Universidade
Federal do Espírito Santo
Centro Tecnológico
Mestrado em Informática
Estudo Dirigido
A Educação e a Informática
- Trabalho de Avaliação -
Professor Orientador
Orivaldo Tavares
Aluno
Osvaldo Gomes Terra Júnior
Vitória, 30 de junho de 1997
ÍNDICE
1. Diferentes usos do Computador na Educação
1.1 Introdução
1.2 Um Pouco de História
1.3 O Computador como Máquina de Ensinar
1.3.1 Programas Tutoriais
1.3.2 Programas de Exercício-e-Prática
1.3.3 Jogos Educacionais
1.3.4 Simulação
1.4 O Computador como Ferramenta
1.4.1 Aplicativos para Uso do Aluno e do
Professor
1.4.2 Resolução de Problemas através do
Computador
1.4.3 Produção de Música
1.4.4 Programas de Controle de Processo
1.4.5 Computador como Comunicador
1.5 A Metodologia Logo de
Ensino-Aprendizagem
1.5.1 O Aspecto Computacional do Logo
1.5.2 O Aspecto Pedagógico do Logo
2. AIS - SISTEMA TUTORIAL INTELIGENTE
2.1 Anatomia de um Inteligente Tutorial
Sistema
2.2 Introdução e Observações
2.3 Sucessos do Sistema Tutorial Inteligente
3. CONCLUSÕES
4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Diferente usos do Computador na Educação
1.1 Introdução
Quando falamos sobre Informática na Educação temos a nossa
frente a visão da revolução que esta sendo provocada na
educação, ela é útil para em resumo considerar que esta nova
tecnologia tem revolucionado a cultura mundial, e de que maneira
tem feito com que os educadores tentem alcança-la. Em apenas 20
anos, a tecnologia eletrônica tem penetrado dramaticamente em
todas as áreas de nossa sociedade, em muitos aspectos sociais e
culturais de nossas vidas. A televisão foi o ponto inicial.
Novas imagens em rádio difusão foram inauguradas,
imediatamente, e poderosamente a distância de experiências,
idéias e eventos.
A televisão redescobriu e fundiu o mundo com experiências
diretas, e liberou informações para todos os pontos do mundo
deixando a era do textos e ilustrações estáticas. Então
tornou-se possível que todos os eventos do mundo entrassem em
nossos lares, com toda sua intensidade e realidade atualizada
intacta. Computadores tornou possível guardar enormes
quantidades de informações, como por exemplo qualquer assunto
conhecido qualquer um tem acesso a estas informações de
qualquer lugar do mundo a qualquer tempo, isto que já foi sonho
hoje é realidade com a Internet dentro de nossas casas,
discussões em tempo real cruzando o planeta terra e com os
custos de equipamentos baixando e dando acesso a uma boa parte
dos humanos, informações que podem ser instantaneamente
avaliadas e modificadas com um simples toque. Escrever tornou-se
questão de tela e impressora, e os textos tornaram-se
flexíveis, sempre prontos para instantaneamente serem alterados.
A real natureza do trabalho foi mudado, com uma demanda crescente
para trabalhadores e patrão, a nova tecnologia e uso dela para
conduzir negócios que formalmente não requeriam o uso de
computadores.
O mais significante, porém, são as mudanças que influenciam
nossas crianças por causa da revolução tecnológica. Crianças
tem crescido com controles remoto, e passam muito tempo
assistindo televisão e vídeos do que lendo. Jogos são agora
todos com botões e luzes piscante, realidade virtual. Eles falam
e escutam, e interagem com as crianças, respondendo e
direcionando, dando margens a participação mesmo do jogador e o
uso de sua inteligência e reflexos, a maioria das crianças e
jovens não brincam e passeiam mais em parques estão perdendo o
contato com a natureza. Computadores com base de dados em
quiosques tem se tornado característica comum em centro de
compra, museus e outros lugares públicos. Os jogos do tipo
Atari, Nitendo e o micro ligado a Internet ultimamente tem
trazido entretenimento eletrônico dentro das nossas casas,
fabricação de tecnologia interativa é comum em casa como a
televisão teve seu pique no passado. Nossas crianças tem tido
aumentado o acesso instantâneo ao conhecimento no mundo, um
mundo onde imagens ativas incorporam e suplementam informações
antigamente presentes somente em textos. Eles são usados para um
ambiente que eles controlam fluxo e acesso de informações, sem
interrupção o controle do vídeo game, controle remoto, mouse,
ou um telefone de teclas.
Apesar das escolas estarem dentro da nossa cultura e refletir ela
mesma valores, a mudança tecnológica tem varrido sem
interrupção a sociedade o sistema educacional vem se dando com
muito pouca modificação. No curso de 20 anos, pontos de vista
diversos tem fechado no meio a evolução do processo de ensino e
aprendizagem nas escolas e os caminhos de obtenção de
conhecimentos em grande parte da sociedade, um ponto claro dessa
operação tartaruga é obviamente pelo fato de que o processo de
ensino não rer mudado substancialmente, apesar de terem passados
100 anos [David90],[Kolderie90] .
A implantação da informática na educação consiste
basicamente de quatro ingredientes: o computador, o software
educativo, o professor capacitado para usar o computador como
ferramenta educacional e o aluno. O software educativo tem tanta
importância quanto os outros ingredientes pois, sem ele, o
computador jamais poderá ser utilizado na educação.
Na educação o computador tem sido utilizado tanto para ensinar
sob computação - ensino de computação --- como para ensinar
práticamente qualquer assunto --- ensino através do computador.
No ensino de computação o computador é usado como objeto de
estudo ou seja, o aluno usa o computador para adquirir conceitos
computacionais, como princípios de funcionamento do computador,
noções de programação e implicações sociais do computador
na sociedade. Entretanto, a maior parte dos cursos oferecidos
nessa modalidade pode ser caracterizados como de
"conscientização do estudante para informática", ao
invés de ensina-lo a programar. Assim, os propósitos são vagos
e não determinam o grau de profundidade do conhecimento que o
aluno deve ter - ate quanto o aluno deve conhecer sobre
computador e técnicas de programação. Isto tem contribuído
para tornar esta modalidade de utilização do computador
extremamente nebulosa e facilitado a sua utilização como
chamarisco mercadológico. E como tal, escolas oferecem cursos de
computação onde os alunos, trabalhando em duplas, tem acesso ao
computador somente uma hora por semana, quando muito.
Certamente esse não é a visão da informática educativa e,
portanto não é a maneira como o computador é usado no ambiente
de aprendizagem discutido ao longo deste trabalho. O ensino pelo
computador implica que o aluno, através da máquina, possa
adquirir conceitos sobre práticamente qualquer domínio.
Entretanto, a abordagem pedagógica de como isso acontece é
bastante variada, oscilando entre dois grandes pólos:
1 - A direção do ensino é a mesma do conjunto (Computador,
Software, aluno).
2 - A direção do ensino é a mesma do conjunto (Aluno,
Software, Computador)
Esses pólos são caracterizados pelos mesmos ingredientes;
computadores (hardware), o software (o programa de computador que
permite a integração homem-computador) e o aluno. Porem, o que
estabelece a polaridade é a maneira como esses ingredientes são
usados.
Num lado, o computador, através do software, ensina o aluno.
Enquanto no outro, o aluno, através do software,
"ensina" o computador.
Quando o computador ensina o aluno o computador assume o papel de
máquina de ensinar e a abordagem educacional é a instrução
auxiliada por computador. Essa abordagem tem suas raízes nos
métodos de instrução programada tradicionais porem, ao invés
do papel ou do livro, é usado o computador. Os softwares que
implementam essa abordagem podem ser divididos em duas
categorias: tutoriais e exercício-e-prática
(drill-and-practica). Um outro tipo de software que ensina o dos
jogos educacionais e a simulação. Nesse caso, a pedagogia
utilizada é exploração auto dirigida ao invés da instrução
explicita e direta.
No outro polo, para o aprendiz "ensinar" o computador o
software é uma linguagem computacional tipo Logo, Pascal,
"C" ou, uma linguagem para criação de banco de dados
do tipo Dbase, Clipper; ou mesmo, um processador de texto, que
permite ao aprendiz representar suas idéias segundo esses
software. Nesse caso o computador pode ser visto como uma
ferramenta que permite ao aprendiz resolver problemas ou realizar
tarefas como desenhar, escrever, comunicar-se, etc.
Este trabalho tem como objetivo deste trabalho é trazer para
discussão de cada um dos diferentes tipos de software, suas
vantagens e desvantagens, a novas tendências do uso da
informática na educação tendo em vista experiência e os
atuais avanços computacionais. Entretanto, antes de passarmos a
descrição de cada uma dessas modalidades de uso do computador,
é importante mencionar que existem outras maneiras de
classificar os softwares usados na educação. Aqui teremos uma
visão, porem, outros trabalhos e pesquisas podem descrever uma
visões diferentes.
