um olhar sobre teorias cognitivas: promovendo o aprendizado de

UM OLHAR SOBRE TEORIAS COGNITIVAS: PROMOVENDO O
APRENDIZADO DE LÓGICA E PROGRAMAÇÃO
Débora Paola Rodríguez Tassano 1 - IFSul-Pelotas
Glaucius Décio Duarte2 - IFSul-Pelotas
Grupo de Trabalho - Didática: Teorias, Metodologias e Práticas
Agência Financiadora: não contou com financiamento
Resumo
Hoje, o mercado de trabalho exige pessoas capacitadas na solução de problemas. Então, tornase imperioso o uso de um pensamento lógico. Esta pesquisa busca estudar alguns motivos
pelos quais os professores de lógica e programação sentem dificuldades em repassar os
conteúdos aos alunos. É importante salientar, que este trabalho está ancorado em uma
pesquisa qualitativa, com metodologia de análise de conteúdo. Assim, buscou-se um
embasamento teórico em alguns dos principais estudos de Jean Piaget, relativos ao
desenvolvimento da inteligência humana, mais especificamente a abstração reflexionante, e,
também, de David Ausubel, responsável pelo desenvolvimento da teoria que introduz o
conceito de conhecimentos subsunçores, conhecida como teoria da aprendizagem
significativa. Além disso, realizou-se um estudo sobre a neurociência cognitiva, também
conhecida como neuropsicologia, sendo que esta é uma ramificação da neurociência, a qual
surgiu de uma junção de interesses de estudos na área neural, no século XX. Para concluir, o
foco passa para o estudo do pensamento computacional, como complemento na educação,
aliado às teorias de Piaget, Ausubel e a Neurociência Cognitiva. Assim, este estudo procura
mostrar mecanismos que possibilitem melhorar os níveis de aprendizagem dos alunos, em
cursos técnicos profissionalizantes, no aprendizado de lógica e programação de
computadores. Para isso, torna-se essencial compreender o que conhecemos, hoje, como
pensamento computacional, considerado como uma metodologia voltada para a solução de
problemas utilizando-se do pensamento lógico. Tem-se por objetivo principal, direcionar esta
pesquisa para a descoberta de mecanismos educacionais que possibilitem incorporar o
pensamento computacional nas aulas de lógica e programação de computadores, aliando os
pontos em comum das teorias acima citadas. Apresentam-se, ao final, possibilidades
educativas para exercitar o aluno antes da aula, a fim de tê-lo interagindo de forma mais
eficaz, estimulando, o pensamento lógico.
1
Mestranda em Educação e Tecnologia: Instituto Federal Sul-rio-grandense, Campus Pelotas - Brasil. E-mail:
[email protected].
2
Doutor em Informática na Educação: Programa de Pós-Graduação em Informática na Educação da UFRG.
Professor do Instituto Federal Sul-rio-grandense, Campus Pelotas - Brasil. Coordenador do Grupo de
Pesquisa em Modelagem do Conhecimento (GPMOC). E-mail: [email protected].
ISSN 2176-1396
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Palavras-chave: Pensamento Lógico. Abstração Reflexionante. Aprendizagem Significativa.
Neurociência Cognitiva. Pensamento Computacional.
Introdução
O mercado de trabalho exige, cada vez mais, pessoas capacitadas na solução de
problemas e, para isso, torna-se necessário o uso de um pensamento lógico. Esta pesquisa tem
por objetivo, estudar os principais motivos pelos quais os professores de lógica e programação
sentem dificuldades em repassar os conteúdos previstos aos seus alunos. Assim, buscou-se um
embasamento teórico na abstração reflexionante, de Jean Piaget, a qual se sustenta, tanto
sobre estruturas que permitem ao sujeito captar um determinado conteúdo como sobre as
atividades cognitivas do sujeito para extrair novos caracteres e utilizá-los para outras
finalidades. Por sua vez, a teoria da aprendizagem significativa, de David Ausubel, sugere que
o material didático deve tornar-se significativo para o aluno.
De outra forma, a neurociência cognitiva tem por base investigar e entender o processo
de ensino e aprendizagem, como este se dá, e quais mecanismos neurofisiológicos favorecem
este processo. Assim, com base nesses olhares, este estudo busca mostrar mecanismos que
possibilitem melhorar os níveis de aprendizagem dos alunos, em cursos técnicos
profissionalizantes, no aprendizado de lógica e programação de computadores. Para isso,
torna-se imperioso compreender o que conhecemos, hoje, como pensamento computacional,
considerado como uma metodologia voltada para a solução de problemas utilizando-se do
pensamento lógico.
