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Implicações das Teorias da Carga Cognitiva na Aprendizagem Multimédia

Implicações das Teorias da Carga Cognitiva na Aprendizagem Multimédia

Author: Teresa Küffer
Objective:

Compreender a arquitetura do conhecimento humano é essencial para optimizar os percursos de aprendizagem. As atividades cognitivas são coordenadas por um enorme armazém de informação localizado na memória de longo prazo. A aprendizagem acontece quando há modificações neste armazém (Sweller, 2003). A teoria da carga cognitiva proporciona princípios para que o design instrucional seja mais eficaz e otimize as potencialidades de aprendizagem. Atualmente, a aprendizagem em ambientes multimédia é fundamental porque responde às necessidades de aprendizagem do século XXI, essencialmente das competências definidas pela UNESCO para este século:

- Aprender a conhecer, pela aquisição de instrumentos de compreensão;

- Aprender a fazer, atuando sobre o meio;

- Aprender a conviver, colaborando e participando;

- Aprender a ser, engloba as três competências anteriores e é essencial para uma vivência plena.

Assim sendo, consideramos importante relacionar a teoria da carga cognitiva com a aprendizagem multimédia, analisando as suas implicações para poder otimizar os espaços de aprendizagem contribuindo para a aquisição das competências fundamentais deste século, cruzando a perspetiva de dois autores: John Sweller e Richard Mayer.

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Teoria da Carga Cognitiva

A Teoria da Carga Cognitiva fundamenta que a arquitetura cognitiva humana sustenta-se na diferença da capacidade da memória de trabalho e da memória de longo prazo. A memória de trabalho tem uma capacidade muito limitada, principalmente ao trabalhar com informação nova. De facto, segundo Miller (1956) a memória de trabalho pode armazenar aproximadamente sete elementos e processar entre dois e cinco elementos.

Sete: número mágico

Source: YouTube, obtido em http://youtu.be/Rc705-WS2l4 a 19-06-2011

Esquemas cognitivos

A memória de longo prazo tem capacidade ilimitada e a aprendizagem só acontece quando há alterações nas estruturas da memória de longo prazo (Sweller, 2005). Assim sendo, os esquemas cognitivos que compõem a arquitetura cognitiva humana são os responsáveis por esta organização e são explicados pela capacidade tão distinta das duas memórias. Os esquemas são complexos e automatizados e utilizados para organizar e guardar informação, reduzindo assim a carga na memória de trabalho e permitindo a aprendizagem. Desta forma, perante nova informação e na ausência de esquemas e formas automáticas de organização, a capacidade da memória de trabalho torna-se muito limitada.


A arquitetura coginitiva humana permite que os esquemas sejam utilizados para relacionar, organizar e armazenar informação e conhecimentos, de forma a diminuir a carga da memória de trabalho. Desta forma, vários autores (van Merriënboer, Kirschner, Kester & Ayres, 2003; 2005) defendem que o design instrucional deve promover a criação destes esquemas cognitivos. A maneira como a nova informação será processada na memória de trabalho tem implicações no design instrucional, como visto neste trabalho à luz da aprendizagem multimédia.

Executivo central

A memória de longo prazo fornece o executivo central que orienta o comportamento humano. No entanto, este executivo central nem sempre está disponível, nomeadamente na presença de informação nova. O executivo central orienta as atividades cognitivas pela operacionalização do conhecimento armazenado na memória de longo prazo. Este executivo coordena, de igual forma, as actividades percetivas e motoras assim como os registos visiospacial e as informações do canal fonológico (Baddeley, 1992). Nos esquemas 1 e 2 pode-se verificar como atua e interage o executivo central com as diferentes estruturas cognitivas.

Esquema 1: Componentes da memória de trabalho segundo Baddeley e Hitch.

