UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”

AVM FACULDADE INTEGRADA

UM OLHAR NEUROCIENTÍFICO SOBRE O USO DE MODELOS

DIDÁTICOS BIOLÓGICOS NO ENSINO MÉDIO

Por: Mariana da Silva Braz

Orientador

Profª. Marta Pires Relvas

Rio de Janeiro

2016

DOCUMENTO PROTEGID

O PELA

LEI D

E DIR

EITO AUTORAL

UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”

AVM FACULDADE INTEGRADA

UM OLHAR NEUROCIENTÍFICO SOBRE O USO DE MODELOS

DIDÁTICOS BIOLÓGICOS NO ENSINO MÉDIO

Apresentação de monografia à AVM Faculdade

Integrada – Universidade Cândido Mendes como

requisito parcial para obtenção do grau de

especialista em Neurociência Pedagógica.

Por: . Mariana da Silva Braz

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus, por

me dar sempre forças, sabedoria e por

colocar pessoas tão boas ao meu lado

nessa jornada. À minha mãe Vilma Braz,

à minha irmã Isabela Braz e ao meu

noivo Eduardo Vianna por todo apoio,

compreensão e carinho. Aos

professores do curso por ativarem

intensamente meu sistema de

recompensa todas as tardes de sábado.

À minha doce querida

psicóloga/amiga/mentora Sylvia Pabst

pelo carinho, dedicação e apoio em

todas as horas.

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho a todos os

companheiros educadores que, assim

como eu, se dispuseram a debruçar e se

deixar iluminar pela luz das Neurociências.

RESUMO

O cérebro é considerado o órgão da aprendizagem estando assim,

inevitavelmente, envolvido com o processamento e a apreensão de informações

o tempo todo. Portanto, conhecer o funcionamento deste órgão é fundamental

para que seja possível compreender como se dá a aprendizagem nos indivíduos.

Para o educador comprometido em lidar com as peculiaridades do processo de

aprendizagem, além do conhecimentos acerca das práticas educacionais

instituídas pelos modelos educacionais, faz-se necessário conhecer o

funcionamento cerebral dos educandos e suas implicações no processo de

aprendizagem.

A neurociência pedagógica é responsável por elucidar os princípios da

estrutura e do funcionamento neurais, proporcionando compreensão dos

fenômenos observados na educação. De acordo com a neuropedagogia as

estratégias pedagógicas devem utilizar recursos multissensoriais para ativação

de múltiplas redes neurais que estabelecerão associação entre si.

No entanto, o ensino da disciplina de biologia é muito complexo e sua

compreensão, em muitos casos, acaba sendo dificultada pela restrição ao

modelo de aula expositivo teórico, onde faltam recursos e estímulos

diversificados. Como resultado os estudantes não conseguem compreender e

relacionar os conteúdos vistos em sala de aula com o cotidiano, com sua própria

vida, observando os conceitos biológicos como algo muito abstrato, inatingível.

O presente estudo traz “Um olhar neurociêntífico sobre os modelos

didáticos biológicos” que, atualmente, se apresentam como um dos métodos

mais eficazes de sanar as diculdades dos alunos, tirando os conceitos biológicos

do plano abstrato e trazendo para o concreto.

Palavras-chave: Neurociência pedagógica; biologia; modelos didáticos.

Referência Bibliográfica

BRAZ. Mariana da Silva. Um olhar neurocientífico sobre o uso de modelos

didáticos biológicos no ensino médio. 2016. Trabalho de conclusão do curso de

Pós-graduação, LATU SENSU, especialização em Neurociência Pedagógica –

Universidade Cândido Mendes, AVM Faculdade Integrada. Rio de Janeiro.

METODOLOGIA

O foco principal desta pesquisa é apresentar a dificuldade dos alunos com

os conceitos da disciplina de biologia, porquê são gerados e como a utilização

de modelos didáticos em sala de aula pode ajudar na compreensão do conteúdo.

O embassamento neurocientífico da utilização de tais modelos é de suma

importância por ser um artifício mais acessível, de baixo custo e fácil de

transportar o que pode competir com outros recursos tecnológicos desde que os

profissionais da área reconheçam sua eficácia, tornando sua utilização mais

regular.

O levantamento bibliográfico para realização do presente estudo foi feito

através de artigos encontrados na internet que abrangessem o tema proposto

bem como em autores relevantes na área das neurociências. São eles: Marta

Pires Relvas, Adriana Rossa, Ramon Conseza & Leonor Guerra, Ivan Izquierdo,

Kandel, entre outros.

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 08

CAPÍTULO I - Desvendando o cérebro: 09 histórico das Neurociências 1.1. Os primeiros conhecimentos acerca do cérebro 09 1.2. O início das experimentações científicas 12 1.3. A constituição do cérebro atual 15

CAPÍTULO II - O contexto histórico das 21 neurociências e o perfil do neuropedagogo

CAPÍTULO III – O ensino de Biologia e o 33 uso de modelos didáticos biológicos no contexto neurocientífico 3.1. A biologia no ensino médio 33

3.2. O cérebro de recompensa 34

3.3. A contribuição dos modelos didáticos para 37 aprendizagem dos conteúdos de Biologia 3.4. A importância da memória na aprendizagem 39

3.5. A motivação e o papel do professor nos 42 processos de aprendizagem

CONCLUSÃO 45

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 47

ÍNDICE 52

8

INTRODUÇÃO

O presente trabalho tem como proposta verificar, à luz da neurociência,

os benefícios do uso de modelos didáticos biológicos no ensino da disciplina de

biologia. Além disso, visa a formação de um cenário onde o professor é o agente

mais ativo e de maior importância no processo de aprendizagem e na aplicação

dos modelos.

Este estudo buscou construir aos poucos, desde os conhecimentos mais

basais até alcançar os mais avançados, o panorama neurocientífico instaurado

atualmente bem como sua importância, sua eficácia e utilidade na área da

educação, principalmente no ensino da Biologia no ensino médio através dos

modelos didáticos.

O capítulo 1 abordou a origem dos conhecimentos anatômicos pelos

povos primitivos, o que abarcou as primeiras experiências incluindo o cérebro e

demais órgãos do corpo ao buscar a sede da alma humana. Mais adiante

constata-se a evolução do pensamento e das descobertas neurocientíficas,

culminando na organização do cérebro atual.

As neurociências foram propriamente apresentadas no capítulo 2, que

buscou caracterizar essa área do conhecimento e contextualizar sua comunhão

com a educação. Para tanto, Vygotsky e Piaget, dois importantes teóricos da

educação, tiveram suas teorias descritas e relacionadas ao surgimento da

neuropedagogia e, consequentemente, ao papel e ao perfil do neuropedagogo.

Tendo as informações anteriores como base, o capítulo 3 buscou

evidenciar a principal dificuldade no ensino da Biologia e como modelos

pedagógicos com embassamento neurocientífico podem auxiliar na solução

desse impasse, tornando a atividade mais prazerosa tanto para os educadores

quanto para os alunos. Frisou-se a importância dos professores se

reconhecerem nesse cenério como “modeladores de cérebros” e atuarem mais

nesse sentido, potencializando as capacidades dos indivíduos.

Este estudo priorizou embassar neurocientificamente uma entre diversas

estratégias pedagógicas afim de estimular futuros e antigos docentes a se

inteirar sobre a anatomia e fisiologia cerebral, tornando o aprendizado mais

significativo e mais prazeroso.

9

CAPÍTULO I Desvendando o cérebro: histórico das Neurociências

1.1. Os primeiros conhecimentos acerca do cérebro

A formação da Terra se deu por volta de 5 bilhões de anos ao passo que

a vida surgiu há cerca de 3,5 bilhões de anos e o encéfalo dos primatas originou-

se há aproximadamente 20 milhões de anos. Seguindo o curso da evolução, os

encéfalos humanos, com sua conformação atual, apareceu há somente

1000.000 anos (Gazzaniga, 1998). No entanto, desde os primórdios da

existência humana no planeta Terra questões relacionadas à sua própria

existência e ao mundo que a cerca surgiram, sendo, talvez, a mais intrigante, as

questões relacionadas às suas atividades mentais (pensar sobre o pensar –

metacognição) (Bear et al., 2001; Canguilhem, 2006; Landeira – Fernandez &

Castro, 2010; Clower & Finger, 2001; Finger, 1994; Finger & Fernando, 2001;

Gazzaniga, 1998).

Para obter êxito na luta da sobrevivência os seres vivos precisam estar

em permanente troca com o meio ambiente, interagindo com ele a fim de

identificar os estímulos e gerar respostas adaptativas coordenando,

paralelamente, suas funções internas. O cérebro é a parte mais importante do

sistema nervoso, sendo o responsável pelo processamento e a tomada de

consciência das informações provenientes do meio externo comparando-as as

vivências e expectativas do indivíduo (Canguilhem, 2006; Landeira – Fernandez

& Castro, 2010).

A área da ciência que tem como base de estudo o cérebro humano (sua

estrutura, desenvolvimento, funcionamento, evolução, alterações e relação com

o ambiente) é chamada de Neurociência e almeja desvendar o funcionamento

cerebral, em sua totalidade, relacionando-o com os comportamentos

apresentados pelos indivíduos. Os estudos sobre o cérebro datam de muitos

anos, desde antes de Cristo até hoje, mas, o termo Neurociência surgiu apenas

em 1970 (Bear et al., 2001; Landeira – Fernandez & Castro, 2010; Gazzaniga,

1998; Machado, 2004).

Atualmente a aquisição de informações acerca da natureza da mente

humana tem aumentado significativamente graças à crescente investigação

10

sobre a atividade neural no campo das neurociência, o que é possibilitato graças

ao desenvolvimento de novas técnicas de neuroimagem que permitem o estudo

do cérebro “in vivo” (PET, FRMI, Tomografia funcional) (Churchland, 2004; Neto

& Alexandre, 2007). Tais avanços tem possibilitado uma melhor compreensão

dos componentes neurais das funções mentais bem como a causa de diversos

transtornos mentais (Bear et al., 2001).

No entanto, cabe ressaltar que o complexo estudo das relações entre

corpo-mente-cérebro não é recente de modo que o conhecimento acumulado

por essa área do saber não ocorreu subitamente. Desde a pré-história até os

dias atuais foram (e ainda são) levantados grandes questionamentos sobre o

respectivo assunto (Bear et al., 2001; Kristensen et al., 2001; Liu & Apuzzo,

2003).

Diversas civilizações antigas como os egípcios, mesopotâmicos, indianos

e chineses buscaram compreender, em seu contexto histórico-cultural particular,

como acontecia a relação da mente com o corpo. Pode-se verificar nos registros

históricos das referidas civilizações várias tentativas de localizar a alma, que

nesse caso correspondia a região corporal que armazenava a essência do ser

humano, e a fonte da vida mental (Canguilhem, 2006; Finger, 1994; Landeira –

Fernandez & Castro, 2010).