Por outro lado, com o avanço atual da tecnologia, torna-se cada vez mais necessário o
desenvolvimento cerebral para o entendimento do funcionamento do mundo contemporâneo.
As aulas presenciais apresentam, como principal desafio, vencer a gama tecnológica que as
cerca, como as redes sociais, os jogos interativos e afins. Para tornar as disciplinas mais
interessantes e motivadoras, aos alunos da atualidade, é necessário inovar, inventar ou
reinventar, já que estão acostumados com um crescimento tecnológico constante.
Tem-se por objetivo principal, direcionar esta pesquisa para a descoberta de
mecanismos educacionais que possibilitem incorporar o pensamento computacional nas aulas
de lógica e programação de computadores, aliando os pontos em comum das teorias acima
citadas. É necessário, então, que o aluno esteja com sua mente voltada para o pensamento
computacional e, neste trabalho, apresentamos possibilidades educativas para exercitar o
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aluno antes da aula, a fim de tê-lo interagindo de forma mais eficaz, estimulando assim, o
pensamento lógico para a solução dos problemas propostos.
Desenvolvimento
Inicialmente, realizou-se um levantamento, em turmas do Curso Técnico em
Eletrônica do IFSul, Campus Pelotas, comprovando o baixo rendimento dos alunos na área de
programação, este sendo recorrente na disciplina analisada.
Comprovada a dificuldade dos alunos nessa área, esta pesquisa ancorou-se, num
primeiro momento, na teoria da abstração reflexionante (PIAGET, 1971) e na teoria da
aprendizagem significativa (AUSUBEL, 1968). Esta última inclui a necessidade de
compreensão dos conceitos subsunçores, isto é, os conceitos existentes a priori na bagagem
cognitiva do indivíduo. A seguir, incorporaram-se estudos proporcionados pela neurociência
cognitiva (HINTERHOLZ, 2014).
Abstração Reflexionante
A princípio, Piaget (1953, 1971) e Piaget e Inhelder (1958) afirmam que existem dois
tipos de abstração, a empírica, apoiada sobre os objetos e a reflexionante, apoiada sobre as
ações ou operações do sujeito. Enquanto a abstração empírica fornece os dados, a abstração
reflexionante é estruturante e sempre composta de dois componentes inseparáveis: o
reflexionamento e a reflexão. O reflexionamento é a projeção em um nível superior daquilo
que foi extraído de um nível inferior. A reflexão é o ato de reconstrução e reorganização do
nível superior, que foi extraído do nível inferior. Para que isso ocorra, é necessário utilizar os
conhecimentos prévios do aluno, para que haja reflexionamento.
Segundo Nogueira e Pavanello (2008, p. 129), as hipóteses, elementos ou condições
envolvidos nas atividades exploratórias devem ser modificados ou ampliados de maneira a
provocar o necessário desequilíbrio que desafie o aluno a refletir sobre o conhecimento
elaborado, projetando-o para um patamar superior.
Nesse momento há cognição, que é a função da inteligência ao adquirir conhecimento.
Nessa definição, Matlin (2004, p.9), nos traz que se pode representar um processo cognitivo
por informações que passam por etapas, semelhante ao processamento de um programa de
computador, por exemplo. Dessa forma, o cérebro para chegar a determinada conclusão ou
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resposta, passaria por vários subprocessos de maneira lógica (se x então y senão z fimse),
como acontece nos algoritmos de programação. Após, deve ser reorganizado para adquirir seu
caráter geral, ou seja, realizar a reflexão. Piaget denomina a consciência do conhecimento de
abstração refletida, que é a reflexão sobre a reflexão. Também, pode-se dizer que é a
capacidade de expressar de maneira estrita, oral ou pictórica, os conhecimentos construídos.
Aprendizagem Significativa
Para que seja possível viabilizar o processo de aquisição de conhecimento é
importante auxiliar o aluno nas atividades de seleção, integração, armazenamento e
recuperação da informação. Então, ao apresentar um novo conteúdo, é necessário reduzir a
carga cognitiva que o mesmo gasta para a aquisição de novos conceitos e liberar mais
“espaço” para a memória de trabalho. Assim, deve-se reduzir a carga de efeitos visuais
irrelevantes, chamando a atenção para textos e objetos mais objetivos, sem rodeios.
