Universidade Federal do Espírito Santo
Centro Tecnológico
Mestrado em Informática


Estudo Dirigido
A Educação e a Informática
- Trabalho de Avaliação -


Professor Orientador
Orivaldo Tavares
Aluno
Osvaldo Gomes Terra Júnior

Vitória, 30 de junho de 1997


ÍNDICE
1. Diferentes usos do Computador na Educação
1.1 Introdução
1.2 Um Pouco de História
1.3 O Computador como Máquina de Ensinar
1.3.1 Programas Tutoriais
1.3.2 Programas de Exercício-e-Prática
1.3.3 Jogos Educacionais
1.3.4 Simulação
1.4 O Computador como Ferramenta
1.4.1 Aplicativos para Uso do Aluno e do Professor
1.4.2 Resolução de Problemas através do Computador
1.4.3 Produção de Música
1.4.4 Programas de Controle de Processo
1.4.5 Computador como Comunicador
1.5 A Metodologia Logo de Ensino-Aprendizagem
1.5.1 O Aspecto Computacional do Logo
1.5.2 O Aspecto Pedagógico do Logo
2. AIS - SISTEMA TUTORIAL INTELIGENTE
2.1 Anatomia de um Inteligente Tutorial Sistema
2.2 Introdução e Observações
2.3 Sucessos do Sistema Tutorial Inteligente
3. CONCLUSÕES
4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS


1. Diferente usos do Computador na Educação

1.1 Introdução
Quando falamos sobre Informática na Educação temos a nossa frente a visão da revolução que esta sendo provocada na educação, ela é útil para em resumo considerar que esta nova tecnologia tem revolucionado a cultura mundial, e de que maneira tem feito com que os educadores tentem alcança-la. Em apenas 20 anos, a tecnologia eletrônica tem penetrado dramaticamente em todas as áreas de nossa sociedade, em muitos aspectos sociais e culturais de nossas vidas. A televisão foi o ponto inicial. Novas imagens em rádio difusão foram inauguradas, imediatamente, e poderosamente a distância de experiências, idéias e eventos.

A televisão redescobriu e fundiu o mundo com experiências diretas, e liberou informações para todos os pontos do mundo deixando a era do textos e ilustrações estáticas. Então tornou-se possível que todos os eventos do mundo entrassem em nossos lares, com toda sua intensidade e realidade atualizada intacta. Computadores tornou possível guardar enormes quantidades de informações, como por exemplo qualquer assunto conhecido qualquer um tem acesso a estas informações de qualquer lugar do mundo a qualquer tempo, isto que já foi sonho hoje é realidade com a Internet dentro de nossas casas, discussões em tempo real cruzando o planeta terra e com os custos de equipamentos baixando e dando acesso a uma boa parte dos humanos, informações que podem ser instantaneamente avaliadas e modificadas com um simples toque. Escrever tornou-se questão de tela e impressora, e os textos tornaram-se flexíveis, sempre prontos para instantaneamente serem alterados. A real natureza do trabalho foi mudado, com uma demanda crescente para trabalhadores e patrão, a nova tecnologia e uso dela para conduzir negócios que formalmente não requeriam o uso de computadores.

O mais significante, porém, são as mudanças que influenciam nossas crianças por causa da revolução tecnológica. Crianças tem crescido com controles remoto, e passam muito tempo assistindo televisão e vídeos do que lendo. Jogos são agora todos com botões e luzes piscante, realidade virtual. Eles falam e escutam, e interagem com as crianças, respondendo e direcionando, dando margens a participação mesmo do jogador e o uso de sua inteligência e reflexos, a maioria das crianças e jovens não brincam e passeiam mais em parques estão perdendo o contato com a natureza. Computadores com base de dados em quiosques tem se tornado característica comum em centro de compra, museus e outros lugares públicos. Os jogos do tipo Atari, Nitendo e o micro ligado a Internet ultimamente tem trazido entretenimento eletrônico dentro das nossas casas, fabricação de tecnologia interativa é comum em casa como a televisão teve seu pique no passado. Nossas crianças tem tido aumentado o acesso instantâneo ao conhecimento no mundo, um mundo onde imagens ativas incorporam e suplementam informações antigamente presentes somente em textos. Eles são usados para um ambiente que eles controlam fluxo e acesso de informações, sem interrupção o controle do vídeo game, controle remoto, mouse, ou um telefone de teclas.

Apesar das escolas estarem dentro da nossa cultura e refletir ela mesma valores, a mudança tecnológica tem varrido sem interrupção a sociedade o sistema educacional vem se dando com muito pouca modificação. No curso de 20 anos, pontos de vista diversos tem fechado no meio a evolução do processo de ensino e aprendizagem nas escolas e os caminhos de obtenção de conhecimentos em grande parte da sociedade, um ponto claro dessa operação tartaruga é obviamente pelo fato de que o processo de ensino não rer mudado substancialmente, apesar de terem passados 100 anos [David90],[Kolderie90] .

A implantação da informática na educação consiste basicamente de quatro ingredientes: o computador, o software educativo, o professor capacitado para usar o computador como ferramenta educacional e o aluno. O software educativo tem tanta importância quanto os outros ingredientes pois, sem ele, o computador jamais poderá ser utilizado na educação.

Na educação o computador tem sido utilizado tanto para ensinar sob computação - ensino de computação --- como para ensinar práticamente qualquer assunto --- ensino através do computador.

No ensino de computação o computador é usado como objeto de estudo ou seja, o aluno usa o computador para adquirir conceitos computacionais, como princípios de funcionamento do computador, noções de programação e implicações sociais do computador na sociedade. Entretanto, a maior parte dos cursos oferecidos nessa modalidade pode ser caracterizados como de "conscientização do estudante para informática", ao invés de ensina-lo a programar. Assim, os propósitos são vagos e não determinam o grau de profundidade do conhecimento que o aluno deve ter - ate quanto o aluno deve conhecer sobre computador e técnicas de programação. Isto tem contribuído para tornar esta modalidade de utilização do computador extremamente nebulosa e facilitado a sua utilização como chamarisco mercadológico. E como tal, escolas oferecem cursos de computação onde os alunos, trabalhando em duplas, tem acesso ao computador somente uma hora por semana, quando muito.

Certamente esse não é a visão da informática educativa e, portanto não é a maneira como o computador é usado no ambiente de aprendizagem discutido ao longo deste trabalho. O ensino pelo computador implica que o aluno, através da máquina, possa adquirir conceitos sobre práticamente qualquer domínio. Entretanto, a abordagem pedagógica de como isso acontece é bastante variada, oscilando entre dois grandes pólos:

1 - A direção do ensino é a mesma do conjunto (Computador, Software, aluno).
2 - A direção do ensino é a mesma do conjunto (Aluno, Software, Computador)
Esses pólos são caracterizados pelos mesmos ingredientes; computadores (hardware), o software (o programa de computador que permite a integração homem-computador) e o aluno. Porem, o que estabelece a polaridade é a maneira como esses ingredientes são usados.
Num lado, o computador, através do software, ensina o aluno. Enquanto no outro, o aluno, através do software, "ensina" o computador.

Quando o computador ensina o aluno o computador assume o papel de máquina de ensinar e a abordagem educacional é a instrução auxiliada por computador. Essa abordagem tem suas raízes nos métodos de instrução programada tradicionais porem, ao invés do papel ou do livro, é usado o computador. Os softwares que implementam essa abordagem podem ser divididos em duas categorias: tutoriais e exercício-e-prática (drill-and-practica). Um outro tipo de software que ensina o dos jogos educacionais e a simulação. Nesse caso, a pedagogia utilizada é exploração auto dirigida ao invés da instrução explicita e direta.

No outro polo, para o aprendiz "ensinar" o computador o software é uma linguagem computacional tipo Logo, Pascal, "C" ou, uma linguagem para criação de banco de dados do tipo Dbase, Clipper; ou mesmo, um processador de texto, que permite ao aprendiz representar suas idéias segundo esses software. Nesse caso o computador pode ser visto como uma ferramenta que permite ao aprendiz resolver problemas ou realizar tarefas como desenhar, escrever, comunicar-se, etc.

Este trabalho tem como objetivo deste trabalho é trazer para discussão de cada um dos diferentes tipos de software, suas vantagens e desvantagens, a novas tendências do uso da informática na educação tendo em vista experiência e os atuais avanços computacionais. Entretanto, antes de passarmos a descrição de cada uma dessas modalidades de uso do computador, é importante mencionar que existem outras maneiras de classificar os softwares usados na educação. Aqui teremos uma visão, porem, outros trabalhos e pesquisas podem descrever uma visões diferentes.