A partir de crânios descobertos em escavações arqueológicas, pode-se

inferir que o homem pré-histórico, ou até mesmo espécies de hominídeos,

notaram que traumas cranianos podiam lesar gravemente seu oponente uma vez

que a cabeça era altamente visada em confrontos interpessoais. Isso sugere que

a região da cabeça era vista por eles como uma área crítica para manutenção

da vida (Finger, 1994; Jackes, 2004). Traumatismos cranianos capazes de

causar lesões no cérebro podem ser encontrados na história evolutiva nas

espécies de Austrolophitecus africanus, Homo erectus (“Homem de da Java” e

“Homem de Pequim”) (Finger, 1994), Homo neanderthalensis (Trinkaus &

Zimmerman, 2005) e Homo sapiens do período Neolítico encontrados em sítios

arqueológicos da China, América do Norte e Quênia (Jackes, 2004).

Apesar de os egípcios também almejarem a cabeça em confrontos

interpessoais, demonstrando que tinham conhecimento do estrago que isso

poderia causar,consideravam o coração como o centro do corpo e a sede da

11

alma/ mente. Segundo eles, o coração era capaz de armazenar todas as

informações e experiências pessoais sendo responsável pelas emoções, pelo

pensamento, e pelas demais funções relacionadas ao sistema nervoso central.

O cérebro, no entanto, era removido através de um instrumento em forma de

gancho que era inserido pelo nariz macerando e liquefazendo a massa cerebral

drenando-a para fora do crânio e descartando-a (Finger, 2000).

Assim como os egípcios, os antigos chineses (Ehling, 2000) e os antigos

indianos (Rajgopal et.al., 2002) também atribuíam a mesma importância ao

coração ao passo que os mesopotâmicos (Reuben, 2004) atribuíam tais

atividades ao fígado.

Durante as Idades Antiga e Média, em culturas humanas pré-históricas

datadas do período Neolítico (10.000 a.C.) e durante os séculos 18 e 19, foi muito

utilizado um processo cirúrgico denominado Trepanação. Em meados do século

XIX, o arqueólogo americano Ephraim George Squier, em um sítio arqueológico

de Cuzco, no Peru, encontrou um crânio trepanado que lhe chamou a atenção

devido às características do orifício (um pequeno orifício retangular (de 15mm

por 17 mm) que o levaram a crer que tal procedimento havia sido feito por mãos

humanas. Para confirmar sua hipótese Squier enviou o crânio para ser analisado

pelo neurologista Paul Broca que concluiu que, de fato, o orifício presente no

crânio em questão tinha sido fruto de uma “avançada cirurgia” realizada em uma

pessoa viva ( Landeira – Fernandez & Castro, 2010; Clower & Finger, 2001;

Finger, 1994; Finger & Fernando, 2001).

Após analisar o crânio enviado por Squier, Broca passou a estudar e

buscar possíveis motivos que justificassem a trepanação de crânios o que o

levou a publicação de inúmeros artigos e à execução de diversas palestras sobre

o assunto. Segundo Broca, esse procedimento cirúrgico possuia um cunho

religioso uma vez que era realizado principalmente em jovens com o objetivo de

tratar convulsões simples geralmente associadas a possesões demoníacas

(Finger, 1994; Finger & Clower, 2001; Finger & Fernando).

Como esses orifícios cranianos foram ralizados cirurgicamente de forma

deliberada afim de atingir um propósito maior (terapêutico-religioso), percebe-se

que as trepanações exigiam certo conhecimento anatômico do crânio e, mais

uma vez, corroboram a atribuição de um papel importante ao cérebro, ou ao

12

menos à região da cabeça, na regulação de funções mentais superiores (Blos,

2003; Finger, 1994; Gros, 1998, 1999 a).

Vale ressaltar que o começo da história humana foi marcado por aspectos

práticos da sobrevivência assim como o desenvolvimento de melhores maneiras

de viver (agricultura, domesticação de animais) e ocupação de ambientes

inóspitos. Nesse contexto, os humanos tinham poucas chances de pensar sobre

o ato de pensar de modo que somente após o desenvolvimento razoável da

civilização é que nossos ancestrais puderam se dedicar mais a esse exercício.

No entanto, todas as inferências feitas até então eram apenas teóricas, não havia

experimentação, e para compreender o funcionamento biológico de um sistema

altamente complexo como o sistema nervoso é necessário que experimentos

científicos sejam realizados (Gazzaniga, 1998).

1.2. O início das experimentações científicas

Na Grécia antiga, por volta de 469-379 a.C., começaram a surgir

hipóteses de que o encéfalo seria o órgão responsável pelas sensações e sede

da inteligência tendo como principal provedor de tal idéia o médico grego

Hipócrates. Seu opositor, o filósofo Aristóteles, no entanto, mantinha a idéia de

que o coração era o responsável por tais funções e o encéfalo servia apenas

como uma espécie de radiador, resfriando o sangue superaquecido do coração

(Bear et al., 2001; Landeira – Fernandez & Castro, 2010; Rodrigues & Ciasca,

2010).

Por volta dos anos 130-200 d.C., durante o Império Romano, Galeno

realizou dissecções animais e identificou partes distintas do sistema nervoso

como o cérebro (consistência macia), cerebelo (consistência mais firme) e

ventículos (compartimentos com fluidos). A partir desse estudo fez inferências

acerca das sensações (impressas na parte macia - cérebro), passagem de

fluidos (realizada através das tubulações ocas - nervos) e a geração de

movimentos (efetuados pelo cerebelo) (Bear et al., 2001; Rodrigues & Ciasca,

2010).

Em contraposição às idéias de Galeano surgiu a teoria de Descartes na

qual afirmava que a teoria dos fluidos não poderia explicar o comportamento

13

humano uma vez que este era dotado de intelecto e alma de modo que não

poderia ser comparado ao mecanismo dos animais. Além disso, direcionou as

capacidades mentais humanas à “mente” que era situada fora do cérebro (Bear

et al., 2001; Rodrigues & Ciasca, 2010).

O estudo de Benjamin Franklin de 1751 chamado “Experimentos e

observações sobre a eletricidade”, onde relatava fenômenos elétricos,

impulsionou diversas pesquisas relacionadas ao encéfalo, inclusive a de Luigi

Galvani e Bois-Reymond na virada do século. Esses dois pesquisadores

derrubaram a teoria dos fluidos ao demonstrar que os músculos se

movimentavam através da estimulação elétrica dos nervos e que, portanto, o

encéfalo podia gerar eletricidade (Rodrigues & Ciasca, 2010).

Nesse contexto, ao final do século XVIII o sistema nervoso havia sido

totalmente dissecado de modo que tornou-se possível identificar a presença dos

giros e sulcos da superfície cerebral de um indivíduo e a divisão do encéfalo em

dois lobos. Após essas descobertas iniciou-se uma discussão acerca da

localização das funções cerebrais (Bear et al., 2001; Canguilhem, 2006;

Gazzaniga, 1998; Rodrigues & Ciasca, 2010).

Entretanto, apesar dos avanços conquistados pelos estudos anatômicos,

no século XIX, correntes de pensamento divergentes que diziam respeito ao

modo de funcionamento do cérebro começaram a surgir. O tema central sobre

qual tais teóricos debatiam era se o cérebro funcionava com um todo (campo

agregado) ou se suas partes trabalhavam independentemente (localizacionistas)

(Canguilhem, 2006; Gazzaniga, 1998; Rodrigues & Ciasca, 2010).

Franz Joseph Gall, o maior representante das teorias localizacionistas,

juntamente com J.G. Spurzheim divulgaram que o cérebro era constituído por 35

regiões responsáveis por reger diversas funções intelectuais (linguagem,

percepção de cor) e emocionais (esperança, auto-estima, generosidade). Caso

o indivíduo utilizasse com mais frequência um ou mais comportamentos que

outros a parte do cérebro responsável pelas funções exercidas aumentariam de

tamanho, caracterizando a frenologia. De acordo com essa visão seria possível

descrever a personalidade de uma pessoa através da análise detalhada de seu

crânio, o que ficou conhecido como personologia anatômica (Gazzaniga, 1998;

Rodrigues & Ciasca, 2010).

14

Ainda na linha localizacionista destacam-se os trabalhos de Paul Broca e

Karl Wernicke. Em 1861 Broca descreveu o caso de um paciente que não

apresentava problema motor na língua, boca, ou cordas vocais e ainda sim era

incapaz de formar frases completas ou de expressar seu pensamento por escrito

(afasia motora). No entanto, esse paciente apresentava uma lesão na região

posterior do lobo frontal o que levou broca a crer que a função da linguagem

estaria localizada nessa região específica. Contrariamente ao paciente de Broca,

em 1876, Wernicke relatou o caso de pacientes capazes de falar, mas incapazes

de compreender o que falavam. Esses pacientes apresentavam lesões na parte

posterior do lobo temporal, o que levou Wernicke a concluir que essa área seria

a responsável pela execução da fala (Gazzaniga, 1998; Rodrigues & Ciasca,

2010).

Em oposição ao estudo de Gall, Marie Jean-Pierre Flourens afirmava que

“Todas as sensações, todas as percepções e todas as vontades ocupam o

mesmo espaço nestas estruturas (cérebro). As faculdades de sensação,

percepção e vontade, são, essencialmente, uma só faculdade”, o que deu origem

a teoria do Campo Agregado. Segundo o autor não haviam regiões cerebrais

específicas para comportamentos específicos e sim a participação conjunta de

todas as regiões do cérebro (Canguilhem, 2006; Gazzaniga, 1998; Rodrigues &

Ciasca, 2010).

Paralelamente a estas correntes de pensamento dois neuroanatomistas

estavam impulsionando as pesquisas na área da histologia. Eram eles Camilo

Golgi e Santiago Ramon y Cajal. Camilo Golgi desenvolveu a coloração por prata

que impregnava os neurônios com essa substância, possibilitando a

identificação microscópica de todas as suas estruturas que são o corpo celular,

os dendritos e o axônio. Apesar de sua descoberta, Golgi acreditava que o

encéfalo era uma massa contínua de tecido, um sincício que compartilhava um

único citoplasma. Utilizando a coloração por prata desenvolvida por Golgi,

Ramon y Cajal demonstrou que o tecido nervoso era composto por uma rede de

células, os neurônios, que eram entidades únicas, e não um aglomerado. Além

disso identificou que a transmissão de informação elétrica se dava em uma única

direção: dos dendritos para a extremidade do axônio (Gazzaniga, 1998;

Rodrigues & Ciasca, 2010).

