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Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia: as capacidades da memória

Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia: as capacidades da memória

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Author: Sérgio Lagoa
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A teoria cognitiva da aprendizagem multimédia considera que existem três princípios basilares quanto à aprendizagem humana: o pressuposto do canal duplo, segundo o qual o processamento de informação inclui um canal duplo visual/pictórico e auditivo/verbal; o pressuposto da capacidade limitada, segundo o qual cada um dos canais tem uma capacidade limitada de processamento da informação; e o pressuposto do processamento activo, segundo o qual a aprendizagem activa implica a execução de um conjunto coordenado de processos cognitivos durante essa mesma aprendizagem. O primeiro pressuposto é sustentado pelos estudos de Baddeley e Paivio; o segundo pressuposto foi demonstrado por Chandler e Sweller e novamente por Baddeley; e o terceiro encontra suporte empírico em estudos de Mayer e Wittrock.

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Teoria cognitiva da aprendizagem multimédia

O princípio multimédia afirma que a aprendizagem é mais significativa combinando palavras e imagens do que apenas através de palavras. No entanto não se garante a melhoria da aprendizagem simplesmente juntando imagens  às palavras.
A teoria cognitiva da aprendizagem multimédia considera que existem três princípios basilares quanto à aprendizagem humana:
* o pressuposto do canal duplo, segundo o qual o processamento de informação inclui um canal duplo visual/pictórico e auditivo/verbal;
* o pressuposto da capacidade limitada, segundo o qual cada um dos canais tem uma capacidade limitada de processamento da informação;
* e o pressuposto do processamento activo, segundo o qual a aprendizagem activa implica a execução de um conjunto coordenado de processos cognitivos durante essa mesma aprendizagem.
O primeiro pressuposto é sustentado pelos estudos de Baddeley e Paivio; o segundo pressuposto foi demonstrado por Chandler e Sweller e novamente por Baddeley; e o terceiro encontra suporte empírico em estudos de Mayer e Wittrock.

Ilustração do pressuposto do Canal Duplo de Paivio

Ilustração do pressuposto da capacidade Limitada

Aprendizagem multimédia e estrutura cognitiva humana

Se as mensagens educacionais multimédia forem concebidas tendo em conta a forma como a mente humana processa a informação, existem maiores probabilidades de se chegar a uma aprendizagem significativa.
Considera-se que uma aprendizagem é significativa quando proporciona a resolução de problemas relacionados com o tema dessa aprendizagem. Por exemplo, alguém que entende como funciona um motor passa a ser capaz de resolver problemas de mau funcionamento ou, até mesmo, propor soluções para um novo motor.
Assim, teremos de definir rigorosamente o que entendemos por estrutura cognitiva humana bem como determinar  em que consiste a aprendizagem e o sistema de memória que lhe é subjacente.

Estrutura cognitiva humana


Quando recebemos informação tendemos a organizá-la de forma coerente. Algumas dessas estruturas básicas de construção de conhecimento são o processamento, a comparação, a generalização, a enumeração e a classificação. Considerar a existência desta estrutura implica que as mensagens multimédia sejam apresentadas com uma estrutura coerente, dando uma orientação ao aprendiz sobre o modo de construir a estrutura cognitiva. Isto é, a apresentação de listas de enumeração, de esquemas, de gráficos, de imagens ou desenhos tem um papel relevante na forma como o aprendiz vai construir o conhecimento.
Para uma aprendizagem activa, existem três processos cognitivos fundamentais: selecção do material relevante, organização do material seleccionado e integração do material seleccionado com os conhecimentos existentes. Para tal, é essencial compreender o funcionamento da memória.
A memória é a capacidade que nos permite adquirir, conservar e restituir informações. Tradicionalmente distinguem-se três tipos de memória: a memória sensorial, a memória a curto prazo (ou memória de trabalho) e a memória a longo prazo.

Tipos de memória

 

CRITÉRIOS

DISTINTIVOS

MEMÓRIA SENSORIAL

MEMÓRIA A CURTO PRAZO

MEMÓRIA A LONGO PRAZO

Informação armazenada

Padrões sensoriais não analisados no seu conteúdo

Informação significativa interpretada

Informação significativa interpretada

Duração do armazenamento da informação

Geralmente cerca de 0,5 segundos

Cerca de um minuto (minutos, se repetido)

Horas, dias, semanas, meses, anos

Capacidade do sistema

Todos os dados que os órgãos sensoriais registam

Cerca de oito unidades de informação

Praticamente ilimitada

Atenção necessária para inserir os dados no sistema

Nenhuma

Alguma

Moderada

Forma de codificação da informação para armazenamento

A informação é codificada de forma paralela à experiência sensorial (icónica, ecóica, etc.)

