02 UTFPR - PEDAGOGIA - SE DIVERTINDO, APRENDENDO, COLABORANDO E ENSINANDO

(c) Professor Angelo Antonio Leithold

1.Um pouco de Neurociência

#professorAngeloAntonioLeitholdPY5AAL  A aprendizagem segundo alguns teóricos pode ser deliberada, intencional, casual, empírica ou implícita [1]. Será? Não seria algo muito mais profundo, visceral? Como um bebê aprende? E uma criança? E um adulto? O que é memória? O que é rede neural? Dizer que a aprendizagem é a apropriação ou aquisição dirigida, individual ou coletiva de conhecimentos, competências e habilidades intelectuais, físicas ou sociais ,é no mínimo ingenuidade! Ela é composta por "camadas" e é neural! Ora, em qual das "classificações" um estudante se enquadra, uma criança, um bebê ou um idoso? Se adulto, será que, de fato, o seu "aprendizado" se encaixa no mesmo contexto que um bebê? Afinal, o que é a aprendizagem e o que é retenção da informação? Seria um processo de mudança relativamente estável no comportamento, pensamento ou sentimento? Essas palavras, de fato conseguem resumir o que é aprendizagem? Ou  a "contextualização" de um determinado tema reforça a aprendizagem de um bebê? Sejam, através de experiências ou conhecimentos recém-adquiridos e compreendidos, pode ocorrer a percepção processada, ou consciência das emoções no ambiente? Imaginemos o seguinte experimento, uma minhoca, sim, uma minhoca [1]! Isolada do mundo, de todos os tipos de estímulos, somente ela, e a escura terra em que se encontra, num aquário de vidro numa sala desprovida de luz e estímulos eletromagnéticos e mecânicos variáveis (sem sons). Pergunto, uma minhoca aprende [1]? Embora tal raciocínio leve ao "reductio ad absurdum", ou ao clássico reducionismo, deveremos ter um argumento lógico para entender os mecanismos de aprendizagem. Muitos dirão que a aprendizagem é "muito complexa" para ser reduzida nesse nível, mas se não trata de reduzir, mas simplificar isolar em condições de contorno que podem ser mensuradas, sem palavreado baseado em contextualizações "pensadas". Os vermes ao ser mantidos por muitas gerações num ambiente estável, desprovido de estímulos externos, além de pequenas variações de temperatura, umidade, pressão, etc, terão um "comportamento padrão", mas não linear, que não vem ao caso esmiuçar. O pesquisador, após algum tempo, retira algumas minhocas da terra. Como vão se comportar? De diversas maneiras, algumas voltarão ao seu habitat, se enterrando imediatamente, outras ficarão imóveis, até a superfície de sua pele secar, se enterrarão, outras explorarão o ambiente, nenhuma morrerá. Porquê o comportamento de seguir em frente e se enterrar em seguida? Curiosidade? Não, sistemas neurais tão simples não possuem a "qualidade" da curiosidade, são movidos por um só impulso, sobrevivência, mas e as redes neurais artificiais? Qual seu comportamento? Estas são criadas a partir de algoritmos projetados para uma determinada finalidade. E basicamente, uma rede neural se assemelha ao cérebro em dois pontos: o conhecimento é obtido através de etapas de aprendizagem e pesos sinápticos são usados para armazenar o conhecimento [2]. Semelhante a estas é o aprendizado das minhocas que em determinado momento os vermes são submetidos a intensa radiação ultravioleta, de imediato não se enterrarão, somente após algum tempo (Delay), quando a energia ultravioleta já danificou alguns de seus sistemas neurais superficiais, e por preservação da vida se comportarão se defendendo do agente agressor. Se for medido o atraso de reação, será percebido que haverá