Este documento discute duas teorias cognitivas - Teoria da Carga Cognitiva de Sweller e Teoria da Aprendizagem Multimédia de Mayer - e como elas podem ser aplicadas para melhorar o design de materiais instrucionais multimídia. Também apresenta vários princípios para a concepção eficaz de aplicações multimídia educacionais de acordo com essas teorias cognitivas.

1. MCEM - 2011 <br />COMUNICAÇÃO EDUCACIONAL<br />DESIGN INSTRUCTIONAL E ARQUITECTURAS COG NITIVAS<br />615315254635<br />Docentes: António Quintas-Mendes e Daniela Melaré Barros<br />Discente: Lurdes Viana<br />12 Setembro 2011 <br />Introdução <br />Este artigo parte da análise de duas teorias cognitivas - Teoria da Carga Cognitiva de Sweller e da Teoria da Aprendizagem Multimedia de Mayer - decompondo as suas implicações na concepção de aplicações multimédia instrucionais, tendo por base o trabalho apresentado pelo Grupo 1 para a UC Comunicação Educacional - MCEM 2011.<br />Partindo do princípio que a aprendizagem é mais eficaz quando obtida com menos esforço, de que forma podemos optimizar os ambientes de aprendizagem multimédia para serem mais eficazes? Ao longo do artigo são apresentadas perspectivas de diversos autores que se dedicaram a estudar a temática da aprendizagem, nomeadamente, a aprendizagem multimédia.<br />Como ocorre a aprendizagem<br />A aprendizagem para os autores cognitivos como Alan Baddeley, Allan Paivio ou Jean Piaget, é um processo mental pelo qual o conhecimento é adquirido, armazenado e recuperado para resolver problemas. Tal processo comporta por parte do sujeito que aprende, uma atribuição de significado a um significante. Assim, convém ter em conta que cada matéria tem um tratamento processual diferente.<br />A ciência cognitiva abrange diversos domínios, examinando questões sobre a memória, atenção, percepção, representação de conhecimento, raciocínio, criatividade e resolução de problemas. Na abordagem cognitiva o paradigma dominante é o do processamento de informação e as teorias daí resultantes têm por base noções como: entrada; processamento; e saída de informação. Esta teoria do processamento cognitivo procura explicar como a mente funciona, mas dá mais ênfase à forma como a informação é processada do que ao modo como a aprendizagem acontece. Torna o processo análogo ao processador de um computador. Neste modelo há três componentes básicos: registo sensorial, memória de trabalho (ou de curto prazo) e memoria de longo prazo.<br />Os cinco sentidos são responsáveis pela captação das informações, que podem ser de natureza visual, olfactiva, táctil, gustativa, auditiva e cinestésica. O processamento cerebral depende bastante das informações fornecidas pelas estruturas sensoriais, sendo estas a base de nossa compreensão do mundo.<br />No construtivismo de Piaget havia quatro conceitos fundamentais que são aplicáveis à aprendizagem em qualquer idade: assimilação, acomodação, equilíbrio e esquemas. <br />Nas teorias cognitivistas a aprendizagem é um processo activo, visto que o aluno regista a informação (inicialmente na memória de trabalho) processando-a e organizando o conhecimento; nesta fase do processo o recurso à memória de longo prazo é essencial, contribuindo para reorganizar e reestruturar os conhecimentos prévios em função da informação mais recente. Esta reestruturação não se reduz a uma mera assimilação, mas é, pelo contrário, uma construção dinâmica do conhecimento. <br />O estudo do processamento da aprendizagem levou ao desenvolvimento de diferentes arquitecturas cognitivas por parte de diversos autores. Umas são de natureza multimodal e outras de natureza instrucional.<br />Arquitecturas cognitivas - multimodal<br />A Teoria do Código Duplo de Paivio serve de base para posteriores arquitecturas cognitivas devido à sua distinção entre a codificação da informação verbal e visual. As imagens normalmente resultam numa melhor memória do que as palavras concretas, as quais geralmente resultam numa melhor memória do que palavras abstractas (Paivio, 1969). A razão pela qual as imagens são eficazes, de acordo com Paivio (1975), é que uma imagem fornece um segundo tipo de código de memória que é independente do código verbal. A teoria de Paivio é conhecida como teoria do código duplo, porque propõe dois códigos de memória independentes, dos quais pode resultar em recordação. Tendo dois códigos de memória para representar um item fornece uma melhor hipótese de lembrar do que um item que tem apenas um único código. <br />O modelo de memória de trabalho proposto inicialmente por Baddeley e Hitch (1974) também faz uma distinção entre o código verbal e o código visual. As teorias da memória de longa duração como a de Paivio têm tradicionalmente enfatizado a codificação semântica e as teorias da memória de curta duração, como a de Baddeley têm enfatizado tradicionalmente a codificação fonológica (Craik & Lockhart, 1972). <br />10058401480820O modelo de Baddelley é constituído por três componentes: um loop fonológico