Ambientes Virtuais para a Educação como Ferramenta de Estudo de Estratégias Metacognitivas

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Ambientes Virtuais para a Educação como Ferramenta de 
Estudo de Estratégias Metacognitivas 
 
Jerônimo Freire 1, 3, Givanaldo Rocha2, Arnon Andrade 3 
{virtualjf@bol.com.br; givanaldo@yahoo.com.br} 
1Curso de Pedagogia – Universidade Potiguar (UnP) 
Av. Sen. Salgado Filho, 1610 – 59.056-000 – Rio Grande do Norte – RN – Brasil 
2Departamento de Engenharia de Computação e Automação (DCA) 
 Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) 
Caixa Postal 1524 – 59.072-970 – Rio Grande do Norte – RN – Brasil 
3Departamento de Educação – NEPEC 
 Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) 
Caixa Postal 1524 – 59.072-970 – Rio Grande do Norte – RN – Brasil 
 
 
Resumo. Este trabalho tem como objetivo o estudo de estratégias metacognitivas com 
base em Ambientes Virtuais para a Educação (suportes digitais). Esta metodologia de 
estudo partiu da criação de ambientes virtuais em Java-VRML e uso de vídeo digital 
acessados via Web, onde os estudantes (com base em questionários) apresentam suas 
observações sobre as atividades planejadas. O estudo conclui que quanto mais a 
informação contida num sistema hipermídia estiver estruturada, ou organizada, existirá 
menos desorientação cognitiva e, neste sentido, mais aprendizagem. 
 
Palavras-chave : ambientes virtuais, educação, metacognição. 
 
 
Abstract. This paper has as objective the study of metacognitives strategies based on 
Virtual Environments for Education (digital supports). This methodology of study was 
originated from the creation of virtual environments in Java-VRML and use of digital 
video accessed via Web, where the students (based on questionnaires) present yours 
observations about the planed activities. The study concludes that how much the 
information contained in a hypermedia system is structured, or organized, there will be 
less cognitive disorientation and, in this sense, more learning. 
 
Keywords : virtual environments, education, metacognition. 
 