15

1.3. A constituição do cérebro atual

Assim como descoberto por Ramon y Cajal (Gazzaniga, 1998), o

sistema nervoso é constituído por células nervosas, os neurônios, que se

comunicam formando os chamados circuitos nervosos (Machado, 2004). São

especializados no recebimento, condução e processamento das informações

sendo formados pelo corpo celular, dendritos e axônios. O corpo celular é a parte

mais volumosa da célula nervosa e contêm o núcleo e a maioria das estruturas

citoplasmáticas. Os dendritos são prolongamentos finos (geralmente

ramificados) que conduzem os estímulos captados do ambiente ou de outras

células em direção ao corpo celular. Por sua vez, o axônio é um prolongamento

fino (geralmente mais longo que os dendritos) que tem o papel de transmitir os

impulsos nervosos provenientes do corpo celular para outras células )

(Consenza & Guerra, 2011; Machado, 2004; Meneses, 2006).

O processamento e a transmissão de informações realizadas pelos

neurônios ocorrem através de impulsos nervosos de natureza elétrica que

causam alterações na polaridade elétrica da membrana que reveste as células.

Os impulsos conduzidos ao longo dos neurônios ocorre nas porções finais do

prolongamento neural, no axônio. Os locais onde ocorrem a passagem de

informação entre as células são chamados de sinapses e a comunicação entre

os neurônios é feita através da liberação de uma substância química, o

neurotransmissor, que pode ser excitatório (passagem do impulso nervoso) ou

inibitório (dificulta a passagem de novos impulsos nervosos) (Chaddad Neto et

al., 2006; Consenza & Guerra, 2011; Machado, 2004; Meneses, 2006).

Além dos neurônios, há outros tipos de células que compõe a estrutura do

sistema nervoso, representando cerca de metade do volume do encéfalo. Essas

células são chamadas de células glia, ou células gliais, e tem a função de

sustentar os neurônios e auxiliar o seu funcionamento. Existem diversos tipos de

células gliais assim como os astrócitos, por exemplo, que encontram-se

dispostos ao longo dos capilares sanguíneos do encéfalo e controlam a

passagem de substâncias do sangue para as demais células do sistema

nervoso. Por outro lado, os oligodendrócitos e as células de Schwann enrolam-

16

se sobre os axônios de certos neurônios formando envoltórios isolantes

chamados bainha de mielina que auxiliam na condução mais rápida dos impulsos

nervosos através do neurônio. Os locais com maior concentração concentração

de fibras mielinizadas é chamado de substâncias branca e aqueles com maior

predominância de corpos celulares é denominado susbstância cinzenta. A

substância cinzenta constitui a porção externa do cérebro e dá origem ao

chamado córtex cerebral (Chaddad Neto, 2006; Cosenza & Guerra, 2011;

Machado, 2004; Meneses, 2006; Netto, 2008).

O córtex cerebral é dividido em cinco áreas denominadas de lobos

cerebrais, cada uma com funções diferentes e especializadas. São eles: lobo

frontal, lobo occipital, lobo temporal, lobo parietal e lobo da ínsula. O lobo frontal

situa-se na região da testa enquanto o lobo occipital encontra-se na área da

nuca, o lobo parietal na parte superior da cabeça, o lobo temporal localiza-se na

região lateral da cabeça, sobre a orelha, e o lobo da ínsula é uma dobra interna

do córtex (Netto, 2008).

No que diz respeito ao recebimento e processamento de informações do

meio, os lobos estão envolvidos na produção das percepções, no planejamento

das ações e do movimento, bem como no pensamento abstrato. Os lobos

occipitais são responsáveis pelo processamento dos estímulos visuais sendo

quase exclusivamente dedicado apenas a esta função (Machado, 2004; Netto,

2008; Netter, 2006).

Os lobos parietais são divididos em uma parte anterior e posterior. A parte

anterior, também chamada de córtex somatossensorial, é responsável por

receber estímulos provenientes do meio exterior, possibilitando a percepção das

sensações através dos sentidos. A área posterior é considerada secundária e é

responsável pela análise, interpretação e integração das informações recebidas

pela área anterior (Machado, 2004; Netter, 2006).

Os lobos temporais processam as informações auditivas através de

estímulos da área auditiva primária produzindo assim sons que são enviados à

área auditiva secundária que interage com outras áreas do cérebro e atribui um

significado ao que está sendo ouvido (Machado, 2004; Netter, 2006).

O lobo frontal é o responsável pela execução do comportamento,

incluindo julgamentos morais e o comando dos movimento uma vez que nele

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estão incluídos o córtex motor e o córtex pré-frontal. O córtex motor controla e

coordena os movimentos voluntários sendo que o córtex motor do hemisférios

direito controla o córtex motor do lado esquerdo e vice-versa. Já as funções do

córtes pré-frontal abrangem o pensamento abstrato e criativo, a fluência da

linguagem e do pensamento, respostas afetivas, julgamento social, entre outras

(Machado, 2004; Santos, 2002).

Até pouco tempo atrás o lobo da ínsula era considerado a área mais

primitiva do cérebro, estando relacionado apenas a atividades básicas como

alimentação e reprodução, no entanto, estudos recentes demonstram que esta

estrutura desempenha um importane papel nas emoções humanas sendo essa

uma de suas principais funções, fazendo parte do sistema límbico. É responsável

por monitorar permanentemente o estado funcional do corpo, gerando

informações que são utilizadas pelo lobo frontal para ajustar as funções corporais

(homeostasia). Todas as informações de emoção e sentimento são processadas

na porção frontal da ínsula que ainda prepara o indivíduo para situações que

ainda estão por vir ajustando o metabolismo (Netto, 2008; Santos, 2002).

Quase tão importante quanto o cérebro é o restante do sistema nervoso

que, pode ser didivido, do ponto de vista anatômico, em Sistema Nervoso central

e Sistema Nervoso Periférico. O Sistema Nervoso Central tem o papel de

receber, analisar e realizar a integração das informações provenientes do meio.

É responsável pela tomada de decisões e envio de ordens. Já o Sistema Nervoso

Periférico é responsável por levar informações tanto dos órgãos sensoriais para

o sistema nervoso quanto do Sistema Nervoso Central para os órgãos efetores

(músculos e glândulas). O sistema Nervoso central engloba o encéfalo e a

medula ao passo que o Sistema nervoso periférico dividi-se em somático e

autônomo que abriga ainda outras duas categorias: o sistema nervoso simpático

e o parassimpático (Machado, 2004; Meneses, 2006).

O encéfalo e a medula, os órgãos do sistema nervoso central, são

protegidos por estruturas esqueléticas como a caixa craniana e a coluna

vertebral, respectivamente. Além disso, abaixo de tais estruturas esqueléticas,

há três camadas de tecido conjuntivo chamadas de meninges que também

atuam na proteção do cérebro. São denominadas dura-mater (camada externa),

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aracnóide (camada mediana) e pia-máter (camada interna) (Machado, 2004;

Meneses, 2006).

O encéfalo se aloja no interior do crânio e corresponde ao telencéfalo

(hemisférios cerebrais), diencéfalo (tálamo e hipotálamo), cerebelo e tronco

encefálico (bulbo, mesencéfalo e ponte) (Machado, 2004; Meneses, 2006;

Santos, 2002).

O Telencéfalo, ou cérebro, é formado pelo córtex cerebral, pela amígdala

e pelo estriado de modo que ocupa o maior espaço no cérebro humano. É

dividido em dois hemisférios cerebais: hemisfério direito e hemisfério esquerdo,

sendo este o dominante na maioria dos indivíduos já que é responsável pelo

pensamento lógico e pelas habilidades de comunicação. Este último evento se

deve ao fato de que ele contêm duas áreas especializadas na fala sendo uma

responsável pela motricidade da fala (área de Broca), e outra responsável pela

compreensão verbal (área de Wernicke). Já o hemisfério direito é o responsável

pelo pensamento simbólico e pela criatividade (Machado, 2004; Meneses, 2006;

Santos, 2002).

A comunicação entre os dois hemisférios é realizada graças a presença

de uma fissura sagital onde está localizada o corpo caloso. Esta estrutura é

formada por fibas nervosas mielinizadas que são responsáveis por fazer uma

ponte entre um hemisfério e o outro, possibilitando a troca de informações entre

as muitas áreas do córtex (Netto, 2008).

O diencéfalo localiza-se entre o tronco encefálico e o telencéfalo estando

intimamente unido a este último, mas conservando características diferentes.

Com exceção das informações sensoriais provenientes do olfato, todas passam

obrigatoriamente pelo tálamo antes de alcançar ou não o córtex cerebral

atuando, dessa maneira, como uma estação retransmissora de impulsos

nervosos que conduz os impulsos às regiões de processamento apropriadas.

Além disso, também está envolvido com alterações emocionais decorrente não

só de sua própria atividade como também de conexões com outras estruturas do

sistema límbico que regulam as emoções (Miranda Neto et al., 2006; Netto,

2008).

A segunda divisão do encéfalo, o diencéfalo, é formado por vários núcleos

que, em conjunto, formam o tálamo. O tálamo tem a função de processar e

19

distribuir a maioria das informações sensoriais que partem em rumo ao córtex

cerebral estando, portanto, relacionado com a ativação do córtex, com a

motricidade e com o comportamento emocional (Machado, 2004; Meneses,

2006; Miranda Neto et al., 2006; Netto, 2008).

Logo abaixo do tálamo encontra-se o hipotálamo, uma pequena porção

do diencéfalo que responde, principalmente, às funções viscerais (sistema

nervoso autônomo). É uma estrutura vital de extrema importância responsável

pelo recebimento de informações acerca do estado corporal e regulação dos

respectivos sistemas visando a homeostase (Controle da temperatura corporal,

saciedade, balanço hídrico, sono, comportamento sexual, regulação da hipófise).

Com relação a sua participação nos estados emocionais o hipotálamo parece

estar mais ligado à expressão dos mesmos do que em sua criação (Meneses,

2006; Miranda Neto et al., 2006; Netto, 2008).

Apesar de corresponder a apenas 10% do volume encefálico, o cerebelo

concentra 80% de todos os neurônios presentes dentro do crânio. É constituido

por dois hemisférios conectados por uma porção média, o vérmis, e situa-se

posteriormente ao tronco encefálico, abaixo do lobo occipital. Primariamente, é

uma área responsável pelo controle e aprimoramento dos movimentos

planejados iniciados pelo córtex motor. A partir do momento em que é ativado

pelo córtex motor através de movimentos musculares e informações

proprioceptivas o cerebelo passa a agir refinando o movimento a ser executado,

selecionando grupos musculares específicos a serem ativados e quais

articulações serão exigidas. Além disso auxilia na manutenção da postura

corporal e na coordenação dos movimentos da cabeça e dos olhos (Meneses,

2006; Miranda Neto et al., 2006; Netto, 2008).

As funções do cerebelo são mantidas graças às entradas sensoriais da

medula espinal, do córtex motor e de informações proprioceptivas advindas dos

órgaos vestibulares do ouvido interno. A convergência de todos esses acessos

garante ao cerebelo sua capacidade de coordenar os movimentos dos músculos

esqueléticos durante o movimento. Assim sendo, pode-se dizer que o cerebelo

atua nos ajustes dos movimentos, do equilíbrio, da postura, do tônus muscular

e, sobretudo, na coordenação motora (Meneses, 2006; Miranda Neto et al., 2006;

Netto, 2008).

