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Ambientes Virtuais para a Educação como Ferramenta de Estudo de Estratégias Metacognitivas Jerônimo Freire 1, 3, Givanaldo Rocha 2 , Arnon Andrade 3 {virtualjf@bol.com.br; givanaldo@yahoo.com.br} 1

Curso de Pedagogia – Universidade Potiguar (UnP) Av. Sen. Salgado Filho, 1610 – 59.056-000 – Rio Grande do Norte – RN – Brasil 2

Departamento de Engenharia de Computação e Automação (DCA)

Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) Caixa Postal 1524 – 59.072-970 – Rio Grande do Norte – RN – Brasil 3

Departamento de Educação – NEPEC

Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) Caixa Postal 1524 – 59.072-970 – Rio Grande do Norte – RN – Brasil

Resumo. Este trabalho tem como objetivo o estudo de estratégias metacognitivas com base em Ambientes Virtuais para a Educação (suportes digitais). Esta metodologia de estudo partiu da criação de ambientes virtuais em Java-VRML e uso de vídeo digital acessados via Web, onde os estudantes (com base em questionários) apresentam suas observações sobre as atividades planejadas. O estudo conclui que quanto mais a informação contida num sistema hipermídia estiver estruturada, ou organizada, existirá menos desorientação cognitiva e, neste sentido, mais aprendizagem. Palavras -chave : ambientes virtuais, educação, metacogniç ão. Abstract. This paper has as objective the study of metacognitives strategies based on Virtual Environments for Education (digital supports). This methodology of study was originated from the creation of virtual environments in Java-VRML and use of digital video accessed via Web, where the students (based on questionnaires) present yours observations about the planed activities. The study concludes that how much the information contained in a hypermedia system is structured, or organized, there will be less cognitive disorientation and, in this sense, more learning. Keywords : virtual environments, education, metacognition.


1. Introdução

O desenvolvimento tecnológico relacionado com Ambientes Virtuais para a Educação (AVE) tem permitido uma crescente naturalidade nas interfaces usuáriocomputador. A forma amigável de interação com os mundos virtuais, através do computador e de forma colaborativa via Web, tem colaborado para que a Cultura e a Ciência sejam compreendidas e assimiladas mais facilmente, uma vez que os usuários podem interatuar e manipular diretamente o próprio conhecimento, colaborando desta forma para o estudo de estratégias metacognitivas. Em estudos realizados por Flavell (FLAVELL, 1976), Metacognição é a capacidade que temos de autoregular a própria aprendizagem, ou seja, planificar que estratégias podem ser utilizadas em cada situação, aplicá- las para controlar o processo, avaliá- los para detectar possíveis falhas, e, como conseqüência, transferir tudo isso para uma nova situação. Em sua Epígrafe no livro Psicologia Educativa: um ponto de vista cognitivo, David Ausubel afirma: “Se tivera que reduzir toda a Psicologia Educativa a um só princípio, diria o seguinte: o fator mais importante que influi na aprendizagem é que o aluno já sabe. Observe isto e ensine em conseqüência” (AUSUBEL, 1968; 2.a edición, 1978). Ausubel, em sua teoria de aprendizagem significativa, afirma que a aprendizagem do aluno depende de sua estrutura cognitiva prévia que se relaciona com a nova informação, entende-se por estrutura cognitiva, o conjunto de conceitos, idéias que o indivíduo possui em um determinado campo do conhecimento, assim como sua organização. A aprendizagem significativa parece ocorrer por meio de processos: explorando, fracassando, tentando, corrigindo, obtendo dados, elaborando conjecturas, testando-as construindo explicações, que são resultados de inferências, comparações, analogias, reflexões, sobretudo do estabelecimento de relações entre as aprendizagens prévias e o novo objeto de conhecimento. Nesse cenário, o professor é um provocador que instiga a mente do aluno, fazendo-o pensar, ter idéias, refletir, dar explicações, tomar decisões. Ele precisa planejar ambientes problematizadores que contenham obstáculos (para desequilibração), possibilitando que o aluno obtenha informações, atue em equipes, de forma colaborativa, elabore hipóteses, teste hipóteses, realize experiências, tome decisões, procure informações, resolva problemas. Segundo Ausubel, a organização destes conceitos, para uma área determinada do saber na mente de um indivíduo, tende a ser uma estrutura hierárquica em que as idéias mais inclusivas se situam em cima e progressivamente incluem proposições, conceitos e dados


