DESIGN INSTRUCIONAL E CONSTRUTIVISMO: EM BUSCA DE MODELOS PARA O DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE
Fernanda C. A. Campos^*
Ana Regina C. da Rocha
Universidade Federal do Rio de Janero
COPPE-Sistemas
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Gilda H. B. de Campos^*
Universidade Santa Úrsula
Instituto de Educação Matemática
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RESUMO
 

Este trabalho discute a importância do design instrucional no contexto das novas tecnologias e do desenvolvimento de software educacional. Propõe um modelo educacional para o desenvolvimento de software educacional com o enfoque construtivista basedo nas tecnologias de hipermídia e redes.
 
 

INTRODUÇÃO
 

A acelerada evolução da tecnologia traz consigo novos desafios para o setor educacional e, neste momento, é importante pensar no replanejamento das relações entre educandos e educadores, sociedade e setor educativo, tecnologia e educação.

A novas tecnologias prometem uma mudança qualitativa na forma que pode ocorrer a aprendizagem [REIN95]. A educação não é mais unidirecional, a informação circula agora de forma bidirecional, colaborativa e interdisciplinar e as novas técnicas quebram barreiras, "customizam" a instrução e a tornam mais econômica.

O uso efetivo das modernas tecnologias da informação e comunicação [KLEM96], requerem um ambiente que suporte a forma construtivista de trabalhar com o aluno e a aprendizagem colaborativa. Com o modelo construtivista no front end da educação os melhores programas educativos deveriam, hoje, concentrar-se em ensinar às crianças as habilidades do pensamento e não memorização de fatos. Nesta perspectiva, Casas et al. [CASA96] admitem que o uso das tecnologias da informação e comunicação, que contam com recursos como multimídia, hipertexto, hipermídia, realidade virtual e telemática, podem oferecer flexibilidade, personalização, interatividade e qualidade no ensino.

Determinados aspectos são fundamentais para a reestruturação das escolas e um importante critério é focar a aprendizagem em tarefas autênticas, isto é, tarefas que tenham relevância e utilidade no mundo real, que integrem o currículo escolar, forneçam diferentes níveis de complexidade e permitam aos estudantes selecionarem estas atividades em diferentes graus de dificuldade de acordo com o seu interesse e capacidade [JONA92].

A tecnologia educacional tradicional é baseada num relacionamento linear e hierárquico que envolve a pré-seleção do conteúdo, enquanto que na tecnologia educacional com enfoque construtivista os alunos selecionam e desenvolvem suas próprias estratégias e, são encorajados a buscar novos domínios do conhecimento.

O design educacional, como entendido neste trabalho, é um ciclo de atividades que, em um nível macro, assemelha-se à um plano geral, incluindo a seqüência e estrutura de unidades, os principais métodos a serem usados em cada lição, o grupo de estruturas, o planejamento das atividades e a avaliação do sistema [ROMI81] [DOUA90].

O construtivismo, em uma rápida explicação, é uma proposta pedagógica derivada da teoria de Jean Piaget cuja principal premissa é que o conhecimento é um constructo mental (Piaget 1970 in [TORG95]), produto da interação do homem com o meio, assim como a inteligência. É supostamente centrado no aluno e, segundo Fosnot [FOSN92] é a teoria do "conhecer" e a teoria sobre o "vir a conhecer", desta forma tem sua base na ciência, na filosofia e na psicologia.

No construtivismo, a visão central é a noção do organismo como "ativo", não preocupado em responder a estímulos como no behaviorismo, mas engajado, participante e buscando o sentido e o significado das ocorrências no mundo [PERK92]. Os alunos fazem interpretações das experiências, elaboram e testam estas interpretações além de armazenarem as informações dadas.

A característica mais distinta do construtivismo, em relação à prática pedagógica [CUNN92], é a ênfase na argumentação, discussão e debate. Na escola construtivista é reservado ao estudante o papel de sujeito no processo de aprendizagem. O aprendiz constrói uma representação interna do conhecimento, uma interpretação pessoal da experiência. Esta representação está sempre aberta para mudanças e suas estruturas e associações formam a base para que novas estruturas de conhecimento sejam incorporadas.

