O desenvolvimento ontogenético do pensamento racional dos seres humanos se atribui a três elementos: ação, esquemas e as estruturas. Ação: dá continuidade entre as formas biológicas e as formas do pensamento, construindo formas de pensar. Ela comporta um aspecto particular o qual depende das características peculiares da situação, deve acomodar-se ao objeto. Esquema: é o ingrediente elementar das formas de pensamento, pois conserva certa organização interna quando aparece. O sujeito conhece o objeto assimilando-o a seus esquemas. Por exemplo: Um esquema-reflexo, de ação, é um quadro assimilador o qual permite compreender a realidade à qual se aplica. Estruturas: são construções, formas lógico-matemáticas, ou seja, coordenações ou combinações de esquemas com propriedades diferentes, respeitando determinadas regras ou leis. Percebe-se os esquemas e as estruturas com algo em comum, pelo fato de serem instrumentos de atividade intelectual. Os estágios de desenvolvimento do ser traduzem diferentes formas de organização mental desde os primeiros anos de vida.
A lógica e a matemática são, pois, o produto de uma construção do ser humano. Segundo o autor, os fatores responsáveis pelo desenvolvimento racional são a herança, o meio e o funcionamento. Segundo Piaget a noção de herança ou estrutura pré-construída, corresponde á de maturação orgânica e a noção de interação, principalmente de ação é importante para a construção do desenvolvimento. Ao fator funcionamento, corresponde o de atividade e ao meio físico se acrescentam as transmissões sociais e culturais. Entretanto, estes três fatores tendem a operar de forma coordenada para o desenvolvimento psicológico. O foco fundamental é a equilibração, processo pelo qual se formam as estruturas cognitivas e constitui a expressão da lei funcional afirmando a atuação das estruturas.Os estudos sobre os processos da docência são de fundamental importância em todas as áreas do saber, principalmente, no campo do ensino de ciências.
Os saberes da docência têm procurado mostrar a sua importância para a formação, atuação e desenvolvimento dos professores. Os professores comumente utilizam: os saberes das disciplinas, os saberes curriculares, os saberes da formação profissional e os saberes da experiência em suas aulas. No contexto do ensino da ecologia o desenvolvimento psicológico individual do ser aprendente se depara com os métodos de ação dos docentes abordados no espaço universitário. Tecnologias de ensino, novidades, estruturas mais elaboradas voltadas para realidade atual do aluno e das questões sobre o meio ambiente são ferramentas as quais podem auxiliar os docentes para assegurar transformação/ação dos seus alunos no espaço. Segundo Piaget, graças à sua dupla natureza de objeto físico-químico e de sujeito cognitivo o organismo humano permite que a realidade se expresse através de si mesmo. Entretanto, exprime-se somente no final de um longo processo. É esta a razão pela qual a equilibração surge como fator explicativo, por excelência.
O ensino deve tratar a complexidade e a transdiciplinaridade como termos inseparáveis onde remetem um ao outro. Temos um exemplo claro nas ciências ecológicas, visto ser tudo o que chamamos de ecossistemas, ou seja, da totalidade de interações entre vegetais e animais, unicelulares, a geologia, o clima, o meio físico, etc. E tudo isso cria uma organização natural chamada ecossistema. Os especialistas em ecologia utilizam-se das competências das diferentes disciplinas. Ele é obrigado a associa-las em sua mente, ter um espírito multidisciplinar e até mesmo transdisciplinar, por que sabemos que a atividade humana transforma a natureza e a biosfera. De resto, percebemos a grande importância de uma ciência da ecologia que nos alerta para grandes perigos que ameaçam a nossa terra. Logo os docentes precisam aceitar a aventura do pensamento complexo, pois é o pensamento complexo nos dá instrumentos para ligar os conhecimentos.
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