APRENDIZAGEM BASEADA EM EVIDÊNCIAS

Lia SandersMédica formada pela Universidade Federal do Ceará, doutora em

Psicologia/Neurociência Cognitiva pela Humboldt Universität zu Berlin

Janeiro de 2016

ÁREAS DE INTERESSE

TEMAS DE HOJE

• Memória e aprendizagem

• Aprendizagem baseada em evidências (Evidence based learning)

Memória e aprendizagem

MEMÓRIA E APRENDIZAGEMDefinições

“Memória é a aquisição, o armazenamento e a recuperação de informações.”

Aquisição de informação = aprendizagem

(Izquierdo, 2007, p. 9)

TIPOS DE MEMÓRIA

ULTRA-RÁPIDA DE CURTO PRAZO DE LONGO PRAZO

segundos

minutos

horas

anos

Tempo de retenção

dias

Aquisição (aprendizagem)

Memória de curto/intermediário prazo

Consolidação

Memória de longo prazo

Manutenção

Desestabilização e restabilização (update)

MEMÓRIA E APRENDIZAGEMNeurociência

MEMÓRIA DE LONGO PRAZOTipos

Memória não associativa

reflexos

100.000.000.000 neurônios

100.000 neurônios

20.000 neurônios

SISTEMA NERVOSO CENTRALAbordagem reducionista

MODELO DE MEMÓRIAEric Kandel

Aplysia

REFLEXOS: Formas elementares de aprendizagem

MODELO DE MEMÓRIAEric Kandel

“A base do aprendizado está na criação e no fortalecimento de conexões entre os neurônios.”

Eric Kandel

O sistema nervoso é composto por bilhões de neurônios

distintos polarizados, que se comunicam entre si através de ligações especializadas

chamadas sinapses

SANTIAGO RAMÓN Y CAJALSinapses

SINAPSEs

Cajal, 1894

A memória é armazenada na forma de uma mudança anatômica na força da conexão sináptica

Konorski, 1948

Plasticidade sináptica: habilidade dos neurônios modularem a força de suas sinapses como resultado do uso

SANTIAGO RAMÓN Y CAJALIntuições sobre a memória

MODELO DE MEMÓRIAEric Kandel

O armazenamento de memória implícita está na arquitetura da via reflexa e depende da sua capacidade

para plasticidade sináptica

AQUISIÇÃO / CONSOLIDAÇÃOFortalecimento sináptico

DE CURTO INTERMEDIÁRIO LONGO PRAZO

minutos horasTempo de retenção

dias semanas

Facilitação pré-sináptica Modificação de proteínas

existentes

Modificação pré/pós-sináptica Não requer transcrição gênica

Transcrição gênica

(Castelucci et al. 1978, Carew et al., 1979)

Sinapse: unidade de armazenamento de informação

Memória de longo prazo requer transcrição gênica

Um neurônio pode ter até 1000 sinapses. Como direcionar os produtos de expressão gênica até a sinapse específica?

MANUTENÇÃOMemória de longo prazo

TRANSCRIÇÃO GÊNICA

Enzimas autoreplicantes ativam RNAm nas sinapses (CPEB:citoplasmic polyadenylation element binding protein)

MANUTENÇÃOMemória de longo prazo

DESESTABILIZAÇÃO E RESTABILIZAÇÃOMemória de longo prazo

RECONSOLIDAÇÃO

DURANTE A REATIVAÇÃO: Sinapse é desestabilizada por degradação proteica e estabilizada por síntese proteica

(Lee et al. 2012)

Onde armazenamos a memória?

MEMÓRIA DE LONGO PRAZOTipos

Memória não associativa

reflexos

MEMÓRIA DECLARATIVAPaciente H.M.

Aos 27 anos, submetido a cirurgia que lhe removeu os hipocampos e regiões adjacentes

Tornou-se incapaz de incorporar novas informações em sua memória declarativa a longo prazo

Memória de trabalho e de procedimento intactas

Henry Gustav Molaison (1926 – 2008)

Grego: hippos = cavalo, kampi = curva

MEMÓRIA DECLARATIVAHipocampo

ConsolidaçãoSináptica x sistêmica

Consolidação sináptica

Transformação a longo prazo do circuito neural, dependente de expressão gênica

Consolidação sistêmica

Reorganização da memória de longo prazo nos circuitos neurais em memória que dura de meses a anos

Sistema córtico-hipocampal: memória explícita

(Kandel, Dudai e Mayford, 2014)

TEORIA SISTÊMICA: replay da representação hipocampal para o neocortex, que passa a armazenar a memória

TRAÇO MÚLTIPLO: redes hipocampo-neocorticaisconstituem o traço mnemônico da memória episódica

Novo contexto novo traço (com certa superposição)

(Alvarez e Squire, 1994)

(Nadel e Moscovitch, 1997)

Consolidação SistêmicaMemória episódica

SUBSTÂNCIA BRANCA E CINZENTA

REMODELAMENTO ANATÔMICOSubstância cinzenta

Aprendizagem de um amplo espectro de atividades leva ao aumento de áreas cerebrais

As mudanças podem ser observadas dentro de 2 semanas e persistem por semanas a meses

(Fields, 2011)

substância branca > em cérebros jovens: fibras ainda em mielinização

LOBO FRONTAL

Única região a sofrer mielinização em aprendizes de piano > 17a

(Bengtsson et al., 2005)

REMODELAMENTO ANATÔMICOSubstância branca

Aprendizagem depende da plasticidade sináptica: mecanismos celulares, como marcação de sinapses e síntese proteica, mecanismos de auto-replicação semelhantes a príons

Formas mais complexas de memória explícita envolvem hipocampo, lobo temporal medial, neocortex

Células da glia, milelinização, mudanças anatômicas também estão associadas com a aprendizagem

APRENDIZAGEM E MEMÓRIAResumindo...