inclusivos e menos diferenciados. A estrutura cognitiva se caracteriza, portanto, por apresentar uma organização dinâmica de conceitos aprendidos. É necessário apontar que estas idéias não são totalmente novas, a teoria de Vigotsky (VIGOTSKY, 1964), embora com outras palavras, afirma o conceito de que o desenvolvimento cognitivo de um sujeito implica em seu desenvolvimento metacognitivo: à medida que o indivíduo cresce e é instruído (tanto na educação formal, como na espontânea), suas funções cognitivas superiores (memória, percepção, atenção, compreensão) sofrem uma série de transformações. Nas sociedades primitivas era indispensável que a criança aprendesse a caçar e pescar para sobreviver como membro útil de sua sociedade, na Idade Média o ensino dos ofícios às crianças e jovens nas pequenas cidades era considerado como a prática mais recomendável por parte dos artesãos. Em resumo, cada sociedade a cada tempo tem tomado decisões sobre qual é a formação para seus representantes. Hoje em nosso mundo, na sociedade da informação, existem representantes dos mais diversos espaços e que apontam a necessidade de formar uma capacidade de saber ser cognitivo dentro de nossa sociedade e nossa cultura (LOMAS, 1999). O jovem deve aprender os conhecimentos sobre língua, matemática, história e ciências que esta sociedade transmite, assim como valores e crenças, não obstante, deve também ser capaz de enfrentar uma realidade impregnada de tecnologia no qual o uso inteligente da informação é fundamental (GIMENO, 1999). O ensino tradicional, na sua grande maioria, com seu método único memorístico, se dissolve dando lugar a uma educação baseada em distintas formas de apresentar os conteúdos (hipermídia), onde o meio influencia definitivamente na aprendizagem do aluno. Estamos deixando para traz um ensino centrado apenas nos números e palavras para um ensino com base também no som e na imagem (LEVY, 1998), desta forma, acreditamos

que

este

canal

multisensorial

possa

colaborar

com

estratégias

metacognitivas. Este trabalho apresenta um ambiente virtual para a educação desse jovem do nosso tempo, tratando das ferramentas de uso da metrologia: régua, paquímetro, micrômetro, balanças, com propósito de colaborar com as estratégias metacognitivas (MAYOR, 1993).


2. Desenvolvimento do Ambiente Virtual para Educação - AVE

A criação do ambiente virtual com propósito de estudar os aspectos metacognitivos dos aprendizes do assunto abordado está definido como um ambiente hipermídia (hipertexto com multimídia), caracterizado pelo uso simultâneo de dados em diferentes formas de mídia (som, vídeo, texto, animações e simulações). Os seres humanos experimentam o mundo por meios dos sentidos e se expressam através de diversos e elaborados sinais verbais e visuais. A hipermídia é uma tecnologia de informação flexível que proporciona um ambiente poderoso para o propósito de estudar as estratégias metacognitivas. Principalmente pela possibilidade de oferecer diversos caminhos às aprendizagens diferentes, respeitando assim as diferenças nas características cognitivas dos aprendizes. Outro ponto importante do ambiente virtual de educação via Web está relacionado ao aspecto colaborativo, espaços compartilhados de convivência pessoal, favorecendo a troca de informações entre os participantes destes ambientes, visando a construção do conhecimento de forma assíncrona. Atualmente a Web se tornou um grande ambiente para aprendizagem colaborativa, oferecendo possibilidade para armazenamento e distribuição de informações de fácil acessibilidade e independente de plataforma (MORAM, 2000). A proposta consiste em construir ambientes na Web com recursos em Java e VRML (simulações) com vídeo integrado ao ambiente virtual, contendo hipertextos, links de acesso às páginas com orientações para estudos na forma presencial e à distância, com informações sobre o estudo da Metrologia, com URLs contendo temas relacionados à disciplina (biblioteca virtual) e com formulário s para efetivar processos de interação entre o professor e aluno e entre alunos (função colaborativa). As informações referentes aos conceitos a serem estudados foram disponibilizadas na Internet em forma de hipertextos, organizados de forma a incentivar o aluno a refletir, interpretar, tomar decisões e gerenciar sua aprendizagem (estratégias metacognitivas). As tarefas de aprendizagem propostas foram planejadas de forma a incentivar o aluno a refletir sobre os conceitos e problemas com os quais lida, na busca de desenvolver suas habilidades e competências para o assunto abordado. A decisão de optar pelo ambiente virtual para o estudo da Metrologia nasceu da necessidade de ampliar os recursos audiovisuais aplicados ao ensino-aprendizagem aos quais o aluno tem acesso nessas últimas décadas. O aspecto interativo do ambiente, aliado à disponibilidade de observar o funcionamento dos instrumentos (paquímetro e


