Conceção e Desenvolvimento de

Ambientes de Aprendizagem Online Aplicação dos princípios do Desenho Instrutivo, da Teoria Cognitiva da Aprendizagem

Multimédia e da Teoria da Carga Cognitiva

Guilhermina Lobato Miranda

gmiranda@ie.ul.pt

http://lisboa.academia.edu/GuilherminaLobatoMiranda

[Elvira Monteiro

elviraprojectos@gmail.com]

Sabemos pouco sobre como se transmite e ensina a cultura

E como se transforme a imaturidade inicial do ser humano no ser competente que caracteriza o adulto idealizado por cada sociedade [e cada grupo social, num determinado tempo histórico]

(Jerôme Bruner, 1965, 1966)

Fonte: Google Images

Dois tipos de conhecimento

Conhecimento biológico primário (aprendizagem natural)

Conhecimento biológico secundário (aprendizagem pelo ensino ou instrução)

E suas relações (Geary, 2007,2008)

Dois tipos de conhecimento

Abordados neste magnífico livro de 2011: Cognitive Load Theory (Teoria da Carga Cognitiva) de

John Sweller, Paul Ayres e Slava Kalyuga,

Fonte: Google.books

Abordagens científicas

Abordagem ‘naturalista’ ou ciência natural (Smith, 1993)

Abordagem ‘tecnicista’ ou ciência do artificial (ciências do artificial) (Simon, 1981)

Fonte: Google Images

Abordagem, Teorias e Modelos (Anderson, 1983)

Abordagem (framework): É um conjunto geral de conceitos para compreender um domínio, mas que não está suficiente organizado de modo a constituir uma teoria preditiva. A partir de um mesmo framework posso deduzir várias teorias preditivas. Um framework é avaliado pela capacidade que tem de gerar teorias preditivas, quer dizer, que se conseguem explicar alguns fenómenos importantes. A psicologia do processamento de informação é um desse framework.

Teoria: É um sistema dedutivo preciso, mais geral que um modelo (Ex.: Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia de R. Mayer; Teoria da Carga Cognitiva de J. Sweller)

Modelo: Um modelo é a aplicação de uma teoria a um fenómeno específico (Ex.: Modelo 4C-ID)

A Abordagem do Processamento da Informação

O ser humano é considerado uma entidade biológica que representa e processa informação que provém do exterior, através dos vários sistemas sensoriais, e do interior do próprio organismo. Esta entidade biológica necessita de um sistema altamente complexo que preserve a informação representada e processada que se chama MEMÓRIA

A Abordagem do Processamento da Informação

Há entidades não biológicas ou dispositivos que também representam e processam informação e possuem memória.

Fonte: Google Images

A Abordagem do Processamento da Informação

O centro da actividade mental ou cognitiva é a memória

A memória não é singular: há DOIS tipos FUNDAMENTAIS de memória (+ as memórias sensoriais)

Memória de Trabalho (MT)

Memória de Longo Prazo (MLP)

Aprendizagem Multimédia

Abordagem centrada na tecnologia Foco nas tecnologias multimédia de ponta, como incorporar

multimédia nas tecnologias

Abordagem centrada no aluno Foco no funcionamento da mente humana, como desenvolver a

aprendizagem humana a partir da adaptação da multimédia

Teorias da Aprendizagem Multimédia

Segundo Merriënboer & Kester (2009) as teorias sobre a aprendizagem multimédia podem ser posicionadas em diferentes níveis:

Nível 1 (Psicológico) – Descrevem os sistemas da memória e os processos cognitivos que explicam a forma como as pessoas processam diferentes tipos de informação e aprendem através de diferentes sentidos.

Ex: Teoria da dupla codificação de Paivio (1986)

Teorias da Aprendizagem Multimédia

Nível 2 (Design das mensagens educativas) Identificam os princípios multimédia e fornecem linhas orientadoras para a criação de mensagens multimédia que incluam, por exemplo: Texto + Imagens; Texto Narrado + Animações/ Vídeos Explicativos

Ex: Teoria generativa da aprendizagem multimédia de Richard Mayer (2001)

Teorias da Aprendizagem Multimédia

Nível 3 (Design de cursos) – Definem a forma como devem ser desenvolvidos programas educacionais com diferentes recursos, incluindo: Textos + Imagens + Narrações + Materiais Práticos + Sistemas em rede

Ex: Modelo 4C/ID (van Merriënboer, 1997; van Merriënboer, Kirschner & Kester, 2003)

Teoria da Dupla Codificação

Postula que a mente humana processa informação não-verbal (imagens) e verbal (logogens) por canais distintos, criando representações separadas para a informação processada em cada um dos canais.