Para Ausubel (1968), em sua teoria, a aprendizagem significativa estuda a forma como
um novo conceito incorpora-se a conceitos prévios que o aluno já possui. Assim, a um
conceito já existente na bagagem cognitiva de um sujeito aprendiz, denominou de “conceito
subsunçor”. Quando o conteúdo a ser incorporado não consegue ligar-se a algo já conhecido,
ocorre o que Ausubel chama de aprendizagem mecânica, ou seja, neste caso o aluno não
conseguiu ligar o novo conhecimento a algo relevante para ele, decorando fórmulas e
conteúdos, que acabam sendo esquecidos após a avaliação.
Como mencionado anteriormente, para que ocorra a abstração reflexionante, o sujeito
aprendente deve agrupar um novo conceito aos conhecimentos que já possui a priori, ou seja,
os conceitos subsunçores. Evitando com esse conjunto de ações, que o aluno esqueça o que
viu em sala de aula, provocando a cognição e, por consequência o conhecimento.
Neurociência Cognitiva
Segundo Tabacow (2007, p. 14), para a compreensão da neurociência cognitiva sobre
os indivíduos é preciso entender que ela abrange cinco áreas de atuação: eletro-fisiologia,
reconhecimento de grupos celulares, neurociência e sistemas de psicologia cognitiva, técnicas
de imagem radiológica, ciência computacional e psicofísica. A partir daí, parte-se do princípio
que para analisar como as pessoas se comportam, pensam, sentem e agem, é necessário
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conhecer de que forma as ações integradoras do encéfalo, como a atividade simultânea de um
conjunto de neurônios, produz a cognição.
De outra forma, a neurociência cognitiva, tem por base investigar e entender o
processo de ensino e aprendizagem, como este se dá, e quais mecanismos neurofisiológicos
favorecem este processo, buscando, assim, entender as causas da dificuldade de aprendizagem
e do não aprender do ser humano.
Os conceitos subsunçores, aliados ao que nos traz o estudo da neurociência cognitiva,
nos levam a crer, que se treinado o desenvolvimento do pensamento lógico, pode-se
aproveitar o cérebro mais do que se imagina. O pensamento lógico leva a um processo de
resolução de problemas baseado em etapas com resultados que podem servir para a
decisão/resolução de etapas subsequentes. Integrando essas decisões com os conhecimentos
existentes a priori na bagagem cognitiva dos indivíduos, pode-se chegar a conclusões de
maior complexidade.
Pensamento Computacional
O pensamento computacional, segundo Wing (2006), é um pensamento do ser
humano, isto é, não é um pensamento mecânico. Dessa forma, pode-se dizer que é um
pensamento conceitualizado e não um pensamento programado. Portanto, não é um produto a
venda nas prateleiras, mas sim, um treinamento cerebral dos alunos, para que consigam
desenvolvê-lo adequadamente. Considera-se que é um pensamento abstrato de alto nível,
possibilitando habilidades importantes para que os indivíduos tenham sucesso na vida
contemporânea.
De acordo com a International Society for Technology in Education (ISTE, 2013),
existem habilidades a serem desenvolvidas para obter sucesso no pensamento computacional.
Entre elas, podem ser citadas: reformular um problema, aparentemente difícil, com solução
conhecida; pensar recursivamente e processar em paralelo uma abordagem de interpretação de
dados e códigos, entre outros.
Proposta do trabalho
Portanto, é imprescindível analisar em quais aspectos converge a abstração
reflexionante (aliada à aprendizagem significativa) e a neurociência cognitiva, considerando
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seu impacto no pensamento computacional. Estimulando o treinamento cerebral do indivíduo,
juntamente com a utilização de linguagens de programação, será possível pensar e agir para
resolver os problemas propostos pelo dia a dia. Este é o maior desafio do ser humano, quando
inserido no mercado de trabalho atual.
Propõe-se, neste estudo, aplicar uma espécie de “aquecimento cerebral” antes das
aulas, onde, se queremos chegar a um programa, em uma linguagem de alto nível, por
exemplo, que resolva a média harmônica de “n” números, iniciaríamos a aula, com exercícios
de aritmética, seguidos de exercícios de média aritmética, tratada primeiramente com dois
valores, com três valores, e com “n” valores. A partir daí, o aluno irá refletir e conseguir gerar
a média harmônica para dois valores, três valores e, por último, “n” valores. Temos nesse
processo, a inserção da abstração reflexionante de Piaget (1971), reflexionamento e reflexão,
bem como a teoria da aprendizagem significativa, sendo que, executando todos os passos para
chegar a determinado resultado, o aluno irá gravando em sua memória, os processos
necessários no decorrer da resolução.