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1.2 Um Pouco de História
A era da introdução do computador na educação vem provocando
uma verdadeira revolução na nossa concepção de ensino e de
aprendizagem. Primeiro, computadores podem ser usados para
ensinar. A quantidade programas educacionais e as diferentes
modalidades de uso computador mostram que esta tecnologia pode
ser bastante útil no processo de ensino-aprendizado. Segundo, a
análise desses programas mostra que, num primeiro momento, eles
podem ser caracterizados como simplesmente uma versão
computadorizada dos atuais métodos de ensino. A história do
desenvolvimento do software educacional mostra que os primeiros
programas nesta área são versões computadorizadas do que
acontece na sala de aula. Entretanto, isto é um processo normal
que acontece com a introdução de qualquer tecnologia na
sociedade. Aconteceu com o carro, por exemplo. Inicialmente, o
carro desenvolvido a partir das carroças, substituindo o cavalo
pelo motor a combustão. Hoje, o carro constitui uma indústria
própria e as carroças ainda estão por ai. Com a introdução
do computador na educação a história não tem sido diferente.
Inicialmente, ele tenta imitar a atividade que acontece na sala
de aula e a medida que este uso se dissemina outras modalidades
de uso do computador vão se desenvolvendo.
O ensino através da informática tem suas raízes no ensino
através de máquinas. Esta idéia foi usada por Dr. Sidney
Pressey em 1924, quando criou uma máquina para corrigir testes
de múltipla escolha. Isso foi posteriormente elaborado por B.F.
Skinner, que no início de 1950, como professor de Harvard,
propôs uma máquina para ensinar, usando conceito de instrução
programada.
A instrução programada consiste em dividir o material a ser
ensinado em pequenos segmentos logicamente encadeados e
denominados módulos. Cada fato ou conceito é apresentado em
módulos seqüenciais. Cada módulo termina com uma questão que
o aluno deve responder preenchendo espaços em branco ou
escolhendo a resposta certa entre diversas alternativas
apresentadas. O estudante deve ler o fato ou conceito e é
imediatamente questionado. Se a resposta está correta aluno pode
passar para o próximo módulo. Se a resposta é errada, a
resposta certa pode ser fornecida pelo programa ou, o aluno é
convidado a rever módulos anteriores ou, ainda, a realizar
outros módulos, cujo objetivo é remediar o processo de ensino.
De acordo com a proposta de Skinner, a instrução programada e
apresentada na forma impressa e foi muito usada durante o final
de 1950 e início dos anos 60. Entretanto, esta idéia nunca se
tornou muito popular pelo fato de ser muito difícil a produção
do material instrucional e os materiais existentes não possuem
nenhuma padronização, dificultando sua disseminação. Com o
advento do computador, notou-se que módulos do material
instrucional poderiam ser apresentados pelo computador com grande
flexibilidade. Assim, durante o início dos anos 60 diversos
programas de instrução programada foram implementados
computador - nascia a instrução auxiliada por computador ou
computer-aided instruction, também conhecida como CAI. Na
versão brasileira estes programas são conhecidos como PEC
(Programas Educacionais por Computador).
Durante os anos 60 houve um investimento muito grande por parte
do governo americano na produção do CAI. Diversas empresas
computadores como IBM, RCA e Digital investiram na produção de
CAI para serem comercializados. A idéia era revolucionar a
educação. Entretanto, os computadores ainda eram muito caros
para ser adquiridos pelas escolas. Somente as universidades
poderiam elaborar e disseminar este recurso educacional. Assim,
em 1963 a Universidade de Stanford na Califórnia, através do
Institute for Mathematical Studies in the Social Sciences,
desenvolveu diversos cursos como matemática e leitura para
alunos do 1º grau [Suppes72]. Posteriormente, diversos cursos da
Universidade de Stanford foram ministrados através do
computador. O professor Patrick Suppes desta Universidade se
apresentava como o professor que ministrava mais cursos e que
tinha o maior número de estudantes do que qualquer outro
professor universitário nos Estados Unidos da América.
No início de 1970 a Control Data Corporation, uma fábrica de
computadores, e a Universidade de Illinois desenvolveram o PLATO.
Este sistema foi implementado em um computador de grande porte
usando terminais sensitivos a toque e vídeo com alta capacidade
gráfica. Na sua ultima versão, o PLATO IV dispunha de 950
terminais, localizados em 140 locais diferentes e com cerca de
8.000 horas de material instrucional produzido por cerca de 3.000
autores [Alpert75]. É sem duvida o CAI mais conhecido e o mais
bem sucedido. A disseminação do CAI nas escolas somente
aconteceu com microcomputadores. Isto permitiu uma enorme
produção de cursos e uma diversificação de tipos de CAI, como
tutoriais, programas de demonstração, exercício-e-prática,
avaliação do aprendizado, jogos educacionais e simulação.
Além da diversidade de CAl's a idéia de ensinar pelo computador
permitiu a elaboração de outras abordagens, onde o computador
é usado como ferramenta no auxilio de resolução problemas, na
produção de textos, manipulação de banco de dados e controle
de processos em tempo real. De acordo com estudos feitos pelo The
Educational Products Information Exchange (EPIE) Institute uma
organização do Teachers College, Columbia, E.U.A., foram
identificados em 1983 mais de 7.000 pacotes de software
educacionais no mercado, sendo que 125 eram adicionados a cada
mês. Eles cobriam principalmente as áreas de matemática,
ciências, leitura, artes e estudos sociais. Dos 7.325 programas
educacionais mencionados no relatório OTA 66% são do tipo
exercício-e-prática, 33% são tutoriais, 19% jogos, 9% são
simulações e 11 % são do tipo ferramenta educacional (programa
pode usar mais do que uma abordagem educacional). Entretanto, as
novas modalidades de uso do computador na educação apontam para
uma nova direção: o uso desta tecnologia não como
"máquina de ensinar" mas, como uma nova mídia
educacional: computador passa a ser uma ferramenta educacional,
uma ferramenta complementação, de aperfeiçoamento e de
possível mudança na qualidade do ensino. Isto tem acontecido
pela própria mudança. na nossa condição de vida e pelo fato
de a natureza do conhecimento ter mudado. Hoje, nos vivemos num
mundo dominado pela informação e por processos que ocorrem de
maneira muito rápida e imperceptível. Os fatos é alguns
processos específicos que a escola ensina rapidamente se tornam
obsoletos e inúteis. Portanto, ao invés de memorizar
informação os estudantes devem ser ensinados a procurar e a
usar a informação Estas mudanças podem ser introduzidas com a
presença do computador que deve propiciar as condições para os
estudantes exercitarem a capacidade de procurar e selecionar
informação, resolver problema e aprender independentemente.
A mudança da função do computador como meio educacional
acontece juntamente com um questionamento da função da escola e
do papel do professor. A função do aparato educacional não
deve ser a de ensinar mas sim a de promover o aprendizado. Isto
significa que o professor deixa de ser o repassador de
conhecimento - o computador pode fazer isto e o faz muito mais
eficientemente do que o professor - para ser o criador de
ambientes de aprendizado e facilitador do processo pelo qual o
aluno adquire conhecimento. As novas tendências de uso do
computador na educação mostram que ele pode ser um importante
aliado neste processo que estamos começando a entender.
Entretanto, é importante lembrar que estas diferentes
modalidades de uso do computador na educação vão continuar
coexistindo. Não se trata de uma substituir a outra, como não
aconteceu com a introdução de outras tantas tecnologias na
nossa sociedade. O importante é compreender que cada uma destas
modalidades apresenta caraterísticas próprias, vantagens e
desvantagens. Estas características devem ser explicitadas e
discutidas de modo que as diferentes modalidades possam ser
usadas nas situações de ensino-aprendizado que mais se adequam.
Além disto, a diversidade de modalidades, propiciará um maior
número de opções e estas opções certamente atenderão um
maior número de usuários. Hoje, o que dispomos nas escolas é
um determinado método sendo priorizado e generalizado para todos
os aprendizes. Alguns se adaptam muito bem ao método em uso e
acabam vencendo. Outros, não sobrevivem ao massacre e acabam
abandonando a escola. São estes que poderão beneficiar-se
destas novas concepções de ensino e de aprendizado.
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1.3 O Computador como Máquina
de Ensinar
Esta modalidade pode ser caracterizada como uma versão
computadorizada dos métodos tradicionais de ensino. As
categorias mais comuns desta modalidade são os tutoriais,
exercício-e-prática (drill-and-practice), jogos e simulação.
