Dede e Lewis (1995, p. 6) agrupam nas categorias gerais de "conhecimento" o "declarativo" (fatual, ou "que" conhecer) e o "procedural" (cognitivo e/ou habilidade motora, ou "como" conhecer). Estes autores descrevem duas classes básicas de conhecimento adquiríveis através do processo de transição "school-to-work"⁹ (STW):

• conhecimentos que podem informar na seleção/navegação através dos pontos de decisão no processo STW;
• conhecimento que a pessoa pode precisar para fazer as transições através do processo. Pode ser conceitualizado, nos termos usados pelos economistas, em conhecimentos que incrementam diretamente o "capital humano" de uma pessoa;

Essas diferentes classes de conhecimento podem ser enunciadas em termos de diferentes teorias de aprendizagem, diferencialmente suportadas pelas tecnologias diversas.

Para Wu (1996, p. 5), por exemplo:

• o conhecimento científico registrado em livros de texto é altamente funcional, lógico e contínuo
• o conhecimento científico e ensinado na escola fecha com a tradição normal da ciência - isto é - primeiro é reconhecido, logo, sistematicamente organizado, disseminado, adotado e desenvolvido pela profissão. Conseqüentemente, Wu (1996) afirma que a aprendizagem do conhecimento científico, pelos estudantes, deve seguir um processo mental semelhante a dos cientistas registrando o corpo do conhecimento em livros de texto.

3.3.4. As teorias de aprendizagem que direcionam o modo de adquirir a tomada-de-decisões/conhecimento de navegação e habilidades

Dede e Lewis (1995, p. 7) têm proposto que a pessoa pode adquirir ou possuir diferentes tipos de conhecimento para mover-se efetivamente através do processo de transição STW proposto. Várias epistemologias subjacentes e teorias de aprendizagem observam essas classes de conhecimentos verdadeiramente diferentes, fornecendo recomendações divergentes a respeito de como as habilidades podem ser instruídas e avaliadas. Selecionamos a classificão dessas teorias de aprendizagem/pedagógica nas três classes que são, atualmente, as mais proeminentes na área de educação e treinamento:

• uma abordagem incremental ou "baseada em regras". Os defensores associados a essa abordagem são Simon (apud Good, Brophy, 1997, p. 286), Anderson (apud Guin, 1991, p. 253) e Lesgold (Dede, Lewis, 1995). Inerentes a esta visão de conhecimento e aquisição de habilidades são as suposições a respeito das funções de explicação e automatização em aprendizagem. A explicação ajuda a guiar a atribuição de falhas e ajuda a reparar as regras de resolução de problemas, enquanto se pratica ajuda para incrementar a velocidade da habilidade de resolução de problemas. Pouca ênfase tem ganhado os contextos sociais e ambientais da instrução. A aprendizagem funciona "na cabeça do aprendiz".
• uma abordagem de aprendizagem analógica ou "baseada em casos" . Os defensores associados a esta abordagem são Shank e seus colaboradores, como Kolodner e Birnbaun (apud ibid.). Sob este ponto de vista de condução de fracassos, a aprendizagem ocorre por necessidade de processos analógicos de sucesso, na resolução de problemas usados para guiar as trocas em planos de ação, baseados em analogias de outras experiências. Contextos sociais e ambientais exercem um papel importante nestes modelos.
• a abordagem de "cognição situada". Os proponentes desta abordagem são Clancey (Woolfolk, 1996, p. 505), Greeno (Good, Brophy, 1997, p. 196) e Leve (apud Dede, Lewis, 1995). Nesta visão do conhecimento e aprendizagem são proeminentes o contexto social e ambiental para suportar ações. Para variar graus, a aprendizagem toma lugar através de ações levadas fora do ambiente da prática atual, fortemente suportada por outra pessoa perto do aprendiz e feita pelos recursos ou ações do ambiente local. A aprendizagem toma lugar quando o estudante integra-se ele mesmo no ambiente social e físico.

O quadro 07 é uma tentativa de resumir essas três visões de conhecimento descritas (epistemologia), considerando as inferências relacionadas com cada visão de conhecimento. Como o modelo mental é mais naturalmente aprendido por humanos (aquisição), concomitantemente a visão de como esse conhecimento pode ser ensinado (pedagogia) e avaliado.

