MESTRADO EM EDUCAÇÃO MULTIMÉDIA Educação Multimédia II Ano lectivo de 2005-2006 2º Semestre

1. MESTRADO EM EDUCAÇÃO MULTIMÉDIA Educação Multimédia II Ano lectivo de 2005-2006 2º Semestre DCP 2006

2. Capítulo 5 Ciência - Espírito DCP 2006

3. Como é que a Ciência se torna possível no Espírito e como é que o Espírito influencia a Ciência? • A construção/produção do conhecimento científico para consumo próprio (o que pode incluir a Educação e a Aplicação) • A produção/construção do conhecimento científico para fornecer à Sociedade (o que pode incluir a Investigação e o Desenvolvimento). DCP 2006

4. A Produção Psicológicade Conhecimento Científico e a Modelagem do Raciocínio Científico (5.1). • A visão da relação Sujeito → Ciência (Cognição Distribuída) e Ciência → Sujeito (Andaimamento Cognitivo) (5.2). • O cientista perante a Ciência (a criação/investigação científica) (5.3). • O profissional perante a Ciência (o consumo / aplicação / desenvolvimento científico - 5.4). • O público em geral perante a Ciência (a literacia científica) (5.5). • O cidadão culto perante a Ciência - Terceira Cultura (5.6). • Educação Científica e Literacia Científica (5.7) • O Construtivismo Psico-Cultural (5.8) que estão subjacentes à relação entre a mente e a Ciência. DCP 2006

5. 5.1 A Produção Psicológicade Conhecimento Científico e a Modelagem do Raciocínio Científico • Tem sido uma das principais metas das Ciências Cognitivas, modelar determinados tipos de raciocínio ou situações considerados tipicamente científicos • Vygotsky (1978) e Leontev (1978) utilizavam teorias psicológicas, com conceitos como o de zona de desenvolvimento proximal para caracterizar a produção do conhecimento científico. • Os “pais” da Inteligência Artificial, Newell e Simon (1972), criaram um programa de computador - GPS, para exploração do Espaço do Problema. DCP 2006

6. Wason e Johnson Laird (1972) basearam-se na teoria dos Modelos Mentais e no falsificacionismo de Popper • Kahneman, Slovic e Tversky (1982) implementaram vários tipos de raciocínio probabilístico, apoiados na teoria normativa Bayesiana, e descobriram uma série de problemas típicos como a falácia da conjunção e o excesso de confiança, em que as pessoas encalhavam sistematicamente. • Mais tarde a caracterização da produção em rede do conhecimento científico através das comunidades de aprendizagem on-line, inspirando-se por um lado na Teoria da Actividade e por outro, na ideia de Cognição Distribuída. DCP 2006

7. 5.2 A visão da relação Sujeito → Ciência (Cognição Distribuída) e Ciência → Sujeito (Andaimamento Cognitivo) A Cognição Distribuída é a partilha de modelos mentais ou partes deles com artefactos (por ex. o sistema informático) sem que o sujeito perca o controlo sobre o processo. DCP 2006

8. Os artefactos podem ser: • reais, como é o caso dos telescópios (para tratamento da realidade muito distante) e dos microscópios (para tratamento da realidade muito pequena), • mas também virtuais ou conceptuais, como é o caso do macroscópico de Joel de Rosnay (para tratamento da realidade muito complexa). • Neste último caso é a nossa mente “dilatada” pela inclusão de esquemas ou diagramas que funciona como artefacto. DCP 2006

9. O raciocínio diagramático é uma forma muito usada de auxiliar a cognição, cumprindo uma missão que se designa por andaimamento cognitivo, que está presente noutras situações, ainda mais comuns e já não diagramáticas mas algorítmicas, como a da execução, com papel e lápis, de operações aritméticas, até ao uso de calculadoras e computadores mais ou menos sofisticados, todos eles funcionando como artefactos e andaimes cognitivos, na medida em que, respectivamente, a cognição é distribuída por eles e retorna ao sujeito epistémico para o ajudar no seu processo cognitivo • A linguagem encarada não só como uma emanação do processamento cognitivo mas também como um suporte socialmente construído é considerada o mais robusto e generalizado dos andaimes cognitivos, DCP 2006