1.3.1 Programas Tutoriais
Os programas tutoriais constituem uma versão computacional da
instrução programada. A vantagem dos tutoriais e o fato de o
computador poder apresentar o material com outras
características que não são permitidas no papel como:
animação, som e a manutenção do controle da performance do
aprendiz, facilitando o processo de administração das lições
e possíveis programas de remediação. Além destas vantagens,
os programas tutoriais são bastante usados pelo fato de
permitirem a introdução do computador na escola sem provocar
muita mudança - é a versão computadorizada do que já acontece
na sala de aula. O professor necessita de pouquíssimo treino
para o seu uso, o aluno já sabe qual é o seu papel como
aprendiz, e os programas são conhecidos pela sua paciência
infinita. Por outro lado, o desenvolvimento de um bom tutorial é
extremamente caro e difícil. As indústrias de software
educativo preferem gastar no aspecto de entretenimento -
gráficos e som conquistadores - ao invés de gastar no aspecto
pedagógico ou no teste e na qualidade do programa.
A tendência dos bons programas tutoriais é utilizar técnicas
de Inteligência Artificial para analisar padrões de erro,
avaliar o estilo e a capacidade de aprendizagem do aluno e
oferecer instrução especial sobre o conceito que o aluno está
apresentando dificuldade. O exemplo de um programa com estas
características é o SOPHIE (Sophisticated Instructional
Enviroment), programa para auxiliar a detecção de problemas num
circuito elétrico. Ele identifica o estilo de resolução de
problemas do usuário, identifica dificuldades conceituais que o
usuário apresenta e, através de instrução detalhada, levando
o aluno a assimilar estes conceitos[Wenger87].
Basicamente, existem dois tipos de problemas que não deixaram
deslanchar os sistemas tutoriais inteligentes:
Primeiro, a intervenção do sistema no processo de aprendizagem
é muito superficial. Ainda é muito difícil implementar na
máquina um "bom professor";
Segundo, o tamanho dos programas e recursos computacionais que
eles requerem é muito grande e os computadores pessoais não
são ainda tão poderosos para permitirem que estes programas
cheguem até todas as escolas.
A falta de recursos computacionais e de equipes
multidisciplinares que permita a produção de bons tutoriais tem
feito com que grande parte dos programas que se encontram no
mercado sejam de má qualidade. O EPIE verificou que cerca de 80%
dos 163 programas mais utilizados não passaram pela fase de
teste em campo. A maioria dos programas disponíveis é
desprovida de Técnicas Pedagógicas , não requer nenhuma ação
por parte do aprendiz a não ser ler um texto e responder uma
pergunta de múltipla escolha, perpetuando um método de ensino
que, é péssimo, só que agora numa versão computacional.
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1.3.2 Programas de
Exercício-e-Prática
Tipicamente os programas de exercício-e-prática são utilizados
para revisar material visto em classe principalmente, material
que envolve memorização e repetição, como aritmética e
vocabulário. Segundo um estudo feito pelo EPIE cerca de 49% do
software educativo no mercado americano são do tipo
exercício-e-prática. Estes programas requerem a resposta
freqüente do aluno, propiciam feedback imediato, exploram as
características gráficas e sonoras do computador e, geralmente,
são apresentados na forma de jogos. Por exemplo, Alien Intruder
é um programa para a criança das primeiras séries do 1º grau
que exige a resolução de problemas de aritmética o mais
rápido possível para eliminar um "alien" que compete
com o usuário.
As estatísticas de uso dos programas de exercício-e-prática
nas escolas dos Estados Unidos da América indicam que cerca de
40% do tempo que a criança, das primeiras séries do 1º grau,
passa no computador é consumido em programas do tipo
exercício-e-prática.
A vantagem deste tipo de programa é o fato do professor dispor
de uma infinidade de exercícios que o aprendiz pode resolver de
acordo com o seu grau de conhecimento e interesse. Se o software,
além de apresentar o exercício, coletar as respostas de modo a
verificar a performance do aprendiz, então o professor terá a
sua disposição um dado importante sobre como o material, visto
em classe, está sendo absorvido. Entretanto, para alguns
professores, este dado não é suficiente. Mesmo por que é muito
difícil para o software detectar o por que o aluno acertou ou
errou. A avaliação de como o assunto está sendo assimilado
exige um conhecimento muito mais amplo do que o número de
acertos e erros dos aprendizes. Portanto, a idéia de que os
programas de exercício-e-prática aliviam a tediosa tarefa dos
professores corrigirem os testes ou as avaliações não é
totalmente verdadeira. Eles eliminam a parte mecânica da
avaliação. Entretanto, ter uma visão clara do que esta
acontecendo com o processo de assimilação dos assuntos vistos
em classe, exige uma visão mais profunda da performance dos
alunos.
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1.3.3 Jogos Educacionais
A pedagogia por trás desta abordagem é a de exploração auto
dirigida ao invés da instrução explícita e direta. Os
proponentes desta filosofia de ensino defendem a idéia de que a
criança aprende melhor quando ela é livre para descobrir
relações por ela mesma, ao invés de ser explicitamente
ensinada. Exemplos de software nesta modalidade são os jogos e a
simulação. De acordo com o estudo da The Johns Hopkins
University (1985) 24% do tempo que as crianças das primeiras
séries do 1º grau passam no computador é gasto com jogos.
Os jogos, do ponto de vista da criança, constituem a maneira
mais divertida de aprender. Talvez, o melhor exemplo de um jogo
educacional no mercado seja o Rocky's Boots - uma coleção de 39
jogos desenvolvida para ensinar as crianças (a partir de 9 anos
de idade) conceitos de lógica e de circuito de computadores.
Usando componentes eletrônicos a criança monta o seu próprio
circuito. O fato de ele estar certo ou errado é evidenciado pela
maneira como o circuito funciona e se ele auxilia a criança a
atingir determinados objetivos estabelecidos pelos jogos.
Assim, como o Rocky's Boots, existem uma grande variedade de
jogos educacionais para ensinar conceitos que podem ser difíceis
de serem assimilados pelo fato de não existirem aplicações
práticas mais imediatas, como o conceito de trigonometria, de
probabilidade, etc. Entretanto, o grande problema com os jogos é
que a competição pode desviar a atenção da criança do
conceito envolvido no jogo. Além disto, a maioria dos jogos,
explora conceitos extremamente triviais e não tem a capacidade
de diagnóstico das falhas do jogador. A maneira de contornar
estes problemas e fazendo com que o aprendiz, após uma jogada
que não deu certo, reflita sobre a causa do erro e tome
consciência do erro conceitual envolvido na jogada errada. É
desejável e, até possível, que alguém use os jogos dessa
maneira. Na prática, o objetivo passa a ser unicamente vencer no
jogo e o lado pedagógico fica em segundo plano.
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1.3.4 Simulação
Simulação envolve a criação de modelos dinâmicos e
simplificados do mundo real. Estes modelos permitem a
exploração de situações fictícias, de situações com risco,
como manipulação de substancia química ou objetos perigosos;
de experimentos que são muito complicados, caros ou que levam
muito tempo para se processarem, como crescimento de plantas; e
de situações impossíveis de serem obtidas, como um desastre
ecológico. Por exemplo, Odell Lake é um programa que permite a
criança aprender ecologia dos lagos americanos. O aprendiz é
colocado no papel de uma truta que procura alimento evitando
predadores e outras fontes de perigo.
A simulação oferece a possibilidade de o aluno desenvolver
hipótese testá-las, analisar resultados é refinar os
conceitos. Esta modalidade de uso do computador na educação e
muito útil para trabalho em grupo, principalmente, os programas
que envolvem decisões. Os diferentes grupos podem testar
diferentes hipóteses, e assim, ter um contato mais
"real" com os conceitos envolvidos no problema em
estudo. Portanto, os potenciais educacionais desta modalidade de
uso do computador são muito mais ambiciosos do que os dos
programas tutoriais. Nos casos onde o programa permite um maior
grau de intervenção do aluno no processo sendo simulado (por
exemplo, definindo as leis de movimento dos objetos da
simulação) o computador passa a ser usado mais como ferramenta
do que como máquina de ensinar.
Por outro lado, as boas simulações são bastante complicadas de
serem desenvolvidas, requerem grande poder computacional,
recursos gráficos e sonoros, de modo a tornar a situação
problema o mais perto do real possível. Geralmente, estas
características não são exploradas. O que se encontra no
mercado em geral é extremamente trivial ou muito simples. Outra
dificuldade com a simulação e o seu uso. Por si só ela não
cria a melhor situação de aprendizado. A simulação deve ser
vista como um complemento de apresentações formais, leituras e
discussões em sala de aula. Se estas complementações não
forem realizadas não existe garantia de que o aprendizado ocorra
e de que o conhecimento possa ser aplicado a vida real. Além
disto, pode levar o aprendiz a formar uma visão distorcida a
respeito do mundo; por exemplo, ser levado a pensar que o mundo
real pode ser simplificado e controlado da mesma maneira que nos
programas de simulação. Portanto, é necessário criar
condições para o aprendiz fazer a transição entre a
simulação e o fenômeno no mundo real. Esta transição não
ocorre automaticamente e, portanto, deve ser trabalhada.