um tempo de estímulo-resposta que reduzirá de geração para geração. Após algum tempo, repetido o experimento, será notada uma redução exponencial de tal lapso de tempo. [1] Qual seria o motivo de tal? A retenção bioquímica é analógica e é pré-requisito da adaptabilidade ao meio ambiente para sobrevivência, a informação é ionicamente gravada estímulo após estímulo, logo, tal "mecanismo" é, de certa forma a retenção de informação necessária à manutenção do funcionamento de um sistema maior. A ação moduladora da sobrevivência altera o comportamento devido à retenção estímulo-resposta e da própria evolução, que realimenta ionicamente o sistema de forma redundante. O reconhecimento do meio e sua exploração, mesmo de forma aparentemente aleatória é cíclica e redundante, que gera repetitividade e retenção bioquímica sequencial e retroalimenta o sistema novamente, criando "memórias bioquímicas". A informação pode ser retida pelo mecanismo estímulo-resposta, que é necessário para a construção do próprio reconhecimento do meio e de estímulos de cargas iônicas semelhantes que são reconhecidas pelo sistema neural, que contém outras cargas "gravadas". Esse é um sistema biológico de defesa e autopreservação ou seja, pode ser considerado como o cerne da sobrevivência e é um mecanismo que leva ao reconhecimento e à acumulação de informações (iônicas) necessárias para que o "sistema" sobreviva, ou seja, a rede neural "grava" ionicamente o estímulo e responde com potencial iônico semelhante ao estímulo. É cíclico, autoregulatório e caótico ao mesmo tempo. Esse efeito é explicado pela "teoria sistemas", em que os fios que montam uma teia de aranha, por exemplo, compensam de forma aparentemente mecânica qualquer alteração em qualquer dos subsistemas do todo, a teia é inerte, mas o sistema em teia é proativo, ele evolui. As interações nesse caso não são bidimensionais, mas multidimensionais, imaginando a teia como tridimensional, em que todos os estímulos-ações são para todas e de todas direções, e delas provenientes, no interior de todos os sistemas e subsistemas interligados que são autocompensatórios está conectada a informação que não é estática, mas dinâmica e entrópica, que evolui no domínio do tempo, ou seja, a retenção de informação bioquímica não pode ser considerada como memória, mas faz parte do mecanismo da memória que por sua vez pode ser uma pequena fração de muitas memórias fragmentadas, que por sua vez se conectam dinamicamente formando um mosaico de estímulos-respostas que, embora não sejam padronizadas formam ondas de amplitudes e períodos variáveis, seja memórias bioquímicas e/ou eletrobioquímicas, que não ficam retidas num "lugar", mas espalhadas e interconectadas caoticamente. Se deve tomar cuidado para não cair na armadilha do simplismo ao tentar enxergar tal mecanismo, que na verdade não é um mecanismo, mas um sistema que evolui, que não é linear, por isso, é necessário se reduzir ao máximo a conceituação do entendimento da retenção e recuperação de informação, sem ser perdidas de vista as complexidades que envolvem o processamento analógico de estímulos-respostas. Quando se diz complexidade não se deve subestimar o conceito, deve ser levada em conta a relação não-linear entre as partes, pois num sistema complexo o todo é maior que a soma de todas as partes, e, dizer que o todo é a soma de todas as partes é um conceito simplista, que não é compatível com a complexidade de um sistema caótico. O mecanismo do aprendizado nesse caso é um sistema caótico, ou seja, é não linear. 

