Mindware semiótico-comunicativo: campos conceituais no ensino de física para deficientes visuais utilizando uma interface cérebro-computador

Pós-graduação em Educação para a Ciência - FC

Uma interface cérebro-computador (ICC) foi pesquisada com o objetivo de se tornar um recurso assistivo para facilitar o processo de conceitualização de pessoas com deficiência visual e física, em aulas de Física. Para avaliar esta tecnologia na práxis didática, utilizou-se a Teoria dos Campos Conceituais para sustentação epistemológica, aplicando-se estratégias multissensoriais de ensino-aprendizagem em aulas de Física, empregando-se uma unidade robótica como ferramenta didática. A análise técnica operacional dda ICC levou em consideração três aspectos que se constituíram os corpora de pesquisa: configuração didática, ergonômica cognitiva e neurociência cognitiva. Como resultado, mostramos que a ICC facilitou o mecanismo de elaboração dos esquemas cognitivos e o processo de conceitualização (invariantes operatórios, conceitos e teoremas-em-ação). Assim sendo, logrou-se o uso da ICC como 'tecnologia assistiva' para ampliação sensório-motora (controle da unidade robótica 'através do pensamento' nas aulas de Física). Com isto assegurou-se o processo de inclusão, acessibilidade e empowerment da pessoa dificiente visual e física. Além disso, a pesquisa trouxe outro resultado inédito na pesquisa em Ensino de Ciências, mostrando que a tecnologia da ICC foi funcional para o registro e acompanhamento das funções neurocognitivas em tarefas didáticas, através da análise da atividade elétrica cerebral via eletroencefalograma (EEG) e ritmos cerebrais. Para isto, realizamos quase-experimentos comparando-se uma tarefa com uma única estimulação sensorial, com outras tarefas utilizando-se estratégias multissensorias. A análise estatística dos dados neurocogntivos do EEG e ritmos cerebrais evidenciou que a aplicação das estratégias multissensoriais produziu correlação acima de 70% (com p<0,05)...

A brain-computer interface (BCI) was investigated with the objective of becoming a assistive resource for facilitate the process of conceptualization of blind and physically handicapped, in Physics classes. To evaluate this technology in teaching practice, we used the conceptual fields theory to support epistemological applying multisensory strategies for teaching and learning in physics classes, using a robotics kit as a teaching tool. Operational technical analysis of BCI considered three aspects that formed the research corpora: setting didactic, cognitive ergonomics and cognitive neuroscience. As a result, we show that the BCI mechanism facilitated the devolopment of cognitive schemas and conceptualization process (operational invariants, concepts and theorems-in-action). Thus, succeeded to the use of the BCI as 'assistive technology to increase sensorimotor (robot control 'by thinking' in Physics classes). With this assured the process of inclusion, accessibility and empowerment of the blind and physically handicapped. Furthermore, the research brought another result unprecedented in research in Science Teaching, showing that the BCI's technology was functional for the registration and monitoring of neurocognitive functions in learning tasks, through the analysis of brain electrical activity via electroencephalogram (EEG) and brain rhythms. For this, we conducted quasi-experiments comparing a task with a single sensory stimulation with other tasks using multisensory strategies. The statistical analysis of EEG and neurocognitive brain rhythms suggested that the use of multisensory strategies produced correlation above 70% (p<00,5). The use of multisensory learning strategies led to the occurrence of significant events in the range of waves Alpha, Beta and Theta indicating strong participation of the mechanism of attention, memory and cognition with emotional positive valence... (Complete abstract click electronic access below)