E importante notar que a descrição dos programas que ensinam
apresentada aqui é bastante didática. Na verdade é impossível
encontrar um programa puramente tutorial ou de
exercício-e-prática. Além disso com o desenvolvimento dos
recursos computacionais, é possível integrar texto, imagens de
vídeo, som, animação e mesmo interligação da informação
numa seqüência não linear, implementando, assim, o conceito de
multimídia ou de hipermídia. Os programas com essas
características são extremamente bonitos, agradáveis e muito
criativos. Porém, mesmo nesses casos, a abordagem pedagógica
usada é o computador ensinando um determinado assunto ao
aprendiz. Mesmo com todos esses recursos ainda é o computador
que detém o controle do processo de ensino. Entretanto, o
computador pode ser um recurso educacional muito mais efetivo do
que a "máquina de ensinar". Ele pode ser uma
ferramenta para promover aprendizagem.
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1.4 O Computador como
Ferramenta
O computador pode ser usado também como ferramenta educacional.
Segundo esta modalidade o computador não é mais o instrumento
que ensina o aprendiz, mas a ferramenta com a qual o aluno
desenvolve algo, e, portanto, o aprendizado ocorre pelo fato de
estar executando uma tarefa por intermédio do computador. Estas
tarefas podem ser a elaboração de textos, usando os
processadores de texto; pesquisa de banco de dados já existentes
ou criação de um novo banco de dados: resolução de problemas
de diversos domínios do conhecimento e representação desta
resolução segundo uma linguagem de programação; controle de
processos em tempo real, como objetos que se movem no espaço ou
experimentos de um laboratório de física ou química;
produção de musica; comunicação e uso de rede de
computadores; e controle administrativo da classe e dos alunos.
Em seguida serão apresentados somente alguns exemplos destes
diferentes usos.
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1.4.1 Aplicativos para Uso do Aluno e do
Professor
Programas de processamento de texto, planilhas, manipulação de
banco de dados, construção a transformação de gráficos,
sistemas de autoria, calculadores numéricos, são aplicativos
extremamente úteis tanto ao aluno quanto ao professor. Talvez
estas ferramentas constituam uma das maiores fontes de mudança
do ensino e do processo de manipular informação. As modalidades
de software educativos descritas acima podem ser caracterizadas
como uma tentativa de computadorizar o ensino tradicional. Mais
ou menos o que aconteceu nos primórdios do cinema quando cinema
= teatro + câmera. Hoje o cinema tem sua técnica própria. Este
mesmo fenômeno está acontecendo com o uso dos computadores na
educação. Com a criação destes programas de manipulação da
informação estamos vendo nascer uma nova indústria de software
educativo que pode causar um grande impacto na maneira como
ensinamos e como nos relacionamos com os fatos e com a
conhecimento.
Exemplo de ferramentas desenvolvidas especialmente com objetivos
educacionais são os programas do Bank Street, sendo o seu
processador de texto o mais conhecido; a combinação de Logo e
processamento de texto que a Logo Computer System colocou no
mercado : e alguns "sistemas especialistas" que
auxiliam o processo de tomada de decisão, desenvolvidos para
computadores de grande porte mas que podem ser adaptados para
alguns microcomputadores, como os micros da linha PC.
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1.4.2 Resolução de Problemas através do
Computador
O objetivo desta modalidade de uso do computador é propiciar um
ambiente de aprendizado baseado na resolução de problemas. O
aprendizado baseado na resolução de problemas ou na
elaboração de projetos não é nova e já tem sido amplamente
explorada através dos meios tradicionais de ensino. O computador
adiciona uma nova dimensão - o fato do aprendiz ter que
expressar a resolução do problema segundo uma linguagem de
programação. Isto possibilita uma série de vantagens.
Primeiro, as linguagens de computação são precisas e não
ambíguas. Neste sentido, podem ser vistas como uma linguagem
matemática. Portanto, quando o aluno representa a resolução do
problema segundo um programa de computador ele tem uma
descrição formal, precisa, desta resolução. Segundo, este
programa pode ser verificado através da sua execução. Com isto
o aluno pode verificar suas idéias e conceitos. Se existe algo
errado o aluno pode analisar o programa e identificar a origem do
erro. Tanto a representação da solução do problema como a sua
depuração são muito difíceis de serem conseguidas através
dos meio tradicionais de ensino.
As linguagens para representação da solução do problema
podem, em princípio, ser qualquer linguagem de computação,
como o "C", o Pascal, ou o Logo. No entanto, deve ser
notado que o objetivo não é ensinar programação de
computadores e sim como representar a solução de um problema
segundo uma linguagem computacional. O produto final pode ser o
mesmo --- obtenção de um programa de computador - os meios são
diferentes. Assim, como meio de representação, o processo de
aquisição da linguagem de computação deve ser a mais
transparente e a menos problemática possível. Ela é um
veículo para expressão de uma idéia e não o objeto de estudo.
Com essas preocupações em mente é que algumas linguagens de
programação foram desenvolvidas, sendo que o Logo é a mais
conhecida delas. O Logo, tanto a linguagem como a metodologia
Logo de ensino-aprendizado, tem sido amplamente usado com alunos
do 1º, 2º, 3º graus e educação especial.
O papel de destaque que o Logo ocupa na educação na Brasil faz
com que depois seja feito maiores alusões à linguagem Logo e
metodologia de uso do Logo. Por hora é importante mencionar que
o Logo geralmente é apresentado através da Tartaruga (mecânica
ou de tela) que se move no espaço ou na tela como resposta aos
comandos que a criança fornece através do computador. Neste
ambiente de aprendizagem o aprendiz pode explorar conceitos de
diferentes domínios, como matemática, física, etc.,
resolução de problemas, planejamento e programação. A
dificuldade com a utilização de Logo na escola é a
preparação do professor e o fato de Logo não poder ser
utilizado em todas as áreas de conhecimento, pois a minha visão
é que ele desenvolve o raciocínio e a criatividade, mas sempre
na base matemática.
Entretanto, a representação da solução de um problema não
precisa ser necessariamente feita por uma linguagem de
programação. Hoje existem programas onde a linguagem para
representação da solução é bastante específica e voltada
para o tipo de problema sendo abordado. É o caso do Geometric
Supposer. Através desse software o usuário pode construir e
medir figuras geométricas usando para isso termos como
"unir os pontos" de uma figura, "calcular" o
angulo entre duas semi-retas previamente definidas, etc. O
resultado é bastante semelhante ao que o aluno faz com o Logo
gráfico, porém, no caso do Supposer, o domínio e a linguagem
de comunicação com o programa são mais específico.
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1.4.3 Produção de Música
A representação de soluções de problemas no computador pode
ser utilizada em diferentes domínios do conhecimento, inclusive
na música. Segundo esta abordagem, o aprendizado de conceitos
musicais devem ser adquiridos através do "fazer
música", ao invés do aprendizado tradicional onde os
conceitos musicais são adquiridos através da performance de uma
peça musical ou são vistos como pré-requisitos para a
performance da peça musical. Neste contexto temos dois
agravantes: primeiro, o aprendiz deve adquirir habilidades para
manusear um instrumento musical; segundo, deve adquirir os
conceitos e a capacidade para a leitura de uma partitura a fim de
executar a peça musical. A implicação desta abordagem é que a
técnica de manipulação do instrumento passa a ser mais
importante do que a produção ou composição musicais. Isto
pode ser revertido utilizando o computador. Aprender musica
através do "fazer musica" e usar o computador como uma
ferramenta que serve tanto para auxiliar o processo de
composição musical quanto para viabilizar a peça musical
através de sons. Neste caso, o computador elimina a dificuldade
de aquisição de técnicas de manipulação de instrumento
musicais e ajuda o aprendiz a focar a atenção no processo de
composição musical e na aquisição dos conceitos necessários
para atingir este objetivo.
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1.4.4 Programas de Controle de Processo
Os programas de controle de processo oferecem uma ótima
oportunidade para a criança entender processos e como
controlá-los. Um dos melhores exemplos de programas nesta área
é o TERC Labnet, desenvolvido pela Technical Education Research
Centers. Trata-se de uma coleção de programas que permitem a
coleta de dados de experimentos, a análise destes dados e a
representação do fenômeno em diferentes modalidades, como
gráfico e sonoro. A vantagem deste tipo de software é eliminar
certos aspectos tediosos de descrição de fenômenos.
Geralmente, nas situações de laboratório, o aluno deve coletar
uma infinidade de dados que devem ser usados para elaborar um
gráfico, por exemplo. Acontece que nessas situações é muito
comum observar que a elaboração do gráfico passa a ser mais
importante do que o uso do gráfico para compreender o fenômeno.