APRENDIZAGEM BASEADA EM EVIDÊNCIAS

A maior parte dos estudantes de faculdade improvisou sua forma de estudar

Kornell & Robert, 2008

Estudo Autoregulado

(Kornell & Bjork, 2007)

80% dos estudantes não foram orientados sobre a

forma de estudar

APRENDemos?

• Consideramos nosso aprendizado mais completo do que de fato é• Estudantes (crianças e adultos) tendem a superestimar seus

conhecimentos (Fischhoff, Slovic, Lichenstein, 1977)

• Subestimamos o tempo necessário para atingir 100% da performance

• Estudantes alocam 68% do tempo necessário para atingir escore máximo (Gettinger M, 1985)

● Uma sensação de familiaridade (lower-level, perceptual priming) não garante a reprodução do conhecimento na hora do teste (Yonelinas, 2002)

“Eu sei, mas não sei explicar!”

NA DÚVIDA...

... estude 20% a mais!

Performance x Aprendizagem

PERFORMANCE

• Pode-se medir e observar durante instrução ou treino

APRENDIZAGEM

• Mudança mais ou menos permanente no conhecimento/compreensão que é o alvo da instrução

• Aprendizagem continua mesmo quando fadiga suprime performance

(Bjork and Bjork, 2009)

COMO ARMAZENAR INFORMAÇÕES NA MEMÓRIA?

MEMÓRIA

● Resíduo do pensamento → parte mais saliente é mantida

(Willingham, 2009)

1. FOCAR NO SENTIDO

• Modo de pensar sobre o material influencia a aprendizagem

• Dar sentido ao conteúdo: contextualizar

• Saber o que se quer lembrar depois: • Definir objetivos de aprendizagem

A importância do significado

• Aprendizagem é maior quando estudantes se perguntam “por quê?” ao fim das frases enquanto estudam

(Wood, Pressley, Winnie, 1990)

• Material sem sentido é difícil de aprender porque é difícil de achar um sentido – mnemônicos, recurso para uma boa pista

(Willingham, 2009)

2. PRESTAR ATENÇÃO

• O papel da atenção:

• Quanto mais se pensar a respeito, maior a probabilidade de recordar

3. CATEGORIZAR PARA ARMAZENAR

4. INTERCALAR ASSUNTOS

• Pistas são bits de informação para acessar a memória• Similaridade entre os conteúdos aumenta a ambiguidade• Conteúdos semelhantes têm pistas parecidas

• Para diminuir a interferência: • Estudar vocabulário francês e depois trabalhar com problemas de

geometria: pouca interferência• Estudar vocabulário francês e depois vocabulário espanhol:

confusão entre rouge e rojo

● Memórias são inacessíveis principalmente por pistas ambíguas ou inexistentes

(Willingham, 2009)

Estudo Intercalado x Bloco

• Estudo em bloco: melhor performance imediata

• Estudo intercalado (outros tópicos): > retenção de longo prazo

• Reacessar memórias “learning from reloading”

• Esquecer = oportunidade pra aprender

Intercalar o estudo

• Aprendizagem de padrões de movimento de tênis: quem estudou em bloco estava exageradamente confiante; quem estudouintercalado tinha melhor noção do aprendizado

• (Simon and Bjork, 2011)

• Fórmulas para calcular volumes de diferentes sólidos -Performance nos grupos: intercalado 63 vs. bloco 20%

• (Rohrer & Taylor, 2007)

5. VARIAR CONDIÇÕES DE PRÁTICA

• Dificuldades são desejáveis para aprendizagem de longo prazo (Bjork and Bjork, 2011)

• Variar condições de prática:

Estudar material em duas salas diferentes aumenta a lembrança em relação ao material estudado duas vezes na mesma sala

(Smith, Glenberg, Bjork, 1978)

Condições de Prática Variadas

• Crianças de 8-12 anos que treinaram arremesso de saco de feijão no alvo com alta variabilidade: melhor performance no pós-teste

• A distância teste era a do grupo de baixa variabilidade

(Kerr & Booth,1978)

• Solução de problemas, pensamento geométrico: variar as condições de aprendizagem pode torná-la inicialmente mais difícil, mas o aprendizado é mais duradouro

(Paas & Van Merrienboer, 1994; Van

Merrienboer & De Crook, 1997)

6. ESPAÇAR AS SESSÕES

• Espaçar sessões de estudo ou prática: pausas para esquecer

• Associação com um período particular torna evocação mais difícil

ESTUDO ESPAÇADO

• O mais velho e mais confiável achado(Ebbinghaus 1885/1913, review by Cepeda et al. 2006)

• Ensino elementar (Toppino & DiGeorge 1984), fundamental (Carpenter et al.

