Como os métodos de ensino inovadores podem religar seu cérebro e melhorar a aprendizagem

O educação Em todo o mundo, o sistema deu vários passos em frente onde os alunos e as escolas estão tentando se afastar do sistema anterior de memorizar os fatos e engoli-los durante os exames. Isto levou a vários novos métodos interativos de ensino, incluindo 'métodos de aprendizagem baseados no cérebro', uso de vídeos, questionários interativos, resolução de problemas e técnicas de aprendizagem baseadas em atividades. Milhares de estudos têm se concentrado nos caminhos neurais de aprendizagem e memória, mas neste artigo vamos tentar entender como tais métodos inovadores de ensino podem melhorar a aprendizagem.

Anita estava desempacotando sua mochila escolar. Hoje ela foi ensinada a classificar plantas e animais. Seu trabalho de casa é observar os animais ao seu redor e classificá-los como vertebrados e invertebrados. Ela também tem que ir ao jardim botânico da escola e coletar plantas com base em seu habitat (terra, água, ou água escassa). Ela então tem que listar as características que são visivelmente diferentes em suas aparências. 

A neurogênese ou nascimento de novos neurônios contribui com apenas ~ 0,004% da população total de neurônios. Assim, a maioria das "mudanças cerebrais" durante o aprendizado foram atribuídas a mudanças no número e força dessas conexões ou sinapses entre os neurônios. Os neurônios têm longas projeções finas chamadas axônios e dendritos através das quais eles conversam com outros neurônios. Os axônios liberam produtos químicos ou neurotransmissores que depois se ligam aos receptores na superfície do dendrito receptor. Assim que o neurotransmissor se liga aos receptores na dendrite receptora de outro neurônio, ele cria direta ou indiretamente um sinal elétrico que o faz "disparar". Estas conexões entre os neurônios são plástico", ou seja, quanto mais uma conexão é ativada, mais forte ela se torna. Por exemplo, o neurônio que recebe o sinal pode se tornar mais receptivo ao sinal (mais neurotransmissores podem ser adicionados ao dendrito de recepção pelo neurônio que envia o sinal). Isto também é chamado de "plasticidade sináptica".. Se dois neurônios são ativados juntos por longos períodos de tempo, isso forma a base de memória a longo prazo. Isto levou à cunhagem do famoso adágio de Carla Shatz, "neurônios que disparam juntos, aram juntos". Estudos têm mostrado que o bloqueio da plasticidade sináptica pode dificultar o aprendizado comportamental, indicando seu papel crucial.

Agora voltando ao nosso ponto inicial de discussão, como diferentes estratégias de ensino melhoram este processo de aprendizagem e memória? Tomaremos três exemplos de métodos de ensino inovadores: trabalhos de casa ativados, mapas conceituais e aprendizagem baseada em problemas para compreender seus possíveis efeitos no cérebro.

Trabalho de casa freqüente e ativo

Geralmente pensa-se que a fase de aprendizagem é quando estamos estudando, enquanto os testes e trabalhos de casa são simplesmente regurgitação passiva dos fatos já aprendidos. No entanto, a fase de aprendizagem, vários estudos mostraram que o processo de recuperação de informações (como feito durante os testes ou trabalhos de casa) é fundamental para a aprendizagem. Os estudantes que recuperaram informações várias vezes tiveram um desempenho significativamente melhor do que os estudantes que recuperaram informações apenas uma vez no teste final realizado uma semana depois. O estudo repetido sem recuperação não teve melhora significativa no desempenho do aluno. Além disso, os intervalos de tempo entre as recuperações também têm uma influência significativa. Se o intervalo de tempo é muito pequeno (~ 1min), então não há benefícios significativos, enquanto que intervalos de tempo maiores (~ 6 min) tiveram um efeito maior na retenção.

Isto levanta outra questão, os testes repetidos apenas melhoram a memória onde os estudantes simplesmente fornecem uma resposta fixa a uma pergunta em particular, de modo que realmente melhora a aprendizagem ou "transferência de conhecimento". Isto também foi testado, onde após estudos repetidos ou testes repetidos as crianças foram submetidas a um teste final que colocou questões que só podiam ser respondidas aplicando conceitos das passagens dos estudos. Mesmo neste caso, os alunos com testes repetidos se saíram melhor, indicando melhor retenção e aprendizagem.

Que efeito pode ter o trabalho de casa freqüente e ativo em nossos cérebros? Um dos fatores-chave para a aprendizagem e a memória são a atenção e a motivação. Situações de recompensa e novidade estão associadas à liberação de neurotransmissores, dopamina e acetilcolina. Uma possibilidade é que a recuperação frequente de informações e trabalhos de casa ativos envolvam mais atenção levando à liberação de Dopamina e Ach, o que pode aumentar a plasticidade sináptica, formando a base de uma melhor aprendizagem.

Mapas Conceituais

Anita estudou o sistema imunológico e o sistema digestivo dos seres humanos de hoje. Seu próximo trabalho de casa envolveu o desenho de conexões entre componentes do sistema digestivo que poderiam influenciar o sistema imunológico e vice versa.