micrômetro) em vídeo digital tem apresentado um significativo aumento no conhecimento da arte de usar e realizar medidas, sendo esta atividade importante nos primeiros momentos de contato com o estudo das ciências (FIOLHAIS, 1998). A figura 01 apresenta modelos didáticos para demonstração do uso do paquímetro: a figura 01(a) ilustra o protótipo do modelo virtual proposto, construído em VRML; e a figura 01(b) ilustra um modelo já existente na Internet, sendo que construído em Java (visualização em 2D). A vantagem de uma visualização em 3D é que o usuário tem uma melhor percepção da forma física do objeto (nesse caso, do aparelho de medição) além da visão funcional, sendo apenas esta observada numa visualização em 2D. A dinâmica de uso do ambiente virtual de aprendizagem em sala de aula e via Internet tem contribuído, com características lúdicas, para um maior entendimento dos fenômenos e conceitos em uma menor escala de tempo. Neste sentido, observamos que os processos cognitivos são acelerados, em razão da forte contribuição devido à interatividade e repetitividade.

(a)

(b) Figura 01 – Paquímetro virtual

Uma demonstração prática do uso de um paquímetro é abordada sob a forma de vídeo, como mostra a figura 02, complementando o uso do ambiente virtual. Os vídeos estão no formato do Real Player que, neste sentido, contribuem para facilitar a compreensão do ambiente virtual, sendo bastante útil para o ensino assíncrono.


Figura 02 – Vídeo mostrando o uso do paquímetro

A figura 03 mostra a modelagem do micrômetro virtual (protótipo), também em VRML. Por ser um aparelho de uso mais complexo que o paquímetro, a virtualização dele torna-se muito útil, pois facilita uma compreensão detalhada do seu processo de medida. Neste caso, a visualização em 3D permite que se tenha uma visão mais real da forma física do micrômetro, ao contrário de uma visualização em 2D, a qual se poderia apenas observar o seu funcionamento.

Figura 03 – Micrômetro Virtual

Na figura 04, analogamente ao paquímetro, é mostrado um trecho do vídeo de demonstração prática do uso do micrômetro, também no formato do Real Player. A combinação da visualização do ambiente virtual e da experiência prática em vídeo


enriquece o ambiente de sala de aula e colabora de forma significativamente com a proposta assíncrona.

Figura 04 – Vídeo mostrando o uso do micrômetro

Os resultados iniciais deste trabalho, além de informações teóricas sobre o assunto, estão no site http://www.labvirtual.impg.com.br, onde tem-se como proposta apresentar os instrumentos da Metrologia, acompanhado de vídeos e questionamentos sobre técnicas de medida para serem respondidas pelos alunos. A figura 05 mostra um vídeo prático de uma atividade relacionada ao uso dos instrumentos de medida: descobrir o número aproximado de bolinhas (com diâmetro d) que deverão caber dentro de um copo de formato cilíndrico (com diâmetro D e altura H), sem ter esses objetos em mãos. Esta atividade serve para despertar ainda mais o interesse do aluno no que se refere ao estudo da metrologia.


Figura 05 – Vídeo mostrando uma atividade prática

As sistemáticas de uso dos ambientes para efeito do estudo das estratégicas metacognitivas foram avaliadas através de um questionário aplicado aos estudantes do curso de Física Geral e Experimental do curso de Biologia da UnP (Universidade Potiguar). Neste sentido, foram observados os fatores que afetam o indivíduo quando o mesmo interage com os conteúdos via Web, através das simulações e demonstração das experiências em vídeo, comparando os resultados com dinâmicas de leitura e aula expositiva do professor. Conhecido estes fatores, a nossa proposta em seguida consiste em identificar de que maneira conhecer estes fatores influencia no conhecimento do assunto abordado. Para este trabalho ser executado foram ministradas aulas relacionadas a ferramentas de navegação pela Web (e- mail, chat, sites de buscas). Neste sentido, as condições de uso do ambiente foram trabalhadas e todos os estudantes tiveram acesso aos conteúdos conforme o planejamento do curso.