Quadro 07: Três visões teóricas do conhecimento e suas implicações com a pedagogia
 

Epistemologia Geral	Como o conhecimento é adquirido	Como a pedagogia pode acontecer
Conhecimento é produzido: O conhecimento é construído por unidades discretas que são adquiridas independentemente e reunidas consciente ou inconscientemente pelo aprendiz.	Aquisição é um processo incremental através da prática, que guia novas e maiores produções corretas. Os aspectos sociais e metacognitivos são menos importantes.	Comunicação explícita de fatos e regras provêem práticas com o conhecimento para promover automatização. Provêem feedback imediato para sinais de erros. A avaliação pode ser incremental ou hierárquica.
Conhecimento e armazenamento de casos: O conhecimento é uma rica coleção de roteiros de histórias bem organizadas, ou casos que podem ser sintonizados e usados como analógicos.	Aquisição através de analogia e adaptação. Acessar um caso similar apropriado, mudando as características necessárias, criando uma nova história aplicada. Aprender é um processo metacognitivo. Menos ênfase em aspectos sociais.	Provê exemplos de situações de problemas com conteúdos apropriados apresentados. Feedback imediato em ações subóptimas na forma de uma história ou analogia. Avaliação: Aplicabilidade de repertório de casos e adaptabilidade em ambientes interativos.
Conhecimento é Experiência distribuída: O conhecimento é uma rica coleção de experiências distribuídas, altamente interconectadas com o contexto no qual as experiências ocorrem, em ambientes distribuídos, dependentes de um aprendiz individual.	Obtidos através de observação de mentores e participantes de atividades da cultura objetivo. Aprendizagem é feita por estímulos ambientais e interações sociais. Adição de experiências ricas integram o aprendiz no ambiente de conhecimento.	Provê prática situada em todas as tarefas no cenário de aprendizagem. Modela todos os aspectos da tarefa, incluindo o social. Habilidades de suporte de aprendiz podem ser necessárias para completar as tarefas.  Avaliação: unindo/passando em uma comunidade de prática humana.

Fonte : Dede, Lewis (1995, p. 9).

3.3.5. Quadro analítico para avaliar cada tecnologia

A seguir, os sete atributos-chave para avaliação da tecnologia, propostos por Dede e Lewis (1995, p. 19). Seu potencial e barreiras para tal suporte, são enumerados. Cada atributo é avaliado para uma tecnologia específica, com exemplos para cada categoria.