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1.2 Um Pouco de História
A era da introdução do computador na educação vem provocando uma verdadeira revolução na nossa concepção de ensino e de aprendizagem. Primeiro, computadores podem ser usados para ensinar. A quantidade programas educacionais e as diferentes modalidades de uso computador mostram que esta tecnologia pode ser bastante útil no processo de ensino-aprendizado. Segundo, a análise desses programas mostra que, num primeiro momento, eles podem ser caracterizados como simplesmente uma versão computadorizada dos atuais métodos de ensino. A história do desenvolvimento do software educacional mostra que os primeiros programas nesta área são versões computadorizadas do que acontece na sala de aula. Entretanto, isto é um processo normal que acontece com a introdução de qualquer tecnologia na sociedade. Aconteceu com o carro, por exemplo. Inicialmente, o carro desenvolvido a partir das carroças, substituindo o cavalo pelo motor a combustão. Hoje, o carro constitui uma indústria própria e as carroças ainda estão por ai. Com a introdução do computador na educação a história não tem sido diferente. Inicialmente, ele tenta imitar a atividade que acontece na sala de aula e a medida que este uso se dissemina outras modalidades de uso do computador vão se desenvolvendo.

O ensino através da informática tem suas raízes no ensino através de máquinas. Esta idéia foi usada por Dr. Sidney Pressey em 1924, quando criou uma máquina para corrigir testes de múltipla escolha. Isso foi posteriormente elaborado por B.F. Skinner, que no início de 1950, como professor de Harvard, propôs uma máquina para ensinar, usando conceito de instrução programada.

A instrução programada consiste em dividir o material a ser ensinado em pequenos segmentos logicamente encadeados e denominados módulos. Cada fato ou conceito é apresentado em módulos seqüenciais. Cada módulo termina com uma questão que o aluno deve responder preenchendo espaços em branco ou escolhendo a resposta certa entre diversas alternativas apresentadas. O estudante deve ler o fato ou conceito e é imediatamente questionado. Se a resposta está correta aluno pode passar para o próximo módulo. Se a resposta é errada, a resposta certa pode ser fornecida pelo programa ou, o aluno é convidado a rever módulos anteriores ou, ainda, a realizar outros módulos, cujo objetivo é remediar o processo de ensino.

De acordo com a proposta de Skinner, a instrução programada e apresentada na forma impressa e foi muito usada durante o final de 1950 e início dos anos 60. Entretanto, esta idéia nunca se tornou muito popular pelo fato de ser muito difícil a produção do material instrucional e os materiais existentes não possuem nenhuma padronização, dificultando sua disseminação. Com o advento do computador, notou-se que módulos do material instrucional poderiam ser apresentados pelo computador com grande flexibilidade. Assim, durante o início dos anos 60 diversos programas de instrução programada foram implementados computador - nascia a instrução auxiliada por computador ou computer-aided instruction, também conhecida como CAI. Na versão brasileira estes programas são conhecidos como PEC (Programas Educacionais por Computador).

Durante os anos 60 houve um investimento muito grande por parte do governo americano na produção do CAI. Diversas empresas computadores como IBM, RCA e Digital investiram na produção de CAI para serem comercializados. A idéia era revolucionar a educação. Entretanto, os computadores ainda eram muito caros para ser adquiridos pelas escolas. Somente as universidades poderiam elaborar e disseminar este recurso educacional. Assim, em 1963 a Universidade de Stanford na Califórnia, através do Institute for Mathematical Studies in the Social Sciences, desenvolveu diversos cursos como matemática e leitura para alunos do 1º grau [Suppes72]. Posteriormente, diversos cursos da Universidade de Stanford foram ministrados através do computador. O professor Patrick Suppes desta Universidade se apresentava como o professor que ministrava mais cursos e que tinha o maior número de estudantes do que qualquer outro professor universitário nos Estados Unidos da América.

No início de 1970 a Control Data Corporation, uma fábrica de computadores, e a Universidade de Illinois desenvolveram o PLATO. Este sistema foi implementado em um computador de grande porte usando terminais sensitivos a toque e vídeo com alta capacidade gráfica. Na sua ultima versão, o PLATO IV dispunha de 950 terminais, localizados em 140 locais diferentes e com cerca de 8.000 horas de material instrucional produzido por cerca de 3.000 autores [Alpert75]. É sem duvida o CAI mais conhecido e o mais bem sucedido. A disseminação do CAI nas escolas somente aconteceu com microcomputadores. Isto permitiu uma enorme produção de cursos e uma diversificação de tipos de CAI, como tutoriais, programas de demonstração, exercício-e-prática, avaliação do aprendizado, jogos educacionais e simulação. Além da diversidade de CAl's a idéia de ensinar pelo computador permitiu a elaboração de outras abordagens, onde o computador é usado como ferramenta no auxilio de resolução problemas, na produção de textos, manipulação de banco de dados e controle de processos em tempo real. De acordo com estudos feitos pelo The Educational Products Information Exchange (EPIE) Institute uma organização do Teachers College, Columbia, E.U.A., foram identificados em 1983 mais de 7.000 pacotes de software educacionais no mercado, sendo que 125 eram adicionados a cada mês. Eles cobriam principalmente as áreas de matemática, ciências, leitura, artes e estudos sociais. Dos 7.325 programas educacionais mencionados no relatório OTA 66% são do tipo exercício-e-prática, 33% são tutoriais, 19% jogos, 9% são simulações e 11 % são do tipo ferramenta educacional (programa pode usar mais do que uma abordagem educacional). Entretanto, as novas modalidades de uso do computador na educação apontam para uma nova direção: o uso desta tecnologia não como "máquina de ensinar" mas, como uma nova mídia educacional: computador passa a ser uma ferramenta educacional, uma ferramenta complementação, de aperfeiçoamento e de possível mudança na qualidade do ensino. Isto tem acontecido pela própria mudança. na nossa condição de vida e pelo fato de a natureza do conhecimento ter mudado. Hoje, nos vivemos num mundo dominado pela informação e por processos que ocorrem de maneira muito rápida e imperceptível. Os fatos é alguns processos específicos que a escola ensina rapidamente se tornam obsoletos e inúteis. Portanto, ao invés de memorizar informação os estudantes devem ser ensinados a procurar e a usar a informação Estas mudanças podem ser introduzidas com a presença do computador que deve propiciar as condições para os estudantes exercitarem a capacidade de procurar e selecionar informação, resolver problema e aprender independentemente.
A mudança da função do computador como meio educacional acontece juntamente com um questionamento da função da escola e do papel do professor. A função do aparato educacional não deve ser a de ensinar mas sim a de promover o aprendizado. Isto significa que o professor deixa de ser o repassador de conhecimento - o computador pode fazer isto e o faz muito mais eficientemente do que o professor - para ser o criador de ambientes de aprendizado e facilitador do processo pelo qual o aluno adquire conhecimento. As novas tendências de uso do computador na educação mostram que ele pode ser um importante aliado neste processo que estamos começando a entender.

Entretanto, é importante lembrar que estas diferentes modalidades de uso do computador na educação vão continuar coexistindo. Não se trata de uma substituir a outra, como não aconteceu com a introdução de outras tantas tecnologias na nossa sociedade. O importante é compreender que cada uma destas modalidades apresenta caraterísticas próprias, vantagens e desvantagens. Estas características devem ser explicitadas e discutidas de modo que as diferentes modalidades possam ser usadas nas situações de ensino-aprendizado que mais se adequam. Além disto, a diversidade de modalidades, propiciará um maior número de opções e estas opções certamente atenderão um maior número de usuários. Hoje, o que dispomos nas escolas é um determinado método sendo priorizado e generalizado para todos os aprendizes. Alguns se adaptam muito bem ao método em uso e acabam vencendo. Outros, não sobrevivem ao massacre e acabam abandonando a escola. São estes que poderão beneficiar-se destas novas concepções de ensino e de aprendizado.


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1.3 O Computador como Máquina de Ensinar

Esta modalidade pode ser caracterizada como uma versão computadorizada dos métodos tradicionais de ensino. As categorias mais comuns desta modalidade são os tutoriais, exercício-e-prática (drill-and-practice), jogos e simulação.