20

O tronco encefálico situa-se ventralmente ao cerebelo e é a estrutura do

sistema nervoso central com funções vegetativas vitais como a regulação da

respiração e da pressão sanguínea. É constituído pelo bulbo, ponte e

mesencéfalo (Netto, 2008).

O bulbo é constituido pela estensão superior direita da medula espinal

tando, dentre outras funções específicas, a regulação da pressão sanguínea e

respiração, paladar, audição, manutenção do equilíbrio e controle dos músculos

do pescoço e da face (Machado, 2004; Meneses, 2006; Miranda Neto et al.,

2006; Netto, 2008).

A ponte é dividida em parte ventral, responsável pela retransmissão de

informação sobre os movimentos e sensações, e parte dorsal que está

relacionada à respiração, ao paladar e ao sono (Machado, 2004; Miranda Neto

et al., 2006).

O Mesencéfalo situa-se acima da ponte e estabelece conexões

importantes entre componentes do sistema motor assim como o cerebelo,

núcleos da base e hemisférios cerebrais participando da definição do

planejamento motor e do movimento dos olhos.

21

CAPÍTULO II O contexto histórico das neurociências e o perfil do

neuropedagogo

A vida depende e só ocorre através de interações realizadas desde o

nascimento, a todo o tempo, entre o homem e o ambiente em que vive através

de comportamentos variados adquiridos ao longo da vida que resultam do

aprendizado. O processamento desses estímulos externos ocorre no sistema

nervoso central e só é possível graças ao cérebro, o único órgão agraciado

evolutivamente com a capacidade de receber e processar os estímulos cerebrais

elaborando respostas adaptativas condizentes que garantem a sobrevivência do

indivíduo e, consequentemente, a preservação da espécie (Guerra, 2011;

Halpern O’Connell, 2000; Ferrari et al., 2001).

O cérebro humano é o responsável pela execução todas as atividades

humanas primordiais, funcionando como um motor que abrange desde as

faculdades intelectuais mais complexas (linguagem, reconhecimento de formas,

resolução de problemas) até as respostas neurofisiológicas mais simples

(Santos, 2006).

Além disso, o cérebro desempenha um papel fundamental na formação

da personalidade humana que varia de indivíduo para indíviduo e é regulada

pelas experiências pessoais que, por sua vez, lapidam as redes neurais de

acordo com os estímulos recebidos garantindo a individualidade dos seres

humanos (Couto, 2008; Toninato, 2007). De acordo com Rose (2006), o cérebro

representa simultaneamente a unidade básica dos seres humanos enquanto

espécie e a individualidade essencial de cada um.

Seguindo o incremento do uso e surgimento de novas tecnologias o

estudo das neurociências evoluiu consideravelmente nos últimos anos

principalmente durante a “Década do cérebro” (1990-1999). Nesse período

diversos ramos das ciências que tinham o sistema nervoso como objeto de

estudo foram impulsionados de modo que o conhecimento acerca do sistema

nervoso, e de forma especial do cérebro em si, aumentou (Guerra, 2011).

A Neurociência é a ciência responsável pelo estudo do sistema nervoso

englobando sua composição molecular, bioquímica e as diferentes

22

manifestações desse sistema (Santos, 2006). De acordo com Oliveira (2006), a

neurociência estuda os mecanismos de funcionamento dos neurônios e a

importância das demais células do sistema nervoso (as células da glia) bem

como o equilíbrio funcional do tecido nervoso, buscando a compreensão dos

mecanismos da memória, da geração de emoções e a expressão

comportamental do indivíduo.

Ao falar de Neurociência remete-se prontamente aos assuntos mais

comentados da área médica que são as doenças neurológicas (como o

Alzheimer, Mal de Parkinson) de modo que outros temas relevantes passam

desapercebido por muitos (Bacaro & Sforni, 2015). No entanto, em 1995, a

UNESCO referiu-se à neurociência como uma disciplina interdisciplinar que

engloba tanto a biologia do sistema nervoso como as ciências humanas, sociais

e exatas. Essa interdisciplinaridade torna possível uma contribuição mais

concreta à melhoria da qualidade de vida através, por exemplo, da confecção de

artefatos mecânicos comandados pelo sistema nervoso que visam a substituição

de um membro amputado (Benarós, 2010; Farina, 2006).

A neurociência é, portanto, uma área do conhecimento que perpassa

várias áreas do saber sendo, portanto, uma área multidisciplinar que tem como

ponto comum o estudo do sistema nervoso (Grossi et al., 2014). Sendo assim,

de acordo com Lent (2001), o termo mais apropriado para desginar este ramo na

atualidade seria neurociências – no plural.

Nos últimos anos a integração dos achados de pesquisas neurocientíficas

às necessidades de identificação das melhores maneiras de ensinar com o

ojetivo de potencializar o aprendizado vem consolidando um novo campo

multidisciplinar de conhecimento e de atuação profissional nas áreas da

docência e da pesquisa educacional: a neuroeducação. Segundo Oliveira

(2014), “os estudos atuais sobre a mente, o cérebro e os processos neurais

envolvidos no pensamento e na aprendizagem têm possibilitado a emergência

de explicações e uma melhor compreensão da ciência da educação”. Sendo

assim, se há maior compreensão de como os sistemas neurais ocorrem, é

possível um melhor entendimento de como a aprendizagem pode ser organizada

(Bacaro & Sforni, 2015).

23

Apesar da necessidade de diálogo entre ciência e educação e a

complementariedade inegável das duas áreas, nos últimos anos um grande

número de estudos foram destinados a explicação de diversos aspectos

neurocientíficos (como animais e humanos aprendem, por exemplo) e poucos

visaram a explicação de como os indivíduos deveriam ser ensinados (as formas

mais eficazes). Pode-se dizer que a maioria dos achados destinou-se apenas a

documentação da aplicação de técnicas educativas ao invés de justifica-las (por

que dão resultado) (Tokuhama-Espinosa, 2008).

A neuroeducação tem a finalidade de abordar o conhecimento e a

inteligência integrando três áreas: psicologia, educação e neurociências (Zaro et

al., 2010). De acordo com Tokuhama-Espinosa (2008), a psicologia e as

neurociências complementam as práticas pedagógicas ao passo que os

resultados científicos provenientes das neurociências comprovam e demonstram

como as alterações cerebrais ocorrem durante a aprendizagem e a psicologia

fundamenta a observação e documentação de comportamentos guiando de

forma consistente a eficácia das práticas empregadas.

Dentro deste contexto, a pesquisa e o interesse em neurociências vêm

aumentando tanto para entender os processos neuropsicobiológicos quanto para

dar um embasamento científico à educação uma vez que, através de

descobertas recentes, foi possível reconhecer que a aprendizagem desencadeia

alterações químicas e estruturais nas células nervosas (Guerra, 2011; Morales,

2005).

Embora os processos cognitivos ainda não tenham sido esclarecidos

integralmente, por conta de limitações técnicas e éticas inerentes ao estudo do

comportamento humano, um progresso significativo já foi alcançado graças a

descrição de mecanismos cerebrais fundamentais no processo de ensino e

aprendizagem, permitindo assim uma abordagem mais científica (Conselho

nacional de pesquisa dos Estados Unidos, 2007; Guerra, 2011). Dessa maneira,

todos os atores envolvidos no processo educacional puderam tomar

conhecimento da participação do cérebro como efetor de alterações

neurobiológicas no processo de aprendizagem (Guerra, 2011).

Cabe ressaltar que a integração entre as neurociências e a educação não

visa a fabricação de um molde científico no qual a educação deve se moldar para

24

entrar. Pelo contrário, o encontro entre essas duas áreas resulta em ganhos

científicos para ambas ao levar em conta a relação dinâmica entre o biológico e

o social (Bacaro & Sforni, 2015; Luria, 1991).

Na verdade, é importante compreender que as áreas supracitadas

possuem naturezas diferentes de modo que sua regulação também é distinta.

As neurociências são ciências naturais que proporcionam a compreensão de

fenômenos cerebrais observados. Já a educação não é regulada apenas por leis

físicas, mas também por aspectos humanos e visa a criação de estratégias que

atendam a um objetivo específico como, por exemplo, o desenvolvimento de

competências pelo aprendiz na sala de aula (Guerra, 2011).

Desse modo a aplicação das descobertas em neurociências na escola

depende de uma linguagem mediadora entre as duas áreas para que o

conhecimento gerado seja aplicado adequadamente ao ambiente escolar. Frente

a esta limitação é possível afirmar que as neurociências podem embasar a

educação através de objetivos e estratégias educacionais, mas não explica-la e

nem fornecer receitas que garantam o sucesso (Guerra, 2011; Morales, 2005).

Além disso, faz-se necessário investigar rigorosamente as pesquisas

neurocientíficas aplicadas à sala de aula antes de estabelecer qualquer

praticidade educacional já que aprender não depende só do cérebro e sim de

diversos outros fatores como: dieta balanceada, realização de atividades físicas,

boas condições de saúde e moradia, ambiente familiar favorável, material

adequado, entre outros (Guerra, 2011; Rotta et al., 2006).

De acordo com Relvas (2007), o conhecimento e a aplicação da

neuropedagogia na educação perpassam por uma visão neurocientífica do

processo de ensinar e aprender. Contribui na identificação de uma análise

biopsicológica e comportamental do educando por meio dos estudos da

anatomia e da fisiologia no sistema nervoso central. Explica, modela e descreve

os mecanismos neuronais que sustentam os atos perceptivos, cognitivos,

motores, afetivos e emocionais da aprendizagem.

Vários teóricos, a maioria da área da psicologia cognitiva, corroboraram e

enriqueceram o estudo das neurociências para a educação ao provocar uma

dialética produtiva entre as duas áreas. Esta aliança interdisciplinar teve início

com o psicólogo russo Lev Seminióvitch Vygostky (1896-1934), que estudou a

25

potencialização das capacidades humanas através das interações sociais

culminando na construção coletiva do conhecimento (Lemos & Giorgi, 2010).

No início do século XX Vygotsky coordenou um grupo de pesquisadores

que foram responsáveis pela produção de conhecimentos inéditos e avançados

que contribuíram para a compreensão do pensamento humano como uma

função do sistema nervoso central (Oliveira, 2014). Luria (1992) afirma que

Vygotsky foi o responsável por concluir que as relações interpessoais do

indivíduo com outros indivíduos e com o meio externo originavam formas

superiores de comportamento consciente. Ou seja, a troca social, o estímulo, é

necessário para que ocorra o desenvolvimento psíquico dos seres humanos.

Embora tivesse sido graduado inicialmente em direito, Vygotsky formou-

se também nas áreas de psicologia, filosofia, literatura e medicina que serviram

de assoalho para suas idéias integradoras entre a biologia do corpo com a

filosofia, literatura e psicologia da mente. Influenciado pelo marxismo, Vygotsky

concluiu que as funções psicológicas superiores estão atreladas às relações

sociais que o indivíduo mantém com o mundo exterior através da linguagem.

