Aquisição de Habilidades: Processos de Aprendizagem Cognitiva

Desenvolver competência em qualquer domínio representa um processo de aquisição de habilidades. Começamos examinando questões relevantes para a aquisição de habilidades gerais e específicas.

As habilidades podem ser diferenciadas de acordo com o grau de especificidade. As habilidades gerais se aplicam a uma ampla variedade de disciplinas; as habilidades específicas são úteis apenas em certos domínios. Conforme discutido no cenário de abertura, a resolução de problemas e o pensamento crítico são habilidades gerais porque são úteis na aquisição de uma variedade de habilidades cognitivas, motoras e sociais, enquanto a fatoração de polinômios e a resolução de problemas de raiz quadrada envolvem habilidades específicas porque têm aplicações matemáticas limitadas.

A aquisição de habilidades gerais facilita o aprendizado de muitas maneiras. Bruner (1985) observou que tarefas como “aprender a jogar xadrez, aprender a tocar flauta, aprender matemática e aprender a ler as rimas saltadas nos versos de Gerard Manley Hopkins” (pp. 5–6) são semelhantes porque envolvem atenção, memória e persistência.

Ao mesmo tempo, cada tipo de aprendizado de habilidade tem características únicas. Bruner (1985) sustentou que as visões do aprendizado não estão inequivocamente certas ou erradas; em vez disso, elas podem ser avaliadas apenas à luz de condições como a natureza da tarefa a ser aprendida, o tipo de aprendizado a ser realizado e as características que os alunos trazem para a situação. As muitas diferenças entre as tarefas, como aprender a balancear equações em química e aprender a se equilibrar em uma viga na ginástica, exigem processos diferentes para explicar o aprendizado.

A especificidade do domínio é definida de várias maneiras. Ceci (1989) usou o termo para se referir a estruturas discretas de conhecimento declarativo. Outros pesquisadores incluem o conhecimento processual e veem a especificidade como pertencente à utilidade do conhecimento (Perkins & Salomon, 1989). A questão realmente não é provar ou refutar uma posição porque sabemos que habilidades gerais e específicas estão envolvidas no aprendizado (Voss, Wiley & Carretero, 1995). Em vez disso, a questão é especificar em que medida qualquer tipo de aprendizado envolve habilidades gerais e específicas, quais são essas habilidades e qual o curso que sua aquisição segue.

Pensar na especificidade da habilidade variando ao longo de um continuum é preferível, como Perkins & Salomon (1989) explicaram:

O conhecimento geral inclui estratégias amplamente aplicáveis para resolução de problemas, pensamento inventivo, tomada de decisões, aprendizado e boa gestão mental, às vezes chamada de autocontrole, autorregulação ou metacognição. No xadrez, por exemplo, o conhecimento muito específico (frequentemente chamado de conhecimento local) inclui as regras do jogo, bem como o conhecimento sobre como lidar com inúmeras situações específicas, como diferentes aberturas e maneiras de alcançar o xeque-mate. De generalidade intermediária são conceitos estratégicos, como o controle do centro, que são um tanto específicos para o xadrez, mas que também convidam à aplicação de longo alcance por analogia. (p. 17)

Podemos então perguntar: O que conta mais para garantir o sucesso no aprendizado? Algum conhecimento local é necessário — não se pode tornar hábil em frações sem aprender as regras que regem as operações de frações (por exemplo, adição, subtração). Como Perkins e Salomon (1989) observaram, no entanto, as questões mais importantes são: Onde estão os gargalos no desenvolvimento do domínio? Pode-se tornar um especialista apenas com conhecimento específico do domínio? Caso contrário, em que ponto as competências gerais se tornam importantes?

Ohlsson (1993) avançou um modelo de aquisição de habilidades por meio da prática que compreende três subfunções: gerar comportamentos relevantes para a tarefa, identificar erros e corrigir erros. Este modelo inclui processos gerais e específicos da tarefa. À medida que os alunos praticam, eles monitoram seu progresso comparando seu estado atual com seu conhecimento prévio. Esta é uma estratégia geral, mas à medida que o aprendizado ocorre, ela se torna cada vez mais adaptada às condições específicas da tarefa. Os erros geralmente são causados pela aplicação inadequada de procedimentos gerais (Ohlsson, 1996), mas o conhecimento prévio específico do domínio ajuda os alunos a detectar erros e identificar as condições que os causaram. Com a prática e o aprendizado, portanto, os métodos gerais se tornam mais especializados.

