Diagramas de ciclo causal

Os diagramas de ciclo causal (ou diagramas causais) representam os elementos de um sistema e a relação entre eles. Utilizam a linguagem de elos fechados que permitem ao aluno expressar, com poucas palavras e setas o seu entendimento do problema, ou seja, seu modelo mental. Mostram o caráter da relação entre cada par de conceitos e buscam a resolução de problemas. Existem dois tipos de enlaces: os reforçadores e os de equilíbrio .

Exemplo1: suponha que queira representar o relacionamento entre "nascimentos" e "população". Um primeiro esboço de um diagrama causal mostrado na figura 4 abaixo, expressa que a taxa de nascimentos influencia o tamanho da população e que a população influencia a taxa de nascimento:

Figura 4 - Esboço do diagrama causal do exemplo 1

Este diagrama acima esquematiza um relacionamento entre"nascimentos" e "população", mas não está mostrando de que forma cada uma das variáveis está influenciando a outra.

O diagrama causal da figura 5 abaixo mostra através da seta que vai de "nascimentos" para "população" com o sinal "+" que quanto maior a taxa de "nascimentos", maior será a "população"(ou quanto menor a taxa de "nascimentos", menor será também a "população").

Este sinal "+" na seta indica que as duas variáveis envolvidas têm o mesmo comportamento, melhor dizendo, a mudança das duas variáveis ocorre sempre na mesma direção.

Também existe uma seta com sinal "+" de "população" para "nascimentos", indicando que quando ocorre uma mudança no comportamento da "população", também ocorrerá uma alteração em "nascimentos" no mesmo sentido.

Este tipo de diagrama está caracterizado como um enlace de reforço.

Figura 5 - Diagrama causal do Exemplo 1

Exemplo2: representação das relações entre fome e consumo de comida.

Os enlaces reforçadores caracterizam um crescimento ou declínio a uma taxa sempre crescente. São conhecidos como elos de retroalimentação positivo já que geram um ciclo("loop") que reforça seu comportamento inicial. Eles têm efeito "bola de neve" e são por definição incompletos.

No exemplo 1 mostrado nos diagramas causais, um aumento na população causa um aumento na taxa de nascimentos e esta por sua vez, também causa um aumento na população, teremos uma população crescendo cada vez mais rápido. Já o exemplo 3 que considera a taxa de mortalidade tende a ser um ciclo de equilíbrio conforme será visto a seguir, pois esta taxa quanto maior, mais rápido diminuirá a população.

Este tipo de enlace é representado pela símbolo (+) no meio do ciclo.

Figura 9 - Diagrama causal do Exemplo 1

Os enlaces de equilíbrio promovem estabilidade, resistência e limites e servem para descrever os mecanismos que os sistemas utilizam para solucionar problemas. São conhecidos como elos de retroalimentação negativos já que são elos fechados cujos comportamentos são caracterizados por oscilações, equilíbrio ou busca por objetivo.

No exemplo 2 mostrado nos diagramas causais temos um enlace de equilíbrio já que se aumento a fome, aumento o consumo de comida, porém o aumento no consumo de comida trará uma diminuição da fome e faz com que este enlace tenda a um equilíbrio.

O exemplo 3 mostrado nos diagramas causais mostra um enlace também de equilíbrio no elo referente à população e número de mortes. A população não vai crescer ou decrescer indifinidamente, pois quanto maior seu valor, maior será o número de mortes, porém o aumento no número de mortes causará uma diminuição na população.

Este tipo de enlace é representado pela símbolo (-) no meio do ciclo.

Figura 10 - Diagrama causal do Exemplo 2

Segundo Johnson-Laird, o centro psicológico do conhecimento consiste em se ter um modelo do fenômeno na cabeça. Esse modelo tem uma estrutura de relação similar ao processo que ele modela. A criança representa o mundo real construindo modelos com símbolos (lembranças) e procurando exemplos e contra-exemplos. Modelos mentais são ferramentas para pensar. Modelos mentais podem ser adquiridos sem instrução prévia. Assim, o conhecimento é implícito e sem possibilidades para reflexão. Ou ainda, podem ser derivados de ensinamento, de forma consciente e passíveis de reflexão. Johnson-Laird diz que se você tem idéia do que causa certo fenômeno, os resultados que se obtém, como controlá-lo ou alterá-lo, ou ainda, relacioná-lo com outros fenômenos, você entende esse fenômeno porque tem um modelo dele funcionando em sua mente. Os modelos mentais são mais simples que os reais e podem não ser completos ou tecnica e cientificamente corretos mas eles existem para explicar ou ajudar a entender situações do mundo real. Segundo Rosalind Driver, várias são as interpretações a respeito do que vem a ser um modelo mental: uma interpretação simplista seria a de que um modelo mental é a representação daquilo que se tem na mente. Assim, pensar envolve criação e internalização de modelos simplificados da realidade. Para a Ciência Cognitiva, modelos mentais são representações de um domínio que envolvem previsões, explanações e simulações. Caracterizam as formas pelas quais compreendemos os sistemas com os quais interagimos. Rouse e Morris, na área de Supervisão e Controle de Sistemas, dizem que um modelo mental inclui conhecimento sobre o sistema a ser controlado, sobre as perturbações prováveis de afetar seu funcionamento e estratégias com a tarefa de controle. É um mecanismo para explicar o funcionamento desse sistema e prever estados futuros. Gentner e Stevens compartilham da idéia de que o comportamento de uma pessoa é melhor explicado em termos do conteúdo de sua mente, de seus conhecimentos e crenças, independente de quaisquer mecanismos mentais. Dessa forma, os modelos mentais são construídos por analogia com sistemas mais familiares. Um outro pressuposto é o de que ao fazer previsões ou explicar o funcionamento de um sistema a pessoa simula mentalmente uma estrutura simbólica de componentes interligados. deKleer e Brown acreditam que uma pessoa ao manipular seus modelos mentais faz inferências e previsões numa forma de simulação mental. É como imaginar um programa de computador sendo rodado. Os modelos mentais são elaborados conscientemente ou inconscientemente baseados em estruturas semânticas. Representam nossos conceitos sobre o mundo. A teoria de modelos mentais de Johnson-Laird diz que nossa habilidade em dar explicações está intimamente relacionada com nossa compreensão daquilo que é explicado, e para compreender qualquer fenômeno ou estado de coisas, precisamos ter um modelo funcional dele. Tais modelos são análogos aos eventos que acontecem no mundo real, embora incompletos e não tão fiéis. Mas permitem ao sujeito compreender fenômenos e evntos, atribuir causalidade, tomar decisões e controlar sua execução. Alguns desses modelos são adquiridos através da interação com o meio e com outras pessoas, pelas experiências sensoriais. Outros, através da transmissão de conhecimento e da cultura. Carrol e Olson apresentam uma outra definição para modelos mentais. Eles dizem que um modelo mental é uma estrutura rica e elaborada que reflete a compreensão do indivíduo sobre o sistema, de como ele funciona e por que funciona daquela maneira. É o conhecimento que o indivíduo tem sobre o sistema que permite experimentar ações mentalmente antes de executá-las. Texto extraído de Modelagem Computacional na Educação

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