Desafios perceptivos e cognitivos associados à compreensão de sistemas complexos

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Para lidar com os desafios mais prementes do mundo atual – alterações climáticas, corrupção, fragmentação social, violência e desigualdades sociais – é preciso aumentar a nossa capacidade de compreensão e raciocínio sobre fenômenos e sistemas complexos.

Sim, eu sei, entender os sistemas complexos não é uma tarefa fácil para ninguém. Várias características desses sistemas dificultam a sua aprendizagem. Causalidade não-linear, causalidade relacional, lacunas espaciais, atrasos temporais, mecanismos causais dinâmicos invisíveis e muitas vezes contra-intuitivos, dificultam a compreensão dos sistemas complexos. Enfim, os desafios são muitos e vamos discuti-los, exaustivamente, aqui em nosso blog.

Queremos falar diretamente com você professor. Para mostrar os avanços nas pesquisas sobre a aprendizagem de sistemas complexos e discutir os rumos, os dilemas e os principais desafios envolvidos na construção da chamada “pedagogia da complexidade”.

Por que não conseguimos perceber boa parte da complexidade em nosso mundo?

São várias as nossas limitações para perceber a complexidade em nosso mundo. Possuímos limitações perceptivas – relacionadas a arquitetura do nosso sistema perceptivo – e limitações cognitivas – expressas em nossa capacidade limitada para processar informações do ambiente em que vivemos. Vamos falar um pouco sobre elas.

A percepção refere-se às funções que permitem captar os estímulos do ambiente, para posterior processamento de informação.

A complexidade é invisível aos olhos não educados para enxergá-la

Os órgãos dos sentidos são responsáveis pela captação das informações do ambiente, que podem ser de natureza visual, olfativa, tátil, gustativa, auditiva e cinestésica (equilíbrio e movimento do corpo). O processamento cerebral depende bastante das informações fornecidas pelas estruturas sensoriais, sendo estas a base de nossa compreensão do mundo.

Nosso sistema perceptivo foi projetado para detectar, com a máxima eficiência possível, certos tipos de eventos, relações e resultados. Em nosso dia a dia, nós damos sentido ao nosso mundo abstraindo informações a partir da nossa percepção sobre como ele funciona. Grande parte dessa aprendizagem acontece implicitamente sem uma reflexão de ordem superior. É dessa forma que desenvolvemos um conjunto automático de padrões de raciocínio e premissas para guiar o nosso comportamento.

Da mesma forma, o reconhecimento de padrões depende de um nível básico de processamento de informação. Os vários estímulos sensoriais recebidos do ambiente são organizados de maneira ativa por vários sistemas perceptivos do cérebro, de maneira a constituir um “padrão que faça sentido”. Assim, muitas vezes aquilo que chamamos de percepção não é o que os órgãos sensoriais identificaram inicialmente, mas é uma organização, um arranjo que passa a fazer um sentido para o cérebro. E é aqui que a arquitetura do nosso cérebro “sabota” a nossa capacidade de compreensão dos fenômenos complexos. Pois ele impede a identificação dos padrões causais não visíveis aos nossos sentidos.

pressao-atmosfericaUm exemplo clássico dessa “sabotagem perceptiva” pode ser visto quando lidamos com o conceito de pressão atmosférica. Quando perguntados por que conseguimos tomar um suco de canudinho, boa parte dos alunos resumem o “mecanismo causal” a uma relação de causa e efeito simples: “eu chupo o canudo e o líquido sobre”. Eles ignoram uma variável fundamental, porém, não-óbvia: a pressão atmosférica. Sem levar em consideração a pressão atmosférica o mecanismos causal não pode ser explicado.

O líquido só sobe pelo canudo porque, ao sugar o canudo, colocamos em ação um mecanismo de causalidade relacional. Quando sugamos, a pressão fora do canudinho continua a mesma, mas a pressão dentro do canudo diminui. O líquido sobe pela diferença de pressão. A pressão maior fora do canudo força o líquido a subir pelo canudo onde a pressão é menor (causalidade relacional). Portanto, a pressão atmosférica é ignorada porque os nossos padrões perceptivos automáticos não são capazes de percebê-la.

A complexidade é invisível aos olhos não educados para enxergá-la. Como o exemplo do canudinho mostra, existem causas que não podem ser observadas diretamente, você tem que descobrir que elas existem. Muitos dos conceitos científicos que alunos têm dificuldade para entender, envolvem justamente essas variáveis ​​não-óbvias. Por exemplo, os alunos têm dificuldade em raciocinar sobre densidade; micróbios e reciclagem microbiana nos ecossistemas; e o comportamento de elétrons e prótons em circuitos elétricos, só para citar alguns. Os alunos precisam saber que as causas podem ser difíceis de perceber, ou mesmo impossíveis de ver. Assim, eles não podem limitar a sua busca por explicações apenas às variáveis ​​óbvias.

 

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Hélio Teixeira – Cientista-chefe do Centro de Estudos e Pesquisa em Ciência de Dados e Inteligência Artificial do IHT – é um estudioso da aprendizagem e da criatividade humanas como processos segundo ele “participativos e sociotecnicamente distribuídos.” Sua pesquisa busca entender o que ele chama de “estruturas sociotécnicas de pertencimento necessárias à emergência da aprendizagem e da criatividade nos grupos humanos, concebidos como sistemas complexos.” Ele adota uma abordagem transdisciplinar, articulando saberes da ciência da complexidade, ciências da aprendizagem, psicologia social, design participativo, inteligência artificial e psicologia cognitiva. Cientista de dados especializado em modelagem de dados e inteligência artificial algorítmica. Apaixonado por Modelagem Baseada em Agentes, com predileção pelos ambientes Mesa/Python e NetLogo, e pelo desenvolvimento de algoritmos de inteligência artificial. É fundador do Instituto Hélio Teixeira (IHT), do ColaboraLab e do Programa Letramento Tecnológico.

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