Cargas cognitivas
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O documento discute o impacto da tecnologia no processo de aprendizagem e cognição. Aborda como dispositivos digitais influenciam a forma como os nativos digitais aprendem e como a tecnologia pode ser usada para resolver o problema de diferença entre ensino individualizado e em grupo. Também explora como princípios da carga cognitiva podem ser aplicados para tornar a interação com a tecnologia mais eficiente para a aprendizagem.
Cargas cognitivas
- 1. Tecnologia, Cognição e Aprendizagem Liane Margarida Rockenbach Tarouco Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação UFRGS 1
- 2. 2 Tecnologia, Cognição e Aprendizagem • Quais os impactos do contexto permeado de dispositivos tecnológicos sobre a forma como ocorre a cognição e a aprendizagem?
- 3. 3 Nativos digitais • Adolescentes lideram aumento de uso de celular no Brasil (IBGE - PNAD Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios 2011 ) – 41,9% dos entrevistados na faixa de 10 a 14 anos tinham celular próprio em 2011 – 115,4 milhões de pessoas de 10 anos ou mais de idade (69,1%) disseram ter telefone celular para uso pessoal
- 4. 4 Nativos digitais
- 5. 5 Nativos digitais
- 6. 6 Acesso à Internet no Brasil • PC com internet é bem durável que mais cresceu nos lares (IBGE)
- 7. 7 TIC na Educação (CETIC/CGI)
- 8. 8 TIC na Educação
- 9. 9 TIC na Educação • 82% dos alunos fazem suas pesquisas para a escola com computador e Internet (CETIC/CGI 2011)
- 10. 10 TIC na Educação - 2011 Local de realização × uso do computador e da Internet com os alunos
- 11. 11
- 12. 12 The 2-Sigma Problem The 2 Sigma Problem: The Search for Methods of Group Instruction as Effective as Ono-to-One Tutoring Benjamin Bloom , Educational Researcher 1984
- 13. 13 Ensino individualizado • Tutoria individual x Aulas para classes – Custo – Interatividade – Individualização – Intensidade
- 14. 14 Sigma problem
- 15. 15 Multimídia e cognição Animation as an Aid to Multimedia Learning Richard E. Mayer - Educational Psychology Review, Vol. 14, No. 1, March 2002
- 16. 16 A tecnologia e a cognição • A tecnologia modifica a expressão criativa do homem, modificando sua forma de adquirir conhecimento, interferindo assim em sua cognição
- 17. 17 Impacto da tecnologia na educação • A Educação recebeu considerável impulso em sua disseminação a partir da incorporação de novas tecnologias. • O desenvolvimento dessas tecnologias promoveu transformações na prática educativa.
- 18. 18 Neurosciência • Fatores que influenciam na aprendizagem – atenção – emoção – motivação • O papel que os meios eletrônicos desempenham no aprendizado – computador – televisão
- 19. 19 Mudanças e variáveis • Multimídia interativa • Qualidade dos recursos de ensino aprendizagem • Interações dos sujeitos envolvidos
- 20. 20 Tecnologia na educação • Como acontece a aprendizagem? • De que modo a tecnologia pode afetar o processo de aprendizagem? – a eficiência da aprendizagem – estratégias de aprendizagem • Maior atenção sobre os processos de interação com a tecnologia.
- 21. 21 Teoria da carga cognitiva • Um conjunto universal de princípios que resultam em um ambiente de aprendizagem eficiente e que conseqüentemente promovem um aumento na capacidade do processo de cognição humana. • Princípios que tem como objetivo tornar a interação humana com a tecnologia mais alinhada ao processo cognitivo. John Sweller
- 22. 22 Arquitetura cognitiva • Recebe a informação • Limitada capacidade • Limitada duração • Processadores separados para informação visual e auditiva • Armazenamento permanente de todo o conhecimento e habilidades em uma rede hierárquica (esquemas)
- 23. 23 Sistema de aquisição de informação • A aquisição da informação ocorre neste primeiro estágio e desaparece em poucos segundos. • Natureza verbal acústica • O agrupamento de segmentos de informação em fragmentos altamente ordenados diminuem a sobrecarga da memória
- 24. 24 Memória de curto alcance • Memória de trabalho é limitada • Processa estímulos provenientes do ambiente via órgãos sensoriais • Limite : 7 2 elementos de informação
- 25. 25 Memória de longo prazo • A retenção da informação na memória de longa duração é muito mais eficiente se identificarmos temas super ordenados que reunam e organizam outros itens discretos de informação Esquemas
- 26. 26 Sobrecarga cognitiva • É preciso respeitar a quantidade de informação que uma pessoa pode processar é essencial para uma aprendizagem eficaz • Sobrecarga cognitiva ocorre quando muita informação é apresentada ao estudante
- 27. 27 Carga cognitiva • Intrínseca – esforço que contribui para a construção dos esquemas – derivada da natureza do conteúdo a ser aprendido • Externa ao conteúdo – esforço requerido para processar o conteúdo em decorrência de sua estruturação e organização – derivada da formatação do material de aprendizagem
- 28. 28 Carga cognitiva Carga cognitiva intrínseca imposto pela complexidade do conteúdo do material de ensino Carga cognitiva natural (Relevante) – imposto pelas atividades de ensino que beneficiam o objetivo da aprendizagem Carga cognitiva externa ao conteúdo (Irrelevante) – não interfere na construção e automação de esquemas – desperdiça recursos mentais limitados que poderiam ser usados no atendimento da carga intrínseca
