Recurso Educativo Multimédia sobre o Desenho Instrutivo (Instructional Design), a Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia, a Teoria da Carga Cogntiva e o modelo 4C-ID e ainda algumas características dos ambientes de ensino que têm infuência no desempenho dos alunos.

1. Conceção e Desenvolvimento de
Ambientes de Aprendizagem Online
Aplicação dos princípios do Desenho Instrutivo, da Teoria Cognitiva da Aprendizagem
Multimédia e da Teoria da Carga Cognitiva
Guilhermina Lobato Miranda
gmiranda@ie.ul.pt
http://lisboa.academia.edu/GuilherminaLobatoMiranda
[Elvira Monteiro
elviraprojectos@gmail.com]

2. Sabemos pouco sobre como se transmite e ensina a
cultura
E como se transforme a imaturidade inicial do ser
humano no ser competente que caracteriza o adulto
idealizado por cada sociedade [e cada grupo social,
num determinado tempo histórico]
(Jerôme Bruner, 1965, 1966)
Fonte: Google Images

3. Dois tipos de conhecimento
Conhecimento biológico primário (aprendizagem
natural)
Conhecimento biológico secundário (aprendizagem pelo
ensino ou instrução)
E suas relações
(Geary, 2007,2008)

4. Dois tipos de conhecimento
Abordados neste magnífico livro de 2011:
Cognitive Load Theory (Teoria da Carga
Cognitiva) de
John Sweller, Paul Ayres e Slava Kalyuga,
Fonte: Google.books

5. Abordagens científicas
Abordagem ‘naturalista’ ou ciência natural (Smith, 1993)
Abordagem ‘tecnicista’ ou ciência do artificial (ciências
do artificial) (Simon, 1981)
Fonte: Google Images

6. Abordagem, Teorias e Modelos
(Anderson, 1983)
Abordagem (framework): É um conjunto geral de conceitos para
compreender um domínio, mas que não está suficiente organizado
de modo a constituir uma teoria preditiva. A partir de um mesmo
framework posso deduzir várias teorias preditivas.
Um framework é avaliado pela capacidade que tem de gerar teorias preditivas, quer dizer, que se conseguem explicar
alguns fenómenos importantes. A psicologia do processamento de informação é um desse framework.
Teoria: É um sistema dedutivo preciso, mais geral que um modelo
(Ex.: Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia de R. Mayer;
Teoria da Carga Cognitiva de J. Sweller)
Modelo: Um modelo é a aplicação de uma teoria a um fenómeno
específico (Ex.: Modelo 4C-ID)

7. A Abordagem do Processamento da
Informação
O ser humano é considerado uma entidade biológica que
representa e processa informação que provém do exterior,
através dos vários sistemas sensoriais, e do interior do
próprio organismo. Esta entidade biológica necessita de um
sistema altamente complexo que preserve a informação
representada e processada que se chama MEMÓRIA

8. A Abordagem do Processamento da
Informação
Há entidades não biológicas ou dispositivos que também
representam e processam informação e possuem memória.
Fonte: Google Images

9. A Abordagem do Processamento da
Informação
O centro da actividade mental ou cognitiva é a
memória
A memória não é singular: há DOIS tipos
FUNDAMENTAIS de memória (+ as memórias
sensoriais)
Memória de Trabalho (MT)
Memória de Longo Prazo (MLP)

10. Aprendizagem Multimédia
Abordagem centrada na tecnologia
 Foco nas tecnologias multimédia de ponta, como incorporar
multimédia nas tecnologias
Abordagem centrada no aluno
 Foco no funcionamento da mente humana, como desenvolver a
aprendizagem humana a partir da adaptação da multimédia

11. Teorias da Aprendizagem Multimédia
Segundo Merriënboer & Kester (2009) as teorias sobre a
aprendizagem multimédia podem ser posicionadas em
diferentes níveis:
Nível 1 (Psicológico) – Descrevem os sistemas da memória
e os processos cognitivos que explicam a forma como as
pessoas processam diferentes tipos de informação e
aprendem através de diferentes sentidos.
Ex: Teoria da dupla codificação de Paivio (1986)

12. Teorias da Aprendizagem Multimédia
Nível 2 (Design das mensagens educativas) Identificam os
princípios multimédia e fornecem linhas orientadoras para
a criação de mensagens multimédia que incluam, por
exemplo: Texto + Imagens; Texto Narrado + Animações/
Vídeos Explicativos
Ex: Teoria generativa da aprendizagem multimédia de Richard
Mayer (2001)

13. Teorias da Aprendizagem Multimédia
Nível 3 (Design de cursos) – Definem a forma como devem
ser desenvolvidos programas educacionais com diferentes
recursos, incluindo: Textos + Imagens + Narrações +
Materiais Práticos + Sistemas em rede
Ex: Modelo 4C/ID (van Merriënboer, 1997; van Merriënboer,
Kirschner & Kester, 2003)

14. Teoria da Dupla Codificação
 Postula que a mente humana processa informação não-verbal
(imagens) e verbal (logogens) por canais distintos, criando
representações separadas para a informação processada em
cada um dos canais.
 Cada canal tem limitações (assunção da capacidade limitada): o
ser humano consegue absorver mais informação se esta for
distribuída pelos dois canais em vez de sobrecarregar apenas
um (por exemplo: um documentário televisivo narrado em vez
de legendado) – code-additivity hypothesis
 A teoria de Allan Paivio foi mais tarde rebatizada como o efeito
do duplo canal.

