Conexionismo: Teoria, Leis e Aplicações na Educação

Edward L. Thorndike (1874–1949) foi um proeminente psicólogo estadunidense cuja teoria de aprendizagem—conexionismo—foi dominante nos Estados Unidos durante a primeira metade do século XX (Mayer, 2003). Diferentemente de muitos dos primeiros psicólogos, ele estava interessado em educação e especialmente em aprendizagem, transferência, diferenças individuais e inteligência (Hilgard, 1996; McKeachie, 1990). Ele aplicou uma abordagem experimental ao medir os resultados de aproveitamento dos alunos. Seu impacto na educação se reflete no Prêmio Thorndike, a maior honra concedida pela Divisão de Psicologia Educacional da Associação Americana de Psicologia por contribuições notáveis à psicologia educacional.

A principal obra de Thorndike é a série de três volumes Educational Psychology (Thorndike, 1913a, 1913b, 1914). Ele postulou que o tipo mais fundamental de aprendizagem envolve a formação de associações (conexões) entre experiências sensoriais (percepções de estímulos ou eventos) e impulsos neurais (respostas) que se manifestam comportamentalmente. Ele acreditava que a aprendizagem frequentemente ocorre por tentativa e erro (selecionando e conectando).

Thorndike começou a estudar a aprendizagem com uma série de experimentos em animais (Thorndike, 1911). Animais em situações problemáticas tentam atingir um objetivo (por exemplo, obter comida, chegar a um destino). Dentre as muitas respostas que podem executar, eles selecionam uma, executam-na e experimentam as consequências. Quanto mais frequentemente fazem uma resposta a um estímulo, mais firmemente essa resposta se conecta a esse estímulo.

Em uma situação experimental típica, um gato é colocado em uma gaiola. O gato pode abrir uma escotilha de fuga empurrando um bastão ou puxando uma corrente. Após uma série de respostas aleatórias, o gato eventualmente escapa fazendo uma resposta que abre a escotilha. O gato então é colocado de volta na gaiola. Ao longo das tentativas, o gato atinge o objetivo (ele escapou) mais rapidamente e comete menos erros antes de responder corretamente.

A aprendizagem por tentativa e erro ocorre gradualmente (incrementalmente) à medida que as respostas bem-sucedidas são estabelecidas e as malsucedidas são abandonadas. As conexões são formadas mecanicamente por meio da repetição; a consciência não é necessária. Os animais não “se tocam” ou “têm insight.” Thorndike entendeu que a aprendizagem humana é mais complexa porque as pessoas se envolvem em outros tipos de aprendizagem que envolvem conectar ideias, analisar e raciocinar (Thorndike, 1913b). No entanto, a semelhança nos resultados da pesquisa de estudos com animais e humanos levou Thorndike a explicar a aprendizagem complexa com princípios de aprendizagem elementares. Um adulto educado possui milhões de conexões estímulo-resposta.

As ideias básicas de Thorndike sobre aprendizagem estão incorporadas nas Leis do Exercício e Efeito. A Lei do Exercício tem duas partes: A Lei do Uso – uma resposta a um estímulo fortalece sua conexão; a Lei do Desuso – quando uma resposta não é dada a um estímulo, a força da conexão é enfraquecida (esquecida). Quanto maior o intervalo de tempo antes que uma resposta seja dada, maior é o declínio na força da conexão.

A Lei do Efeito é central para a teoria de Thorndike (Thorndike, 1913b):

Quando uma conexão modificável entre uma situação e uma resposta é feita e é acompanhada ou seguida por um estado de coisas satisfatório, a força dessa conexão é aumentada: Quando feita e acompanhada ou seguida por um estado de coisas irritante, sua força é diminuída.

Respostas que resultam em consequências satisfatórias (recompensadoras) são aprendidas; respostas que produzem consequências irritantes (punitivas) não são aprendidas. Esta é uma explicação funcional da aprendizagem porque os satisfatores (respostas que produzem resultados desejáveis) permitem que os indivíduos se adaptem aos seus ambientes.

O estudo a seguir ilustra a aplicação da Lei do Efeito (Thorndike, 1927). Os participantes receberam 50 tiras de papel, variando em comprimento de 3 a 27 centímetros (cm), uma de cada vez. Ao lado de cada tira havia uma segunda tira que os participantes sabiam ter 10 cm de comprimento. Inicialmente, eles estimaram o comprimento de cada tira sem feedback. Após este pré-teste, as 50 tiras foram apresentadas novamente, uma de cada vez. Após cada estimativa, eles eram informados “certo” ou “errado” pelo experimentador. Depois que as 50 tiras foram apresentadas repetidamente ao longo de vários dias, elas foram apresentadas novamente sem feedback sobre a precisão dos julgamentos de comprimento. Após o treinamento, as estimativas de comprimento dos participantes se aproximaram mais dos comprimentos reais das tiras do que suas estimativas anteriores. Thorndike concluiu que esses resultados, que foram semelhantes aos de experimentos nos quais animais foram recompensados com comida ou liberdade, apoiam a ideia de que conexões estímulo-resposta satisfatórias (corretas) são fortalecidas e conexões irritantes (incorretas) são enfraquecidas.

