Monografia Daniel V28 D B

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Monografia Daniel V28 D B

  1. 1. 0 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE FÍSICA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO E PRÁTICA DE FÍSICA DANIEL BARROS DE FREITAS FORMAÇÃO DE PROFESSOR DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO: MOTIVANDO APRENDIZAGEM SIGNIFICAVA VIA USO DE LABORATÓRIO DE EXPERIMENTAÇÃO E AMBIENTE VIRTUAL DE APRENDIZAGEM FORTALEZA 2007
  2. 2. 1 DANIEL BARROS DE FREITAS FORMAÇÃO DE PROFESSOR DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO: MOTIVANDO APRENDIZAGEM SIGNIFICAVA VIA USO DE LABORATÓRIO DE EXPERIMENTAÇÃO E AMBIENTE VIRTUAL DE APRENDIZAGEM Monografia apresentada ao Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará, para obtenção do grau de especialista em Ensino de Física. Orientador: Prof. Dr. Júlio Wilson Ribeiro FORTALEZA - CE 2007
  3. 3. 2 Freitas, Daniel Barros Formação de Professor de Física do Ensino Médio: Motivando Aprendizagem Significava via uso de Laboratório de Experimentação e Ambiente Virtual de Aprendizagem / Daniel Barros de Freitas – Fortaleza, 2007. 107 páginas Monografia (Pós-Graduação) – Universidade Federal do Ceará. Departamento de Física. 1 Introdução. 2 Motivação. 3 Revisão Bibliográfica. 4 Desenvolvimento. 5 Metodologia. 6 Resultados e Discussão. 7 Protótipo do Ambiente Virtual de Aprendizagem. 8 Conclusão e Sugetões. I Título.
  4. 4. 3 Esta monografia foi submetida à Coordenação do Curso de Especialização em Ensino e Prática de Física, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Especialista em Ensino de Física, outorgado pela Universidade Federal do Ceará – UFC e encontra-se à disposição dos interessados na Biblioteca da referida Universidade. Aprovada em ___/___/2007 Banca Examinadora: ______________________________________________ Professor Dr. Júlio Wilson Ribeiro - UFC Orientador ______________________________________________ Professor Dr. Paulo de Tarso Cavalcante Freire - UFC Co-orientador ______________________________________________ Professor Dr. Antonio Mauro Barbosa de Oliveira - CEFET-CE ______________________________________________ Professor Dr. Hermínio Borges Neto - UFC
  5. 5. 4 À Virgínia, minha amada esposa, ao nosso filho Daniel Filho e aos meus pais, Zélio e Jocabede.
  6. 6. 5 AGRADECIMENTOS Ao professor Júlio Wilson, pela amizade, paciência e excelente orientação, sem a que ficaria significativamente mais difícil a realização deste trabalho. Aos meus pais, Zélio e Jocabede, pelos ensinamentos de toda a vida e todo amor, carinho, companheirismo e força que me deram durante toda minha vida. A minha esposa Virgínia e a meu filho Daniel Filho, pelo incentivo, pela paciência e compreensão que tiveram durante o período de realização deste trabalho. E por todas as vezes que não pude estar presente em programas familiares, por conta do desenvolvimento deste trabalho. A todos os professores, amigos e funcionários do curso de especialização em ensino e prática de física, pelas contribuições e trocas de experiências que tivemos durante o curso. A todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste trabalho. À inspiração do universo, pelo dom da vida e por me dar força para superar todas as barreiras.
  7. 7. 6 “Sonho que se sonha só é só um sonho que se sonha só, mais sonho que se sonha junto é realidade”. Raul Seixas, 1974
  8. 8. 7 RESUMO Argumenta-se, a partir da literatura e de uma intervenção pedagógica na escola de ensino médio da rede pública da cidade de Fortaleza, ser necessário se repensar o ensino de física, a partir de uma necessidade de se trabalhar a valorização de conteúdos, repensando-se um processo de ensino e aprendizagem, que favoreça o uso conjugado de laboratório de práticas experimentais e a utilização de tecnologias digitais. Tais procedimentos podem servir de caminho que questione o papel e contribua para reformular estratégias e ações pedagógicas do professor, na busca da construção de saberes de forma mais significativa. Para desenvolvimento da pesquisa, fundamentou-se na teoria de aprendizagem de Ausubel, mapas conceituais de Novak, LDB e PCNs, técnicas de ensino de práticas experimentais, informática educativa com ênfase na abordagem pedagógica do uso do computador na escola. Para contextualizar a realidade da escola nos aspectos em discussão, foi escolhido um grupo de quatro alunos-monitores, do laboratório de práticas experimentais de física, do segundo ano do nível médio. Nesta ação de interveniência pedagógica, numa primeira investida, procedeu-se à realização de uma sondagem do nível de conhecimentos sobre conteúdos do tema eletricidade, constatando-se que os mesmos apresentavam deficiência de formação em conhecimentos prévios de física, para poderem realizar uma prática sobre circuitos de resistores elétricos. Em seguida, após uma reflexão, promoveu-se uma formação continuada, para trabalhar a formação de subsunçores, seguido da aplicação de um questionário para reavaliar o impacto. Tais resultados foram analisados, partindo-se para se reestruturar a metodologia de realização da prática de circuitos, de modo a valorizar a aprendizagem significativa, organizaram-se os procedimentos e conteúdos da prática, partindo-se de conceitos gerais para os mais específicos e com adoção de mapas conceituais, visando a indução de organizadores prévios. A segunda ação pedagógica, caracterizada pelo projeto e construção do protótipo de um ambiente virtual de aprendizagem, AVA, foi concebida em função da análise dos progressos e dificuldades alcançados pelos alunos durante a prática experimental, cuja maturação muito foi construída em função dos relatos dos mesmos. O AVA possui um forte apelo de visualização gráfica, onde interativamente se pode ter contato com diferentes formas de comportamento de resposta de um circuito elétrico, quando se variam parâmetros de entrada de dados: tensão da fonte, valor e número de resistores, tipo de associação de circuitos de resistores. Algumas situações de aprendizagem são sugeridas tanto para atividades de experimentação como para o AVA, permitindo a autonomia e discussão em grupo, favorecendo a aprendizagem significativa e o construtivismo. Palavras-chave: Ensino de física; Aprendizagem científica e experimental; Circuitos de resistores elétricos,Teoria de Ausubel; Ambiente virtual de aprendizagem; Computação simbólica.
  9. 9. 8 ABSTRACT According the literature and an educational intervention in the brazilian public high school the city of Fortaleza, it is be necessary to rethink the teaching of physics. It is necessary to give more priority to contents. His actions call the necessity to stronger links to promote the use of combined laboratory of experimental practices and the use of digital technologies. Such procedures may serve as a way to question the role and helping to reshape strategies and actions of the teacher teaching in pursuing the construction of knowledge in a more meaningful learning strategy. The research is based according the theory of meaningful learning of Ausubel, conceptual maps of Novak, LDB and PCNs, the teaching techniques of experimental practices, computer education with emphasis on pedagogical approach of the use of the computer at the school. To contextualize the reality of the school in the present scenario, it was chosen a group of four students, tutors, from the laboratory of experimental practices of physics and at the second year of the average level. On this action of interference teaching, a first foray, proceeded to the realization of a survey of the level of knowledge about the subject content electricity, noting that the same disabilities had training in previous knowledge of physics, to conduct a practice on electrical circuits of resistors. Then, after an analysis, it was promoted a continuous training for working the formation of subsunçores, followed then by the application of a questionnaire to measure the impact. These results were analyzed, what points to restructure the methodology of implementation of the practice of circuits, in order to enhance the learning meaningful, one organizes the procedures and contents of the practice, following from general concepts for the more specific. It was also adopted conceptual maps, to the induction of previous organizers. The second pedagogical action, characterized by the design and construction of the prototype of a virtual environment for learning, AVA, It has been designed according to the analysis of the progress and difficulties achieved by the students, during the experimental practice, where the maturing was built according the students speeches. The AVA has a strong appeal for visualization, where one can interactively have contact with different forms of behavior of a response of the electrical circuit, when one varies data input parameters as: voltage of the source, value and number of resistors, type of association the circuit of resistors. Some of learning situations were suggested for both learning activities: on the scientific experimentation laboratory or in the AVA, allowing the autonomy and group discussion, encouraging learning and the significant constructivism. Keywords: Physics teaching; Scientific and experimental learning; Circuits of electrical resistors; Ausubel Theory; Learning virtual environment; Symbolic computation.