Memória de trabalho

A memória de trabalho tem como função não só armazenar temporariamente, mas também manipular a informação. Ao deparar-se com informação nova, a memória de trabalho funciona como um executivo central. É responsável pelo processamento lógico, atua como mecanismo controlador, mobilizando a atenção entre os armazenamentos temporários do canal fonológico e do registo visioespacial, cujos elementos entram através da memória sensorial. Resumindo, parte da memória de trabalho, o executivo central controla e coordena a informação dos subsistemas visiospacial e fonológico.

Esquema 2: Sistema de processamento de informação.

Sistema de processamento de informação

É introduzido o episodic buffer, que consegue combinar a informação do registo visiospacial e do canal fonológico numa única representação, permitindo a redução da carga cognitiva aquando de nova aquisição de conhecimentos. Representado a cinzento, o conhecimento já arquivado na memória de longo prazo, que será, segundo Sweller, invocado pela memória de trabalho quando nos deparamos com informação conhecida. O executivo central coordena os registos dos dois canais, foca a atenção e permite à memória de trabalho responder ou ignorar alguns estímulos; igualmente decide que informação é transmitida para armazenamento na memória de longo prazo.

Tipos de carga cognitiva

Ao analisar estas implicações na aprendizagem, torna-se necessário compreender três tipos de carga cognitiva:

Intrínseca: Determinada pela natureza da informação, o seu nível de complexidade e do grau de experiência do aluno. Entenda-se por complexidade o nível de interatividade dos elementos a processar pelo aluno. O designer instrucional deve compreender esta carga, mas não a pode modificar.

Extrínseca ou estranha: Causada pelo uso inadequado de métodos, recursos e estratégias inadequadas. A sobrecarga de elementos visuais e/ou auditivos podem aumentar esta carga e desta forma impedir a aprendizagem.

Pertinente: A carga cognitiva pertinente relaciona-se com a motivação no envolvimento de situações de aprendizagem que promovam a criação de esquemas cognitivos na aquisição de novos conhecimentos, pela forma como organiza e apresenta a informação, assim como facilitando analogias que permitam um melhor processamento.

Desta forma, os ambientes de aprendizagem devem favorecer a diminuição da carga cognitiva extrínseca ou estranha e aumentar a carga cognitiva pertinente.

Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimédia

Construir novo conhecimento é um processo complexo, tanto pela capacidade limitada da memória de longo prazo e pela importância que o conhecimento prévio assume para a aquisição de novos conceitos (Potelle & Rouet, 2003). Que lugar pode ocupar a tecnologia na melhoria da aprendizagem? Segundo Mayer, a tecnologia e a aprendizagem centrada no aluno podem potenciar os processos de cognição humana, ou seja, podem significar uma melhoria na solução de problemas. Richard Mayer (2003) traçou uma Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimédia. A Teoria da Aprendizagem Multimédia proposta por Mayer, considera, como se pode observar no vídeo que se segue, dois canais de recepção de informação, um canal auditivo e um visual, processada pela memória de trabalho e posteriormente integrada com o conhecimento prévio, ou seja, na memória de longo prazo.


Segundo Mayer existem três processos cognitivos gerais na aprendizagem: seleção, organização e integração. Estes processos estão diretamente relacionados com a memória sensorial, a de trabalho e a de longa duração, respetivamente. Mayer refere que ocorrerá uma aprendizagem mais eficaz quando os dois canais (visual e verbal) estão ativos, i.e., apresentando texto/imagem com narração ou vídeo conjuntamente, quando a mensagem é transmitida visual e verbalmente.

Teoria de Aprendizagem Multimédia

Breve animação que explica a teoria de aprendizagem multimédia de Richard Mayer

Source: YouTube, obtido em http://www.youtube.com/watch?v=N2VQRi09tuU&feature=related a 19-06-2011

Aprendizagem multimédia

A aprendizagem multimédia concretiza-se na comunicação, através mensagem instrucional, ou seja, palavras e imagens que favorecem a aprendizagem significativa. Desta forma, é necessário compreender como se constroem representações internas significativas.


