Uma das primeiras teorias que teve uma influência considerável sobre a educação em ciências foi o Behavorismo (ABELL; APPLETON; HANUSCIN, 2010). Esta teoria surge formalmente no início do séc. XX e dominou claramente a primeira metade deste século, operando uma revolução metodológica como forma de superar o subjetivismo ligado ao uso de métodos introspectivos, e que se baseia no estudo de comportamentos observáveis (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002). Esta teoria baseada nos trabalhos de Pavlov foi transposta para a educação (ABELL; APPLETON; HANUSCIN, 2010), e assenta no esquema estímulo-resposta (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002), onde os estímulos externos provocam no aluno respostas internas ou comportamentos. Neste caso a aprendizagem é um processo mecânico em que os comportamentos dos alunos são determinados pelo reforço encontrado no exterior. Cada pequena tarefa de aprendizagem bem sucedida é recompensada e reproduzida, as tarefas falhadas são punidas e rejeitadas. Neste cenário, não importa o que se passa na mente e não há qualquer explicação quanto à formação de novos conceitos, havendo uma descontextualização e simplificação de tarefas (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002).
Desde os anos setenta que esta teoria é considerada pouco útil, sendo hoje usada apenas para tarefas de baixo valor cognitivo (ABELL; APPLETON; HANUSCIN, 2010). Desta forma, destaca-se atualmente outra orientação na Psicologia da Aprendizagem, o Cognitivismo (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002). Todavia, segundo estes autores há que considerar a existência na literatura de uma terceira orientação, o Construtivismo. Para Cachapuz, Praia e Jorge (2002) esta terceira orientação, na verdade, não é mais do que uma vertente do Cognitivismo embora com determinadas especificidades, o enfoque continua a ser a cognição.
Na literatura é consensual considerar-se os trabalhos de Piaget como os mais influentes para a teoria do desenvolvimento cognitivo (BENNETT, 2003; CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002). Nesta teoria procura-se perceber como se desenvolvem as habilidades cognitivas (obter, processar e usar informação) à medida que as crianças crescem (BENNETT, 2003). Dois processos centrais na aprendizagem são fundamentais para Piaget: assimilação (interpretação de novas experiências de aprendizagem dentro das estruturas
69 existentes) e acomodação (modificando o pensamento existente levando em conta as novas experiências de aprendizagem) (BENNETT, 2003). No essencial, a aprendizagem é um “processo cognitivamente mediado” (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002, p. 115) em que o enfoque é o que e no como se aprende. Para Piaget, a forma como as crianças e os jovens pensam é qualitativamente diferente da lógica dos adultos e o seu desenvolvimento (da criança) é feito por estágios. Estes serão os aspectos da sua teoria que mais implicações trouxeram para o ensino de ciências (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002). Segundo estes autores, a apropriação desta teoria no campo educacional levou à construção de novos currículos, materiais e novas metodologias, tentando-se convergir as exigências do currículo proposto com o estádio de desenvolvimento cognitivo dos alunos, o que nem sempre foi conseguido. Este fato é de especial importância nos estádios das operações concretas e formais fundamentais para a aprendizagem em ciências. Sem um pensamento hipotético- dedutivo de natureza abstrata a compreensão de alguns conceitos científicos não estará ao alcance dos alunos. Desta forma, o aluno é caracterizado como um sujeito psicológico que se desenvolve através da reflexão interna sobre os objetos de conhecimento, ou seja, sobre o mundo num processo que radica em conflitos e perturbações provocadas pela interação com o exterior até se atingir um equilíbrio (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002).
Aqui podemos ver uma ruptura com as teorias behavoristas, porém estas propostas piagetianas foram e são, também, alvo de fortes críticas. A posição que todas as crianças se desenvolvem cronologicamente segundo os diferentes estágios cognitivos propostos por Piaget, assim como, a desvalorização do contexto sociocultural em que a aprendizagem ocorre têm sido alvo de grande controvérsia. Outro pólo de discórdia diz respeito à problemática relação entre aprendizagem e desenvolvimento, cabendo a este condicionar a aprendizagem, desvalorizando-se assim o papel do ensino. É neste contexto que uma nova orientação emergiu dentro da psicologia, o Construtivismo.