O fato de termos o computador monitorando o fenômeno, um dos
subprodutos pode ser a coleta de dados por parte do computador e
a representação destes dados em forma gráfica, isto
acontecendo a medida que o fenômeno esta se realizando. Neste
caso, o gráfico é mais um recurso que o aluno dispõe para
entender o que está acontecendo, do que uma representação dos
fatos do fenômeno.
Outro exemplo de uso do computador no controle de processo é o
projeto LEGO-Logo desenvolvido pelo MIT Logo Laboratory.
Utilizando o brinquedo LEGO o aprendiz monta diversos objetos que
são controlados através de um programa escrito em Logo.
Este tipo de atividade envolve, primeiro, a capacidade de
entender cada componente LEGO e como ele pode ser utilizado como
elemento mecânico ou eletrônico de um dispositivo. Segundo, ha
a necessidade de aprender conceitos específicos sobra o
dispositivo sendo construído. Por exemplo, se o aprendiz esta
construindo um veículo, ele tem a oportunidade de manusear
dispositivos que alteram a direção do veículo, engrenagens,
eixos e opera com conceitos de velocidade atrito e deslocamento.
Terceiro, exercitar conceitos de controle de processos, uma vez
que este veículo deve ser controlado pelo computador e, assim
pode ser inserido num contexto onde existe um semáforo, ou
outros veículos, etc. Em síntese, o ambiente LEGO-Logo fornece
ao aprendiz a chance de vivênciar os problemas complexos de um
engenheiro com as vantagens de poder manipular objetos concretos
ao invés de equações no papel, e de poder depurar suas idéias
sem que isto tenha implicações catastróficas do ponto de vista
de segurança, de economia - se o veículo não anda é só
alterar alguns componentes ou alterar o programa sem ter que
modificar a linha de montagem da fábrica.
Os alunos que tem vocação para o "aprendizado através do
fazer" são os que mais se beneficiam deste tipo de
modalidade de uso do computador na educação. O computador como
controlador de processos adiciona outras peculiaridades a
atividade que o aluno desenvolve, permitindo que sejam explorados
aspectos pedagógicos que são impossíveis de serem trabalhados
com o material tradicional, como facilidade de depuração de
processos; ou que não são explorados pelo simples fato de o
aluno estar envolvido com o produto (como o gráfico) e não com
o processo de como os fenômenos acontecem. O computador obriga a
explicitação do processo.
1.4.5 Computador como Comunicador
Uma outra função do computador como ferramenta é a de
transmitir a informação e, portanto, servir como um
comunicador. Assim, os computadores podem ser interligados entre
si formando uma rede de computadores. Isto pode ser conseguido
através de uma fiação ligando fisicamente os computadoras ou
via uma interface (modem) que permite a ligação do computador
ao telefone possibilitando a utilização da rede telefônica
para interligar os computadores. Uma vez os computadores
interligados, é possível enviar mensagens de um para outro
através de software que controla a passagem da informação
entre os computadores. Este tipo de arranjo cria um verdadeiro
correio eletrônico mais conhecido como electronic mail ou email.
Um outro uso das redes de computadores é a consulta a banco de
dados, ou mesmo a construção compartilhada de um banco de
dados. Um número de pessoas que compartilham de um mesmo
interesse pode trocar informações sobre um determinado assunto,
criando uma base de dados.
As possibilidades da comunicação via rede de computadores está
sendo explorada por diversos grupos, como a National Geographic
que está desenvolvendo desde 1993 programas educacionais
envolvendo alunos de todas as partes do mundo. Esses alunos
coletam e disseminam, via rede, dados sobre a água, o tipo de
chuva, a fauna, a flora da região em que vivem. Esses dados são
acumulados, analisados por especialistas no assunto, e novamente
compartilhados por todos os alunos envolvidos no estudo. A visão
planetária e a sensibilização para os aspectos ecológicos
estão sendo conseguidas pelo fato de o aluno estar participando
do processos de fazer ciência e trabalhando com especialistas da
área.
Um outro uso do computador como comunicador é o de complementar
certas funções do nosso sentido facilitando o processo de
acesso ou de fornecimento da informação. Isto é especialmente
interessante quando o computador é usado por indivíduos
deficientes. Por exemplo, os portadores de deficiência física
que não dispõem de coordenação motora suficiente para
comandar o teclado do computador podem usá-lo, através de
dispositivos especialmente projetados, para captar os movimentos
que ainda podem ser reproduzidos, como movimento da cabeça, dos
lábios da pálpebra dos olhos, e com isto permitir que estas
pessoas transmitam um sinal para o computador. Este sinal pode
ser interpretado por um programa e assumir um significado, uma
informação, que levará o computador a executar algo, como usar
um processador de texto, um controlador de objetos etc., ate
mesmo para "falar".
Os dispositivos para receber ou emitir um sinal para o computador
podem ser os mais variados: desde um simples interruptor ate um
leitor óptico ou de relevo; ou ainda um sintetizador de voz. A
combinação destes dispositivos tem permitido que a escrita
convencional seja convertida em braille ou em algo falado, ou que
uma mensagem falada seja impressa em Braille. As possibilidades
são inúmeras e o limite está práticamente na nossa capacidade
de imaginação e criatividade. Com o avanço da tecnologia de
computadores é difícil de imaginar alguém que ainda se
mantenha incomunicável ou que não se beneficie dos processos
educacionais por falta de capacidade de comunicação.
As possibilidades de uso do computador como ferramenta
educacional estão crescendo e os limites dessa expansão são
desconhecidos. Cada dia surgem novas maneiras de usar o
computador como um recurso para enriquecer e favorecer o processo
de aprendizagem. Isso nos mostra que é possível alterar o
paradigma educacional; hoje, centrado no ensino, para algo que
seja centrado na aprendizagem (aprendizagem no meu entender, é
incorporar novos conhecimentos, contruindo-o passo a passo). Esse
tem sido o enfoque da metodologia Logo.
1.5 A Metodologia Logo de
Ensino-Aprendizagem
Logo é uma linguagem de programação que foi desenvolvida no
Massachusetts Institute of Technology (MIT), Boston, E.U.A., pelo
Professor Seymour Papert [Papert85]. Como linguagem de
programação o Logo serve para nos comunicarmos com o
computador. Entretanto, ela apresenta características
especialmente elaboradas para implementar uma metodologia de
ensino baseada no computador (metodologia Logo) e para explorar
aspectos do processo de aprendizagem. Assim, o Logo tem duas
raízes: uma computacional e a outra pedagógica. Do ponto de
vista computacional, as características do Logo que contribuem
para que ele seja uma linguagem de programação de fácil
assimilação são: exploração de atividades espaciais, fácil
terminologia e capacidade de criar novos termos ou procedimentos.
Observamos, dos últimos anos, que LOGO é o objeto predileto nas
discussões em congressos e o software mais usado nas escolas. A
utilização desta linguagem de programação prometia (e parece
continuar prometendo uma grande reformulação no sistema
educacional através de mudanças estruturais no processo de
aprendizagem.
Do ponto de vista de seu criador, Seymour Papert, a linguagem
LOGO foi desenvolvida segundo a visão piagetiana de construção
do conhecimento e seu uso enfatiza, em termos de desenvolvimento
intelectual, a importância do estimulo ao pensamento procedural
e do formalismo requerido pelas linguagens de programação.
Além disso, programar implica ensinar o computador a resolver ·
problemas específicos. Verificamos, no entanto, que a larga
disseminação de LOGO ocorre nas escolas particulares e tal
disseminação deve-se, via de regra, não à sua proposta
potencialmente promissora, mas a relativa facilidade de sua
introdução extra-curricularmente. "Ensinar" o aluno a
programar com LOGO é, financeiramente, um investimento barato:
contrata-se um "professor de LOGO", e os alunos passam
a dispor de duas horas semanais para exercerem a liberdade de
aprender. Findas estas duas horas, voltam para suas salas de aula
para aprenderem Matemática, Português, História, Geografia,
etc. Ironias a parte, a aparente incoerência e que muitas
escolas particulares com métodos de ensino tradicionais adotam
LOGO, como atividade extra-classe. Dessa forma, a liberdade do
aluno, sua autonomia na construção e aquisição do
conhecimento e o desenvolvimento cognitivo prometido pelo uso de
LOGO perdem-se em uma lamentável e quase geral má utilização.
É verdade que não podemos desconsiderar alguns trabalhos
sérios com LOGO. Entretanto, mesmo arrefecida a febre de LOGO,
ainda persiste uma certa mística em torno de seu uso,
especialmente para as primeiras séries do 1º grau, Por outro
lado, se não usarmos LOGO, o que usar? A pequena disponibilidade
de tutorial e exercício-e-prática e a inexistência de
simulações e jogos educativos de boa qualidade parecem
sinalizar para a falta de demanda, por parte do sistema
educacional.
Uma pergunta é muito importante.
v Qual é a repercussão, em termos de disseminação da
tecnologia da informática nas escolas, em face a um quadro de
quase ausência de software educacional?
