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Ambientes de ensino Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por aprendizagem apoiados por
computador e redescomputador e redes
Liame TaroucoLiame TaroucoPGIEPGIE
UFRGSUFRGS
![Page 2: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/2.jpg)
Evolução
![Page 3: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/3.jpg)
Evolução do cenário
1960s Mainframe Programador comodesenvolvedor
1970s Minicomp.ComputaçãoDistribuída
Orientação da aprendizagemobjetivista
1980s RedesPCsLANs
Projetista de sistemasinstrucionaisOrientação objetivista
1990s Web based Desenvolvimento centradono estudanteOrientação construtivista
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Primeiros sistemas de ensino usando computador e/ou
redes• Ambientes de aprendizagem baseados
em mainframe• Ensino baseado no instrutor
– CAI- Computer Aided Instruction– Abordagem pedagógica: behaviorismo
•pequenos passos•ritmo próprio•resposta ativa•feedback imediato
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Objetivismo
• CBT - Computer Based Training• Treino e prática• Ensino em módulos• Estudante é suposto “absorver” o conteúdo• Ênfase à avaliação orientada a verificação
objetivos • Material pré-selecionado• Currículum sequência instrucional
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Objetivismo
• Replica ensino tradicional em ambiente apoiado por tecnologia
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Exemplo: SISCAI
• Início da década de 80• B6700 teleprocessamento• Ensino de FORTRAN• Instrução programada ramificada• Cerca de 1000 etapas• Duração do curso: 11 horas• Aproveitamento: ligeiramente superior ao
obtidos pelos alunos nos cursos tradicionais
![Page 8: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/8.jpg)
CAIMI
• SISCAI para microcomputador• Conversão para BASIC• Facilidades para entrada e edição de
textos interativamente • Usado em simulações de
procedimentos médicos
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PILOT
• Programmed Inquiry Learning Or Teaching• Linguagem de autoração para CAI• Facilidades para comparação de respostas• Desvios condicionais na sequência
instrucional• Cálculos
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Surge a multimídia no computador
• Recursos variados disponíveis para o professor e para o estudante
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Popularidade da multimídia
• A multimídia é popular porque:– muitas pessoas usam recursos multimídia no
trabalho, na escola, em casa– Como as pessoas tem mais contacto com tais
recursos existe a natural expectativa de que os mesmos sejam usados em todas as situações possíveis:
• compras• home-banking• educação
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Porque usar multímídia
• Os jovens aprendem mais da metade do que sabem a partir de informação visual
• Numa sociedade onde interesses poderosos empregam dados visuais para persuadir (Alvin Toffler chamou de info-tatics) os educadores devem ser capazes de empregar multimídia nos ambientes de ensino-aprendizagem que constroem.
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Elementos para a produção de multimídia
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CBT
• Computer Based Training• Orientação básica: comportamentalismo
– pequenas etapas– ritmo próprio– resposta ativa– feedback imediato
• Multimídia
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CBT - ferramentas
• Ferramentas avançadas de autoração reduzem as dificuldades técnicas para desenvolver sistemas interativos
• O desenvolvedor pode concentrar-se no objetivo educacional de usar múltiplas mídias.
• Exemplos: – Toolbook– Winwise (registra interações com um dado software)
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Evolução do ensino apoiado em computação
Construtivismo: alternativa epistemológica de como as pessoas aprendem e assimilam novos conhecimentos
TreinarDar aula Ajudar a aprender
AntesAntesAtualmente
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Construtivismo
• Seres humanos são criaturas ativas na busca de conheciemento– Transformam e interpretam experiência usando
estruturas mentais– Assimilam novo conhecimento produzindo
estruturas cognitivas – Acomodam-se a estas novas estruturas de
conhecimento desenvolvidas– Usam-nas com sua coleção de experiências
![Page 18: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/18.jpg)
Aprender
• A meta para o estudante é construir ou reinventar o conhecimento
– ordenando e re-ordenando– testando– justificando sua interpretação
Práticas construtivistas
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Papel do estudante
• Ativo• Auto-dirigido• Aprender a aprender• Interações colaborativas
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Exemplo desenvolvido por alunos de EDU3375: Baricentro
As três medianas de um triângulo interceptam-se num mesmo As três medianas de um triângulo interceptam-se num mesmo ponto que divide em duas partes tais que aquela que contém o ponto que divide em duas partes tais que aquela que contém o vértice é o dobro da outra. vértice é o dobro da outra.
