Grafos Conceituais

Segundo Rincon (2004, p. 5), Grafos Conceituais (GCs) consistem em um sistema de conhecimento idealizado por Sowa (2004, citado por RINCON, 2004, p. 5), que permite a representação gráfica de proposições. Os GC se baseiam nos Grafos Existenciais de Peirce (2004, citado por RINCON, 2004, p. 1) bem como nas redes neurais.

Tanto os MCs quanto os GCs podem ser utilizados como ferramenta representacional do conhecimento. Estas ferramentas podem ser utilizadas para produção de material instrucional, modelagem de conhecimento etc. Devido à sua forte semelhança com os MCs, os GCs parecem ser aplicáveis às mesmas finalidades que os MCs. Para as aplicações ligadas à web, necessitaria se ter ferramentas de softwares tão desenvolvidas quanto aquelas desenvolvidas para construção de MCs, um exemplo é o CMapTools conforme se vê no Apêndice II .

Rincon (2004, p. 5) aponta que: “Através dos GC é possível representação de significados em um formato logicamente preciso, humanamente legível e computacionalmente interpretável”. Na figura 2.9 se mostra um GC.

Figura 2.9 - Exemplo de grafo conceitual.

Fonte: adaptado de Rincon (2004, p. 5).

A Figura 2.9 mostra um GC que expressa a seguinte sentença: “Pluto gosta de osso”. O GC é constituído por dois tipos de nós, os Conceitos e as Relações. Os Conceitos se apresentam dentro de um retângulo, enquanto as Relações (representada na figura 2.9 pela relação Gosta) são representados em círculos ou elipses e interligam dois ou mais conceitos, pelos lados em que podem ser ligados (RINCON, 2004, p. 5).

Além da forma gráfica os GC podem também ser representados na forma linear, para tanto, de uma forma simplificada, os conceitos aparecem entre colchetes, as relações entre parênteses e as setas traço alto e maior que (->) (SOWA, 2004). O GC acima pode ser representado como: [Pluto] -> (Gosta) -> [Osso].

Rincon (2004, p. 5) aponta que os GC podem ser dos tipos: vazio, singular e estrela. Um GC do tipo vazio é constituído por nenhum conceito e nenhuma relação, é um

Gosta

gráfico que não diz nada. Já os GC singulares são constituídos de um único conceito. Conforme representado na figura 2.10.

Figura 2.10 – Grafo Conceitual do tipo Singular.

Fonte: adaptado de Rincon (2004, p. 5).

O grafo singular possui apenas um conceito e nenhuma relação. O grafo representado na Figura 2.10 expressa a sentença: “Existe Cachorro”. Finalmente o grafo do tipo estrela que possui uma relação interligando pelo menos dois conceitos. Vale salientar que, uma característica dos grafos, é que um grafo com conceitos em posições diferentes pode estar dizendo a mesma coisa, ou seja, existe uma relação de equivalência entre eles. Na figura 2.11 se mostra um exemplo desta situação.

Figura 2.11 – Grafos Conceituais Equivalentes.

Fonte: adaptado de Rincon (2004, p. 6-7).

O grafo “A” exprime a sentença: “O cachorro é guloso” na Figura 2.11 é equivalente ao grafo “B” e ambos exprimem a mesma sentença, diferindo apenas na disposição dos conceitos e direção das setas. Um grafo pode ser lido de duas maneiras, no sentido da seta e no sentido contrário à seta. Ao se fazer a leitura do grafo deve-se dizer uma sentença que dará sentido ao grafo.

Quando se lê um grafo no sentido da seta, se observa o tipo de nó do qual se parte e para o qual se chegará. Quando se parte de uma relação para um conceito diz-se que “é”. Quando, inversamente, parte do conceito para o relacionamento diz-se que “tem um”.

Atributo Cachorro Guloso Atributo Guloso Cachorro A B [Cachorro] -> (Atributo) -> [Guloso]

[Guloso] -> (Atributo) -> [Cachorro] Cachorro

Analogamente, quando a leitura do grafo é feita no sentido oposto à seta, mais uma vez se observa o tipo de nó do qual se parte e para o qual se chega. Partido de uma relação para um conceito, diz-se “é um”. Partindo-se de um conceito para uma relação, diz-se “de”.

2.6.1. Os conceitos

Os conceitos em um GC são compostos de dois elementos, o tipo e o referente. Para se fazer esta representação, se utiliza “:” (sinal de dois pontos) entre o tipo e o referente. Para o nosso exemplo, o tipo Cachorro o seu referente é Pluto e pode ser escrito como: Cachorro:Pluto.

Um tipo normalmente, é o nome que se dá a um grupo de elementos com tratamento similar. A definição de um tipo ocorre ao se categorizar certo número de indivíduos pertencentes ao mesmo grupo, em seguida nomeia-se o grupo e a esse nome é que chama-se de “tipo” (RINCON, 2004, p. 6).

