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Modelagem Educacional

Por Jaime Balbino

Data de Publicação: 04 de Maio de 2007

A Modelagem de Sistemas (1) é uma disciplina fortemente baseada na lingüística bastante desenvolvida pelas ciências da computação e que possibilita construir modelos abstratos da realidade para, através deles, realizar simulações, promover intervenções e construir dispositivos reais. Seu desenvolvimento foi decisivo para a melhoria da qualidade dos programas de computador após a segunda metade da década de 80, "disciplinando" seu processo de produção através de metodologias que permitiram, entre outras coisas, dividir o código do programa em partes menores e independentes - chamadas de objetos - para que estes pudessem ser reutilizados, redimensionados e adaptados no mesmo projeto ou em outros diferentes. Com isso a indústria de software e os programadores em geral ganharam maior agilidade no desenvolvimento, teste, aplicação e modificação de seus produtos, pois se tornou possível intervir de maneira localizada no código sem alterar outras partes do programa.

Tal conceito de Orientação a Objetos (OO), está bem próximo de nós e não se limita às "entranhas" dos aplicativos utilizados nos computadores, constituindo-se também num estilo de organização do trabalho que permeia nossas interações com a máquina: quando navegamos pela Internet e solicitamos uma página que possui uma animação, o navegador executa um programa externo capaz de exibi-la; da mesma maneira, quando queremos fazer um desenho simples dentro de um editor de textos (como o MS-Word ou o OpenOffice) um outro programa é executado de maneira transparente. Nestes casos o aplicativo principal não possui os componentes necessários para executar algumas tarefas, mas é capaz de adquiri-los de outros aplicativos (os objetos), de maneira transparente ao usuário. Eventuais alterações nos objetos, como um tocador de animações mais avançado, não exigem necessariamente modificações no programa principal.

O conceito de modelagem educacional

É producente supor que os objetos de aprendizagem que analisamos no artigo anterior representam apenas parte de um processo de aproximação entre a Análise de Sistemas das Ciências da Computação e a Educação. De fato, a modelagem de sistemas, principalmente a baseada na orientação a objetos, tem sido usada, pelo menos, de três formas diferentes em Educação. Concentrando-nos somente em exemplos locais (também já citados em nota no artigo anterior), temos no trabalho de José Soares uma situação típica do uso desta técnica para a modelagem física de sistemas de ensino, como a interface homem x máquina e a identificação de procedimentos e rotinas, como o processo de matrículas e a verificação de pré-requisitos para a realização de um curso. Questões relativas ao processo de ensino-aprendizagem são tratadas de maneira genérica, com a representação de algumas relações entre professor-aluno, professor-produção do aluno/avaliação, professor-LMS e aluno-ambiente.

Já no ENSINET o conceito de orientação a objetos é utilizado na modelagem de conteúdos educacionais, mas dentro de uma metodologia para o ensino de álgebra. Neste caso, a OO compõe a própria didática e tem a função de organizar o conhecimento adquirido pelo aluno (2).

Apesar de ambos os trabalhos definirem-se como modelagem educacional, nenhum deles se enquadra no 3o caso que quero abordar: a modelagem de teorias pedagógicas. Em outras palavras, uma abstração que referencie não os sistemas educativos como um todo ou seus conteúdos, mas as estruturas pedagógicas que guiam suas ações. Não se trata de ficar restrito a um modelo ou prática em particular, com as ferramentas disponibilizadas pelas Ciências da Computação é possível construir uma estrutura semântica genérica (chamada aqui de meta-modelo) capaz de descrever e simular as diversas práticas de maneira satisfatória.

Um Meta-Modelo pedagógico

Com certeza é um grande desafio construir um modelo pedagógico que não reflita uma única tendência específica em Educação, mas, pelo contrário, consigua representar quaisquer contextos pedagógicos, em termos teóricos, didáticos e metodológicos. Tal abrangência é conseguida não pelo aumento da complexidade do modelo, mas, ao contrário, pela sua simplificação, ao fixar-se somente nos aspectos globais das diversas teorias, transformando suas diferenças mais profundas em parâmetros, ou variáveis a serem definidas durante o uso. Um modelo construído desta forma, é potencialmente capaz de servir à descrição das mais diversas situações pedagógicas reais.