10. Este par conceptual Distribuição de Cognição / Andaimamento Cognitivo pode ser generalizado às relações interpessoais Constitui a base das interacções na colaboração investigativa, mas também nas interacções educativas, que deverão ser verdadeiramente colaborativas e em que os sujeitos epistémicos poderão ser professores ou alunos. O aluno ou co-investigador deverá comunicar com vários artefactos, com o professor ou director de projecto e com os seus pares. DCP 2006

11. 5.3 A Investigação Científica: o Cientista perante a Ciência e a Cognição Distribuída Giere (1998) introduz o conceito de cognição distribuída entre homem e artefacto A concepção dos Modelos Mentais é associada à de modelo científico transformando o problema de criação científica num de cognição e o de construção do conhecimento científico, que se lhe segue, também num fenómeno psicológico mas de decisão sobre a adequação ou “fit” do Modelo Mental produzido pela actividade científica ao Modelo Mental resultante da experiência sensorial da realidade. Em última análise, esses dois modelos mentais comparados e o próprio processo de decisão podem ser partilhados com o artefacto e é essencialmente nisto que consiste a cognição distribuída em que se baseia, segundo Giere (1998), a produção de toda a Ciência. DCP 2006

12. 5.4 A Prática Profissional em profissões envolvendo a Ciência • Actualmente, todas as profissões utilizam uma vasta gama de conceitos científicos, pelo que, independentemente das suas especificidades uma prática profissional consciente exige uma postura do profissional perante a Ciência. • Por outro lado, estamos numa sociedade em que a geração de conhecimento científico e tecnológico são uma fonte de produtividade e de crescimento económico • O profissional deverá ser um construtor passivo, de forma a atingir um grau adequado de literacia científica, mas também um produtor de conhecimento. • Esta actividade implica a distribuição da cognição em ambos os sentidos, isto é, de e para o sujeito epistémico, utilizando canais e andaimes adequados, entre os quais os localizados na Internet DCP 2006

13. A postura do profissional perante a Ciência (a aplicação / desenvolvimento científico) deve tomar como base mínima a do público em geral perante a Ciência (a literacia científica) através do que poderemos chamar - Uma Nova Cultura - em que os temas são os grandes temas científicos e os autores são os próprios cientistas, chegando-se a considerar como uma real possibilidade a de, por vezes, assumir a atitude do Cientista perante a Ciência (a criação / investigação científica). DCP 2006

14. 5.5 A Literacia Científica: o público em geral perante a Ciência • A Sociedade em que vivemos e a sua relação com a Ciência exige do cidadão comum, e para a execução das tarefas mais triviais, uma familiarização com alguns conceitos científicos. • Tal permitir-lhes-á: • trabalhar com artefactos inspirados em princípios científicos, o que implica uma distribuição cognitiva, do artefacto para o indivíduo no que poderá ser ajudado por sistemas de andaimamento cognitivo, mas exige uma base mínima de conhecimentos para a recepção dessa cognição. • tomar decisões pessoais ou participar na tomada de decisões colectivas de uma forma consciente e esclarecida, mas que exige também uma base mínima de conhecimentos. • Essa base mínima de conhecimentos designa-se por literacia científica. DCP 2006

15. Para Bybee (1997a) é possível distinguir nas várias definições de Literacia Científica um eixo de conceptualização que num extremo valoriza a metacompetência, isto é a competência associada aos processos da Ciência e no outro a competência do assunto, as principais contribuições teóricas. DCP 2006