A ideia central de Mayer reside numa associação eficiente de diferentes média, respeitando os princípios abaixo citados, de forma a diminuir o esforço cognitivo - ou seja, a carga cognitiva - aumentando, assim, os êxitos nos contextos de aprendizagem.

Princípio Multimédia

O princípio multimédia afirma que a informação verbal e gráfica combinada produz melhores resultados que apresentando cada uma individualmente, devendo a informação gráfica ser relevante à informação verbal.

Multimédia

Princípio da Coerência

O princípio da coerência postula que as mensagens devem ser claras e coerentes e, por isso, devem excluir informações estranhas e/ou irrelevantes.

Coerência

Source: Googlesites, em https://sites.google.com/site/ruipedro8desag/ciclos a 11-09-2011

Princípio da Modalidade

O princípio da modalidade refere que, na generalidade, aprende-se melhor a partir de animações e narrações do que de animações e texto no mesmo ecrã.

Modalidade

Princípio da Redundância

O princípio da redundância refere que a aprendizagem é mais eficaz quando se utiliza elementos gráficos e narração do que quando são utilizados elementos gráficos, áudio e texto escrito.

Redundância

Source: YouTube, obtido em http://youtu.be/9ZLA9b9262A a 11-09-2011

Princípio da Contiguidade Espacial

O princípio da contiguidade espacial refere que a informação verbal e gráfica deverá estar próxima e não separada (mesmo ecrã; mesma página). Um bom exemplo pode ser observado com esta explicação das várias etapas do ciclo da água. Clique na imagem e aprenda as etapas do ciclo da água.

Contiguidade espacial

Source: cricketdesign, obtido em http://www.cricketdesign.com.br/abril/ciclodaagua a 11-09-2011

Princípio da Contiguidade Temporal

O princípio da contiguidade temporal refere que a informação verbal e gráfica deverá ocorrer o mais sincronicamente possível (imagem e som simultaneamente).

Contiguidade Temporal

Source: YouTube, obtido em http://youtu.be/8fWyCLZyFn0 a 11-09-2011

Princípio da Personalização

O princípio da personalização afirma que a aprendizagem é mais profunda quando se utiliza um estilo coloquial em vez de um estilo formal.

Princípio das Diferenças Individuais

O princípio das diferenças individuais afirma que os efeitos do design instrucional têm mais impacto em alunos com poucos conhecimentos e para alunos elevada orientação espacial do que em alunos com pouca orientação espacial.

Crítica

Para Mayer a motivação será um elemento desnecessário aplicando convenientemente os métodos. Segundo Astleitner, Pasuchin e Wiesner (2006), uma crítica à teoria de Mayer de 2001 reside exatamente no facto desta não contemplar a motivação tanto dos alunos como dos professores, pelo que pretendiam ampliar a teoria aqui exposta e propor novas pesquisas neste âmbito.

Considerações finais

A Teoria da Carga Cognitiva e a Teoria da Aprendizagem multimédia proporcionam bases teóricas fundamentais para a compreensão da arquitectura cognitiva humana e da aprendizagem multimédia e, desta forma, conseguir construir ambientes e percursos de aprendizagem que otimizem as possibilidades de aprendizagem do ser humano, adequado à aprendizagem do século XXI.


Atualmente, não podemos separar a comunicação multimédia dos processos, materiais e ferramentas de aprendizagem. A elaboração e utilização de materiais multimédia – junção de palavras (oral ou verbal) e imagens – não é a solução para todos os problemas de aprendizagem, mas elaborados e utilizados de forma adequada podem beneficiar e melhorar a aprendizagem. Ao planear uma aprendizagem deveremos ter em conta como conjugar e bem articular os media, de forma a obtermos melhores resultados. Ambas as teorias têm como objetivo a optimização dos recursos educativos, de forma a que se utilize uma carga cognitiva reduzida na apreensão de novos conhecimentos.

Bibliografia

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