que antes estavam "soltos" foi o aspecto mais rico para mim.
Poder montar o mapa como um grande quebra-cabeça aproveitando aspectos
comuns, entendendo melhor as diferenciações progressivas e as idas e vindas tornou
o planejamento mais maleável.
12
Respostas fornecidas ao questionário de dezembro de 1999.
Estratégias de Planejamento Curricular no Ensino Médio
Entretanto, é claro que existem desafios contínuos no processo de formação dos
professores. Fato observado no seguinte depoimento fornecido pelos professores:
O mapa conceitual permitiu-me mostrar aos alunos as relações entre estruturas
lingüísticas e a área temática a ser aprendida. Foi uma ferramenta a mais. Entretanto,
um esquema em tópico também pode fazer a mesma função. O mapa conceitual
trabalhado em sala de aula permitiu aos alunos a tranqüilidade de que o curso seguia
o andamento do planejamento fixado para a matéria do PAIES.
Analisando o depoimento acima, verifica-se que o professor não assimilou que o mapa
conceitual é uma ferramenta metacognitiva; portanto, não é semelhante a um esquema.
O esquema não permite a navegação topológica como o mapa conceitual o faz, ou seja,
organização com diferenciações progressivas e reconciliações integrativas. Além disso,
o mapa conceitual não é uma ferramenta instrucional para direção de conteúdos - (o
mapa conceitual trabalhado em sala permitiu aos alunos a tranqüilidade de que o curso
seguia o andamento do planejamento fixado para a matéria do PAIES ) - e sim, uma
ferramenta que representa a construção do conhecimento, e esta se dá num processo
contínuo de reestruturação dos esquemas mentais.
Finalmente, é importante salientar que a epistemologia construtivista busca o conflito
cognitivo e não a tranqüilidade de se seguir orientações instrucionais: "permitiu aos
alunos a tranqüilidade de que o curso seguia o planejamento fixado para a matéria do
PAIES".
Isso nos faz lembrar o respeito que Piaget tinha pelo método de Platão:
"O drama da pedagogia é o de que os melhores métodos são os mais difíceis. Não se
pode utilizar um método socrático sem ter adquirido, previamente, algumas das
qualidades de Sócrates, a começar por um certo respeito à inteligência em formação.
(Piaget, 1980:75).
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
CAPITULO 4
Estratégias de Ensino e Aprendizagem Utilizadas na
Disciplina Biotecnologia
Esse momento da pesquisa teve como objetivo verificar e aplicar metodologias de ensino
fundamentadas em princípios construtivistas para a disciplina optativa Biotecnologia, por
meio dos mapas conceituais e das tecnologias da informação.
O professor de Biologia, devido à sua polivalência na coordenação dos laboratórios de
Física, Biologia, Química e Matemática, elaborou um projeto (anexo IV) de excelência
para um mini- curso de Biotecnologia que tinha como metas principais o resgate da história
da descoberta e da caracterização dos ácidos nucléicos (ADN e ARN ) e das proteínas.
Além disso, tinha como objetivo mostrar como se constrói o conhecimento científico, nesse
caso a Biotecnologia que, por meio de pesquisas interdisciplinares surge como nova
ciência. Finalmente, o professor pretendia estimular os alunos a demonstrarem, no final do
curso, a construção de uma "quimera"
14
ou de "algo transgênico"
15
.
Para isso, planejou atividades que deveriam estimular estratégias de aprendizagem, por
exemplo: ler, analisar e resumir textos que tratassem do assunto em diferentes fontes;
construir mapas conceituais surgidos de um brain storm coletivo; participar da extração do
ADN etc. Enfim, o professor utilizou os seguintes passos, necessários à elaboração de um
planejamento de ensino:
1. Seleção de conteúdo a ser desenvolvido: conceitos específicos e relações
interdisciplinares.
2. Organização e distribuição do conteúdo por meio de diferenciações progressivas e
reconciliações integrativas.
13
ADN e RNA (ácido desoxirribonúcleico e ácido ribonucléico) são traduções para o português de DNA e
RNA.
14
Uma molécula ou ser vivo criado artificialmente, isto é, qualquer representação de animal fantástico,
composto de partes de animais diferentes, sejam eles reais ou imaginários.
15
Diz-se de organismo que contém um ou mais genes transferidos artificialmente de outra
espécie: <soja t.> <milho t.>
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
3. Seleção de conceitos, a priori, necessários para compreensão do conteúdo a ser
desenvolvido.
4. Definição de finalidades educacionais amplas e objetivos cognitivos específicos.
5. Elaboração de conexões com a realidade (contextualização);
6. Material didático selecionado ou produzido:
a. construção de mapas de excelência
10
;
b. definição dos conceitos;
c. elaboração de lista de conceitos identificados por meio de cores para grupos
temáticos;
d. organização de glossário dos conceitos abrangidos;
e. organização de glossário de raízes gregas;
f. exibição do filme "Quebrando os códigos", apresentado por David Suzuki
(1994);
g. apresentação de lista de orientação de perguntas que orientem atividades
operatórias para assistir ao filme;
h. elenco de endereços de URL, livros, artigos, textos de excelência etc.
4.1 Produção de Material de Ensino
Para produção de material de ensino, foram construídos mapas conceituais, porque esses,
quando utilizados como ferramenta instrucional, são de grande eficácia para o ensino de
conteúdos específicos. Os exemplos abaixo mostram a importância de mapas conceituais
instrucionais. Na figura 19, o professor incluiu textos explicativos nas ligações
proposicionais e os textos adicionados às proposições possibilitaram melhor compreensão
das relações semânticas estabelecidas entre os conceitos.
Tal estratégia de ensino ajuda o professor a concluir definições de conteúdos específicos e
contribui para a aprendizagem significativa ao estimular a memória de longo prazo
(Mintzes e Wandersee, 1998). A figura 20 apresenta ricas diferenciações progressivas e
10
A expressão mapas de excelência se refere a mapas conceituais ricos em diferenciações progressivas e reconciliações
integrativas.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
reconciliações integrativas, auxiliando os alunos a compreenderem que o conhecimento se
representa por meio de uma rede complexa e flexível de conceitos interligados.
Figura 19: Textos anexados ao mapa instrucional de Biologia contribuíram para a compreensão das ligações
proposicionais.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Figura 20: Mapa conceitual instrucional de Biologia com ricas proposições,diferenciações progressivas e
reconciliações integrativas.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem 4.2
Explorando o Software Inspiration
Como se mencionou no segundo capítulo, os conceitos podem ser representados por
palavras e símbolos. Além disso, mostrou-se, no terceiro capítulo, que bons mapas
conceituais indicam relações ideais em um modelo visual simples que atrai a atenção dos
alunos devido à notável capacidade humana de reconhecer e memorizar a imagens (Matlin,
1999). Dessa forma, projetistas de software educacional criaram algumas ferramentas que
possibilitam a construção de mapas conceituais que podem ser representados por símbolos
e/ou palavras (Learning Tool, SemNet, TextVision, NoteCards, MetaDesign, Inspiration
etc). A figura 21 demonstra o uso do software Inspiration como ferramenta computacional
que possibilita a construção de mapas conceituais que usam palavras e imagens para
representar conceitos. Nota-se que a imagem associada à palavra auxilia os adolescentes na
assimilação conceitual, visto que a percepção visual, sem o contato com o real, nesse
estágio de desenvolvimento cognitivo, contribui para o reconhecimento de conceitos
preexistentes na estrutura cognitiva (subsunçores) e para a criação de novos esquemas
conceituais.
Além da possibilidade de construir mapas conceituais, o software Inspiration permite
outros processos que auxiliam o gerenciamento da informação e a construção do
conhecimento, tais como: importar e exportar, anexar textos, figuras e gráficos, criar
submapas, sistema de busca, links para endereços eletrônicos e outros documentos,
biblioteca e zoom.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Figura 21: Mapa conceitual com representações por meio de palavras e imagens.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem 4.2
Desenvolvimento das Aulas
Primeira aula
Inicialmente, o professor apresentou o objetivo geral da disciplina, os conteúdos a serem
desenvolvidos, as metodologias de ensino a serem aplicadas e a razão da presença da
pesquisadora em sala de aula. Após essa apresentação, foi entregue uma lista de perguntas
que tinha o intuito de verificar: por que os alunos se interessavam pela disciplina; o que
eles conheciam sobre o uso do computador e da Internet na educação e na escola; como
eles estudavam; como eles desenvolviam os trabalhos em grupos na sala de aula.
Em seguida, o professor explicou aos alunos que a primeira atividade seria assistir ao filme:
"Quebrando os Códigos" de David Suzuki, com duração de trinta minutos. Entregou-lhes
uma lista de perguntas que deveriam ajudá-los a focalizar a atenção para idéias-chave. O
professor utilizou a técnica rehersal (Matlin, 1998), isto é, voltava a fita para que fossem
vistos novamente os trechos considerados essenciais. As primeiras reações dos alunos
demonstraram que eles tinham dificuldades para assistir ao filme, devido às condições
inadequadas do laboratório (banquetas altas e televisão pequena),e , segundo eles, o filme
era muito extenso (30 minutos).
Segunda Aula
O professor utilizou a didática "maiêutica" (anexo 3), com o objetivo de avaliar informal-
mente a compreensão dos alunos sobre o filme "Quebrando os códigos". Desse modo, ele
selecionou algumas perguntas, relacionadas às idéias principais do filme, que permitiriam a
assimilação dos conceitos básicos sobre genes. Por meio de uma discussão informal,
observou que os alunos não conseguiram localizar os conceitos-chave, devido à falta de
subsunçores necessários para a assimilação da nova informação.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Terceira aula
Com o objetivo de estimular os alunos a observarem e conceitualizarem os fenômenos
relativos à produção de caracteres genéticos, o professor decidiu utilizar o método de
ensino construtivista e partir da abstração empírica (ver capítulo dois) para obter, de forma
concreta um conceito que é comumente aprendido de forma abstrata.
Dessa forma, estabeleceram-se os seguintes objetivos específicos de ensino: a) estimular a
observação de fenômenos biológicos, químicos e físicos; b) estabelecer relações entre a
nova informação e os conceitos que os alunos já dominavam; e c) avaliar o conhecimento a
priori dos alunos.
Para o desenvolvimento das atividades (figura 22), solicitou aos alunos o registro das
observações e manipulações exercidas durante o processo de extração do ADN da cebola.
Além disso, eles deveriam apresentar um relatório descrevendo a experiência do grupo.