Afirmava também que o homem não é apenas um produto do seu ambiente, mas

também um agente ativo no processo de criação deste meio. (Oliveira, 1993).

Para Vygotsky toda bagagem de aprendizado da criança se inicia muito

antes da aprendizagem escolar, tem uma história anterior resultante de

interações sociais construídas historicamente e que ocorreram desde o seu

nascimento de modo que é importante avaliar um indivíduo pelo que ele está

aprendendo no momento e não pelo que já aprendeu (Lemos & Giorgi, 2010;

Morales, 2005). A descrição do modelo de aprendizado de Vygotsky foi

responsável por uma grande evolução na área da pedagogia e do entendimento

dos processos mentais envolvidos na ação de aprender, principalmente quando

descreve a zona de desenvolvimento proximal (Oliveira, 1993).

Para compreender a fundo as idéias instauradas por Vygotsky faz-se

necessário a compreensão de seus quatro pilares, que são: interação, mediação,

internalização e a zona de desenvolvimento proximal (ZDP) (Grossi et al, 2014;

Zaro et al, 2010).

A interação diz que todos os indivíduos adquirem conhecimento através

das relações interpessoais, de interação com o meio e, por isso, Vygotsky é

26

chamado de interativo. Ele descobriu que para crescer, aprender, construir

conhecimentos e se construir, o ser humano precisa dos outros. As ações de

interagir, trocar e partilhar só são possíveis graças à linguagem, a grande

ferramenta social de contato que possibilita a troca de informações com o outro

de modo que o individuo pode completar-se (Lemos & Giorgi, 2010; Oliveira,

1993; Zaro et al., 2010).

Vygotsky entende que as funções mentais superiores são socialmente

formadas e culturalmente transmitidas por meio da linguagem, funcionando,

portanto como mediadora entre o indivíduo e a cultura. Além disso, afirma que

por mais que uma criança possa ter potencial biológico para se desenvolver, se

não interagir, não se desenvolverá como poderia (Lemos & Giorgi, 2010; Oliveira,

1993). Para elucidar esse quadro basta lembrar o caso do “menino lobo”, por

exemplo, que foi abandonado na floresta e conviveu com lobos, desenvolvendo

muito pouco seu lado humano de modo que andava de quatro, mordia e rosnava

como um cão (Daily mail, 2007).

Seguindo essa perspectiva, é afirmativo dizer que as características

individuais dos indivíduos nada mais são do que o resultado das interações

interpessoais. Durante esse momento de troca com o meio e com os outros se

torna possível a construção e internalização do conhecimento através da

linguagem. Através da linguagem, que é uma valiosa moeda de troca, ocorre a

mediação dos processos externos, possibilitando a ocorrência da interação

(Lemos & Giorgi, 2010; Oliveira, 1993).

Seguindo a mesma linha de pensamento, a mediação trata justamente do

fato da interação não ser realizada de forma direta, mas sim mediada pela

linguagem que possibilita a mediação e compreensão das trocas, semelhante a

uma tradução. Além disso, há dois tipos de elementos mediadores: os

instrumentos (objeto social e mediador da relação entre o indivíduo e o mundo,)

e os signos (instrumentos da atividade psicológica) (Lemos & Giorgi, 2010;

Oliveira, 1993).

A internalização representa o momento em que o aprendizado sobre

determinado assunto é finalizado, incorporado. Ocorre quando o indivíduo torna-

se finalmente capaz de partir de um conhecimento básico inicial, que lhe foi

transmitido anteriormente, para a contextualização destas informações em

27

diversas situações tornando-as universal e relacionando-as com aspectos

afetivos, emocionais, de memória, sentimento ou simplesmente de informação.

Tudo isso possibilitado pela troca com os outros e com o meio (interação) e

mediado pela linguagem (mediação) possibilitando a troca, a apreensão de

conhecimentos, papéis sociais e valores intrapessoais (internalização) (Lemos &

Giorgi, 2010).

A zona de desenvolvimento proximal descrita por Vygotsky corresponde

a lacuna entre o que a criança consegue realizar de forma independente e aquilo

que ela tem potencial para realizar desde que tenha a assistência necessária.

Desde que aprenda com os outros. Os outros, nesse caso, englobam todos

aqueles que participam do processo e ensino e aprendizagem, seja ele o

professor, um adulto, ou até mesmo um colega mais experiente desde que estes

sejam capazes de detectar e auxiliar na potencialização da criança através de

estímulos afim de que ela seja capaz de se superar, apropriando-se, de fato, do

que ela já é capaz de fazer. Para Vygotsky o ensino não está centrado no

professor, que deve desempenhar um papel de mediador entre a criança e o

mundo, descobrindo a zona de desenvolvimento proximal de cada um de modo

a orienta-los na interação com outros e consigo mesmo até atingir seu potencial

(Lemos & Grossi, 2010; Morales, 2005; Oliveira, 1993; Zaro et al., 2010).

Nesse contexto, cabe à escola não só preparar o aluno mecanicamente

para o trabalho, mas sim desperta-lo do seu estado biológico primário para

redimensiona-lo no social através da estimulação e promoção da interação social

entre eles. Dessa maneira, o aprendizado complementa as predisposições

genéticas dos indivíduos, tornando-o mais complexo (Rabello, 2010).

Contemporâneo de Vygotsky, Jean Piaget (1896-1980) foi o nome mais

influente no campo da educação durante a segunda metade do século 20. A

teoria de Piaget é construtivista, com base na estrutura do indivíduo e enfatiza a

interação do sujeito com o objeto físico de modo que a criança só adquiri um

conhecimento ao “agir” sobre ele, modificando-o, descobrindo-o e inventando

(Lemos & Giorgi, 2010; Nitzke et al., 1997 a e b; Piaget & Inhelder, 1982).

Piaget, assim como Vygotsky, defende a idéia de que toda criança nasce

com aspectos cognitivos reduzidos que serão desenvolvidos, potencializados,

28

através de sua interação com o meio externo. Esse desenvolvimento gradativo

da criança foi dividido por Piaget em estágios de desenvolvimento cognitivo que

variam conforme a idade. Nessa perspectiva, um estágio prepara o indivíduo

para o estágio seguinte uma vez que cada etapa define um momento do

desenvolvimento no qual a criança constrói estruturas cognitivas específicas

(Daviis & Oliveira, 1992; Lemos & Giorgi, 2010; Obana, 2015; Piaget, 1975). São

eles:

Estágio Sensório-Motor (0- 2 anos): representa a conquista do universo

pratico a partir de reflexos neurobiológicos básicos (percepção e dos

movimentos). Através dessa inteligência essencialmente prática, o bebê

começa a construir esquemas de ação para assimilar o meio (Lopes,

1996);

Estágio Pré – Operatório (2- 7,8 anos): que é uma preparação e

organização das operações concretas, quando surge na criança a

capacidade de substituir um objeto ou acontecimento por uma

representação graças a função simbólica. Sendo assim, é conhecido

como o estágio da inteligência simbólica (Piaget & Inhelder, 1982). Nesse

estágio a atividade sensório-motora continua presente, porém, apresenta-

se mais refinada permitindo uma maior gama de recursos na exploração

do ambiente (Macedo, 1994);

Estágio Operatório – concreto (8- 11 anos): as ações são interiorizadas e

se constituem operações, sendo capazes, portanto, de relacionar

aspectos diversos abstraindo dados da realidade, do concreto (Nitzke et

al., 1997b);

Estágio Operatório – Formal (8- 14 anos) : distingue entre o real e o

possível. Nesse estágio as estruturas cognitivas alcançam seu nível de

desenvolvimento mais elevado, permitindo assim que a criança faça uso

do raciocínio lógico em diversas situações. Não se limita apenas à

representação imediata e nem às relações preexistentes (Wadsworth,

1996).

29

Além disso, para Piaget a aprendizagem ocorre através de um processo de

assimilação e acomodação sendo que, para atingir esse último estágio, é

necessário que haja uma equilibração (Lemos & Giorgi, 2010).

A assimilação consiste na integração e classificação de um novo dado às

estruturas cognitivas prévias. Ou seja, ao experimentar novos estímulos o

indivíduo procura adapta-los às estruturas cognitivas que já possui. Piaget (1996,

p. 13) define o processo de assimilação como “uma integração à estruturas

prévias, que podem permanecer invariáveis ou são mais ou menos modificadas

por esta própria integração, mas sem descontinuidade com o estado precedente,

isto é, sem serem destruídas, mas simplesmente acomodando-se à nova

situação”.

Já a acomodação ocorre quando não há estrutura cognitiva previamente

existente responsável pela assimilação de uma nova informação decorrente de

um novo estímulo (Nitzke et alli, 1997a). Neste caso, ou um novo esquema é

criado ou há a modificação de um esquema já existente de modo que, nos dois

casos, o resultado é a mudança da estrutura cognitiva. Uma vez que a estrutura

cognitiva sofre uma mudança o estímulo que foi acomodado é prontamente

assimilado.

Wadsworth (1996) diz que "A acomodação explica o desenvolvimento

(uma mudança qualitativa), e a assimilação explica o crescimento (uma mudança

quantitativa); juntos eles explicam a adaptação intelectual e o desenvolvimento

das estruturas cognitivas”.

Dessa forma é possível afirmar que não há assimilações sem

acomodações assim como também não existem acomodações sem

assimilações. Isto significa dizer que o meio externo desencadeia mudanças

efetivas e não apenas o registro de impressões ou a formação de cópias (Lemos

&Giorgi, 2010; Piaget, 1996).

De maneira geral, a equilibração seria o ponto de equilíbrio entre a

assimilação e a acomodação, funcionando, portanto, como um mecanismo auto-

regulador que assegura ao indivíduo a eficiência da interação com o meio

(Wadsworth, 1996).

Piaget e Vygostsky nasceram no mesmo ano e ambos acreditavam que o

conhecimento se dá por meio da interação do sujeito com o meio enfatizando

30

sempre os fatores biológicos envolvidos no processo. No entanto, suas teorias

possuem alguns pontos divergentes podendo enfatizar, quanto a construção do

conhecimento, que para Vygotsky ele ocorre do exterior para o interior (de fora

para dentro, com o meio externo influenciando, moldando e impulsionando as

potencialidades dos indivíduos ) e para Piaget ocorre do interior para o exterior

(de dentro para fora, respeitando a maturação biológica das estruturas

cognitivas) (Lemos & Giorgi, 2010; Obana, 2015; Oliveira, 1993; Zaro et al.,

2010).