Cabe aqui duas observações acerca do meta-modelo pedagógico. Como em toda modelagem de sistemas, o meta-modelo não é a única solução possível. Ele parte de definições acerca da realidade - influenciada por pré-conceitos, sensos-comum, bases científicas e culturais dominantes, etc... - que são consensuais dentro do grupo que o desenvolveu, mas que não necessariamente o são fora dele. Isso não inviabiliza o meta-modelo em termos de sua universalidade desde que ele cumpra seu papel "interfaceador", já que é apenas um meio para a representação da realidade, completamente válido dentro da estrutura para a qual foi criado. Como todo constructo humano o meta-modelo não deixa de ser uma ferramenta ideológica mas, se bem construído, mesmo sob bases locais ele pode representar o senso-comum universal, incluindo seus nuances.

A Outra questão é com relação a sua abrangência teórico-metodológica. A tentativa de abarcar todos os tipos de pedagogias que possam ser ou não apoiados pelas TICs é também uma maneira de garantir flexibilidade ao meta-modelo, no entanto, ao invés de uma gigantesca representação das teorias existentes (como tentou fazer a experiência alemã do LMML), o importante aqui é que este seja pedagogicamente neutro(3), isto é, uma representação de questões fundamentais das mais diversas teorias, de maneira a oferecer recursos descritivos que não interfiram no desenvolvimento de um plano de ensino. Grosso modo, ele se assemelharia a um editor de textos avançado, como o Word da Microsoft, que permite escrever diversos tipos de documentos, sem avaliar seu conteúdo do ponto de vista literário.

Em benefício dessa neutralidade, as influências sobre o modelo devem ser explicitadas de antemão, dirimindo-se eventuais dúvidas e frustrações quanto ao seu contexto e discurso. Por exemplo, na linguagem para modelagem educacional EML, desenvolvida pelo Prof. Rob Koper da Universidade Aberta da Holanda em 1998, tais premissas referem-se ao processo de ensino-aprendizagem e são consideradas axiomas universais, ou seja, pontos considerados de consenso dos pensamentos pedagógicos mais representativos e progressistas, tanto em e-learning quanto no ensino em geral:

  • Uma pessoa, em um ambiente de ensino, aprende ao desempenhar atividades, e ao receber algum retorno deste ambiente sobre sua realização.
  • Um ambiente consiste, como em uma peça de teatro, de um conjunto de objetos e/ou pessoas (atores) organizados de uma maneira particular, cada qual com suas funções e possibilidades de ação bem definidas (seus papeis).
  • Quando uma pessoa aprende, ela está apta a: (a) realizar as mesmas atividades de maneira melhor ou mais rápida ou, ainda, realizar novas atividades em situações similares; ou (b) realizar a mesma atividade em situações diferentes.
  • Uma pessoa pode ser encorajada a realizar certas atividades quando: a atividade tem condições de ser realizada por esta pessoa, o ambiente necessário é propício e a pessoa está motivada.

Apesar de não se constituírem regras universais reais, os itens acima conseguem abranger boa parte das teorias e práticas pedagógicas atuais. Se não, ao menos "debatem" com elas.

Como dissemos não é função do modelo ser universal, no sentido estrito, isto é, de abarcar tudo que se propõem a representar. Ele deve representar uma parte significativa do universo que deseja modelar e com ela dialogar. A partir de sistematizações limitadas como estas é possível definir termos e suas relações, estes sim com maior relevância dentro do modelo. Por exemplo, a palavra "ator", que possui tantos sentidos no mundo real (e quase nenhum em educação) assume para si significados-chave dentro do meta-modelo e da realidade que se quer representar. Ele deixa de ser uma palavra "solta", um exemplo emprestado de "outro lugar" para ganhar sentido ontológico, isto é, consegue expressar valores e sentidos de um campo de conhecimento ou comunidade. "Ator" agora significa: professor, tutor, aluno e monitor.

O mesmo acontece com a palavra "aprendizagem", ela não só representa o sentido definido explicitamente dentro do modelo como passa a abarcar todos os sentidos possíveis já apresentados por todos os educadores (leigos e profissionais), seja ao se referirem ao auto-estudo, à EAD, ao ensino tradicional, ao colaborativo, ao formal ou ao informal. Todos os sentidos passam a estar ontologicamente ligados ao termo "aprendizagem" do modelo.