  10. 10. 9 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 - Mapa conceitual que apresenta a estrutura da monografia, nele concebe-se uma visão preliminar do que se constituem as propostas de cada capítulo da monografia. .........................................................................19 Figura 3.1 - Mapa conceitual dos conceitos básicos da teoria de Ausubel (MOREIRA e BUCHWEITZ, 1993 apud MOREIRA, 1997) ............................................41 Figura 3.2 - Mapa conceitual sobre mapas conceituais (DUTRA, FAGUNDES, JOHANN e PICCININI, 2006).........................................................................43 Figura 4.1 - Mapa Conceitual que representa a estrutura deste capítulo. ...................53 Figura 4.2 -Mapa Conceitual caracterizando circuitos elétricos, detalhando algumas situações de aprendizagem relacionadas ao estudo de resistores elétricos, enfocando aspectos fenomenológicos e efeitos que ocorrem na vida cotidiana. ...................................................................................................54 Figura 4.3 - Circuito elétrico, composto por uma resistência, R, e uma fonte de tensão representada por V, onde circula uma corrente elétrica, i............56 Figura 4.4 - Curva característica de um resistor elétrico ôhmico. .................................57 Figura 4.5 - Curva característica de um resistor elétrico não-ôhmico. .........................57 Figura 4.6 - Esquema representativo de uma associação de resistores em série. ....58 Figura 4.7 - Representa uma simplificação do circuito da figura 4.5 ............................59 Figura 4.8 - Esquema representativo de uma associação de resistores elétricos em paralelo...............................................................................................................60 Figura 4.9 - Mapa Conceitual caracterizando associação de resistores elétricos em série e paralelo, detalhando algumas situações de aprendizagem relacionadas ao estudo citado, considerando-se o valor do potencial elétrico da fonte constante e supondo que os fios do circuito condutores ideais. .................................................................................................................61 Figura 5.1 - Mapa conceitual que descreve as etapas da pesquisa, estabelecendo a ligação entre elas. ............................................................................................65 Figura 7.1 - Mapa conceitual descrevendo numa primeira abordagem, os recursos pedagógicos do AVA. ......................................................................................80 Figura 7.2 - Amostragem destacando o trecho inicial do Notebook principal, do protótipo do ambiente virtual de aprendizagem, concebido como estratégia para motivação de aprendizagem significativa de circuitos de resistores elétricos. ..........................................................................................83 Figura 7.3.a - Notebook que expressa a variação da diferença de potencial em função da corrente, para se analisar graficamente algumas situações físicas, decorrentes durante o primeiro estágio da prática laboratorial de circuito de resistores elétricos. Os dados de entrada são fornecidos pelos valores medidos de tensão da fonte e corrente de saída da fonte, segundo a tabela 7.1. Os pontos experimentais estão ligados por segmentos de retas..........................................................................................85
  11. 11. 10 Figura 7.3.b - Notebook que expressa a variação da diferença de potencial em função da corrente, para se analisar graficamente algumas situações físicas, decorrentes durante segundo estágio da prática laboratorial de circuito de resistores elétricos, onde se associa um segundo resistor a fim de minimizar o aquecimento. Os dados de entrada são fornecidos pelos valores medidos de tensão da fonte e corrente de saída da fonte, segundo a tabela 7.2. Os pontos experimentais estão ligados por segmentos de retas................................................................................86 Figura 7.3.c - Notebook que expressa a variação da diferença de potencial em função da corrente, para se analisar graficamente algumas situações físicas, decorrentes durante os dois estágios de medidas da prática laboratorial de circuito de resistores elétricos. Os dados de entrada são fornecidos pelos valores medidos de tensão da fonte e corrente de saída da fonte, segundo as tabelas 7.1 e 7.2. Os pontos experimentais estão ligados por segmentos de retas. ............................................................87 Figura 7.4 - Notebook que trata da solução analítica e numérica de associação de resistores elétricos para promoção de aprendizagem significativa..........89 Figura 7.5 - Notebook que aborda a visualização gráfica da variação da corrente em função do número de resistores, na associação em paralelo, para promoção de aprendizagem significativa. ....................................................90 Figura 7.6 - Notebook que aborda a visualização gráfica da variação da corrente em função do número de resistores, na associação em paralelo, para promoção de aprendizagem significativa. ....................................................91 Figura 7.7 - Notebook que aborda a visualização gráfica da variação da corrente em função do número de resistores tanto na associação em paralelo ou série, para promoção de aprendizagem significativa. ................................92 Figura A.III. 1 - Fonte de tensão elétrica variável (Contínua e Alternada) ..............106 Figura A.III. 2 - Multímetro Digital DT-830B.............................................................106 Figura A.III. 3 - Placa para associação de resistores elétricos Amorim...................107 Figura A.IV. 1 - Esquema representativo do circuito proposto para os alunos durante as seções didáticas enfocando o tema ................................................108
  12. 12. 11 LISTA DE TABELAS Tabela 5.1 Resultados experimentais obtidos da variação da corrente, i (mA), em função da variação de tensão V(V), e arranjo de circuito elétrico adotado. Os valores da corrente são medidos pelo aluno e o arranjo de resistores é definido em função da prática. ............................................................69 Tabela 6.1 Levantamento do nível de conhecimento em um universo de quatro alunos, da segunda série do ensino médio, expresso em percentagem, destacando conceitos relevantes relacionados ao tema eletricidade, para concepção de uma atividade laboratorial, enfocando o estudo de circuitos elétricos....................................................................................71 Tabela 7.1 Resultados experimentais obtidos durante o primeiro estágio de medição de valores experimentais numa sessão de prática de laboratório, expressando a variação da corrente, i (mA), em função da variação de tensão V(V), e arranjo de circuito elétrico adotado. Os valores da corrente são medidos pelo aluno e o arranjo de resistores é definido em função da prática. Houve um processo de aquecimento crítico quando o valor de voltagem da fonte se aproximou de 12V. .................................84 Tabela 7.2 Resultados experimentais obtidos durante o segundo estágio de uma sessão de prática de laboratório, expressando a variação da corrente, i (mA), em função da variação de tensão V(V), e arranjo de circuito elétrico adotado. Os valores da corrente são medidos pelo aluno e o arranjo de resistores é definido em função da prática. Neste caso, não houve aquecimento nos resistores.........................................................85 Tabela A.I.1: Relação de competências da área e especificas da física...................99 Tabela A.II.1: Levantamento do nível de conhecimento em um universo de quatro alunos, da segunda série do ensino médio, expresso em percentagem, destacando conceitos relevantes relacionados ao tema eletricidade, para concepção de uma atividade laboratorial, enfocando o estudo de circuitos elétricos..................................................................................104
  13. 13. 12 LISTA DE QUADROS Quadro 5.1 Atividade de avaliação preliminar para avaliar os subsunçores dos alunos relativos a conteúdos necessários à aprendizagem de associação de resistores elétricos. ......................................................66 Quadro 5.2 Objetivos traçados para realização da atividade pedagógica de prática experimental de associação de resistores elétricos em série e paralelo .............................................................................................................67 Quadro 5.3 Material utilizado para realização da atividade pedagógica da prática experimental de associação de resistores elétricos em série e paralelo. .............................................................................................................67 Quadro 5.4 Descrição das etapas de medição e aquisição de dados experimentais para realização da atividade pedagógica da prática experimental de associação de resistores elétricos em série e paralelo. .......................68 Quadro 5.5 Atividade pedagógica de avaliação posterior à realização da atividade, para avaliar os subsunçores dos alunos relativos aos novos conteúdos adquiridos durante o experimento de associação de resistores elétricos. .............................................................................................................69
  14. 14. 13 LISTA DE EQUAÇÕES Equação 4.1 Lei de Ohm.........................................................................................56 Equação 4.2 Relação entre as correntes do circuito em série ................................58 Equação 4.3 Relação entre as diferenças de potencial no circuito em série ..........59 Equação 4.4 Equação para determinação da resistência equivalente do circuito em série ...................................................................................................59 Equação 4.5 Equação da resistência equivalente para uma associação de resistores em série.............................................................................59 Equação 4.6 Relação entre as diferenças de potencial no circuito em paralelo .....60 Equação 4.7 Relação entre as correntes do circuito em paralelo ...........................60 Equação 4.8 Equação para determinação da resistência equivalente do circuito em paralelo ..............................................................................................60 Equação 4.9 Equação da resistência equivalente para uma associação de resistores em paralelo........................................................................61