 
1. Introdução 
 
O desenvolvimento tecnológico relacionado com Ambientes Virtuais para a 
Educação (AVE) tem permitido uma crescente naturalidade nas interfaces usuário-
computador. A forma amigável de interação com os mundos virtuais, através do 
computador e de forma colaborativa via Web, tem colaborado para que a Cultura e a 
Ciência sejam compreendidas e assimiladas mais facilmente, uma vez que os usuários 
podem interatuar e manipular diretamente o próprio conhecimento, colaborando desta 
forma para o estudo de estratégias metacognitivas. 
Em estudos realizados por Flavell (FLAVELL, 1976), Metacognição é a 
capacidade que temos de autoregular a própria aprendizagem, ou seja, planificar que 
estratégias podem ser utilizadas em cada situação, aplicá- las para controlar o processo, 
avaliá- los para detectar possíveis falhas, e, como conseqüência, transferir tudo isso para 
uma nova situação. Em sua Epígrafe no livro Psicologia Educativa: um ponto de vista 
cognitivo, David Ausubel afirma: “Se tivera que reduzir toda a Psicologia Educativa a 
um só princípio, diria o seguinte: o fator mais importante que influi na aprendizagem é 
que o aluno já sabe. Observe isto e ensine em conseqüência” (AUSUBEL, 1968; 2.a 
edición, 1978). Ausubel, em sua teoria de aprendizagem significativa, afirma que a 
aprendizagem do aluno depende de sua estrutura cognitiva prévia que se relaciona com 
a nova informação, entende-se por estrutura cognitiva, o conjunto de conceitos, idéias 
que o indivíduo possui em um determinado campo do conhecimento, assim como sua 
organização. A aprendizagem significativa parece ocorrer por meio de processos: 
explorando, fracassando, tentando, corrigindo, obtendo dados, elaborando conjecturas, 
testando-as construindo explicações, que são resultados de inferências, comparações, 
analogias, reflexões, sobretudo do estabelecimento de relações entre as aprendizagens 
prévias e o novo objeto de conhecimento. Nesse cenário, o professor é um provocador 
que instiga a mente do aluno, fazendo-o pensar, ter idéias, refletir, dar explicações, 
tomar decisões. Ele precisa planejar ambientes problematizadores que contenham 
obstáculos (para desequilibração), possibilitando que o aluno obtenha informações, atue 
em equipes, de forma colaborativa, elabore hipóteses, teste hipóteses, realize 
experiências, tome decisões, procure informações, resolva problemas. Segundo 
Ausubel, a organização destes conceitos, para uma área determinada do saber na mente 
de um indivíduo, tende a ser uma estrutura hierárquica em que as idéias mais inclusivas 
se situam em cima e progressivamente incluem proposições, conceitos e dados 
inclusivos e menos diferenciados. A estrutura cognitiva se caracteriza, portanto, por 
apresentar uma organização dinâmica de conceitos aprendidos. É necessário apontar que 
estas idéias não são totalmente novas, a teoria de Vigotsky (VIGOTSKY, 1964), 
embora com outras palavras, afirma o conceito de que o desenvolvimento cognitivo de 
um sujeito implica em seu desenvolvimento metacognitivo: à medida que o indivíduo 
cresce e é instruído (tanto na educação formal, como na espontânea), suas funções 
cognitivas superiores (memória, percepção, atenção, compreensão) sofrem uma série de 
transformações. 
Nas sociedades primitivas era indispensável que a criança aprendesse a caçar e 
pescar para sobreviver como membro útil de sua sociedade, na Idade Média o ensino 
dos ofícios às crianças e jovens nas pequenas cidades era considerado como a prática 
mais recomendável por parte dos artesãos. Em resumo, cada sociedade a cada tempo 
tem tomado decisões sobre qual é a formação para seus representantes. Hoje em nosso 
mundo, na sociedade da informação, existem representantes dos mais diversos espaços e 
que apontam a necessidade de formar uma capacidade de saber ser cognitivo dentro de 
nossa sociedade e nossa cultura (LOMAS, 1999). O jovem deve aprender os 
conhecimentos sobre língua, matemática, história e ciências que esta sociedade 
transmite, assim como valores e crenças, não obstante, deve também ser capaz de 
enfrentar uma realidade impregnada de tecnologia no qual o uso inteligente da 
informação é fundamental (GIMENO, 1999). 
O ensino tradicional, na sua grande maioria, com seu método único memorístico, 
se dissolve dando lugar a uma educação baseada em distintas formas de apresentar os 
conteúdos (hipermídia), onde o meio influencia definitivamente na aprendizagem do 
aluno. Estamos deixando para traz um ensino centrado apenas nos números e palavras 
para um ensino com base também no som e na imagem (LEVY, 1998), desta forma, 
acreditamos que este canal multisensorial possa colaborar com estratégias 
metacognitivas. Este trabalho apresenta um ambiente virtual para a educação desse 
jovem do nosso tempo, tratando das ferramentas de uso da metrologia: régua, 
paquímetro, micrômetro, balanças, com propósito de colaborar com as estratégias 
metacognitivas (MAYOR, 1993). 
 
 
 