Cada canal tem limitações (assunção da capacidade limitada): o ser humano consegue absorver mais informação se esta for distribuída pelos dois canais em vez de sobrecarregar apenas um (por exemplo: um documentário televisivo narrado em vez de legendado) – code-additivity hypothesis

A teoria de Allan Paivio foi mais tarde rebatizada como o efeito do duplo canal.

Modelo Estrutural da Dupla Codificação (Paivio, 1986)

Estímulos Verbais Estímulos Não-Verbais

Sistemas Sensoriais

Ligações Representacionais

S I S T E M A V E R B A

L

S I S T E M A N V E R B A

L

LOGOGENS

IMAGENS

Respostas verbais Respostas Não-Verbais

E S T R U T A S S O C

Ligações Referenciais

Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia (Mayer)

Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia

Princípio Multimédia As pessoas aprendem mais profundadamente a partir de palavras e imagens do que somente palavras

Mas se e só se…

Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia

Processamento de Figuras

Fonte: R Mayer, 2009, p.228

Processamento Palavras Faladas

Fonte: R Mayer, 2009, p. 228

Processamento de Palavras Escritas

Fonte: R Mayer, 2009, p. 228

22

H E A O A M I L M A R T A R E A R H V R

Teoria da Carga Cognitiva (Sweller, 1986)

Preocupa-se com a forma como os recursos cognitivos são utilizados durante o processo de aprendizagem e de resolução de problemas

Defende que existe um limite para a quantidade de informação que o ser humano consegue processar de forma significativa, em cada momento (pressuposto da capacidade limitada da memória de trabalho)

Defende que se esse limite for ultrapassado - excesso de carga cognitiva - a informação não é retida, ou seja, a aprendizagem não acontece

Dois Tipos de Carga Cognitiva (Chandler & Sweller, 1991)

A carga cognitiva intrínseca

A carga cognitiva extrínseca ou estranha é a carga sobre a memória de trabalho que os estudantes experienciam quando interagem com os materiais de aprendizagem e que não se relaciona directamente com os conteúdos de aprendizagem

Este tipo de carga cognitiva pode ser manipulada e controlada pelos designer e professores

Mais Um Tipo de Carga Cognitiva (Sweller, van Merrienboer, & Paas, 1998)

A carga cognitiva adequada (germane) é a carga dedicada ao processamento, construção e automatização de esquemas e, segundo John Sweller e os seus parceiros de investigação, pode ser manipulada e controlada pelo professor (designer), tal como a carga cognitiva extrínseca.

Em Síntese

Com estas descobertas os investigadores começaram a preocupar-se em descobrir maneiras de redesenhar os materiais de aprendizagem de forma a que estes permitissem redireccionar a atenção dos estudantes para processos cognitivos diretamente relevantes para a construção de esquemas que permitam a compreensão e retenção da informação relevante.

Mas se e só se…

tiver em conta alguns princípios

Princípios da CTML (Cognitive Theory of Multimedia Learning)

– Princípio da sequenciação

– Princípio da variabilidade

– Princípio da individualização

– Princípio da auto-explicação (self-explanation effect)

– Princípio das rodas de apoio

– Princípio da estratégia de conclusão

– E mais…

Mas se e só se…

tiver em conta alguns princípios

Princípios da CTML (Cognitive Theory of Multimedia Learning) – Princípio da modalidade

– Princípio da segmentação (ou do ritmo próprio)

– Princípio da coerência ou fidelidade

– Princípio da sinalização

– Princípio da redundância

– Princípio da contiguidade temporal

– Princípio da contiguidade espacial

Princípio da Segmentação

É preferível dar o controlo ao aluno de um qualquer fenómeno em estudo quando este está a observar um vídeo ou uma simulação; por exemplo, estudantes de psicoterapia

que estão a aprender a conduzir conversas com doentes com depressão a partir de vídeos…

De igual modo é preferível segmentar uma apresentação em unidades temáticas, categorias… e dar a possibilidade aos alunos de levantarem questões, poderem voltar atrás, etc.

Princípio da Coerência

Os alunos aprendem melhor quando não há elementos que desviem a

atenção. Podem ser materiais interessantes mas irrelevantes para a aprendizagem, como música de fundo, videoclips e imagens que não sejam essenciais.