#professorAngeloAntonioLeitholdPY5AAL  2.Comportamentalismo

#professorAngeloAntonioLeitholdPY5AAL  O Behaviorismo é uma abordagem para a psicologia, que combina elementos da filosofia, metodologia e a teorização do comportamento dos seres humanos e animais por métodos científicos, sem introspecção ou empatia. Mas ao tabelar e sintetizar, dados numa tentativa de procurar padrões estatísticos é um erro grosseiro, pois submete sistemas não lineares dentro de maquinismos lineares. Tal metodologia investigada por I. P. Pavlov, E. L. Thorndike e J. B. Watson e fundamentada em 1950 por B. F. Skinner levaram a variações conceituais acerca do aprendizado e comportamento. A Pedagogia Tecnicista, que segue a linha do comportamentalismo, procura enfatizar o objeto do ensino, o conhecimento sistemático. Aquele que aprende é produto do meio, manipulável quanto aprendiz e manipulador quanto sistema. Desta forma, a alteração sistemática do comportamento, molda as reações dentro de parâmetros predeterminados e padronizados, seguindo procedimentos-padrão. [3] No ensino, sendo o aluno produto do meio, este pode ter suas respostas "moduladas", estas, a partir de pequenas inserções têm, ou não, objetivos atingidos num sistema lógico de avaliação, ora, o que é avaliado, memória? Capacidade de obedecer e fazer contas? Em que o parâmetro estímulo-resposta se dá por mensuração da "salivação" pré e pós condicionamento? Este sistema permite a "correção" de rumos, por feedback, ou realimentação, que pode ser positiva, ou negativa, cíclica, mecânica. A partir de tal mecanismo o aprendizado para os tais objetivos que podem, ou não ser alcançados é nada mais do que condicionamento. O ser humano é passivo ao método de análise  e modulação comportamental, determinadas as condições de contorno, e instigado a seguir dentro de fronteiras predeterminadas, cumpre tarefas quando treinado de modo autômato. Avaliados os rumos, o comportamento pode ser redirecionado através de pequenas manipulações, estas o mantém comportamentalmente dentro dos limites impostos. dessa maneira, o ser humano não é livre, é dependente das exigências impostas pelo sistema. Para que ser livre, deve ter consciência das influências que sofre do meio e a ele impõe, ou seja, deve ter consciência de que o meio é modulável. O método de Skinner de observação da cadeia de estímulo-resposta, em termos de pesquisa, era o modelo para o comportamento operante direcionado. O foco de atenção era, como num organismo, capaz de influenciar o seu ambiente e modificá-lo. Não era uma resposta passiva a estímulos, mas o comportamento emitido espontaneamente e, em seguida, moldado por suas conseqüências ("seleção por conseqüências"). Desde Skinner, tanto na evolução biológica das espécies, bem como na história de aprendizagem dos indivíduos, se vê igualmente este princípio, a distinção entre reações "inatas" e "adquiridas" tendo como elementos moduladores, os pensamentos e sentimentos. Os behavioristas incluíram tais efeitos, independente do ponto de vista científico objetivo. Skinner viu neste contexto, que a extrapolação a partir das leis do comportamento, poderia ser obtida com base no comportamento observável e não comportamento mensurável, mas invertendo o método concluiu que os pensamentos e sentimentos modulam o comportamento [1], [3]. Uma vez que o homem é produto do meio e segundo alguns por ele é moldado e não o molda, e este está inserido no mundo, é presumível que o mundo seja fato concreto. Desta forma, o meio pode ser manipulado, logo, o comportamento pode ser alterado de acordo com o que se espera daquela situação. Os resultados esperados, podem ser obtidos assim a partir da análise objetiva do momento decorrente da resposta a partir de uma avaliação objetiva. Para Skinner a cultura dá forma e preserva o comportamento dos que nela vivem e por consequência denomina-se ambiente social. Assim, entendemos através de seus estudos que a cultura deve ser entendida como um espaço experimental de atuações de um conjunto de contingências de reforço positivo ou negativo. Para Skinner o homem é produto do meio onde vive, reponde a estímulos físicos ou sociais da sociedade-cultura onde atua. A cultura passa a ser representada pelos usos e costumes dominantes e devem ser avaliados segundo os efeitos sobre a natureza. O comportamento deriva desta cultura predominante servindo como espaço experimental. O conhecimento é resultado direto da experiência: o empirismo embasado na experiência planejada. Ou seja, tenta-se prever a situação desejada para controlar o comportamento de um organismo individual. As relações de causa e efeito frente as variáveis externas do ambiente social. A base do conhecimento pode ser considerada como a experiência planejada. Esta é uma visão empirista, a sobrevivência da espécie é dependente das respostas reforçadoras à sua continuidade e é a partir da sobrevivência do indivíduo que esta ocorre. O que foi selecionado parece ser uma suscetibilidade de contingências ontogenéticas, levando particularmente a uma maior rapidez de condicionamento e da capacidade de manter um repertório mais amplo.[2] (Skinner, 1980, p. 309 apud MIZUKAMI, Maria G. N., 2005). Para Skinner o comportamento é função de variáveis externas, ambiente, e, a partir destas é possível realizar a análise causal ou funcional. A tentativa de prever determinado comportamento de um organismo pode ser considerada como "variável dependente", ou relação causa/efeito. As "variáveis independentes" seriam as condições externas, donde o comportamento seria função. Relações entre ambas poderiam ser consideradas como as leis de uma ciência. Para Skinner, o comportamento é um desses objetos de estudo que não pede método hipotético-dedutivo. 