Figura 22: Partindo da abstração empírica.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
A experiência de extração do ADN da cebola foi denominada "Cozinha Tecnológica". Para a realização das
atividades foi fornecido o roteiro abaixo (Amábis e Martho,1995):
Extraindo ADN em sala de aula
Informações técnicas
A extração de ADN de células eucariontes consta, fundamentalmente, de três etapas: 1
a
) ruptura das células
para liberação dos núcleos; 2
a
) desmembramento dos cromossomos em seus componentes básicos, ADN e
proteínas; 3
a
) separação do ADN dos demais componentes celulares.
- As células da cebola são grandes e se rompem facilmente ao serem picadas.
- O detergente desintegra os núcleos e os cromossomos das células da cebola e libera o ADN. O
dodecil (ou lauril) sulfato de sódio, um dos componentes do detergente, desnatura as proteínas,
separando-as do ADN cromossômico.
- O Álcool gelado, em ambiente salino, faz com que as moléculas do ADN se aglutinem, formando
uma massa filamentosa e esbranquiçada.
Material
- uma cebola grande (200 g)
- faca de cozinha
- dois copos tipo americano
- banho-maria (± 60° C)
- água filtrada
- sal de cozinha (NaCl)
- detergente para louças
- álcool etílico 95° gelado
- bastão fino de vidro ou madeira
coador de café, de papel
- gelo moído
Procedimentos
- Pique a cebola em pedaços de 0,5 cm (cubinhos) ou bata-a no liqüidificador.
- Coloque 4 colheres de sopa de detergente e uma colher de chá de sal dissolvido em meio copo de
água, mexendo bem até se dissolver completamente.
- Coloque a cebola picada no copo com a solução de detergente e sal, e leve-a ao banho-maria por
cerca de 15 minutos.
- Retire a mistura do banho-maria e resfrie-a rapidamente, colocando o copo no gelo moído por 5
minutos.
- Coe a mistura no coador de café, recolhendo o filtrado em um copo limpo.
- Adicione ao filtrado cerca de meio copo de álcool gelado (-15° a - 20°), deixando-o escorrer
vagarosamente pela borda. Formam-se duas fases, a superior, alcoólica e a inferior, aquosa.
- Mergulhe o bastão no copo e, com movimentos circulares, misture as fases. Formam-se fios
esbranquiçados que são aglomerados de moléculas de ADN.
* Para ler mais sobre o assunto procure em www.moderna.com.br.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Resultados
O entusiasmo dos alunos ao extrair e observar o ADN da cebola e o interesse durante a
atividade de manipulação foram gratificantes. Entretanto, observou-se, também, que os
alunos do 1°., 2
o
. e 3
o
anos tinham dificuldades em distinguir o que eram conceitos,
fenômenos e regularidades perceptivas, fato que orientou esse estudo na busca de um
diagnóstico das estruturas cognitivas dos alunos, do conhecimento a priori e das perdas
conceituais. Além dessas observações, notou-se que os alunos: a) não tinham experiências
significativas em atividades de laboratório; b) apresentavam alto nível de ansiedade e
demonstravam falta de confiança na própria capacidade de pensar, respondendo
precipitadamente quando perguntados;
16
c) ao se sentirem pressionados para demonstrar
desembaraço, omitiam suas dificuldades pessoais; d) não sabiam relatar experiências; e)
tinham dificuldades para trabalhar cooperativamente.
Quarta Aula - Avaliação das estruturas cognitivas a priori dos alunos
As aulas anteriores provaram ao professor que os alunos não tinham conhecimentos a
priori necessários para assimilar os novos conceitos e acomodá-los às suas estruturas
cognitivas. Dessa forma, tornou-se claro que o material não era potencialmente
significativo e que havia necessidade de avaliar as estruturas cognitivas dos alunos, ou seja,
como processavam a aprendizagem e que conhecimentos possuíam a respeito do assunto
tratado. Essa avaliação teve como objetivo fundamentar o re-planejamento das atividades,
para que essas não fossem aleatórias e arbitrárias frente às estruturas cognitivas dos alunos.
No entanto, a avaliação do professor, numa perspectiva construtivista, não se processa
facilmente com a aplicação de testes de múltiplas escolhas, e sim por um processo de
análise da estrutura e do funcionamento da inteligência. Diante disso, o professor concluiu
Essa categoria é classificada por Gunstone R e Mitchell, I. (1998) como tendências comuns de
aprendizagem pobre por parte dos alunos; por exemplo, atenção superficial ou impulsiva, conclusão
prematura e decisão de que a tarefa foi realizada antes de estar apropriada, deficiência no pensamento
reflexivo e tendência a parar o processo de aprendizagem quando ocorre um erro. Essas representações
inadequadas da aprendizagem são a maior barreira para a aprendizagem.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
que o mapa conceitual, na atualidade, seria uma boa ferramenta para avaliar as estruturas
cognitiva dos alunos expostos a esse experimento.
Essa decisão baseou-se nos modelos contemporâneos de cognição [(Rumelhart, 1987, 1999)
Matlin (1997)] que constatam que a inteligência é formada por redes de esquemas
(schemata), organizados e distribuídos por meio de ligações semânticas, que são geradoras
da memória de longo prazo. Se a memória é constituída de redes semânticas, então, a
aprendizagem deve ser concebida como uma reorganização dessas redes. Dessa forma, para
analisar a estrutura cognitiva dos alunos, tornou-se conveniente fazer uma avaliação a
priori dos mapas conceituais surgidos na memória de cada um.
Para a avaliação a priori, concluiu-se que o diagnóstico deveria ser iniciado por uma
análise sobre o que os alunos compreendem por conceitos, considerando que pensar
"envolve conceitos: formá-los e relaciona-los entre si" (ver capítulo 2) e a escola trabalha
essencialmente com conceitos. Assim, foram selecionados dez conceitos-chave em
Biologia provenientes da experiência dos alunos e não de processos de instrução e mais dez
conceitos ensinados desde a escola fundamental.
Como primeiro procedimento de avaliação do conhecimento a priori, apresentaram-se duas
listas de conceitos para coisas e fenômenos:
Ser Vivo Propriedades vitais
Corpo Nascer
Sistema Respirar
Órgão Alimentar
Tecido Excreta
r
Célula Crescer
Proteína Reagir
Gordura Reproduzir
A
ç
úca
r
Evolui
r
Ácido Nucléico Morrer
Energia Adaptar
Enzima
Em seguida, perguntou-se o que caracterizava a primeira e a segunda lista? O que é
conceito? Após algumas reflexões por meio de coordenações de pontos de vista
(cooperação), orientadas pelo professor, os alunos perceberam a diferença entre coisas e
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
fenômenos. Entretanto, apresentaram dificuldades em definir conceito. Dessa forma, o
professor apresentou vários exemplos simples que estimularam a observação e a memória
dos estudantes, com o intuito de que compreendessem que as regularidades perceptivas, em
diferentes objetos e fenômenos, caracterizam-se por propriedades essenciais, ou seja, por
conceito. Para tanto, utilizou-se exemplos concretos e abstratos para exemplificar
conceitos: o que é um cachorro? O que é um carro? O que é amizade? O que é chuva? O
que é corpo? O que é relâmpago? O que é amor?
Após essas reflexões em grupo, introduziu o conceito de mapa conceitual como uma
ferramenta gráfica que tem como finalidade representar rede de conceitos que se interligam
por meio de ligações proposicionais. O mapa conceitual de Novak (página 57) foi
apresentado para explicar: a) o que é conceito; b) o que é conceito mais inclusivo, fazendo
analogia com a teoria de grupos na matemática; c) o que é conceito mais específico; d) que
o mapa se organiza por de hierarquias não lineares, com diferenciações progressivas e
reconciliações integrativas. Finalmente, navegou em diferentes mapas conceituais para
exemplificar a organização desses.
4.2.1 Uso de ferramentas cognitivas e computacionais na avaliação de mapas surgidos
da memória
No momento da aplicação das ferramentas cognitivas e computacionais, os computadores
ainda não estavam à disposição dos alunos. Dessa forma, foram utilizadas as técnicas de
cartões apresentadas por Jonassen (1993) e as orientações de Novak (1984) para introduzir
mapas conceituais frente aos alunos (tabela 4)
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Tabela 4: Técnicas para a Introdução dos Mapas Conceituais
1. Selecione aproximadamente 1 a 12 conceitos contidos no material científico a ser
considerado.
2. Escreva cada conceito num cartão separado. Prepare esses cartões num papel largo.
3. Selecione o conceito superordenado a ser colocado no topo do seu mapa. Você está
organizando seu mapa conceitual.
4. Organize os outros conceitos numa hierarquia distinta, subordinada ao conceito
superordenado.
5. Uma vez que os conceitos tenham sido organizados, desenhe ligações (linhas) entre
os conceitos relatados e atribua a cada ligação palavras que caracterizem a relação
entre conceitos.
6. Se você deseja traçar uma interseção entre dois conceitos em diferentes
ramificações de seu mapa, use um marcador mais forte na ligação e atribua a
relação entre eles, escrevendo na linha (ligações transversais).
7. Se você deseja prover um exemplo para o conceito, limite-o em uma forma oval
traçada.
8. Exemplos devem ser conectados para adicionar informações aos conceitos.
9. Reveja e reflita. Se você estiver satisfeito com o arranjo de seu mapa conceitual,
redesenhe-o na forma final.
Fonte: Adaptada de Novak (1984).
Para o desenvolvimento das atividades, os alunos foram orientados para: a) selecionar uma
das listas de conceitos apresentados; b) construir mapas conceituais que representassem a
organização e distribuição desses conceitos.
Inicialmente os alunos deveriam deixar fluir, individualmente, o que cada conceito
representava e, em seguida, escolheriam um grupo (no máximo de cinco alunos) para
construir um mapa conceitual.
Em seguida, foram entregues cartões para que os alunos escrevessem de um lado o
conceito e de outro as propriedades essenciais e universais desse conceito. Após essas
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
atividades, eles seguiram os passos da tabela4, proposta por Novak (1984) e construíram
mapas conceituais de forma cooperativa, isto é, por meio de uma reflexão conjunta
chegaram a um modelo final. O professor não interferiu no processo de construção dos
mapas. Quando questionado, respondia por meio de outra pergunta, com o objetivo de
estimular o raciocínio do aluno.
Quinta Aula: Uso do software Inspiration para construção dos mapas surgidos da
memória e elaborados cooperativamente
Esse é o primeiro momento do uso do computador como ferramenta de auxílio à
aprendizagem. Por restar somente mais uma aula dessa disciplina, notou-se que não havia
tempo para orientar os alunos no processo de apresentação da estrutura básica do
computador: hardware e software. A decisão de não instrumentalizar foi baseada nas
respostas dos setenta e cinco alunos, dos quais 71 possuíam computadores e cinco desses
não tinham acesso à Internet.