15. Modelo Estrutural da Dupla Codificação
(Paivio, 1986)
Estímulos Verbais
Estímulos Não-Verbais
Sistemas Sensoriais
Ligações Representacionais
S
I
S
T
E
M
A
V
E
R
B
A
E
S
T
R
U
T
LOGOGENS
IMAGENS
Ligações Referenciais
A
S
S
O
C
N
V
E
R
B
A
L
Respostas verbais
S
I
S
T
E
M
A
Respostas Não-Verbais
L

16. Teoria Cognitiva da Aprendizagem
Multimédia (Mayer)

17. Teoria Cognitiva da Aprendizagem
Multimédia
Princípio Multimédia
As pessoas aprendem mais profundadamente a partir
de palavras e imagens do que somente palavras
Mas se e só se…

18. Teoria Cognitiva da Aprendizagem
Multimédia

19. Processamento de Figuras
Fonte: R Mayer, 2009, p.228

20. Processamento Palavras Faladas
Fonte: R Mayer, 2009, p. 228

21. Processamento de Palavras Escritas
Fonte: R Mayer, 2009, p. 228

22. H
A
M
A
R
E
M
A
R
H
A
I
R
E
V
O
L
T
A
R
22

23. Teoria da Carga Cognitiva
(Sweller, 1986)
Preocupa-se com a forma como os recursos cognitivos
são utilizados durante o processo de aprendizagem e
de resolução de problemas
Defende que existe um limite para a quantidade de
informação que o ser humano consegue processar de
forma significativa, em cada momento (pressuposto da
capacidade limitada da memória de trabalho)
Defende que se esse limite for ultrapassado - excesso
de carga cognitiva - a informação não é retida, ou seja,
a aprendizagem não acontece

24. Dois Tipos de Carga Cognitiva
(Chandler & Sweller, 1991)
A carga cognitiva intrínseca
A carga cognitiva extrínseca ou estranha é a carga
sobre a memória de trabalho que os estudantes
experienciam quando interagem com os materiais
de aprendizagem e que não se relaciona
directamente com os conteúdos de aprendizagem
Este tipo de carga cognitiva pode ser manipulada e
controlada pelos designer e professores

25. Mais Um Tipo de Carga Cognitiva
(Sweller, van Merrienboer, & Paas, 1998)
A carga cognitiva adequada (germane) é a carga
dedicada ao processamento, construção e
automatização de esquemas e, segundo John Sweller
e os seus parceiros de investigação, pode ser
manipulada e controlada pelo professor (designer),
tal como a carga cognitiva extrínseca.

26. Em Síntese
Com estas descobertas os investigadores começaram
a preocupar-se em descobrir maneiras de redesenhar
os materiais de aprendizagem de forma a que estes
permitissem redireccionar a atenção dos estudantes
para processos cognitivos diretamente relevantes
para a construção de esquemas que permitam a
compreensão e retenção da informação relevante.

27. Mas se e só se…
tiver em conta alguns princípios
Princípios da CTML (Cognitive Theory of Multimedia Learning)
–
–
–
–
–
–
–
Princípio da sequenciação
Princípio da variabilidade
Princípio da individualização
Princípio da auto-explicação (self-explanation effect)
Princípio das rodas de apoio
Princípio da estratégia de conclusão
E mais…

28. Mas se e só se…
tiver em conta alguns princípios
Princípios da CTML (Cognitive Theory of Multimedia Learning)
–
–
–
–
–
–
–
Princípio da modalidade
Princípio da segmentação (ou do ritmo próprio)
Princípio da coerência ou fidelidade
Princípio da sinalização
Princípio da redundância
Princípio da contiguidade temporal
Princípio da contiguidade espacial

29. Princípio da Segmentação
 É preferível dar o controlo ao aluno de um qualquer
fenómeno em estudo quando este está a observar um
vídeo ou uma simulação; por exemplo, estudantes de psicoterapia
que estão a aprender a conduzir conversas com doentes com depressão a
partir de vídeos…
 De igual modo é preferível segmentar uma apresentação
em unidades temáticas, categorias… e dar a possibilidade
aos alunos de levantarem questões, poderem voltar atrás,
etc.