1.3.1 Programas Tutoriais

Os programas tutoriais constituem uma versão computacional da instrução programada. A vantagem dos tutoriais e o fato de o computador poder apresentar o material com outras características que não são permitidas no papel como: animação, som e a manutenção do controle da performance do aprendiz, facilitando o processo de administração das lições e possíveis programas de remediação. Além destas vantagens, os programas tutoriais são bastante usados pelo fato de permitirem a introdução do computador na escola sem provocar muita mudança - é a versão computadorizada do que já acontece na sala de aula. O professor necessita de pouquíssimo treino para o seu uso, o aluno já sabe qual é o seu papel como aprendiz, e os programas são conhecidos pela sua paciência infinita. Por outro lado, o desenvolvimento de um bom tutorial é extremamente caro e difícil. As indústrias de software educativo preferem gastar no aspecto de entretenimento - gráficos e som conquistadores - ao invés de gastar no aspecto pedagógico ou no teste e na qualidade do programa.

A tendência dos bons programas tutoriais é utilizar técnicas de Inteligência Artificial para analisar padrões de erro, avaliar o estilo e a capacidade de aprendizagem do aluno e oferecer instrução especial sobre o conceito que o aluno está apresentando dificuldade. O exemplo de um programa com estas características é o SOPHIE (Sophisticated Instructional Enviroment), programa para auxiliar a detecção de problemas num circuito elétrico. Ele identifica o estilo de resolução de problemas do usuário, identifica dificuldades conceituais que o usuário apresenta e, através de instrução detalhada, levando o aluno a assimilar estes conceitos[Wenger87].

Basicamente, existem dois tipos de problemas que não deixaram deslanchar os sistemas tutoriais inteligentes:
Primeiro, a intervenção do sistema no processo de aprendizagem é muito superficial. Ainda é muito difícil implementar na máquina um "bom professor";
Segundo, o tamanho dos programas e recursos computacionais que eles requerem é muito grande e os computadores pessoais não são ainda tão poderosos para permitirem que estes programas cheguem até todas as escolas.
A falta de recursos computacionais e de equipes multidisciplinares que permita a produção de bons tutoriais tem feito com que grande parte dos programas que se encontram no mercado sejam de má qualidade. O EPIE verificou que cerca de 80% dos 163 programas mais utilizados não passaram pela fase de teste em campo. A maioria dos programas disponíveis é desprovida de Técnicas Pedagógicas , não requer nenhuma ação por parte do aprendiz a não ser ler um texto e responder uma pergunta de múltipla escolha, perpetuando um método de ensino que, é péssimo, só que agora numa versão computacional.


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1.3.2 Programas de Exercício-e-Prática
Tipicamente os programas de exercício-e-prática são utilizados para revisar material visto em classe principalmente, material que envolve memorização e repetição, como aritmética e vocabulário. Segundo um estudo feito pelo EPIE cerca de 49% do software educativo no mercado americano são do tipo exercício-e-prática. Estes programas requerem a resposta freqüente do aluno, propiciam feedback imediato, exploram as características gráficas e sonoras do computador e, geralmente, são apresentados na forma de jogos. Por exemplo, Alien Intruder é um programa para a criança das primeiras séries do 1º grau que exige a resolução de problemas de aritmética o mais rápido possível para eliminar um "alien" que compete com o usuário.

As estatísticas de uso dos programas de exercício-e-prática nas escolas dos Estados Unidos da América indicam que cerca de 40% do tempo que a criança, das primeiras séries do 1º grau, passa no computador é consumido em programas do tipo exercício-e-prática.

A vantagem deste tipo de programa é o fato do professor dispor de uma infinidade de exercícios que o aprendiz pode resolver de acordo com o seu grau de conhecimento e interesse. Se o software, além de apresentar o exercício, coletar as respostas de modo a verificar a performance do aprendiz, então o professor terá a sua disposição um dado importante sobre como o material, visto em classe, está sendo absorvido. Entretanto, para alguns professores, este dado não é suficiente. Mesmo por que é muito difícil para o software detectar o por que o aluno acertou ou errou. A avaliação de como o assunto está sendo assimilado exige um conhecimento muito mais amplo do que o número de acertos e erros dos aprendizes. Portanto, a idéia de que os programas de exercício-e-prática aliviam a tediosa tarefa dos professores corrigirem os testes ou as avaliações não é totalmente verdadeira. Eles eliminam a parte mecânica da avaliação. Entretanto, ter uma visão clara do que esta acontecendo com o processo de assimilação dos assuntos vistos em classe, exige uma visão mais profunda da performance dos alunos.


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1.3.3 Jogos Educacionais
A pedagogia por trás desta abordagem é a de exploração auto dirigida ao invés da instrução explícita e direta. Os proponentes desta filosofia de ensino defendem a idéia de que a criança aprende melhor quando ela é livre para descobrir relações por ela mesma, ao invés de ser explicitamente ensinada. Exemplos de software nesta modalidade são os jogos e a simulação. De acordo com o estudo da The Johns Hopkins University (1985) 24% do tempo que as crianças das primeiras séries do 1º grau passam no computador é gasto com jogos.

Os jogos, do ponto de vista da criança, constituem a maneira mais divertida de aprender. Talvez, o melhor exemplo de um jogo educacional no mercado seja o Rocky's Boots - uma coleção de 39 jogos desenvolvida para ensinar as crianças (a partir de 9 anos de idade) conceitos de lógica e de circuito de computadores. Usando componentes eletrônicos a criança monta o seu próprio circuito. O fato de ele estar certo ou errado é evidenciado pela maneira como o circuito funciona e se ele auxilia a criança a atingir determinados objetivos estabelecidos pelos jogos.

Assim, como o Rocky's Boots, existem uma grande variedade de jogos educacionais para ensinar conceitos que podem ser difíceis de serem assimilados pelo fato de não existirem aplicações práticas mais imediatas, como o conceito de trigonometria, de probabilidade, etc. Entretanto, o grande problema com os jogos é que a competição pode desviar a atenção da criança do conceito envolvido no jogo. Além disto, a maioria dos jogos, explora conceitos extremamente triviais e não tem a capacidade de diagnóstico das falhas do jogador. A maneira de contornar estes problemas e fazendo com que o aprendiz, após uma jogada que não deu certo, reflita sobre a causa do erro e tome consciência do erro conceitual envolvido na jogada errada. É desejável e, até possível, que alguém use os jogos dessa maneira. Na prática, o objetivo passa a ser unicamente vencer no jogo e o lado pedagógico fica em segundo plano.


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1.3.4 Simulação
Simulação envolve a criação de modelos dinâmicos e simplificados do mundo real. Estes modelos permitem a exploração de situações fictícias, de situações com risco, como manipulação de substancia química ou objetos perigosos; de experimentos que são muito complicados, caros ou que levam muito tempo para se processarem, como crescimento de plantas; e de situações impossíveis de serem obtidas, como um desastre ecológico. Por exemplo, Odell Lake é um programa que permite a criança aprender ecologia dos lagos americanos. O aprendiz é colocado no papel de uma truta que procura alimento evitando predadores e outras fontes de perigo.

A simulação oferece a possibilidade de o aluno desenvolver hipótese testá-las, analisar resultados é refinar os conceitos. Esta modalidade de uso do computador na educação e muito útil para trabalho em grupo, principalmente, os programas que envolvem decisões. Os diferentes grupos podem testar diferentes hipóteses, e assim, ter um contato mais "real" com os conceitos envolvidos no problema em estudo. Portanto, os potenciais educacionais desta modalidade de uso do computador são muito mais ambiciosos do que os dos programas tutoriais. Nos casos onde o programa permite um maior grau de intervenção do aluno no processo sendo simulado (por exemplo, definindo as leis de movimento dos objetos da simulação) o computador passa a ser usado mais como ferramenta do que como máquina de ensinar.

Por outro lado, as boas simulações são bastante complicadas de serem desenvolvidas, requerem grande poder computacional, recursos gráficos e sonoros, de modo a tornar a situação problema o mais perto do real possível. Geralmente, estas características não são exploradas. O que se encontra no mercado em geral é extremamente trivial ou muito simples. Outra dificuldade com a simulação e o seu uso. Por si só ela não cria a melhor situação de aprendizado. A simulação deve ser vista como um complemento de apresentações formais, leituras e discussões em sala de aula. Se estas complementações não forem realizadas não existe garantia de que o aprendizado ocorra e de que o conhecimento possa ser aplicado a vida real. Além disto, pode levar o aprendiz a formar uma visão distorcida a respeito do mundo; por exemplo, ser levado a pensar que o mundo real pode ser simplificado e controlado da mesma maneira que nos programas de simulação. Portanto, é necessário criar condições para o aprendiz fazer a transição entre a simulação e o fenômeno no mundo real. Esta transição não ocorre automaticamente e, portanto, deve ser trabalhada.