A teoria de Thorndike (1913b) incluía outros princípios relevantes para a educação. Um princípio é a Lei da Prontidão, que afirma que, quando se está preparado (pronto) para agir, fazê-lo é recompensador e não fazê-lo é punitivo. Se alguém está com fome, as respostas que levam à comida estão em estado de prontidão, enquanto outras respostas que não levam à comida não estão em estado de prontidão. Se alguém está fatigado, é punitivo ser forçado a se exercitar. Aplicando essa ideia ao aprendizado, podemos dizer que, quando os alunos estão prontos para aprender uma ação específica (em termos de nível de desenvolvimento ou aquisição prévia de habilidades), então os comportamentos que promovem esse aprendizado serão recompensadores. Quando os alunos não estão prontos para aprender ou não possuem habilidades pré-requisitos, então tentar aprender é punitivo e uma perda de tempo.

O princípio da transferência associativa refere-se a uma situação em que as respostas dadas a um determinado estímulo eventualmente são dadas a um estímulo totalmente diferente se, em repetidas tentativas, houver pequenas mudanças na natureza do estímulo. Por exemplo, para ensinar os alunos a dividir um número de dois dígitos por um número de quatro dígitos, primeiro os ensinamos a dividir um número de um dígito por um número de um dígito e, em seguida, gradualmente adicionamos mais dígitos ao divisor e ao dividendo.

O princípio dos elementos idênticos afeta a transferência (generalização), ou a extensão em que o fortalecimento ou enfraquecimento de uma conexão produz uma mudança semelhante em outra conexão (Hilgard, 1996; Thorndike, 1913b; veja o Capítulo 7). A transferência ocorre quando as situações têm elementos idênticos e exigem respostas semelhantes. Thorndike e Woodworth (1901) descobriram que a prática ou o treinamento em uma habilidade em um contexto específico não melhorava a capacidade de executar essa habilidade geralmente. Assim, o treinamento na estimativa da área de retângulos não melhora a capacidade dos alunos de estimar as áreas de triângulos, círculos e figuras irregulares. As habilidades devem ser ensinadas com diferentes tipos de conteúdo educacional para que os alunos entendam como aplicá-las.

Thorndike revisou as Leis do Exercício e Efeito depois que outras evidências de pesquisa não as sustentaram (Thorndike, 1932). Thorndike descartou a Lei do Exercício quando descobriu que a simples repetição de uma situação não necessariamente “crava” respostas. Em um experimento, por exemplo, os participantes fecharam os olhos e desenharam linhas que eles pensavam ter 2, 4, 6 e 8 polegadas de comprimento, centenas de vezes ao longo de vários dias, sem feedback sobre a precisão dos comprimentos (Thorndike, 1932). Se a Lei do Exercício estivesse correta, então a resposta realizada com mais frequência durante os primeiros 100 desenhos deveria se tornar mais frequente depois; mas Thorndike não encontrou suporte para essa ideia. Em vez disso, os comprimentos médios mudaram ao longo do tempo; as pessoas aparentemente experimentaram diferentes comprimentos porque não tinham certeza do comprimento correto. Assim, a repetição de uma situação pode não aumentar a probabilidade futura da ocorrência da mesma resposta.

Com relação à Lei do Efeito, Thorndike originalmente pensava que os efeitos de satisfatores (recompensas) e aborrecedores (punições) eram opostos, mas comparáveis, mas a pesquisa mostrou que este não era o caso. Em vez disso, as recompensas fortaleciam as conexões, mas a punição não necessariamente as enfraquecia (Thorndike, 1932). Em vez disso, as conexões são enfraquecidas quando conexões alternativas são fortalecidas. Em um estudo (Thorndike, 1932), os participantes foram apresentados a palavras incomuns em inglês (por exemplo, edacious, eidolon). Cada palavra foi seguida por cinco palavras comuns em inglês, uma das quais era um sinônimo correto. Em cada tentativa, os participantes escolheram um sinônimo e o sublinharam, após o qual o experimentador disse “certo” (recompensa) ou “errado” (punição). A recompensa melhorou o aprendizado, mas a punição não diminuiu a probabilidade de essa resposta ocorrer a essa palavra estímulo.