A informação verbal é frequentemente codificada pelo som, às vezes pela aparência ou significado

A informação verbal é frequentemente codificada em termos do seu significado, aparência ou som

 

Características do

processo de recuperação

Recuperam-se os dados atentando-se neles antes que se apaguem; a informação é automaticamente transferida para a memória a curto prazo

Os dados são fácil e rapidamente recuperados durante cerca de um minuto

Dificuldade variável no processo de recuperação; é usada muitas vezes uma estratégia de resolução de problemas

 

Causas do esquecimento

Deterioração

Deterioração, interferência

Falhas de codificação (inadequada ou inexacta), ou de recuperação (interferência, esquecimento motivado)

 

Funções dos diferentes tipos de memória

A tarefa da memória sensorial consiste na retenção dos dados sensoriais por um período muito curto de tempo. Conserva as características físicas dos estímulos (se sensoriais, sejam eles visuais, auditivos ou outros) durante menos de um segundo.
A memória de trabalho é utilizada para reter temporariamente conhecimentos na consciência activa e para os manipular (processar). Por exemplo, ao ler este texto conseguimos processar a informação activamente compreendendo o sentido da sucessão de frases, mas seríamos incapazes de reproduzir integralmente todo o texto lido ao longo das duas últimas páginas. A memória de curto prazo tem uma duração de até 20 segundos e uma capacidade limitada a 7 ± 2 itens. A conservação da informação para além deste limite temporal é possível graças à auto-repetição do material apresentado. A expressão “memória de curto prazo” é utilizada para designar este sistema de armazenamento e os processos de controlo que operam sobre a informação armazenada. Se quisermos designar os processos que geram a passagem da informação da memória a curto prazo para a memória a longo prazo, então é mais usual a expressão “memória de trabalho”.
A memória a longo prazo corresponde ao local onde se encontram “armazenados” os nossos conhecimentos anteriores. Contrariamente à memória de curto prazo, a memória de longo prazo consegue reter enormes quantidades de informação por um período de tempo ilimitado, sendo apenas necessário trazê-los para a memória de trabalho. Na memória a longo prazo a informação é conservada sob a forma de significações codificação semântica; eventualmente, essa codificação será também visual ou acústica). A memória a longo prazo contém o conjunto dos nossos conhecimentos gerais sobre o mundo (memória semântica) mas também as lembranças ligadas a acontecimentos particulares (memória episódica).

Tipos de memória

Carga cognitiva

A teoria da carga cognitiva, desenvolvida por John Sweller, afirma que as aprendizagens são favorecidas se o volume de informações for adequado à capacidade da compreensão do ser humano. Como já vimos, a memória de curto prazo tem uma capacidade limitada, não conseguindo reter mais que 9 blocos de informação de cada vez.
Se houver excesso de informação, então existirá sobrecarga de actividade na memória a curto prazo e uma boa parte da aprendizagem será perdida. A carga cognitiva pode ainda ser dividida em intríseca, relacionada com a complexidade da informação e extrínseca, relacionada com a forma como a informação é apresentada. Se o somatório das cargas intrínseca e extrínseca for superior à capacidade de compreensão do aprendente, teremos novamente uma sobrecarga na memória de trabalho.
A teoria da carga cognitiva tenta ultrapassar esta limitação através de técnicas que diminuam a carga da memória a curto prazo. Algumas dessas técnicas consistem em apresentar a informação simultaneamente em imagens e palavras (aprendizagem multimédia) ou dividir a informação em blocos para uma mais fácil memorização.

Ilustração da teoria da carga cognitiva

Fundamentos biológicos da memória

O problema da existência de um tratamento em série ou em paralelo para estas duas últimas categorias da memória não está actualmente resolvido. Pelo contrário, é cada vez mais contestável que exista de facto uma distinção rigorosa entre os dois sistemas.
A Neurobiologia da memória tem realizado trabalhos no âmbito da biologia molecular e celular que permitem sugerir que a aprendizagem e a memória resultam do emprego de um certo número de mensageiros intracelulares e da modificação pós-traducional de proteínas.  Mas estes mecanismos nada noz dizem acerca da memória a longo prazo, por causa do curto tempo de vida das proteínas. Além disso, sabe-se também que os neuróios que participam na aquisição de aprendizagens não são os mesmos que participam na sua conservação ao longo do tempo. Pelo seu lado, a Neurobiologia da aprendizagem tem tentado determinar o papel do sistema nervoso neste processo. Utiliza todos os métodos das neurociências do comportamento à neurobiologia molecular e os seus avanços têm sido lentos. Actualmente, pouco se sabe acerca dos fundamentos bioquímicos da aprendizagem, excepto que existe um sistema que liga o córtex, o estriado e uma série de estruturas associadas ao sistema extrapiramidal e ao cerebelo, e um outro sistema que liga o córtex ao núcleo basal magnocelular e a determinadas estruturas límbicas (hipocampo e amígdala) e diencefálicas (corpos mamilares e núcleo mediodorsal talâmico).