É claro que não é fácil construir um modelo coerente que de fato seja minimalista e ao mesmo tempo representativo de algo tão complexo quanto os saberes educacionais. Aqui neste artigo quisemos mostrar alguns aspectos que tornam isto possível. Este é um processo mais profundo e radical do que o utilizado pela IEEE na definição dos objetos de aprendizagem, tratados no artigo anterior. Seus resultados foram tão inovadores que foram transformados no último grande padrão educacional, o IMS-LD, destinado ao planejamento do ensino e automação de metodologias.

Notas

(1) Não é nosso objetivo aqui fazer uma análise profunda dos conceitos inerentes à modelagem de sistemas e à orientação a objetos. Nossa exposição será meramente "instrumental". Sendo assim, diversos conceitos complexos não serão discutidos e outros serão simplificados ou tratados de maneira indireta. No entanto tentaremos ser fiés aos seus princípios. Para um aprofundamento neste assunto ver, p. ex., LARMAN, em Utilizando UML e Padrões - Uma Introdução à Análise e ao Projeto Orientados a Objetos. Bookman, 2003 ou na Wikipedia.

(2) A equipe do ENSINET reconhece as dificuldades dos alunos em trabalhar com uma metodologia de ensino que utiliza ferramentas de organização do pensamento tão complexas, pois a obediência a todas as "regras" e procedimentos envolvidos tende a desviar o foco do objeto principal a ensinar: a álgebra, no caso. A limitação aí não é só em uma artificialidade inerente ao modelo computacional aplicado à sala de aula, mas está no próprio foco do estudo realizado, que tentou utilizar in loco conceitos complexos que visam ao suporte do planejador e não do aluno. Além disso, a resolução de problemas de álgebra com técnicas de orientação a objetos pode ser uma experiência tão artificial quanto a metodologia para o ensino mais anacrônica, já que a OO não é um modelo puramente lógico-matemático.

(3) Por mais utópica que seja esta premissa da neutralidade pedagógica, ela pode ser "negociada", como veremos a seguir. O objetivo não é "fingir" a neutralidade ou evitar assumir determinadas posições metodológicas no modelo, ficando "em cima do muro". Pelo contrário, o objetivo é explicitar posição onde não foi possível acordar-se com todas as teorias e práticas pedagógicas, e ao mesmo tempo não criar empecilhos para o desenvolvimento de quaisquer práticas.

Links interessantes

Para saber mais sobre as linguagens para modelagem educacional, sugiro //"Survey of educational modeling languages (EMLs)//, de 2002. Lá são descritas 5 iniciativas contemporâneas, todas européias: Inglesa, alemã, holandesa, espanhola (UNED) e suiça.

Sugiro também o belo trabalho realizado pelo Prof. Rob Koper: Modelling Units of Study from a pedagogical perspective: the pedagogical metamodel behind EML, de 2001. Uma grande aula sobre o processo de modelagem educacional.

De Rob Koper, leia também: "Use of the semantic web to solve some basic problems in education: Increase flexible, distributed lifelong learning, decrease teacher's workload", de 2004.

"From change to renewal: educational technology foundations of electronic environments" , de 2000.

Sobre ontologia.

Sobre os autores

Jaime Balbino Gonçalves

Jaime Balbino Gonçalves da Silva é Learning Designer e consultor em automação, sistemas colaborativos de ensino e avaliação em EAD. Pedagogo e Técnico em Eletrônica. Trabalha na ProfSAT - TV Educativa via Satélite. Reside em Campinas, São Paulo.

jaimebalb (em) gmail (ponto) com

Marcos Silva Vieira

Professor desde 1986. Pedagogo, criou projetos de laboratórios de informática nas escolas. Coordena grupos de trabalho em educação inclusiva e uso de novas tecnologias. Faz parte de comunidades Linux voltadas a educação como Linux Educacional, Pandorga GNU/Linux dando apoio pedagógico. Palestrante e ministrante de cursos de formação em software livre educacional desde 2009. Participante e palestrante de eventos como Latinoware (foz do iguaçu), FISL (Porto Alegre), Freedom Day (novo hamburgo), Congresso Alagoano de Tecnologia de Informação - COALTI (edições em Alagoas e Pernambuco). Entusiasta de distribuições linux desde 2002.


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