• Meta e uso. Qual o uso atual/potencial da tecnologia?. Até que ponto a tecnologia tem sido usada para educação, treinamento ou propósitos de suporte de transição? Se este ainda não foi aplicado, qual é a potencial aplicação da tecnologia? Esta categoria tenta puxar, separadamente, a aplicação de tecnologia desde as evidências do seu sucesso.
• Registro de procedimentos. Evidência de impactos em aprendizes/usuários?. Que evidência existe, na literatura, de que esta tecnologia foi usada satisfatoriamente em seu objetivo de suporte de transição para o trabalho? Por exemplo, têm os estudantes com o mesmo nível de compreensão progredido mais rapidamente através do curriculum? Têm eles aprendido mais ou de forma diferente do que no curriculum tradicional? Têm eles aprendido profissões, oportunidades de treinamento, ou emprego mais efetivo com o suporte da tecnologia? E como são generalizáveis semelhantes procuras?.
• Maleabilidade. Como é possível um "tuning" da tecnologia com vistas ao ensino. Este juízo a respeito da tecnologia possui dois aspectos. O primeiro é como ampliar a tecnologia para ser adaptada, pelos projetistas, para diferentes aplicações fora de sua aplicação original. Por exemplo, se um projetista toma uma tarefa, quanto um STI se adaptaria para geometria e para outro de domínio das matemáticas? Que tão difícil pode ser para ele a adaptação a uma área curricular diferente, tal como uma composição lógica ou formal?. O segundo aspecto da maleabilidade é ampliada para que o instrutor ou estudante/aprendiz possa utilizar a aplicação para ajustá-la a seu curriculum, linguagem ou estilo de ensino. Tão facilmente pode o professor mudar a tecnologia para envolvê-la na sua sala de aula, como para "inclinar" sua sala de aula para o uso da tecnologia.
• Potencial integrativo. Pode esta ajuda integrar stakeholderes?. Qual é o potencial da tecnologia para coordenar ou fragmentar os vários participantes das comunidades de instituições na transição STW?. Algumas das tecnologias baseadas em rede têm apresentado um melhor potencial para o compartilhamento das informações relativas entre os participantes dessas comunidades. Cada tecnologia pode ser julgada por seu potencial em interconectar entidades que, historicamente, não foram integradas.
• Custo. Quanto custará e quando?. O cálculo de custeio das aplicações atuais e futuras, das tecnologias para a educação, é um esforço complicado. O valor do custo simbólico não é obvio, tal como os investimentos em infra-estrutura para LAN ou WANs, educação de instrutores ou o custo para desenvolver o curriculum e materiais que acompanhem a tecnologia educacional. Onde for possível, pode-se definir o âmbito de uma unidade hipotética de implementação (ex. uma simples estação de trabalho para prover acesso a um micromundo, um servidor para informações do curso, etc.) e fornecer uma aproximação grosseira dos custos de hardware e software requeridos por aquela unidade.
• Comercialização. Esta categoria é entendida como a direção que se pode tomar para a tecnologia na procura de um papel viável no suporte da transição STW. Em particular, esta categoria identifica os papéis dos vários integrantes de uma comunidade, que suporta uma tecnologia promissora até o ponto em que esta começa a ser comercialmente viável.
• Barreiras de implementação. o que deve mudar?. Esta categoria é, talvez, a menos definida. É a mais importante, se a tecnologia for incorporada no ambiente educativo ou de treinamento. Evidências interessantes de pareceres prévios de como a tecnologia foi usada para suportar a educação sugerem que alguns dos aspectos mais importantes, do uso da tecnologia, referem-se ao que ocorre quando se tenta implantá-la dentro da estrutura de uma instituição educacional. Como pode essa tecnologia ser julgada "utilizável" ou produtiva a menos que outros atributos da estrutura institucional sejam mudados, tais como os da avaliação?. Para cada categoria, Dede e Lewis consideram os aspectos tradicionais da "cultura institucional" ou ambientes que possam ser transformados a fim de se conseguir o sucesso da tecnologia na sala de aula ou ambientes de aprendizagem baseados no trabalho.

3.4. A Realidade Virtual - RV

A RV é uma tecnologia emergente cujo objetivo é gerar a percepção da realidade de um modelo de ambiente real ou fictício, através de dispositivos que estimulem mais de um órgão sensorial. A RV permite aos usuários a interação intuitiva com o ambiente virtual e seus objetos tal como na realidade, pela imersão no mundo virtual gerado pela simulação tridimensional computadorizada. Este método de comunicar informação estimula a compreensão de sistemas complexos, nivelando pessoas com conhecimento ou experiências limitadas (Shukla, Vazquez, Chen, 1996, p. 79).

Foi o simulador de vôo de Link, construido em 1929, que realmente permitiu o início do desenvolvimento da RV moderna. Link projetou uma viagem na qual os passageiros sentiam que estavam em um aeroplano.

Nos começos dos anos 60 foi desenvolvido o simulador Sensorama Arcade, que utilizou estímulos de visão, audição, movimento e cheiro para a imersão do participante, além da experiência de um passeio de motocicleta (Ainger,1996, p. 1). A visão não é o único aspecto do mundo real que os projetistas tratam de simular.

Em 1965 houve um desenvolvimento na evolução da RV. Sutherland projetou um Head Mounted Display (HMD) que muda a visão dos usuários conforme a trajetória de seus movimentos. De qualquer modo, esta unidade era extremadamente pesada e incômoda, tendo que ser suportada no teto. Em 1965, o centro de pesquisa AMES, da NASA, começou a desenvolver equipamento de RV a baixo custo. McGreevy aproveitou esta idéia, e pelo uso do capacete de motocicleta e uma tela LCD, desenvolveu o novo microfone lighter-weight .