  15. 15. 14 LISTA DE ANEXOS Anexo I - Competências e habilidades na área de Ciências da Natureza, na disciplina específica, Física. ...................................................................99 Anexo II - Questionário aplicado com os alunos para sondagem de subsunçores presentes na estrutura cognitiva dos alunos........................................104 Anexo III - Fotos ilustrativas dos materiais utilizados para a realização da atividade experimental........................................................................................107 Anexo IV - Problema proposto para os alunos durante as seções didáticas exemplificando situações cotidianas ...................................................109
  16. 16. 15 SUMÁRIO 1. Introdução ..........................................................................................................16 2. Motivação...........................................................................................................21 2.1 Cenários da contribuição do computador no ensino ...................................22 2.2 Objetivos .....................................................................................................24 3. Revisão bibliográfica ..........................................................................................25 3.1 O computador no ensino.............................................................................25 3.1.1 Breve Histórico.....................................................................................25 3.1.2 Abordagens didático-pedagógicas.......................................................26 3.1.3 Classificação de softwares educacionais destacando a classificação de Valente .............................................................................................................28 3.1.4 Características da qualidade do software educacional ........................30 3.2 O papel do laboratório de práticas experimentais no ensino de física ........31 3.2.1 Uma visão pedagógica de uso de laboratório de práticas experimentais .............................................................................................................33 3.3 Teoria da aprendizagem de Ausubel ..........................................................38 3.3.1 Visão geral ...........................................................................................38 3.3.2 Tipos de aprendizagem .......................................................................39 3.3.3 Aquisição e organização de conceitos.................................................40 3.4 Mapas conceituais ......................................................................................42 3.5 A lei de diretrizes e bases da educação nacional e as transformações que ela propõe para o ensino médio ............................................................................44 3.6 Os parâmetros curriculares nacionais.........................................................45 3.6.1 Quais os objetivos do novo ensino médio e a reforma curricular?.......45 3.6.2 Interdisciplinaridade e contextualização ..............................................50 3.6.3 Habilidades e competências em física propostas pelos PCNs ............51 4. Desenvolvimento................................................................................................53 4.1 Apresentação do conteúdo de circuitos elétricos e estratégias pedagógicas de aprendizagem ...................................................................................................53 4.1.1 Resistores ............................................................................................56 4.1.2 Associação de resistores elétricos em circuitos...................................57 4.1.3 Associação de resistores elétricos em série ........................................58 4.1.4 Associação em paralelo.......................................................................59 5. Metodologia........................................................................................................63 5.1 Procedimentos metodológicos ....................................................................64 6. Resultados e discussão .....................................................................................71 7. Protótipo do ambiente virtual de aprendizagem: motivação para uma aprendizagem significativa. .......................................................................................78 7.1 Descrição do AVA para estudo de circuitos de resistores elétricos ............79 8. Conclusões e Sugestões....................................................................................93 Bibliografia.................................................................................................................96 Anexos ......................................................................................................................99
  17. 17. 16 1. Introdução A cada dia as competências dos professores vêm sendo mais exigidas, pois continuamente fica mais difícil concorrer com os atrativos tecnológicos que surgem no mercado. Por conta disto, o cenário aponta que é quase impossível se manter como profissional da educação, pensando naquela proposta pedagógica de aula tradicional tipo giz e quadro, que há muito tempo vem se mostrando defasada da nova realidade e apresentando resultados insatisfatórios. É comum escutar professores destacando a falta de interesse dos alunos, no que diz respeito a tais aulas. Mas será que isto não é uma forma de sinalizar que os mesmos não estão satisfeitos com estas metodologias de ensino? Uma alternativa para tentar minimizar este desestímulo com relação às aulas, aqui em especial as de física, é o uso do laboratório didático de práticas experimentais, doravante, laboratório didático (CARVALHO, 2004, GIL-PÉREZ e CARVALHO, 2006, YAMAMOTO e BARBETA, 2001, GRANDINI e GRANDINI, 2004). Não é de agora que se percebe a importância da experimentação para o estudo da física, porém vale salientar que, no ensino da física, o laboratório didático não pode solucionar todas as dificuldades de aprendizagem dos alunos. Na maioria das vezes, quando se pretende trabalhar com o laboratório didático deve-se visualizar uma variedade de barreiras que dificultam o processo de aprendizagem. Tais aparecem, na maioria das vezes, pelo fato de caber ao estudante a compreensão da natureza do problema, o procedimento experimental, a adoção da perspectiva teórica relevante, o acompanhamento da leitura e assimilação das instruções do experimento, entre outros. (HODSON 1990 apud LABURÚ 2003). Nesta concepção, percebe-se que o problema da falta de motivação que a maioria dos nossos alunos encontra no ensino da física não é proveniente exclusivamente da aula tradicional. Matthews (1995 apud SANTANA; TEIXEIRA 2005) destaca a grande evasão de alunos e professores das salas de aula, bem como os elevados índices de analfabetismo científico. Segundo o autor existe um mar de falta de significação, repleto de fórmulas e equações que são recitadas por professores, sem a real compreensão do que significam.
  18. 18. 17 Para Moreira (1983), este problema é decorrência de: falta de experimentos realizados pelos alunos, salas superlotadas, conteúdos excessivamente longos e descontextualizados, o reduzido número de aulas, professores que não dominam o conteúdo ou não possuem métodos eficientes de ensino, o grande quantidade de problemas (questões) sobre o conteúdo apresentado e a enorme quantidade de fórmulas. O cenário caracterizado destaca a inadequação do ensino de física no Brasil, causada, segundo Moreira (1983), por um fator fundamental: “Não levar em conta, especificamente, aquilo que o aluno já sabe. Ou seja, não considerar que o aluno é um ser que aprende, usando para isso aquilo que já sabe e o que já tem em sua mente”. Com isto, percebe-se que não há uma receita mágica para fazer com que o aluno tenha aprendizagem mais eficaz. Acredita-se que se deve procurar incorporar mais apropriadamente as novas tecnologias da comunicação e informação na sala de aula, para se poder dotar nos conteúdos trabalhados uma maior significação. Mas como estabelecer condições de efetivar isto no Ceará e no Brasil? Será que as políticas educacionais de nossas escolas e ações empreendidas por governantes têm contribuído efetivamente para isto? Os governantes medem seu grau de sintonia com a sociedade da informação e comunicação baseando-se no número de escolas conectadas a internet e a proporção de computadores por aluno (BRUNNER, 2004). Sendo que grande parte delas não registram profissionais qualificados, e nem espaços adequados, para desenvolver e até mesmo utilizar as novas tecnologias da comunicação e informação. Com isto, a aula tradicional continua se tornando a tecnologia predominante. Por estes motivos o problema atual não consiste em encontrar determinada informação, mas sim em como oferecê-la de maneira clara e ao mesmo tempo ensinar a interpretá-la, classificá-la e usá-la. Diante da grande quantidade de informação, vem sendo exigido cada vez mais que os estudantes tenham a capacidade de filtrar as que lhe são passadas, além de sintetizá-las para uma posterior aplicação destes conhecimentos. O indivíduo que for capaz de examinar esses corpos de conhecimento e determinar o que vale a pena saber, será altamente demandado no mercado de trabalho. “Ainda mais requerida será a pessoa que possa sintetizar esses campos de
  19. 19. 18 conhecimento que crescem exponencialmente, de maneira que a informação crucial esteja disponível para o cidadão” (GARDNER apud BRUNNER, 2004). Apesar das novas tecnologias contribuírem para as mudanças educacionais, não se deve cometer o erro de imaginar que a mudança educacional será guiada predominantemente pelas novas tecnologias da informação e da comunicação, por mais abrangentes e recursivas que estas se tornem. A educação é muito mais que seus suportes tecnológicos; encarna um princípio formativo, é uma tarefa social, metodológica e cultural que, sejam quais forem as transformações que experimente, continuará dependendo, antes de tudo, de seus componentes humanos, ideais e valores. Por último, não cabe postular que a revolução educacional chegará a nossas cidades independentemente do que façam seus agentes sociais. “Em épocas de globalização, a ameaça não é ficarmos para trás, é ficarmos excluídos” (BRUNNER, 2004). A seguir, é apresentado um mapa conceitual, que apresenta a estrutura da monografia, nele concebe-se uma visão preliminar do que se constituem as propostas de cada capítulo da monografia.