De acordo com Bennett (2003), é difícil perceber exatamente quando e como esta orientação emergiu, mas aparentemente tudo aconteceu quando inúmeros fatores convergiram, em dado momento, para a necessidade de compreender mais profundamente como é que os alunos aprendem conceitos científicos. Ainda de acordo com esta autora, esta teoria preconiza que a aprendizagem acontece quando as pessoas constroem significados a partir das experiências vividas ao invés de adquirirem conhecimento de outras fontes.
70 Não existe uma teoria construtivista, mas várias teorias, cada uma com diferentes perspectivas que podem ser organizadas em três vertentes: construtivismo pessoal, construtivismo social e processamento da informação (ABELL; APPLETON; HANUSCIN, 2010). O construtivismo pessoal, muitas vezes designado de construtivismo cognitivo ou psicológico, defende a visão que o conhecimento possuído por um indivíduo é resultado de uma construção pessoal de fatos, conceitos, emoções e valores (BAVISKAR; HARTLE; WHITNEY, 2009), e que o indivíduo usa as experiências passadas para compreender e interpretar novas experiências (ABELL; APPLETON; HANUSCIN, 2010). Para estes autores e para Palmer (2005), os estudos de Piaget são os grandes impulsionadores deste ramo das teorias construtivistas, no sentido em que um indivíduo constrói ativamente um significado para uma experiência, de acordo com os esquemas internos, e por sua vez estes são afetados pela experiência por forma a assimilar os novos dados. Estas experiências podem ser físicas (interação física com objetos do meio ambiente), mentais (pensamentos acerca de algo que observaram) ou sociais (interações com os outros) (PALMER, 2005). Neste sentido, o enfoque do construtivismo cognitivo é a construção pessoal do conhecimento. Nesta perspectiva os professores têm o papel de preparar atividades adequadas com o objetivo de promover a aprendizagem dos alunos (PALMER, 2005).
Em relação ao construtivismo social é nos trabalhos de Vygotsky (já introduzidos no capítulo 2), que surgem os principais contributos que permitiram a emergência deste ramo do construtivismo (ABELL; APPLETON; HANUSCIN, 2010; CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002; PALMER, 2005). Adotando uma abordagem sócio-cognitiva, Vygostky ao contrário de Piaget, confere ao ambiente social e cultural uma importância determinante na aprendizagem do indivíduo. Nesta teoria destaca-se uma evolução do social para o individual, ou seja, o indivíduo evolui pela apropriação da cultura através das interações sociais culminando em uma interiorização. Esta interiorização corresponde à reconstrução interna de um acontecimento externo (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002).
Em relação à sala de aula, a aprendizagem ocorre quando o aluno contata com indivíduos mais competentes, normalmente o professor. Através da linguagem os alunos podem exprimir as suas ideias e procurar esclarecimentos até conseguirem compreender. Neste processo, o professor tem um papel fundamental e diferente das outras perspectivas. Aqui a ajuda ou auxílio terá de consistir numa orientação gradual de modo a permitir ao aluno o desenvolvimento das suas competências e conhecimentos, enquanto vai relacionando com
71 conhecimentos prévios (PALMER, 2005). O professor terá ainda de promover um ambiente rico em interações onde os alunos tenham oportunidade de interagir com o professor e com os seus pares de forma a negociar significados (ibidem). Como se referiu no capítulo 2, nesta visão cabe ao professor proporcionar os meios para o aluno atuar sobre o meio, utilizando diversos instrumentos, sendo o mais importante a linguagem. Os signos e os sistemas de símbolos produzidos culturalmente são um fator de desenvolvimento do próprio pensamento, funcionando como instrumentos de mediação psicológica entre os indivíduos e a realidade onde se inserem (CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2002).