30. Princípio da Coerência
 Os alunos aprendem melhor quando não há elementos que desviem a
atenção. Podem ser materiais interessantes mas irrelevantes para a
aprendizagem, como música de fundo, videoclips e imagens que não sejam
essenciais.
 Os estudantes também aprendem melhor com animações concisas apoiadas
em narração do que com animações muito elaboradas.
 No início da aprendizagem é preferível usar ambientes que retratem o real
mas com pouco fidelidade (fidelidade reduzida) pois os alunos podem
perder-se nos pormenores; só com o avançar da aprendizagem é que as
animações e simulações se devem aproximar das imagens reais

31. Princípio da Sinalização
 É útil focar a atenção dos alunos nas partes essenciais das
tarefas de aprendizagem.
 Sincronia entre texto explicativo falado e pistas em imagens
complexas.
 Por exemplo se o professor ou a animação estiver a ensinar
como operar com um equipamento é útil ir sinalizando
(com o dedo ou com uma cor que aparece ou outro sinal)
as partes que vão sendo explicadas

32. Princípio da Redundância
 A apresentação de informação redundante tem muitas vezes um
efeito pernicioso na aprendizagem.
 Mas o que pode ser considerado informação redundante?
 Pode ser a apresentação de uma simulação, com narração e texto
escrito em simultâneo
 Efeito de reversão do conhecimento especializado.

33. Princípio da Contiguidade Espacial
•
Efeito da atenção dividida no espaço (forma importante de carga cognitiva extrínseca).

34. Teorias da Aprendizagem e da Instrução
As teorias da aprendizagem visam explicar como
os seres vivos aprendem (animais e humanos)
Fonte: Wikimedia
Commons

35. Teorias da Aprendizagem e da Instrução
As teorias da instrução visam melhorar ou
mesmo optimizar os processos de
aprendizagem

36. Predisposição do aluno
Características de
entrada (1, 2)
INSTRUÇÃO
(3,4,5)
(1)Predisposição
Cognitiva:
• Capacidades
• Conhecimentos
• Competências
(2) Predisposição
Afectiva:
• Interesses
• Atitudes
• Motivação
• Auto-conceito
TAREFA(S)
APRENDIZAGEM
Resultados
aprendizagem
(6)
Cognitivos:
Resultados
avaliação
Avaliação do
sistema
instrutivo
(3,4,5) A qualidade da instrução
depende de:
• Como se organiza o conhecimento
• Como se sequência o conhecimento
• Como se apresenta o conhecimento
(métodos e técnicas)
Afectivos:
• Como se reforça (recompensas,
incentivos, feedback)
Resultados
avaliação
Fonte: Child, D. (1986). Psychology and the Teacher. London: Cassell
PROCESSO DE INSTRUÇÃO

37. Modelos de Desenho Instrutivo
Modelos Gerais: ADDIE
Modelos Construtivistas: Aprendizagem pela
Descoberta Guiada de J. Bruner
Modelos Instrutivistas: Aprendizagem Cumulativa
R. Gagné
Modelos Cognitivistas: 4C-ID

38. Modelo ADDIE
Fonte: wikipédia

39. Modelo 4C-ID
http://modelo4cid.wix.com/modelo-4c-id#!portfolio/component_41229
Utilização do moodle

40. Sabemos pouco sobre como
se transmite e ensina a cultura
Mas já sabemos alguma coisa…
Como se transforme a imaturidade inicial do ser
humano no ser competente que caracteriza o adulto
idealizado por cada sociedade [e por cada grupo social,
num determinado tempo histórico]

41. Mas já sabemos alguma coisa…
O sucesso escolar dos alunos depende de vários
fatores: (i) do próprio aluno, (ii) do meio familiar, (iii)
da escola que frequenta, (iv) dos currículos, (v) da
formação dos professores….
Há fatores que temos obrigação de conhecer para
compreender a situação de cada aluno, mas sobre os
quais não temos controlo;
Há outros fatores que, como professores, estão nas
nossas mãos modificar

42. Mas já sabemos alguma coisa…
O professor não pode agir como um mero facilitador da
aprendizagem ou mero expositor da matéria mas como um
‘ativador’, praticando um ensino ativo
[exemplo: sistema solar, meiose, respiração celular, Estruturas geológicas, e-portfolios]
Selecionando tarefas de aprendizagem desafiadoras [exemplo:
vodcasts:
http://www.youtube.com/watch?v=IIe1T_tb5h8;
http://www.youtube.com/watch?v=XKKHpAl8W2Y
http://www.youtube.com/watch?v=Ep6kRZ1kuuI
Promovendo o trabalho entre pares e a discussão de ideias e
das soluções encontradas pelos alunos
[exemplo: pesquisa Ppt e avaliação em pares e grelha registo de avaliação a pares]
Formulando objetivos claros centrados no desempenho
[exemplo: Grelhas]
Fornecendo os critérios de avaliação para cada tarefa
[exemplo: V-Gowin]
Dando feedback analítico