Em 1967, Brooks e a University of North Carolina começaram o projeto Grope. O usuário veste um equipamento que permite "sentir" certos aspectos do ambiente virtual quando se aplica certa pressão em lugares específicos, procurando-se simular as forças "encontradas" no mundo virtual.

1972 foi o ano onde houve um dos desenvolvimentos mais importantes para a RV - o jogo Pong foi lançado -. Embora não tenha sido um desenvolvimento estrito da RV, o jogo introduziu interatividade, aspecto vital para a RV. Tomado posteriormente por Kreuger (apud Ainger, op.cit.), que abriu o "Videopalace", que consiste em uma série de ambientes onde muitas pessoas podem compartilhar mundos virtuais. Entretanto os mundos da RV podem ser lugares solitários se não existirem pessoas para interatuar. Kreuger chamou a este mundo de Realidade Artificial.

Em 1986, a RV tornou-se como é conhecida hoje. O programador de jogos Jarom Lanier desenvolveu uma luva para ser usada nos mundos virtuais. Esta luva, mais um capacete, é o que hoje se conhece como a RV, que representou uma mudança tecnológica.

A RV pode ser vista como a interface do usuário da próxima geração.

Na perspectiva histórica, certas mudanças tecnologicas já haviam ocorrido antes, como por exemplo, a que leva os cartões perfurados aos teclados e monitores de vídeo, as interfaces gráficas como o Windows operado por mouse. Este desenvolvimento, na época, foi descrito em muitos livros de ficção científica como algo temível, mas segundo Odegard (1995b, p. 1), o desenvolvimento desta tecnologia tem-se adaptado ao usuário, e não o contrário.

3.5. Estado de Arte da RV

A RV é ainda uma tecnologia nova, e está constantemente em desenvolvimento. Embora a pesquisa e o desenvolvimento este campo tenham iniciado na década de 1960, a RV encontra-se, na prática, na tecnologia de "segunda geração", em razão do custo/eficiência do computador.

Tecnicamente, em termos de computação gráfica a RV pode ser descrita, como ferramenta poderosa com possibilidade de exposição gráfica que permite seu uso interativo. O uso de HMDs com dispositivos de Head Tracking permitem situar o usuário em um ambiente de imersão, o que representa uma nova dimensão de computação interativa. Esta classe de computação está a ponto de tornar-se cotidiana nas muitas atividades da vida diária (Odegard, 1995, p. 1).

As aplicações mais características foram realizadas nas áreas: médica, militar, da engenharia e da recreação. Existem aplicações da RV, sob diversas utilizações, em alguns laboratórios, desde a década passada, especialmente relacionadas com a extração do setor petroleiro. Poucos sistemas são baseados em imersão total, com HMDs. Hoje em dia, encontram-se sistemas de RV em centros de entretenimento familiar, shoping-centers, e outros centros de lazer. Duas áreas industriais têm incorporado a RV nas suas atividades: a indústria do petróleo e a automobilística. Além dessas instalações, muitas têm uma natureza acadêmica, como os projetos de pesquisa.

Na educação, a RV tem dado um significativo impacto no processo de aprendizagem. Embora possa abranger todos os assuntos, essa tecnologia pode ser melhor aproveitada nos campos da engenharia e das ciências. Os estudantes podem executar experimentos no mundo virtual que com outros meios resultariam demasiado difíceis, caros ou perigosos (Ainger,1996, p. 2).

As escolas podem se relacionar via rede, através da qual os estudantes trabalham de forma cooperativa procurando as respostas de problemas particulares. Essas escolas podem estar distanciadas fisicamente, mas conectadas em rede, situação que pode ajudar na aprendizagem dos estudantes sobre outras culturas.

Algumas aplicações relatadas por Odegard (1995b, p. 2), Rios (1994, p. 2), Shukla, Vazquez e Chen (1996, p. 79) e Chorafas e Steinmann (1996) são expostas a seguir:

• Telepresença. Veículos operados remotamente, desenvolvidos pela SINTEF e a Saga Petroleum Company que prototiparam a operação remota de submarinos para manutenção de instalações marinhas, submersas no Mar do Norte.