Em síntese quer no construtivismo pessoal, quer no construtivismo social, a aprendizagem é vista como um processo ativo, que em última instância consiste numa reconstrução pessoal de significados em resposta a um estímulo externo, quer este provenha de uma interação social, ou de uma experiência individual. Em ambos os casos o indivíduo necessita sempre de recuperar conhecimentos e concepções prévias, relacioná-los com o que está ser vivenciado e modificá-los caso seja necessário (PALMER, 2005). A aprendizagem requer um esforço por parte do aprendiz e, por conseguinte, motivação (ibidem).
Abell, Appleton e Hanuscin (2010), apresentam ainda uma terceira vertente do construtivismo, o processamento de informação. Esta visão resulta, segundo estes autores, de uma comparação entre a aprendizagem humana, a inteligência artificial e o funcionamento dos computadores. As noções de entrada de informação, processamento de informação, armazenamento de informação, recuperação de informação são comuns nestas duas áreas do conhecimento. A ênfase está no que acontece dentro da cabeça de um indivíduo durante a aprendizagem e que se relaciona fortemente com alguns aspectos do construtivismo pessoal. Tendo por base estes pressupostos desenvolveram-se nesta área várias teorias, tais como, a Teoria da Codificação Dual de Allan Paivio (1986), a Teoria da Carga Cognitiva de John Sweller (1998) e a Teoria Cognitiva de Aprendizagem por Multimídia de Moreno et al. (2001), descritas no capítulo 2 deste trabalho. Todavia, segundo Abell, Appleton e Hanuscin (2010), há quatro focos principais que descreveremos muito sumariamente:
Entrada de informação: analogamente às portas de entrada de informação dos computadores (rato, teclado, etc.) também o ser humano usa os órgãos dos sentidos (audição, visão, etc.) para fazer chegar informação ao cérebro.
72 Processamento de informação: diz respeito às informações sensoriais que são colocadas na memória de curto prazo com o objetivo de estabelecer ligações com os conhecimentos prévios que são, entretanto, recuperados. Mais uma vez observa-se uma analogia com a utilização da memória RAM dos computadores. A noção de sobrecarga cognitiva também aparece como analogia com o uso das memórias dos computadores, a possibilidade de estarmos a usar excesso de informação que não pode ser processada advém de comparações com o modo de funcionamento dos computadores.
Armazenamento de informação: esta ação refere-se à entrada de uma informação sensorial que é interpretada, atribuição de um significado e, por conseguinte, passagem à memória de longo prazo estabelecendo-se ligações com outras experiências relacionadas. Este processo é semelhante ao que ocorre quando guardamos informação em CD, DVD ou no disco do computador.
Recuperação de informação: esta ação diz respeito ao ato de recordar posteriormente alguma informação que estava guardada na memória de longo prazo, com o objetivo de atribuir significado a uma nova informação ou para demonstrar uma aprendizagem. Isto corresponde a abrir um arquivo para ser modificado ou imprimido. Nesta etapa, muitas vezes, algo corre mal quer no cérebro humano, quer no computador. Às vezes esquecemos o nome do arquivo, ou este fica corrompido, de tal forma, que não conseguimos aceder à informação. À semelhança, o ser humano, por vezes, não consegue recuperar totalmente ou parcialmente informação da nossa memória de longo prazo ou, então, recupera informação confusa. As causas mais comuns para este fato são o uso raro desta informação, ou a passagem de um longo período de tempo desde que ela foi armazenada.
Para Abell, Appleton e Hanuscin (2010), a visão construtivista da aprendizagem é complexa e apresenta diferentes percursos que podem ser seguidos pelos aprendizes. A escolha individual do percurso vai depender de vários fatores, tais como: sentimentos pessoais no momento da aprendizagem, estilo preferido de aprendizagem, comportamentos adquiridos durante a educação formal e a influência do contexto social. Estes autores apresentam-nos um modelo onde procuram tornar compreensíveis para professores em formação inicial e em
73 serviço, as diferentes nuances desta visão construtivista da aprendizagem num contexto de sala de aula, mas que pode ser utilizado para outros contextos. Os termos “INÍCIO” e “FIM” marcam, respectivamente, os momentos em que o aprendiz inicia o processo de aprendizagem e o finaliza.