Inicialmente, foi apresentado o software Inspiration como ferramenta computacional para a
construção de mapas conceituais. Em seguida, os alunos receberam instruções de como
explorar o software. É importante ressaltar que os alunos não apresentaram dificuldades em
relação ao uso do computador e do software.
Para avaliar o conhecimento a priori dos alunos e suas estruturas cognitivas, o professor
construiu mapas conceituais para as duas listas de conceitos. Esses mapas serviram como
guia de referência e análise dos mapas dos alunos. Os alunos do 1
o
e 2
o
anos escolheram a
lista de propriedades vitais, o que era de se esperar porque esses conceitos estão
relacionados às suas vidas. Os alunos do 3
o
. ano escolheram conteúdos provenientes do
sistema de ensino.
Ao se analisar as estruturas cognitivas dos alunos de acordo com as estruturas-mãe da
inteligência de Piaget (ver capítulo dois), observou-se nos primeiros mapas do 1
o
e 2
o
anos
figuras 23, 24, 25) a falta de representação da estrutura primária da inteligência, que é a
estrutura de ordem a>b>c... Isso impossibilitou a organização topológica (noções de
proximidade, continuidade e limite) entre os conceitos, que pode ser exemplificada pelos
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
seguintes agrupamentos: 1) evoluir, nascer, crescer, reproduzir e morrer; 2) viver:
alimentar, respirar, excretar, adaptar e reagir. Dessa forma, ficou patente que os alunos não
agruparam os conceitos por meio de propriedades semelhantes e diferentes, como também
não reuniram os conceitos em uma relação semântica entre o todo e as partes.
O agrupamento possibilitaria a estrutura-mãe de composição, isto é, combinação e
recombinação entre conceitos. Essa estrutura demonstraria maior mobilidade do
pensamento, própria do grupamento operatório: reversibilidade e associatividade.
Percebeu-se em alguns mapas (figuras 26 e 27) o início de alguns agrupamentos que
evidenciou a busca de uma estrutura de ordem e uma estrutura topológica com maior noção
de proximidade, embora ainda muito linear. Entretanto, esses mapas não apresentaram
propriedades de composição, isto é, combinação de entidades para produzir novas
entidades.
A figura 26 mostra dois agrupamentos: evoluir e viver. O agrupamento evoluir é
evidenciado pelos conceitos crescer, reagir, adaptar e reproduzir, enquanto o agrupamento
viver pelos conceitos respirar, alimentar e excretar. Notou-se, nessa figura, as primeiras
aproximações de agrupamentos realizadas por esses alunos, embora não haja evidências de
um reconhecimento claro de relações de ordem (precedente e procedente) entre os
conceitos.
Além disso, pode-se observar que os primeiros mapas não indicam relações proposicionais,
e quando aparecem são identificadas por meio de relações pouco elaboradas, como a alta
freqüência de repetições "vai". Isso denota os efeitos "perversos" da escola sobre o
pensamento dos alunos, formando estruturas mal elaboradas e repetitivas com a presença
freqüente de automatismos.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Figura 23: Mapa linear sem noção de
inclusividade.
Figura 24: Mapa que indica o início de um
agrupamento.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Figura 25: Mapa sem noção de ordem e ligações Figura 26: Mapa que indica o início de uma
proposicionais repetitivas. diferenciação progressiva.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Figura 27: Mapa com agrupamento simples e ligações repetitivas.
O último mapa (figura 28) indica um raciocínio mais elaborado e flexível. Embora o mapa
não apresentasse conceito superordenado no topo, evidenciou uma estrutura de ordem
organizada por uma topologia não-linear, por exemplo: reagir leva a adaptar, que gera a
evolução. Observou-se, também, a estrutura de composição representada por
diferenciações progressivas e reconciliações integrativas. Ainda que seja difícil de ler esse
mapa, as relações proposicionais evidenciaram o início das representações de identidade,
de causalidade, de temporalidade, de necessidade etc.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Além disso, os alunos agruparam os conceitos por meio de um compound label
(combinação de rótulos) semelhantes aos agrupamentos em caixas observados por Heeren
e Kommers (1992). Esses conceitos podem ser tratados como um único objeto que se
relaciona com o conceito superordenado, por exemplo, na caixa um (1) o conceito
superordenado reagir leva ao conceito de evolução. Na caixa dois (2) o agrupamento
conceitual (respirar, alimentar, excretar) equivale à idéia de atividade vital. Dessa forma,
notou-se um processo criativo de representação do conhecimento, fato não observado nos
mapas construídos por outros alunos do 1
o
e 2
o
anos.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
É importante, então, destacar que o único grupo de alunos que construiu o mapa conceitual
com maior riqueza em sua estrutura e nas relações proposicionais era proveniente de uma
escola construtivista que enfatiza as ações dos alunos e as reflexões sobre essas ações
Em relação aos mapas do terceiro ano, notou-se que o primeiro grupo (figura 29)
selecionou inadequadamente o conceito superordenado — de corpo — e esse fato
impossibilitou a diferenciação progressiva. Observou-se, também, a falta de agrupamento
entre os conceitos, a saber: 1) ser vivo: corpo, sistema, órgão e célula; 2) compostos
orgânicos: proteínas (enzima) açúcar, ácidos nucléicos e, adicionados a esses
agrupamentos deve-se acrescentar o conceito isolado de energia. Além disso, notou-se que
o mapa não apresentou reconciliações integrativas e suas ligações proposicionais são
poucas e difíceis de serem lidas, evidenciando as dificuldades dos alunos em definir e
correlacionar conceitos.
Figura 29: Mapa com estrutura de composição simples.
17
É importante salientar que houve uma desistência de 40 % dos alunos de modo geral. Entre outras variáveis, verificou-
se claramente o que Novak havia mencionado, apesar dos mapas não serem estratégias difíceis de serem aprendidas, os
estudantes experimentam frustrações nas primeiras construções porque precisam reconstruí-los, e relutam em aprender
essas estratégias, principalmente, quando se obtêm sucesso nos testes de múltiplas escolhas. (Novak, 1984).
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
O segundo grupo (figura 30) apresentou um mapa com estrutura de ordem, de topologia e
de composição. Os alunos selecionaram adequadamente o conceito superordenado,
delinearam um bom caminho de navegação e criaram dois agrupamentos conceituais:
corpo e moléculas orgânicas. Entretanto, o mapa deve ser revisto nas ligações entre energia
e células e energia e corpo, porque corpo e célula consomem energia, ao invés de produzi-
la.
Figura 30: Mapa com diferenciações progressivas e reconciliações integrativas.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
O mapa do terceiro grupo (figura 31) apresenta clareza na organização e distribuição dos
conceitos, e as ligações proposicionais são, de maneira geral, adequadas e de fácil
compreensão. Cabe, no entanto, correção das ligações proposicionais entre célula e seus
componentes orgânicos (proteínas, açúcares, gorduras e ácidos nucléicos) substituindo
possuem por são constituídas de.
Figura 31: Mapa que representa aprendizagem significativa.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Após a análise dos mapas conceituais dos alunos, observou-se que a exigüidade do tempo
impossibilitou a discussão adequada dos conceitos biológicos e suas inter-relações, bem
como, a exploração das ferramentas cognitiva e computacional. Dessa forma, concluiu-se
que a análise do conhecimento a priori e das estruturas cognitivas dos alunos poderia ter
sido mais apurada se os pesquisadores dispusessem de tempo suficiente para o
desenvolvimento desse estudo.
4.3 Estratégias de ensino e aprendizagem para modificar esse quadro
Para analisar as contribuições da psicologia de Piaget nas metodologias de ensino deve-se
ter como ponto de partida que o pensamento não é um conjunto de termos estáticos, uma
coleção de conteúdos, de imagens etc, mas operações vivas, móveis e flexíveis. Se pensar é
operar sobre conceitos, formá-los e relacioná-los entre si, os professores e projetistas de
ambientes de aprendizagem podem tirar dessa tese objetivos intelectuais claros que o
ensino deve atingir: estimular a autonomia intelectual ( Kohlberg e Mayer,1972).
Os alunos não são "tábulas rasas" que recebem informação, como sugere a epistemologia
empirista, e sim, sujeitos ativos que constróem conhecimento. Sendo assim, o ensino deve
estimular a construção do conhecimento humano. Se o conhecimento humano é construído
por meio da criação de redes conceituais, que se desenvolvem do estágio sensório-motor
para o pensamento formal, os sistemas de ensino devem analisar o desenvolvimento dessas
estruturas mentais com o objetivo de criar situações e oferecer instrumentos que levem os
alunos a utilizar o máximo seu potencial cognitivo.
A contribuição de Piaget em demonstrar que o conhecimento se desenvolve da abstração
empírica para a reflexiva, sinaliza que os métodos de ensino devem partir da ação dos
sujeitos com os objetos, para então, construir e criar relações conceituais. Isso significa
dizer que métodos de ensino que partem da aprendizagem por recepção da informação não
estimulam a ação intencional e reflexiva dos alunos. Além disso, o conhecimento
atomístico e descontextualizado cristaliza o pensamento e gera estruturas mentais rígidas
nos alunos, semelhantes às observadas nessa pesquisa.
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
Se o aluno deve aprender determinadas matérias, deve também aprender a executar certas
operações cognitivas. Assim, antes de tratar do problema da realização prática de uma
unidade de ensino, o professor deve procurar conhecer o nível qualitativo das estruturas
cognitivas e o conhecimento a priori dos alunos, bem como as operações cognitivas que
esses conteúdos promovem.
Essas operações cognitivas são estimuladas, inicialmente, por meio de perguntas
operatórias. Piaget (1977) analisa e afirma que perguntas concretas são feitas
necessariamente em função de agrupamentos e grupamentos operatórios, podendo ser
assim exemplificadas: Que é? É mais ou menos? Onde? Quando? Por que motivo? Com
que objetivo? Quanto? Como já foi demonstrado, os agrupamentos e grupamentos
constituem sistemas de conjunto dos quais se organizam todas as atividades do
pensamento. Se essas perguntas são funções de operações. A pergunta "o que é?" é uma
operação que nos leva a classificar o objeto ou o fenômeno em questão; a pergunta "é mais
ou menos?" exige uma comparação que permite pôr em evidência as diferenças e
equivalências; o "onde?" e "quando?" pedem que os acontecimentos sejam ordenados no
espaço e no tempo; a pergunta "por que motivo?" pede uma explicação, a pergunta "com
que objetivo?", uma avaliação dos fins e meios. O "quanto?", uma operação de medir.