E importante notar que a descrição dos programas que ensinam apresentada aqui é bastante didática. Na verdade é impossível encontrar um programa puramente tutorial ou de exercício-e-prática. Além disso com o desenvolvimento dos recursos computacionais, é possível integrar texto, imagens de vídeo, som, animação e mesmo interligação da informação numa seqüência não linear, implementando, assim, o conceito de multimídia ou de hipermídia. Os programas com essas características são extremamente bonitos, agradáveis e muito criativos. Porém, mesmo nesses casos, a abordagem pedagógica usada é o computador ensinando um determinado assunto ao aprendiz. Mesmo com todos esses recursos ainda é o computador que detém o controle do processo de ensino. Entretanto, o computador pode ser um recurso educacional muito mais efetivo do que a "máquina de ensinar". Ele pode ser uma ferramenta para promover aprendizagem.


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1.4 O Computador como Ferramenta
O computador pode ser usado também como ferramenta educacional. Segundo esta modalidade o computador não é mais o instrumento que ensina o aprendiz, mas a ferramenta com a qual o aluno desenvolve algo, e, portanto, o aprendizado ocorre pelo fato de estar executando uma tarefa por intermédio do computador. Estas tarefas podem ser a elaboração de textos, usando os processadores de texto; pesquisa de banco de dados já existentes ou criação de um novo banco de dados: resolução de problemas de diversos domínios do conhecimento e representação desta resolução segundo uma linguagem de programação; controle de processos em tempo real, como objetos que se movem no espaço ou experimentos de um laboratório de física ou química; produção de musica; comunicação e uso de rede de computadores; e controle administrativo da classe e dos alunos. Em seguida serão apresentados somente alguns exemplos destes diferentes usos.


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1.4.1 Aplicativos para Uso do Aluno e do Professor

Programas de processamento de texto, planilhas, manipulação de banco de dados, construção a transformação de gráficos, sistemas de autoria, calculadores numéricos, são aplicativos extremamente úteis tanto ao aluno quanto ao professor. Talvez estas ferramentas constituam uma das maiores fontes de mudança do ensino e do processo de manipular informação. As modalidades de software educativos descritas acima podem ser caracterizadas como uma tentativa de computadorizar o ensino tradicional. Mais ou menos o que aconteceu nos primórdios do cinema quando cinema = teatro + câmera. Hoje o cinema tem sua técnica própria. Este mesmo fenômeno está acontecendo com o uso dos computadores na educação. Com a criação destes programas de manipulação da informação estamos vendo nascer uma nova indústria de software educativo que pode causar um grande impacto na maneira como ensinamos e como nos relacionamos com os fatos e com a conhecimento.
Exemplo de ferramentas desenvolvidas especialmente com objetivos educacionais são os programas do Bank Street, sendo o seu processador de texto o mais conhecido; a combinação de Logo e processamento de texto que a Logo Computer System colocou no mercado : e alguns "sistemas especialistas" que auxiliam o processo de tomada de decisão, desenvolvidos para computadores de grande porte mas que podem ser adaptados para alguns microcomputadores, como os micros da linha PC.


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1.4.2 Resolução de Problemas através do Computador

O objetivo desta modalidade de uso do computador é propiciar um ambiente de aprendizado baseado na resolução de problemas. O aprendizado baseado na resolução de problemas ou na elaboração de projetos não é nova e já tem sido amplamente explorada através dos meios tradicionais de ensino. O computador adiciona uma nova dimensão - o fato do aprendiz ter que expressar a resolução do problema segundo uma linguagem de programação. Isto possibilita uma série de vantagens. Primeiro, as linguagens de computação são precisas e não ambíguas. Neste sentido, podem ser vistas como uma linguagem matemática. Portanto, quando o aluno representa a resolução do problema segundo um programa de computador ele tem uma descrição formal, precisa, desta resolução. Segundo, este programa pode ser verificado através da sua execução. Com isto o aluno pode verificar suas idéias e conceitos. Se existe algo errado o aluno pode analisar o programa e identificar a origem do erro. Tanto a representação da solução do problema como a sua depuração são muito difíceis de serem conseguidas através dos meio tradicionais de ensino.

As linguagens para representação da solução do problema podem, em princípio, ser qualquer linguagem de computação, como o "C", o Pascal, ou o Logo. No entanto, deve ser notado que o objetivo não é ensinar programação de computadores e sim como representar a solução de um problema segundo uma linguagem computacional. O produto final pode ser o mesmo --- obtenção de um programa de computador - os meios são diferentes. Assim, como meio de representação, o processo de aquisição da linguagem de computação deve ser a mais transparente e a menos problemática possível. Ela é um veículo para expressão de uma idéia e não o objeto de estudo.

Com essas preocupações em mente é que algumas linguagens de programação foram desenvolvidas, sendo que o Logo é a mais conhecida delas. O Logo, tanto a linguagem como a metodologia Logo de ensino-aprendizado, tem sido amplamente usado com alunos do 1º, 2º, 3º graus e educação especial.
O papel de destaque que o Logo ocupa na educação na Brasil faz com que depois seja feito maiores alusões à linguagem Logo e metodologia de uso do Logo. Por hora é importante mencionar que o Logo geralmente é apresentado através da Tartaruga (mecânica ou de tela) que se move no espaço ou na tela como resposta aos comandos que a criança fornece através do computador. Neste ambiente de aprendizagem o aprendiz pode explorar conceitos de diferentes domínios, como matemática, física, etc., resolução de problemas, planejamento e programação. A dificuldade com a utilização de Logo na escola é a preparação do professor e o fato de Logo não poder ser utilizado em todas as áreas de conhecimento, pois a minha visão é que ele desenvolve o raciocínio e a criatividade, mas sempre na base matemática.
Entretanto, a representação da solução de um problema não precisa ser necessariamente feita por uma linguagem de programação. Hoje existem programas onde a linguagem para representação da solução é bastante específica e voltada para o tipo de problema sendo abordado. É o caso do Geometric Supposer. Através desse software o usuário pode construir e medir figuras geométricas usando para isso termos como "unir os pontos" de uma figura, "calcular" o angulo entre duas semi-retas previamente definidas, etc. O resultado é bastante semelhante ao que o aluno faz com o Logo gráfico, porém, no caso do Supposer, o domínio e a linguagem de comunicação com o programa são mais específico.


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1.4.3 Produção de Música

A representação de soluções de problemas no computador pode ser utilizada em diferentes domínios do conhecimento, inclusive na música. Segundo esta abordagem, o aprendizado de conceitos musicais devem ser adquiridos através do "fazer música", ao invés do aprendizado tradicional onde os conceitos musicais são adquiridos através da performance de uma peça musical ou são vistos como pré-requisitos para a performance da peça musical. Neste contexto temos dois agravantes: primeiro, o aprendiz deve adquirir habilidades para manusear um instrumento musical; segundo, deve adquirir os conceitos e a capacidade para a leitura de uma partitura a fim de executar a peça musical. A implicação desta abordagem é que a técnica de manipulação do instrumento passa a ser mais importante do que a produção ou composição musicais. Isto pode ser revertido utilizando o computador. Aprender musica através do "fazer musica" e usar o computador como uma ferramenta que serve tanto para auxiliar o processo de composição musical quanto para viabilizar a peça musical através de sons. Neste caso, o computador elimina a dificuldade de aquisição de técnicas de manipulação de instrumento musicais e ajuda o aprendiz a focar a atenção no processo de composição musical e na aquisição dos conceitos necessários para atingir este objetivo.


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1.4.4 Programas de Controle de Processo

Os programas de controle de processo oferecem uma ótima oportunidade para a criança entender processos e como controlá-los. Um dos melhores exemplos de programas nesta área é o TERC Labnet, desenvolvido pela Technical Education Research Centers. Trata-se de uma coleção de programas que permitem a coleta de dados de experimentos, a análise destes dados e a representação do fenômeno em diferentes modalidades, como gráfico e sonoro. A vantagem deste tipo de software é eliminar certos aspectos tediosos de descrição de fenômenos. Geralmente, nas situações de laboratório, o aluno deve coletar uma infinidade de dados que devem ser usados para elaborar um gráfico, por exemplo. Acontece que nessas situações é muito comum observar que a elaboração do gráfico passa a ser mais importante do que o uso do gráfico para compreender o fenômeno. O fato de termos o computador monitorando o fenômeno, um dos subprodutos pode ser a coleta de dados por parte do computador e a representação destes dados em forma gráfica, isto acontecendo a medida que o fenômeno esta se realizando. Neste caso, o gráfico é mais um recurso que o aluno dispõe para entender o que está acontecendo, do que uma representação dos fatos do fenômeno.

