O que se passa por detrás do olhar em branco?

Independentemente da nossa área temática, todos nós tivemos momentos em que alguns alunos parecem pendurados em cada palavra, engolindo nossas mensagens, imagens, gráficos e visuais com engajamento robusto. Dentro dessas mesmas aulas, no entanto, haverá um grau de confusão, olhares perplexos ou, na pior das hipóteses, o olhar em branco! No meu campo de educação anatômica, como muitas outras disciplinas STEMM*, o uso quase ubíquo de multimídia e outras visualizações de computador cada vez mais complexas é uma peça importante do nosso kit de ferramentas pedagógicas para a sala de aula, para pequenos grupos ou até mesmo para a conversa de giz de nível de pós-graduação um-a-um. Embora uma imagem realmente diga mil palavras, as palavras que cada pessoa ouve, ou mais importante, compreende, variam muito.

O meu laboratório, o Corpo de Pesquisa de Tecnologias Instrucionais e Perceptuais (CRIPT Lab), usa o paradigma experimental da habilidade espacial para explorar como os indivíduos usam as imagens para aprender. Cada um de nós tem diferentes graus de orientação espacial, senso de direção e capacidade de manipular mentalmente objetos ou habilidade espacial. Esta característica pode ser medida usando uma variedade de testes que indicam as nossas proezas. Pensa-se que a habilidade espacial influencia nossas escolhas educacionais e até mesmo o quão bem nos saímos nessas disciplinas (Wai, Lubinski e Benbow 2009). Usamos a teoria cognitiva da aprendizagem multimédia (Mayer) e a teoria da carga cognitiva (Valcke 2002) para sugerir que as pessoas com menor capacidade espacial passam por maiores cargas de aprendizagem externas à medida que se misturam para acompanhar visualizações complexas que por vezes são utilizadas para demonstrar fenómenos. Começamos a recolher dados neurofisiológicos durante a aprendizagem e os testes. Fique tranquilo; estes não são testes de inteligência, mas têm uma aplicabilidade preditiva razoável e crescente.

Estudante de doutorado em educação Jay Loftus estudou como o fluxo sanguíneo cerebral é elevado em pessoas com alta capacidade espacial em comparação com a baixa capacidade espacial quando usando imagens estáticas para aprender os ossos dos pés ou grandes vasos no peito. O objetivo não era aprender seus nomes ou funções, mas entender como essas partes anatômicas se encaixam.

Consistentemente, pessoas com alta habilidade espacial obtêm melhor pontuação nos testes que ele elaborou, e o fizeram com maior fluxo sanguíneo cerebral. Para respostas incorretas, pessoas com maior habilidade espacial tiveram uma leve queda no fluxo sanguíneo, mas o fluxo sanguíneo de pessoas com menor habilidade espacial caiu abaixo de sua linha de base, indicando um potencial de desvio de sangue para outras áreas do cérebro na tentativa de responder à pergunta. Nós tendemos a pensar nisto como uma “taxa de trabalho” cerebral mais elevada para fazer o trabalho. Em certo sentido, pessoas com baixa capacidade espacial estão experimentando maiores cargas cognitivas externas nesta modalidade de aprendizagem e teste (Loftus, Jacobsen, e Wilson 2016). Loftus está atualmente estudando esses efeitos usando imagens dinâmicas, comuns a muitos ambientes multimídia, e o efeito parece ainda mais exacerbado.

Quisemos sondar mais profundamente para entender melhor se a capacidade espacial está “tudo na cabeça”. Demos um passo adiante para ver se pessoas com diferentes habilidades espaciais examinam visualizações da mesma forma. A estudante de doutorado Victoria Roach incorporou a tecnologia de rastreamento ocular para responder às suas perguntas. O rastreamento ocular usa câmeras de alta velocidade para observar onde o olho se move enquanto observa uma tela. Com essa tecnologia, ela mediu os eventos relacionados a onde e quando, pois eles dizem respeito ao exame visual. De uma perspectiva visual e cognitiva, nós, enquanto humanos, só processamos informação visual quando nos fixamos nas coisas do nosso mundo visual. Então Roach desenvolveu uma medida de saliência (“onde” combinada com “quando”) dentro de cada imagem. Ela monitorou pessoas enquanto elas faziam testes de rotação mental. Assim, no final da experiência ela conhecia a sua pontuação de rotação mental, ou quão bem eles tinham feito no teste, assim como a sua saliência de atenção durante o teste. Resultados interessantes começaram a surgir a partir de suas experiências. Primeiro é que pessoas de alta e baixa capacidade espacial prestam atenção a diferentes partes da mesma imagem apresentada. Isso é interessante em si mesmo, mas considere que onde se olha dentro da imagem pode dar pistas para melhor orientar e deduzir o significado.