43. Referências
•
•
•
•
•
Anderson, J. R. (1983). The architecture of cognition. Cambridege, Mass.: Harvard University Press.
Bruner, J. (1965). The growth of mind. American Psychologist, 20(12), 1007-1017.
Bruner, J. (1966). Toward a theory of instruction. Cambridge, Mass.: Harvard University Press.
(tradução em língua portuguesa da Relógio d’Água Editores, 1999).
Chandler, P. and Sweller, J. (1991). Cognitive load theory and the format of instruction. Cognition
and Instruction, 8(4), 293-332. Disponível em:
http://ro.uow.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=1133&context=edupapers
Kirschner, P. & van Merriënboer (2008). Ten steps to complex learning: A new approach to
instruction and instructional design. In T. Good, 21st century education: A reference hanbook (pp.
244-253 ). USA: Sage.
http://dspace.ou.nl/bitstream/1820/2327/1/Ten%20Steps%20to%20Complex%20Learning%20%20Sage%2021st%20Century.pdf
•
•
•
Mayer, R. E. & Moreno, R. (2003). Nine ways to reduce cognitive load in multimedia learning.
Educational Psychologist, 38(1), 43–52. Disponível em:
http://faculty.washington.edu/farkas/TC510/MayerMoreno9WaysToReduceCognitiveLoad.pdf
Miranda, G. L. (Org.) (2009). Ensino online e aprendizagem multimédia. Lisboa: Relógio d’Água
Editores.
Miranda, G. L. (1998). A Aprendizagem feita pelo ensino: a questão básica da escola. Atas do I
Colóquio Nacional: A Ciência Psicológica nos Sistemas de Formação. Sociedade Portuguesa de
Ciências da Educação – Secção de Psicologia da Educação (pp. 129-46). Faro: Universidade do
Algarve. Disponível em
http://www.academia.edu/1081667/A_aprendizagem_feita_pelo_ensino_a_questao_basicada_es
cola

44. Referências (cont.)
• Paivio, A. (2006). Dual coding theory and education. Draft chapter for the conference on
“Pathways to Literacy Achievement for High Poverty Children,” The University of Michigan
School of Education, September 29-October 1. Retirado de:
http://www.umich.edu/~rdytolrn/pathwaysconference/presentations/paivio.pdf
• Simon, H. (1981). As ciências do artificial. Coimbra: Arménio e Filhos Editor
•
•
•
•
Sweller, J., Ayres, P., & Kalyuga, (2011). Cognitive load theory. New york: Springer
Sweller, J. (s/d). Visualization and instruction design. Retirado de http://www.iwmkmrc.de/workshops/visualization/sweller.pdf
Sweller, J., van Merrienboer, J., & Paas, F. (1998). Cognitive architecture and instructional
design. Educational Psychology Review, 10(3), 251-296. Disponível em:
http://www.davidlewisphd.com/courses/EDD8121/readings/1998-Sweller_et_al.pdf
van Merriënboer, J. G., Clark, R. E., & Crook, M. B. (2002). Blueprints for Complex Learning:
The 4C/ID-Model. The AECT Annual Conference. Retitado de:
http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02504993#page-1

45. Dois livros e três vídeos para dar
continuidade ao tema desta conferência
Visible Learning and the Science of How to Learning (2014)
http://books.google.pt/books?id=VdhAAQAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=visible+l
earning&hl=ptPT&sa=X&ei=6Sd5UsLIGbLY7AbfnICgAQ&redir_esc=y#v=onepage&q=visible%20learni
ng&f=false
Visible Learning (2009)http://books.google.pt/books?id=x6rpxFbpr4C&printsec=frontcover&dq=visible+learning&hl=ptPT&sa=X&ei=6Sd5UsLIGbLY7AbfnICgAQ&redir_esc=y#v=onepage&q=visible%20learni
ng&f=false
Vídeo 1: https://www.youtube.com/watch?v=sng4p3Vsu7Y
Vídeo 2: https://www.youtube.com/watch?v=3pD1DFTNQf4
Vídeo 3: https://www.youtube.com/watch?v=rkXE4lBwHD4

46. Vídeo Tatiana Marinho
• Teoria da Carga Cognitiva – YouTube

47. Obrigada pela vossa atenção
Guilhermina Lobato Miranda
gmiranda@ie.ul.pt

48. Moodle: disponibilizar documentos apoio

49. Moodle: feedback ativo – trabalho texto
em linha

50. Moodle: feedback ativo – trabalho texto
em linha

51. Moodle: feedback ativo – trabalho texto
em linha