Outro exemplo de uso do computador no controle de processo é o projeto LEGO-Logo desenvolvido pelo MIT Logo Laboratory. Utilizando o brinquedo LEGO o aprendiz monta diversos objetos que são controlados através de um programa escrito em Logo.

Este tipo de atividade envolve, primeiro, a capacidade de entender cada componente LEGO e como ele pode ser utilizado como elemento mecânico ou eletrônico de um dispositivo. Segundo, ha a necessidade de aprender conceitos específicos sobra o dispositivo sendo construído. Por exemplo, se o aprendiz esta construindo um veículo, ele tem a oportunidade de manusear dispositivos que alteram a direção do veículo, engrenagens, eixos e opera com conceitos de velocidade atrito e deslocamento. Terceiro, exercitar conceitos de controle de processos, uma vez que este veículo deve ser controlado pelo computador e, assim pode ser inserido num contexto onde existe um semáforo, ou outros veículos, etc. Em síntese, o ambiente LEGO-Logo fornece ao aprendiz a chance de vivênciar os problemas complexos de um engenheiro com as vantagens de poder manipular objetos concretos ao invés de equações no papel, e de poder depurar suas idéias sem que isto tenha implicações catastróficas do ponto de vista de segurança, de economia - se o veículo não anda é só alterar alguns componentes ou alterar o programa sem ter que modificar a linha de montagem da fábrica.
Os alunos que tem vocação para o "aprendizado através do fazer" são os que mais se beneficiam deste tipo de modalidade de uso do computador na educação. O computador como controlador de processos adiciona outras peculiaridades a atividade que o aluno desenvolve, permitindo que sejam explorados aspectos pedagógicos que são impossíveis de serem trabalhados com o material tradicional, como facilidade de depuração de processos; ou que não são explorados pelo simples fato de o aluno estar envolvido com o produto (como o gráfico) e não com o processo de como os fenômenos acontecem. O computador obriga a explicitação do processo.

1.4.5 Computador como Comunicador

Uma outra função do computador como ferramenta é a de transmitir a informação e, portanto, servir como um comunicador. Assim, os computadores podem ser interligados entre si formando uma rede de computadores. Isto pode ser conseguido através de uma fiação ligando fisicamente os computadoras ou via uma interface (modem) que permite a ligação do computador ao telefone possibilitando a utilização da rede telefônica para interligar os computadores. Uma vez os computadores interligados, é possível enviar mensagens de um para outro através de software que controla a passagem da informação entre os computadores. Este tipo de arranjo cria um verdadeiro correio eletrônico mais conhecido como electronic mail ou email. Um outro uso das redes de computadores é a consulta a banco de dados, ou mesmo a construção compartilhada de um banco de dados. Um número de pessoas que compartilham de um mesmo interesse pode trocar informações sobre um determinado assunto, criando uma base de dados.

As possibilidades da comunicação via rede de computadores está sendo explorada por diversos grupos, como a National Geographic que está desenvolvendo desde 1993 programas educacionais envolvendo alunos de todas as partes do mundo. Esses alunos coletam e disseminam, via rede, dados sobre a água, o tipo de chuva, a fauna, a flora da região em que vivem. Esses dados são acumulados, analisados por especialistas no assunto, e novamente compartilhados por todos os alunos envolvidos no estudo. A visão planetária e a sensibilização para os aspectos ecológicos estão sendo conseguidas pelo fato de o aluno estar participando do processos de fazer ciência e trabalhando com especialistas da área.

Um outro uso do computador como comunicador é o de complementar certas funções do nosso sentido facilitando o processo de acesso ou de fornecimento da informação. Isto é especialmente interessante quando o computador é usado por indivíduos deficientes. Por exemplo, os portadores de deficiência física que não dispõem de coordenação motora suficiente para comandar o teclado do computador podem usá-lo, através de dispositivos especialmente projetados, para captar os movimentos que ainda podem ser reproduzidos, como movimento da cabeça, dos lábios da pálpebra dos olhos, e com isto permitir que estas pessoas transmitam um sinal para o computador. Este sinal pode ser interpretado por um programa e assumir um significado, uma informação, que levará o computador a executar algo, como usar um processador de texto, um controlador de objetos etc., ate mesmo para "falar".

Os dispositivos para receber ou emitir um sinal para o computador podem ser os mais variados: desde um simples interruptor ate um leitor óptico ou de relevo; ou ainda um sintetizador de voz. A combinação destes dispositivos tem permitido que a escrita convencional seja convertida em braille ou em algo falado, ou que uma mensagem falada seja impressa em Braille. As possibilidades são inúmeras e o limite está práticamente na nossa capacidade de imaginação e criatividade. Com o avanço da tecnologia de computadores é difícil de imaginar alguém que ainda se mantenha incomunicável ou que não se beneficie dos processos educacionais por falta de capacidade de comunicação.

As possibilidades de uso do computador como ferramenta educacional estão crescendo e os limites dessa expansão são desconhecidos. Cada dia surgem novas maneiras de usar o computador como um recurso para enriquecer e favorecer o processo de aprendizagem. Isso nos mostra que é possível alterar o paradigma educacional; hoje, centrado no ensino, para algo que seja centrado na aprendizagem (aprendizagem no meu entender, é incorporar novos conhecimentos, contruindo-o passo a passo). Esse tem sido o enfoque da metodologia Logo.

1.5 A Metodologia Logo de Ensino-Aprendizagem

Logo é uma linguagem de programação que foi desenvolvida no Massachusetts Institute of Technology (MIT), Boston, E.U.A., pelo Professor Seymour Papert [Papert85]. Como linguagem de programação o Logo serve para nos comunicarmos com o computador. Entretanto, ela apresenta características especialmente elaboradas para implementar uma metodologia de ensino baseada no computador (metodologia Logo) e para explorar aspectos do processo de aprendizagem. Assim, o Logo tem duas raízes: uma computacional e a outra pedagógica. Do ponto de vista computacional, as características do Logo que contribuem para que ele seja uma linguagem de programação de fácil assimilação são: exploração de atividades espaciais, fácil terminologia e capacidade de criar novos termos ou procedimentos.
Observamos, dos últimos anos, que LOGO é o objeto predileto nas discussões em congressos e o software mais usado nas escolas. A utilização desta linguagem de programação prometia (e parece continuar prometendo uma grande reformulação no sistema educacional através de mudanças estruturais no processo de aprendizagem.

Do ponto de vista de seu criador, Seymour Papert, a linguagem LOGO foi desenvolvida segundo a visão piagetiana de construção do conhecimento e seu uso enfatiza, em termos de desenvolvimento intelectual, a importância do estimulo ao pensamento procedural e do formalismo requerido pelas linguagens de programação. Além disso, programar implica ensinar o computador a resolver · problemas específicos. Verificamos, no entanto, que a larga disseminação de LOGO ocorre nas escolas particulares e tal disseminação deve-se, via de regra, não à sua proposta potencialmente promissora, mas a relativa facilidade de sua introdução extra-curricularmente. "Ensinar" o aluno a programar com LOGO é, financeiramente, um investimento barato: contrata-se um "professor de LOGO", e os alunos passam a dispor de duas horas semanais para exercerem a liberdade de aprender. Findas estas duas horas, voltam para suas salas de aula para aprenderem Matemática, Português, História, Geografia, etc. Ironias a parte, a aparente incoerência e que muitas escolas particulares com métodos de ensino tradicionais adotam LOGO, como atividade extra-classe. Dessa forma, a liberdade do aluno, sua autonomia na construção e aquisição do conhecimento e o desenvolvimento cognitivo prometido pelo uso de LOGO perdem-se em uma lamentável e quase geral má utilização.