One of the critical problems which many children face is that they view each subject and concept in isolation. This is a math problem, this is a Física problem…They have no idea how trigonometry they study in classrooms can deal with real-life situations.

Os mapas conceituais envolvem o estudo e a codificação de relações entre diferentes conceitos que os alunos estudam na escola. Estudos realizados em crianças desde a quarta série até o nível secundário mostraram uma maior retenção de conhecimento em testes realizados após a utilização de mapas conceituais.

Como os mapas conceituais podem melhorar a retenção do conhecimento? Para isso, teríamos que voltar à forma como recuperamos as memórias. As memórias e as informações são armazenadas como redes sinápticas. Quando poucos nós de uma rede são ativados, toda a rede é ativada e a informação é recuperada. Assim, uma rede que tem muitos nós abrangendo diferentes conceitos e memórias tem uma chance maior de ser recuperada mais rapidamente e mais facilmente. Este princípio poderia explicar por que um estudante que tivesse gasto tempo conectando diferentes conceitos poderia recuperá-los significativamente melhor em um teste.

Aprendizagem baseada em problemas

Hoje, na escola, Sneha foi ensinada a fotossíntese - o processo pelo qual a clorofila, o pigmento verde nas folhas, absorve a energia da luz. Ela foi obrigada a ler o processo do livro e escrever várias vezes as equações para a fotossíntese.

Anita, que estava em uma escola diferente, também aprendeu sobre o processo de fotossíntese. Como tarefa, sua professora lhe pediu para ir ao jardim botânico, observar e registrar plantas com outras cores de folhas além do verde. Então, ela teve que escrever um relatório sobre como as plantas com outras cores sobreviveram. Era possível que essas plantas produzissem seu próprio alimento se não possuíssem o pigmento verde clorofila? 

Há uma clara diferença na maneira como Sneha e Anita foram ensinadas a fotossíntese. Vários estudos demonstraram que o aprendizado baseado em problemas leva a uma melhor retenção e compreensão conceitual do texto. Uma das possibilidades é que o aprendizado baseado em problemas pode melhorar a atenção e a motivação, fatores que demonstraram aumentar a secreção de dopamina, nas crianças. A secreção desses neurotransmissores pode forjar novas conexões sinápticas e, assim, melhorar a retenção e o aprendizado de uma criança.

Assim, métodos de ensino inovadores podem melhorar a composição neurobiológica das crianças, levando a uma melhor compreensão dos conceitos e retenção em comparação à simples leitura e escrita das passagens dos livros - modos passivos de ensino.

However, a pitfall is several educational systems are employing ‘brain-based’ teaching methods which have no scientific basis and thus, are ineffective teaching tools apart from promoting pseudoscience. In the end, let us look at few of the myths associated with neurociência and education.

Neurociência e educação - mitos e verdades

Um dos mais populares 'mito do cérebroé o ‘teoria do cérebro esquerdo-direito'.O que sugere que em cada indivíduo, seja do lado direito ou esquerdo do cérebro, é dominante. Alguns educadores até encorajam a determinar se um estudante é do lado direito ou esquerdo do cérebro e tentam estratégias de ensino diferentes com base nos resultados. Embora, certas funções do corpo possam ser atribuídas ao lado esquerdo ou direito do cérebro, mas não tem havido até agora nenhuma evidência que sugira que lados diferentes possam dominar em indivíduos diferentes. O mito continua sugerindo que as pessoas com cérebro esquerdo são mais lógicas e analíticas, enquanto as pessoas com cérebro direito são intuitivas e objetivas. Assim, uma criança sendo rotulada como de cérebro esquerdo ou de cérebro direito pode sentir-se inatamente incapaz de ter habilidades criativas ou lógicas. A separação da lógica e da criatividade também não é científica, pois os problemas lógicos muitas vezes envolvem soluções criativas.

Estudos demonstraram que quase 50% de educadores de diferentes países, incluindo Reino Unido, Holanda, Grécia, China e Turquia acreditam no neuromio de que usamos principalmente apenas 10% de nosso cérebro. Os neuromitos na educação geralmente se espalham quando os educadores e neurocientistas não se comunicam. Muitas das explicações ou argumentos contra esses mitos estão presentes em revistas de difícil acesso ou em uma linguagem de difícil compreensão por parte dos não-especialistas. Assim, há a necessidade de abrir caminhos de comunicação entre professores e cientistas para esclarecer esses conceitos errôneos.

O que o futuro nos reserva?

Embora vários estudos tenham testado como o cérebro armazena e recupera memórias durante o aprendizado, ainda há muitas coisas que não sabemos. Qual é a natureza exata da ligação entre a aprendizagem e as assinaturas moleculares e celulares no cérebro? Como organizamos o conhecimento ou a informação em nosso cérebro, e a base da metacognição - o processo de compreensão de nosso próprio processo de pensamento?

Em vez de empregar estratégias que promovam a pseudociência e os neuromitos, uma compreensão das teorias e mitos atuais e uma melhor comunicação entre cientistas e educadores pode ajudar no desenvolvimento de estratégias de ensino mais eficazes e converter as notas de laboratório em ensino em sala de aula.
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