A resolução de problemas é útil para aprender habilidades em muitas áreas de conteúdo, mas as condições da tarefa geralmente exigem habilidades específicas para o desenvolvimento da experiência. Em muitos casos, é necessária uma fusão dos dois tipos de habilidades. A pesquisa mostra que solucionadores de problemas especializados frequentemente usam estratégias gerais quando encontram problemas desconhecidos e que fazer perguntas metacognitivas gerais (por exemplo, “O que estou fazendo agora?” “Está me levando a algum lugar?”) facilita a resolução de problemas (Perkins & Salomon, 1989). Apesar desses resultados positivos, os princípios gerais geralmente não são transferidos (Pressley et al., 1990; Schunk & Rice, 1993). A transferência requer combinar estratégias gerais com fatores como instrução sobre automonitoramento e prática em contextos específicos. O objetivo no cenário de abertura é que, uma vez que os alunos aprendam estratégias gerais, eles serão capazes de adaptá-las a configurações específicas.

Em suma, a experiência é amplamente específica do domínio (Lajoie, 2003). Requer uma rica base de conhecimento que inclua os fatos, conceitos e princípios do domínio, juntamente com estratégias de aprendizado que podem ser aplicadas a diferentes domínios e que podem ter que ser adaptadas a cada domínio. Não se esperaria que estratégias como buscar ajuda e monitorar o progresso da meta operassem da mesma forma em domínios díspares (por exemplo, cálculo e salto com vara). Ao mesmo tempo, Perkins e Salomon (1989) apontaram que estratégias gerais são úteis para lidar com problemas atípicos em diferentes domínios, independentemente do nível geral de competência de alguém no domínio. Essas descobertas implicam que os alunos precisam estar bem fundamentados no conhecimento básico da área de conteúdo (Ohlsson, 1993), bem como em estratégias gerais de resolução de problemas e autorregulação.

Com o crescimento das visões cognitivas e construtivistas da aprendizagem, os pesquisadores se afastaram da visão da aprendizagem como mudanças nas respostas devido ao reforço diferencial e se interessaram pelas crenças e processos de pensamento dos alunos durante a aprendizagem. O foco da pesquisa sobre aprendizagem mudou em conformidade.

Para investigar a aprendizagem acadêmica, muitos pesquisadores têm usado uma metodologia de novato a especialista com os seguintes passos:

• Identificar a habilidade a ser aprendida.
• Encontrar um especialista (isto é, alguém que executa a habilidade bem) e um novato (alguém que sabe algo sobre a tarefa, mas a executa mal).
• Determinar como o novato pode ser movido para o nível de especialista da forma mais eficiente possível.

Esta metodologia é intuitivamente plausível. A ideia básica é que, se você quer entender como se tornar mais habilidoso em uma área, estude de perto alguém que executa essa habilidade bem. Ao fazer isso, você pode aprender qual conhecimento ele ou ela possui, quais procedimentos e estratégias são úteis, como lidar com situações difíceis e como corrigir erros. O modelo tem muitos correspondentes no mundo real e se reflete em aprendizados, treinamento no trabalho e mentoria.

Grande parte do conhecimento sobre como pessoas mais e menos competentes diferem em um domínio vem de pesquisas baseadas em parte em pressupostos desta metodologia (VanLehn, 1996). Comparados com novatos, os especialistas têm conhecimento de domínio mais extenso, têm melhor compreensão do que não sabem, gastam mais tempo inicialmente analisando problemas e os resolvem mais rápida e precisamente (Lajoie, 2003). A pesquisa também identificou diferenças nos estágios de aquisição de habilidades. Conduzir tal pesquisa é trabalhoso e demorado porque requer estudar os alunos ao longo do tempo, mas produz resultados ricos.

Ao mesmo tempo, este modelo é descritivo em vez de explicativo: ele descreve o que os alunos fazem em vez de explicar por que o fazem. O modelo também assume tacitamente que existe uma constelação fixa de habilidades que constituem expertise em um determinado domínio, mas este nem sempre é o caso. Com respeito ao ensino, Sternberg e Horvath (1995) argumentaram que não existe um padrão único; em vez disso, os professores especialistas se assemelham uns aos outros de forma prototípica. Isso faz sentido dadas nossas experiências com professores mestres que normalmente diferem de várias maneiras.