Indo um passo além, muitas vezes colocamos limites de tempo em nossos testes, e ao fazer isso, separamos mais os alunos com alta e baixa capacidade espacial, dando-lhes menos tempo para se concentrarem nos aspectos importantes e, assim, impedindo os alunos com menor capacidade espacial. Damos às pessoas mais tempo para completar os testes, e encontramos o óbvio: os resultados tendem a aumentar em todos os aspectos. Mais importante ainda, porém, as pessoas com menor capacidade espacial começam a prestar atenção a partes salientes semelhantes da visualização como suas contrapartes de maior capacidade espacial (Roach et al. 2016). Em sua pesquisa ainda não publicada, Roach chegou ao ponto de definir a área mais saliente de uma imagem a partir de um grupo de pessoas com alta capacidade espacial; ela então mostra essa área saliente para pessoas com baixa capacidade espacial, dizendo apenas que ela é um lugar importante na imagem. As pessoas treinadas com baixa capacidade espacial aumentam consideravelmente a sua pontuação, o que equivale a elevar uma média de pontos, e o efeito é duradouro, uma vez que continuam a fazer melhor nos testes “não treinados” subsequentes.

A junção desta pesquisa é capacitante para professores e alunos. Primeiro, precisamos perceber que nós, como educadores, podemos alterar as cargas cognitivas dos alunos de várias maneiras através de demonstrações boas, ruins ou feias. Se inadvertidamente aumentamos a carga cognitiva externa de um diagrama, gráfico ou visual, os efeitos são generalizados e diferenciais entre os nossos alunos, e aqueles com habilidades espaciais mais baixas são os que mais sofrem. A habilidade espacial é uma variável dependente dos seus testes? Agora imagine o que acontece em uma situação de teste em que os limites de tempo são curtos e as apostas são altas. Finalmente, há um poder imenso na pedagogia e na nossa capacidade como educadores para levar os alunos a compreender visualizações complexas. Se dirigirmos a atenção, mostrar aos alunos onde e como olhar para um fenômeno, a divisão entre habilidade espacial pelo menos é encurtada, e nossos alunos podem se concentrar na mensagem (conhecimento) ao invés da visualização (meio).

* STEMM é freqüentemente referida como disciplinas que envolvem ciência, tecnologia, engenharia e matemática, e nós freqüentemente incluímos a medicina para representar os campos aliados das ciências da saúde.

Loftus, Jay J., Michele Jacobsen, e Timothy D. Wilson. 2016. “Aprendizagem e Avaliação com Imagens”: Uma Visão da Carga Cognitiva através da Lente do Fluxo de Sangue Cerebral.” British Journal of Educational Technology”. http://dx.doi.org/10.1111/bjet.12474.

Mayer, Richard E. 2014. “Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimédia”. In Cambridge Handbook of Multimedia Learning, editado por R. E. Mayer, 31-48. Nova Iorque: Cambridge University Press.

Roach, Victoria A., Graham M. Fraser, James H. Kryklywy, Derek Mitchell, e Timothy D. Wilson. 2016. “The Eye of the Beholder”: Podem os Padrões do Movimento Ocular Revelar Aptidões para o Raciocínio Espacial?” Educação em Ciências Anatômicas 9 (4): 357-66.

Valcke, Martin. 2002. “Carga Cognitiva”: Actualizando a Teoria?” Aprendizagem e Instrução 12: 147-54.

Wai, Jonathan, David Lubinski, e Camilla P. Benbow. 2009. “Habilidade Espacial para Domínios STEM: Alinhar mais de 50 Anos de Conhecimento Psicológico Acumulado Solidifica a sua Importância.” Journal of Educational Psychology 101 (4): 817-35.

Dr. Tim Wilson é professor associado da Universidade de Ontário Ocidental. Ele também faz parte do conselho consultivo da Conferência Ensino com Tecnologia.

Reimpresso de The Best of Teaching with Technology, um relatório com artigos baseados em algumas das sessões mais importantes da Conferência do Professor de Tecnologia do Ensino de 2016 (agora conhecida como Conferência do Professor de Tecnologia do Ensino).