Aprendizagem e memória

A aprendizagem consiste na alteração do comportamento de indivíduo resultante da interacção com o meio. Trata-se, pois, de uma alteração de comportamento em relação a um estado anterior. Só há aprendizagem quando o indivíduo adquire um comportamento que não possuía ou altera um já existente. Toda a aprendizagem tem um carácter duradouro: as alterações de conduta em que a aprendizagem se traduz têm de ser estáveis, sistemáticas e permanentes. A leitura e a escrita são exemplos de condutas aprendidas na infância e que se mantêm com relativa estabilidade ao longo da vida. Por isso, inerente à aprendizagem está a memória, pois só ela nos possibilita reter o que aprendemos para responder adequadamente às situações. A aprendizagem deve, pois, ser atribuível à experiência (treino ou estudo): uma conduta aprendida tem de resultar da experiência, da prática, do treino ou do estudo. Por fim, uma última característica da aprendizagem é a de ser uma função adaptativa: a mudança comportamental que ocorre quando há aprendizagem, tem origem nos estímulos de uma situação e tem como objectivo ser uma resposta adequada e satisfatória aos estímulos da situação.
Qualquer aprendizagem implica memória. Aprendizagem e memória confundem-se no sentido em que são intermutáveis e interdependentes. Nenhuma aprendizagem é possível se não existir um suporte de memória que a sustente e prolongue no tempo. Portanto, aprendizagem e memória são indissociáveis. Nenhuma aprendizagem é possível sem a memória: é a memória permite a fixação das aprendizagens; inversamente, a aprendizagem só é possível se existir um meio de fixação sistemática dos conteúdos aprendidos. Todos os nossos actos implicam memória: falar, escrever, ler, andar, comer, reconhecer a própria identidade,… Só a memória nos possibilita reter o que aprendemos, para responder adequadamente à situação presente e nos dar a possibilidade de projectar o futuro. A memória é um processo multiprocessual de factores biológicos, fisiológicos e psicológicos que são o produto final da aprendizagem, mas também a possibilitam. É essencial em qualquer ser vivo, mas mais essencialmente no Homem que depende, em grande parte, da aprendizagem e não tanto do comportamento genético.

Limitações da memória


No entanto, os seres humanos estão limitados quanto à quantidade de informação que pode ser processada em simultâneo por cada canal. Testes de amplitude de memória realizados ao longo das últimas seis décadas apontam para apenas cinco a sete elementos de informação. Por exemplo, dada uma sequência numérica, os aprendizes não conseguem fixar mais do que cinco a sete números.
O terceiro pressuposto da teoria cognitiva enuncia, contudo, que o processamento da informação é activo. Embora tradicionalmente o homem fosse visto como um receptor passivo de informação, sabemos hoje que a estrutura cognitiva humana são activas na forma como prestamos atenção, organizamos as informações recebidas e as integramos com os restantes conhecimentos.
Dada uma apresentação multimédia, e de acordo com o pressuposto do canal duplo, as palavras e imagens são registadas pela memória sensorial através dos órgãos receptores (ouvidos e olhos) e seguidamente processadas pela memória de trabalho. Para aceder à memória de trabalho há um primeiro processamento de informação que consiste na selecção de imagens de palavras que são representados enquanto sons e imagens. É na memória de trabalho que organizamos essas palavras e imagens construindo um modelos verbal e outro pictorial de representação; os conhecimentos pré-existentes na memória de longo prazo permitem a integração dos novos conhecimentos com os já existentes.

Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimedia, de Mayer

Referências

DORON, R., e PARPT, F. (2001), Dicionário de Psicologia. Lisboa: Climepsi

GLEITMAN, H. (1981), Psicologia. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian 

JESUS, R. (2009). Efeitos das Ferramentas de eLearning na Aprendizagem dos Estudantes da Área da Saúde (no Ensino Superior) (tese de doutoramento). Universidade Portucalense Infante D. Henrique, Porto. [Online], disponível em http://hdl.handle.net/123456789/332, acedido em 12 de Setembro de 2011.

MAYER, R. (2003). The Promise of Multimedia Learning: using the same instructional design methods across different media. [Online], disponível em http://projects.ict.usc.edu/dlxxi/materials/Sept2009/Research%20Readings/MayerMediaMethod03.pdf, acedido em 12 de Setembro de 20111.


MAYER. R. (2009), Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia, in MIRANDA, G., Ensino Online e Aprendizagem Multimedia. Lisboa: Relógio d'Agua.

MAYER, R. & MORENO, R (1998). A Cognitive Theory of Multimedia Learning: Implications for Design Principles. [Online], disponível em http://www.unm.edu/~moreno/PDFS/chi.pdf, acedido em 12 de Setembro de 2011.

PAIVIO, A. (2006). Dual Coding Theory And Education. {Online], disponível em http://www.csuchico.edu/~nschwartz/paivio.pdf, acedido em 12 de Setembro de 2011.