Figura 4.1 Modelo de aprendizagem (adaptado de Abell, Appleton e Hanuscin , 2010) Para estes autores, qualquer indivíduo que entre numa situação de aprendizagem, trás consigo todo um conjunto prévio de ideias, habilidades e sentimentos que estão organizados na sua mente, e que estão representados na figura por conhecimentos prévios. Ao deparar-se com uma nova experiência, que num contexto de sala de aula normalmente é providenciada pelo professor, o aluno tenta usar os seus conhecimentos prévios para lhe atribuir algum significado. De uma forma inconsciente busca nos seus esquemas internos, começando pelos mais relevantes para as circunstâncias seguindo para os menos relevantes, algo que lhe permita classificar esta nova experiência. Simultaneamente, procura pistas no contexto (assuntos tratados na aula), nos comentários do professor de forma a orientar a sua busca interna. Os esquemas internos usados vão funcionar como um filtro em relação àquilo que o aluno vai ou não captar acerca da nova experiência, ou seja, quais os detalhes que vão ser considerados e quais vão ser ignorados. Da mesma forma, o estado emocional do aluno pode condicionar aquilo que ele vai prestar atenção, assim como a existência de outros estímulos na
Conhecimentos prévios Nova experiência Classificação através do recordar Processamento da informação Ajuste aproximado da nova experiência aos conhecimentos prévios Reexame dos
conhecimentos prévios
Ajuste incompleto da nova experiência aos conhecimentos prévios, ou conflito cognitivo Procura de informação Ajuste completo da experiência aos conhecimentos prévios INÍCIO FIM Filtro
74 sala de aula (conversas entre alunos, etc.). Em suma, quer o contexto social quer os esquemas internos a que o aluno acessa vão condicionar a interpretação da nova experiência.
Após encontrar algo nas suas memórias que seja considerado relevante para a nova experiência, o aluno vai processar toda a informação recuperada tentando ajustar ou acomodar, segundo Piaget, a nova informação no seio da pré-existente. Como consequência deste processamento podem ocorrer três situações: a nova informação é completamente ajustada aos conhecimentos prévios, a nova informação é aproximadamente ajustada aos conhecimentos prévios ou em último caso o ajuste é incompleto ou cria-se mesmo um conflito cognitivo. No primeiro caso todos os aspectos considerados da nova experiência foram compreendidos e do ponto de vista do aluno a experiência de aprendizagem terminou, o que não quer dizer que o aluno tenha conseguido atribuir a esta nova experiência o significado pretendido pelo professor. No segundo caso o aluno consegue encontrar uma explicação que deixa alguns aspectos da nova experiência por compreender. No entanto, se esta é considerada razoável pelo aluno este abandona a situação de aprendizagem deixando algumas lacunas por preencher. Em outros casos os alunos, incentivados pelo contexto de sala de aula, podem revisitar os seus conhecimentos prévios, numa tentativa de esclarecer os aspectos por compreender. No último caso, o aluno reconhece que não conseguiu encontrar informações prévias que lhe permitam atribuir um significado à nova experiência, entrando por vezes em conflito cognitivo. Desta forma, procura, de acordo com as suas habilidades, informações no contexto onde está inserido (livros, comentários dos colegas e professor, TIC, apontamentos pessoais, etc.) que lhe permita dar um sentido àquilo que está a vivenciar.
Como se pode observar existe uma série de ideias acerca da forma como a aprendizagem se processa. Algumas delas foram fortemente incorporadas em modelos de ensino, outras quase não foram consideradas e nunca chegaram à sala de aula, porventura outras ainda chegarão, dependendo da forma como forem debatidas nos cursos de formação inicial e continuada, das orientações curriculares, das condições das escolas, horário de trabalho dos professores e do quanto estas fizerem sentido nas práticas destes.
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