O homem depende de atividades de experimentação e exploração para o desenvolvimento de suas representações internas de mundo [MANT96] [MISKV96], desta forma o construtivismo apresenta-se como poderosa estratégia para a auto organização. O objetivo da organização das estruturas mentais dos indivíduos é ampliar a habilidade para usar o domínio do conteúdo em tarefas autênticas, como explicitado acima.

As experiências com conceitos e relações no ambiente escolar são, geralmente, diferentes do mundo real e, este talvez seja um ponto de fracasso ao se transferir as experiências para a escola [DUFF92]. A aprendizagem construtivista não deve simplesmente refletir a realidade, mas construir uma interpretação significativa [JONA92] da mesma. Num ambiente construtivista os problemas propostos não devem ser simplificados e descontextualizados.

Os construtivistas, segundo Freire et al. [FREI96], preocupam-se, atualmente, com dois aspectos que influenciam a aprendizagem: o desenvolvimento de materiais que permitam uma atividade reflexiva por parte do aluno e a criação de "ambientes" em cujo contexto a aprendizagem pode ocorrer.
 
 

Até pouco tempo os sistemas de tecnologia educacional tendiam a se basear na teoria da aprendizagem comportamental. Entretanto, na medida em que o cognitivismo passou ao front end dos modelos, a preocupação maior dos "projetistas" passou a residir em como integrar os conceitos, estratégias e idéias básicas desta teoria à prática profissional [BEDM92]. Entre os especialistas existem diferentes perspectivas quanto ao tipo e papel da teoria construtivista no processo do design educacional.

Nos ambientes de aprendizagem progressistas [PERK92], os estudantes possuem muito mais responsabilidade sobre o gerenciamento de suas tarefas do que no modelo tradicional e o papel do professor passa a ser o de orientador ou facilitador. A tecnologia instrucional tradicional é baseada num relacionamento linear e hierárquico, enquanto que a tecnologia educacional emergente revoluciona o processo ensino-aprendizagem [HOSS96]. A figura 1 exibe a reestruturação do ambiente de aprendizagem em comparação com a Pedagogia tradicional.
 
 
 

Um critério que vem sendo usado na literatura especializada para classificar os tipos de software educacional é o grau de iniciativa permitido ao aluno ou o grau de direcionamento conferido a ele [BALA94].

Bravo et al. [BRAV96], reportando-se a vários autores, fizeram uma relação de recursos informáticos que permitem a aprendizagem por descoberta:

• recursos hipertextuais (modos não lineares)
• sistemas de manipulação de conceitos (oferecem ajudas e esquemas sobre o objeto em estudo)
• micromundos (o aprendiz pode programar)
• simuladores (programas que contem modelos da realidade)
• recursos de modelagem (permitem a modificação de propriedades do modelo por parte do aprendiz).

Entretanto, os sistemas hipermídia podem exemplificar o modelo construtivista de aprendizagem onde os alunos constroem a base de conhecimento baseada em compreensões prévias interagindo dinâmicamente com a mídia. Estes sistemas privilegiam o controle das lições pelo aprendiz. "O sucesso da aprendizagem está no interesse, inteligência e habilidade do aprendiz em tomar decisões sobre seqüência, momento e ênfase" [EKLU95].

Estudos vêm sendo feitos no sentido de desenvolver sistemas adaptativos baseados no gerenciamento da interface [EKLU95] ou na relevância da informação para o usuário. Nestes sistemas, a interface é alterada com base em diversas categorias esteriotipadas e o sistema tenta traçar o conhecimento do aluno e fornece conselhos individuais. Em alguns casos, isto é feito através de uma base de conhecimento onde constam características cognitivas dos usuários, preferências, tomadas de decisão e regras para escolher o formato do aconselhamento correto. O modelo do aluno pode, então, ser usado para alterar as características da interface e mudar segundo as necessidades do aprendiz. A aprendizagem é mais efetiva quando o controle é do usuário final, quando este toma iniciativa e escolhe cada passo na seqüência de eventos de aprendizagem [McAL94].

