Algumas alternativas metodológicas para o ensino e aprendizagem têm trazido novas concepções e novos paradigmas sobre esse tema, como por exemplo, a teoria da Cognição Corporificada (Embodied Cognition), Situada (Situated) e Distribuída (Distributed). Essas teorias integram uma segunda geração da ciência cognitiva que:
(...) descreve, explica, e, eventualmente, simula as principais disposições e capacidades da cognição humana: a linguagem, a percepção, a coordenação motora e a planificação, objetivando entender a aquisição de conhecimentos ou das percepções dos seres humanos e de seus processos mentais (LACERDA, 2012, p. 60).
Nesse direcionamento, pesquisadores, investigadores e educadores dessa ciência estão preocupados em:
(...) estudar como são desenvolvidas as novas ideias (pensamentos, imagens, representações mentais) e como o cérebro armazena, acessa, combina, reorganiza e distorce essas ideias. Embora reconheça que a expressão ciência cognitiva, em uma visão ampliada, possa incluir todas as formas de conhecimento (animado e inanimado, humano e não humano) (LACERDA, 2012, p. 61).
Por outro lado, a primeira geração da ciência cognitiva estuda basicamente a mente desencorporificada que:
(...) trabalha com o pressuposto de que as estruturas internas da mente são de natureza computacional e representacional. O modelo correto para entender como a mente funciona, tal como cognição, ação, memória, linguagem, etc., é pensar em termos de um nível (em geral implícito e não consciente) de manipulação computacional de representações (LACERDA, 2012, p. 82).
De acordo com esse contexto, os processadores e os computadores foram organizados para se assemelharem à forma do pensamento cognitivo, serial e paralelo, mantendo a ideia de reproduzir o comportamento inteligente. Dessa maneira, os pesquisadores dessa linha de pesquisa acreditam que são capazes de explicar o funcionamento da cognição humana (LACERDA, 2012).
Nesse primeiro momento da ciência cognitiva também se acreditava que o corpo e a mente estão desconectados, que as atividades cognitivas estão separadas do meio social, sendo que a computação utilizada nesse processo era necessariamente simbólica. Contudo, essa proposta vem sendo questionada por ser limitada em suas aplicabilidades, pois é necessária a criação de um novo modelo que se baseia nas duas gerações da ciência cognitiva (LACERDA, 2012).
A segunda geração da ciência cognitiva tem como principal pressuposto uma “dependência de conceitos e razão sobre o corpo em que a conceitualização e a razão têm como eixo os processos imaginativos como metáfora, metonímia, protótipos, frames, espaços mentais e categorias radiais” (LACERDA, 2012, p. 84). Dessa maneira, o cérebro é considerado como o único local para o desenvolvimento da inteligência. Porém, muito pesquisadores começaram a reforçar a ideia do fortalecimento cerebral com o corpo, com o ambiente e com a cultura na qual os indivíduos estão inseridos.
Por exemplo, a investigação conduzida por Paola (2003) apresenta um estudo de caso no qual conceito de função é abordado em uma escola secundária. Então, os pesquisadores utilizaram um sensor conectado a uma calculadora para determinar os movimentos dos alunos que se moviam em sala de aula. Os alunos puderem verificar os seus movimentos e a representação cartesiana desses movimentos que eram captados pelos sensores em tempo real. Esse estudo empregou a cognição corporificada e situada na análise e interpretação dos dados coletados durante a realização do trabalho de campo dessa pesquisa.
De acordo com esse direcionamento, a cognição não deve ser somente corpo e mente, pois deve transformar-se em corpo e mente situados em um determinado contexto cultural (LACERDA, 2012). Então, as novas vertentes da ciência cognitiva estão relacionadas com a:
1. Cognição incorporada [corporificada] e situada (mente corpórea) – cognição incorporada diz respeito à inserção do cérebro no corpo. Por sua vez, cognição situada refere-se à inserção do complexo cérebro- corpo em um ambiente. Assim como o nosso cérebro pode utilizar processos internos, também pode usar estruturas externas.
2. Cognição distribuída e social (mente coletiva) – a cognição não é apenas incorporada e situada, mas também distribuída e social (LACERDA, 2012, p. 85).
