MOTRAC : modelo de trajetórias de aprendizagem conceitual

Abstract

O presente trabalho avaliou o uso de Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) com o objetivo de melhorar os processos de ensino e de aprendizagem em cursos de engenharia. Com base na Teoria da Aprendizagem Significativa, Teoria da Carga Cognitiva, Teoria da Autodeterminação e Análise de Estilos de Aprendizagem foi desenvolvido um modelo que utiliza diagramas esquemáticos que definem caminhos possíveis de serem trilhados e assim permitir identificar trajetórias de aprendizagem conceitual. Para cada conceito a ser aprendido existem várias trajetórias de aprendizagem possíveis que podem ser modeladas através do modelo MOTRAC proposto que é uma das principais contribuições da Tese. Para mostrar a viabilidade do modelo proposto (MOTRAC) foram modelados diferentes Objetos de Aprendizagem, desenvolvidos e aplicados em situações reais de aprendizagem. Foi também mantido um grupo de controle que assistiu aulas expositivas tradicionais do mesmo conteúdo. O desempenho dos estudantes que aprenderam com os Objetos de Aprendizagem foi significativamente melhor do que o desempenho do grupo de controle devido a: (i) o Modelo de Trajetórias de Aprendizagem Conceitual garante o principal aspecto da aprendizagem significativa que é o ancoramento de novos conceitos em conceitos previamente conhecidos, (ii) os Objetos de Aprendizagem possibilitam implementar em larga escala algumas práticas da tutoria individual como o ajuste de ritmo e uma intensa interatividade de respostas; (iii) os Objetos de Aprendizagem permitem implementar processos de aprendizagem por descoberta guiada; (iv) os Objetos de Aprendizagem permitem introduzir fatores de motivação extrínseca, como atribuição de pontos adicionais a estudantes que resolvam questões; (v) os Objetos de Aprendizagem podem ser utilizados a qualquer hora, em qualquer lugar, permitindo que o estudante escolha hora e lugar mais convenientes para a aprendizagem. Outro aspecto relevante apresentado diz respeito à necessidade de um número mínimo de estudantes para assegurar a viabilidade econômica do desenvolvimento de Objetos de Aprendizagem. A metodologia proposta aborda os processos de ensino e aprendizagem sob uma perspectiva de projeto, isto é, adota uma linguagem que facilita a sua adoção por parte de professores que estejam mais familiarizados com as práticas de projeto do que com as teorias de aprendizagem.

This work evaluates the use of Information and Communication Technology to improve learning and teaching processes in engineering courses. Based on Meaningful Learning Theory, Cognitive Load Theory, Auto-determination Theory and Learning Styles Analysis, a model that uses schematic diagrams to describe meaningful learning trajectories has been developed. These diagrams are used to project meaningful learning objects in a framework called Project Based on Learning Trajectories. Learning Objects produced with this framework have been used in experimental studies that compare the performance of students who have learned using Learning Objects against the performance of students who have learned in typical engineering classrooms. A comparative analysis of knowledge tests shows significant better performance of students who learned using Learning Objects due the following reasons: i) The proposed Model of Meaningful Learning Objects and Project Based on Learning Trajectories framework ensures a Learning Object development that presents propositions connecting new information to students’ previous knowledge, i. e. it assures the main factor of meaningful learning; ii) Learning Objects implement some common practices of one-to-one tutorial as the individual learning pace adjust and intense interactivity; iii) Learning Objects allow to implement a guided discover learning process; iv) Learning Objects allow to introduce extrinsic motivational factors, as the attribution of additional points to students who solve the proposed questions; v) Learning Objects may be executed anytime and anywhere, allowing the students to choose place and time more convenient than the scheduled classrooms. The findings of this work show evidences of the potential effectiveness of the proposed project framework. Other relevant aspect of developing Learning Objects presented refers to the need of a minimum number of users in order to assure economic viability. The proposed framework of Project Base on Learning Trajectories introduces an engineering approach to the learning and teaching processes. This new approach potentially brings to engineering a new perspective of using the project and design engineering skills to actuate improving learning and teaching processes.