Computadores, Ferramentas Cognitivas
Desenvolver o pensamento crítico nas escolas
Resumo do Capítulo 10:
"As ferramentas de representação visual enquanto ferramentas cognitivas"
· O que são ferramentas de representação visual?
O sentido mais aprimorado dos seres humanos é a visão, através do qual a maior quantidade e variedade de informação é recebida. Podemos receber inputs visuais mas não temos mecanismos de output para representar realmente ideias, as imagens mentais e os sonhos, não podem ser facilmente partilhados com os outros. Estas imagens mentais são mediadores poderosos para a construção de significados. Os seres humanos necessitam de modelos visuais para os ajudarem a representar visualmente ideias e proporcionando deste modo a partilha de imagens representativas, com os outros.
Os pacotes ou programas de pintura e desenho, proporcionam esses modelos visuais, permitem que se represente visualmente o que conhecemos, oferecem ferramentas sofisticadas que possibilitam desenhar e pintar objectos electronicamente.
São necessárias ferramentas que possam auxiliar a maioria das pessoas a representar visualmente ideias. Estas ferramentas auxiliam-nos a interpretar e a representar visualmente ideias e a automatizar alguns processos manuais para a criação de imagens.
A maior parte destas ferramentas está a ser utilizada para a representação visual de ideias científicas em geografia, meteorologia, química e física. Ao contrário da maior parte das ferramentas cognitivas, as ferramentas de representação visual tendem a ser muito específicas em relação a tarefas e domínios.
As ferramentas de representação visual podem ter duas utilizações principais: ser interpretativas ou expressivas.
Interpretativas – ajudam os alunos a representar e manipular os elementos visuais, extraíndo significado da informação visualizada. Ajudam a clarificar textos de difícil compreensão e conceitos abstractos, tornando-os mais compreensíveis.
Expressivas – ajudam os alunos a transmitirem visualmente significados de forma a comunicarem um conjunto de convicções. Lápis de cor e papel ou programas de pintura e desenho são poderosas ferramentas expressivas.
As ferramentas de representação visual ajudam os alunos a representarem ideias, de modo a torná-las mais facilmente interpretáveis por parte de outros observadores.
· Como são as ferramentas de representação visual usadas enquanto ferramentas cognitivas?
Os computadores constituem um contributo único na clarificação e correcção de concepções erradas (concepções alternativas) de fenómenos ao representarem visualmente essas ideias.
Numerosas ferramentas de representação visual proporcionam representações congruentes do ponto de vista do raciocínio, que possibilitam aos alunos raciocinarem em torno de objectos que agem e interagem.
Representação visual matemática
A matemática área de estudo abstracta. A compreensão de muitas matérias (equações em álgebra, trigonometria e em muitos outras áreas da matemática) é auxiliada pela representação gráfica. A compreensão da matemática é facilitada pela possibilidade de manipulação de fórmulas e equações e pela observação dos efeitos dessa manipulação.
Programas como o Mathematica, Maple e MathLab, são muitas vezes utilizados para representar visualmente problemas matemáticos e os alunos têm a possibilidade de ver os efeitos de uma qualquer manipulação (manipulação dos valores de uma função). Os alunos que utilizam estes programas ficam mais aptos a fazer ligações entre representações numéricas, gráficas e simbólicas do que os alunos que utilizam calculadoras ou do que aqueles que aprendem segundo métodos tradicionais.
Assim sendo, os alunos que utilizam formas diferentes de matemática nas aulas de Matemática e de Ciência aprendem as funções matemáticas de forma mais eficaz através da representação visual. Estes programas não são apenas ferramentas de representação visual são muito mais do que isso, são poderosos instrumentos de cálculo e computação mas contudo não deixam de ser poderosas ferramentas de representação visual.
Representação visual científica
O projecto Learning Through Collaborative Visualization (CoVis) disponibiliza aos alunos que estudem ciências da atmosfera e ambientais problemas baseados em projectos. Aprendem como a ciência se aplica ao mundo real e como a mesma levanta questões sociais e políticas. Algumas questões foram tratadas pelos alunos, os efeitos do aquecimento global no clima, previsões meteorológicas imediatas e de longo prazo, o papel das temperaturas dos oceanos no clima continental e muitas outras.