  20. 20. 19 Figura 1.1 - Mapa conceitual que apresenta a estrutura da monografia, nele concebe-se uma visão preliminar do que se constituem as propostas de cada capítulo da monografia. No capítulo dois apresenta-se a motivação da pesquisa, destacando-se os cenários da contribuição do computador no ensino e os objetivos da pesquisa. No capítulo três, foi desenvolvida uma revisão bibliográfica, para fundamentação teórica e metodológica. Neste aborda-se, no primeiro subitem, a aprendizagem auxiliada por computador, onde se caracterizam o histórico do computador como ferramenta de ensino, os tipos mais utilizados de abordagens pedagógicas, a classificação dos softwares educacionais e suas características referentes à qualidade. No subitem seguinte do mesmo capítulo, encontra-se a teorização referente ao papel do papel do laboratório de práticas experimentais no ensino de física, onde se destaca a visão pedagógica do uso do laboratório de práticas experimentais. Logo após este, apresenta-se a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, onde se expressa uma visão geral da citada teoria, dos tipos de aprendizagem e da forma como acontecem a aquisição e organização dos conceitos, incorporando-se a proposta do uso de mapas conceituais e seus impactos
  21. 21. 20 no processo de ensino e aprendizagem. Ainda neste capítulo, no subitem seguinte, apresentam-se os aspectos relevantes da lei de diretrizes e bases da educação nacional e as transformações que esta propõe para o ensino médio. E por último, destacam-se pontos relevantes nos parâmetros curriculares nacionais, enfatizando os seus objetivos e propostas de mudança curricular, seguido das habilidades e competências propostas pelo mesmo. No capítulo quatro abordam-se os conteúdos referentes ao estudo de circuitos elétricos, além de apresentar propostas de estratégias pedagógicas de aprendizagem. No conteúdo de circuitos, enfatiza-se o estudo de circuitos formados por resistores elétricos, onde se destaca a associação em série e paralelo. No capítulo cinco, apresenta-se a metodologia utilizada para a efetivação da pesquisa. Discute uma proposta de aplicação de questionário para se identificar conhecimentos prévios de alunos-monitores na temática eletricidade, para posterior realização de uma formação continuada e a concepção de se realizar uma posterior atividade experimental. Finalizando, reflete-se criticamente sobre visões expressas pelos alunos, em função de um processo avaliativo e, a partir deste cenário, parte-se para a concepção de uma proposta de desenvolvimento de um protótipo de um ambiente virtual de aprendizagem, fundamentado na literatura discutida. No capítulo seguinte, apresentam-se os resultados e discussões a partir da prática laboratorial aplicada junto aos alunos e do questionário aplicado, onde se destacam as narrativas dos alunos e os comentários a respeito das mesmas. No capítulo sete, descreve-se o ambiente virtual de aprendizagem. Sem perda de generalidade, apresentam-se exemplos de telas deste ambiente onde são discutidas situações de aprendizagem, valorizando situações físicas referentes ao comportamento do circuito de resistores elétricos. No último capitulo, oitavo, apresenta-se as conclusões e sugestões das atividades referentes a pesquisa. Finaliza-se com a apresentação da bibliografia e anexos. Reenfatizando, no capítulo seguinte apresenta-se a motivação onde destaca-se os cenário do computador no ensino, a estrutura da escola onde foi desenvolvida a pesquisa e os objetivos.
  22. 22. 21 2. Motivação É comum se observar nos corredores das escolas, em salas de aulas e às vezes até fora dos “muros”, comentários de alguns alunos a respeito do baixo desempenho em algumas disciplinas. Disciplinas estas, que na grande maioria dos casos são da área de ciências da natureza e mais precisamente a disciplina de física. Dentre os vários fatores que vêm contribuindo para o que foi citado anteriormente, um outro que se pode adendar, e que muito contribui para dificultar as sessões didáticas constitui na redução da carga horária de física, o que vem acontecendo progressivamente nos últimos anos. Ultimamente vem sendo comum a redução da carga horária de física nas escolas e em especial na escola pública. Pessoalmente, também constitui parte de minha vivência e reflexões a visão de tal realidade educacional, na função de professor de escola pública, nos últimos onze anos, destacando a coordenação de laboratório didático de física, para séries de ensino médio durante três anos, concentrados em períodos alternados. Genericamente, esta redução tem levado os professores a selecionarem alguns conteúdos de física considerados importantes, para os mesmos, o que vem transformando o curso de física no ensino médio numa espécie de novo ramo da matemática. Assim acaba se priorizando com muita ênfase a manipulação de fórmulas matemáticas, sem uma abordagem e conexão mais significativa junto às leis e conceitos físicos associados, além de às vezes se tornar um sinônimo apenas de conteúdos da mecânica clássica, ou muitas vezes provocando distorções por serem feitas abordagens extremamente superficiais em relação à fundamentação teórica (PIRES, M. A.; VEIT, E. A. 2006). Reenfatizando, infelizmente este é o retrato no que vem se transformando a maioria das escolas da rede oficial de ensino, onde se observa uma tendência de matematização da física. Com esta redução de carga horária que a disciplina de física vem sofrendo no decorrer dos anos, esta ficando cada vez mais difícil fugir dos exercícios de fixação e das outras formas de “ensinar” física “mecanicamente”. Com o auxílio de recursos computacionais na educação, o tempo de aula presencial poderia ser melhor planejado e utilizado para promover a aprendizagem significativa de conceitos. Conseqüentemente contribuiria para mudar a idéia de que
  23. 23. 22 a física é só um ramo da matemática, pois o tempo que se perderia com atividades puramente mecânicas e matemáticas seria utilizado para a contextualização dos conceitos a serem trabalhados pelos alunos de maneira mais prazerosa e empolgante. Pensando no que foi citado nos parágrafos anteriores é que foi pensado em se trabalhar a física para além da matematização. Para isto, pretende-se aplicar as novas tecnologias da comunicação e informação assim como as novas metodologias, através do desenvolvimento de um ambiente virtual de aprendizagem, doravante AVA, que tem como objetivo buscar ajudar os alunos a trabalharem cooperativamente e superar as dificuldades de ensino e aprendizagem em discussão. Mesmo sabendo da grande carência tecnológica da maioria das escolas públicas do Ceará e, de maneira geral, do Brasil acredita-se ser viável qualquer tentativa de buscar fazer do ensino de física mais significativo e prazeroso para os nossos alunos. 2.1 Cenários da contribuição do computador no ensino Na sociedade moderna perceber-se uma popularização do computador seja para armazenar dados, fazer operações matemáticas, entre outras funções. Apesar desta popularização não é tão comum encontrar o mesmo sendo utilizado de maneira mais fundamentada metodologicamente como uma ferramenta para auxiliar e facilitar a aprendizagem. Este quadro vem sendo alterado gradativamente nos últimos tempos com o uso de programas que vem se mostrando como uma das formas mais recorrentes da utilização do computador nas atividades didáticas (SABBATINI, 1983; VALENTE 1999 apud YAMAMOTO; BARBETA 2001). Estes programas vêm despontando como uma grande oportunidade para a popularização do computador como ferramenta de ensino pelo fato de se poder, por exemplo, realizar experimentos virtuais, que muitas vezes seriam inviáveis de serem desenvolvidos em laboratórios didáticos, além de ser viável mesclar a visualização do experimento com gráficos e tabelas geradas na própria simulação. Apesar da praticidade e interatividade que as simulações apresentam, vale a pena lembrar que nenhum programa pode, por si só, funcionar como estímulo à aprendizagem, destaca-se então que a formação do professor e gestores para uso do computador na escola é fundamental (VALENTE, 1997, CARMO FILHO et al., 2006). Porém se o uso do computador como ferramenta pedagógica for integrado ao
  24. 24. 23 currículo de forma a respeitar as características sócio-culturais de cada região pode-se conseguir resultados bastante significativos. Observando estes fatores, acredita-se que a utilização do computador em sala de aula possa contribuir para que o aluno fique mais motivado para estudar e aprender física num cenário mais recursivo, telecolaborativo e personalizadamente, aprendendo assim de forma mais significativa. Sem perda de generalidade, as ações desenvolvidas na presente monografia estarão focadas para se trabalhar atividades de aulas para a disciplina de física, do terceiro ano do ensino médio, no Liceu do Conjunto Ceará, localizado na periferia da cidade de Fortaleza, que conta com um público de cerca de 1.700 alunos matriculados nos três turnos. É composta de um Núcleo Gestor (Diretora, Coordenadora Pedagógica, Coordenador de Gestão e Secretária), Professores Coordenadores de Área (5 ao todo) e Professores Coordenadores de Laboratório (3 professores, com metade do tempo de lotação em laboratório e metade em sala de aula, sendo um destes professores o autor deste trabalho). É complementada também com Organismos Colegiados (Conselho Escolar e Grêmio). Referência de escola modelo da região, modalidade de Ensino Médio. Quanto aos professores, apresenta em 2007 um quadro de 53 professores de nível superior, todos com habilitação na área de ensino. A escola conta com os principais documentos exigidos para um bom funcionamento que são: GIDE (Gestão Integrada da Escola) e Regimento Escolar. Quanto ao espaço físico, conta com um total de 12 salas de aulas, 02 salas de núcleo gestor, 01 sala de informática1, 01 biblioteca com sala de leitura, 01 sala de professores, 03 laboratórios de ciências (física, química e biologia), 01 secretaria, 01 pátio coberto, 01 pátio descoberto, 01 auditório, 01 cantina, 06 banheiros. Equipamentos auxiliares: 03 videocassetes, 03 televisores, 02 retro projetores, 01 máquina copiadora, 45 ventiladores em sala de aula, 02 aparelhos de som, 13 microcomputadores2 , inoperantes e 03 impressoras. A seguir são apresentados os objetivos da presente pesquisa. 1 A sala de informática encontra-se inoperante por conta do sucateamento das máquinas. No final de junho de 2007 chegaram à escola 12 computadores novos e estão esperando para serem instalados. 2 Dos 13 computadores dois deles estão na secretaria e estão funcionando.
