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RESUMO

Este artigo apresenta uma proposta de modelagem de ambiente de aprendizagem desenvolvida pela equipe do Projeto PUCRS Virtual. A modelagem proposta é descrita a partir das etapas constituintes: design educativo e design computacional. No decorrer do artigo são descritas as principais fases envolvidas na construção e na condução de um ambiente de aprendizagem à distância. Para ilustrar este processo é apresentado um exemplo de aplicação do curso de graduação em Engenharia Química com ênfase em Operação Petroquímica- projeto OPP.
Palavras-chave: Ensino de Engenharia - Educação à Distância ‚ Alimentos - Informática Educacional - Educação Ambiental

1 Introdução

O processo de desenvolvimento de um ambiente de EAD é muito mais do que traduzir aulas presenciais para um ambiente Web. O desenvolvimento de um ambiente para suporte ao processo de aprendizagem (ambiente de aprendizagem) que utiliza as tecnologias de informação e comunicação pressupõe um cuidadoso planejamento. A topologia deste ambiente é dada por uma rede de articulações de estratégias e táticas pedagógicas, as quais são definidas a partir dos objetivos e pressupostos pedagógicos.

Na modelagem de ambientes de EAD é preciso redefinir os papéis tanto do professor quanto do aluno. O professor não é apenas o organizador do processo de aprendizagem, ou seja, ele deve ser o mediador das ações dos alunos. Assim, ele deve provocar e propiciar as atividades do aluno; permitindo ao aluno realizar a ação de análise e reflexão crítica.

Neste artigo apresentamos uma modelagem de ambientes de aprendizagem, proposta pela equipe do projeto PUCRS Virtual, que está sendo para gerar cursos ministrados na modalidade de Educação a Distância. Como exemplo de aplicação, apresentamos a modelagem da disciplina de Química Geral do curso de graduação em Engenharia Química, ênfase em Operação Petroquímica. Este curso foi criado em 1998 através da assinatura de um convênio entre a PUCRS e a OPP Petroquímica S.A. a fim de possibilitar a continuação do processo de formação profissional dos funcionários desta empresa.

2 Modelagem proposta

A modelagem proposta é constituída pelo design educativo e pelo design computacional do ambiente de aprendizagem. Esta deve ser desenvolvida por uma equipe interdisciplinar constituída por profissionais com vasta experiência sobre o uso de tecnologias educacionais, especialistas do domínio em estudo e implementada por especialistas em computação com conhecimento sedimentado em redes de computadores e hipermídia.

A modelagem de desenvolvimento de uma ambiente para EAD segue uma estrutura semelhante ao desenvolvimento de um sistema de computação. As fases de design educativo e computacional foram subdivididas nas seguintes etapas:

- Etapa 1: Definição do contexto do ambiente
- Etapa 2: Definição das estratégias pedagógicas
- Etapa 3: Definição das táticas
- Etapa 4: Definição da estrutura de recursos do ambiente
- Etapa 5: Implementação do design educativo

"O principal objetivo da educação é criar homens que sejam capazes de fazer novas coisas e não de simplesmente repetir o que outras gerações fizeram, homens que sejam criativos, inventores e descobridores; o segundo objetivo da educação é formar mentes que possam ser críticas, que possam analisar e não aceitar tudo que lhes é oferecido." (J.Piaget, 1969)

Um ambiente de educação a distância deve ser dinamicamente construído pelo professor e pelas contribuições dos alunos, porém, a estrutura básica inicial, ou seja, a arquitetura pedagógica do ambiente com seus recursos e serviços deve ser previamente modelada antes do início da execução do curso isto deve ficar a cargo do professor.

Além destas atribuições, é de responsabilidade do professor disponibilizar os materiais, conteúdos em porções que abranjam um período de, no mínimo, uma semana para que os alunos possam se preparar previamente para aula. Esta organização implica numa visão geral e detalhada de todo o curso e um pensar prospectivo a fim de garantir que seus alunos tenham acesso as informações antecipadamente e possam organizar-se. A improvisação, possível em aulas presenciais, não é possível em aulas virtuais, podendo comprometer toda a qualidade do curso.

As ações do professor, enquanto mediador, são suportadas por mecanismos de coordenação, cooperação e comunicação. Os mecanismos de comunicação e cooperação fornecem as ferramentas de comunicação professor-aluno e aluno-aluno. Por sua vez, os mecanismos de coordenação possibilitam a veiculação de avisos, tarefas, elaboração de relatórios, organização de avaliações etc. Nesta postura, o professor sabe que não é deixando o aluno sozinho que o conhecimento "brotará" de forma espontânea. Quem constrói é o sujeito, mas a partir da relação social, mediada pela realidade.