A maioria das aplicações hipermídia são ambientes de aprendizagem que representam a complexidade natural dos domínios, suportam construção colaborativa do conhecimento e suportam aprendizagem intencional. Mais do que apresentar a informação conectada em nós, os ambientes de aprendizagem hipermídia permitem uma profunda reflexão sobre o conteúdo que está sendo trabalhado. Segundo Jonassen [JONA93,] o ambiente hipermídia representa a progresso natural das tecnologias de aprendizagem dos roteiros behavioristas, através do crescimento cognitivo até a aprendizagem significativa do construtivismo.

O desenvolvimento tecnológico das redes de comunicação tem trazido como conseqüência a transformação dos sistemas hipermídia em sistemas dinâmicos e distribuídos. Estes hiper sistemas tem como característica principal o número crescente de informações e o fato de que a mesma informação pode aparecer de forma diferente quando recuperada por usuários e contextos diferentes.

Algumas considerações foram feitas por Eklund [EKLU95] no sentido de aumentar a aprendizagem nos ambientes hipermídia e principalmente na Web:

• Usar o domínio de um especialista para construir a base de criação dos nós e ligações, por exemplo, pelo projeto de uma rede semântica;
• Incorporar dispositivos de navegação para informar ao usuário sua localização, histórico de navegação e possíveis trilhas;
• Fornecer help on-line ou ajuda inteligente se o aluno é "modelado" ou o caminho é traçado através do espaço de informação;
• Usar uma interface adaptativa baseada em muitas classes esteriotipadas de usuários para modificar o ambiente para usuário individual;
• Fornecer aconselhamento adaptativo, e modelar a aquisição de conhecimento do usuário através do uso do seu ambiente inteligente que sugira caminhos preferenciais através da base de conhecimento.

• conhecimento não pode ser reduzido a um texto;
• alunos não recebem passivamente o conhecimento, eles são construtores ativos do conhecimento;
• erros são sintomas da natureza das concepções dos alunos;
• aprendizagem é um processo dinâmico.

• acomodar diferentes tipos, modos, estilos e estratégias de aprendizagem;
• envolver um grupo diverso de participantes da escola, família e outras fontes;
• incluir acesso à informação, experiências pessoais e atividades fora da escola tradicional;
• ser centrada no aluno, colocando maior responsabilidade na aprendizagem do aluno;
• assistir os alunos no desenvolvimento de aprendizagem em rede;
• reforçar o sistema nas tecnologias novas e emergentes para dar suporte à reestruturação do currículo e à reestruturação das experiências de aprendizagem.

O construtivismo não tem objetivos de aprendizagem e performance internos ao conteúdo do domínio, porém, busca tarefas autênticas e permite que os objetivos mais específicos aflorem e que sejam atingidos na medida em que sejam apropriados para a resolução de tarefas na vida real [BEDM92].

A visão construtivista é bem diferente da tradicional no que se refere à como o aluno deve construir o conhecimento ou a visão do conteúdo não deve ser pré-definida. Um domínio de conhecimento deve ser especificado e o estudante deve ser encorajado a buscar novos domínios do conhecimento que sejam importantes para a questão. Os domínios de conhecimento não estão efetivamente separados no mundo e informações de diversas fontes devem servir de base para a análise de qualquer questão.

Do ponto de vista do construtivismo não é possível isolar unidades de informação ou decidir, a priori, como a informação será usada. Fatos não são meros fatos para serem lembrados isoladamente. O objetivo maior é levar o aprendiz a pensar no domínio do conhecimento como um expert do assunto pensaria [BEDM92].