  25. 25. 24 2.2 Objetivos Objetivo Geral Desenvolver metodologias e ferramentas que contribuam para mudanças da visão pedagógica, focando a formação de professor de física do ensino médio, valorizando os conteúdos e a criação de atividades de aprendizagem significava, via uso de laboratório de experimentação e ambiente virtual de aprendizagem. Objetivos Específicos - Construir uma fundamentação teórica de forma a atender a proposta do objetivo geral. - Promover intervenções pedagógicas, no laboratório de práticas experimentais de física, para avaliar e refletir sobre a formação de alunos monitores, concernente a conteúdos de eletricidade, necessários à realização de práticas de circuitos de resistores elétricos. - Conceber propostas metodológicas que auxiliem este processo de superação de dificuldades de aprendizagem nos processos de ensino e aprendizagem de física. - Redimensionar, aplicar e avaliar uma nova proposta metodológica de uma prática de circuitos de resistores elétricos, em função dos objetivos específicos anteriores e das limitações de formação dos alunos em subsunçores ligados à prática de circuitos elétricos. - Em função dos resultados alcançados dos objetivos específicos anteriores, procede a estudos para efetivar o projeto e construção de um algoritmo, utilizando programação simbólica, para implementação de um AVA que contribua para promover a motivação e aprendizagem significativa. No capítulo seguinte, apresenta-se a revisão bibliográfica necessária para fundamentação teórica e metodológica. Neste aborda-se, a aprendizagem auxiliada por computador, a teorização referente ao papel do papel do laboratório de práticas experimentais no ensino de física, a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, mapas conceituais, os aspectos relevantes da lei de diretrizes e bases da educação nacional e as transformações que esta propõe para o ensino médio e pontos relevantes nos parâmetros curriculares nacionais e suas propostas de mudança curricular.
  26. 26. 25 3. Revisão bibliográfica 3.1 O computador no ensino 3.1.1 Breve Histórico A aprendizagem auxiliada por computador tem como passo inicial a máquina de corrigir questões de múltipla escolha criada por Sidney Pressey por volta de 1924 (CARMO FILHO, 2006). Segundo Pressey o comportamento do aluno sofria alterações consideráveis quando o resultado dos testes de avaliação dos alunos era fornecido de maneira imediata, o que sinalizava mudanças favoráveis no processo educativo (MAGALHÃES; CARPINTEIRO, 2004; VALENTE 1998 apud CARMO FILHO, 2006). A partir daí o computador começou a ser usado como uma máquina de ensinar. No início de 1950 a idéia de Pressey foi aperfeiçoada por Skinner que propôs uma máquina de ensinar baseada na instrução programada (VALENTE, 1997). A tarefa consistia em dividir os conteúdos a serem trabalhados em módulos seqüenciais e no final de cada módulo o aluno deveria responder questões, preenchendo espaços em branco ou escolhendo a resposta correta dentre outros itens. Caso o aluno apresentasse como resposta o que se julgava como correta, o mesmo passaria para o módulo seguinte, mas se a resposta fosse errada, dar-se-ia a resposta certa e pediria para o aluno rever os módulos anteriores ou ver outros módulos com o objetivo de remediar o processo de ensino (VALENTE, 1998a). Esta forma de ensinar através de módulos era apresentada na forma impressa e foi muito utilizada do final dos anos 50 a início dos anos 60, contudo a idéia não se tornou popular, pois o mesmo não possuía nenhuma padronização, o que dificultava a sua disseminação (VALENTE, 1998 a). Com o aparecimento do computador percebeu-se que os módulos do material instrucional poderiam ser apresentados por essa máquina e a partir do início dos anos 60 vários programas foram implementados. Nascia a instrução auxiliada por computador (CAI – Computer Aided Instrucion) (VALENTE, 1998a). A partir daí, várias empresas3 passaram a investir no desenvolvimento da CAI para a comercialização, porém existia um grande problema, que era o custo dos computadores. Como os mesmos eram muito caros, somente as universidades tinham condições de desenvolver estes recursos educacionais (VALENTE, 1998a). 3 Empresas como IBM, RCA e Digital investiram no desenvolvimento da CAI.
  27. 27. 26 Com o aparecimento dos microcomputadores4 a CAI começou a ser disseminada fora das universidades. Devido a diminuição do tamanho e custos, os microcomputadores ficaram mais acessíveis e, com isso, puderam ser adquiridos por escolas e residências, o que permitiu que aumentasse a produção de softwares educativos e uma diversificação dos tipos de CAI (CARMO FILHO, 2006). Esta ampliação passou a ter maior representatividade nos anos 90 com a expansão da internet, fazendo com que novos aplicativos fossem desenvolvidos e disponibilizados na web (CAMPOS; CAMPOS, 2001; FERRAZ et al.,1999 apud CARMO FILHO, 2006, p.34). Este cenário proporcionou o aparecimento da terceira geração da educação a distância, EAD, sendo a primeira por correspondência e a segunda por emissões de rádio e televisão (ARAUJO, 2000 ; SIQUEIRA, 2003 apud CARMO FILHO 2006). Esta nova geração da EAD é considerada uma solução aberta e flexível para superar as novas necessidades dos aprendentes. Desta forma, o uso do computador na educação aponta para uma nova direção, que é o uso desta tecnologia não como “máquina de ensinar", mas, como uma nova mídia educacional, onde o computador passa a desempenhar o papel de uma ferramenta educacional, de aperfeiçoamento e de potencial melhora no processo de ensino (YAMAMOTO et al., 2001). 3.1.2 Abordagens didático-pedagógicas Quando se fala em aprendizagem auxiliada por computador as abordagens pedagógicas são bastante variadas, porém oscilam entre dois paradigmas que são a instrucionista e a construcionista. As duas são caracterizadas pelos mesmos componentes que são o computador, o software e o aluno. O que diferencia um paradigma do outro é a forma como estes componentes se relacionam. Na abordagem instrucionista o computador instrui o aluno através do software é na abordagem construcionista o aluno é quem instrui o computador através do software e constrói seu conhecimento (VALENTE, 1998a). A abordagem instrucionista é fundamentada na teoria behaviorista de Skinner (1972), cujo modelo baseava-se nos princípios psicológicos estabelecidos a partir do exame experimental do comportamento no campo do programa do reforço ou condicionamento operante. Skinner propôs um método de aprendizagem por ensino programado usando máquinas de ensinar, no qual o ensino é caracterizado como 4 No início dos anos 80 (CARMO FILHO, 2006).
  28. 28. 27 um programa de recompensas oportunamente administradas. Com o objetivo de modelar a conduta do aluno, a ele são proporcionados estímulos. Se o aluno acerta as respostas, recebe reforços positivos (YAMAMOTO et al., 2001). Pelo que se pode perceber e o que foi escrito anteriormente, nota-se que esta abordagem consiste na informatização dos métodos tradicionais de ensino (VALENTE 1998a). ... as principais características dos softwares educacionais que representam a abordagem instrucionista são: definição de objetivos educacionais mensuráveis, definição da estratégia de ensino, avaliação objetiva, informação aos alunos sobre suas notas e reforço para as respostas corretas.(CAMPOS;CAMPOS, 2001 apud CARMO FILHO 2006) Reenfatizando, na abordagem construcionista o aprendente constrói seu próprio conhecimento, usando o computador como uma ferramenta, que deve ser instruída pelo aluno a partir do software. Neste tipo de abordagem, o software é uma linguagem de programação ou um aplicativo, o que permite ao aprendiz representar suas idéias (VALENTE 1998b). Apesar da aparente igualdade entre o construcionismo e construtivismo de Piaget, para Papert (1986 apud CARMO FILHO) existe diferenças entre as duas. No construcionismo, o aluno constrói algo do seu interesse, e por isso torna-se bastante motivado, resultando numa aprendizagem com um envolvimento afetivo e por conseqüência mais significativa. No construtivismo, o conhecimento adquirido é uma construção que resulta desde a infância até a fase adulta, através de interações com os objetos que procura conhecer. Já para Valente (1998b) a diferença primordial entre os dois é a presença do computador, i.e., o aprendiz constrói o conhecimento através do computador que é utilizado como uma ferramenta na aprendizagem do aluno. O computador dentro desta abordagem não é um fim, mas um meio no processo de ensino-aprendizagem, já que o mesmo é uma máquina a ser ensinada. ... as características dos softwares educacionais voltados para essa abordagem são: definição de macro objetivos e de contextos para incentivar a construção do conhecimento e a participação do aluno no processo de aprendizagem; avaliação qualitativa; escolha de caminhos de navegação por parte do aluno e liberdade na busca da informação (não-linearidade); apresentação de problemas reais, interessantes e relevantes para que os alunos possam testar diversas soluções; e colaboração, diálogo e negociação no trabalho em grupo.(CAMPOS;CAMPOS, 2001 apud CARMO FILHO 2006) Pelo que foi citado anteriormente, percebe-se que na abordagem construcionista o aprendente possui liberdade para escolher seus próprios caminhos de navegação, tendo assim uma maior responsabilidade no gerenciamento de suas ações. Já dentro deste processo ensino-aprendizagem, cabe ao professor o papel
  29. 29. 28 de mediador, orientador e/ou facilitador. Percebe-se que a ênfase deste tipo de abordagem está na autonomia do aluno, que pode navegar através do software, tendo liberdade para buscar caminhos além do domínio pré-definido do conhecimento a ser adquirido (CAMPOS; CAMPOS, 2001 apud CARMO FILHO). O papel da escolha de metodologias de ensino e mediação pedagógica constituem importante pilar para a definição de estratégias pedagógicas, fazendo pontes entre as metodologias e tecnologias digitais (BARROS, 2007). 3.1.3 Classificação de softwares educacionais destacando a classificação de Valente Com relação a softwares educacionais utilizados no processo de ensino-aprendizagem, observam-se na literatura várias classificações (CARMO FILHO, 2006). Como exemplo, cita-se Taylor (1980 apud CARMO FILHO, 2006) que classifica os softwares em tutor, tutorando e ferramenta. O tutor representa os softwares que instruem o aluno, com isso percebe-se que este tipo de software educacional representa a linha instrucionista. Já os dos tipos tutorando e ferramenta representam a abordagem construcionista, sendo que o tutorando é um programa pelo qual o aprendente instrui o computador e o ferramenta é um software com o qual o aluno manipula informações. Por sua vez Valente (1998a) classifica os softwares segundo as duas abordagens5. Com relação à abordagem instrucionista, ou seja, programas que apresentam uma versão computadorizada dos meios tradicionais onde o computador e tido como uma máquina de ensinar, os mais comuns. Segundo Carmo Filho (2006) as classes representativas são: • Tutoriais: neste o material didático é apresentado a partir de diversos recursos multimídia como: animação, som e recursos para facilitar a administração das seções didáticas. Apresentando assim uma versão informatizada da didática já empregada em sala de aula tradicional, sendo bastante utilizados pelo fato de introduzirem o computador no ensino sem provocar mudanças consideráveis. • Exercício-e-prática: apresenta exercícios elaborados através de instrução programada, exigindo a resposta do aluno e fornecendo respostas imediatas. 5 Instrucionista e construcionista.