Para auxiliar os alunos a compreenderem os dados climáticos, o CoVis desenvolveu um conjunto de ferramentas para a representação visual de fenómenos climáticos, que inclui o Weather Visualizer, o Climate Visualizer e o Greenhouse Effect Visualizer. Estas ferramentas possuem grandes quantidades de dados e representam esses dados através da coloração de porções de mapas meteorológicos para transmitir diferentes aspectos relativos a condições atmosféricas e clima. Cores diferentes representam diferentes temperaturas ou energia radiante, tornando deste modo mais fácil a compreensão das inter-relações entre as variáveis.
O Greenhouse Effect Visualizer disponibiliza dados atmosféricos que relacionam o ciclo da energia da Terra com o seu clima. As ferramentas de representação visual ajudam os alunos a conduzirem investigações científicas, possibilitam aos alunos uma melhor compreensão dos conceitos para que estes possam construir hipóteses e conduzir várias investigações.
Ferramentas de representação visual química
As ferramentas disponíveis para a representação visual de compostos químicos são um excelente exemplo de ferramentas de representação visual expressiva. Para a maioria dos alunos a compreensão das ligações químicas torna-se algo difícil de se conseguir, porque as interacções atómicas complexas não são visíveis, constituindo abstracções. Representações gráficas estáticas dessas ligações que aparecem na maioria dos livros escolares ajudam os alunos a formar uma imagem mental mas essa imagem não pode ser manipulada ou transmitida a outros.
Existem ferramentas como o MacSpartan que possibilita que os alunos vejam, rodem e meçam moléculas, utilizando diferentes pontos de vista e também que modifiquem ou construam novas moléculas. As ferramentas de representação visual transformam para os alunos, o abstracto em real, auxiliando-os a compreender conceitos químicos que são de difícil transmissão através de representações estáticas.
As ferramentas de representação visual química proporcionam diferentes perspectivas do mesmo composto e ainda permitem aos alunos utilizarem objectos disponíveis nos menus laterais para que assim possam construir e testar compostos, também informam os alunos quando não é quimicamente possível estabelecer certas ligações químicas erradas que estes estejam a tentar efectuar.
Ferramentas cognitivas relacionadas
As ferramentas de representação visual diferem da maioria das ferramentas cognitivas, porque a sua utilização se destina à interpretação da informação e não à construção de bases de conhecimento. As ferramentas de representação visual são programas de desenho e de pintura especializados; se os programas de desenho e pintura funcionam como ferramentas cognitivas então as ferramentas de representação visual também o podem ser.
Treinar a utilização das ferramentas de representação visual na sala de aula
As ferramentas de representação visual são utilizadas para apoiar uma determinada investigação ou actividade de aprendizagem alargada. Não são utilizadas como a maioria das ferramentas cognitivas, para produzir um produto final, uma base de conhecimento, são utilizadas para auxiliar os alunos a interpretarem ou a representarem ideias enquanto estudam ou investigam um dado tópico. Uma vez que as ferramentas de representação visual não são utilizadas de forma consciente, é impossível sugerir formas gerais de utilização. O treino da aprendizagem portanto deve ser feito no contexto mais vasto do projecto de investigação.
· Avaliar as ferramentas de representação visual enquanto ferramentas cognitivas
É difícil avaliar a eficácia das ferramentas de representação visual fora do contexto do projecto na qual estão a ser utilizadas. As ferramentas de representação visual destinam-se a apoiar outras actividades mas constituem um bom exemplo de “scaffolding” um bom suporte da aprendizagem apoiada por computadores, ajudando os alunos a compreender ideias e executarem tarefas que, de outra forma, não seriam capazes de fazer.
Avaliar a utilização feita pelos alunos das ferramentas de representação visual
Para avaliarmos a utilização desta ferramenta de representação visual pedimos a um grupo de alunos que execute as mesmas actividades de projecto sem o recurso de ferramentas de representação visual, comparando o seu desempenho com o de alunos que as utilizaram, as diferenças ou vantagens de desempenho podem ser atribuídas às ferramentas de representação visual.
Vantagens das ferramentas de representação visual
Clarificam e corrigem concepções habitualmente erradas de fenómenos através da representação visual dessas ideias.
Apoiam tipos específicos de raciocínio.
Possibilitam aos alunos a manifestação de ideias visuais de forma mais fácil e precisa.
Limitações das ferramentas de representação visual
Jonassen, D. (2007). Computadores, ferramentas cognitivas. Porto: Porto Editora.