É verdade que não podemos desconsiderar alguns trabalhos sérios com LOGO. Entretanto, mesmo arrefecida a febre de LOGO, ainda persiste uma certa mística em torno de seu uso, especialmente para as primeiras séries do 1º grau, Por outro lado, se não usarmos LOGO, o que usar? A pequena disponibilidade de tutorial e exercício-e-prática e a inexistência de simulações e jogos educativos de boa qualidade parecem sinalizar para a falta de demanda, por parte do sistema educacional.
Uma pergunta é muito importante.
v Qual é a repercussão, em termos de disseminação da tecnologia da informática nas escolas, em face a um quadro de quase ausência de software educacional?
Resposta :Parece-nos que nenhuma no momento, apesar de ser este o caminho a ser seguido em um futuro próximo.
v Quais transformações educacionais poderiam ser viabilizadas, apoiadas em produtos de software do tipo tutorial e exercício-e-prática (Sistemas não Inteligentes)?
Resposta : Os pressupostos educacionais subjacentes a estes produtos são, com freqüência, comportamentalistas. Ou seja, tais programas seguem os moldes das tão conhecidas instruções programadas de Skinner, prevendo: pequenas seqüências de conteúdos, interligadas e rígidas, feedback imediato, a cada acerto ou erro, remediação no caso de erros e reforço de aprendizagem, a cada passo, através de exercícios ou exemplos e um modelo de aprendizagem onde se enfatiza a retenção da informação, mediante práticas repetidas e de diferentes níveis de dificuldade.

Dado o conservadorismo da nossa escola, que ainda utiliza uma concepção comportamentalista de ensino, acreditamos que a falta de procura por este tipo de software deve-se a seu alto custo de produção e a quase inexistência, no país, de sistemas e/ou linguagens de autoria que facilitariam o desenvolvimento de tutorial e exercício-e-prática.

Existem algumas perguntas que sempre nos ocorre, do tipo:
v Afinal, para que os pais de alunos de escolas particulares querem computadores nas escolas de seus filhos?
v LOGO, nas primeiras séries do 1º grau, visando a ensinar as crianças a pensar? Pode ser. E nas séries restantes do 1º grau e no 2º grau ?
Talvez estes pais não queiram o computador como um recurso pedagógico. Acho, e estou cada vez mais convencido de que os pais querem é alguma coisa na linha de uma alfabetização em informática.
Qual seria o beneficio educacional, se é que existe dos cursos de alfabetização em informática dados nas escolas particulares?
Não sou própriamente um avaliador, mas creio que os pais estão muito satisfeitos, quando pagam cursos extracurriculares, ministrados por profissionais da área de informática, de DOS, Windows, editor de texto, banco de dados, planilha eletrónica e outros mais, na premissa de que estão preparando seus filhos para um futuro informatizado, onde saber usar computador é tão importante, por exemplo, como dominar um idioma.


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1.5.1 O Aspecto Computacional do Logo

A exploração de atividades espaciais tem sido a porta de entrada do Logo. Estas atividades permitem o contato quase que imediato do aprendiz com o computador. Estas atividades espaciais facilitam muito a compreensão da filosofia pedagógica do Logo por parte dos especialistas em computação. Por outro lado, elas fazem com que os aspectos computacionais da linguagem de programação Logo sejam acessíveis aos especialistas em educação. Assim, o aspecto espacial será usado neste artigo com a finalidade de apresentarmos a filosofia Logo. Entretanto, é importante lembrar que o Logo, como linguagem de programação, tem outras características mais avançadas, como já foi mencionado.

Os conceitos espaciais são utilizados em atividades para comandar uma Tartaruga que se move no chão (tartaruga de solo) ou na tela do computador em atividades gráficas. Isto se deve ao fato dessas atividades envolverem conceitos espaciais que são adquiridos nos primórdios da nossa infância, quando começamos a engatinhar. Entretanto, estes conceitos permanecem a nível intuitivo. No processo de comandar a Tartaruga para ir de um ponto a outro, estes conceitos devem ser explicitados. Isto fornece as condições para o desenvolvimento de conceitos espaciais, numéricos, geométricos, uma vez que a criança pode exercitá-los, depurá-los, e utilizá-los em diferentes situações.

Os termos da linguagem Logo, ou seja, os comandos do Logo, que a criança usa para comandar a Tartaruga (tanto a de solo como a de tela) são termos que a criança usa no seu dia-a-dia. Por exemplo, para comandar a Tartaruga para se deslocar para frente o comando é parafrente. Assim, parafrente 50 desloca a Tartaruga para frente 50 passos do ponto em que ela estava inicialmente, como mostra a figura 1. Se após esse deslocamento comandarmos a Tartaruga para girar para a direita 90 graus o comando é paradireita 90, produzindo o efeito mostrado na figura 2.

figura 1 figura 2
Os comandos que movimentam a Tartaruga podem sor utilizados numa série de atividades que a criança pode realizar. Por exemplo, explorar o tamanho da tela ou realizar uma atividade simples, como o desenho de figuras geométricas.

Uma outra característica importante da linguagem Logo é o fato dela ser uma linguagem procedural. Isto significa que é extremamente fácil criar novos termos ou procedimentos em Logo. Assim, para programarmos o computador para fazer um triângulo, a metáfora que usamos com as crianças é a da "ensinar a Tartaruga" a fazer um triângulo. Para tanto, usamos o comando aprenda e fornecemos um nome ao conjunto de comandos que produz o triângulo. Este nome pode ser qualquer nome, por exemplo, triângulo, tri, maria, etc. Assim ,

aprenda tri
parafrente 50
paradireita 120
parafrente 50
paradireita 120
parafrente 50
fim

define o que é um tri. Uma vez que esta definição é terminada, computador nos indica que "aprendeu" tri. Agora, se digitarmos tri, o computador produz o triângulo. E assim, podemos usar o comando tri como um outro comando do Logo.

aprenda flor
repita 3 [tri]
fim

Produz um catavento ou uma flor

figura 3

A medida que a criança explora os comandos do Logo ela, começa a ter idéias de projetos para, serem desenvolvidos na tela. Ela pode propor fazer o desenho de uma casa, de um vaso, etc. Neste instante a metodologia Logo de ensino-aprendizagem começa a se materializar.

Além dos comandos de manipulação da Tartaruga, a linguagem Logo dispõe também de comandos que permitem a manipulação de palavras e listas (um conjunto de palavras). Com estes comandos é possível "ensinar" a Tartaruga a produzir uma frase da Língua Portuguesa, usar os conceitos de concordância verbal, criar poemas e, mesmo, integrar a parte gráfica com a manipulação de palavras para produzir estórias onde os personagens são animadas, um verdadeiro teatro, com as narrativas, cenários, etc. ou, ainda, explorar conceitos de Ciências, Física, Química e Biologia [Valente89],

Os domínios de aplicação do Logo estão em permanente desenvolvimento, como a objetivo de atrair um maior número de usuários e motivar os alunos a usarem o computador para elaborarem as mais diferentes atividades. Entretanto, o objetivo não deve ser centrado no produto que o aluno desenvolve, mas na filosofia de uso do computador e como ele esta facilitando a assimilação de conceitos que permeiam as diversas atividades. Portanto, é o processo de ensino-aprendizagem é o cerne do Logo e é este que deve ser discutido e explicitado.


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1.5.2 O Aspecto Pedagógico do Logo

O aspecto pedagógico do Logo esta fundamentado no construtivismo piagetiano. Piaget mostrou que, desde os primeiros anos da vida, a criança já tem mecanismos de aprendizagem que ela desenvolve sem ter freqüentado a escola. A criança aprende diversos conceitos matemáticos par exemplo: a idéia de que em um copo alto e estreito pode ser colocado a mesma quantidade de líquido que existe em um copo mais gordo e mais baixo. Essa idéia ela aprende utilizando copos de diferentes tamanhos. E com isso ela desenvolve o conceito de volume sem ser explicitamente ensinada.

Assim, Piaget conclui que a criança desenvolve a sua capacidade intelectual interagindo com objetos do ambiente onde ela vive e utilizando o seu mecanismo de aprendizagem. Isto acontece sem que a criança seja explicitamente ensinada. E claro que outros conceitos também podem ser adquiridos através do mesmo processo.

É justamente este aspecto do processo de aprendizagem que o Logo pretende resgatar: um ambiente de aprendizado onde o conhecimento não é passado para a criança, mas onde a criança interagindo com os objetos desse ambiente, possa desenvolver outros conceitos, por exemplo, conceitos geométricos. Assim, do ponto de vista pedagógico existem diversos aspectos na metodologia Logo que devem ser enfatizados.

Primeiro, o controle do processo de aprendizagem está nas mãos do aprendiz e não nas mãos do professor. Isto porque a criança tem a chance de explorar o objeto "computador" da sua maneira e não de uma maneira já preestabelecida pelo professor. É a criança que propõe os problemas ou projetos a serem desenvolvidos através do Logo. Estes são projetos que a criança está interessada em resolver. É claro que o professor tem um papel importante a desempenhar. Por exemplo, propor mudanças no projeto para ajustá-lo ao nível da criança, fornecer novas informações, explorar e elaborar os conteúdos embutidos nas atividades, etc. E tudo isso sem destruir o interesse e a motivação do aprendiz.