Assim como Piaget e Vygotsky muitos outros teóricos (Henri Wallon

(1879-1962) e David Ausubel (1918-2008), por exemplo) contribuíram para a

área da neuropedagogia ao vincular o desenvolvimento da maquinaria cerebral

com os processos de aprendizagem. Portanto, além de tomar conhecimento das

principais teorias da aprendizagem, para estudar neuropedagogia é necessário

reconhece-la como uma ciência responsável pelo estudo da aprendizagem em

conjunto com seus aspectos neurológicos (processos químicos, biológicos,

celulares, anatômicos, funcionais, patológicos e comportamentais),

evidenciando o estudante em um contexto mais integrador e abrangente (Bacaro

& Sforni, 2015; Relvas, 2007).

Segundo a neuropedagogia, ao ensinar para o indivíduo uma nova

habilidade ocorre uma potencialização do funcionamento de seu cérebro. Isso

se deve ao fato de que aprender exige o planejamento de novas maneiras de

solucionar desafios e de atividades estimuladoras de diversas áreas cerebrais

(Relvas, 2007).

Corrobora-se assim o fato de que, além de fornecer novas informações

ao aprendiz, a aprendizagem interfere significativamente na estruturação

sistema nervoso (Constanzo, 2007). Logo, conhecer o potencial e os limites do

sistema nervoso auxilia no processo de aprendizagem, tornando-o mais tranquilo

e eficaz além de construir uma aliança mais consolidada entre as neurociências

e educação o que torna aprendizagem mais significativa (Grossi et al., 2014).

Apesar da importância dos saberes sobre o funcionamento básico

cerebral e sua aplicação na educação há uma escassez preocupante na inclusão

desse tema na formação científica do professor (Morales, 2005). Este panorama

atual acerca do conhecimento da neuropedagogia constitui um novo desafio para

31

o professor uma vez que o trabalho do educador, sob a luz das neurociências,

pode ser mais significativo e, portanto, mais eficiente ao embasar cientificamente

o desenvolvimento e a execução de atividades pedagógicas. Além disso,

educadores, pais e professores atuam diariamente nas mudanças

neurobiológicas que conduzem à aprendizagem ainda que não conheçam (ou

conheçam muito pouco) acerca do funcionamento cerebral (Ansari, 2005;

Guerra, 2011; Mason, 2009; Morales, 2005; Relvas, 2007).

A partir do momento em que o educador compreende a aprendizagem

através de mecanismos neurais ele toma consciência de que esta é individual e

personalizada. Cada estudante aprende de um jeito, em um tempo que,

geralmente, não combina com o currículo escolar porque ele aprende de acordo

com o seu ritmo de sinapse neural. Isso se deve à evolução do cérebro humano

que foi adaptado para garantir a sobrevivência e o bem-estar do indivíduo e não

para tirar uma nota gratificante na escola, a não ser que o desempenho

acadêmico, para o aluno, signifique bem- estar e sobrevivência. No entanto, se

nesse contexto, a sobrevivência for apenas a obtenção de uma nota favorável o

cérebro se encarregará de esquematizar estratégias que atinjam uma nota boa

sem necessariamente adquirir novas competências (Guerra, 2011; Relvas,

2007).

De acordo com Morkova (2000, p. 21) faz-se necessário que o educador

compreenda que “Cada um aprende no próprio ritmo, à sua maneira. Dentro de

uma semente, já existe uma árvore; as possibilidades da nossa vida já existem

dentro de nós, esperando uma quantidade suficiente de calor e luz para

desabrochar”.

Além da compreensão de que cada um aprende de uma maneira, no seu

ritmo, conhecer o funcionamento, a organização, as potencialidades e as

limitações do sistema nervoso fornece ao educador meios mais eficazes de

atender as demandas de alunos com dificuldades de aprendizagem e com

deficiências levando a uma influência positiva no processo de ensino e

aprendizagem (Grossi et al., 2014).

Vale ressaltar, no entanto, que compreender como o cérebro funciona não

garante a realização de uma mágica do ensinar e aprender. É necessário que as

práticas pedagógicas sejam repensadas, valorizando não só a aprendizagem

32

biológica, mas também a aprendizagem subjetiva, afetiva, emocional e cultural.

É necessário que o professor provoque desafios, proponha ações reflexivas e

permita o diálogo entre emoções e afetos para assim criar um vínculo afetivo

com os educandos, pois só assim torna-se viável a compreensão das

necessidades e as limitações dos estudantes (Guerra, 2011; Relvas, 2007).

Nesse contexto, segundo Relvas (2007) “As atividades pedagógicas

apresentadas em sala de aula e na escola devem promover especificamente o

aprofundamento dos conceitos e o desenvolvimento de pensamentos mais

abrangentes e complexos do cérebro, a fim de saber aplicar e provar diferentes

estímulos, no momento certo, no processo do acompanhamento nos métodos

pedagógicos”.

33

CAPÍTULO III O ensino de Biologia e o uso de modelos didáticos biológicos

no contexto neurocientífico

3.1. A biologia no ensino médio

Os modelos de ensino e aprendizagem atuais sofreram mudanças

significativas de modo que é correto afirmar que o contexto educacional vem

sendo visto sob uma nova perspectiva, onde o papel da escola e do educador é

levado em consideração na formação do sujeito cerebral. Parte-se da premissa

que o cérebro é o promotor da aprendizagem, pois é o responsável pela

apreensão e armazenamento das informações recebidas. Nesse panorama

instaurado, a Neuropedagogia é a ciência responsável por reconhecer e explicar

tais mecanismos tendo suas teorias diretamente alencadas à neurociência,

interferindo assim nos métodos e nas metodologias pedagógicas de forma

significativa visando o verdadeiro ato de aprender (Relvas, 2007).

A Neurociência foi vista, durante muito tempo, como um ramo da Biologia.

Atualmente, seu escopo transborda essa disciplina, atingindo outras áreas do

conhecimento humano que buscam compreender os comportamento e as

relações entre o homem e o ambiente e os estímulos que estas interações

provocam no sistema nervoso. Desse modo justifica-se a contribuição de outros

campos do conhecimento (por exemplo, a psicologia, linguística, medicina).

Devido a sua interdisciplinaridade tornou-se possível reconhecer em seu

discurso a presença de duas ou mais áreas do conhecimento ao mesmo tempo,

deixando transparecer a fluidez de suas fronteiras (Herculano-Houzel, 2005).

No entanto, a contribuição da Biologia para essa área da ciência não pode

ser negligenciada uma vez que o estudo da anatomia do sistema nervoso foi o

marco inicial da neurociência. A partir do conjunto de descobertas nas áreas

biológicas e, posteriormente, dos avanços tecnológicos, em especial às

contribuições provenientes da neuroimagem, as neurociências puderam

expandir seu campo de estudo. Além disso, a área da biologia fornece um

arcabouço mais completo para as neurociências uma vez que trata de assuntos

34

diversos e ricos desde a ecologia até a genética molecular, incluindo a evolução,

o que as outras áreas não fazem (Herculano-Houzel, 2005; Nassif, 2006).

O campo da Biologia encarrega-se do estudo do fenômeno da Vida. De

acordo com Paraná (2008, p. 44):

Para o ensino da Biologia, compreender o fenômeno Vida e sua diversidade de manifestações significa pensar uma ciência em transformação, cujo caráter provisório do conhecimento garante uma reavaliação constante de conceitos e teorias elaboradas em cada momento histórico e social.

Entende-se que a Biologia contribui para a formação de sujeitos críticos e

atuantes, por meio de conteúdos que favoreçam a ampliação do entendimento

de seu objeto de estudo e suas complexidades, como: a organização dos seres

vivos, funcionamento dos mecanismos biológicos, estudo da biodiversidade em

processos biológicos de variabilidade genética, hereditariedade e implicações

dos avanços biológicos no fenômeno Vida (Paraná, 2008).

No ensino médio, a disciplina de Biologia progride em concordância com

a Diretriz curricular do ensino de Biologia que se dá através da integração de

quatro conteúdos estruturantes. São eles: Organização dos seres vivos;

Mecanismos biológicos; Biodiversidade; Manipulação Genética. (Brasil, 1998;

Paraná, 2008). De acordo com os Parâmetros curriculares Nacionais para o

ensino médio (1998, p. 14):

É objeto de estudo da Biologia o fenômeno vida em toda sua diversidade de manifestações. Esse fenômeno se caracteriza por um conjunto de processos organizados e integrados, no nível de uma célula, de um indivíduo, ou ainda de organismos no seu meio. Um sistema vivo é sempre fruto da interação entre seus elementos constituintes e da interação entre esse mesmo sistema e demais componentes de seu meio. As diferentes formas de vida estão sujeitas a transformações, que ocorrem no tempo e no espaço, sendo, ao mesmo tempo, propiciadoras de transformações no ambiente.

3.2. O cérebro de recompensa

O caráter microscópico das estruturas apresentadas nesta disciplina

configura um verdadeiro entrave em seu ensino. Para amenizar este impacto

35

seria necessário que as escolas apresentassem uma boa infra-estrutura de

laboratórios com microscópicos e materiais biológicos apropriados para

visualização de estruturas. No entanto, a existência desses laboratórios é muito

escassa sendo encontrado com mais frequência em colégios particulares de alto

nível. Com isso os estudantes não conseguem “materializar” os conteúdos, não

compreendendo e nem relacionando- os com o cotidiano. Ao não encontrar

significado no que aprende, o cérebro, fiel escudeiro da aprendizagem

significativa, apaga a informação recebida. Uma forma de garantir que as

informações sejam transformadas em aprendizagem se dá através da emoção,

pelas conexões afetivas e emocionais do sistema límbico ativadas no cérebro de

recompensa (Aquino & Borges, 2009; Orlando et al., 2009; Relvas, 2007).

Guyton & Hall (2006) apud Ramos (2014, p. 266) enfatizam que:

Estímulos sensoriais ou pensamentos que causam dor ou aversão excitam os centros límbicos de punição, e os estímulos que causam prazer, felicidade, ou uma sensação de recompensa excitam os centros límbicos de recompensa. Todos eles juntos fornecem o humor básico e as motivações da pessoa. Entre essas motivações está a força motriz do cérebro para lembrar aquelas experiências e pensamentos que são agradáveis ou desagradáveis. Especialmente os hipocampos e, em um grau menor, os núcleos médio-dorsais do tálamo, outra estrutura límbica, mostraram-se especialmente importantes para tomar a decisão de quais dos nossos pensamentos são importantes o suficiente numa base de recompensa ou punição para serem dignos da memória.

O Sistema de recompensa cerebral pode ter sido desenvolvido, a piori,

para assegurar que comportamentos essenciais à sobrevivência e reprodução

dos mamíferos fossem repetidos e lembrados. No entanto, com o passar dos

anos e modulado pela evolução, o sistema de recompensa possibilitou que os

indivíduos encontrassem prazer em outras áreas de sua vida assim como

através de uma boa refeição, um passeio ou a obtenção de conhecimento

intelectual. Ativar o Sistema de recompensa significa fazer o mapeamento do

ambiente em busca de satisfação em qualquer situação ou atividade que forneça

prazer (Herculano-Houzel, 2005; Rossa, 2012).