A punição suprime as respostas, mas elas não são esquecidas. A punição não é um meio eficaz de alterar o comportamento porque não ensina aos alunos comportamentos corretos, mas sim os informa sobre o que não fazer. Isso também é verdade com habilidades cognitivas. Brown e Burton (1978) descobriram que os alunos aprendem algoritmos com erros (regras incorretas) para resolver problemas (por exemplo, subtrair o número menor do maior, coluna por coluna, 4371 - 2748 = 2437). Quando os alunos são informados de que esse método está incorreto e recebem feedback corretivo e prática na resolução correta de problemas, eles aprendem o método correto, mas não esquecem a maneira antiga.

Como professor de educação no Teachers College, Columbia University, Thorndike escreveu livros que abordavam tópicos como objetivos educacionais, processos de aprendizagem, métodos de ensino, sequências curriculares e técnicas para avaliar os resultados educacionais (Hilgard, 1996; Mayer, 2003; Thorndike, 1906, 1912; Thorndike & Gates, 1929). Algumas das muitas contribuições de Thorndike para a educação são as seguintes.

Princípios do Ensino

Os professores devem ajudar os alunos a formar bons hábitos. Como Thorndike (1912) observou:

• Forme hábitos. Não espere que eles se criem sozinhos.
• Cuidado ao formar um hábito que deve ser quebrado mais tarde.
• Não forme dois ou mais hábitos quando um for suficiente.
• Em igualdade de condições, forme um hábito da maneira como ele será usado.

O último princípio adverte contra o ensino de conteúdo que é removido de suas aplicações: “Como as formas dos adjetivos em alemão ou latim são sempre usadas com substantivos, elas devem ser aprendidas com substantivos” (p. 174). Os alunos precisam entender como aplicar o conhecimento e as habilidades que adquirem. Os usos devem ser aprendidos em conjunto com o conteúdo.

Sequência de Currículos

Uma habilidade deve ser introduzida (Thorndike & Gates, 1929):

• No momento ou pouco antes do momento em que pode ser usada de alguma forma útil
• No momento em que o aluno está consciente da necessidade dela como um meio de satisfazer algum propósito útil
• Quando é mais adequada em dificuldade à capacidade do aluno
• Quando harmonizar mais plenamente com o nível e tipo de emoções, gostos, disposições instintivas e volitivas mais ativas no momento
• Quando é mais totalmente facilitada por aprendizagens imediatamente anteriores e quando facilitará mais plenamente as aprendizagens que seguirão em breve.

Esses princípios conflitam com a colocação típica de conteúdo nas escolas, onde o conteúdo é segregado por assunto (por exemplo, estudos sociais, matemática, ciência). Mas Thorndike e Gates (1929) insistiram que conhecimento e habilidades fossem ensinados com diferentes assuntos. Por exemplo, formas de governo são tópicos apropriados não apenas em educação cívica e história, mas também em inglês (como os governos são refletidos na literatura) e língua estrangeira (estrutura governamental em outros países).

Disciplina Mental

Disciplina mental é a visão de que aprender certas disciplinas (por exemplo, os clássicos, matemática) aprimora o funcionamento mental geral melhor do que aprender outras disciplinas. A disciplina mental era uma visão popular entre os educadores durante a época de Thorndike. Ele testou essa ideia com 8.500 alunos nas séries 9 a 11 (Thorndike, 1924). Os alunos fizeram testes de inteligência com um ano de intervalo, e seus programas de estudo naquele ano foram comparados para determinar se certos cursos estavam associados a maiores ganhos intelectuais. Os resultados não forneceram suporte para a disciplina mental. Os alunos que tinham maior capacidade para começar fizeram o melhor progresso, independentemente do que estudassem.

Thorndike (1924, p. 95):

Se nossa investigação tivesse sido realizada por um psicólogo de Marte, que não sabia nada sobre teorias de disciplina mental, e simplesmente tentasse responder à pergunta: “Quais são as quantidades de influência de sexo, raça, idade, quantidades de habilidade e estudos realizados, sobre o ganho obtido durante o ano no poder de pensar, ou intelecto, ou o que quer que nossos testes de inteligência padrão meçam,” ele poderia até descartar “estudos realizados” com o comentário: “As diferenças são tão pequenas e as não confiabilidades são relativamente tão grandes que este fator parece sem importância.” O único fator causal que ele teria certeza de que estava funcionando seria o intelecto já existente. Aqueles que têm mais para começar ganham mais durante o ano.

Portanto, em vez de assumir que algumas áreas de assunto melhoram as habilidades mentais dos alunos melhor do que outras, devemos avaliar como diferentes áreas de assunto afetam a capacidade dos alunos de pensar, bem como outros resultados (por exemplo, interesses, objetivos). A influente pesquisa de Thorndike levou os educadores a redesenhar os currículos para longe da ideia de disciplina mental.