 
2. Desenvolvimento do Ambiente Virtual para Educação - AVE 
 
 A criação do ambiente virtual com propósito de estudar os aspectos 
metacognitivos dos aprendizes do assunto abordado está definido como um ambiente 
hipermídia (hipertexto com multimídia), caracterizado pelo uso simultâneo de dados em 
diferentes formas de mídia (som, vídeo, texto, animações e simulações). Os seres 
humanos experimentam o mundo por meios dos sentidos e se expressam através de 
diversos e elaborados sinais verbais e visuais. A hipermídia é uma tecnologia de 
informação flexível que proporciona um ambiente poderoso para o propósito de estudar 
as estratégias metacognitivas. Principalmente pela possibilidade de oferecer diversos 
caminhos às aprendizagens diferentes, respeitando assim as diferenças nas 
característicascognitivas dos aprendizes. Outro ponto importante do ambiente virtual de 
educação via Web está relacionado ao aspecto colaborativo, espaços compartilhados de 
convivência pessoal, favorecendo a troca de informações entre os participantes destes 
ambientes, visando a construção do conhecimento de forma assíncrona. Atualmente a 
Web se tornou um grande ambiente para aprendizagem colaborativa, oferecendo 
possibilidade para armazenamento e distribuição de informações de fácil acessibilidade 
e independente de plataforma (MORAM, 2000). 
A proposta consiste em construir ambientes na Web com recursos em Java e 
VRML (simulações) com vídeo integrado ao ambiente virtual, contendo hipertextos, 
links de acesso às páginas com orientações para estudos na forma presencial e à 
distância, com informações sobre o estudo da Metrologia, com URLs contendo temas 
relacionados à disciplina (biblioteca virtual) e com formulário s para efetivar processos 
de interação entre o professor e aluno e entre alunos (função colaborativa). As 
informações referentes aos conceitos a serem estudados foram disponibilizadas na 
Internet em forma de hipertextos, organizados de forma a incentivar o aluno a refletir, 
interpretar, tomar decisões e gerenciar sua aprendizagem (estratégias metacognitivas). 
As tarefas de aprendizagem propostas foram planejadas de forma a incentivar o aluno a 
refletir sobre os conceitos e problemas com os quais lida, na busca de desenvolver suas 
habilidades e competências para o assunto abordado. 
A decisão de optar pelo ambiente virtual para o estudo da Metrologia nasceu da 
necessidade de ampliar os recursos audiovisuais aplicados ao ensino-aprendizagem aos 
quais o aluno tem acesso nessas últimas décadas. O aspecto interativo do ambiente, 
aliado à disponibilidade de observar o funcionamento dos instrumentos (paquímetro e 
micrômetro) em vídeo digital tem apresentado um significativo aumento no 
conhecimento da arte de usar e realizar medidas, sendo esta atividade importante nos 
primeiros momentos de contato com o estudo das ciências (FIOLHAIS, 1998). 
A figura 01 apresenta modelos didáticos para demonstração do uso do 
paquímetro: a figura 01(a) ilustra o protótipo do modelo virtual proposto, construído em 
VRML; e a figura 01(b) ilustra um modelo já existente na Internet, sendo que 
construído em Java (visualização em 2D). A vantagem de uma visualização em 3D é 
que o usuário tem uma melhor percepção da forma física do objeto (nesse caso, do 
aparelho de medição) além da visão funcional, sendo apenas esta observada numa 
visualização em 2D. A dinâmica de uso do ambiente virtual de aprendizagem em sala de 
aula e via Internet tem contribuído, com características lúdicas, para um maior 
entendimento dos fenômenos e conceitos em uma menor escala de tempo. Neste 
sentido, observamos que os processos cognitivos são acelerados, em razão da forte 
contribuição devido à interatividade e repetitividade. 
 
 
(a) (b) 
Figura 01 – Paquímetro virtual 
 
Uma demonstração prática do uso de um paquímetro é abordada sob a forma de 
vídeo, como mostra a figura 02, complementando o uso do ambiente virtual. Os vídeos 
estão no formato do Real Player que, neste sentido, contribuem para facilitar a 
compreensão do ambiente virtual, sendo bastante útil para o ensino assíncrono. 
 
 
Figura 02 – Vídeo mostrando o uso do paquímetro 
 
A figura 03 mostra a modelagem do micrômetro virtual (protótipo), também em 
VRML. Por ser um aparelho de uso mais complexo que o paquímetro, a virtualização 
dele torna-se muito útil, pois facilita uma compreensão detalhada do seu processo de 
medida. Neste caso, a visualização em 3D permite que se tenha uma visão mais real da 
forma física do micrômetro, ao contrário de uma visualização em 2D, a qual se poderia 
apenas observar o seu funcionamento. 
 
 
Figura 03 – Micrômetro Virtual 
 
Na figura 04, analogamente ao paquímetro, é mostrado um trecho do vídeo de 
demonstração prática do uso do micrômetro, também no formato do Real Player. A 
combinação da visualização do ambiente virtual e da experiência prática em vídeo 
enriquece o ambiente de sala de aula e colabora de forma significativamente com a 
proposta assíncrona. 
 