  30. 30. 29 São utilizados principalmente para a revisão de conteúdos vistos em sala de aula, principalmente os que envolvem memorização e repetição. • Jogos: Nesta categoria os conteúdos pedagógicos são apresentados na forma de jogos, tornando-se uma maneira mais divertida de aprender, o que motiva e estimula o aluno. Porém a pedagogia por trás desta abordagem é a de exploração auto-dirigida ao invés da instrução explícita e direta. • Simulação: Este tipo de software possibilita a criação de modelos dinâmicos e simplificados do mundo real, permitindo a exploração de situações fictícias ou arriscadas, e de experimentos complicados, caros ou que levam muito tempo para se processarem. A simulação oferece, portanto, a possibilidade do aluno desenvolver hipóteses, testá-las, analisar resultados e refinar os conceitos. No entanto apresentam paradigmas prontos a serem “aprendidos” pelos alunos. Por outro lado, o computador pode ser usado como ferramenta educacional. Desta forma, ainda segundo Valente (1998a) ... o computador não é mais o instrumento que ensina o aprendiz, mas a ferramenta com a qual o aluno desenvolve algo, e, portanto, o aprendizado ocorre pelo fato de estar executando uma tarefa por intermédio do computador. Estas tarefas podem ser as elaborações de textos, usando os processadores de texto; pesquisa de banco de dados já existentes ou criação de um novo banco de dados; resolução de problemas de diversos domínios do conhecimento e representação desta resolução segundo uma linguagem de programação; controle de processos em tempo real, como objetos que se movem no espaço ou experimentos de um laboratório de física ou química; produção de música; comunicação e uso de rede de computadores; e controle administrativo da classe e dos alunos. Com isso citam-se, segundo Carmo Filho (2006), como exemplos: • Aplicativos: São softwares que manipulam informação, como exemplos podem ser citados programas de processamento de texto, planilhas, sistemas de banco de dados, construção e transformação de gráficos, sistemas de autoria e calculadores numéricos. • Resolução de problemas: estes softwares propiciam um ambiente de aprendizado baseado na resolução de problemas, onde o aprendiz tem que expressar a solução através uma linguagem de programação. Porém deve-se notar que o objetivo não é ensinar programação de computadores, e sim representar a solução de um problema segundo uma linguagem computacional.
  31. 31. 30 • Controle de Processo: Estes programas permitem ao aprendiz entender processos e controlá-los. Como exemplo, cita-se a construção de um veículo, na qual o aprendiz tem a oportunidade de manusear dispositivos que alteram a direção, engrenagens, eixos e opera com conceitos de velocidade, atrito e deslocamento. • Comunicação: Estes softwares têm como função transmitirem dados através de uma rede de computadores. Como exemplo cita-se os programas de correio eletrônico, mensagens instantâneas, bate-papo etc. Também se inclui nesta categoria os softwares que complementam certas funções dos nossos cinco sentidos, facilitando o acesso ou o fornecimento da informação. Isto é especialmente interessante quando o computador é usado por indivíduos portadores de deficiência física. Pelo que foi mostrado anteriormente, não há uma classificação padrão para softwares educacionais e, além disso, estas classificações na maioria das vezes apontam para direções bem distintas. 3.1.4 Características da qualidade do software educacional Segundo Campos e Campos (2001 apud CARMO FILHO 2006, P.38) algumas características devem ser consideradas no desenvolvimento de softwares educacionais, são elas: Características Pedagógicas: Referem-se à conveniência e á viabilidade de utilização do software em situações educacionais, isto é, o software deve permitir a identificação do ambiente educacional e do modelo de aprendizagem que ele privilegia, ser adequado e pertinente a um dado contexto educacional ou disciplina específica e possuir aspectos didáticos, tais como conteúdos claros, corretos e recursos motivacionais. Facilidade de Uso: O software deve ser fácil de se aprender a usar e as informações importantes para o seu uso devem ser fáceis de se memorizar. Além disso, ele deve manter o processamento corretamente a despeito de ações inesperadas (robustez). Interface Amigável: O software deve possuir meios e recursos que facilitem a sua interação com o usuário. A concepção da interface deve ser conservada idêntica em contextos idênticos e diferente em contextos distintos, devendo haver adequação entre as informações apresentadas ou solicitadas. Além disso, também é importante a existência de mecanismos que permitam evitar ou reduzir a ocorrência de erros, e que favoreçam a sua correção quando eles ocorrerem. Adaptabilidade: O software deve ser capaz de se adaptar às necessidades e preferências do usuário e ao ambiente educacional selecionado. Assim, a sua interface deverá ser facilmente personalizada para o uso por diferentes usuários e o software deve ser adequado ao modelo e aos objetivos educacionais pretendidos.