Resposta :Parece-nos que nenhuma no momento, apesar de ser este o
caminho a ser seguido em um futuro próximo.
v Quais transformações educacionais poderiam ser viabilizadas,
apoiadas em produtos de software do tipo tutorial e
exercício-e-prática (Sistemas não Inteligentes)?
Resposta : Os pressupostos educacionais subjacentes a estes
produtos são, com freqüência, comportamentalistas. Ou seja,
tais programas seguem os moldes das tão conhecidas instruções
programadas de Skinner, prevendo: pequenas seqüências de
conteúdos, interligadas e rígidas, feedback imediato, a cada
acerto ou erro, remediação no caso de erros e reforço de
aprendizagem, a cada passo, através de exercícios ou exemplos e
um modelo de aprendizagem onde se enfatiza a retenção da
informação, mediante práticas repetidas e de diferentes
níveis de dificuldade.
Dado o conservadorismo da nossa escola, que ainda utiliza uma
concepção comportamentalista de ensino, acreditamos que a falta
de procura por este tipo de software deve-se a seu alto custo de
produção e a quase inexistência, no país, de sistemas e/ou
linguagens de autoria que facilitariam o desenvolvimento de
tutorial e exercício-e-prática.
Existem algumas perguntas que sempre nos ocorre, do tipo:
v Afinal, para que os pais de alunos de escolas particulares
querem computadores nas escolas de seus filhos?
v LOGO, nas primeiras séries do 1º grau, visando a ensinar as
crianças a pensar? Pode ser. E nas séries restantes do 1º grau
e no 2º grau ?
Talvez estes pais não queiram o computador como um recurso
pedagógico. Acho, e estou cada vez mais convencido de que os
pais querem é alguma coisa na linha de uma alfabetização em
informática.
Qual seria o beneficio educacional, se é que existe dos cursos
de alfabetização em informática dados nas escolas
particulares?
Não sou própriamente um avaliador, mas creio que os pais estão
muito satisfeitos, quando pagam cursos extracurriculares,
ministrados por profissionais da área de informática, de DOS,
Windows, editor de texto, banco de dados, planilha eletrónica e
outros mais, na premissa de que estão preparando seus filhos
para um futuro informatizado, onde saber usar computador é tão
importante, por exemplo, como dominar um idioma.
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1.5.1 O Aspecto Computacional do Logo
A exploração de atividades espaciais tem sido a porta de
entrada do Logo. Estas atividades permitem o contato quase que
imediato do aprendiz com o computador. Estas atividades espaciais
facilitam muito a compreensão da filosofia pedagógica do Logo
por parte dos especialistas em computação. Por outro lado, elas
fazem com que os aspectos computacionais da linguagem de
programação Logo sejam acessíveis aos especialistas em
educação. Assim, o aspecto espacial será usado neste artigo
com a finalidade de apresentarmos a filosofia Logo. Entretanto,
é importante lembrar que o Logo, como linguagem de
programação, tem outras características mais avançadas, como
já foi mencionado.
Os conceitos espaciais são utilizados em atividades para
comandar uma Tartaruga que se move no chão (tartaruga de solo)
ou na tela do computador em atividades gráficas. Isto se deve ao
fato dessas atividades envolverem conceitos espaciais que são
adquiridos nos primórdios da nossa infância, quando começamos
a engatinhar. Entretanto, estes conceitos permanecem a nível
intuitivo. No processo de comandar a Tartaruga para ir de um
ponto a outro, estes conceitos devem ser explicitados. Isto
fornece as condições para o desenvolvimento de conceitos
espaciais, numéricos, geométricos, uma vez que a criança pode
exercitá-los, depurá-los, e utilizá-los em diferentes
situações.
Os termos da linguagem Logo, ou seja, os comandos do Logo, que a
criança usa para comandar a Tartaruga (tanto a de solo como a de
tela) são termos que a criança usa no seu dia-a-dia. Por
exemplo, para comandar a Tartaruga para se deslocar para frente o
comando é parafrente. Assim, parafrente 50 desloca a Tartaruga
para frente 50 passos do ponto em que ela estava inicialmente,
como mostra a figura 1. Se após esse deslocamento comandarmos a
Tartaruga para girar para a direita 90 graus o comando é
paradireita 90, produzindo o efeito mostrado na figura 2.
figura 1 figura 2
Os comandos que movimentam a Tartaruga podem sor utilizados numa
série de atividades que a criança pode realizar. Por exemplo,
explorar o tamanho da tela ou realizar uma atividade simples,
como o desenho de figuras geométricas.
Uma outra característica importante da linguagem Logo é o fato
dela ser uma linguagem procedural. Isto significa que é
extremamente fácil criar novos termos ou procedimentos em Logo.
Assim, para programarmos o computador para fazer um triângulo, a
metáfora que usamos com as crianças é a da "ensinar a
Tartaruga" a fazer um triângulo. Para tanto, usamos o
comando aprenda e fornecemos um nome ao conjunto de comandos que
produz o triângulo. Este nome pode ser qualquer nome, por
exemplo, triângulo, tri, maria, etc. Assim ,
aprenda tri
parafrente 50
paradireita 120
parafrente 50
paradireita 120
parafrente 50
fim
define o que é um tri. Uma vez que esta definição é
terminada, computador nos indica que "aprendeu" tri.
Agora, se digitarmos tri, o computador produz o triângulo. E
assim, podemos usar o comando tri como um outro comando do Logo.
aprenda flor
repita 3 [tri]
fim
Produz um catavento ou uma flor
figura 3
A medida que a criança explora os comandos do Logo ela, começa
a ter idéias de projetos para, serem desenvolvidos na tela. Ela
pode propor fazer o desenho de uma casa, de um vaso, etc. Neste
instante a metodologia Logo de ensino-aprendizagem começa a se
materializar.
Além dos comandos de manipulação da Tartaruga, a linguagem
Logo dispõe também de comandos que permitem a manipulação de
palavras e listas (um conjunto de palavras). Com estes comandos
é possível "ensinar" a Tartaruga a produzir uma frase
da Língua Portuguesa, usar os conceitos de concordância verbal,
criar poemas e, mesmo, integrar a parte gráfica com a
manipulação de palavras para produzir estórias onde os
personagens são animadas, um verdadeiro teatro, com as
narrativas, cenários, etc. ou, ainda, explorar conceitos de
Ciências, Física, Química e Biologia [Valente89],
Os domínios de aplicação do Logo estão em permanente
desenvolvimento, como a objetivo de atrair um maior número de
usuários e motivar os alunos a usarem o computador para
elaborarem as mais diferentes atividades. Entretanto, o objetivo
não deve ser centrado no produto que o aluno desenvolve, mas na
filosofia de uso do computador e como ele esta facilitando a
assimilação de conceitos que permeiam as diversas atividades.
Portanto, é o processo de ensino-aprendizagem é o cerne do Logo
e é este que deve ser discutido e explicitado.
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1.5.2 O Aspecto Pedagógico do Logo
O aspecto pedagógico do Logo esta fundamentado no construtivismo
piagetiano. Piaget mostrou que, desde os primeiros anos da vida,
a criança já tem mecanismos de aprendizagem que ela desenvolve
sem ter freqüentado a escola. A criança aprende diversos
conceitos matemáticos par exemplo: a idéia de que em um copo
alto e estreito pode ser colocado a mesma quantidade de líquido
que existe em um copo mais gordo e mais baixo. Essa idéia ela
aprende utilizando copos de diferentes tamanhos. E com isso ela
desenvolve o conceito de volume sem ser explicitamente ensinada.
Assim, Piaget conclui que a criança desenvolve a sua capacidade
intelectual interagindo com objetos do ambiente onde ela vive e
utilizando o seu mecanismo de aprendizagem. Isto acontece sem que
a criança seja explicitamente ensinada. E claro que outros
conceitos também podem ser adquiridos através do mesmo
processo.
É justamente este aspecto do processo de aprendizagem que o Logo
pretende resgatar: um ambiente de aprendizado onde o conhecimento
não é passado para a criança, mas onde a criança interagindo
com os objetos desse ambiente, possa desenvolver outros
conceitos, por exemplo, conceitos geométricos. Assim, do ponto
de vista pedagógico existem diversos aspectos na metodologia
Logo que devem ser enfatizados.
Primeiro, o controle do processo de aprendizagem está nas mãos
do aprendiz e não nas mãos do professor. Isto porque a criança
tem a chance de explorar o objeto "computador" da sua
maneira e não de uma maneira já preestabelecida pelo professor.
É a criança que propõe os problemas ou projetos a serem
desenvolvidos através do Logo. Estes são projetos que a
criança está interessada em resolver. É claro que o professor
tem um papel importante a desempenhar. Por exemplo, propor
mudanças no projeto para ajustá-lo ao nível da criança,
fornecer novas informações, explorar e elaborar os conteúdos
embutidos nas atividades, etc. E tudo isso sem destruir o
interesse e a motivação do aprendiz.