#professorAngeloAntonioLeitholdPY5AAL  3.Aprendizado

#professorAngeloAntonioLeitholdPY5AAL  O conhecimento é estruturado indutivamente, via experiência.O objetivo da educação assim é transmitir comportamentos éticos e conhecimentos principalmente. A Escola deve promover mudanças permanentes, tanto comportamentais quanto culturais. Ou seja, na medida em que o indivíduo se apropria de conhecimentos propiciados pela escola, vai modificando sua visão de mundo, esta, cada vez mais crítica, propicia no mesmo a vontade de modificar o próprio ambiente [3]. O comportamento pode ser moldado a partir da estimulação externa. Este pode ser conceituado como o processo da educação ou treinamento social. A escola, dependente principalmente do governo, tem o objetivo de atender às suas demandas. O sistema de ensino é variável de acordo com as gestões que variam ideologicamente de acordo com a esfera maior de administração, atendendo portanto a seus objetivos. Também tem em si a influência cultural da sociedade na qual está inserida. Sua função é a manutenção dos padrões comportamentais considerados úteis e aceitos no contexto dessa cultura. A abordagem comportamentalista neste ponto é bastante clara e direta: para a aquisição do “comportamento” desejado, deve-se planejar as “contingências de reforço” necessárias para que os alunos aprendam, e isso é papel do professor. As contingências de reforço, ou elogios, notas, reconhecimento do mestre, etc, levarão os alunos a procurar se dedicar para conseguirem prestígio entre os colegas e deste modo terão valorizadas suas autoestimas. Skinner gostaria que o aluno atinja e compreenda o objetivo das contingências de reforço e a partir daí crie um comportamento automático, treinável, sem a necessidade da recompensa. Para essa abordagem, o aluno é o objeto de aprendizagem e um plano para alcançar o objetivo proposto. A estruturação dos conteúdos é que levará os alunos a desenvolverem os comportamentos desejados. Ou seja, a aprendizagem ocorre por meio de uma forma de programação. Aprendizado baseado em recompensas, em que o professor é o encarregado de controlar esse processo de ensino-aprendizagem. Não apenas o controle, mas também todo o seu planejamento, cuja meta é o aproveitamento máximo possível pelos alunos dos conteúdos ensinados. Cabe ao professor analisar se o comportamento de cada aluno está dentro daquilo que foi planejado. Se não estiver, o professor deverá estabelecer algum tipo de contingência de reforço que traga esse aluno para o objetivo previamente traçado. O professor recebe uma atribuição muito semelhante ao que prega o sistema de produção japonês, ou toyotismo, que é: estabelecimento de metas a serem alcançadas, reconhecimento público pelo bom desempenho e premiação, nas formas que estimulem os alunos a buscarem o aprendizado. Visa a individualização do ensino para que ocorra uma maximização de sua aprendizagem, desempenho e desenvolvimento. Essa metodologia pode permitir variações em ritmo de aprendizagem, objetivos a serem alcançados, métodos e materiais de estudo, nível exigido de rendimento e desempenho. O ensino baseado na competência é caracterizado por especificações dos objetivos em termos comportamentais e especificações dos meios para se determinar se o desempenho está de acordo com os níveis indicados de critério. O módulo de ensino usado pode ser considerado como um conjunto de atividades que facilitam a aquisição de um ou vários objetivos de ensino, esse método não se preocupa em por que o aluno aprende, mas sim em fornecer uma tecnologia que seja capaz de explicar como fazer o estudante estudar e que seja eficiente na produção de mudanças comportamentais. O estudo desse método tem algumas ferramentas para conseguir atingir seus objetivos, estes são divididos em três formas: Encadeamento, modelagem e fading, ou seja estimular o aprendiz através de estímulos e não através de castigos. E com relação ao planejamento ele se baseia em todo objetivo de ensino, dividido em três partes : o que quer ensinar, o nível que se quer ensinar e a resposta as condições às quais o aluno deve responder. Ela decorre do pressuposto de que o aluno progride em seu ritmo próprio, ela consiste em verificar se o aluno atingiu os objetivos propostos quando o programa foi conduzido até o final de forma adequada. Ela está diretamente ligada aos objetivos estabelecidos, ela ocorre desde o início do processo a fim de se ir moldando os processos futuros e também para a verificação da necessidade de reforço ou não. No final do processo para verificar se os objetivos foram atingidos pelo aprendiz ou não. Na visão comportamentalista, o ensino de conteúdos pode ser maximizado a partir de métodos sistemáticos. A elaboração das aulas, desta forma, Pode ser objetiva e sem divagações. Tal método exige do aluno respostas diretas acerca dos conteúdos ofertados. A modelação através de reforços pode propiciar um comportamento direcionado. A melhora da eficiência se dá a partir da organização de conteúdos em módulos. Nestes, o material didático é fornecido organizadamente e passo a passo. As avaliações objetivas contém, por exemplo, uma única alternativa correta dentre outras, onde a leitura, avaliação, do aprendizado se dá através de escolhas. Para reforço sobre determinado assunto, se devem introduzir pequenos textos, cujas informações incorretas e outras corretas são ofertadas sistematicamente. O comportamento direcionado assim, incentiva o aluno para seguir para a próxima unidade, ou módulo. Caso o objetivo seja atingido, avança, caso contrário, retorna ao conteúdo que será reforçado. Tal metodologia pode ser empregada para o autodidatismo, ou ensino dirigido. Para garantir a assimilação e fixação são fornecidos estímulos reforçadores, ou sewja o aluno é somente um processo, o aprendizado uma ferramenta e o professor somente o facilitador.