16. Segundo Shamos, a Literacia Científica pode definir-se como sendo uma sensibilização para a Ciência feita através do processo da própria Ciência. • A Literacia Científica conseguir-se-ia reduzindo drasticamente o conteúdo das Ciências ensinadas na Escola e abordando principalmente a metodologia e os processos da Ciência: o pensamento lógico, a análise quantitativa; o questionamento significativo; a dependência da evidência clara • Dubs (2002) insiste na contextualização, isto é, nos seus aspectos sociais. • Nega ao ensino básico a meta de reproduzir as disciplinas universitárias a um nível mais baixo e propõe, em alternativa, a de as orientar para a resolução de problemas sociais e de tomar decisões fundamentadas racionalmente. DCP 2006

17. Segundo Schaefer (1998), o conceito de literacia científica, a que também chama competência para a vida, resulta da convergência e síntese não só dos vários saberes disciplinares como das competências que lhes são inerentes, no que chama a Competência de Conteúdos, interagindo essa competência central com uma série de outras competências (Competência Social, Competência de Aprendizagem, Competência de Raciocínio, Competência Linguística, etc. - compromisso entre conteúdos e competências DCP 2006

18. Bybee (1997b) opta por uma definição de literacia científica e tecnológica como um contínuo de compreensão que abarque as várias dimensões: nominal, funcional, conceptual, procedimental e multidimensional. • Segundo o autor, a grande vantagem desta definição é tratar-se de um conceito inclusivo e não exclusivo que inclui todos os estudantes e fornece indicações aos responsáveis pelo currículo, avaliação, investigação, desenvolvimento profissional dos profissionais de educação (entre os quais os professores). DCP 2006

19. A OECD (1998) apresentou a seguinte definição: “Scientific literacy is the capacity to use scientific knowledge, to identify questions, and to draw evidence-based conclusions in order to understand and help make decisions about the natural world and the changes made to it through human activity.” Gräber et al (2002) apresentam uma definição muito conciliatória, segundo a qual, a literacia Científica corresponderia à intersecção dos campos: dos conhecimentos (o que é que as pessoas sabem?), dos valores (o que é que as pessoas valorizam?) e da acção (o que é que as pessoas sabem fazer?). DCP 2006

20. Como pode ser avaliada esta literacia científica? A aproximação mais corrente (Gräber, 2001), recomendada pela National Science Foundation dos EUA, é de a avaliar pelo uso do vocabulário Científico e pela correcta compreensão do processo de demanda científica. Segundo Miller (1997), e com base num estudo efectuado nos EUA, só 7% das pessoas é que demonstravam bom nível nestes dois critérios. Parece haver uma grande dificuldade em transferir os conhecimentos científicos para fora do contexto escolar, verificando-se mesmo uma grande discrepância entre as competências realmente atingidas e as que o curriculum prevê. DCP 2006

21. 5.6 A Terceira Cultura (O cidadão culto perante a Ciência) • “A Terceira Cultura consiste naqueles cientistas e outros pensadores no mundo empírico que, através do seu trabalho e escrita expositiva estão a tomar o lugar dos intelectuais na função de tornar visíveis os significados mais profundos das nossas vidas, redefinindo quem e o que somos” (Brockman, 1995) . • O autor organiza as contribuições para a Terceira Cultura em 5 grupos, a cada uma pertencendo alguns autores: • A Ideia Evolucionária. • Uma colecção de esboços. • A questão das origens. • Qual era o algoritmo de Darwin? • Qualquer coisa que vem para além de nós. DCP 2006

22. 5.7 A Educação Científica e a Literacia Científica Deve procurar-se um equilíbrio entre o Conteúdo, o Contexto e os Processos. Segundo Gräber (2001) a tendência mais observada levava a uma representação no octante sombreado a castanho (x>0,y>0,z<0), enquanto que o posicionamento que favoreceria a literacia científica era o do octante sombreado a verde (x<0,y<0,z>0). DCP 2006

23. Isto porque originaria uma aprendizagem auto-regulada caracterizada por: • Auto-determinação que se caracteriza por uma independência relativamente aos professores e a outros mediadores levando a uma condição de cidadão emancipado. • Auto-responsabilidade que disponibiliza atitudes básicas que suportam uma aprendizagem ao longo da vida. • Auto-actividade que possibilita a construção activa do conhecimento, o que suporta o paradigma construtivista do conhecimento. DCP 2006