Para Rincon (2004, p. 6) os tipos podem ser classificados em supertipos e subtipos, por exemplo, o tipo “Cachorro” é supertipo de “Pluto”. Inversamente o tipo “Pluto” é subtipo de “Cachorro”.

2.6.2. As relações

Para Rincon (2004, p. 7), uma relação é a outra categoria de nó dos GCs. As relações servem para ligar os conceitos nos GC, dando significado a proposições que estes representam. Em uma relação, o tipo diz respeito a qual característica é tratada. Enquanto os conceitos possuem um tipo e um referente, a relação possui apenas tipo, e este é simplesmente o nome da relação. Outras duas características das relações são a valência e a assinatura.

Segundo Rincon (2004, p. 7), a valência de uma relação diz respeito ao número de conceitos aos quais a relação está ligada. Na Figura 2.12, por exemplo, o número de valência é dois porque se tem duas setas ligadas à relação “Gosta”. A valência se classifica em: monadic quando a valência é um, dyadic quando é dois e triadic se a valência for três.

A assinatura de uma relação é dada por uma tupla composta pelos tipos dos conceitos ligados à relação. Tome-se a Figura 2.12, neste caso a assinatura é dada por “<Cachorro, Comida>”. A ordem dos elementos da assinatura é determinada pelas setas que compõem o GC na sua forma gráfica.

Figura 2.12 - Exemplo de uma GC com relação e sua assinatura.

Conforme se viu acima, os GCs têm alguma semelhança com os MCs . Para melhor se observar as semelhanças e diferenças, se dispõem suas características em um quadro conforme segue:

Quadro 2.2 – Comparativo entre os Mapas Conceituais e os Grafos Conceituais.

Características Mapas Conceituais Grafos Conceituais

Representação de Conhecimento.

Sim Sim

Representação de Conteúdo. Mais fácil. Mais difícil. Necessita de uma ontologia básica. Possui outras notações além

da gráfica.

Não Sim. Notação linear, notação intercambiável e formato intercambiável de

conhecimento. Como os conceitos são

representados.

Dispostos em retângulos ou elipses e ligados através das

relações.

Na forma gráfica, dispostos em retângulos e possuem outras informações sobre

tipo e referência. Hierarquia dos conceitos. Através da disposição dos

mapas.

Através dos tipos e subtipos dos conceitos.

Possibilidade de inclusão de informações adicionais.

Pode, e deve se inserir no mapa.

Pode, e deve se inserir no grafo.

Existência de ferramenta de software.

Inúmeras ferramentas como o CmapTools e Inspiration

Possui algumas como CGWorld, CharGer, Cogito,

Notio etc. Fonte: Rincon (2004, p. 9).

Como se pode observar na Quadro 2.1, as semelhanças são muitas entre as duas formas de representação de conhecimento, entretanto vale chamar atenção para o fato de que os GCs são ferramentas muito mais complexas que os MCs. Numa abordagem superficial dos GCs poder-se-ia dizer que ambas as ferramentas poderiam ser utilizadas

Gosta

para o mesmo fim. Contudo, na medida em que se aprofunda no conhecimento dos GCs observa-se que se trata de um conjunto complexo de regras, com diversas notações que, para pessoas pouco familiarizadas com notações da área de Inteligência Artificial, seria de difícil entendimento.

No entanto, se percebe que o uso dos GC na sua notação gráfica seria relativamente de fácil manipulação, sobretudo por aquelas pessoas que já utilizam os mapas conceituais e suas ferramentas de software disponíveis.

Numa tentativa de relacionar alguns desses mapas à teoria de aprendizagem de Ausubel, pode-se dizer que, enquanto os mapas de categoria e conceituais preocupam-se com a estrutura cognitiva do indivíduo, os causais estão interessados em revelar a estrutura motivacional deste. É interessante notar que Ausubel (1978, p. 417) já apontava para os dois fatores que mais impactavam para se ter um ambiente potencialmente significativo: (1) o aprendiz precisa de uma estrutura cognitiva favorável para a assimilação do novo conhecimento e, (2) o aprendiz precisa estar motivado para aprender. As propostas de Novak e Gowin (1984), através dos mapas conceituais, e os mapas de categorização, baseado nos construtos de G. Kelly (citado por BASTOS, 2002, p. 71), pretendem evidenciar a estrutura cognitiva do indivíduo.

Por outro lado, os mapas causais propostos por Bougon devem revelar a estrutura motivacional indivíduo. Pode-se daí sugerir que estas três ferramentas trabalhando em conjunto, podem servir de suporte para promover e diagnosticar um ambiente de aprendizagem potencialmente significativa. Não se tratará aqui do uso integrado destas ferramentas, mas fica registrada a sugestão para trabalhos futuros.