  32. 32. 31 Documentação: A documentação para instalação e uso do software deve estar completa, consistente, legível e organizada. Deve haver também uma ajuda on-line disponível. Portabilidade: O software deve ser capaz de adequar-se aos equipamentos do laboratório de informática, isto é, as tecnologias utilizadas pelo software devem ser compatíveis com as facilidades disponíveis no mercado e na instituição de ensino. Pelo que foi exposto anteriormente, pode-se perceber que uma característica fundamental de um software que será usado na aprendizagem auxiliada por computador é o seu critério didático-pedagógico. Segundo estas características, as abordagens podem ser instrucionista ou construcionista (VALENTE 1997). O programa desenvolvido tem como critério didático-pedagógico uma abordagem construcionista, pois se pretende que através dele se possa interagir com o mesmo escolhendo seus caminhos de navegação bem como alterar valores e testar diversas soluções e com isto, construir seu próprio conhecimento de maneira autônoma e com liberdade para escolher seus caminhos de navegação. Mesmo não havendo uma classificação padrão de softwares educacionais, o ambiente desenvolvido será do tipo resolução de problemas, segundo a classificação de Valente (1998a), pois, através do ambiente proposto, se apresenta condições de representar a solução de um problema através de uma linguagem de programação. Lembrando que isto não quer dizer que o ambiente terá como função propiciar condições para que se aprenda uma linguagem de programação, mas sim, que utilize o ambiente como uma ferramenta para auxiliar na aprendizagem. 3.2 O papel do laboratório de práticas experimentais no ensino de física Nas ultimas décadas, as escolas vêm sendo criticadas por sua baixa eficácia na qualidade de ensino, por sua incapacidade de preparar o estudante para ingressar no mercado de trabalho e por não conseguir formar cidadãos capazes de tomar decisões, interpretar situações cotidianas que envolvam a compreensão de informações relacionadas a temas científicos mesmo elementares, como apresentados, por exemplo em jornais de grande circulação ou telenoticiários e ainda, avaliar possibilidades de maneira critica e independente (BORGES, 2002). Várias são as causas que se pode apontar para este quadro de incapacidade. Dentre elas exemplifica-se a não valorização dos espaços educacionais, a desvalorização da profissão de professor e a falta de programas para o desenvolvimento e aperfeiçoamento dos mesmos. Na tentativa de modificar este
  33. 33. 32 quadro em que se encontra a escola, vêm sendo propostas novas formas de organização do currículo e de metodologias de ensino, a fim de superar estas dificuldades. Como é o caso dos PCNs e PCNs+ (PCNs, 1999; PCNs+, 2002), que trazem propostas de como se deve organizar o currículo, procurando minimizar a compartimentalização das disciplinas, além de propor situações contextualizadas para o estudo das mesmas. Estas transformações procuram estabelecer mudanças que acarretam em modificações nos conteúdos propostos e nas técnicas a serem utilizadas. Desta forma, percebe-se que estas mudanças espelham como principais metas viabilizar caminhos, de forma que o aluno, no caso das ciências, adquira mais eficazmente conhecimento cientifico, aprenda a trabalhar com métodos e processos da ciência e especialmente adquira um posicionamento crítico para poder estabelecer relações entre ciência, tecnologia e sociedade. Com isto, pretende-se que o mesmo adquira familiaridade com os principais produtos da ciência, saiba como acontece a produção destes conhecimentos e como isto interfere no seu mundo cotidiano. Isto pode ser facilmente observado nos PCNs (1999), que acreditam que o ensino de ciências deve proporcionar ao educando “compreender as ciências como construção humana, entendendo como ela se desenvolve por acumulação, continuidade ou ruptura de paradigmas, relacionando o desenvolvimento científico com a transformação da sociedade”. Uma forma de buscar desenvolver nos estudantes estas competências é o uso do laboratório didático. É unânime entre os professores que para isto ocorra é fundamental que aulas práticas sejam inseridas no currículo (ALVES FILHO, 2000). Porém, percebe-se que na maioria das escolas que possuem o laboratório, estes são pouco ou quase nunca utilizados. Dentre as várias razões que podem ser levantadas para se justificar este fato, podemos citar segundo Borges (2002), a falta de formação do professor, escassez de recursos para reposição de componentes e materiais laboratoriais, falta de tempo para o professor planejar suas atividades como parte do programa de ensino e até mesmo laboratórios continuamente fechados e sem manutenção. Vale ressaltar que alguns professores até se dispõem a propor aulas praticas, mas a maioria acaba desistindo por não conseguir resultados satisfatórios. Vale ressaltar que é um equívoco, segundo Borges, confundir a atividade prática com a necessidade de um ambiente com equipamentos especiais para a realização de atividades experimentais. No subitem que se segue, se falará do
  34. 34. 33 laboratório didático e seu papel no ensino de ciências e, especificamente, no ensino de física. 3.2.1 Uma visão pedagógica de uso de laboratório de práticas experimentais Há mais de meio século existe a preocupação em se estabelecer metas para uma melhor condução de práticas no laboratório didático. A partir da década de setenta, vêm sendo trabalhadas propostas de mudanças nos currículos, a fim de adequar o crescente avanço das concepções alternativas dos vários tópicos de conhecimento da física, de modo a motivar e facilitar a aprendizagem dos alunos, quando da execução de práticas experimentais de física. Assim estas mudanças tentam principalmente deixar claros os objetivos do laboratório didático de física, conceber novas metodologias para a realização de práticas experimentais, de modo a estabelecer novas relações entre a valorização dos conteúdos teóricos e os passos associados á realização de uma prática. Porém ainda permanece crítica a visão pedagógica de determinados professores, para quem os objetivos e estratégias de condução de uma prática não estão claros, o que acaba ocasionando a mesma visão junto aos estudantes. Por conta disso, muitos destes docentes continuam achando que o papel da atividade experimental é simplesmente verificar e comprovar leis científicas (BORGES, 2002). Em contra partida, pode-se dizer que o bom aproveitamento da atividade experimental deve perpassar pela preparação adequada da mesma. Preparação esta que, por exemplo, deve ser planejada e focada na observação de teorias e leis e não em procedimentos “mecanizados” que compõem uma seqüência de atividades de realização de uma prática. Assim o aluno acaba seguindo uma espécie de “receita de bolo” e obtém resultados de forma induzida, sem refletir progressivamente na construção de relações de associação entre o que está a observar, no desenrolar de uma prática, e conseguir promover uma associação junto à fundamentação teórica requerida, passo essencial para promover mudanças conceituais nas suas concepções prévias. Ainda nesta direção, o que geralmente vemos na realização de uma atividade experimental são alunos e professores preocupados principalmente com os resultados (dados) a serem medidos em detrimento ao estudo do fenômeno. Não pretendemos com isso negar a importância dos dados a serem medidos em algumas
  35. 35. 34 atividades experimentais. Com isso, destaca-se que a aquisição de dados não deve prevalecer sobre o estudo e interpretação dos fenômenos. Uma vez que, por conta disto, o aluno, por achar que seus resultados não estejam corretos, passem a manipular os dados em vez de procurar as possíveis causas do ‘erro’ encontrado. Muitas vezes os próprios professores são vitimas deste fato. O que leva os mesmos a não realizarem uma determinada experiência, pelo fato da mesma não apresentar os resultados esperados. (BORGES, 2002) Dentro do que foi exposto, acredita-se que uma forma de tentar superar estas barreiras citadas para a realização de uma atividade experimental, seja através da sua inclusão no currículo. Inclusão esta que deve acontecer de forma planejada e com objetivos claros. Objetivos estes, que devem deixar clara a participação efetiva dos alunos na coleta e principalmente na analise de resultados, para que de posse destes resultados os estudantes possam testar suas próprias teorias. Para que isto ocorra, se faz necessário se estabelecer como os alunos discussões anteriores à prática, relativo aos conteúdos teóricos associados aos fenômenos a serem trabalhados no laboratório, caracterizando-se como atividade pré-experimental (BORGES, 2002). Desta forma, o aprendente terá momentos em que ele possa refletir sobre tais conhecimentos antes da realização da atividade prática e compartilhar o processo de construção do conhecimento com seus colegas. Neste processo o professor, a cada momento da realização da atividade, vai interagindo através de um processo dialógico amplo com o intuito de tirar as dúvidas dos alunos e preencher lacunas referentes ao conteúdo. Desta forma fazendo com que “termos como velocidade, aceleração, força, pressão, temperatura, etc, e suas relações, em conjunto com variado número de habilidades e destrezas necessárias para suas determinações, façam sentido no contexto experimental” (ARRUDA et al, 2001). Desenvolvendo assim competências e habilidades necessárias a realização da atividade experimental, de modo à “adaptar” o conteúdo à atividade experimental para que o aluno possa aprender de forma significativa os conceitos a serem estudados.
  36. 36. 35 Tais atividades podem ser desenvolvidas com um nível maior de abstração, funcionando assim como um organizador prévio6 (MOREIRA, 1997). O papel do organizador prévio, bem como as idéias de Ausubel a respeito da aprendizagem significativa de conceitos serão discutidos no subitem 3.3. Outro passo importante na atividade experimental é a discussão em grupo das conclusões a que chegaram os alunos ao final da execução da prática, o que pode ser denominado de atividade pós-experimental (Borges, 2002). Pode até parecer um paradoxo falar de laboratório didático no Brasil, onde na maioria das escolas públicas ocorrem poucas aulas práticas. Seja por falta de um laboratório ou pelos fatores citados no início do capítulo. É fato que dentro do modelo tradicional de ensino o laboratório é desaconselhado, por conta dos impactos negativos que pode provocar sobre a aprendizagem dos alunos. Isto porque resultados de pesquisas sobre o uso do laboratório decepcionam “pois conflita com teorias e expectativas. Prefere-se pensar que os laboratórios funcionam porque acrescenta cor, a curiosidade de objetos não – usuais e eventos diferentes, e um contraste com a prática comum em sala de aula...” (WHITE, 1996 apud BORGES 2002). Dentre as formas mais comuns de utilização do laboratório, destaca-se o laboratório tradicional. Nesta abordagem, o aluno realiza práticas com a atribuição de manipular os equipamentos e os dispositivos que tem como objetivo principal a tomada de dados e a construção de gráficos. Geralmente neste tipo de atividade é acompanhado de um roteiro o qual apresenta de maneira estruturada todo o procedimento a ser seguido pelo aluno. Neste tipo de prática o estudante não participa ativamente da tomada de decisão sobre o que medir e sobre a interpretação do fenômeno a ser estudado (ALVES FILHO, 2000; BORGES, 2002). Neste contexto o objetivo é o de ‘verificar’ na prática os conteúdos estudados nas aulas teóricas. Desta forma, segundo Borges, este tipo de atividade é pouco eficiente em provocar alterações nas concepções prévias dos alunos além de apresentar as atividades de forma descontextualizadas e sem se incorporar recursos metodológicos, didáticos apropriados para trabalhar a visão pedagógica do professor numa sessão didática laboratorial. 6 Segundo a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel (1968) o organizador prévio funciona como um material introdutório que é apresentado ao aluno. Este material apresenta os conceitos num nível mais geral de abstração fazendo assim com que os novos conceitos possam ser ancorados aos já existentes.