- 29. 29 Carga cognitiva e design • Design de telas e interfaces de computador – cada um dos elementos da tela deve ser interpretado pelo usuário e ocupa energia mental do usuário • O objetivo de um bom design de página para uso educacional é – reduzir a quantidade de processamento direcionado à interação com o sistema – maximizar o processamento do conhecimento
- 30. 30 Princípios para redução da carga cognitiva • Princípio de representação múltipla • Princípio de proximidade espacial • Princípio da não divisão ou da Proximidade temporal • Princípio das diferenças individuais • Princípio da coerência • Princípio da redundância Richard Mayer
- 31. 31 Revoluções da aprendizagem 1ª Revolução – escrita e livros • Liberaram o estudante da necessidade da interação face a face com sábios e outras fontes humana de conhecimento, erudição e informação • Conteúdo passou a estar disponível em qualquer lugar, qualquer momento • Livros era escritos a mão por monges, alunos e escribas
- 32. 32 Revoluções da aprendizagem • 2ª Revolução – tipos móveis – Desenvolvimento dos tipos móveis para impressão de livros – Conteúdo educacional disponível a custo reduzido • Ex.: De cometis tractatvs novvs methodicvs Abraham Rockenbach (1611)
- 33. 33 Revoluções da aprendizagem • 3ª Revolução – computadores – Os computadores podem adaptar a sequência e do tipo de operações que executam em função das condições do momento. – Individualização - adaptar o conteúdo, seqüência, tipo, dificuldade, granularidade para os alunos – Adaptação e interatividade - apresentar recursos multimidia sob demanda – Intensidade da aprendizagem – quantidade de questões apresentadas, respondidas, formuladas – Ritmo próprio
- 34. 34 Impacto uso da tecnologia • Individualização – diferença 2 σ favorecendo ensino individualizado • Adaptação – ramificação x linear - 2.16 σ favorecendo a ramificação • Intensidade da aprendizagem – 0,11 questões propostas em classe tradicional (por estudante por hora) – 117 a 147 questões em tutoria individual (por estudante por hora) – 120 questões apresentadas em ensino apoiado em computador • Ritmo próprio – 1:5 é a relação do tempo necessário para os estudantes mais lentos dominarem o conteúdo Tédio para os mais rápidos e ficar perdido para os mais lentos Technology, the Columbus Effect, and the Third Revolution in Learning J.D. Fletcher 2004
- 35. 35 Objetos de aprendizagem • Palavras importantes na definição de objetos de aprendizagem: – digital – reutilizável – aprendizagem • Uso intencional
- 36. 36 Objetos de aprendizagem •Pequenos componentes instrucionais que podem ser reusados diversas vezes em diferentes contextos de aprendizagem •Metáfora Lego x átomo
- 37. 37 Reuso e atualização
- 38. 38 Novas tecnologias • Objetos de aprendizagem no contexto de novas tecnologias – Interoperabilidade entre OAs e AVAs – mLearning – Agentes conversacionais – Mundos virtuais e imersão
- 39. 39 mLearning Objetos educacionais: Vídeo-aulas; quiz; pequeno material didático em formato de texto para consulta (máx 10 linhas) Estilos de aprendizagem preferencial Comunicação usando SMS
- 40. 40 Estilos de aprendizagem • KOLB, A. Y.; KOLB, D. A. Learning style and learning spaces: A review of the multidisciplinary application of experiential learning theory in higher education. In Sims, R., and Sims, S. (Eds.). Learning styles and learning: A key to meeting the accountability demands in education. Hauppauge, NY: Nova Publishers, 2006.
- 41. 41 Contexto tecnológico Situação em um curso tecnológico (IF) 100% dos alunos possuíam celular, independente de curso e turno; Celulares detectados pelo sistema implantado Bluetoth WIFI
- 42. 42 Alguns resultados com mLearning Cerca de 80% dos alunos acessaram os objetos educacionais fora do ambiente escolar. 90% responderam a pelo menos uma mensagem de SMS. 95% aprovaram receber as respostas dos testes realizados em sala pelo SMS. Indice de reprovação
- 43. 43 Agentes conversacionais •Simulam uma conversação usando linguagem natural •Acesso a sistemas externos 43
- 44. 44 Agente conversacional Blaze • Alunos talentosos (OBMEP – Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas) • Elicitar conhecimento organizar em AIML disponibilizar para os demais estudantes
- 45. 45 Blaze Desempenho 10 Notas dos Estudantes 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Estudantes 45 sem Blaze com Blaze
- 46. 46 Realidade virtual
- 47. 47 Aprendizagem imersiva • Immersive Education Initiative - • Harvard Graduate School of Education - Chris Dede – Harward University • ecomuve.gse.harvard.edu/ – Identificação de problema – Experimentação – Comparação de resultados – Avaliação formativa com base nos registros da trilha de aprendizagem percorrida pelo estudante
- 48. 48 Mundos virtuais e aprendizagem contextualizada • Desenvolver capacidade para identificar relações de causa e efeito não triviais
- 49. 49 Open Sim • Objetos com comportamentos interdependentes • Ferramentas de autoria para objetos • Colaboração
- 50. 50 Dispositivos digitais • 6º sentido digital – Chris Dede