2009; Toppino & DeMesquita 1984) e pré-escola (3-4 anos) (Rea & Modigliani 1987; Toppino 1991)

Estudo Espaçado

Qual o espaçamento ideal?Intervalo equivale a 10–20 % do tempo até a data do teste

Quanto maior o intervalo, maior o espaço

Espaço fixo ou expandido?

• Expandido superior ao fixo (Cull et al. 1996; Landauer & Bjork 1978)

• Sem diferença (Carpenter & DeLosh2005; Cull 2000; Logan & Balota 2008; Pyc& Rawson 2007; review Balota et al. 2007)

• Expandido melhor para retenção de curto prazo, fixo melhor para retenção de longo prazo (Karpicke & Roediger 2007)

• Qualquer forma de espaçamento: superior a um calendário em massa (Carpenter & DeLosh 2005; Cull 2000; Rea & Modigliani 1985)

7. TESTAR

TESTAR PARA APRENDER

• “Toda vez que você, como aprendiz, olha uma resposta ou tem alguém para lhe contar ou lhe mostrar algo que você poderia, acessando as pistas ou seu conhecimento prévio, gerar, você se priva de uma oportunidade poderosa de aprendizagem”

• O efeito gerador de resposta (solução, procedimento) vs. ser apresentado a uma se equipara em generalidade e significânciaao efeito do espaçamento do estudo

(Bjork & Bjork, 2011)

EFEITO GERADOR

ESPAÇAMENTO DO ESTUDO

O papel dos testes

• Um teste ou tentativa de lembrar, mesmo sem feedback, é mais eficiente do que reler e reler

• Passar menos tempo estudando e mais tempo testando

(Roediger & Karpicke, 2005)

Preparação para o Toefl

Tentar lembrar também ajuda

• Quando somos re-expostos à informação aprendida mas temporariamente esquecida, a aquisição é mais rápida do que se for aprendida pela primeira vez

(Berger et al. 2008; Ebbinghaus 1885/1913; Nelson 1985)

EVOCAR PARA APRENDER

(Karpicke and Roediger, 2008)

Evocação é mais eficiente do que mapa conceitual

(Karpicke and Blunt, 2011)

Estudo Autoregulado

(Kornell & Bjork, 2007)

Apenas 18% consideram os testes um meio de

aprender

APLICAÇÃO PRÁTICA

● Exercícios para reexpor estudantes aos assuntos aprendidos - incluir questões sobre assuntos aprendidos semanas antes

● Testes cumulativos

O QUE FUNCIONA

1. Focar no sentido (contextualizar, definir objetivos de aprendizagem)

2. Prestar atenção

3. Categorizar

4. Intercalar assuntos

5. Variar condições de prática

6. Espaçar as sessões de estudo

7. Testar

O QUE NÃO FUNCIONA

MELHOR NÃO

1) Elogiar superfluamente é prejudicial à aprendizagem(Dweck, 1999; Hattie & Timperley, 2007)

• Baixas expectativas do professor em relação à habilidade do aluno

• Crítica pode indicar uma percepção de habilidade maior (Stipek, 2010)

MELHOR NÃO

2) Permitir que os alunos descubram ideias-chave sozinhos• Instrução direta é melhor (Kirschner et al., 2006)

MELHOR NÃO

3) Agrupar estudantes por habilidade• Pouca diferença no desempenho (Higgins et al. 2014)

• Professor perde habilidade de acomodar-se às diferenças entre estudantes/ grupos

SEM EFEITO

4) Estimular a releitura e destacar ideias-chave para memorizar• Forma mais comum e óbvia, sensação de familiaridade com o tema

• Auto-teste: tentar gerar respostas e criar intervalos são mais eficientes

SEM EFEITO

5) Abordar questões de confiança e expectativas antes de ensinar• Faça o estudante ter sucesso e a motivação aumenta (Gorard, See & Davies, 2012)

SEM EFEITO

6) Apresentar informação no estilo preferido de aprendizagem (visual, auditivo, cinestésico)

• Não há benefício (Pashler et al., 2008; Geake, 2008; Riener and Willingham, 2010; Howard-Jones 2014)

SEM ESSE EFEITO TODO

7) Manter estudantes ativos ao invés de passivos

• A memória é um resíduo do pensamento (Willingham, 2008)

• Quer que os estudantes lembrem, faça-os pensar a respeito, ativa ou passivamente

JÁ VIRAM A PIRÂMIDE?

Não se podem atribuir porcentagens específicas!

• Muitas variáveis:

• Tipo de material

• Idade do estudante

• Tempo entre estudo e teste

• Tipo de tarefa - Memória aumenta se o objetivo for sumarizar o texto

• Tipo de teste - reconhecer ou recordar?

• Conhecimento prévio - o que já se sabe a respeito?