Educação 4.0

Numa sociedade cada vez mais conectada à tecnologia e ao mundo digital, onde a inovação é a chave da mudança, surgem técnicas de ensino como a educação 4.0.

A educação 4.0 é uma técnica de ensino que tem conexões à quarta revolução industrial e tem como principal objetivo a transformação da educação através da tecnologia e técnicas de automação. Esta revolução introduziu conceitos como realidade virtual, inteligência artificial (IA), internet of things (IOT) e outros tipos de tecnologia que foram estudadas para a sua aplicação no âmbito de ferramentas de ensino, aprendizagem e gestão do processo educacional. Assim, a educação 4.0 diferencia-se das abordagens tradicionais ao integrar tecnologia como forma de melhorar os processos de ensino e aprendizagem, e tendo como foco a personalização e aprendizagem ativa.

Como funciona?

Este método de aprendizagem relaciona-se com a adoção de práticas no setor organizacional e administrativo, por parte dos locais de ensino. Deste modo, os processos de ensino tornam-se mais eficazes, sendo possível um acompanhamento mais personalizado e atento a cada aluno, através de dados individualizados. Um dos grandes pilares da educação 4.0, é a literacia digital essencial para que os alunos adquiram a capacidade de usar e interpretar, apropriadamente, os recursos digitais. Assim, dá-se a criação de um método de ensino assente no recurso às ferramentas tecnológicas, com o grande objetivo de preparar os alunos para o panorama do mercado de trabalho atual.

Objetivos

A implementação deste tipo de educação tem como objetivo a preparação dos estudantes para um mercado de trabalho emergente, em que as habilidades digitais, como programação, inteligência artificial e análise de dados, são de extrema importância. Um estudo realizado em 2020, pela World Economic Forum destaca que habilidades na área da ciência de dados, segurança cibernética e análise de megadados (do inglês, big data analysis) são cruciais para 70% das profissões das próximas décadas. Adicionalmente, o artigo refere que a integração deste tipo de ensino, nas escolas, tem mostrado impactos positivos.

Um outro objetivo concentra-se na necessidade do desenvolvimento de capacidades de autoaprendizagem. Esta competência não só estimula o desenvolvimento cognitivo autónomo, como também mostra ser essencial para a resposta às necessidades de adaptação e constante mudança no ambiente laboral. Note-se que, de acordo com um estudo publicado pelo Journal of Educational Psychology, em 2019, 25% dos estudantes que praticam autoaprendizagem apresentam mais sucesso na resolução de problemas complexos. Além disso, as práticas de aprendizagem a longo prazo (do inglês, lifelong learning) são reconhecidas pelas empresas. Dados da Deloitte referem que 87% dos profissionais de recursos humanos valorizam estas capacidades quando chega a hora do recrutamento.

As habilidades socio-emocionais também apresentam uma fatia importante no que diz respeito ao mercado de trabalho atual, o qual exige pensamento crítico, criatividade, colaboração, resiliência, entre outros. Todos estes aspetos são valorizados pelo método da educação 4.0 e, mesmo com o avanço tecnológico, acabam por ser indispensáveis. Um estudo desenvolvido pelo WEF (World Economic Forum), destaca a valorização, em 91%, das empresas analisadas, em habilidades como a criatividade, empatia e resolução de problemas.

Metodologias incorporadas na educação 4.0

A incorporação de algumas práticas deste tipo de ensino, visam colocar o estudante no cerne do processo de aprendizagem, de modo a oferecer um ensino personalizado às necessidades de cada indivíduo. Assim, uma destas metodologias é a aprendizagem baseada em projetos (ABP), que se foca na construção de conhecimento por meio de um contínuo e longo estudo, e que estimula o desenvolvimento e empenho do aluno. No mesmo seguimento, destaca-se a aprendizagem baseada na resolução de problemas (APBR), um modelo de ensino-aprendizagem que tem por base a resolução de problemas (casos hipotéticos) como forma de ajudar os alunos no desenvolvimento de competências e consequentemente na aquisição de conhecimentos essenciais.

O ensino híbrido, uma junção entre o ensino presencial e o online é outro método de ensino inserido neste tipo de educação. Assim, permite que o estudante participe nas aulas e atividades em ambos os ambientes “forçando-o” a alcançar o domínio no âmbito digital e a ajustar-se a um possível ambiente de trabalho futuro. Em Portugal esta metodologia tem vindo a ser aplicada. Segundo relatórios da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico (OCDE) e da Comissão Europeia, um dos principais desafios é a capacitação digital dos professores, tornando essencial a criação de programas de desenvolvimento profissional na área da tecnologia para os docentes.