Assim, o que se deseja com este estudo, é encontrar mecanismos educacionais,
ancorados nos estudos de Piaget (1971), juntamente com o pensamento computacional
(WING, 2006), e também da neurociência cognitiva (HINTERHOLZ, 2014). Pretende-se
treinar os alunos para que tenham uma maior eficácia quando saírem das disciplinas de lógica
e programação de computadores. Visto que o baixo rendimento nessas disciplinas foi
comprovado, torna-se imperioso melhorar o desempenho dos alunos, realizando-se uma
espécie de “aquecimento cerebral”, que pode ser a saída para parte desse problema.
Metodologia
É importante salientar, que este trabalho está ancorado em uma pesquisa qualitativa,
com metodologia de análise de conteúdo. Na pesquisa qualitativa, conforme Bogdan e Biklen
(1994), há cinco características principais: o investigador é o instrumento principal; é uma
pesquisa descritiva; o investigador interessa-se mais pelo processo do que especificamente
pelos resultados; o investigador tende a analisar seus dados de forma indutiva e o significado
é de importância vital na abordagem qualitativa. Esse tipo de pesquisa está, neste estudo,
voltado para o método de análise de conteúdo, que segundo Bardin (2011), tem na
compreensão e crítica, o esforço compreensivo, partindo de dentro do fenômeno e, na
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descrição e interpretação, procura estabelecer conexões entre o nível sintático do texto com os
níveis semântico e pragmático.
Por sua vez, incluem-se alguns dos principais estudos de Piaget (1953, 1971) e Piaget
e Inhelder (1958), relativos ao desenvolvimento da inteligência humana, mais especificamente
a abstração reflexionante, e, também, de Ausubel (1968), responsável pelo desenvolvimento
da teoria que introduz o conceito de conhecimentos subsunçores, conhecida como teoria da
aprendizagem significativa. Além disso, realizou-se um estudo sobre a neurociência
cognitiva, também conhecida como neuropsicologia, sendo que esta é uma ramificação da
neurociência, a qual surgiu de uma junção de interesses de estudos na área neural, no século
XX. Para concluir, o foco passa para o estudo do pensamento computacional, como
complemento na educação, aliado às teorias de Jean Piaget e David Ausubel e a neurociência
cognitiva (HINTERHOLZ, 2014).
Considerações Finais
Como pode ser verificado ao longo desta pesquisa, o desenvolvimento dos alunos em
lógica e programação de computadores, pode-se dizer, que é dificultoso. A pesquisa nos
mostrou que, através das teorias de Jean Piaget e David Ausubel, quanto mais desenvolvemos
no aluno a sua capacidade de incorporação de novos conceitos, mais estimulado ele se torna e
melhor passa a ser o seu desempenho. O pensamento computacional (CAMPOS et al., 2014)
nos mostra como pensar e agir para a resolução de problemas e, quais recursos utilizar para
isso, assim como desenvolver algoritmos que possam ser expressos em diferentes níveis de
abstração. Todo ser humano possui pensamento lógico, mas os níveis precisam ser
aprimorados para os processos de tomada de decisão.
A neurociência cognitiva nos apresenta que nosso cérebro pode ser aproveitado muito
além da capacidade que achamos que temos. A grande maioria dos alunos subutiliza a
capacidade cerebral. Porém, esses sujeitos aprendentes poderiam exercitar o cérebro através
do treinamento, com inserção de atividades não repetitivas nas aulas. Assim, se inserirmos
uma espécie de “aquecimento cerebral”, antes de iniciar as aulas, faremos com que o cérebro
se prepare para o que vem depois. Os exercícios em sala de aula devem iniciar aos poucos, do
mais fácil ao mais complexo. Se fugirmos desse conceito, corremos o risco de que os alunos
fiquem complexados com os exercícios mais difíceis, e se sintam incapazes de realizar o
próximo, e assim por diante. Assim, o emprego da neurociência cognitiva, aliado ao
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pensamento computacional, nos propõe um ambiente de estudo propício ao desenvolvimento
das disciplinas de lógica e programação de computadores. O que não se pode fazer, é permitir
que o cérebro dos sujeitos aprendentes fique subutilizado.
REFERÊNCIAS
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Rinehart and Winston, 1968.
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de atividade aplicada no ensino fundamental. In: CBIE, 3., SBIE, 25., 2014, Dourados.
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HINTERHOLZ, L. T. et al. Neurociência cognitiva como base para análise do processo do
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