No construtivismo, os alunos selecionam e desenvolvem suas próprias estratégias, e muitas vezes seus próprios objetivos. O "projetista", neste caso, usa diferentes tipos de estratégias para guiar o aluno na medida em que suas necessidades afloram, mas não impõe um modo particular de aprender. O modelo de instrução e desempenho não é enfatizado no construtivismo. O foco está na habilidade reflexiva e não de memória. O centro é o processo de construção do conhecimento e o desenvolvimento da consciência reflexiva no processo. O conceito de aprendiz global não deve existir na perspectiva construtivista.

Entretanto Winn [WINN92] afirma que não está ainda totalmente convencido de que todo conhecimento possa ser construído pelo aluno, o aluno tem que ter algum conhecimento para iniciar a construção e desta forma ele acredita que os "projetistas" devem continuar a projetar conhecimentos básicos bem como domínios bem estruturados.

Segundo Bednar et al. [BEDM92] as implicações do construtivismo no design educacional são mais revolucionárias que evolucionárias e a relação entre o consultor instrucional e o especialista em conteúdo deve ser reexaminada.

É evidente que a autonomia dos alunos na construção do conhecimento torna difícil, senão impossível, predizer como eles vão aprender e planejar as sequências de atividades. A real adaptação do design instrucional à teoria cognitiva, portanto, requer mudanças na concepção de como as pessoas aprendem e como decisões são tomadas [WINN92].

Não existem teorias e modelos educacionais que possam ser diretamente implementados, e nenhuma ferramenta tecnológica que disponibilize a implementação simples de material educacional [BALA94]. Não há integração adequada de dois campos que são fundamentais para este trabalho: ciência da computação e ciência instrucional. Esta integração traria o compartilhamento do conhecimento com as restrições computacionais, das teorias da aprendizagem com os princípios da interação homem máquina.

Os sistemas possuem um aspecto estático e um aspecto dinâmico. O modelo estático é facilmente identificado pelos diagramas e declarações em linguagens de programação. O aspecto dinâmico é mais difícil de ser compreendido pelos humanos por causa da dificuldade que temos em entender as relações espaciais e temporais. A evolução temporal de um sistema é denominada comportamento e sua modelagem envolve conceitos de estado e interações. Comportamento externo é a visão de fora do sistema e a visão de dentro do sistema é denominada comportamento interno [RUMB96].
 
 

A educação é uma das áreas com grande potencial para a aplicação das novas tecnologias e esforços vem sendo feitos no sentido de utilizá-las no processo de ensino-aprendizagem. Entre as tecnologias disponíveis para a educação e as hipertecnologias citadas por Clunie [CLUN et al 96] destacamos as seguintes:

• tutores inteligentes: além da tutoria buscam modelos adaptativos;
• hipermídias e multimídias: disponibilizam as informações de forma não linear e interativa;
• redes: permitem acesso as informações disponíveis dinamicamente;
• ferramentas de apoio ao trabalho cooperativo: viabilizam a utilização das outras tecnologias de forma cooperativa.

Entre as habilidades essenciais para o sucesso dos indivíduos no século XXI está a localização e coleta de informações, organização e uso das mesmas, uso das informações para tomada de decisão e comunicação das informações e resultados de maneira legível para os outros [THOM91]. Entre as tecnologias necessárias para o desenvolvimento dessas habilidades temos: redes, CD-ROM e multimídia /hipermídia.

Falando nas mudanças e implicações do uso da informática na educação Reinhardt [REIN95] descreve alguns resultados observados no uso das novas tecnologias:

• estímulo à curiosidade, criatividade e trabalho em grupo;
• mudança no papel do professor;
• redução da intimidação e frustração entre os alunos;
• redução dos problemas de comportamento e aumento da concentração e auto-imagem;
• acesso a mais informações;
• ambiente mais rico de informações e mídias;
• rompimento das paredes da sala de aula integrando casa, cidade e mundo.