24. Segundo Gräber et al. (2002), a melhor forma de implementar uma aprendizagem auto-regulada seria através da estratégia de “aprendizagem cognitiva” que se desenvolveria em fases cada vez mais descentradas do professor : • Modelagem: dotar os aprendizes dos modelos mentais adequados, activando conhecimentos antigos e disponibilizando nova informação, há uma intervenção forte do professor, que pode chegar à provocação da Mudança Conceptual - função de mediador. • Treino: o professor deve observar e orientar os estudantes no uso dos modelos mentais por eles construídos - função de monitor. DCP 2006

25. Andaimamento: que consistiria nas seguintes práticas e que integrariam, por parte do professor, a função de mentor (Dubs, 2002) : • assistir na preparação dos processos de aprendizagem; • supportar o trabalho independente com literatura; • melhorar a participação activa e a motivação no grupo; • solicitar o conhecimento disponível ou “dormente”; • supportar os processos mentais; • suportar a auto-avaliação; • convidar à reflexão meta cognitiva; • solicitar a interacção; • Desvanecimento: corresponde ao desaparecimento gradual do professor, que das suas funções habituais de mediador e monitor guardaria apenas a de mentor exercida ocasionalmente. DCP 2006

26. 5.8 O Construtivismo Psico – Científico O conhecimento implica um ajustamento entre a estrutura cognitiva e a estrutura de conteúdo, isto é, o acesso a uma rede de situações (Fosnot, 1992), no qual ele é gerado, havendo no entanto que considerar os mecanismos da sua produção pela Sociedade e/ou pelo Indivíduo. Baseia-se na comparação do modelo construído com o mundo exterior. Num ajustamento ou fit à mencionada rede, que se considera objectivável e que representa o conhecimento Científico. Este tipo de construtivismo recupera, em grande parte, o cognitivismo de Ausubel, particularmente os aspectos associativos ligados ao seu conceito de aprendizagem significativa, aspectos que se estenderiam ao conceito fundamental que lhe subjaz, que é o de ajuste. Tal ajuste, poderia ser diminuto o que corresponderia à aquisição conceptual ou considerável, correspondendo à mudança conceptual. DCP 2006

27. Entre as versões deste tipo de construtivismo: • Construtivismo Transformativo (Bruner, 1966) • Aprendizagem como um processo activo em que os aprendizes constroem novos conceitos baseados no seu conhecimento presente, sendo a tarefa do professor envolver-se num diálogo socrático com o aluno, traduzindo a informação a aprender num formato apropriado ao seu estado de desenvolvimento . • Refere três formas de representação da realidade: • a enactiva, que evoca a acção a que está associada; • a icónica, a representação torna-se autónoma da acção e é organizada pela percepção e imaginação; • a simbólica através da palavra e da linguagem. • Propõe a organização em espiral do currículo, de forma a que o estudante continuamente “construa” sobre o que acaba de aprender e, admitindo a necessidade de abordar os conceitos, primeiro de uma forma enactiva, seguindo-se uma forma icónica, só depois havendo condições para o abordar de uma forma simbólica. DCP 2006

28. Construtivismo de Ruptura (Bachelard, 1977). • Aprendizagem por mudança conceptual, através da remoção “cirúrgica” do conceito alternativo ingénuo, geralmente permitindo que o aprendiz o utilize e constate a sua ineficiência, sendo a função do professor a facilitação da sua substituição pelo conceito científico. • Construtivismo Progressivo (Giordan & Vecchi, 1987). • Adopta, para a mudança conceptual, uma perspectiva de mudança gradual, baseada em estruturas de acolhimento, que serão configuradas de acordo com as ideias ingénuas das pessoas e que gradualmente se irão aproximando das configurações cognitivas adoptadas pela Comunidade Científica. DCP 2006