• Indústria do design. A Volvo e a Daimler Benz têm usado a RV para o processo de design de interiores de veículos.
• RV em prototipagem. A VTT Electronics, na Finlândia, desenvolveu um sistema que permite validar o design de produtos antes e durante a fase do sistema de construção. Este sistema pode melhorar a comunicação mútua no desenvolvimento de projeto de produtos.
• Conferência Virtual. O Department of Electrical Engineering of Linksping University desenvolveu um método de vídeo conferência, que envolve a codificação de rostos e corpos dos participantes da teleconferência como um modelo geométrico tridimensional.
• Ambiente virtual interativo distribuído. Em Estocolmo, algumas instituições acadêmicas como o Royal Institute of Technology (KTH), o Swedisch Institute of Computer Science (SICS), Ericsson Telecom e Telia, unem-se em MultiG. Suas atividades estão relacionadas a palestras de colaboração virtual em redes de banda ampla. No seu projeto de Telepresença, eles procuram integrar vários tipos de sistemas para trabalho colaborativo suportado por computador (computer supported collaborative work - CSCW). Como resultado deste trabalho, criaram o sistema em RV chamado Distributed Interactive Virtual Environment (DIVE). Esta distribuição é a característica central na concepção deste sistema. Todos os participante em DIVE têm uma cópia de todos os objetos; a atualização é constante e a consistência é mantida através da sincronicidade virtual da comunicação ISIS.
• Simulação de tráfego. Em colaboração com a Renault, Statoil e Vergdirektorated, Autosim e Tromso desenvolveram um ambiente virtual para treinamento de motoristas. O sistema foi construído em torno do carro Renault 1916V, conectado à Silicon Graphics ONYX. O carro pode ser usado no tráfego pesado no centro da cidade ou em uma estrada rural, no inverno, com neve e gelo. O sistema consiste em 13 km de via, podendo-se trocar estações, iluminação e condições de clima. O usuário é situado em um ambiente de RV onde o som é um elemento importante.
• Simuladores de vôo. As aviações civil e militar usam as vantagens da RV em treinamento e simulação. Scandinavian Airlines System e Braathes SAFE têm treinado a sua tripulação em simuladores. Desta forma, eles podem treinar em situações perigosas. Esses simuladores suprem artefatos como curvas, luzes e fumaça. O treinamento de pilotos pode ser, talvez, a principal razão para o desenvolvimento tecnológico dos sistemas de RV.

• Simulador de navegação naval. O mercado da navegação naval precisa sempre da educação e treinamento de pessoal. O sistema NorView 3000 pode processar 300 polígonos em tempo-real, e pode simular a navegação em uma ampla variedade de portos de águas internacionais, tais como New York e através do Canal Britânico. Na universidade de Alborg este é um interessante projeto em andamento para demonstrações em 3D e como este projeto pode ser usado em aplicações em Realidade Virtual.
• Simuladores de situações perigosas em instalações de petróleo. Algumas companhias de petróleo da Noruega formaram a companhia NUTEC para desenvolver um sistema distribuído, para treinar líderes em segurança, preparados para emergências na indústria de óleo. 12 supercomputadores estão conectados por fibra ótica para construir o ambiente virtual correspondente à situações de perigo tais como, batidas de helicóptero, fogo, gás e vazamento de óleo.
• Medicina: O emprego de técnicas de "overlays" (a sobreposição de imagens de estruturas ideais sobre as estruturas corporais atuais) podem ser de grande valia na cirurgia geral e neurocirurgia, que requer um alto grau de destreza e capacidade de reconhecimento dos órgãos apropriados (Rios, 1994, p. 1).

• Na educação e capacitação de pessoal. A realização de atividades que requeiram coordenação motora são beneficiadas, uma vez que torna-se possível avaliar se os movimentos mantém-se dentro das trajetórias prescritas e, se a pressão ou força exercida é a apropriada. Podem ser utilizados na aprendizagem de instrumentos musicais, condução de automóveis, soldagem de componentes eletrônicos, datilografia ou jogo de tênis, entre outras atividades (Rios, 1994, p. 1).

• Na visualização científica. Os dados provenientes da análise de um sistema físico, tal como o comportamento aerodinâmico de uma turbina de avião podem ser melhor interpretados, se os distintos parâmetros forem visualizados tridimensionalmente e se forem manipulados interativamente (Rios, 1994, p. 1).