Existem propostas para o design instrucional que buscam alternativas simples e rápidas. Outras, tratam de aprendizagem de alto nível. Os teóricos da aprendizagem enriqueceram o design tanto em termos de princípios básicos como em técnicas práticas específicas. Na verdade, podemos afirmar que a tecnologia instrucional propõe soluções criativas para os modelos existentes, porém há necessidade de novos modelos que contemplem as novas tecnologias disponíveis como multimídia e redes.

Para Duffy et al. [DUFF92] o "projetista" instrucional, como qualquer outro "projetista", busca conhecimentos e experiências anteriores quando desenvolve uma instrução. Relembram instruções prévias que desenvolveram, vivenciaram ou que são adequadas às características particulares da situação corrente. Os modelos derivados da nossa experiência refletem a conceituação do autor do que é aprender, compreender e instruir.

Há necessidade de usarmos técnicas e metodologias para o desenvolvimento de produtos que estimulem, motivem e permitam aos usuários desenvolver estruturas cognitivas relevantes relacionadas com o domínio em estudo [BARK96].

Romiszowski propõe uma classificação para os métodos instrucionais de recepção e de descobrimento [ROMI81] que podem, hoje, ser exemplificados com o uso das novas tecnologias. Desta forma estamos relacionando, na figura 4, os tipos de aprendizagem descritos com o uso das redes, hipermídia, multimídia, tutores ferramentas de trabalho cooperativo, na busca de associar estas formas de aprendizagem com os recursos disponíveis para a educação.
 
 
 

Observando a figura 4 percebemos a necessidade de mudança no enfoque do design instrucional. Segundo Linard [ROMI81] antes ele era centrado nos "fatores humanos" e hoje ele é centrado numa abordagem de "atores humanos". Por estas e outras razões gerações de psicólogos e teóricos da aprendizagem estão envolvidas em questões de natureza, significado, objetivos e ambientes de aprendizagem. Apesar dessas questões não estarem ainda resolvidas existem alguns pontos comuns às diversas posições apresentadaospor diferentes autores, entre eles [ROMI81]:

• a importância da natureza (hereditariedade) e da experiência;
• algumas coisas são aprendidas melhor com roteiro e outras num contexto significativo;
• podem existir diferentes objetivos para ensinar um tópico;
• um tópico pode exigir diferentes métodos instrucionais.

Para Piaget a criança é um organismo em desenvolvimento passando por determinados estágios cognitivos biológicos. Estes estágios estão mais ou menos relacionados com a idade, embora a variação em cultura ou ambiente irá influir nos padrões individuais de desenvolvimento. Em relação ao processo de aprendizagem podemos destacar algumas considerações sobre o trabalho de Piaget em relação ao crescimento da inteligência [ROMI81]:

• mudanças contínuas e progressivas ocorrem nas estruturas do comportamento e no desenvolvimento da criança;
• estruturas sucessivas aparecem em uma ordem fixa;
• a acomodação da natureza sugere que o desenvolvimento é, num certo grau, uma função do encontro da criança com o ambiente;
• os processos tem origem na internalização de ações, a inteligência cresce na medida em que os processos perdem as suas bases de percepção e ação e transformam-se em reversíveis, transitivos, associativos, etc.

A posição de Bruner é fortemente oposta a Skinner e Gagné a partir do momento em que os processos internos tem muita importância no seu modelo e as saídas e produtos tem importância secundária [ROMI81]. Bruner descreve a criança através de três níveis de representação quando ela aprende:

• inativo - manipulação direta de materiais;
• icônico - trabalho com imagens mentais e objetos mas não manipulação direta;
• simbólico - manipulação estrita de símbolos e não mais imagens mentais de objetos.

O construtivismo é uma teoria sobre o conhecer e vir a conhecer bem documentada, porém como teoria de ensino ela ainda não está bem amadurecida [FOSN92], uma vez que os educadores tentam transpor para o design instrucional esta forma de ensinar e aprender e, tem sido uma tarefa difícil.