X = Y = G
M2M3
M1B C
A
![Page 21: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/21.jpg)
O que é baricentro?Baricentro é o ponto de
encontro das três medianas de um triângulo!!
.
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Internet e a Educação
• Novas possibilidades, desafios e incertezas no processo de ensino-aprendizagem.
• Não podemos esperar da Internet a solução mágica para modificar profundamente a relação pedagógica
![Page 23: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/23.jpg)
WBT-Web Based Training
• Auto-instrução, auto-dirigida• Usa facilidades permitidas pelos browsers• Veículo ideal para a apresentação de CBT
– atualização centralizada– multimidia, 3D, realidade virtual– animação, filmes– interação, audio, video
![Page 24: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/24.jpg)
Educação neste novo cenário?
•Educar através da Rede não é transpor para outro ambiente modelos tradicionais, já existentes de Educação
•video aula•estudo dirigido (auto-instrução)
![Page 25: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/25.jpg)
Educação via WWW
• Colocar informação do WWW é relativamente fácil mas isto pouco pode ter a ver com educar
•O mais deslumbrante site WWW pode ser completamente inefetivo, sob o ponto de vista educacional, se não for construído com o embasamento teórico apropriado.
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Interações via WWW
ALUNO Colegas
Material deaprendizagem
Fontes deinformação
Ferramentas
Professor Monitor
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Um novo cenário
• A aula se converte num espaço real de interação, de troca de resultados, de comparação de fontes, de enriquecimento de perspectivas, de discussão das contradições, de adaptação dos dados à realidade dos alunos.
![Page 28: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/28.jpg)
Um novo papel
• O professor não é o "informador", mas o coordenador do processo de ensino-aprendizagem.
• Estimula, acompanha a pesquisa, debate os resultados.
• Ensinar é orientar, estimular, relacionar, mais que informar.
![Page 29: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/29.jpg)
Novos cenário• Só orienta aquele que conhece, que tem uma
boa base teórica e que sabe comunicar • O professor vai ter que atualizar-se
– abrir-se para as informações que o aluno vai trazer– aprender com o aluno– interagir com ele
![Page 30: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/30.jpg)
Construindo o conhecimento
• Cognição: ato de adquirir conhecimento – interação do sujeito com o objeto do conhecimento– construção do conhecimento
• Psicologia cognitiva se refere a todo processo pelo qual o input sensório é transformado, reduzido, elaborado, armazenado, recuperado e usado
![Page 31: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/31.jpg)
Ciência da cognição
• A ciência da cognição surgiu através da insatisfação com o Behaviorismo e com a influência dos avanços tecnológicos.
• Os psicólogos cognitivistas estudam a resolução de nossas tarefas mentais e desenvolvem modelos para essas explicações.
![Page 32: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/32.jpg)
Ciência da cognição
• Ciência da Cognição – aquisição de novos conhecimentos– a forma como serão incorporados pelos sujeitos.
• Compreender as capacidades, os processos, as estratégias e as representações mentais no decorrer das realizações das tarefas.
![Page 33: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/33.jpg)
Modelo de armazenamento de memória
Memória de longa duração
Transferência da informação a partir do armazenamento sensorial
Memória de curta duração
![Page 34: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/34.jpg)
Etapas no armazenamento de
informação• Entrada da informação e armazenamento
sensorial• Transferência da informação a partir do
armazenamento sensorial• Armazenamento primário ou memória de
curto prazo• Memória de longa duração• Chamada da informação a partir da memória
![Page 35: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/35.jpg)
Aquisição de informação
• A aquisição da informação ocorre neste primeiro estágio e desaparece em poucos segundos.
• Verbal acústica• O agrupamento de pedaços de
informação em fragmentos altamente ordenados ("chunks") diminuem a carga da memória
![Page 36: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/36.jpg)
Memória de curto prazo
• A informação aqui armazenada é um reflexo dos estímulos originais.
• A duração da informação nesta etapa é curta e usualmente desaparece após 15 segundos.
• Capacidade limitada: 7 mais ou menos 2• A informação pode ser copiada ou
transferida daqui para a memória de longo prazo.