Segundo, propicia a criança a chance de aprender fazendo, ou seja, "ensinando a Tartaruga" a resolver um problema. O fato do aprendiz ter que expressar a resolução do problema segundo a linguagem de programação, faz com que o programa seja uma descrição formal e precisa desta resolução. E esse programa pode ser verificado através da sua execução; o resultado da execução permite ao aluno comparar as suas idéias originais com o produto do programa e assim, ele pode analisar suas idéias e os conceitos aplicados. Finalmente, se existe algo errado, o aluno pode depurar o programa e identificar a origem do erro.

A situação de erro mais interessante do ponto de vista do aprendizado é o erro conceitual. O programa que a criança define pode ser visto como uma descrição do seu processo de pensamento. Isto significa que existe uma proposta de solução do problema em nível de idéia, e uma descrição desta idéia em nível de programa. Isto permite a comparação da intenção com a atual implementação da resolução do problema no computador. Se o programa não produz o esperado, significa que ele está conceitualmente errado. A análise do erro e sua correção constitui uma grande oportunidade para a criança entender o conceito envolvido na resolução do problema em questão. Portanto, no Logo, o erro deixa de ser uma arma de punição e passa a ser uma situação que nos leva a entender melhor nossas ações e conceitualizações. É assim que a criança aprende uma série de conceitos antes de entrar na escola. Ela é livre para explorar e os erros são usados para depurar os conceitos e não para se tornarem a arma do professor.

A atividade Logo, portanto, torna explícito o processo de aprender de modo que é possível refletir sobre o mesmo a fim de compreendê-lo. Tanto a representação da solução do problema quanto a sua depuração são muito difíceis de serem conseguidas através dos meios tradicionais de ensino e, portanto, estão omitidos do processo de ensino. Assim, o uso do Logo pode resgatar a aprendizagem construtivista tentar provocar uma mudança profunda na abordagem do trabalho nas escolas. Uma mudança que coloca a ênfase na aprendizagem ao invés de colocar no ensino; na construção do conhecimento e não na instrução. A metodologia Logo de ensino-aprendizagem tem sido utilizada numa ampla gama de atividades em diferentes áreas do conhecimento e com diferentes populações de crianças. Assim, temos utilizado Logo com crianças que não conhecem letras, palavras, ou números ---, e portanto, a atividade Logo passa a fazer parte do processo de alfabetização. Temos visto que é possível utilizar Logo para implementar jogos e desenvolver atividades[Valente91] na área de Matemática, Física, Biologia e Português do 1º e 2º graus[Valente88].


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2. AIS - Sistema Tutorial Inteligente

Este é o ponto hoje principal do uso do computador na educação, inclusive nesta derradeira década, vamos começar fazendo uma espécie de anatomia de um ITS.
Vejamos algo sobre desenvolvimento do sistema tutorial para educação nesta derradeira década. Para começar, revendo as idéias fundamentais que apoiam estes sistemas e ilustrando-os com referências para tutores já existentes. Veremos muitas coisas que nos são familiar, ela aponta os estágios para uma discussão de sucessos e falhas.


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2.1 Anatomia de um Inteligente Tutorial Sistema

A primeiro aplicação de IA para educação tem sido para construir sistemas tutoriais inteligente (ITS).
ITS é a grande tendência atualmente em educação para desenvolver o método de instrução e aprendizagem 'ideal', por ser o método individual para o ser humano, interação aluno X tutor. Para pesquisas em IA esse método de ensino seria o ideal para atingir o objetivo que é a individualização no ensino.
Exercício e prática versão de um tutorial que é relativamente bem entendido meios de desenvolver conhecimento. Este método de aprendizagem e ensino é bem aceito pela comunidade educacional e por nossa cultura como o integral. E ele tem atingido pleno popularidade por vantajoso razão. Um a um, este tutorial permite ocorrer uma aprendizagem bem individualizada, e resultado dos rendimentos mais vantajoso que outro métodos de ensino [Bloom84). Se bem que muitos métodos tem sido examinados, nenhum outro tem resultado segurança quanto ao rendimento e aperfeiçoamento em estudantes. As falhas atribuídas ao resultado de outros métodos de ensino e aprendizagem podem estar, em parte, em função de técnicas insuficiente para a recente evolução da aprendizagem e como nós a elaboramos . Entretanto, dentro da solução de problemas ele é claramente , o tutorial um a um, a "regra de ouro" de aprendizagem.
Embora ele diverge em uma variedade de meios, a maior parte tem uma característica estrutural.
Falemos sobre um genérico ITS. Superficialmente, ele teve uma pequena mudança desde o sistema CAI que o precedeu. Em geral, ambos são caracterizado por um filosofia comum, essa inclui importante controle do tutor, e pequenas respostas no formato de lição. Na maioria dos sistemas CAI e ITS os estudantes aprendem por ação uma série de relativas breve questões. Em ambos casos o sistema faz o papel exclusivo de ser hábil na tarefa, controlando as escolhas de tarefas ou problemas, enquanto o estudante é responsável pelas respostas ao sistema. O sistema além disso faz o papel de crítico, e na maioria dos ITS o sistema decide em que ponto o estudante mais precisa de um feedback ai o sistema toma a decisão de fornece-lo. A grande diferenças entre os sistemas ITS e antes CAI se refletem nas diferenças em métodos de ensino e nas filosofias de aprendizagem. Preferivelmente, elas refletem engenharia e psicologia avançadas a qual permite o tutor ITS criar uma base da ciência. Diferente do sistema CAI, o ITS representa algo de sabedoria e raciocínio de um bom tutor humano no Um a Um, e consequentemente deixam o instrutor em um melhor e mais detalhado caminho que o sistema CAI.


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2.2 Introdução e Observações

Tecnologias do computador são mudanças na prática dentre pesquisa e objetivo, e -- bastante vagarosa -- o conteúdo e exercício da educação são início para acompanhar este processo. Este papel vem sendo muito discutido em artificial inteligência (IA) e está contribuindo para uma nova era da educação e aprendizagem. A marca da IA nas aplicações em educação tem sido o esforço explícito para representar algumas habilidades, raciocínio e conhecimento de profissionais hábeis em áreas de conhecimento (expert model), e usar estes "expert model" para ensinamento e aprendizagem. Observamos a evidência na cultura em que essa informação tecnológicas são orientações para sólido aperfeiçoamento em produtividade através de atividades de rotina automática. Do mesmo modo, isto parece que se nós conseguirmos, por fim, transferir a habilidade do professor para o computador nós poderemos delegar alguns ensinamentos para máquinas e assim melhorar os resultados educacionais. Entretanto, este avanço teórico não se reflete totalmente na prática.

O principal para alcançar esta meta‚ é rever a tendência no passado e presente nas aplicações de IA em educação, e para projetar a partir dos sucesso e falhas daquelas aplicações para possíveis futuras aplicações. Discussão‚ limitado para duas grande aplicações de IA em educação: ITS e microworlds (micromundos). Um objetivo seria comparar estes dois pontos primeiramente em termos de seus métodos de aprendizagem e ensinamento -- os procedimentos, princípios, e técnicas usadas para facilitar aprendizagem -- e seus resultados na resultados ou objetivos para aprendizagem -- o tipo específico de conhecimento e aprendizagem se eles ajudam o estudantes a adquirir, ou experimentar e até ajuda-os a alcançar.

O centro de um ITS é um expert system. O expert system deve embutir suficiente conhecimento de um determinado tópico de uma área para fornecer resposta "ideal" para questões, corrigir não somente no resultado final mas em cada um dos menores passos do raciocínio passo. O expert system assim permite o ITS demonstrar um modelo correto na direção de resolver o problema. Freqüentemente, como o tutor humano, ele deixa o aprendiz produzir muitas caminhos de respostas diferente ou meta estruturas. Os elementos estruturais desse expert system podem gerar a modelagem de um hábil raciocínio também permitir ao ITS condições para explicar seus raciocínio de detalhados níveis. Por exemplo, se o estudante precisa uma explicação de motivo ou como um determinado ITS fez um passo em resolver uma equação, o sistema poderia primeiro dizer que ele deveria ter usado uma determinada regra. Se o estudante solicitar mais justificativa, ele poderia elaborar e descrever os termos que estavam na regra e mostrar os passos que seguido iriam a solução.
ITS instrutor no papel de expert model na solução de problema. Em particular, eles deixam o estudante resolverem um problema e deixam decidir se cada passo está correto. Assim, enquanto temos no sistema CAI a preocupação na unidade atômica, em ITS a preocupação básica é o raciocínio individual em dar passos na aprendizagem. Para suportar este instrutor detalhado, ITS freqüentemente criam e atualizam o modelo do aluno [Anderson85/1] [London82] [Sleeman81] . O modelo do aluno reflete a correta ordem de resolução de um problema, o ITS verifica o conhecimento do estudante -- Mas, a maioria dos estudantes são não ideal. O ITS examinam cada passo do estudante ‚ "raciocinando" como ele ou ela resolveram o problema. Quando o estudante comete um erro, o ITS determina um diagnóstico para o problema -- possivelmente atualizando o modelo do estudante -- além disso esforça-se para informar detalhadamente de como o expert system iria passo a passo resolver o problema. Este método é o de repetir através de cada passo a evolução de uma completa solução para o problema.