Assim, as perguntas ou problemas constituem projetos de ação ou de operação,
estimulando, dessa forma, competências cognitivas nos alunos.
Selecionar atividades operatórias é prevenir a formação de hábitos rígidos de pensamento,
depurar as estruturas das operações e torná-las mais móveis. Atividades operatórias têm
duas características importantes para o ensino: reversibilidade e associatividade. Se a
compreensão de uma operação denota que essa possa ser executada no sentido inverso, o
exercício operatório deverá corresponder à execução nesses dois sentidos. Observa-se, com
freqüência, que, quando os professores fixam certos métodos de resolução de problemas, os
alunos adquirem hábitos rígidos de pensamento, o que impossibilita a capacidade de
reversibilidade. Os construtivistas acreditam que os processos de ordem causal oferecem
certas possibilidades para desenvolver a reversibilidade nos alunos. Uma cadeia de causas
e efeitos, orientada para que os alunos pensem de forma inversa, isto é, comecem pelas
conseqüências do processo e remontem às suas causas primeiras, leva os alunos a
Estratégias de Ensino-Aprendizagem
inverter o raciocínio, compreendendo as relações, impedindo-os que repitam
mecanicamente certas fórmulas aprendidas. O mapa conceitual promove esse processo, ou
seja, o uso da reversibilidade das relações proposicionais, por exemplo: forma / formado
por; envia para / recebe de; contém / está contido; causa / causado por (Fisher, 1992).
Variar os módulos de solução representa uma medida didática importante para intensificar
as atividades intelectuais do pensamento.
Além dessas estratégias de ensino fundamentadas em princípios construtivistas (ação,
reflexão, construção, cooperação/colaboração, contextualização interdisciplinaridade), é
importante salientar que ambientes de aprendizagem devem incentivar o desenvolvimento
de competências para a aprendizagem. Competência para aprender é a capacidade de
mobilizar um conjunto de recursos cognitivos, como saberes, habilidade e informações,
para solucionar com pertinência e eficácia, uma série de situações em contextos diversos
(Gentile e Bencini, 2000: 18). Abrams (1997) categoriza algumas operações essenciais que
estimulam o desenvolvimento de competências e habilidades, tais como: observar,
descrever, comparar, classificar, analisar, discutir, formar hipóteses, teorizar, questionar,
argüir, projetar, julgar, avaliar, contestar, relatar, contextualizar, decidir, concluir,
generalizar, escrever, ler etc.
Com o objetivo de mudar as experiências de aprendizagem automática, os educadores
necessitam, além de metodologias de ensino que estimulem o raciocínio, de tecnologias
com potencial cognitivo que promovam a aprendizagem eficiente e significativa. As
ferramentas computacionais baseadas nas redes semânticas desenvolvem o pensamento
complexo porque: a) estimulam a metacognição, permitindo que os alunos vejam o que
pensam, reestruturem e transformem o que sabem; b) possibilitam a construção cooperativa
do conhecimento, promovendo a coordenação de pontos de vista e a reflexão sobre como
os outros pensam; c) estimulam a aprendizagem intencional e facilitam a auto-avaliação de
necessidades de aprendizagem e de perdas conceituais.
Desenho Pedagógico para Planejamento Curricular
CAPÍTULO 5
Desenho Pedagógico para Planejamento Curricular Cooperativo
por Meio de Tecnologias da Informação
Na introdução do livro Handbook on Information Technologies for Educating and
Training (Adelsberger, Collis e Pawlowski, 2002, eds.), Collis apresenta uma visão geral das
perspectivas das tecnologias relacionadas à aprendizagem, que se apresentam em três níveis:
Micro - envolvem as questões relacionadas diretamente a um produto tecnológico específico,
tal como o design de interface para o usuário e suas variáveis. Os tópicos relatados para o
design no nível micro, são conteúdos, navegação, interface gráfica, design de sistemas e Web-
site no que se refere ao layout e à consistência. As perspectivas de nível micro também
incluem o processo de desenvolvimento em si, no que tange às metodologias (análise de
tarefas, modelagem rápida etc) e ferramentas. Além disso, os campos da interação homem-
computador (HO human-computer interaction) e a ergonomia cognitiva são fontes
importantes para as perspectivas no nível micro, porque focalizam o design de interação e
suportes dos produtos.
Médio - reporta-se ao contexto de aprendizagem no qual o produto tecnológico é colocado
em prática. Se as perspectivas de nível micro têm o produto tecnológico e o usuário final como
seu foco, a perspectiva de nível médio é mais abrangente. Nessa perspectiva, o produto e o
usuário ainda ocupam um lugar central, mas a atenção está voltada para o contexto de uso
amplo do produto tecnológico. As variáveis nesse contexto incluem o conteúdo, o tipo de
aprendizagem, o papel e o comportamento do professor em relação às motivações para o uso
da tecnologia num determinado contexto, planejamento curricular e o espaço instrucional no
qual o produto tecnológico é aplicado. Se o aprendiz e a sua tela de computador puderem ser
vistos como a perspectiva micro, o aprendiz e a sua classe podem ser vistos como perspectiva
no nível médio.
Desenho Pedagógico para Planejamento Curricular
Macro - envolve questões amplas relacionadas à aplicação da tecnologia em educação e
treinamento, tal como o efeito sobre a organização. Nesse nível, privilegiam-se as seguintes
implicações organizacionais da tecnologia: custo-benefício; a relação do uso tecnológico com
as oportunidades educacionais; pontos e estratégias relacionados com difusão e
estabelecimento de inovações tecnológicas nas instituições educacionais; questões políticas
relacionadas ao acesso às tecnologias, diferenças de gênero; estratégias de intervenção;
estratégias de estimulação regional ou nacional; pesquisa e metodologias de avaliação; estudos
de impacto e meta-análise.
Essa divisão das perspectivas das pesquisas em tecnologias na aprendizagem torna-se
importante para essa pesquisa, uma vez que sinaliza o estágio em que esse estudo está inserido
e quais as metas a longo prazo.
Após a experiência em pesquisa-ação numa escola privada de Ensino Médio, obteve-se a
oportunidade de analisar o contexto em que os planejamentos curriculares na escola
secundária acontecem. Os resultados da análise do contexto tornaram-se fundamentais para
um estudo amplo do produto tecnológico que deve ser construído. As variáveis contextuais
dos planejamentos curriculares foram apresentadas no terceiro e quarto capítulos, incluindo
conteúdos, o tipo de aprendizagem, o papel e o comportamento dos professores e alunos em
relação ao planejamento curricular e uma amostra do espaço instrucional no qual o produto
tecnológico será aplicado.
O contexto analisado orientou na elaboração de um desenho pedagógico para a construção de
uma plataforma de planejamento curricular cooperativo no Ensino Médio. A criação de um
planejamento curricular inclui a pesquisa, em primeiro plano, no nível micro sobre as
tecnologias na aprendizagem. Além disso, essa pesquisa tem como objetivo a formação de
professores do Ensino Médio e um efeito direto sobre a organização escolar, o que nos remete
a pesquisas futuras nos níveis médio e macro.
Desenho Pedagógico para Planejamento Curricular
5.1 Desenho Pedagógico
Desenho pedagógico é um novo horizonte conceitual do ensino, da aprendizagem e dos
suportes de aprendizagem. O termo desenho pedagógico refere-se a qualquer escolha
sistemática e ao uso de procedimentos, métodos, prescrições e mecanismos numa ordem que
proporcione aprendizagem efetiva, eficiente e produtiva (Lowyck, 2002). Como outros usos de
desenho, a exemplo da arquitetura e da engenharia, o desenho pedagógico surge de uma
extensiva base de conhecimento 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. Com o crescimento de ambientes eletrônicos de aprendizagem, essas definições
certamente necessitam de algumas adaptações. Nos mais recentes modelos, alguns
componentes estão presentes, tais como: a) uma análise da base de conhecimento sobre as
teorias da aprendizagem e das teorias 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). Desenho pedagógico é definido, por Hannafin, Hannafin e Land (apud Lowyck, 2002),
como uma sistemática implementação de processos e procedimentos que são fundamentados
em consolidadas teorias e pesquisas sobre a aprendizagem humana. Nesse sentido, pode-se
afirmar que essa definição justifica a escolha da epistemologia genética de Piaget e dos
modelos cognitivos contemporâneos de aprendizagem significativa como fundamentos
cognitivos para análise do processo de aprendizagem, para a criação de metodologias de
ensino e para a elaboração de um modelo de planejamento curricular cooperativo-colaborativo
no Ensino Médio por meio de tecnologias da informação.
Desenho Pedagógico para Planejamento Curricular
Para a elaboração desse desenho escolheram-se, entre os diversos recursos relativos a
computadores (Lowyck, 2002), os seguintes modelos:
a) Cognitive Instructional Design (CID), um desenho fundamentado em pesquisas sobre
processos cognitivos. A aprendizagem é concebida como uma atividade orientada por
objetivos e processos de auto-regulações, durante a qual o aprendiz continuamente
constrói o significado dos estímulos vindos do ambiente. Os processos não são mais
dirigidos apenas por estímulos externos e programas de controle do comportamento,
mas principalmente pelo auto-controle dos aprendizes. Os ambientes de aprendizagem
têm como objetivo intensificar os processos cognitivos e metacognitivos. Tal processo
de desenho tem alcance longitudinal, desenvolvendo uma direção e criando ligações
como o desenho do currículo.
b) Computer-Supported Collaborative Learning Design, um desenho que combina teorias
da aprendizagem cooperativa com tecnologias da comunicação. Neste modelo os
alunos de forma cooperativa constróem o conhecimento e projetam o desenho de seus
ambientes de aprendizagem; o desenho não é um processo individual, linear, cíclico ou
repetitivo, começando com um protótipo rudimentar que é gradualmente refinado
pelos usuários.
c) Distributed Knowledge Design, a expansão da Internet originou a maior mudança nos
sistemas de ISD (Instructional System Design). A combinação entre ambiente de
conhecimento distribuído, informação e tecnologias revoluciona a aprendizagem. A
distribuição da informação, adaptada às características individuais, não é mais aplicada
a ambientes de aprendizagem. Atualmente não é somente o indivíduo que oferece
significado ao ambiente, mas sim os aprendizes - de forma cooperativa em fluxo
contínuo de informação e comunicação - constroem o conhecimento por meio da
internet.
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Selecionou-se o modelo Cognitive Instructional Design (CID) porque são recursos
fundamentados na teoria da aprendizagem significativa por auto-regulação, um modelo que
estimula o desenvolvimento metacognitivo dos usuários. Assim, concluiu-se que, para criação
de um ambiente tecnológico de aprendizagem que estimule atividades intencionais dos
professores na construção de planejamentos curriculares — que promovam uma aprendizagem
efetiva, eficiente e produtiva —, necessita-se de professores que vivenciem e compreendam o
"processo aprender a aprender", a competência básica para o desenvolvimento metacognitivo.