![Page 37: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/37.jpg)
Lembrar x esquecer
• Quais as informação que serão lembradas ou esquecidas dependem dos eventos que ocorreram antes e depois da informação
• Habilidade de codificar e lembrar de uma nova informação é afetada por. – Interferência pró-ativa:
• conhecimento prévio sobre um tópico – Interferência reativa
• eventos que ocorrem após o armazenamento da informação e que também podem afetá-la
![Page 38: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/38.jpg)
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
![Page 39: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/39.jpg)
Esquemas
• construção cognitiva que categoriza a informação de forma que ela possa ser tratada.
• blocos fundamentais do conhecimento• tem a função de reduzir a sobrecarga
da memória de trabalho.
![Page 40: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/40.jpg)
Processamento automático
• O processamento automático permite que a informação seja automaticamente processada, com pouco ou quase nenhum esforço consciente.
Enquanto a aquisição de esquemas é o componente essencial na solução de problemas e exercícios semelhantes àquelas já aprendidos, a automação parece ser o ingrediente chave quando se lida com novos problemas.
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Aplicação no ensino ?
• Embora estes conceitos sejam largamente aceitos, o ensino raramente é estruturado tendo isto em mente.
• Os programas de treinamento freqüentemente sobrecarregam a memória de trabalho dos aprendizes e dificultam a aquisição de esquemas e a automação.
![Page 42: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/42.jpg)
Uma nova maneira de adquirir o conhecimento
• Aprender-fazendo (simulação)• A dimensão lúdica ganha cada vez mais espaço
(jogos)• O educando assume uma postura ativa
– Interage– Dialoga– Vê-se diante do desafio de selecionar informações e
atribuir-lhes significados.
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Acentuadores de cognição
• Blowman sugeriu o uso de acentuadores de cognição pelos quais o estudante é estimulado a reorientar ou reformular materiais existentes
• Ensinando o computador ...– Inteligência artificial– Exemplo
• Fragata sabe tudo
![Page 44: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/44.jpg)
Interação
• Interatividade é um fator crítico no desenvolvimento de ambientes de ensino-aprendizagem
• Há um largo espectro de possibilidades e modos para o envolvimento do estudante no processo de aprendizagem.
![Page 45: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/45.jpg)
Graus de engajamento, controle e síntese em aprendizagem baseada
em computador (Hammond)
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Novas formas de interação• Professores podem visitar o ambiente do aluno
– câmaras digitais – remotamente comandadas – ler o trabalho do aluno– controlar o ambiente de trabalho
• Os alunos podem ir até a escola ou centro de suporte remoto. – Chat, videoconferência– Compartilhamento de dúvidas com os colegas
![Page 47: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/47.jpg)
Colaboração e ensino(groupware & learningware)
• Tecnologias para debates virtuais em tempo real e com utilização de recursos multimídia, em alta velocidade – Quadros brancos compartilhados
(whiteboard)– Telepresença– Realidade virtual
![Page 48: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/48.jpg)
Videoconferência no ensino à distância
Comunicação visualmais
Suporte do computador para interagir, cooperar, compartilhar mensagens e
arquivos.
![Page 49: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/49.jpg)
Interatividade no ambiente hipertexto
• Embora, em programas de hipertexto o estudante seja solicitado constantemente a apertar teclas e avançar pelas unidades de informação, o estudante pode cognitivamente permanecem bastante passivo.
![Page 50: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/50.jpg)
Nível de atividade
• Até mesmo apresentações de multimedia qualificadas e persuasivas, são raramente interativas no sentido real, em que exigem que o estudante que envolva o julgamento e intuição própria ao lidar com o conteúdo do programa.
• Cognitivamente passivo
![Page 51: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/51.jpg)
Relacionamento interpessoal
• Realimentação mais intensa é a proveniente do relacionamento interpessoal– Reações face-a-face são mais vívidas do
que informação gráfica ou impressa– Reações são mais personalizadas
![Page 52: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/52.jpg)
Aprendizado por investigação
O professor não é mais o sábio no estágio de fornecedor de um corpo fixo de informações, ele torna-se um facilitador da aprendizagem por descoberta de seus alunos, através de conferências progressivas.
![Page 53: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/53.jpg)
Problem Based Learning
• Estratégia pedagógico/didática centrada no aluno.