Uma pequena parte do ITS deve receber sempre o componente pedagógico, o que hoje ainda nos sistemas que estão por ai e são usados em educação quase nada tem de pedagógico. Enquanto o expert system contém regras e sabedoria nessa capacidade do componente pedagógico‚ este componente pedagógico é importantíssimo para conter regras a tal ponto que seja expert a cerca dele mesmo -- por exemplo quando deverá interromper o estudante e que classe de informação deverá para providenciar para ele. Mas, como nós poderíamos elaborar isto ?. Isto nos leva a inserir no ITS também algo como um expert pedagogo.

Os micromundos são sistemas informatizados, onde o aluno deve explorar um domínio com um mínimo de ajuda do sistema, combinado às primitivas de uma linguagem (exemplo: LOGO). O objetivo deste ambiente é ambicioso, afirma Mendelsohn (1990), pois o aluno aprende a aprender utilizando o ambiente para espelhar seus conhecimentos e construir novos objetos. A concepção destes sistemas é similar à concepção de uma linguagem de programação, sendo do tipo construtivista.


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2.3 Sucessos do Sistema Tutorial Inteligente

A maior parte deles são usados em uma baixa escala, e somente uma minoria tem sido testados extensamente. Desses, apenas um punhado confirmam que funcionam para melhorar o resultado do estudantes em na sala de aula usando testes normalizados. Sucesso eles tem sido, principalmente restringidos para as áreas de matemática e ciência, onde eles ‚ nestas duas áreas são facilmente aplicados em fazer medições, melhorando o resultado da aprendizagem e aperfeiçoamento. Talvez os mais perfeitamente testados são Anderson‚ Geometria e Lisp tutores [Anderson85] [ Anderson86] [Schofield90] [Rhodes90]. Anderson. SHERLOCK, o tutor para diagnóstico eletrônico, tem resultados de bom desempenho e aperfeiçoamento (Lesgold93].


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3. Conclusões

Os computadores estão propiciando uma verdadeira revolução no processo de ensino-aprendizagem. Uma razão mais obvia advém dos diferentes tipos de abordagens de ensino que podem ser realizados através do computador, devido aos inúmeros programas desenvolvidos para auxiliar o processo de ensino-aprendizagem. Entretanto, a maior contribuição do computador como meio educacional advém do fato do seu uso ter provocado o questionamento dos métodos e processos de ensino utilizados.

Quando o computador, através de um tutorial, possibilita a passagem de informação nos mesmos moldes que um professor realiza em sala de aula, este professor pode se tornar totalmente substituível. Claro que isto não aconteceu e não deverá acontecer em um futuro muito próximo. Primeiro, porque o questionamento do papel do professor possibilitou entender que ele pode exercer outras funções além de repassador do conhecimento, como facilitador do aprendizado, algo que os computadores ainda não podem fazer.
Segundo, o repasse do conhecimento, como acontece hoje na sala de aula, não acontece de maneira semelhante e constante para todos os alunos. Esta flexibilidade ainda não é norma dos sistemas de ensino baseados no computador. Por mais sofisticado que ele seja, - por mais conhecimento sobre um determinado domínio que ele possua, por melhor que ele seja capaz de modelar a capacidade do aprendiz - o computador ainda não é capaz de adequar a sua atuação de maneira que a intervenção no processo de ensino-aprendizagem seja totalmente individualizada.
Terceiro, os recursos audiovisuais e a perfeição metodológica com que o conhecimento pode ser repassado pelo computador, não garantem que esta metodologia de ensino seja a maneira mais eficiente para promover aprendizagem. Alguns aprendizes se adaptam a estas abordagens, enquanto outros preferem o aprendizado através da descoberta e do "fazer". Portanto, é necessário levar em conta o estilo de aprendizado de cada aprendiz e não simplesmente generalizar o método de ensino usado.

Estes argumentos tem sido usados para fortalecer o uso do computador como ferramenta ao invés de "máquina de ensinar". Como ferramenta ele pode ser adaptado aos diferentes estilos de aprendizado, aos diferentes níveis de capacidade e interesse intelectual, as diferentes situações de ensino-aprendizagem, inclusive dando margem a criação de novas abordagens. Entretanto, o uso do computador como ferramenta é a que provoca maiores e mais profundas mudanças no processo de ensino vigente, como a flexibilidade dos pré-requisitos e do currículo, a transferencia do controle do processo de ensino do professor para o aprendiz é a relevância dos estilos de aprendizado ao invés da generalização dos métodos de ensino. Estas questões só podem ser contornadas a medida que o uso do computador se dissemine e coloque em xeque os atuais processos de ensino. Talvez esta esteja sendo a maior contribuição do computador na educação.

Um outro argumento a favor das ferramentas é a custo de produção de programas do tipo CAI. Estes programas, em geral, são bastante complicados para serem desenvolvidos. Requerem uma equipe muito boa de pedagogos, de bons programadores e pessoas de arte capazes de dar um acabamento estético necessária ao software. Esta equipe, muitas vezes, deve trabalhar meses e ate anos para desenvolver um bom software. Isto tudo, para cobrir um tópico muito especifico do currículo. Portanto, um software que leva meses ou anos para ser produzido, é consumido em minutos ou horas de uso.
A viabilização de um projeto de desenvolvimento de software educacional somente faz sentido se houver um mercado muito grande. Por exemplo nos Estados Unidos da América, o consumo destes programas é muito grande. Dai a produção e a enorme diversidade destes programas, que são produzidos pelas principais editoras de livro texto. Estas editoras perceberam que ao invés do livro didático convencional, o livro texto futuro pode ser um disquete onde estão armazenados os programas que ensinam. Claro que interessa a eles que as coisas na educação não mudem muito. Passar do livro texto para o disquete não implica em mudança nenhuma - não muda a escola, não muda a mentalidade quem produz o material didático para a escola, e não muda a mentalidade de quem os usa: professor e aluno. Se a indústria de produção destes programas conseguir criar demanda e manter a diversidade de programas, ela continuara existindo como subsistiu produzindo livros.

Entretanto, numa sociedade mais pobre, onde não existe nem a produção de livro texto, a produção de software educacional é ainda mais cara. Os profissionais da área são em número menor, dificultando e encarecendo a manutenção da equipe. O software produzido ~ compartilhado por um pequeno número de usuários. As escolas particulares que enveredaram pela utilização e produção de software montaram uma verdadeira software house, sendo que o produto serve somente aquela escola e não é comercializado no mercado. Portanto, o custo desta solução é muito alto Já, uma solução mais barata, como a copia e adaptação de programas já existentes, nem sempre é a mais interessante pelo fato de os programas educacionais serem muito específicos a uma cultura ou a um sistema educacional para o qual ele foi desenvolvido.

Estas dificuldades de ordem econômica das sociedades de menor consumo tem contribuído para que a introdução de computadores na educação seja feita através do uso de ferramentas. A ferramenta é comprada uma única vez. Seu uso é mais extenso e atende a uma ampla gama de domínios do conhecimento, de disciplinas, de diversidade de interesse e de capacidade dos alunos. Assim, a implantação do computador via ferramenta é mais viável e é o que esta acontecendo nos países com menos recursos financeiros. Por exemplo, é mais comum encontrarmos uma escola usando o Logo no Brasil, do que o CAI.

Portanto, a existência de diferentes modalidade de uso do computador na educação tem o objetivo de atender diferentes interesses educacionais e econômicos. A coexistência destas modalidades é salutar e a decisão por uma outra modalidade deve levar em consideração a diversidade de variáveis que atuam no processo de ensino-aprendizagem. Se isto for feito, o computador poderá ser um importante aliado desse processo. E é o que a sociedade espera em um futuro não muito remoto.


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4. Referencias.

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