Se os professores reconhecerem suas práticas educativas e tiverem oportunidades de interagir
com ferramentas cognitivas é indubitável que eles procurarão novas metodologias de ensino.
Quando os professores refletem sobre os conceitos que lecionam e organiza-os numa estrutura
topológica que apresenta relações diferenciadas progressivamente, com ricas reconciliações
integrativas, pode-se afirmar que esses professores estarão desenvolvendo seus processos
metacognitivos. Ao reconhecer a validade da aprendizagem significativa e contínua, eles
buscarão nos conteúdos que lecionam competências e habilidades que estimulem atividades
operatórias em seus alunos.
O modelo Computer-Supported Collaborative Learning Design foi selecionado porque
permite que os professores reflitam cooperativamente sobre suas práticas educativas e
elaborem projetos coletivos para revolucioná-las. A construção cooperativa dos planejamentos
curriculares e de ambientes de aprendizagem possibilitará coordenações de pontos de vista em
relação ao planejamento educacional, consolidando teorias de aprendizagem e ensino que
respondam às necessidades contextuais e contemporâneas da educação, eliminando
incoerências, pré-conceitos e práticas descuidadas. Os novos modelos curriculares estimularão
processos de representações cognitivas dos professores, que serão expressas por palavras,
escritos, imagens, hipertextos etc. Cabe lembrar que os dados dessa pesquisa demonstram a
evolução dos planejamentos curriculares: os primeiros planejamentos serão mais simples e se
desenvolverão para construção de planejamentos cooperativo-colaborativos, contextualizados,
interdisciplinares e gerais, podendo alcançar, por meio de tecnologias da informação,
planejamentos interdisciplinares em 3D, a exemplo do grupo CSILE do Canadá (Hewitt e
Sacardamalia, 2000).
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O modelo Distributed Knowledge Design atrai a atenção de pesquisadores e professores
porque contrasta com a noção aceita de que o conhecimento e a cognição residem "na cabeça
de cada indivíduo". O conceito de cognição distribuída significa que a cognição é distribuída
entre indivíduos e seus ambientes. Para Scardamalia (2000) e seus colaboradores, 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 aprendizes cooperarem com seus diferentes pares, de forma assíncrona
ou síncrona
18
, com professores, especialistas, comunidades etc. Esse modelo torna-se
importante porque permite a construção de uma plataforma que possibilita a construção
cooperativa de planejamentos curriculares em tempo real, utilizando recursos como
multimeios
19
, hipertextos
20
e Internet; como também podem criar comunidades virtuais para o
planejamento curricular do Ensino Médio.
Comunicação assíncrona se realiza de forma intermitente, no qual os interlocutores precisam esperar pela
resposta. O e-mail é um tipo de comunicação assíncrona, bem como a teleconferência. Alguns processos
permitem uma comunicação assíncrona tão rápida (por ex. o rádio-amador ou o ICQ) que são confundidos,
algumas vezes, com comunicação síncrona. Comunicação síncrona se realiza em tempo real e os interlocutores
podem trocar informações no mesmo instante. O telefone, o protocolo talk de sistemas Unix, o chat (bate-papo) e
videoconferências são exemplos de comunicação síncrona. (Jonassen, Peck e Wilson, 1999).
19
Multimeios instrucionais envolvem as modalidades auditiva e visual numa integração de meios tais como texto,
sons, gráficos animações, vídeos, imagens e modelagem espacial por meio de um sistema computacional. Nos
multimeios podem ser incluídos dados baseados em gravações, dados numéricos e qualquer outra forma que pode
ser digitalizada (Jonassen, Peck e Wilson, 1999).
20
A simples forma de definir hipertexto é contrastá-lo com o tradicional texto como o livro. Todo tradicional
texto, seja na forma impressa ou por em editores de textos computacionais, são seqüências, isso significa dizer
que apresentam uma seqüência linear, definindo a ordem em que o texto deve ser lido. Hipertexto não é
seqüencial. Não há uma ordem singular que define a seqüência que o texto deve ser lido. A figura 33 demonstra
um exemplo. Pressupondo que o leitor comece a leitura pela caixa A.Em vez de ir para a próxima caixa, esse
hipertexto está estruturado para que o leitor possa escolher ir para a caixa B, D ou E. Esse exemplo mostra
diferentes caminhos que conectam dois elementos numa estrutura de hipertexto.
Figura 32: Estrutura de hipertexto (Nielsen, 1990:1).
Desenho Pedagógico para Planejamento Curricular
Entretanto, a aprendizagem por meio de tecnologias da informação obriga o gerenciamento
dessas informações, visto que existem diferentes bases de dados, níveis de complexidade e
especializações e, sem a capacidade de filtrar e organizar a informação disponível, a
aprendizagem não se realiza. Sendo assim, essa pesquisa defende a tese de que a construção de
mapas conceituais orientará professores para a criação de banco de dados conceituais que
auxiliarão o gerenciamento da informação e a construção do conhecimento. Dessa forma, essa
pesquisa irá contribuir com as pesquisas atuais que relatam a importância de desenvolver
software, que analisem a forma como os aprendizes gerenciam a busca de informação na
Internet, a exemplo das pesquisas do National Center for Research on Evaluation, Standards,
and Student Testing (Baker e Mayer, 1999).
5.2 Cenário
Para criação desse cenário do planejamento curricular a distância no Ensino Médio, devem ser
recuperados os princípios construtivistas de ambientes de aprendizagem, estudados no
segundo capítulo, com o objetivo de elaborar estratégias e procedimentos metodológicos para
o desenho pedagógico. Os princípios enunciados no segundo capítulo são: atividade,
intencionalidade, interdisciplinaridade, reflexão, contextualização, construção, e cooperação.
Esses princípios deverão orientar a criação de ambiente virtual que apresenta uma interface
interativa
22
e natural aos processos de aprendizagem humana.
Hipertexto apresenta diferentes opções para os leitores, e o leitor individual determina qual delas seguirá. Isso
significa dizer que o autor do texto estabelece um número de alternativas para os leitores explorarem a
informação. O hipertexto consiste em peças interligadas no texto. Essas peças são ilustradas como telas de
computador, rolos do windows, arquivos, um pequeno pedaço de informação etc. Cada unidade de informação é
chamada nó Qualquer que seja o tamanho desses nós, cada um deles deve ter pontos para outras unidades, e esses
pontos são chamados links. O número de links depende do conteúdo para cada nó. Dessa forma, a estrutura do
hipertexto se apresenta como uma rede de nós e links. Dois nós conectados apresentam ligações denominadas
âncora e destinação, a âncora é freqüentemente representada por uma palavra. A maioria dos hipertextos possui
um bactrack para facilitar a visão de navegação realizada pelo usuário (Nielsen, 1990).
21
Interface é um órgão material que assegura ligação entre o homem e o computador ou entre dois elementos de
um sistema informático (Cadoz, 1997).
22
Interação é ação ou atividade mútua de um agente (homem ou máquina) e outro (igualmente homem ou
máquina), implicando os dois em um processo de ir e vir (Cadoz, 1997).
Desenho Pedagógico para Planejamento Curricular
Além desses princípios, serão usados guias de orientação de desenho de ambientes de
aprendizagem baseados na Web, enunciados por Oliver (2002). Esses guias levam à criação de
um desenho para atividades de aprendizagem, para recursos de aprendizagem e para suporte
de aprendizagem.
A manipulação intencional e natural dos objetos educacionais
2
do ambiente virtual só se
realizará quando esse for contextualizado, isto é, quando os professores reconhecerem as
representações de suas práticas educativas. Dessa forma, a análise do contexto será o primeiro
procedimento para a criação de ambientes que busquem realizar tarefas, identificar problemas
e resolvê-los.
Assim, a construção de um ambiente de aprendizagem - que estimule a elaboração de novos
planejamentos curriculares no Ensino Médio, deve, em princípio, analisar o contexto real dos
planejamentos produzidos na sala de aula: conteúdo curricular trabalhado nas escolas; o tipo
de aprendizagem efetuada; as metodologias de ensino aplicadas; as motivações dos
professores para o uso das tecnologias e o espaço instrucional onde ocorrem os planejamentos
curriculares.
Como se mencionou, no terceiro capítulo, as ações educativas, por longos anos, reduziram as
questões curriculares a modelos estáticos de ensino, com características homogêneas,
unidimensionais, normativas e seqüenciais. Entretanto, com o advento de novas tecnologias da
informação, principalmente com a Internet, hipertexto e hipermeios, tornam-se, hoje,
inquestionáveis mudanças primordiais referentes ao currículo, tais como: a) recursos
curriculares (de meio impresso para multimeios); b) organização do conhecimento (de
23
A idéia dos instrutores usarem distintos componentes para construir sistema de instruções de acordo com
aspectos individuais está fundamentada na concepção de objetos educacionais. The Instructional Management
Systems (IMS; http://www.imsproject.org). The Merlot Project (http://www.merlot.orp). The Educational
Object Economv (http://ww.eoe.org) e outras iniciativas paralelas ,que tem como objetivo construir estruturas
que acomodem objetos educacionais. Uma dessas idéias é que o instrutor deveria examinar os recursos do banco de
dados de objetos educacionais e ser capaz de integrá-los como objetos de aprendizagem em seus ambientes de
ensino. Ao invés de construir um objeto várias vezes o objeto poderá ser reutilizado. Objetos educacionais são
baseados em programação orientada a objetos, focando-se em itens distintos entre ensino/aprendizagem que
podem ser reusados por outros (Doerksen, 2002).
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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
professos 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).
Essas e outras mudanças criam a necessidade de revisar teorias e práticas curriculares. Mas,
como deve ocorrer essa transformação: natural, continuada, gradual ou por rompimento? Essa
pesquisa comprova que duas questões devem ser levadas em conta para promover melhorias
na qualidade das práticas curriculares no Brasil. Primeiro, o histórico do planejamento
curricular e a formação dos professores no Brasil. Em segundo lugar, o novo paradigma
curricular. Devido à imensa discrepância entre o modelo real e o ideal, acredita-se que a
mudança é gradual. Para efetuar essa mudança deve-se criar um ambiente apropriado para o
planejamento curricular que tenha como objetivo formar professores para um novo processo
educativo, iniciando-se pelo reconhecimento e análise contextual de suas práticas de ensino.