Finalmente, o modelo não sugere automaticamente métodos de ensino. Como tal, pode ter utilidade limitada para o ensino e aprendizagem em sala de aula. Explicações para a aprendizagem e sugestões de ensino correspondentes devem ser firmemente fundamentadas em teorias e identificar fatores pessoais e ambientais importantes. Esses fatores são enfatizados nesta e em outras lições neste curso.

Um bom lugar para explorar as diferenças entre especialistas e novatos é na ciência, pois muitas pesquisas em domínios científicos têm comparado novatos com especialistas para identificar os componentes da expertise. Pesquisadores também têm investigado a construção do conhecimento científico pelos estudantes e as teorias implícitas e processos de raciocínio que eles usam durante a resolução de problemas e aprendizado (Linn & Eylon, 2006; Voss et al., 1995; White, 2001; C. Zimmerman, 2000).

Especialistas em domínios científicos diferem de novatos em quantidade e organização do conhecimento. Especialistas possuem mais conhecimento específico do domínio e são mais propensos a organizá-lo em hierarquias, enquanto novatos frequentemente demonstram pouca sobreposição entre conceitos científicos.

Chi, Feltovich e Glaser (1981) pediram a especialistas e novatos em resolução de problemas para classificar problemas de livros de física com base em qualquer critério que desejassem. Novatos classificaram os problemas com base em características superficiais (por exemplo, aparato); especialistas classificaram os problemas com base no princípio necessário para resolver o problema. Especialistas e novatos também diferiram em redes de memória de conhecimento declarativo. “Plano inclinado”, por exemplo, estava relacionado nas memórias dos novatos com termos descritivos como “massa”, “atrito” e “comprimento”. Especialistas tinham esses descritores em suas memórias, mas, além disso, armazenavam princípios de mecânica (por exemplo, conservação de energia, leis de força de Newton). O maior conhecimento de princípios dos especialistas foi organizado com descritores subordinados aos princípios.

Novatos frequentemente usam princípios erroneamente para resolver problemas. McCloskey e Kaiser (1984) fizeram a seguinte pergunta a estudantes universitários:

Um trem está acelerando sobre uma ponte que atravessa um vale. Enquanto o trem avança, um passageiro se inclina para fora de uma janela e solta uma pedra. Onde ela cairá?

Cerca de um terço dos alunos disse que a pedra cairia diretamente para baixo. Eles acreditavam que um objeto empurrado ou arremessado adquire uma força, mas que um objeto sendo carregado por um veículo em movimento não adquire uma força, então ele cai diretamente para baixo. A analogia que os alunos fizeram foi com uma pessoa parada que solta um objeto, que cai diretamente para baixo. O caminho de descida da pedra do trem em movimento é, no entanto, parabólico. A ideia de que os objetos adquirem força é errônea porque os objetos se movem na mesma direção e na mesma velocidade que seus portadores em movimento. Quando a pedra é solta, ela continua a se mover para frente com o trem até que a força da gravidade a puxe para baixo. Novatos generalizaram seu conhecimento básico e chegaram a uma solução errônea.

Conforme discutido mais adiante nesta seção do curso, outra diferença entre novatos e especialistas diz respeito ao uso de estratégias de resolução de problemas (Larkin, McDermott, Simon, & Simon, 1980; White & Tisher, 1986). Quando confrontados com problemas científicos, novatos frequentemente usam uma análise de meios-fins, determinando o objetivo do problema e decidindo quais fórmulas podem ser úteis para atingir esse objetivo. Eles trabalham de trás para frente e recordam fórmulas contendo quantidades na fórmula alvo. Se eles ficam inseguros sobre como prosseguir, eles podem abandonar o problema ou tentar resolvê-lo com base em seu conhecimento atual.

Especialistas reconhecem rapidamente o formato do problema, trabalham para frente em direção a sub-metas intermediárias e usam essa informação para atingir o objetivo final. A experiência em trabalhar problemas científicos constrói conhecimento de tipos de problemas. Especialistas frequentemente reconhecem automaticamente características familiares do problema e realizam as produções necessárias. Mesmo quando estão menos certos de como resolver um problema, especialistas começam com alguma informação dada no problema e trabalham para frente até a solução. Observe que o último passo que os especialistas dão é frequentemente o primeiro passo dos novatos. Klahr e Simon (1999) afirmaram que o processo de descoberta científica é uma forma de resolução de problemas e que a abordagem heurística geral é muito semelhante em todos os domínios.