Os estudantes também aprendem melhor com animações concisas apoiadas em narração do que com animações muito elaboradas.

No início da aprendizagem é preferível usar ambientes que retratem o real

mas com pouco fidelidade (fidelidade reduzida) pois os alunos podem perder-se nos pormenores; só com o avançar da aprendizagem é que as animações e simulações se devem aproximar das imagens reais

Princípio da Sinalização

É útil focar a atenção dos alunos nas partes essenciais das

tarefas de aprendizagem.

Sincronia entre texto explicativo falado e pistas em imagens complexas.

Por exemplo se o professor ou a animação estiver a ensinar

como operar com um equipamento é útil ir sinalizando (com o dedo ou com uma cor que aparece ou outro sinal) as partes que vão sendo explicadas

Princípio da Redundância

A apresentação de informação redundante tem muitas vezes um

efeito pernicioso na aprendizagem.

Mas o que pode ser considerado informação redundante?

Pode ser a apresentação de uma simulação, com narração e texto escrito em simultâneo

Efeito de reversão do conhecimento especializado.

Princípio da Contiguidade Espacial

• Efeito da atenção dividida no espaço (forma importante de carga cognitiva extrínseca).

Teorias da Aprendizagem e da Instrução

As teorias da aprendizagem visam explicar como os seres vivos aprendem (animais e humanos)

Fonte: Wikimedia Commons

Teorias da Aprendizagem e da Instrução

As teorias da instrução visam melhorar ou mesmo optimizar os processos de aprendizagem

INSTRUÇÃO

(3,4,5)

Predisposição do aluno

Características de

entrada (1, 2)

Resultados

aprendizagem

(6)

TAREFA(S) APRENDIZAGEM

(1)Predisposição

Cognitiva:

• Capacidades

• Conhecimentos

• Competências

(2) Predisposição

Afectiva:

• Interesses

• Atitudes

• Motivação

• Auto-conceito

(3,4,5) A qualidade da instrução

depende de:

• Como se organiza o conhecimento

• Como se sequência o conhecimento

• Como se apresenta o conhecimento

(métodos e técnicas)

• Como se reforça (recompensas,

incentivos, feedback)

Cognitivos:

Resultados

avaliação

Avaliação do

sistema

instrutivo

Afectivos:

Resultados

avaliação

Fonte: Child, D. (1986). Psychology and the Teacher. London: Cassell PROCESSO DE INSTRUÇÃO

Modelos de Desenho Instrutivo

Modelos Gerais: ADDIE

Modelos Construtivistas: Aprendizagem pela Descoberta Guiada de J. Bruner

Modelos Instrutivistas: Aprendizagem Cumulativa R. Gagné

Modelos Cognitivistas: 4C-ID

Modelo ADDIE

Fonte: wikipédia

Modelo 4C-ID

http://modelo4cid.wix.com/modelo-4c-id#!portfolio/component_41229

Utilização do moodle

Sabemos pouco sobre como se transmite e ensina a cultura

Mas já sabemos alguma coisa…

Como se transforme a imaturidade inicial do ser humano no ser competente que caracteriza o adulto idealizado por cada sociedade [e por cada grupo social, num determinado tempo histórico]

Mas já sabemos alguma coisa…

O sucesso escolar dos alunos depende de vários fatores: (i) do próprio aluno, (ii) do meio familiar, (iii) da escola que frequenta, (iv) dos currículos, (v) da formação dos professores….

Há fatores que temos obrigação de conhecer para compreender a situação de cada aluno, mas sobre os quais não temos controlo;

Há outros fatores que, como professores, estão nas nossas mãos modificar

Mas já sabemos alguma coisa…

O professor não pode agir como um mero facilitador da

aprendizagem ou mero expositor da matéria mas como um ‘ativador’, praticando um ensino ativo [exemplo: sistema solar, meiose, respiração celular, Estruturas geológicas, e-portfolios]

Selecionando tarefas de aprendizagem desafiadoras [exemplo: vodcasts: http://www.youtube.com/watch?v=IIe1T_tb5h8; http://www.youtube.com/watch?v=XKKHpAl8W2Y http://www.youtube.com/watch?v=Ep6kRZ1kuuI

Promovendo o trabalho entre pares e a discussão de ideias e das soluções encontradas pelos alunos [exemplo: pesquisa Ppt e avaliação em pares e grelha registo de avaliação a pares]

Formulando objetivos claros centrados no desempenho [exemplo: Grelhas]

Fornecendo os critérios de avaliação para cada tarefa [exemplo: V-Gowin]

Dando feedback analítico

…

Referências

• Anderson, J. R. (1983). The architecture of cognition. Cambridege, Mass.: Harvard University Press. • Bruner, J. (1965). The growth of mind. American Psychologist, 20(12), 1007-1017. • Bruner, J. (1966). Toward a theory of instruction. Cambridge, Mass.: Harvard University Press.