 
Figura 04 – Vídeo mostrando o uso do micrômetro 
 
Os resultados iniciais deste trabalho, além de informações teóricas sobre o 
assunto, estão no site http://www.labvirtual.impg.com.br, onde tem-se como proposta 
apresentar os instrumentos da Metrologia, acompanhado de vídeos e questionamentos 
sobre técnicas de medida para serem respondidas pelos alunos. A figura 05 mostra um 
vídeo prático de uma atividade relacionada ao uso dos instrumentos de medida: 
descobrir o número aproximado de bolinhas (com diâmetro d) que deverão caber dentro 
de um copo de formato cilíndrico (com diâmetro D e altura H), sem ter esses objetos em 
mãos. Esta atividade serve para despertar ainda mais o interesse do aluno no que se 
refere ao estudo da metrologia. 
 
 
Figura 05 – Vídeo mostrando uma atividade prática 
 
 As sistemáticas de uso dos ambientes para efeito do estudo das estratégicas 
metacognitivas foram avaliadas através de um questionário aplicado aos estudantes do 
curso de Física Geral e Experimental do curso de Biologia da UnP (Universidade 
Potiguar). Neste sentido, foram observados os fatores que afetam o indivíduo quando o 
mesmo interage com os conteúdos via Web, através das simulações e demonstração das 
experiências em vídeo, comparando os resultados com dinâmicas de leitura e aula 
expositiva do professor. Conhecido estes fatores, a nossa proposta em seguida consiste 
em identificar de que maneira conhecer estes fatores influencia no conhecimento do 
assunto abordado. Para este trabalho ser executado foram ministradas aulas relacionadas 
a ferramentas de navegação pela Web (e-mail, chat, sites de buscas). Neste sentido, as 
condições de uso do ambiente foram trabalhadas e todos os estudantes tiveram acesso 
aos conteúdos conforme o planejamento do curso. 
 
3. Conclusões 
 
Observamos que o ambiente virtual tem colaborado para assimilação da 
sistemática de uso dos instrumentos de medidas, comparado com outras ferramentas de 
auxílio para o ensino presencial e a distância. A alta interatividade dos ambientes em 
Java e VRML com uso de vídeos digitais proporcionou uma grande motivação para 
estudo do assunto, sendo constado em aulas de laboratório, se comparada às aulas 
tradicionais com uso dos instrumentos de medidas. Dos questionários aplicados, 
constatamos que os estudantes optaram pelo uso do ambiente virtual de educação, por 
acharem que os mesmos apresentam maior facilidade de acesso às informações 
estruturadas e detalhadas, bem como facilidade de participação e maior rapidez na 
obtenção da informação, no que diz respeito ao uso dos equipamentos de medida. As 
observações do trabalho se somam a outros ambientes desenvolvidos, onde se constata 
um amadurecimento do usuário na interação do novo suporte (Web) com relação aos 
tradicionais, como por exemplo, o texto do livro didático (FREIRE, 2000, 2001, 2002). 
Pode-se concluir que quanto mais a informação contida num sistema hipermídia estiver 
estruturada, ou organizada, existirá menos desorientação cognitiva e, neste sentido, mais 
aprendizagem. Os resultados preliminares do trabalho ainda são insuficientes para uma 
avaliação das estratégias metacognitivas com base nos ambientes virtuais de educação, 
o pouco tempo de uso dos suportes digitais por parte dos aprendizes, não favorecem a 
um diagnóstico conclusivo do assunto, neste sentido esta pesquisa tende a continuar,criando novos ambientes virtuais de educação em outras áreas do conhecimento e 
aplicando em diferentes faixas etárias. Esperamos neste sentido responder questões 
como: Como o ambiente auxilia e propicia que ocorra uma aprendizagem 
significativa?; De que forma ocorrem os processos cognitivos relacionados ao processo 
de aprender mediados por recursos de Informática?; Que ferramentas, que recursos 
tecnológicos e que estratégias pedagógicas podem ser úteis na programação de 
ambientes de aprendizagem, de maneira a possibilitar que ocorram interações capazes 
de promover a aprendizagem? 
 
 
Referências Bibliográficas 
 
 
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