#professorAngeloAntonioLeitholdPY5AAL  4.Aprender Brincando

#professorAngeloAntonioLeitholdPY5AAL  Mas, e o "aprender brincando"? Quando observamos pequenos mamíferos, verificamos que durante seu crescimento ocorrem diversas fases de "brincadeiras" que nada mais são do que treinamento de suas habilidades de sobrevivência. Crianças pequenas, antes de aprender a andar, engatinhar, também treinam seus movimentos e sentidos, ou seja, o cérebro durante sua expansão está "treinando" novos caminhos, conexões neurais. Ao mesmo tempo os estímulos de prazer e dor também avançam. Nas cólicas de um bebê, por exemplo, facilmente se percebe a busca de uma melhor posição, ou movimentos que propiciem o alívio das dores, ao mesmo tempo a sucção ao mamar leva ao prazer. No cérebro áreas distintas "acendem" e são facilmente mapeáveis em tal processo. Os mecanismos de prazer e dor acumulam memórias que são reforçadas por outras memórias que levam ao aumento de estímulos até chegar a autoestimulação, no caso do prazer. Na medida em que o organismo se organiza, o cérebro também vai ligando suas redes neurais e as conexões começam a aumentar exponencialmente. Novamente a rede em forma de teia começa a ser gerada em camadas, semelhante a uma cebola, metaforicamente. Os mecanismos autocompensadores também vão se interconectando tridimensionalmente. Com a manipulação do próprio corpo, vem a manipulação das extensões do corpo, ocorrendo o aprendizado dentro de tentativas e erros e dentro de variações que podem ir do erro ao acerto da dor ao prazer. Não trata de estímulos lógicos, mas dentro de uma infinita gama de graduações multicromáticas. Ora, na medida em que o organismo, como sistema vai se adequando ao meio, aprendendo, começam os estímulos e realimentações a ficar cada vez mais complexos, profundos e analógicos, ou seja, há graduações que formam curvas, e entre cada pico infinitas possibilidades de estímulos-respostas. Ocorrem em tais organizações neurais uma gama infinita de estímulos propiciam ativações dos sistemas  que começam a se organizar, as brincadeiras assumem assim papel preponderante no aprendizado, em que prazer e dor passam a ser substituídos por acerto e erro, com gradações multicromáticas entre os picos, não se deve confundir tais nuanças com um sistema digital, o mesmo não têm variações, é monocromático. Quando as redes assumem proporções cuja arquitetura leva a ter conexões entre neurônios que não se avizinham entre si, as complexidades já estão bastante formadas e começa a ocorrer o aprendizado por analogia, ou seja começam a acontecer processamentos que levam à previsibilidade. O indivíduo passa a prever ocorrências que poderão proporcionar estímulos-respostas em nível glandular, por exemplo, liberação de Adrenalina (Hormônio produzido nas glândulas suprarrenais) que causa o aumento da frequência cardíaca, tonificação muscular e dilatação das pupilas ou a liberação de Endorfina (Neurotransmissor, produzido na glândula hipófise, na base do cérebro) que gera euforia e prazer relaxamento ou bem-estar ou ambos, ou nenhum. Começam assim os "mecanismos" dos jogos, da curiosidade juntamente à sociabilidade com outros indivíduos do grupo, em que as descobertas e conclusões são divididas através das comunicações entre os integrantes. Esse sistema de estímulos neurais é muito mais complexo do que o "comportamentalista" que tem por objetivo fazer um cão salivar. O aprendizado em grupo com jogos e brincadeiras se torna mais interessante na medida em que as comunicações entre indivíduos de grupos diferentes aumenta, se inicia a interação e transmissão da experiência. Quando ocorre a transmissão de experiências entre grupos, os treinamentos deixam de ser simples "adestramentos", as conexões entre indivíduos começam a ficar cada vez mais complexas, e inicia nesse momento uma competição que ao ser incentivada e direcionada sadiamente entre indivíduos, faz os grupos sentirem o prazer da descoberta antes dos outros, e, devidamente direcionados, conseguem interagir com os outros e a trocar experiências. Formam-se assim os jogos entre grupos e indivíduos e, esses nada mais são do que reforços dos grupos entre si para a estimulação da transmissão da informação em maior número de indivíduos, o que propiciará o ganho de experiência. Portanto, maiores vantagens de sobrevivência de um grupo quando unido a outros grupos, formando assim uma rede neural entre grupos. Tais mecanismos começam a se tornar cada vez mais intrincados e a curiosidade extrapolada começa a gerar replicação de comportamento, o que faz o sistema (grupos interconectados e autocolaborativos) evoluir de forma muito mais eficiente do que o aprendizado grupal pura e simplesmente. As brincadeiras já não podem ser encaradas quando se forma a rede como jogos. Quando se incentiva as tais na apropriação da informação, aprendizado e comunicação, estamos retornando na base do aprendizado neural. Quando o grupo, ou grupos tomam consciência do mecanismo a partir da facilitação daquele que orienta o aprendizado, o ganho da apropriação de informações cresce exponencialmente e o conhecimento se multiplica. Esse é o principal motivo pelo qual o aprendizado, mesmo entre adultos, quando apropriadamente modulado por um facilitador (Professor) se torna um método muito eficiente para a absorção de informações, ou seja, não o aprendizado por aprender, o "adestramento e salivação", mas o aprendizado desafio a partir do autoconhecimento e da consciência dos indivíduos dos mecanismos do próprio aprender sendo extrapolado para grupos interconectados com o objetivo do aprendizado colaborativo.

#professorAngeloAntonioLeitholdPY5AAL  5.REFERÊNCIAS

[1] LEITHOLD, A. A.; CHANG, Y. C.; e outros; Neurônio Identificado da Minhoca que responde ao estímulo eletromagnético, Reunião Anual da Federação de Sociedades de Biologia Experimental -  FESBE 2009 Pg 50

[2] GOULART, B. B. M.; Guerra, V. M. B.; Faria, J.; Seixas, J. M.REDES NEURAIS ARTIFICIAIS.  – Colégio de Aplicação da UFRJ; Laboratório de Processamento de Sinais/COPPE da UFRJ.

[3] MIZUKAMI, M.G.M. Ensino: as abordagens do processo. São Paulo: EPU, 1986.

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