responsável pela manutenção e manipulação da informação baseada na voz; um bloco de notas visual e espacial responsável pela manutenção e manipulação de informações visuais e espaciais; e um executivo central responsável por regular e controlar os processos cognitivos. Mas a teoria de Baddelley tinha uma limitação tal como a Teoria de Paivio.: O modelo não explicava como se combinam informações de diferentes modalidades. Por este motivo, Baddelley (2001) propôs uma revisão do modelo, introduzindo um quarto componente - O buffer episódico - um sistema de armazenamento que pode integrar códigos de memória de diferentes modalidades. <br />A teoria multimodal formulada por Engelkamp (1998) diferencia-se pela incorporação de acções no processo da memorização. Ele junta as informações verbais à execução resultando num maior reconhecimento e memorização. Por ex., o processamento verbal é enriquecido com a actividade motora inerente à ordem lida, possibilitando um maior entendimento semântico. <br />Arquitecturas Cognitivas - instrucionais<br />Teoria da carga cognitiva de Sweller<br />A teoria de John Sweller emprega aspectos da teoria do processamento da informação para enfatizar as limitações decorrentes da sobrecarga da memória de trabalho sobre a aprendizagem.<br />Para ver um vídeo sobre a Teoria da Carga Cognitiva clique aqui<br />Our ability to process information is a multi-step process that involves the perception, attention, selection, organization and integration of information (Sweller, 2003).<br />De acordo com os fundamentos da Teoria da Carga Cognitiva, um ambiente de aprendizagem apropriado, minimiza recursos mentais desnecessários maximizando a aprendizagem. Segundo Sweller (2003), a aprendizagem acontece mais naturalmente quando o processo de informação está alinhado com o processo cognitivo humano, ou seja, quando o volume de informações oferecidas ao aluno é compatível com a capacidade de compreensão humana. Assim a Teoria da Carga Cognitiva, apoia-se na impossibilidade natural do ser humano reter muitas informações na memória de trabalho a cada momento. <br />O excesso de informação gera um esforço maior de todo o processo cognitivo, criando, assim, uma sobrecarga cognitiva. Segundo Sweller há dois meios de superar essa limitação através da aprendizagem: através do processamento automático e pela obtenção de um esquema. O processamento automático requer menos capacidade de memória espacial, libertando-a para uso noutros lugares. O esquema é uma estrutura organizada de conhecimento, que aumenta a quantidade de informações que podem ser mantidos na memória de trabalho por junção de elementos. Em contraste com a aprendizagem de simples associações de pares, os esquemas são necessários para tipos mais complexos de conhecimento como o uso de diversas equações para resolver um problema de física ou de geometria (Sweller, 1988).<br />35814041910<br />Na Teoria da Carga Cognitiva, há uma distinção entre cargas cognitivas intrínsecas e externas. A carga intrínseca ocorre quando há grande relação entre os elementos de um assunto, subdivididos e ensinados isoladamente, sendo posteriormente retomados e descritos como um todo de tal modo que o designer instrucional consegue reduzir a sua complexidade. As cargas externas são importantes na concepção multimédia porque o esforço cognitivo necessário para integrar mentalmente diferentes fontes de informações pode ser reduzido através de actividades e informações que promovem os processos de aprendizagem. <br />Cabe ao designer conceber os materiais de forma a reduzir a carga cognitiva estranha - informações e actividades que não contribuem directamente para a aprendizagem e sobrecarregam a memória de trabalho, reduzindo os recursos disponíveis para processar os conhecimentos – promovendo a carga cognitiva pertinente ou relevante - dedicada ao processamento, construção e automatização de esquemas. Desta forma, evita-se o efeito da atenção dividida que ocorre quando múltiplas fontes de informações se referem umas às outras e são ininteligíveis isoladamente.<br />The information in working memory is integrated into long term memory using existing schema (Sweller, 2003).<br />Teoria Multimedia de Mayer<br />Mayer desenvolveu a teoria cognitiva da aprendizagem multimedia, que se apoia nos pressupostos de outros autores como Paivio para quem as informações podem ser codificadas quer usando o código visual, quer usando o código verbal; Baddeley e a sua ideia de uma memória de trabalho de capacidade limitada que pode ser gerida através de um processo executivo; Sweller e a sua distinção entre cargas cognitivas externas e intrínsecas. Mayer propõe a divisão de caminhos para reduzir a carga cognitiva externa - os sons estão organizados num modelo verbal e as imagens visuais num modelo pictórico. A memória de trabalho é utilizada para integrar o modelo verbal, modelo pictórico, e o conhecimento prévio armazenado na Memória de Longo Prazo. <br />Modelo multimedia de Mayer. Adaptado de Multimedia Learning (p. 44), by R. E. Mayer, 2001, Cambridge, England: Cambridge University Press. <br />A aprendizagem engloba então, a organização das novas informações e a sua integração no conhecimento já existente. Nos modelos de aprendizagem multimedia, os materiais podem portanto, conter gráficos e palavras (escritas ou faladas).