Como transpor as pesquisas sobre as teorias de aprendizagem e instrução para as poderosas tecnologias de hoje? Construtivismo é uma teoria de aprendizagem e não de ensino [WOLF96], porém, quando a prioridade é o aprendiz , o construtivismo pode servir de fundamentação para a tomada de decisão. No sentido de oferecer melhores oportunidades de aprendizagem para os alunos Wolffe et al. consideram relevantes os seguintes pontos do construtivismo:

• aprendizagem é um processo recursivo no qual o aprendiz busca novas informações com apoio das experiências, crenças e conceitos anteriores;
• atividades de aprendizagem são projetadas para desenvolver a metacognição e a reflexão;
• planejamento instrucional é guiado pela informação obtida pelo acesso às estruturas cognitivas dos alunos;
• o questionamento pelos alunos é produtivo e valioso;
• a sala de aula construtivista encoraja a troca livre de idéias;
• a aprendizagem é conectada no mundo do aluno
• atividades sempre requerem dos alunos o trabalho em grupo para atingir os objetivos.

Existem algumas questões sobre a prática construtivista que aparentemente ainda não foram resolvidas como, por exemplo, a não definição de objetivos de aprendizagem específicos para cada aluno, a não especificação de objetivos para os conteúdos e a inexistência de critérios de referência para cada aluno para determinar se eles adquiriram as habilidades esperadas [DICK92].

Piaget, Bruner e os construtivistas privilegiam os metaobjetivos e as estratégias internas para a construção do conhecimento. Desta forma, podemos propor o modelo da figura 5, para o ciclo de desenvolvimento do modelo.
 
 

O cognitivismo, representado por Piaget e seu seguidores, nos permite propor um modelo de design baseado em estruturas abertas, em objetivos definidos pelo "projetista" e pelo aluno e domínios de informação definidos em unidades de informação que se interrelacionam e podem ser acessadas em rede (figura 6).
 
 

O design educacional construtivista deve seguir algumas heurísticas que irão contribuir para a construção do conhecimento no ambiente de redes:

• propor ambientes que permitam a ocorrência de aprendizagem e a compreensão sob múltiplas perspectivas;
• propor problemas contextualizados e compatíveis com o conhecimento externo à sala de aula;
• permitir interpretação significativa e reflexiva;
• incentivar o pensamento crítico;
• encorajar a troca de idéias e testagem das alternativas;
• fornecer assistência ao aluno, ao contexto da aprendizagem e ao processo.

CONCLUSÕES
 

O processo de design educacional é um ciclo de atividades que, apoiado em uma teoria de aprendizagem, define os objetivos educacionais, as informações que constarão do produto e o modelo de avaliação. A seleção da melhor solução para o modelo é um problema que envolve princípios sócio-culturais do "projetista", fatores externos impostos pelo ambiente e habilidades do aprendiz.

As novas tecnologias multimídia, hipermídias, redes, tutores inteligentes e ferramentas para trabalho cooperativo, exigem um novo design que privilegie a aquisição das habilidades necessárias para a busca e seleção das informações e construção do conhecimento nos meios informáticos disponíveis. Porém, o que observamos é que a maioria dos autores ainda não está propondo modelos que contemplem estas tecnologias e quando o fazem, na sua maioria, sugerem uma seqüência algorítmica de etapas.

"Entretanto, parece que os projetistas instrucionais estão relutantes em abandonar as suas crenças tradicionais, e particularmente os procedimentos do design instrucional, para acomodar as novas idéias sobre a aprendizagem" [WINN92].

A abordagem construtivista permite o uso de estratégias internas para a construção do conhecimento, dá ao aluno a oportunidade de desenvolver melhor suas habilidades cognitivas, extrapolar o conteúdo definido, buscar informações em outros contextos, testar estratégias e descobrir de forma imprevista.

O cidadão que constrói o seu conhecimento é um indivíduo capaz de reconhecer a relevância das informações disponíveis e construir seus valores numa sociedade informatizada. Este perfil demanda novos modos de trabalho e um design utilizando a tanto para a educação quanto para a construção de conhecimento.
 
 

REFERÊNCIAS
 
 

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