O sistema de recompensa do cérebro, também conhecido como sistema

mesolímbico-mesocortical reúne a área tegmentar ventral (ATV), o núcleo

36

accumbens, a amígdala, o hipocampo, o córtex pré-frontal, o giro do cíngulo e o

córtex orbitofrontal (Damiani & Damiani, 2011).

A ATV está localizada na parte ventral do tegmento do mesencéfalo (parte

superior do tronco encefálico), medialmente à substância negra, contendo

neurônios ricos em dopamina. O núcleo accumbens está na zona de união entre

o putâmen e a cabeça do núcleo caudado no corpo estriado ventral. É o

responsável pelo aprendizado e pela motivação, bem como pela valorização de

cada estímulo.

A amígdala (ou corpo amigdaloide) é uma massa esferoide de substância

cinzenta com cerca de 2 cm de diâmetro situada no polo temporal do hemisfério

cerebral, fazendo parte do sistema límbico. É responsável pela resposta

emocional diante de um evento. O hipocampo é uma elevação curta e muito

pronunciada que se dispõe acima do giro para-hipocampal e possui importantes

funções psíquicas relacionadas ao comportamento e a memória (Damiani &

Damiani, 2011).

O córtex pré-frontal é responsável pelas funções psíquicas superiores,

como o controle e o planejamento, enquanto o giro do cíngulo, localizado acima

do corpo caloso, tem conexões com diversas estruturas do sistema límbico e

desempenha funções primordiais como a regulação da atividade cognitiva e

emocional. O córtex orbitofrontal, por sua vez, tem participação no controle do

impulso e da tomada de decisão (Damiani & Damiani, 2011).

Quando um estímulo capaz de causar bem-estar acaba de acontecer ou

há a sinalização de que pode ocorrer em breve, o córtex pré-frontal aciona a área

tegmentar ventral, tornando-se responsável pela detecção dos estímulos

ambientais de reforço positivo, liberando dopamina no núcleo acumbente

(Rossa, 2012).

O neurotransmissor dopamina é um neuromodulador que modifica a

atividade elétrica dos neurônios dopaminérgicos (neurônios cujo principal

neurotransmissor é a dopamina) que estão presentes, principalmente, na área

tegmentar ventral do mesencéfalo. Quanto mais os neurônios do núcleo

acumbente recebem dopamina, maior a sua ativação e, consequentemente,

maior é a sensação de prazer e bem-estar resultante do comportamento

reconhecido como satisfatório. Portanto, surge a tendência em repetir estímulos

37

que ativem o sistema de recompensa. Antes mesmo da realização de um

comportamento, a a simples cogitação de obter prazer já ativa a liberação de

dopamina no sistema de recompensa e serve como a força-motriz geradora de

uma ação\ comportamento (Damiani & Damiani, 2011; Rossa, 2012).

Além de exercer um papel de destaque no comportamento e na cognição,

a dopamina também interfere no movimento voluntário, na motivação e na

recompensa, na inibição da produção de prolactina (lactação), no sono, no

humor, na atenção e na aprendizagem (Rossa, 2012).

Por sua vez, a amígdala estabelece associações entre o evento

motivacional e os estímulos ambientais e o córtex pré-frontal e o giro do cíngulo

são ativados por eventos motivacionais relevantes, definindo quando a resposta

motivacional será emitida e a sua intensidade (Damiani & Damiani, 2011).

3.3. A contribuição dos modelos didáticos para aprendizagem

dos conteúdos de Biologia

Partindo do pressuporto que o sistema de recompensa busca bem-estar

cognitivo seguindo o mesmo padrão de busca por uma satisfação primordial

(como comer, beber, ou reproduzir), podemos inferir que um ambiente escolar

motivador deve ativar intensamente o sistema de recompensa através de

atividades promotoras de satisfação que gerarão o prazer emocional e intelectual

(Rossa, 2012).

Sendo assim, dentro deste contexto neurobiológico, como o educador

pode apresentar claramente a importância do conhecimento em Biologia até os

níveis microscópicos, e, consequentemente, mais complexos, facilitando a

compreensão desses eventos ou conceitos abstratos pelos alunos? Uma

alternativa concreta e bem-sucedida que promete apaziguar tais dificuldades é

a confecção e aplicação de modelos didáticos biológicos no ensino médio. Tais

modelos, quando cuidadosamente delineados, promovem a ativação do sistema

de recompensa de modo positivo, facilitando a assimilação dos conteúdos

(Orlando et al., 2009; Rossa, 2012).

De acordo com estudo realizado por Pedroso (2009) os alunos

apresentam maior dificuldade em biologia quando as aulas são teóricas, o que

leva facilmente ao cansaço e ao desgaste. O cenário muda quando o professor

38

executa uma aula prática, seja com aplicação de modelos didáticos, jogos ou

exposição de material.

No que tange o aspecto visual como forma de explicar determinado

processo, os modelos didáticos favorecem o desenvolvimento cognitivo e sua

importância reside na correspondência com os modelos mentais que “na Ciência

Cognitiva, [...] são usados para caracterizar as formas pelas quais as pessoas

compreendem os sistemas físicos com os quais interagem.” (Borges, 1997, p.

209). Desse modo, é de se considerar Krapas et al. (1997) quando afirma que

“modelos mentais e modelos conceituais são, portanto, representações de

processos ou objetos do mundo real, construídos basicamente através do

estabelecimento de relações analógicas” (Setúval & Bejarano, 2009).

O uso de modelos didáticos no ensino da Biologia deve, portanto, ser

considerado numa perspectiva de atividade não somente mecânica, mas que

possibilite os estudantes estabelecer interações dialógicas que promovam a sua

eficácia “quando os alunos podem estabelecer relações, [...], e, sobretudo,

quando ocorre a formulação de novas perguntas sobre o assunto que não

ocorriam antes da introdução dos modelos”. (Paz et al., 2006, p. 144).

Em estudo realizado por Orlando et al. (2009), foi percebido que à medida

que os modelos foram sendo aplicados foi notada uma nítida melhoria a nível

cerebral nos estudantes. Ocorreu um aumento na capacidade assimilativa,

associativa e de memorização de conteúdos por eles. Sendo assim, os modelos

biológicos tridimensionais ou semi-planos (alto relevo) constituem uma

ferramenta eficaz para facilitar o aprendizado e complementar o conteúdo escrito

e as figuras planas dos livros didáticos (Orlando et al., 2009).

Além de explorar a acuidade visual do aluno os modelos didáticos

permitem que haja manipulação do material (que pode apresentar diferentes

texturas correspondentes a estruturas diferentes), elevando os modelos a um

patamar multissensorial, potencializando o processo de aprendizagem (Orlando

et al., 2009; Ramos, 2014).

Outro benefício relacionado ao uso dos modelos didáticos é a melhor

fixação dos conteúdos apresentados na memória. Tal fenômeno é denominado

memória contextualizada e ocorre pois os humanos tem maior tendência de

lembrar-se de dados dispostos em um plano espacial. Além disso, ao imergir o

39

conteúdo na percepção espacial do aluno através da reconstrução do objeto de

estudo no ambiente de sala de aula procurando levar o aluno o mais próximo

possível da realidade estudada (imersão orquestrada) trabalha-se com a sua

atenção focada, a percepção periférica e com a memória espacial (Bahar &

Shapiro, 2012; Miller et al., 2013).

3.4. A importância da memória na aprendizagem

Através dos modelos didáticos biológicos, caracterizados como

recursos multissensoriais, uma grande diversidade de estímulos alcança o

cérebro. Caso eles tenham significado, causem emoção no aluno, as

informações podem ser guardadas, mas, caso não sejam significativos, são

excluídos. Segundo Marshall (1988, p. 378), Aristóteles afirmou que “Nada há no

intelecto que não tenha estado antes nos sentidos”. Esse mecanismo constitui a

memória dos indivíduos (Izquierdo, 1989).

A Memória é a capacidade de adquirir, armazenar e recuperar as

informações disponíveis. Para Lent (2001), há uma sequência de eventos nos

processos mnemónicos: o primeiro é a aquisição da informação, segue-se o

armazenamento e por último a recuperação da informação através da

recordação.

O sistema límbico (hipocampo, amígdala, tálamo, hipotálamo, corpos

mamilares e giro cingulado), juntamente com o sistema de recompensa, constitui

um sistema modulador, atuando na gravação e na evocação da maioria das

memórias. Diante de um fato ele tem o poder de influenciar, através do sistema

nervoso, o que deve ser gravado, evocado, e qual decisão deve ser tomada com

base nas experiências já armazenadas. Segundo Relvas (2007):

Para garantir que as informações sejam transformadas em aprendizagem, as aulas devem ser emolduradas pela emoção, pois quando estas têm significado para a vida e vêm pelo caminho da emoção, jamais serão esquecidas. Quando o estímulo já é conhecido do sistema nervoso central, desencadeia uma lembrança; quando o estímulo é novo, desencadeia uma mudança. Assim, torna-se mais fácil compreender a aprendizagem do ponto de vista neurocientífico.

40

Na estrutura cerebral, as memórias são classificadas em: memória de

trabalho; memória de curto prazo e memória de longo prazo. A memória de

trabalho é de curta duração, persiste por poucos minutos no córtex pré-frontal e

integra-se com o córtex entorrinal, hipocampo e a amígdala. Esse tipo de

memória é executada para registros rápidos como um número de telefone, até

que anotemos em algum lugar, então ela se perde e não fica armazenada em

nenhum outro espaço do cérebro. A memória de curto prazo, dura de 30 minutos

a 6 horas, enquanto que a de longo prazo permanece horas, alguns dias e anos.

Tanto a memória de curto quanto a de longo prazo fazem o mesmo percurso

cerebral, entretanto são armazenadas em lugares diferentes (Bertolozzi, 2004;

Cammarota et al, 2008).

Em 2009 Kandel demonstrou que alterações extremas no lobo temporal

medial, mais especificamento no hipocampo, destroem a capacidade de

converter uma memória de curto prazo em memória de longo prazo. Nesse

mesmo estudo ele relata ainda que a memória de longo prazo é armazenada no

córtex cerebral.Além disso, seu armazenamento ocorre na mesma área do

córtex cerebral que processou a informação originalmente – ou seja, as

memórias das imagens visuais são armazenadas em diferentes áreas do córtex

visual e a memórias das experiências táteis são armazenadas no córtex

somatossensorial (Kandel, 2009).

A formação da memória de longa duração ocorre através de um processo

de formação lento e frágil, constituido por etapas concatenadas onde se uma

delas falhar toda informação se perde e a consolidação da memória não

acontece A memória de longa duração subdivide-se em memória explícita ou

declarativa e memória implícita ou procedimental (Bertolozzi, 2004; Cammarota

et al, 2008; Kandel, 2009).