<br />Mayer assenta portanto, a sua teoria em três pressupostos fundamentais:<br />Pressuposto do Canal Dual: informações visuais e auditivas são processadas por meio de canais de processamento distintos;<br />Capacidade Limitada de Processamento da Memória: cada canal de processamento tem uma capacidade limitada para processar informações;<br />Pressuposto do Processamento Activo: o processamento de informações nos diferentes canais é um processo cognitivo ativo com vista a construir representações mentais coerentes. <br />Mayer descreve os potenciais benefícios da multimédia. Dado que processamos a informação a partir de dois canais básicos, verbal e visual, a multimedia, aproveitaambos os recursos de uma só vez. Além disso, a combinação de vários meios é útil pois as conexões entre texto e gráficos permitem uma melhor compreensão do que os modelos mentais de cada um sozinho.<br />1205865-52705<br />Sem dúvida que conteúdos multimédia bem trazem benefícios para a aprendizagem, pois auxiliam os alunos na construção de modelos mentais de uma forma mais rápida. Mas para isso, tais conteúdos precisam estar bem estruturados. A retenção e transferência de resultados resultantes da utilização da multimédia faz parte da pesquisa realizada por Mayer com base na ciência cognitiva, na compreensão das limitações da Memória de Trabalho e na aplicação de métodos de codificação da informação na Memoria de Longo Prazo. Essa pesquisa resultou em sete princípios para a concepção da instrução multimédia:<br />Princípio Multimédia: Os alunos aprendem melhor a partir de palavras e imagens, do que só de palavras;<br />Princípio de Contiguidade Espacial: Os alunos aprendem melhor quando palavras e imagens correspondentes são apresentadas próximas, em vez de longe umas das outras na página ou na tela.<br />Princípio da Contiguidade Temporal: Os estudantes aprendem melhor quando as palavras e imagens correspondentes são apresentadas simultaneamente, ao invés de sucessivamente. <br />Princípio da Coerência: Os alunos aprendem melhor quando palavras estranhas, imagens e sons, são excluídos.<br />Princípio da Modalidade: Os alunos aprendem melhor a partir de animação com narração, do que de animação com texto na tela.<br />Princípio da Redundância: Os alunos aprendem melhor a partir de uma animação com narração do que com uma animação e narração e texto na tela. <br />Princípio das diferenças individuais: Os efeitos do desenho são mais fortes para os alunos com conhecimentos mais baixos do que para os de conhecimentos mais elevados e para os alunos com maior nível espacial alto do que para os alunos com um nível espacial baixo.<br />A concepção de aplicações multimédia eficazes<br />A primeira tarefa do designer de conteúdos educacionais multimédia deve ser avaliar a natureza da aprendizagem necessária, porque os processos de aprendizagem podem ser classificados por vários domínios - acreção, a transmissão, aquisição e emergência. Cada domínio de aprendizagem é única, serve a um propósito diferente, e traz uma combinação diferente de vantagens e desvantagens. Necessidades de conhecimentos diferentes requerem diferentes modelos ou abordagens (Siemens, 2005). <br />O propósito do design instrucional multimédia não é aumentar a complexidade (o que poderia até prejudicar a aprendizagem). A combinação dos diversos meios deve proporcionar um maior potencial de aprendizagem, apoiando diferentes propósitos. Utilizar os recursos multimédia requer o uso de mais do que um sentido, pelo que deve ser tido também em conta a acessibilidade por parte de pessoas com necessidades especiais.<br />Referências:<br />GAMA, M. J. (s/d) “Os novos desafios na didática da historia e ciências sociais, Aprendizagem, memória e mapas conceptuais”. Consultado em Setembro 2011. Disponível em: https://sites.google.com/a/cfmbm.info/os-novos-desafios-a-didactica-da-historia-e-ciencias-sociais/aprendizagem-significativa-memoria-e-mapas-conceptuais<br />GAMA, M. J. (s/d) “Os novos desafios na didática da historia e ciências sociais Aprendizagem multimédia e teoria da carga cognitiva”. Consultado em Setembro 2011. Disponível em: https://sites.google.com/a/cfmbm.info/os-novos-desafios-a-didactica-da-historia-e-ciencias-sociais/aprendizagem-multimedia-e-teoria-da-carga-cognitiva<br />LEMOS, C; VIANA, L; DUARTE, M; TÖLLE, V. N. (2001) “Arquitecturas Cognitivas para a Aprendizagem Multimédia”. Consultado em Agosto 2011. Disponivel em:<br />http://mcem-ce.wikispaces.com/Arquitecturas+Cognitivas+para+Aprendizagem+Multimedia#tccs<br />REED, K. STEPHEN, 2006 quot;
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