Segundo, propicia a criança a chance de aprender fazendo, ou
seja, "ensinando a Tartaruga" a resolver um problema. O
fato do aprendiz ter que expressar a resolução do problema
segundo a linguagem de programação, faz com que o programa seja
uma descrição formal e precisa desta resolução. E esse
programa pode ser verificado através da sua execução; o
resultado da execução permite ao aluno comparar as suas idéias
originais com o produto do programa e assim, ele pode analisar
suas idéias e os conceitos aplicados. Finalmente, se existe algo
errado, o aluno pode depurar o programa e identificar a origem do
erro.
A situação de erro mais interessante do ponto de vista do
aprendizado é o erro conceitual. O programa que a criança
define pode ser visto como uma descrição do seu processo de
pensamento. Isto significa que existe uma proposta de solução
do problema em nível de idéia, e uma descrição desta idéia
em nível de programa. Isto permite a comparação da intenção
com a atual implementação da resolução do problema no
computador. Se o programa não produz o esperado, significa que
ele está conceitualmente errado. A análise do erro e sua
correção constitui uma grande oportunidade para a criança
entender o conceito envolvido na resolução do problema em
questão. Portanto, no Logo, o erro deixa de ser uma arma de
punição e passa a ser uma situação que nos leva a entender
melhor nossas ações e conceitualizações. É assim que a
criança aprende uma série de conceitos antes de entrar na
escola. Ela é livre para explorar e os erros são usados para
depurar os conceitos e não para se tornarem a arma do professor.
A atividade Logo, portanto, torna explícito o processo de
aprender de modo que é possível refletir sobre o mesmo a fim de
compreendê-lo. Tanto a representação da solução do problema
quanto a sua depuração são muito difíceis de serem
conseguidas através dos meios tradicionais de ensino e,
portanto, estão omitidos do processo de ensino. Assim, o uso do
Logo pode resgatar a aprendizagem construtivista tentar provocar
uma mudança profunda na abordagem do trabalho nas escolas. Uma
mudança que coloca a ênfase na aprendizagem ao invés de
colocar no ensino; na construção do conhecimento e não na
instrução. A metodologia Logo de ensino-aprendizagem tem sido
utilizada numa ampla gama de atividades em diferentes áreas do
conhecimento e com diferentes populações de crianças. Assim,
temos utilizado Logo com crianças que não conhecem letras,
palavras, ou números ---, e portanto, a atividade Logo passa a
fazer parte do processo de alfabetização. Temos visto que é
possível utilizar Logo para implementar jogos e desenvolver
atividades[Valente91] na área de Matemática, Física, Biologia
e Português do 1º e 2º graus[Valente88].
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2. AIS - Sistema Tutorial Inteligente
Este é o ponto hoje principal do uso do computador na
educação, inclusive nesta derradeira década, vamos começar
fazendo uma espécie de anatomia de um ITS.
Vejamos algo sobre desenvolvimento do sistema tutorial para
educação nesta derradeira década. Para começar, revendo as
idéias fundamentais que apoiam estes sistemas e ilustrando-os
com referências para tutores já existentes. Veremos muitas
coisas que nos são familiar, ela aponta os estágios para uma
discussão de sucessos e falhas.
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2.1 Anatomia de um Inteligente Tutorial
Sistema
A primeiro aplicação de IA para educação tem sido para
construir sistemas tutoriais inteligente (ITS).
ITS é a grande tendência atualmente em educação para
desenvolver o método de instrução e aprendizagem 'ideal', por
ser o método individual para o ser humano, interação aluno X
tutor. Para pesquisas em IA esse método de ensino seria o ideal
para atingir o objetivo que é a individualização no ensino.
Exercício e prática versão de um tutorial que é relativamente
bem entendido meios de desenvolver conhecimento. Este método de
aprendizagem e ensino é bem aceito pela comunidade educacional e
por nossa cultura como o integral. E ele tem atingido pleno
popularidade por vantajoso razão. Um a um, este tutorial permite
ocorrer uma aprendizagem bem individualizada, e resultado dos
rendimentos mais vantajoso que outro métodos de ensino
[Bloom84). Se bem que muitos métodos tem sido examinados, nenhum
outro tem resultado segurança quanto ao rendimento e
aperfeiçoamento em estudantes. As falhas atribuídas ao
resultado de outros métodos de ensino e aprendizagem podem
estar, em parte, em função de técnicas insuficiente para a
recente evolução da aprendizagem e como nós a elaboramos .
Entretanto, dentro da solução de problemas ele é claramente ,
o tutorial um a um, a "regra de ouro" de aprendizagem.
Embora ele diverge em uma variedade de meios, a maior parte tem
uma característica estrutural.
Falemos sobre um genérico ITS. Superficialmente, ele teve uma
pequena mudança desde o sistema CAI que o precedeu. Em geral,
ambos são caracterizado por um filosofia comum, essa inclui
importante controle do tutor, e pequenas respostas no formato de
lição. Na maioria dos sistemas CAI e ITS os estudantes aprendem
por ação uma série de relativas breve questões. Em ambos
casos o sistema faz o papel exclusivo de ser hábil na tarefa,
controlando as escolhas de tarefas ou problemas, enquanto o
estudante é responsável pelas respostas ao sistema. O sistema
além disso faz o papel de crítico, e na maioria dos ITS o
sistema decide em que ponto o estudante mais precisa de um
feedback ai o sistema toma a decisão de fornece-lo. A grande
diferenças entre os sistemas ITS e antes CAI se refletem nas
diferenças em métodos de ensino e nas filosofias de
aprendizagem. Preferivelmente, elas refletem engenharia e
psicologia avançadas a qual permite o tutor ITS criar uma base
da ciência. Diferente do sistema CAI, o ITS representa algo de
sabedoria e raciocínio de um bom tutor humano no Um a Um, e
consequentemente deixam o instrutor em um melhor e mais detalhado
caminho que o sistema CAI.
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2.2 Introdução e Observações
Tecnologias do computador são mudanças na prática dentre
pesquisa e objetivo, e -- bastante vagarosa -- o conteúdo e
exercício da educação são início para acompanhar este
processo. Este papel vem sendo muito discutido em artificial
inteligência (IA) e está contribuindo para uma nova era da
educação e aprendizagem. A marca da IA nas aplicações em
educação tem sido o esforço explícito para representar
algumas habilidades, raciocínio e conhecimento de profissionais
hábeis em áreas de conhecimento (expert model), e usar estes
"expert model" para ensinamento e aprendizagem.
Observamos a evidência na cultura em que essa informação
tecnológicas são orientações para sólido aperfeiçoamento em
produtividade através de atividades de rotina automática. Do
mesmo modo, isto parece que se nós conseguirmos, por fim,
transferir a habilidade do professor para o computador nós
poderemos delegar alguns ensinamentos para máquinas e assim
melhorar os resultados educacionais. Entretanto, este avanço
teórico não se reflete totalmente na prática.
O principal para alcançar esta meta‚ é rever a tendência
no passado e presente nas aplicações de IA em educação, e
para projetar a partir dos sucesso e falhas daquelas aplicações
para possíveis futuras aplicações. Discussão‚ limitado
para duas grande aplicações de IA em educação: ITS e
microworlds (micromundos). Um objetivo seria comparar estes dois
pontos primeiramente em termos de seus métodos de aprendizagem e
ensinamento -- os procedimentos, princípios, e técnicas usadas
para facilitar aprendizagem -- e seus resultados na resultados ou
objetivos para aprendizagem -- o tipo específico de conhecimento
e aprendizagem se eles ajudam o estudantes a adquirir, ou
experimentar e até ajuda-os a alcançar.
O centro de um ITS é um expert system. O expert system deve
embutir suficiente conhecimento de um determinado tópico de uma
área para fornecer resposta "ideal" para questões,
corrigir não somente no resultado final mas em cada um dos
menores passos do raciocínio passo. O expert system assim
permite o ITS demonstrar um modelo correto na direção de
resolver o problema. Freqüentemente, como o tutor humano, ele
deixa o aprendiz produzir muitas caminhos de respostas diferente
ou meta estruturas. Os elementos estruturais desse expert system
podem gerar a modelagem de um hábil raciocínio também permitir
ao ITS condições para explicar seus raciocínio de detalhados
níveis. Por exemplo, se o estudante precisa uma explicação de
motivo ou como um determinado ITS fez um passo em resolver uma
equação, o sistema poderia primeiro dizer que ele deveria ter
usado uma determinada regra. Se o estudante solicitar mais
justificativa, ele poderia elaborar e descrever os termos que
estavam na regra e mostrar os passos que seguido iriam a
solução.
ITS instrutor no papel de expert model na solução de problema.