Como já referido anteriormente, a inteligência artificial desempenha um papel importante neste tipo de ensino. Este recurso permite identificar padrões de aprendizagem, preferências e dificuldades do aluno, através de relatórios de desempenho, disponibilização de materiais de estudo, entre outros. De acordo com o relatório da RAND Corporation, alunos que utilizam ferramentas como a IA apresentam progresso académico e um ritmo de adaptação acima da média.

Interdisciplinaridade na educação 4.0

A educação 4,.0 não só se centra no uso da tecnologia, como também nos avanços das diversas áreas científicas como é o caso da neurociência e psicologia cognitiva, de forma a enriquecer o processo de aprendizagem.

Primeiramente, quanto à neurociência, concluiu-se que um estudo pormenorizado ao modo de funcionamento do cérebro como resposta a estímulos de aprendizagem permite personalizar os métodos de ensino, promovendo uma melhor retenção e compreensão. Adicionalmente, técnicas desenvolvidas, como a de repetição espaçada, ajudam a consolidar conhecimentos a longo prazo.

Através da psicologia cognitiva é possível identificar padrões de comportamento e preferências nos métodos de aprendizagem, e utilizar estes dados no desenvolvimento de sistemas de aprendizagem adaptativos, focados em processos como resolução de problemas, memória e atenção.

Implementação da Educação 4.0

De forma geral, a integração da tecnologia na educação culminou em mudanças no ensino e na forma de aprendizagem. Segundo o Relatório Global de Monotorização da Educação, da UNESCO (2023), os conhecimentos básicos que se espera que os alunos obtenham na escola, não só aumentou, como passou a incluir diversos conhecimentos voltados para o mundo digital.

A gamificação na educação é outro método que tem sido aplicado. O uso de aplicações e ferramentas como o Kahoot!, Duolingo, Quizizz, Socrative, entre outros, ativam áreas importantes do cérebro, como o hipocampo, crucial para a retenção de informação e memória. Um estudo da Growth Engineering, relacionado aos circuitos cerebrais e ao uso de tecnologia na aprendizagem, revela que ocorre libertação de dopamina (neurotransmissor associado à motivação e recompensa) no cérebro, aquando da interação com sistemas gamificados, revelando efeitos positivos na aprendizagem. Para além disso, verifica-se uma redução nos níveis de cortisol (hormona do stress) e libertação de endorfinas, que criam uma sensação de bem-estar, proporcionando um maior foco em tarefas difíceis.

Em Portugal, este modelo de ensino tem sido aplicado, de forma gradual, ao longo dos últimos anos.

Em primeiro lugar, destaca-se o recurso a plataformas digitais, como o Moodle, Classroom, entre outros, que permitem que o aluno tenha acesso imediato a materiais de estudo, atividades interativas e avaliações. Além disso, permite que os professores possam acompanhar o progresso individual de cada aluno, podendo, assim, adaptar os métodos de ensino.

Ademais, destaca-se a criação de laboratórios remotos e virtuais, pelo Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), que permite aos alunos o acesso remoto a todos os equipamentos (como geradores de corrente, osciloscópios, motores elétricos, etc.) e que contêm os recursos de software e simulação, como MATLAB, LabVIEW, PVsyst, necessários às práticas laboratoriais por meio digital.

A nível geral, destaca-se o programa Portugal 2030, que inclui projetos como “Escolas Virtuais”, cujos objetivos são os de equipar escolas com infraestruturas digitais, promover a formação do corpo docente e estimular ao uso responsável e criativo das tecnologias digitais, com destaque para a programação, robótica e cibersegurança.

Desafios e Limitações

Ainda que bastante apelativa, a implementação da educação 4.0 é acompanhada de alguns desafios.

Em primeiro lugar, destaca-se o acesso limitado e desigual à internet e aos dispositivos digitais que, dificultam a adoção universal deste tipo de método de ensino-aprendizagem. Por outro lado, é também necessário que haja uma preparação do corpo docente para que compreendam e usem as novas ferramentas tecnológicas de forma eficaz. Por fim, destaca-se a necessidade recorrente de armazenamento de dados pessoais por parte de ferramentas baseadas em IA, o que poderá pôr em causa algumas questões de privacidade e ética.

A Educação 4.0 é um modelo de ensino-aprendizagem inovador que combina ciência e tecnologia culminando em métodos personalizados de forma a preparar os estudantes para os desafios do futuro. Apesar das barreiras éticas e económico-sociais, os seus benefícios são irrefutáveis. Com uma implementação estratégica, este modelo pode transformar o ensino num processo contínuo e mais inclusivo, alinhado às necessidades individuais.

Artigo redigido por Beatriz Novais Ferreira. Revisto por Joana Silva.