Esse processo de formação deverá ser a distância por meio de tecnologias da informação e
comunicação. O processo de intervenção inicia-se com o diagnóstico do contexto em que os
professores elaboram os planejamentos curriculares. Após esse diagnóstico, os projetistas de
ambientes de aprendizagem e especialistas de conteúdos selecionam atividades reais e virtuais
de planejamento curricular com a intenção de que os professores reconheçam e avaliem suas
práticas de ensino e tenham acesso à práticas alternativas.
O material pedagógico virtual, criado para o reconhecimento e análise das ações instrucionais,
poderá ser proveniente da coleta de amostras nas escolas (representadas por audiovisuais,
hipertextos etc). Esse primeiro momento de formação consiste em conscientizar os professores
em relação às suas práticas de ensino e à necessidade de conhecer novas tecnologias de ensino.
Institui-se, dessa forma, uma comunidade virtual de professores do Ensino Médio, que se
comunicará de forma assíncrona e síncrona.
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Em um segundo momento, os projetistas e especialistas em ISD constroem o material didático
de apoio à formação teórica dos professores que deve ser fundamentado em teorias
pedagógicas filosófico-científicas. As tecnologias empregadas no desenvolvimento do
material instrucional deverão ser desenvolvidas para educação a distância via Web Dessa
forma, será criada uma plataforma em que possam ser acomodados hipertextos, mapas
conceituais, multimeios, simulações, realidade virtual etc. Cria-se um cyberspace para a
comunidade virtual de professores do Ensino Médio e o primeiro fórum on-line de discussão
em tempo real, com ligações para cada tópico do curso. Todos os tópicos serão coordenados
por especialistas nas áreas e deverão ser abertos para os professores do Ensino Médio.
Os conteúdos para a formação teórica educacional dos professores serão selecionados por
especialistas da área. Como procedimento, o estudo teórico deverá estimular os docentes em
relação ao uso de estratégias de aprendizagem para compreender novas informações e aplicá-
las em outros contextos. As atividades orientarão a aplicação das estratégias cognitivas citadas
no terceiro capítulo: observar, descrever, comparar, classificar, analisar, discutir, formar
hipóteses, teorizar, questionar, argüir, projetar, julgar, avaliar, contestar, relatar,
contextualizar, decidir, concluir, generalizar, escrever, ler etc.
O uso de estratégias cognitivas desenvolverá, nos professores, a consciência de que o Ensino
Médio deve estimular a capacidade de abstração, o desenvolvimento do pensamento sistêmico
— ao contrário da compreensão parcial e fragmentada dos fenômenos, a criatividade, a
curiosidade, o desenvolvimento e respeito pelas idéias divergentes, o pensamento abstrato e a
competência para resolução de problemas e tomada de decisão — competências cognitivas
elencadas pelas diretrizes dos Parâmetros Curriculares Nacionais (1999).
O processo de construção do conhecimento e planejamento curricular deverá ser construído
socialmente. As atividades cooperativas exigirão um processo de reestruturação e
transformação das ações dos professores envolvidos. As novas experiências originarão uma
dicotomia entre os novos parâmetros de planejamento curricular e as práticas tradicionais
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realizadas nas escolas, induzindo os professores à necessidade de compartilhar o novo
aprendizado.
Os professores aprenderão que o "erro" é a possibilidade de exploração, verificação e
transformação do conhecimento que possuem. A introdução do uso de ferramentas cognitivo-
computacionais na construção da grade curricular, exercitará o processo metacognitivo dos
professores e desenvolverá a compreensão do que é "aprender a aprender". Desse modo, os
professores, vivenciando o processo de prontidão para aprendizagem, poderão estimular a
autonomia intelectual de seus alunos.
5.1.1 Planejamento Curricular Cooperativo
Esse ambiente consiste no uso das tecnologias da informação no planejamento curricular do
Ensino Médio. Nesse momento os professores começarão a construir sistemas de distribuição
e organização dos conteúdos da grade curricular de forma interdisciplinar, multidimensional e
contextual. Deverão ser usadas ferramentas cognitivo-computacionais para: a) construção de
organizadores gráficos e mapas conceituais dos planejamentos específicos, gerais,
interdisciplinares, semestrais ; b) diagnóstico de estruturas cognitivas e perdas conceituais dos
professores participantes.
O primeiro ambiente virtual para o planejamento curricular cooperativo consiste em atividades
que os especialistas de conteúdo selecionarão para o processo de construção de um
planejamento curricular que tenha como base as diretrizes dos Parâmetros Curriculares
Nacionais. Sendo assim, os especialistas em conteúdo selecionarão núcleos conceituais
formados (de 10 a 12 conceitos cada núcleo) e relacionados aos conteúdos científicos. Em
seguida, serão definidas as operações mentais que se apresentam nos conteúdos a serem
trabalhados e serão elaboradas perguntas operatórias que estimulem atividades cooperativas
(ver Piaget, capítulo 2) de raciocínio. Acredita-se que a aplicação de perguntas primárias que
orientem o conhecimento para a representação de conceitos, fenômenos e regularidades
perceptivas, será fundamental para que os professores percebam a base de conhecimento
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necessária ao desenvolvimento de ambientes de aprendizagem que estimulem o pensamento e
a mobilidade de raciocínio de seus alunos. Os professores discutirão, pesquisarão e analisarão
os conceitos de forma cooperativa por meio da Internet (fórum, Chat etc) . Após a discussão
serão construídos hipertextos, hipermeios etc. para representar as produções. Os especialistas
de conteúdos orientarão o processo de aprendizagem, para que a atenção dos professores não
se torne difusa e para diminuir desvios de aprendizagem.
O segundo ambiente consiste na construção de mapas conceituais cooperativos. Os professores
criarão redes conceituais virtuais. A ferramenta apresentará uma estrutura de navegação que
poderá ser anexada aos nós links, multimeios, hipertextos, gráficos etc. As mudanças na
organização topológica dos conceitos ocorridas no gráfico de um grupo, aparecerão
automaticamente através de landmarks nas telas dos outros grupos. As construções dos mapas
podem ser verificadas por um banco de dados que apresenta o histórico de cada grupo. Esse
histórico permitirá a avaliação do processo de construção do conhecimento.
Deverão ser criadas estratégias de aprendizagem para a construção dos mapas conceituais,
visto que embora as ferramentas computacionais para a construção de mapas conceituais
sejam fáceis de se aprender [(Fisher, 1992), (Heeren, e Kommers, 1992)], a base de suporte,
que é a representação do conhecimento, exige mudanças no processo como os professores
representam o conhecimento. Os professores deverão transformar seus conhecimentos
provenientes de várias representações, a maioria textos e imagens, numa nova forma de
representação do conhecimento, que é estruturada por redes conceituais ligadas por
proposições.
Considerando que essas transformações não são prontamente consumadas, sem pelo menos
uma certa compreensão de como estas representações podem ser efetuadas, deverão ser
aplicadas as seguintes estratégias, observadas por Fisher (1992:70), para a construção de redes
conceituais:
"nomear os conceitos; definir os conceitos; identificar conceitos que não têm nome;
reconhecer e usar os múltiplos nomes para conceitos particulares; identificar e distinguir
características de conceitos; usar a distinção de características para discriminar
proximidades entre os conceitos; personalizar os conceitos; elaborar mapas de conceitos
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significativos; desenvolver a descrição conceitual vinda de um texto; descrever a descrição
conceitual vinda de uma imagem; descrever a descrição conceitual vinda da memória;
identificar a classe superordenada dos conceitos; identificar o arranjo no qual um conceito
particular é ou não é apropriado; organizar o espaço vindo do menos inclusivo para o mais
inclusivo; definir os limites dos espaços em comum; delinear os limites dos espaços que têm
algumas coisas em comum".
O planejamento curricular terá como objetivo a construção de metas pessoais e coletivas para
o planejamento de ensino. Inicialmente, poderão ser estabelecidas metas a curto prazo, como a
construção de gráficos organizadores interdisciplinares para plano de aulas e planejamentos
semestrais. Com o passar do tempo, os professores poderão desenvolver a compreensão mais
refinada das áreas científicas que lecionam, de forma que possam alcançar metas a longo
prazo, como a criação de organizadores gráficos interdisciplinares que se articulam em cada
plano de relação disciplinar, podendo alcançar uma estrutura tridimensional (figura 34).
24
Resultados favoráveis serão esperados nas atividades cooperativas. Inicialmente, os
professores poderão obter bons resultados pelo fato de que eles deverão apresentar suas idéias
por meio de um raciocínio coerente e explícito, compreendendo outras linhas de raciocínio ou
argumentações. Por outro, a cooperação poderá incitar conflitos sócio-cognitivos, visto que os
professores se defrontarão com desconhecimento de novas informações ou com entendimentos
contrários ao de seus colegas. Esses processos de conflitos cognitivo-morais solidificarão o
trabalho coletivo.
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Com o objetivo de mudar a aprendizagem de um sistema individualizado para um sistema
colaborativo, poderão ser aplicadas algumas estratégias importantes em relação às atividades
dos professores observadas por Lowyck (2002): a) objetivos claros do grupo; b)
responsabilidade pessoal; c) tarefas especializadas para cada membro do grupo; d) adaptação
às necessidades individuais; e) igual oportunidade para todos os participantes obterem
sucesso; e) rotatividade de liderança.
Finalmente, pode-se destacar que para que haja engajamento cooperativo-colaborativo na
resolução de problemas e tomada de decisões, os projetistas e especialistas devem prestar
atenção em alguns aspectos importantes, tais como: a) providenciar um bom clima social; b)
focalizar um problema em comum para o entendimento; c) encorajar a exploração; d)
encorajar a conectividade para impedir que os professores sigam somente suas linhas de
pensamento; e) enfatizar o trabalho em comunidade em vez de trabalhos individuais.
5.2 Aspecto Tecnológico para Execução do Projeto Pedagógico
No que diz respeito ao aspecto tecnológico para executar o projeto pedagógico, o Laboratório
de Computação Sônica da Universidade Federal de Uberlândia (NACS) prevê a construção de
um sistema integrado que estabelece relações e articulações entre mônadas (unidades
conceituais) por meio de um processo gerenciável, estocado em banco de dados multi-
relacional. A estrutura do banco de dados deverá ser desenvolvida para comportar a estrutura
de cada conceito da grade curricular conforme a estrutura das mônadas.
As articulações entre as mônadas serão construídas a partir de dois tipos sistemas: um de
árvores binárias e outro de redes neurais, com a finalidade de permitir o controle da expansão
das redes de conceitos A construção e distribuição dos módulos serão feitas via uma rede
estabelecida entre a equipe de especialistas e as escolas. Para isso pretende-se usar a rede
Internet e ambientes Web.