O professor deverá disponibilizar continuamente no ambiente, as contribuições dos alunos (textos, resumos, indicação de sites etc.) para que eles possam se sentir motivados e incentivados a colaborar, com isso, sentirem-se parte integrante do processo e comprometidos com sua aprendizagem. Estas contribuições constituem material de apoio ao aluno como forma de revisão dos conteúdos abordados durante a aula

Assim como o professor, o aluno também necessita de uma mudança de postura. No ambiente de aprendizagem virtual ele não pode assistir a aula à distância como assiste a um filme de TV, ele deve modificar esta atitude para tornar-se um agente de busca, seleção e construção do seu conhecimento, tornando-se co-responsável pelo seu aprendizado e seu crescimento pessoal e profissional. A responsabilidade do aprendizado não está mais a cargo do professor que ensina aos alunos, mas sim dividida entre o professor e o aluno que em conjunto irão construir o conhecimento.

Cabe ainda, ao aluno, ressaltar a importância da auto-organização e do estudo prévio, principalmente antes dos encontros síncronos, já que sua participação será importante para a construção do seu conhecimento e do grupo. Para isso, o aluno deve estar atento às atividades que são solicitadas, devendo consultar as atividades e pré-requisitos que devem ser executados previamente ao encontro síncrono.

O não engajamento dos alunos nas atividades pode comprometer a qualidade da disciplina. A ausência de participação dos alunos na interação gera um espaço monótono centrado nas contribuições do professor, transformando o professor em um agente transmissor de conteúdo.

O monitor exerce um papel de suporte e instrumentalização no uso dos recursos e ferramentas, auxiliando tanto ao professor na preparação prévia do curso, quanto ao aluno durante a realização do curso. Uma de suas funções é construir páginas das disciplinas, além de atender às solicitações e dúvidas dos alunos durante a realização das atividades. Para auxiliar as possíveis dúvidas dos alunos que costumam ser similares as dos outros alunos de turmas anteriores, os monitores selecionam as principais perguntas com suas respectivas respostas e constróem um lista de FAQ.

O tutor por sua vez é responsável pela validação de todo o conteúdo que é exposto nas páginas Web. Além disso, o tutor pode fornecer apoio ao aluno na realização das atividades a nível de conteúdo e das atividades solicitadas pelo professor, é sua função também apoiar o professor na correção de trabalhos e dar um retorno ao professor do desempenho dos alunos.

2.2 Design Educativo

O design educativo, consiste na modelagem da arquitetura pedagógica do ambiente. Esta arquitetura é baseada no plano de ensino da disciplina e nos pressupostos pedagógicos que servirão de fundamentação para a criação do ambiente.
Etapa 1: Definição do contexto do ambiente

Público-alvo
Definição da área de conhecimento
Definição da sub-área
Definição dos objetivos
Definição do conteúdo

Dentre as estratégias mais específicas destacam-se: apresentação de domínio (assunto ou tópico), demonstração, resolução de problemas, responder a questões, avaliar as respostas dos aprendizes.

Etapa 3: Definição das táticas (conjunto de ações)

As táticas correspondem as ações necessárias para a Implementação das estratégias; pressupõe a execução de atividades. As táticas possuem diferentes graus de interação e podem ser implementadas de forma síncrona ou assíncrona. São exemplos de táticas: fazer perguntas, utilizar gráficos, fornecer exemplos, disponibilizar textos.

As estratégias de ensino contém o conhecimento sobre como ensinar e as táticas apontam as ações necessárias para tornar uma determinada estratégia efetiva. Em outras palavras, as estratégias atuam de forma macro e sistêmica; já as táticas consolidam as estratégias, como exemplos de táticas pode-se enumerar: perguntas, índice remissivo, índice localizado, gráfico, figura, conteúdo- texto, exercício- resposta, dentre outras. Geralmente um sistema possui uma estratégia e várias táticas. As estratégias modelam o tipo de ambiente: aberto, fechado, híbrido. Dentre as estratégias pode-se citar: socrática, guia, reativa (baseada na teoria behaviorista), estratégia colaboração (baseada na perspectiva socio-interacionista), dentre outras.

Uma vez definidas as estratégias e táticas pedagógicas, o ambiente de aprendizagem produzido deve:

- Ser provocativo, isto é, que coloque o pensamento do aluno em funcionamento; que favoreça o pensamento e a análise crítica do aluno; que proponha situações em que os interesses possam emergir e o aluno possa atuar.
- Dispor de elementos/objetos/situações, isto é, dar condições para que o aluno tenha acesso a novos elementos, para possibilitar a elaboração de respostas aos problemas apresentados, superar a contradição entre sua representação e a realidade.
- Interativo, ou seja, que possibilite o acompanhamento da construção da solução do problema e representação do sujeito. Se o aluno tiver dificuldade na resolução de problemas, o ambiente deve possibilitar a intervenção do professor o qual estabelecerá novas contradições entre a representação do aluno e os elementos do objeto não captados por ele.