• Ele é exposto a situações motivadoras nos grupos tutoriais, onde, através dos problemas, é levado a definir objetivos de aprendizado cognitivo sobre os temas do currículo.
• Estágios e atividades laboratoriais completam sua formação
![Page 54: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/54.jpg)
Aprender a aprender
• Um dos fundamentos principais do método PBL é que deve-se ensinar o aluno a aprender, permitindo que ele busque o conhecimento nos inúmeros meios de difusão do conhecimento hoje disponíveis e que aprenda a utilizar e a pesquisar estes meios.
![Page 55: Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes Liame Tarouco PGIEUFRGS](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062502/5706384b1a28abb8238f5b5a/html5/thumbnails/55.jpg)
Colaboração
• A colaboração, o trabalho em grupo é uma constante no processo de aprendizagem apoiado por computador
• Ferramentas de suporte à atividade de grupo são necessárias
• CSCW - Computer Supported Cooperative Work
• Groupware
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Colaboração
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Comunicação
• Intercâmbio de todas as formas de dados• Síncrona e assíncronamente• Várias formas:
– email (em combinação com anexos MIME)– audio e vídeo conferência– apresentação remota– quadro branco eletrônico– compartilhamento de aplicações
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Cooperação
• Permitir tornar os resultados intermediários disponíveis para outros com controle de acesso– mecanismo de upload– catalogação automática– indexação e suporte à pesquisa– anotação de documentos multimídia– compartilhamento de aplicações– espaço virtual compartilhado
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Coordenação
• gerenciamento de composição de grupos• agendamento (scheduling)• controle de participação• avaliação de performance
– avaliação formativa– avaliação somativa
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Interatividade e feedbackcom o computador
• Escolha simples• Múltipla escolha
• Resposta objetiva
Resposta aberta
Programs CGI para corrigir e prover índice de acertos
Java e javascriptSistemas que empregam
Inteligência ArtificialInterveniência humana
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Videoconferência
• FULL MOTION VIDEO - Transmissão de áudio e imagem animada com qualidade de TV– TV 30 quadros/seg– CINEMA 24 quadros/seg– Videoconferência 15 quadros/seg ou menos
• VIDEOCONFERÊNCIA– Audio e vídeo bidirecional
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Desktop videoconferencing
• Computador pessoal• Pode incluir compartilhamento de documentos• Salas de videoconferência podem ser usadas• Multiponto (muitos para muitos)
– refletor (CuSeeMe)– multicast (IP classe D) - MBONE– MCU (multipoint control unit)
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Software de videoconferência• CuSeeMe - Universidade de Cornell• Enhaced CuSeeMe - White Pine
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Reuniões virtuais• Uma videoconferência onde cada pessoa
está no foco de uma câmara distinta e o professor pode ver múltiplos locais ao mesmo tempo.
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Outras soluções para vídeo
• Real Vídeo– plugin que vai apresentando o vídeo
enquanto o mesmo vai sendo recebido• Live MPEG Vídeo
– Recepção contínua de vídeo codificado segundo padrão MPEG
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Quadro branco
• Ferramenta de suporte a “brain storm”• Co-autoração• Pode ser concomitante com
videoconferência
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Netmeeting da Microsoft
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Realidade Virtual
• Ambientes virtuais colaborativos– presença virtual
• avatar• representações estáticas ou móveis
– simulação e apresentação dos resultados– imersão total
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Realidade virtual
• Imersão– HMD (head mounted display)– Luvas– Acionadores tacteis
• VRML - Virtual Reality Modeling Language
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Exemplo
• Exemplo: passeio pelo corpo humano
• Enorme volume de dados requerem redes de alta velocidade: > 100 MBPS
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Ambientes virtuais simplificados
• Talk• IRC• Janela de CHAT• Adição de cenário
– Exemplo:The Palace
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Realidade virtual e ensino à distância
• Colaboração e interação
• Ambiente– avatares– imersão– sensores– acionadores
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Realidade Virtual
• Sensor de proximidade
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Conclusões
• A tecnologia de computação e redes está evoluindo e tornando viável cenários até bem pouco pareciam ficção científica
• Os requisitos para a aplicação destas tecnologias na educação está impulsionando a Internet para uma patamar acima em termos de arquitetura de rede : Internet2