(tradução em língua portuguesa da Relógio d’Água Editores, 1999). • Chandler, P. and Sweller, J. (1991). Cognitive load theory and the format of instruction. Cognition

and Instruction, 8(4), 293-332. Disponível em: http://ro.uow.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=1133&context=edupapers

• Kirschner, P. & van Merriënboer (2008). Ten steps to complex learning: A new approach to instruction and instructional design. In T. Good, 21st century education: A reference hanbook (pp. 244-253 ). USA: Sage. http://dspace.ou.nl/bitstream/1820/2327/1/Ten%20Steps%20to%20Complex%20Learning%20-%20Sage%2021st%20Century.pdf

• Mayer, R. E. & Moreno, R. (2003). Nine ways to reduce cognitive load in multimedia learning. Educational Psychologist, 38(1), 43–52. Disponível em: http://faculty.washington.edu/farkas/TC510/MayerMoreno9WaysToReduceCognitiveLoad.pdf

• Miranda, G. L. (Org.) (2009). Ensino online e aprendizagem multimédia. Lisboa: Relógio d’Água Editores.

• Miranda, G. L. (1998). A Aprendizagem feita pelo ensino: a questão básica da escola. Atas do I Colóquio Nacional: A Ciência Psicológica nos Sistemas de Formação. Sociedade Portuguesa de Ciências da Educação – Secção de Psicologia da Educação (pp. 129-46). Faro: Universidade do Algarve. Disponível em http://www.academia.edu/1081667/A_aprendizagem_feita_pelo_ensino_a_questao_basicada_escola

Referências (cont.)

• Paivio, A. (2006). Dual coding theory and education. Draft chapter for the conference on “Pathways to Literacy Achievement for High Poverty Children,” The University of Michigan School of Education, September 29-October 1. Retirado de:

http://www.umich.edu/~rdytolrn/pathwaysconference/presentations/paivio.pdf

• Simon, H. (1981). As ciências do artificial. Coimbra: Arménio e Filhos Editor

• Sweller, J., Ayres, P., & Kalyuga, (2011). Cognitive load theory. New york: Springer

• Sweller, J. (s/d). Visualization and instruction design. Retirado de http://www.iwm-kmrc.de/workshops/visualization/sweller.pdf

• Sweller, J., van Merrienboer, J., & Paas, F. (1998). Cognitive architecture and instructional design. Educational Psychology Review, 10(3), 251-296. Disponível em: http://www.davidlewisphd.com/courses/EDD8121/readings/1998-Sweller_et_al.pdf

• van Merriënboer, J. G., Clark, R. E., & Crook, M. B. (2002). Blueprints for Complex Learning: The 4C/ID-Model. The AECT Annual Conference. Retitado de: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02504993#page-1

Dois livros e três vídeos para dar continuidade ao tema desta conferência

Visible Learning and the Science of How to Learning (2014) http://books.google.pt/books?id=VdhAAQAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=visible+learning&hl=pt-PT&sa=X&ei=6Sd5UsLIGbLY7AbfnICgAQ&redir_esc=y#v=onepage&q=visible%20learning&f=false

Visible Learning (2009)http://books.google.pt/books?id=x6rpxF-

bpr4C&printsec=frontcover&dq=visible+learning&hl=pt-PT&sa=X&ei=6Sd5UsLIGbLY7AbfnICgAQ&redir_esc=y#v=onepage&q=visible%20learning&f=false

Vídeo 1: https://www.youtube.com/watch?v=sng4p3Vsu7Y

Vídeo 2: https://www.youtube.com/watch?v=3pD1DFTNQf4

Vídeo 3: https://www.youtube.com/watch?v=rkXE4lBwHD4

Vídeo Tatiana Marinho

• Teoria da Carga Cognitiva – YouTube

Obrigada pela vossa atenção

Guilhermina Lobato Miranda

gmiranda@ie.ul.pt

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