Em concordância com esse ponto de vista, na percepção da visão da cognição corporificada e situada, todo:
(...) ato cognitivo é um ato experiencial e, portanto, situado, resultante do acoplamento estrutural e da interação congruente do organismo em seu ambiente. Assim, a cognição não é a representação de um mundo preconcebido em que as características podem ser especificadas antes de qualquer atividade cognitiva. Ao contrário de uma representação, a cognição é a ação incorporada (LACERDA, 2012, p .86)
Portanto, esse processo considera a “tríade cérebro/corpo/ambiente em sua permanente busca por ajustes para a adaptação às novas variáveis que tal interação dinâmica gera, sempre em um processo de mão dupla” (LACERDA, 2012, p.87). Assim, a base teórica da cognição corporificada e situada justifica a utilização dos dispositivos móveis como recursos mediáticos, que podem ser percebidos como “organismos incorporados [corporificados] (cujos corpos são entendidos como fonte de cognição e de apreensão do conhecimento) e situados (em seus ambientes compartilhados) em processos de percepção/ação” (LACERDA, 2012, p. 88).
Similarmente, as ações realizadas pelos indivíduos estão interligadas com as ferramentas e os artefatos utilizados nas atividades diárias (OLSON e OLSON, 2003), que são constantemente adaptados para evitar o erro, poupar o trabalho físico e mental e também para a estruturação de tarefas variadas (PEA, 1993). Os instrumentos mediáticos, como, por exemplo, os dispositivos móveis, exemplicam a utilização da cognição distribuída, que pode ser definida como uma base teórica que fornece percepções sobre como o meio ambiente e os seus sub-componentes podem ser utilizados nos processos de ensino e aprendizagem (KIM e REEVES, 2007) em matemática.
Assim, a cognição distribuída não reside apenas na mente, pois é distribuída entre os indivíduos, sendo mediadas pela utilização de tecnologias, artefatos e símbolos durante o ato de pensar, refletir e aprender, facilitando a transmissão de significados e características culturais e históricas (HUTCHINS, 1996; PERKINS, 1993; WERTSCH, 1998). Nesse direcionamento, as tecnologias são ferramentas cognitivas de aprendizagem que podem auxiliar os alunos a transcenderem as limitações de suas mentes, como por exemplo, as restrições impostas pela memória, pelo pensamento, pelo raciocíno e também pela resolução de problemas (PEA, 1985).
Então, essas ferramentas possibilitam a ampliação e reorganização da maneira como os alunos pensam e raciocinam com relação a uma determinada situação- problema. Por exemplo, os alunos podem descarregar as tarefas de memorização para as ferramentas tecnológicas para que tenham mais disponibilidade de tempo para pensar e raciocinar de maneira mais produtiva sobre as situações-problema enfrentadas diariamente (JONASSEM, 2000).
Nesse contexto, é importante que os alunos sejam responsáveis para reconhecer e julgar os padrões de informação para organizá–los posteriormente enquanto as ferramentas tecnológicas executam os cálculos, armazenam e recuperam as informações. Dessa maneira, quando as ferramentas tecnológicas funcionam como parceiros intelectuais, pode existir uma melhora no desempenho dos alunos, pois essas ferramentas facilitam o desenvolvimento do raciocínio lógico e do aprendizado (JONASSEM, 2000).
Assim, a utilização dessas ferramentas possibilita que os alunos desenvolvam um resíduo cognitivo que os auxiliará na resolução de situações-problemas para as quais será necessário a utilização do conhecimento previamente aprendido (SALOMON, 1993). Nesse sentido, o resíduo cognitivo pode ser definido como um “tipo de efeito vinculado com o intercâmbio com [as] tecnologias que se caracteriza pela aprofundação dos compromissos mentais que o indíviduo assume em seu modo de operar com elas [as tecnologias]” (ESCUDERO, 2009, p. 277).
No contexto da cognição corporificada, os conceitos abstratos estão baseados nos sistemas cognitivos desenvolvidos pelos indivíduos, bem como pela interação de seu corpo com o ambiente (LAKOFF e NUÑEZ, 2000). Essa interação é desencadeada com a utilização das TIC, que são consideradas como instrumentos sócio-cognitivos que possibilitam a corporificação da cognição e, consequentemente, o desenvolvimento da aprendizagem dos alunos (MOLL, 2014).