• Na diversão e jogos eletrônicos. A possibilidade de experimentar e interatuar com distintos ambientes oferece um enorme fascínio para a maioria das pessoas. Pode-se considerar que a RV tem suas origens no desenho por computador: os simuladores de vôo, a interação homem-máquina, a robótica, a multimídia, e em certa medida, na cinematografia pela composição de meios que emprega, tais como o som e a imagem (Rios, 1994).

• No design e na possibilidade de percorrer os modelos arquitetônicos. Permite visualizar a proporção dos elementos da construção e a estética da combinação das cores, possibilitando percorrer interna e externamente a obra arquitetônica, ainda antes de sua edificação.

• Aplicações de espaço real. O espaço real é, tanto tridimensional, como em tempo real mais uma dimensão: comprimir esses eventos dispersos em um só ponto é uma aplicação de espaço real (Chorafas, Steimann, 1995, p. 33). Estes eventos, por exemplo, podem ser mercados financeiros que trabalham as 24 horas do dia. Da mesma maneira, os laboratórios de engenharia de GM e Ford em Detroit trabalham em espaço real no mesmo modelo de automóvel e em muitas das suas partes, com laboratórios de engenharia que cada companhia possui na Inglaterra e Alemanha.

• Corporação virtual. Está composta por uma rede temporal de sócios de negócios independentes: clientes, provedores e inclusive antigos concorrentes (Chorafas, Steinmann, 1996, p. 3). Eles estão conectados por tecnologia informática que lhes permitem compartilhar recursos administrativos, experiência em pesquisa e desenvolvimento, capacidade de produção, mercados e custos.

 
• Oficina virtual¹⁰. Nos próximos anos espera-se que centenas de grandes corporações do primeiro mundo¹¹ abandonem as instalações físicas e entrem nas redes do ciberespaço. Portanto, a demanda de seus espaços e equipamentos de oficina mudarão de maneira significativa. Em lugar de proporcionar a cada empregado uma oficina e uma escrivaninha, será mais barato e flexível para muitas companhias dotar os trabalhadores com computadores, faxes e equipamento de comunicação e permitir-lhes que determinem suas próprias condições de trabalho (Chorafas, Steinmann, 1996, p. 13). Quando estes empregados precisarem trabalhar na oficina da companhia, usarão oficinas não territorias ou virtuais, ou empregarão equipamentos de vídeo-conferência, um conceito conhecido como hotelaria.

• Algoritmos de calendarização. A capacidade de experimentar através de uma pista dual – o simulador executado por computador e as imagens de RV – melhora a percepção que o calendarizador tem dos "gargalos de garrafa" e as ações de otimização. Uma visualização interativa é muito mais gratificante, já que os componentes básicos do sistema de calendarização são a essência de um conjunto de regras, onde a solução reside em três mecanismos-chave, a saber (Chorafas, Steinmann, 1996, p. 13): competência pelos recursos, recombinação de tarefas e paralelismo de execução.

Na calendarização das operações de manufatura, as montagens identificam que quantidades de componentes são requeridos para realizar um trabalho específico. As máquimas elegíveis para realizar as operações estão classificadas e identificadas por cada operação e podem ser esquematizadas dentro do ambiente de RV. Com as operações associam-se os tempos de configuração e o processamento requeridos para cada tarefa. O conceito de simulação inversa¹² pode ser empregada para construir calendários.

• A Manufatura Virtual¹³ (MV). É um ambiente sintético que permite praticar, para melhorar, todos os níveis de decisão e controle, em uma empresa manufatureira (Shukla, Vazquez, Chen, 1996, p. 79). Segundo Nahavandi e Preece (1994) , a MV "... pode ser descrita como um modelo simulado de trocas de manufatura que pode ou não existir. Esta sustenta toda a informação relativa ao processo, administração e controle do processo e dados específicos do produto. É também possível ter uma parte da planta de manufatura real e a outra parte virtual". Para Lin (1995), Onosato (1993) e Kimura (1993), a MV é o uso de modelos de computador e simulações de processos de manufatura para ajudar no projeto e produção de produtos manufaturados.

Algumas idéias ainda não podem ser realizadas devido às restrições da tecnologia atual e outras infelizmente, ainda estão no domínio da ficção científica.