Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes

Apresentação em tema: "Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes"— Transcrição da apresentação:

1 Ambientes de ensino aprendizagem apoiados por computador e redes
Liame Tarouco PGIE UFRGS

2 Evolução

3 Evolução do cenário

4 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

5 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

6 Objetivismo Replica ensino tradicional em ambiente apoiado por tecnologia

7 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

8 CAIMI SISCAI para microcomputador Conversão para BASIC
Facilidades para entrada e edição de textos interativamente Usado em simulações de procedimentos médicos

9 PILOT Programmed Inquiry Learning Or Teaching
Linguagem de autoração para CAI Facilidades para comparação de respostas Desvios condicionais na sequência instrucional Cálculos

10 Surge a multimídia no computador
Recursos variados disponíveis para o professor e para o estudante

11 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

12 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.

13 Elementos para a produção de multimídia

14 CBT Computer Based Training Orientação básica: comportamentalismo
pequenas etapas ritmo próprio resposta ativa feedback imediato Multimídia

15 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)

16 Evolução do ensino apoiado em computação
Ajudar a aprender Treinar Dar aula Antes Atualmente Construtivismo: alternativa epistemológica de como as pessoas aprendem e assimilam novos conhecimentos

17 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

18 Aprender A meta para o estudante é construir ou reinventar o conhecimento ordenando e re-ordenando testando justificando sua interpretação Práticas construtivistas

19 Papel do estudante Ativo Auto-dirigido Aprender a aprender
Interações colaborativas

20 Exemplo desenvolvido por alunos de EDU3375: Baricentro
As três medianas de um triângulo interceptam-se num mesmo ponto que divide em duas partes tais que aquela que contém o vértice é o dobro da outra. A X = Y = G M3 M2 B M1 C

21 encontro das três medianas
O que é baricentro? Baricentro é o ponto de encontro das três medianas de um triângulo!! .

22 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

23 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

24 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)

25 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.

26 Interações via WWW Professor Monitor ALUNO Ferramentas Colegas
Material de aprendizagem Fontes de informação

27 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.

28 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.

29 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

30 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

31 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.

32 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.

33 Modelo de armazenamento de memória
Transferência da informação a partir do armazenamento sensorial Memória de curta duração Memória de longa duração

34 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

35 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

36 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.

37 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

38 Memória de longo prazo Esquemas
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

39 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.

40 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.

41 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.

42 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.

43 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

44 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.

45 Graus de engajamento, controle e síntese em aprendizagem baseada em computador (Hammond)

46 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

47 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

48 Videoconferência no ensino à distância
Comunicação visual mais Suporte do computador para interagir, cooperar, compartilhar mensagens e arquivos.

49 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.

50 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

51 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

52 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.

53 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

54 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.

55 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

56 Colaboração Cooperação Comunicação Coordenação

57 Comunicação Intercâmbio de todas as formas de dados
Síncrona e assíncronamente Várias formas: (em combinação com anexos MIME) audio e vídeo conferência apresentação remota quadro branco eletrônico compartilhamento de aplicações

58 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

59 Coordenação gerenciamento de composição de grupos
agendamento (scheduling) controle de participação avaliação de performance avaliação formativa avaliação somativa

60 Interatividade e feedback com o computador
Programs CGI para corrigir e prover índice de acertos Java e javascript Sistemas que empregam Inteligência Artificial Interveniência humana Escolha simples Múltipla escolha Resposta objetiva Resposta aberta

61 Videoconferência FULL MOTION VIDEO - Transmissão de áudio e imagem animada com qualidade de TV TV quadros/seg CINEMA quadros/seg Videoconferência 15 quadros/seg ou menos VIDEOCONFERÊNCIA Audio e vídeo bidirecional

62 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)

63 Software de videoconferência
CuSeeMe - Universidade de Cornell Enhaced CuSeeMe - White Pine

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65 Reuniões virtuais Uma videoconferência onde cada pessoa está no foco de uma câmara distinta e o professor pode ver múltiplos locais ao mesmo tempo.

66 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

67 Interoperabilidade e padronização
Quadro branco Ferramenta de suporte a “brain storm” Co-autoração Pode ser concomitante com videoconferência Interoperabilidade e padronização

68 Netmeeting da Microsoft

69 Realidade Virtual Ambientes virtuais colaborativos presença virtual
avatar representações estáticas ou móveis simulação e apresentação dos resultados imersão total

70 Realidade virtual Imersão VRML - Virtual Reality Modeling Language
HMD (head mounted display) Luvas Acionadores tacteis VRML - Virtual Reality Modeling Language

71 Exemplo Exemplo: passeio pelo corpo humano
Enorme volume de dados requerem redes de alta velocidade: > 100 MBPS

72 Ambientes virtuais simplificados
Talk IRC Janela de CHAT Adição de cenário Exemplo: The Palace

73 Realidade virtual e ensino à distância
Colaboração e interação Ambiente avatares imersão sensores acionadores

74 Realidade Virtual Sensor de proximidade

75 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