Após a definição do design educativo do ambiente, a próxima etapa consiste na organização das atividades e nos recursos necessários para implementá-las visando criar um ambiente de ensino que promova a autonomia e a reflexão crítica do aluno.

Etapa 4: Estruturação dos recursos do ambiente

Para a realização desta etapa as seguintes atividades devem ser desenvolvidas:

- Levantamento dos recursos que serão necessários para a implementação das atividades interativas e colaborativas. Delimitando as atividades síncronas e assíncronas
- Elaboração da descrição de cada recurso utilizado, a partir da análise do potencial pedagógico e deixando claro seu objetivo.
- Organização destes recursos em categorias, de acordo com o objetivo.
- Definição das ferramentas de colaboração (chat, editores colaborativos, fórum etc.).
- Definição das ferramentas de informação e de acompanhamento do aluno (análise de login, mapa de navegação etc).
- Definição das ferramentas de comunicação (vídeo/teleconferência).

O projeto da página web deve tornar evidente a rede constituída, assim como ter preocupações ergonômicas (cores, lay-out, navegação etc.) e com a interface.

Etapa 5: Implementação do design educativo

A implementação do design educativo consiste na definição da infra-estrutura de software, isto é, definição de sistemas de computação, linguagem de programação, ferramentas, serviços da Internet e sistemas para gerenciamento do ambiente que serão utilizados. Esta fase de desenvolvimento do ambiente de aprendizagem deve ser feita a partir do projeto da página web descrito na etapa anterior. Esta fase deve ser acompanhada por profissionais da Ciência da Computação para identificar as características do ambiente como espaço físico, tipo de rede, conexão de computadores pessoais e acesso a Internet.

O ambiente de aprendizagem baseado em tecnologias de informação e comunicação (C&IT) é um sistema aberto cuja interface usuário-sistema é baseada em hipertexto e elaborada a partir de uma linguagem de programação específica (HTML, Java, asp etc.) ou alguma plataforma de gerenciamento de curso como Aulanet[3], Learning Space[6] e Webct[10].

A interface do ambiente é constituída por uma página web que resulta da combinação de duas estruturas: a estrutura de apresentação ou programação visual da página que permite a navegação no ambiente e a estrutura de armazenamento. Existe, basicamente, três tipos de estruturas de apresentação: hierárquica, seqüencial e hipermídia. Na estrutura hierárquica existem grupos de elementos, de um nível, cada um dos quais leva a outros grupos de elementos. Na estrutura seqüencial utiliza-se a metáfora de livro (livro eletrônico). Por sua vez, na estrutura hipermídia o usuário segue links que podem levar a outras páginas.

A programação visual da página pode ser feita através de uma linguagem de formatação da informação, por exemplo HTML ou utilizando editores para criação de páginas web como: Frontpage, Dreamweaver, Composer etc. Após a implementação do design educativo deve ser feito a verificação e refinamento do ambiente através de testes.

3 Estudo de Caso

Como exemplo de aplicação, apresentamos a modelagem da disciplina de Química Geral do curso de graduação em Engenharia Química, ênfase em Operação Petroquímica.

Etapa 1: Definição do contexto

Esta etapa do design educativo consiste na definição do contexto do ambiente ao qual será desenvolvido o curso:

a) Público-alvo: técnicos em Análise Química
b) Definição da área de conhecimento: Engenharia Química
c) Definição da sub-área: Química Geral
d) Definição dos objetivos: Conhecer as teorias de modelos atômicos. Apropriar-se do significado da classificação da tabela periódica. Investigar os principais tipos de ligações químicas. Analisar os tipos de soluções, os estados da matéria e as forças químicas intermoleculares.
e) Definição do conteúdo:

Etapa 2: Definição das estratégias pedagógicas

A etapa de definição das estratégias pedagógicas diz respeito a forma de conduzir as aulas; isto é, como será a intervenção pedagógica do professor dentro do curso.

- Apresentação de textos (notas de aula)
- Aplicação de exercícios a partir dos textos
- Emissão de respostas comentadas dos exercícios
- Proposição de experiências práticas em laboratório
- Envio de material suplementar ao curso
- Uso de ferramentas matemáticas

A etapa de definição das táticas refere-se a forma de implementação de uma estratégia; esta etapa pressupõe a execução de atividades e ações.

- Aprendizagem de conceitos através dos textos disponibilizados na página
- Resolução de problemas através de exercícios
- Realização de experiências práticas em laboratório
- Discussão em grupo
- Atendimento dos alunos para esclarecimento de dúvidas

Um roteiro para a elaboração da página web a fim de comportar os recursos do ambiente é proposto a seguir.