As memórias explícitas e implícitas são processadas e armazenadas em

diferentes áreas do cérebro. A memória explícita é direcionada a pessoas,

objetos e lugares e fica armazenada no córtex pré-frontal durante um curto prazo

e, posteriormente, são convertidas em memória de longo prazo, passando para

o hipocampo. Na sequência, é armazenada nas áreas do córtex que

correspondem aos sentidos envolvidos – ou seja, nas mesmas áreas que

processam inicialmente a informação (Bertolozzi, 2004; Kandel, 2009).

41

A memória explícita ainda subdivide-se em duas: memória semântica e

memória episódica. A memória semântica contém informações de fatos e

eventos que fazem parte do nosso cotidiano, que somos capazes de lembrar

mas não sabemos como foi armazenado. Já a memória episódica, diferente da

semântica, reserva informações de fatos ou eventos que lembramos e sabemos

o momento em que foi armazenada, como por exemplo, a festa de aniversário,

o primeiro beijo, a aprovação no vestibular, entre outros (Bertolozzi, 2004;

Cammarota et al., 2008; Kandel, 2009).

Já a memória implícita é direcionada a habilidades, hábitos, e aquelas

atividades resultantes de condicionamento e , por sua vez, é armazenada no

cerebelo, no estriato e na amígdala. A memória implícita “reserva informações

das quais não temos acesso consciente, tal como um procedimento automático

(dirigir um automóvel, dirigir um documento)” (Bertolozzi, 2004; Cammarota et

al., 2008).

Ao assistir uma aula o estudante recebe variados tipos de informações,

tanto visuais quanto auditivas. As informações recebidas transformam-se em

estímulos que alcançam o cérebro e circulam pelo córtex cerebral antes de

serem armazenadas ou descartadas. Sempre que encontram algum arquivo já

formado (o conhecimento prévio), arrumam um “gancho” para seu

armazenamento, fazendo com que, no futuro, ela seja resgatada mais

facilmente. Quando essa informação é resgatada percorre os mais variados

caminhos. Se estes caminhos já tiverem sido percorrido anteriormente (através

do reforço de conteúdos), a recuperação desse conhecimento ocorrerá de forma

simples e rápida. Se o estudante não aprende ou tem dificuldade em aprender

um conteúdo é porquê não encontrou nenhuma referência nos arquivos já

formados para abrigar a nova informação e, com isso, a aprendizagem não

ocorre. Diante essa situação não adianta insistir no mesmo tipo de explicação,

cabe ao professor oferecer outras conexões utilizando abordagens diferenciadas

através do estímulo dos sentidos. Por isso é importante que o educador

investigue os conhecimentos prévios da turma, recordando sempre os conteúdos

já passados de maneiras diversas reforçando e fixando as informações através

da formação dos “ganchos” (Bertolozzi, 2004; Kandel, 2009).

42

3.5. A motivação e o papel do professor nos processos de aprendizagem

A aproximação das neurociências com a educação possibilita a

promoção de novos sistemas de aprendizagem que se sobrepõe aos tradicionais

quadros negros, otimizando assim a ação docente. Tradicionalmente os métodos

pedagógicos instrucionais não permitem uma atenção voltada para a

individualidade do estudante, o que descarta a possibilidade de lidar com as

características pessoais de cada indivíduo. O professor, por sua vez, deve ter

consciência de que as suas turmas constituem uma verdadeira ecologia

cognitiva uma vez que funcionam em movimentos contínuos de transformações

intrísecas e extrínsecas. Faz-se necessário compreender que os sistemas dos

sentidos biológicos dos alunos encontram-se neurofisiologicamente muito

estimulados, constituindo assim um movimento de conexões nervosas que

nunca cessa. Portanto, o primeiro passa para fomentar efetivamente novas

metodologias pedagógicas é respeitar a individualidade e desenvolver a

motivação do aluno (Relvas, 2007; Turcatto & Stein, 2014). De acorco com

Vasconcelos (1992, p.34):

A motivação para o conhecimento em sala de aula, além das

carcterísticas do sujeito, está relacionada a: assunto a ser tratado;

forma como é trabalhado; relações interpessoais (professor-aluno,

aluno-aluno). Isto significa que, na sala de aula, a motivação é um

complexo e dinâmico processo de interações entre os sujeitos

(professor-aluno, aluno-professor, aluno-aluno, etc.), e os objetos de

conhecimento (temas, assuntos, objetos, etc.) e o contexto em que se

inserem (Sala de aula, escola, comunidade, realidade em geral, etc.).

Dentro deste contexto, no que se refere ao conceito de motivação, é

sabido que alguns fatores tornam o ambiente educacional menos atrativo e,

portanto, menos motivador que os ambientes externos. Compreender o que

significa motivar e saber como fazê-lo trata-se de uma tarefa associada a

diversas áreas do conhecimento humano. No entanto, na educação este

conceito está atrelado ao sucesso na relação professor-aluno. A neurociência

43

apresenta a motivação como promotora do comportamento dos alunos (crianças

e jovens) devido a sua origem biológica e intríseca à natureza dos seres

humanos. Sendo assim, o professor terá maiores condições de avaliar os

comportamentos dos alunos a medida em que tomar conhecimento do que rege

suas atitudes: o funcionamento do sistema de recompensa cerebral de cada um

( Rossa, 2012; Turcatto & Stein, 2014).

Sendo assim, o uso de modelos didáticos demonstrativos que permitam

sua manipulação, além de representar uma novidade que aguça a curiosidade

dos estudantes ativando seu sistema de recompensa, levam o estudante a

refletir e assimilar o conteúdo através da memória sensorial permitindo acionar

o raciocínio próprio reforçando as interações qe exercitem o conhecimento

adquirido. Estes artifícios constituem, portanto, importantes ferramentas no

ensino de Biologia ao interligar conteúdos e ao explorar suas habilidades e

competências (Vilhena et al., 2010; Krasilchick, 2004; Orlando et al., 2009).

É satisfatório que o educador reconheça que sua ação pedagógica

desencadeia no organismo de seus educandos reações neurológicas e

hormonais com o poder de influenciar e reger sua motivação para aprender.Caso

o educador desconheça a dinâmica da mente/cérebro, as atividades propostas

podem ser desastrosas (Turcatto & Stein, 2014).

Os comportamentos de risco e o uso abusivo de drogas, característico da

adolescência, se devem à tentativas de voltar a sentir o prazer vivenciado na

infância. Dessa maneira faz-se necessário que mais estímulos positivos e

saudáveis sejam oferecidos aos alunos, aproximando assim o ambiente escolar

o mais próximo possível do ideal uma vez que a diminuição da sensibilização do

sistema de recompensa dos adolescentes causa um grande impacto negativo

em todos os envolvidos no processo de aprendizagem (Rossa, 2012).

O processo de ensino-aprendizado é, de fato, um processo de ativações

sinápticas em diversas áreas do cérebro, encarregado pela formação de

memórias que são dependentes de sensações e emoções (sendo uma delas a

própria motivação). Aprender depende de motivação uma vez que somos

biologicamente programados para buscar e contrar prazer de modo que ele deve

ser encontrado também no aprendizado formal/ escolar. Cabe ao educador a

tarefa de repensar suas práticas pedagógicas de forma mais dinâmica,

44

inovadora, desafiadora e estimuladora, afinal, ser professor é desempenhar a

atividade de modeladores de cérebros (Relvas, 2007; Rossa, 2012; Turcatto &

Stein, 2014).

45

CONCLUSÃO

Através do presente estudo constatou-se que o uso de modelos didáticos

biológicos no ensino médio auxilia no ensino de Biologia uma vez que os

laboratórios utilizados para este fim são de alto custo, estando disponídeis

apenas em algumas escolas particulares de alto nível. Além disso, ao visualizar

algumas estuturas ou organismos no microscópio as dúvidas do indivíduo podem

permanecer por continuar sendo algo abstrato, intocável. Os modelos, por sua

vez, por serem palpáveis, ativam tanto a memória visual e tátil quanto a espacial,

favorecendo que o conteúdo seja entendido e memorizado com mais facilidade

pois ativam mais conexões neurais.

Os modelos constituem uma alternativa de baixo custo, sustentável

(dependendo do material utilizado) e de fácil acesso, podendo ser feitos tanto

pelos professores quanto pelos alunos afim de reforçar os conteúdos

apresentados na sala de aula.

Outro ponto favorável na utilização de modelos didáticos biológicos é que

estes aguçam a criatividade e a curiosidade dos alunos, possibilitando a ativação

do sistema de recompensas. Através desse mecanismo as atividades

desenvolvidas tornam-se mais prazerosas e tendem a ser repetidas mais vezes,

o que pode despertar a atenção e o prazer do aluno a cada aula da disciplina.

Apesar dos trabalhos sobre modelos didáticos de biologia (e de ciências

com enfoque em biologia) serem abundantes, o levantamento do impacto

neurobiólogico desses recursos pedagógicos nos alunos ainda é muito escasso.

Dessa maneira os educadores acabam, muitas vezes, subestimando a

característica potencializadora desses recursos nas habilidades dos indivíduos.

Sendo assim, para que a aplicação desses modelos ocorra de forma

proveitosa é necessário que o professor reconheça seu impacto na arquitetura

cerebral dos alunos, identificando a sala de aula como um meio heterogêno onde

os alunos apresentam tempos diferentes de aprendizado além de uma

organização cerebral única, o que garante sua individualidade. É necessário,

portanto, que o professor saia da zona de conforto do “cuspe e giz” e diversifique

suas estratégias pedagógicas, explorando o mesmo conteúdo de maneiras

diferentes, principalmente com dinâmicas que liberem muita dopamina no córtex

46

dos adolescentes. Afinal, nessa fase da vida há uma queda na produção e

liberação desse neurotansmissor de modo que os cérebros adolescentes

procuram ávidos por atividades que lhe devolvam o êxtase sentido na infância.

Nada melhor que, como educadores, ser essa fonte de prazer e deleite para

esses cérebros em formação.

47

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52

ÍNDICE

FOLHA DE ROSTO 2

AGRADECIMENTO 3

DEDICATÓRIA 4

RESUMO 5

METODOLOGIA 6

SUMÁRIO 7

INTRODUÇÃO 8

CAPÍTULO I - Desvendando o cérebro: 09 histórico das Neurociências 1.1. Os primeiros conhecimentos acerca do cérebro 09 1.2. O início das experimentações científicas 12 1.3. A constituição do cérebro atual 15

CAPÍTULO II - O contexto histórico das 21 neurociências e o perfil do neuropedagogo

CAPÍTULO III – O ensino de Biologia e o 33 uso de modelos didáticos biológicos no contexto neurocientífico 3.1. A biologia no ensino médio 33

3.2. O cérebro de recompensa 34

3.3. A contribuição dos modelos didáticos para 37 aprendizagem dos conteúdos de Biologia 3.4. A importância da memória na aprendizagem 39

3.5. A motivação e o papel do professor nos 42 processos de aprendizagem

CONCLUSÃO 45

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 47

ÍNDICE 52