Em particular, eles deixam o estudante resolverem um problema e
deixam decidir se cada passo está correto. Assim, enquanto temos
no sistema CAI a preocupação na unidade atômica, em ITS a
preocupação básica é o raciocínio individual em dar passos
na aprendizagem. Para suportar este instrutor detalhado, ITS
freqüentemente criam e atualizam o modelo do aluno
[Anderson85/1] [London82] [Sleeman81] . O modelo do aluno reflete
a correta ordem de resolução de um problema, o ITS verifica o
conhecimento do estudante -- Mas, a maioria dos estudantes são
não ideal. O ITS examinam cada passo do estudante ‚
"raciocinando" como ele ou ela resolveram o problema.
Quando o estudante comete um erro, o ITS determina um
diagnóstico para o problema -- possivelmente atualizando o
modelo do estudante -- além disso esforça-se para informar
detalhadamente de como o expert system iria passo a passo
resolver o problema. Este método é o de repetir através de
cada passo a evolução de uma completa solução para o
problema.
Uma pequena parte do ITS deve receber sempre o componente
pedagógico, o que hoje ainda nos sistemas que estão por ai e
são usados em educação quase nada tem de pedagógico. Enquanto
o expert system contém regras e sabedoria nessa capacidade do
componente pedagógico‚ este componente pedagógico é
importantíssimo para conter regras a tal ponto que seja expert a
cerca dele mesmo -- por exemplo quando deverá interromper o
estudante e que classe de informação deverá para providenciar
para ele. Mas, como nós poderíamos elaborar isto ?. Isto nos
leva a inserir no ITS também algo como um expert pedagogo.
Os micromundos são sistemas informatizados, onde o aluno deve
explorar um domínio com um mínimo de ajuda do sistema,
combinado às primitivas de uma linguagem (exemplo: LOGO). O
objetivo deste ambiente é ambicioso, afirma Mendelsohn (1990),
pois o aluno aprende a aprender utilizando o ambiente para
espelhar seus conhecimentos e construir novos objetos. A
concepção destes sistemas é similar à concepção de uma
linguagem de programação, sendo do tipo construtivista.
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2.3 Sucessos do Sistema Tutorial Inteligente
A maior parte deles são usados em uma baixa escala, e somente
uma minoria tem sido testados extensamente. Desses, apenas um
punhado confirmam que funcionam para melhorar o resultado do
estudantes em na sala de aula usando testes normalizados. Sucesso
eles tem sido, principalmente restringidos para as áreas de
matemática e ciência, onde eles ‚ nestas duas áreas são
facilmente aplicados em fazer medições, melhorando o resultado
da aprendizagem e aperfeiçoamento. Talvez os mais perfeitamente
testados são Anderson‚ Geometria e Lisp tutores
[Anderson85] [ Anderson86] [Schofield90] [Rhodes90]. Anderson.
SHERLOCK, o tutor para diagnóstico eletrônico, tem resultados
de bom desempenho e aperfeiçoamento (Lesgold93].
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3. Conclusões
Os computadores estão propiciando uma verdadeira revolução no
processo de ensino-aprendizagem. Uma razão mais obvia advém dos
diferentes tipos de abordagens de ensino que podem ser realizados
através do computador, devido aos inúmeros programas
desenvolvidos para auxiliar o processo de ensino-aprendizagem.
Entretanto, a maior contribuição do computador como meio
educacional advém do fato do seu uso ter provocado o
questionamento dos métodos e processos de ensino utilizados.
Quando o computador, através de um tutorial, possibilita a
passagem de informação nos mesmos moldes que um professor
realiza em sala de aula, este professor pode se tornar totalmente
substituível. Claro que isto não aconteceu e não deverá
acontecer em um futuro muito próximo. Primeiro, porque o
questionamento do papel do professor possibilitou entender que
ele pode exercer outras funções além de repassador do
conhecimento, como facilitador do aprendizado, algo que os
computadores ainda não podem fazer.
Segundo, o repasse do conhecimento, como acontece hoje na sala de
aula, não acontece de maneira semelhante e constante para todos
os alunos. Esta flexibilidade ainda não é norma dos sistemas de
ensino baseados no computador. Por mais sofisticado que ele seja,
- por mais conhecimento sobre um determinado domínio que ele
possua, por melhor que ele seja capaz de modelar a capacidade do
aprendiz - o computador ainda não é capaz de adequar a sua
atuação de maneira que a intervenção no processo de
ensino-aprendizagem seja totalmente individualizada.
Terceiro, os recursos audiovisuais e a perfeição metodológica
com que o conhecimento pode ser repassado pelo computador, não
garantem que esta metodologia de ensino seja a maneira mais
eficiente para promover aprendizagem. Alguns aprendizes se
adaptam a estas abordagens, enquanto outros preferem o
aprendizado através da descoberta e do "fazer".
Portanto, é necessário levar em conta o estilo de aprendizado
de cada aprendiz e não simplesmente generalizar o método de
ensino usado.
Estes argumentos tem sido usados para fortalecer o uso do
computador como ferramenta ao invés de "máquina de
ensinar". Como ferramenta ele pode ser adaptado aos
diferentes estilos de aprendizado, aos diferentes níveis de
capacidade e interesse intelectual, as diferentes situações de
ensino-aprendizagem, inclusive dando margem a criação de novas
abordagens. Entretanto, o uso do computador como ferramenta é a
que provoca maiores e mais profundas mudanças no processo de
ensino vigente, como a flexibilidade dos pré-requisitos e do
currículo, a transferencia do controle do processo de ensino do
professor para o aprendiz é a relevância dos estilos de
aprendizado ao invés da generalização dos métodos de ensino.
Estas questões só podem ser contornadas a medida que o uso do
computador se dissemine e coloque em xeque os atuais processos de
ensino. Talvez esta esteja sendo a maior contribuição do
computador na educação.
Um outro argumento a favor das ferramentas é a custo de
produção de programas do tipo CAI. Estes programas, em geral,
são bastante complicados para serem desenvolvidos. Requerem uma
equipe muito boa de pedagogos, de bons programadores e pessoas de
arte capazes de dar um acabamento estético necessária ao
software. Esta equipe, muitas vezes, deve trabalhar meses e ate
anos para desenvolver um bom software. Isto tudo, para cobrir um
tópico muito especifico do currículo. Portanto, um software que
leva meses ou anos para ser produzido, é consumido em minutos ou
horas de uso.
A viabilização de um projeto de desenvolvimento de software
educacional somente faz sentido se houver um mercado muito
grande. Por exemplo nos Estados Unidos da América, o consumo
destes programas é muito grande. Dai a produção e a enorme
diversidade destes programas, que são produzidos pelas
principais editoras de livro texto. Estas editoras perceberam que
ao invés do livro didático convencional, o livro texto futuro
pode ser um disquete onde estão armazenados os programas que
ensinam. Claro que interessa a eles que as coisas na educação
não mudem muito. Passar do livro texto para o disquete não
implica em mudança nenhuma - não muda a escola, não muda a
mentalidade quem produz o material didático para a escola, e
não muda a mentalidade de quem os usa: professor e aluno. Se a
indústria de produção destes programas conseguir criar demanda
e manter a diversidade de programas, ela continuara existindo
como subsistiu produzindo livros.
Entretanto, numa sociedade mais pobre, onde não existe nem a
produção de livro texto, a produção de software educacional
é ainda mais cara. Os profissionais da área são em número
menor, dificultando e encarecendo a manutenção da equipe. O
software produzido ~ compartilhado por um pequeno número de
usuários. As escolas particulares que enveredaram pela
utilização e produção de software montaram uma verdadeira
software house, sendo que o produto serve somente aquela escola e
não é comercializado no mercado. Portanto, o custo desta
solução é muito alto Já, uma solução mais barata, como a
copia e adaptação de programas já existentes, nem sempre é a
mais interessante pelo fato de os programas educacionais serem
muito específicos a uma cultura ou a um sistema educacional para
o qual ele foi desenvolvido.
Estas dificuldades de ordem econômica das sociedades de menor
consumo tem contribuído para que a introdução de computadores
na educação seja feita através do uso de ferramentas. A
ferramenta é comprada uma única vez. Seu uso é mais extenso e
atende a uma ampla gama de domínios do conhecimento, de
disciplinas, de diversidade de interesse e de capacidade dos
alunos. Assim, a implantação do computador via ferramenta é
mais viável e é o que esta acontecendo nos países com menos
recursos financeiros. Por exemplo, é mais comum encontrarmos uma
escola usando o Logo no Brasil, do que o CAI.
Portanto, a existência de diferentes modalidade de uso do
computador na educação tem o objetivo de atender diferentes
interesses educacionais e econômicos. A coexistência destas
modalidades é salutar e a decisão por uma outra modalidade deve
levar em consideração a diversidade de variáveis que atuam no
processo de ensino-aprendizagem. Se isto for feito, o computador
poderá ser um importante aliado desse processo. E é o que a
sociedade espera em um futuro não muito remoto.
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