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As plataformas serão desenvolvidas em HTML dinâmico por meio da linguagem de
programação PHP, versão 4.0 ou maior. Outras linguagens funcionais, tais como Clean e
Gofer, poderão ser associadas com a finalidade de facilitar a manipulação das mônadas. Para a
estocagem será utilizada uma linguagem SQ com extensões, quando for o caso.
Os servidores e a estação de desenvolvimento deverão operar com softwares com licença de
domínio público — GNU Public License (GPL), Free Software Foundation (FSF) e
Xconsortium — tanto no que diz respeito ao sistema operacional quanto aos serviços
distribuídos (servidores HTTP, acesso, chat, e-mail, etc). Entretanto, o desenvolvimento
deverá prever a portabilidade para que softwares clientes de quaisquer outros sistemas
operacionais tenham acesso. Também deve ser previsto o acesso de software cliente para
pessoas portadoras de deficiência.
Os documentos utilizados deverão estar em formatos padrão ISO/ANSI, bem como em
formatos específicos, como Postscript, Adobe PDF, Microsoft Word, etc. devendo ser,
entretanto, produzidas em software distribuído sem custo (StarOffice da Sun Microsystems,
LaTeX, etc). As imagens serão processadas em ambientes portáveis para qualquer sistema
operacional, utilizando-se formatos de domínio público ou de licença pública (GPL, FSF,
etc).
Para a criação dos softwares interativos e geração de mapas cognitivos baseados na WEB será
utilizada a linguagem de programação PHP (versão 4) com módulos inseridos em servidor
APACHE. Os recursos Java e Javascript poderão ser implementados, desde que não se
enquadrem nas reservas de domínio das licenças da Sun Microsystems e seu código possa ser
distribuído gratuitamente.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A experiência em pesquisa-ação em uma escola de Ensino Médio, acompanhando o
dinamismo da introdução dos computadores e Internet no processo de ensino e
aprendizagem, forneceu-nos dados que comprovam que é necessário, antes de tudo, uma
revolução filosófica no planejamento curricular; também mostrou-nos que os modelos
construtivistas de ensino-aprendizagem e as novas tecnologias da informação podem
transformar o modelo educacional, direcionando a organização escolar em um processo de
construção do conhecimento.
Os dados da pesquisa demonstraram que apesar da visão progressista dos professores e da
busca de práticas flexíveis, esses possuíam dificuldades para compreender suas atividades
pedagógicas, e além disso, desconheciam a competência básica que promove a construção
do conhecimento — o "aprender a aprender". Esses fatos evidenciaram a necessidade de
intervenção no processo educacional e a busca de uma ordem de prioridades para tal
intervenção.
O modelo construtivista fundamentado na epistemologia genética de Piaget e nos modelos
cognitivos contemporâneos de aprendizagem significativa aplicados a gráficos
organizadores de conteúdos e mapa conceituais, possibilitou o desenvolvimento da
consciência dos professores em relação às suas práticas pedagógicas e a transformação
dessas, em atividades de ensino que estimulem atividades operatórias nos seus alunos. O
uso de gráficos organizadores e mapas conceituais, no planejamento curricular, estimulou o
processo metacognitivo dos professores e um melhor entendimento sobre as áreas
científicas em que atuam (metaconhecimento), eliminando a visão estática e linear da grade
curricular, proporcionando-lhes uma visão de totalidade do conteúdo com diferenciações
progressivas e ricas reconciliações integrativas, desenvolvendo-lhes, ainda, nos professores
competências para um melhor gerenciamento dos planejamentos curriculares.
Quanto às estruturas cognitivas dos alunos, na pesquisa-ação realizada (capítulo 4) no
laboratório de Biologia, foram observadas os efeitos perversos da instrução programada.
Ao serem aplicadas ferramentas cognitivas e computacionais com o intuito de observar
estruturas cognitivas e estratégias de aprendizagem dos alunos,a pesquisadora constatou
que esses desconheciam o que eram conceitos, fenômenos e regularidades perceptivas.
Aliado a isso, foram verificadas estruturas rígidas de raciocínio, apresentando ausência de
associatividade e reversibilidade. A construção de mapas conceituais provenientes dos
conhecimentos a priori (memória) revelaram a falta da estrutura de ordem, de topologia e
de composição, além da presença de ligações proposicionais repetitivas e inconsistentes.
Esses dados induziram a proposta de uma alteração no processo pedagógico das escolas,
buscando melhorar o uso das tecnologias na aprendizagem. A inclusão das tecnologias da
informação na construção de um planejamento curricular cooperativo — usadas com toda a
sua potencialidade cognitiva —, poderá abrir novos horizontes no presente quadro de
ensino.
Dessas observações puderam ser retiradas algumas conclusões, descritas a seguir:
O mapa conceitual possui uma navegação topológica que permite a organização do
conhecimento com diferenciações progressivas e reconciliações integrativas. O mapa
conceitual é uma ferramenta gráfica que representa a construção do conhecimento e ocorre
em um processo contínuo de reestruturação dos esquemas mentais.
A construção do conhecimento é a essência da epistemologia genética de Piaget, que se
organiza em um modelo de inteligência baseado nas estruturas-mãe: ordem, topologia e
composição. Essas estruturas são essenciais para construção contínua do conhecimento,
que pode ser representado pela reversibilidade e associatividade, em Piaget, e em um
modelo topológico com diferenciações progressivas, reconciliações integrativas que
formam ligações proposicionais em Ausubel.
Finalmente, podemos afirmar que os modelos cognitivos construtivistas aplicados às
tecnologias da informação representa uma transformação na construção do planejamento
curricular. Assim, a contribuição dessa pesquisa-ação vem em forma de um desenho
pedagógico, fundamentado em teorias cognitivas reconhecidas internacionalmente e nas
ferramentas cognitivas e tecnologias da informação, condizentes com a Educação que
ocorre em um mundo em transformação, visando melhorar a compreensão das práticas
educacionais.
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LISTA DE ANEXOS
ANEXO I
QUESTIONÁRIO - ALUNOS
temes:
Turma
Turma
Turma
Turma
Turma
Turma
Turma
Turma
O objetivo deste questionário é diagnosticar as necessidades de área tendo em vista o intenso processo de
mudanças ocorrido durante o ano letivo de 1998, para, a partir desse levantamento, planejarmos o ano de 1999.
Nesse sentido devem ser observados os seguintes aspectos:
- Qual é a sua opinião quanto:
à apresentação, exploração e fixação dos conteúdos oferecidos em sala de aula no ano de 1998?
à assimilação dos conteúdos trabalhados?
às novas experiências educacionais?
trabalho e campo
oficinas pedagógicas
apoio pedagógico
plantão
pesquisa
à relação aluno x professor
disciplina
cooperação
à relação do aluno com: pontualidade nas aulas, entrega de trabalhos,
atividades extras, etc.
compromisso com as atividades propostas pela Escola: jogos interclasses, intervalo cultural, palestras, Feira
de Profissões, Corredor de Arte, etc.
com o colega
com a turma
com a secretaria
com os inspetores
com a equipe psicopedagógica
com a portaria
com a Direção e Vice-Direção
à avaliação (como instrumento de mesnuração)?
simulado (PAIES)
modelos de avaliação do 3
o
colegial
avaliação continuada
provas bimestrais
revisão de provas
à prática da cola
Qual o seu grau de satisfação com relação: à
aprendizagem?
às condições oferecidas pela escola?
às exigências, normas e regimento da escola?
ao projeto pedagógico (princípios da escola)?
- Outras considerações que você julga serem necessárias.
ANEXO II
QUESTIONÁRIO - PROFESSORES/DIREÇÃO/EQUIPE PSICOPEDAGÓGICA
O objetivo deste questionário é diagnosticar as necessidades de área tendo em vista o intenso processo de
mudanças ocorrido durante o ano letivo de 1998, para, a partir desse levantamento, planejarmos o ano de 1999.
Nesse sentido devem ser observados os seguintes aspectos:
01 - Qual é a sua opinião quanto:
à assimilação do conteúdo (aprendizagem) por parte do aluno?
às novas experiências educacionais?
pesquisas
estudo de meio
oficinas pedagógicas
projetos interdisciplinares
oficinas
apoio pedagógico
outros
à relação professor x aluno
disciplina
cooperação
ética
à sua relação com: o
corpo docente?
a equipe pedagógica?
a direção e vice-direção?
a secretaria (almoxarifado, gráfica, etc.)
ANEXO III
QUESTIONÁRIO AVALIATIVO- PROFESSORES
Nome:
Disciplina:
Série(s):
01 - Qual a importância dos 02 (dois) seminários de 99 para o seu trabalho em sala de aula?
02 - Que entendimento você adquiriu do papel que os mapas conceituais exercem no seu trabalho?
03 - Caso o mapa conceitual tenha sido trabalhado em sala, qual foi o entendimento dos alunos sobre o mesmo?
04 - Que avalização você faz do planejamento elaborado no início do ano? E do 2° semestre?
05 - O planejamento do 2
o
semestre foi executado? Se sim, foi positivo? Se não, por quê?
06 - Os estudos dos livros Prova Operatória e Grupo, que contribuição deram para você enquanto professor?
07 - Você acha que suas avaliações (provas, testes, trabalhos) melhoraram?
08 - Qual o principal desafo encontrado por você no trabalho em 99?
09 - Qual a "maior sacada" que você teve durante este ano?
10 - A nossa forma de organização comn reuniões semanais (2
a
s feiras, sendo, por série, núcleos e por disciplina),
para você ajudou ou não?
11 - Você realizou trabalhos e avaliações interdisciplinares? Qual a avaliação você faz destes trabalhos?
12 - A direção do Colégio tem disponibilizado, dentro do possível, os professores para realizarem Trabalhos de
Campo.
A) Avalie a atividade desenvolvida nesse ano de 1999. Aponte os pontos positivos e negativos.
B) Qual a sua opinião a respeito dessa prática pedagógica? Qual a sua sugestão para o próximo ano?
13 - Qual a sua opinião sobre a forma como foram desenvolvidas as recuperações paralelas nesse ano letivo? Qual
a sua avaliação sobre a recuperação dos seus alunos? Sugestões para o próximo ano?
14 - Nas Disciplinas Optativas professores e alunos puderam desenvolver conteúdos interessantes, mobilizando
alunos em prol de objetivos definidos.
A) Se você desenvolveu alguma atividade optativa, avalie-a, aponte pontos positivos e negativos.
B) Se você NÃO desenvolveu, qual a sua opinião sobre as Disciplinas Optativas? Formule sugestões para o
próximo ano.
15 - Como você acompanhou os plantões e monitorias da disciplina que você lecionou? Dê sugestões para
aperfeiçoar esse trabalho.