3. Conclusões

Observamos que o ambiente virtual tem colaborado para assimilação da sistemática de uso dos instrumentos de medidas, comparado com outras ferramentas de auxílio para o ensino presencial e a distância. A alta interatividade dos ambientes em Java e VRML com uso de vídeos digitais proporcionou uma grande motivação para


estudo do assunto, sendo constado em aulas de laboratório, se comparada às aulas tradicionais com uso dos instrumentos de medidas. Dos questionários aplicados, constatamos que os estudantes optaram pelo uso do ambiente virtual de educação, por acharem que os mesmos apresentam maior facilidade de acesso às informações estruturadas e detalhadas, bem como facilidade de participação e maior rapidez na obtenção da informação, no que diz respeito ao uso dos equipamentos de medida. As observações do trabalho se somam a outros ambientes desenvolvidos, onde se constata um amadurecimento do usuário na interação do novo suporte (Web) com relação aos tradicionais, como por exemplo, o texto do livro didático (FREIRE, 2000, 2001, 2002). Pode-se concluir que quanto mais a informação contida num sistema hipermídia estiver estruturada, ou organizada, existirá menos desorientação cognitiva e, neste sentido, mais aprendizagem. Os resultados preliminares do trabalho ainda são insuficientes para uma avaliação das estratégias metacognitivas com base nos ambientes virtuais de educação, o pouco tempo de uso dos suportes digitais por parte dos aprendizes, não favorecem a um diagnóstico conclusivo do assunto, neste sentido esta pesquisa tende a continuar, criando novos ambientes virtuais de educação em outras áreas do conhecimento e aplicando em diferentes faixas etárias. Esperamos neste sentido responder questões como: Como o ambiente auxilia e propicia que ocorra uma aprendizagem significativa?; De que forma ocorrem os processos cognitivos relacionados ao processo de aprender mediados por recursos de Informática?; Que ferramentas, que recursos tecnológicos e que estratégias pedagógicas podem ser úteis na programação de ambientes de aprendizagem, de maneira a possibilitar que ocorram interações capazes de promover a aprendizagem?


Referências Bibliográficas

AUSUBEL, D.; Novak, Hanesian. (1968). Psicologia Educativa: um ponto de vista cogoscitivo. Ed. Trillas. Mexico FIOLHAIS, Carlos, et. Al (1998). FÍSICA - Manual de Actividades. 10o ano. Portugal: Didáctica Editora. FLAVELL, J. N. (1976). Metacognitive aspects of problem solving, em resnick, L.B. (Ed). The nature of inteligence, Hillsdade, new jersey, Laurence Erlbam. FREIRE, J.; Valério, I.; Rocha, G.; Barros, M. (2002). Determinação da aceleração gravitacional via Web usando VRML e Java/EAI. Anais, VIII Workshop de Informática na Escola – Evento Integrante do XXII Congresso da SBC. Florianópolis, Santa Catarina. FREIRE, J.; Rocha, G.; Barros, M. (2001). Laboratório de Simulação Física via Web. Anais, I Seminário Internacional de Educação. Cianorte, Paraná. FREIRE, J.; Barros, A.; Lima, C.; Barros, M. (2000). Simulação do Pêndulo Físico: Discussão e Implementação. Anais, 2o Simpósio Internacional de Informática Educativa SIIE. Cidade Real, Espanha. GIMENO S. J.; Pérez G. A. (1999). Comprender y Transformar la Enseñanza. Madrid: Morata. LEVY, P. (1998). As Tecnologias da Inteligência: O futuro do pensamento na Era da Informática. Porto Alegre: artes médicas. LOMAS, C. (1999). Como Enseñar a Hacer Cosas con Palabras (Vol. I y II). Barcelona: Paidós. MAYOR, J., Suengas, A. y González Marqués, J. (1993). "Estrategias metacognitivas". Madrid. Ed. Síntesis. MORAN, J. Manuel (1998). Mudanças na Comunicação Pessoal. São Paulo: ed. Paulinas. VYGOTSKY, L.S. (1964). Pensamiento y Lenguaje . Buenos Aires: Lautaro.

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