16 - Neste ano, procuramos iniciar as práticas em laboratórios, no entanto, temos muito o que crescer, auxilie com
sua opinião para que possamos melhorar os serviços prestados.
17 — Se algum aspecto importante não foi abordado ou se você tiver alguma sugestão a dar, favor registrar neste
espaço.
BIOTECNOLOGIA
Introdução.
Vivemos o momento em que nossa sociedade convive e aceita a idéia de que não é apenas possí-
vel, mas que já existem entre nós seres vivos, vegetais e animais, que não são produtos naturais. Eles
são seres vivos resultantes da manipulação da natureza, pelo homem, são seres vivos por assim dizer
"artificiais".
Objetivos:
Pretendemos dar a um grupo de alunos, do Colégio Nacional, a possibilidade de saber um pouco
como esses seres vivos artificiais são construídos. Não pretendemos fazer biotecnologia, conhecemos as
nossas limitações, no entanto, acreditamos poder dar a esse grupo de alunos, uma visão ampla de como
essas façanhas se desenvolveram até ao nível em que se encontram hoje. Queremos resgatar um pouco
da história da descoberta, e da caracterização das moléculas — ADN e ARN —; queremos mostrar como
se dá a constrói um conhecimento, no caso — o da biotecnologia—; queremos apontar para pessoas que
atentas aos fatos corriqueiros do seu dia-a-dia visualizaram novas realidades; queremos apontar pessoas
que costurando conhecimentos e técnicas fornecidas por várias disciplinas estão construindo essa nova
realidade.
E nosso objetivo final:
que alunos que gostem, e que vão fazer da genética seu meio de vida, tenham ferramentas para o
seu desenvolvimento pessoal, agora, na universidade, e depois...;
para os outros, meios de entender melhor o mundo em que vivem, o qual dependerá cada vez mais
das técnicas de manipulação das moléculas informacionais dos seres vivos, para atender ao núme-
ro crescente de necessidades que a humanidade está criando para si.
Paro atingirmos nossos objetivos:
1. reconstituiremos a história da construção do conhecimento das
moléculas de ADN e ARN, assim como o das proteínas;
2. estudaremos algumas dessas técnicas:
- cortes da molécula de ADN com enzimas de restrição;
- produção de grande quantidade de ADN com a técnica do PCR
(Polimerases Chain Reaction);
3. veremos como se faz o seqüenciamento dos ácidos nucléicos e proteínas através:
- da eletroforese em gel de agarose e poliacrilamida;
da fluorografia; da
fluorescência;
4. montaremos:
modelos concretos das moléculas estudadas, — em de isopor, EVEA, plástico, arame, etc... —
modelos virtuais das moléculas envolvidas nos processos de produção de um ser vivo;
5. ao final do curso, os alunos deverão demonstrar que caso fosse necessário saberiam como
construir uma "quimera", um transgênico, etc...,
2
por meio de uma montagem: "A produção da SOMATOSTATINA". (A representação, num espaço da
escola, por meio dos modelos construídos ao longo do curso, as etapas envolvidas na transformação de
um gene, e, na transformação deste gene em um produto definido)
Desenvolvimento
1. Num primeiro momento trabalharemos a busca de informações:
• em jornais antigos (10 últimos anos ), Folha de São Paulo, O Estado de São Paulo, O Estado de
Minas, Etc.) em jornais mais recentes (menos de 2 anos): em revistas tais como: Superinteres-
sante, Ciência hoje, Galileu, Outras (Contigo, revistas femininas etc....), Scientific American,
Discover, Recherche, Science et Vie„ Science et Avenir.
Nestas fontes os alunos deverão procurar, ler e resumir as reportagens que tratem dos temas em estudo.
(Tudo que fale sobre ADN, Biotecnologia, Engenharia genética, clones, transgênicos, quimeras, (Senoma
etc... Tragam as fontes de informação, Xerox, notas, citações bibliográficas, URLs, home pages que
tratem desses assuntos
2. Em grupos discutiremos os temas propostos, e outros, que por ventura tenham sido trazidos pelos
alunos, e façam crescer conhecimento das técnicas de biotecnologias.
3. Promover uma tempestade cerebral ao final da qual os alunos montaram mapas conceituais sobre o
tema BIOTECNOLOGIA (1 por grupo)
4. Dentro das possibilidades de tempo e materiais produziremos alguns tipos de ADN (de cebola, com
certeza).
5. Definiremos, a partir das sugestões apresentadas (somatostatina, hormônio de crescimento huma
no, insulina, etc ....) os modelos a serem construídos pelos participantes do curso.
Serão construídos, de qualquer jeito:
• modelo de um segmento de ADN (um gene);
• modelo de ARNs — mensageiro, ribossômico, transportador —
• ribossomo
• cromossomo bacteriano
• cromossomo de eucarioto
• nucleossomo
6. Os grupos desenvolverão uma apresentação multimídia como resultado final do curso.
7. Determinar ao final de cada aula (15 a 20 minutos) as atividades da próxima seguinte.
8. Temas requisitos, para um bom desempenho como um biotecnólogo.
• que é um ser vivo;
• que são ácidos nucleicos e proteínas;
• que são cromossomos — bacterianos r. humanos —;
• a ação de enzimas envolvidas na síntese e funcionamento dos ácidos nucleicos e proteínas (bio-
logia de macromoléculas);
• entendimento de algumas técnicas bioquímicas.
• Coloração e corantes típicos;
• marcação de moléculas, cromossomos (autoradiografia —cromossomos politênicos marcados
com timidina e ou uridina H
3
— ), cintilografia;
• Fluorografia (tentar amostras, deste material, no laboratório de Biologia Celular do Depto de
Morfologia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto. Que tal uma visita ?);
• eletroforese (se possível mostrar na prática);
• descrição e discussão sobre a técnica do PCR (visita ao lab. de genética molecular da UFU);
• descrição e discussão sobre algumas das técnicas de produção de ADN recombinante e, trans-
ferência dos ADNs modificados;
• estudo de alguns produtos bem sucedidos desta técnica (seres vivos engenheirados);
• discussão dos problemas éticos. ADN recombinante (dicussão que aconteceu na década de 70);
• perspectivas futuras - sua possível contribuição nessa área.
9. Atividades operatórias
a) Afim de entrarem em contato com a história da biotecnologia e da engenharia genética os alu
nos desta disciplina optativo deverão pesquisar em recortes da folha de São Paulo, assim como,
de cadernos de Ciência, do mesmo jornal, dos anos de 89, 90 e 91. Em grupos de 5, os alunos
procurarão:
a.l - notícias sobre o desenvolvimento da biotecnologia, da engenharia genética.
a.2 - aplicações da engenharia genética para ampliar o conhecimento sobre os mecanis-
mos de funcionamento dos genes;
a.3 - promover curas de doenças hereditárias;
a.A - promover melhoria na agricultura e pecuária;
a.5 - produção de fármacos;
a.6 - outros atividades que eu não citei. Selecione dez
reportagens. Escolha um delas, resuma, capte a idéia central da
reportagem escolhida, mostre qual sua utilidade (não importa qual).
Tempo para desenvolver a atividade 30 minutos.
b) Os grupos deverão se juntarem e comparar as informações coletadas. Os grupos deverão cons-
truir um quadro geral da utilidade da biotecnologia. 30 minutos para essa atividade.
c) Procurar em revistas trazidas de casa (lista proposta), os mesmos assuntos que foram pesqui-
sados nos jornais.
d) Pensem, discutam e respondam:
d.1 - Qual a idéia que fica para vocês depois desse exercício de pesquisa 7 d.2 - No
momento em que vivemos, a biotecnologia é um conhecimento dispensável (considere o
conjunto das atividades humanas) 7 Por que 7
d.3 - A biotecnologia é boa ou má ? A engenharia genética é perigosa 7 Qual a opinião do
grupo ?
d.4 - É ético alterar seres vivos (plantas e animais) para o bem da humanidade 7 d.5 -
Criar novas formas de vida, modificar as existentes hoje é correto, é seguro ? d.6 -
Vocês vem algum lado bom nisso tudo 7 d.7 - O "homem" deve abrir não da
biotecnologia em benefício de sua futuro 7
10.Atividades práticas.
a - Em grupos os alunos tentarão extrair ADN de cebola, segundo receita do Mariano
Amabis. A receita está anexada ao texto do curso.
b - Os grupos de alunos tentarão separar os componentes químicos de amostras protéicas
(eletroforese)
c - Engenharia reversa Os grupos de alunos farão os caminhos da biotecnologia de trás par
frente. Através de simulação os alunos poderão entender como se faz biotecnologia
c.1 - Cada grupo de alunos escolherá uma das seguintes
moléculas para trabalhar com ela: c.1.1 - pró-insulina;
c.1.2 - insulina humana; c.1.3 - glucagon;
c.1.4 - vasopressina (porco , boi); c.1.5
- oxitocina; c.1.6 - glumitocina; c.1.7 -
Mesotocina;
c.1.8 - hormônio do crescimento humano; c.1.9 - Beta-
lipotiopina (carneiro); c.1.10 - Somatostatina; c.1.11 - Beta
melanotrópico. O que fazer:
Total de aminoacido;
Tipos de aminoácidos;
Calcule o número de possíveis permutações entre esses aminoácidos(considere as
repetições)
Com a ajuda de uma tabela de códigos genéticos, procure os códons correspondentes
a cada um dos aminoácidos; monte o ARNm da prote;ina que o gruopo escolheu; a
partir do ARNm, construam o ADN complementar; construa o gene que deu origem à
proteína; procure seqüências de restrição nesse gene; combine esse gene com um
segmento de ADN (gene) dado. introduza esse gene num hospedeiro qualquer; Faça o
que uma célula faria normalmente;
transcreva o gene modificado; traduza o ARNm em uma proteína;
compare os produtos finais; Tire sua conclusão, monte um modelo de
cada uma das moléculas envolvidas no precesso.
Conclusão
Teremos atingido nossos objetivos se, ao final do curso, os alunos forem capazes de compreen-
der as etapas do processo e demonstrar isso através da maquete da realização do dogma da biologia
"UM GENE UMA PROTEÍNA", no nosso caso. "UM ADN ALTERADO UM SER VIVO MODIFICADO".
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ed. Rio ce Janeiro, Guanabara Koogan, 1977, cap. 15,16,17,18
4. STRYER, Lubert. Bioquímica, Rio de Janeiro, E<* Reverte LTDA. cap. 1, 23,24,25,26,27,28,29
5. NOVTKOFF A HOLTZMAN. Células estrutura e função, 3
o
ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan,
cap. 2.3
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