  37. 37. 36 Acredita-se que esta ineficiência acontece por se tentar comparar as atividades experimentais com as práticas dos cientistas. Segundo Borges (2002), estas atividades são bem distintas e com objetivos bastante diferentes. No caso dos cientistas, quando propõem suas práticas já têm passado muitos anos de sua vida pesquisando sobre o tema e a experimentação proposta busca resolver um problema que lhe interessa. Desta forma, para chegar à prática, ele já refletiu bastante e tem, na maioria dos casos, uma idéia do que pretende medir e que procedimentos devem tomar para a efetivação do experimento. (BORGES, 2002) Não se pretende negar a importância das atividades experimentais no processo de ensino aprendizagem de física. Acredita-se que estas possam ser utilizadas para este fim desde que seus objetivos não sejam exclusivamente comprovar teorias e que permitam uma participação efetiva do educando na interpretação e analise dos resultados assim como na autonomia do que medir e como fazer isto e associar as atividades da prática para refletir e analisar sobre as leis e conceitos físicos correspondentes. Para isto percebe-se a necessidade do aluno já possuir experiência na manipulação dos aparelhos e uma certa base no tocante aos conteúdos a serem estudados. De que forma o laboratório deve ser organizado para ter um papel relevante no processo de ensino aprendizagem? Apesar dos procedimentos adotados para se realizar as práticas, o laboratório da forma como vem sendo trabalhado na maioria das escolas, precisa de uma reformulação na condução das sessões didáticas. Em nenhum momento pode-se negar a sua importância. È prudente que continuamente sejam repensados os seus objetivos e buscar maneiras criativas de trabalhar as atividades práticas. Um primeiro passo para a busca de uma aprendizagem significativa no laboratório, é a definição clara de seus objetivos. Uma alternativa seria a integração efetiva entre o ensino experimental e o ensino teórico. Neste cenário a formação continuada do professor e sua mudança de visão pedagógica na condução das práticas constituem ações primordiais para se valorizar o ensino científico. “Uma concepção do laboratório didático que entende as atividades que estão sendo desenvolvidas como um esforço em dar uma unidade ao discurso teórico e experimental, poderia ser designada como uma concepção adaptativa do laboratório didático. Nesse sentido, uma tal concepção, estando fundamentada nas idéias de Kuhn, consideraria o aprendizado científico, essencialmente, como a aquisição de um vocabulário ou de uma linguagem, por meio da exposição do estudante aos exemplares - inclusive as situações experimentais - e suas soluções (Kuhn, 1990). Em outras palavras, o que deve ocorrer, seja em uma aula teórica, seja em uma aula no laboratório, é o aprendizado de novos termos, que
  38. 38. 37 devem ser empregados de uma certa maneira, a qual é indicada ao aluno pelo professor, pelos livros, etc. Portanto, de um modo geral em um laboratório didático sob uma concepção adaptativa, a preocupação central do professor não seria com a contrastação empírica (confirmação ou falseamento) de hipóteses, teorias, etc, ou seja, não se trata de opor a teoria ao experimento, mas de articular os dois de maneira integradora, de modo a permitir que o estudante possa ter uma visão do todo (do paradigma). (ARRUDA et al., 2001) Acredita-se que, desta forma um laboratório de práticas experimentais pode constituir-se numa poderosa ferramenta didática. Permitindo auxiliar na busca e superação de dificuldades de aprendizagem de conceitos de física funcionando, quando trabalhado de forma pedagogicamente estabelecida, como uma ponte para o aluno ligar a experimentação científica, aprendizagem conceitual e a motivação. Porém, se o mesmo não for utilizado de forma a proporcionar uma aprendizagem prazerosa e significativa, pode se caracterizar numa atividade enfadonha, mecanizada, tornando-se uma nova forma de aula tradicional, de caráter predominantemente instrucionista e sem a participação efetiva dos alunos7. Na literatura especializada é possível constatar que as atividades de laboratório apresentam uma variedade de barreiras que dificultam a aprendizagem (Ryder, Leach 2000; Sandoval 1990 apud Laburú 2003). Na maioria das vezes estas barreiras são impostas por : “ficar implícita na atividade que aos estudantes deve caber a compreensão da natureza do problema, o procedimento experimental, a adoção da perspectiva teórica relevante relacionada com o tema em estudo, o acompanhamento da leitura e a assimilação das instruções do experimento, a compreensão, ou pelo menos, o manejo correto dos aparatos em questão” (HODSON 1990 apud LABURÚ 2003). Segundo Moreira (1980 apud Laburú 2006), certas atividades de laboratório são perdas de tempo, pois é possível que se eliminem vários passos que são irrelevantes e só servem para deixar os estudantes perdidos em detalhes irrelevantes. O autor citado diz ainda que é fundamental que se dedique mais tempo à compreensão teórica, a discussão e interpretação dos resultados experimentais do que à realização propriamente dita do experimento. “Para a construção de teorias, a experimentação tem duplo significado: o de testar a adequação empírica da teoria...e preencher os espaços vazios (da teoria), isto é, guiar a continuação da construção ou complementação da teoria. Da mesma forma, a teoria tem um duplo papel na experimentação: formulação de questões a serem respondidas de uma maneira sistemática...e como guia no planejamento de experimentos para responder a essas questões” (van Fraassen 1980 apud Arruda et al, 2001) 7 O que foi dito será reforçado a seguir por Moreira
  39. 39. 38 Segundo Villani e Carvalho (1993 apud Marineli e Pacca 2006): Apesar de estarem convencidos da importância das atividades experimentais, os docentes que a utilizam abundantemente em sua prática didática têm consciência de que a experimentação está longe de constituir a panacéia para o ensino da física; a aprendizagem dos estudantes parece sujeita a limitações e ambigüidades, que tornam o problema digno de se analisado mais cuidadosamente. Pelo que foi citado anteriormente, percebe-se que o aluno necessita aprender de forma significativa os conceitos trabalhados. Não fazendo sentido o mesmo participar de aulas práticas no laboratório didático sem que o mesmo possa manipular aparelhos, interpretar fenômenos e discutir resultados com sue colegas. “Dado que a maior parte das leis científicas possuem poucos pontos de contato quantitativos com a natureza, dado que as investigações desses pontos de contato exigem em geral uma instrumentação e aproximação tão laboriosa, e dado que a própria natureza necessita ser forçada a produzir os resultados adequados, o caminho que vai da teoria ou lei à medição quase nunca pode ser feito em sentido inverso. Os números colhidos sem conhecimento da regularidade quase nunca falam por si” (Kuhn 1989:244 apud Arruda et al, 2001) Acredita-se que o laboratório didático, através do que foi citado, principalmente estruturados a partir das idéias de Arruda et al (2001), possa contribuir para superação das dificuldades de aprendizagem de conceitos de física. A partir desta perspectiva o professor terá claro que, neste tipo de atividade experimental, o que está em jogo é a aprendizagem da linguagem científica, que se potencializa através da integração entre o discurso teórico e experimental, compondo assim uma linguagem unificada dos conceitos a serem trabalhados. No subitem a seguir, descreve-se a teoria de aprendizagem significativa de Ausubel, adotada aqui devido seu caráter cognitivista, onde o conteúdo de aprendizagem é trabalhado segundo uma organização hierarquizada do conhecimento, elemento característico da construção de conhecimentos de ciências, os quais exigem dos aprendizes conhecimentos prévios específicos e também hierarquizados. 3.3 Teoria da aprendizagem de Ausubel 3.3.1 Visão geral Quando se fala da teoria de Ausubel o conceito primordial ao qual esta teoria trata é o de aprendizagem significativa. Para que ocorra tal aprendizagem o fator mais importante é o conhecimento anterior que o aprendiz já possui claramente estabelecido em sua mente. A este conhecimento que o aprendiz possui chamamos
  40. 40. 39 de subsunçores (Ausubel 1968 apud Moreira 1999). Partindo desta idéia, a aprendizagem ocorre quando uma nova informação é captada pelo aprendiz, por um processo de “ancoragem” e a partir daí é agrupada a conceitos já existentes (MOREIRA, 1999). Dentro desta perspectiva, Moreira fala que o termo ancorar não mostra o real significado deste tipo de aprendizagem no qual tanto os conceitos que o aprendiz já possui quanto o novo conceito a ser aprendido sofrem modificação, formando assim um novo subsunçor, bem mais geral e inclusivo do que o anterior, e que interage com outros. Com isto, a estrutura cognitiva está em constante reestruturação durante o processo de aprendizagem significativa. Segundo Ausubel (1968) o cérebro humano se organiza de maneira hierárquica e organizada, sendo que os conceitos mais específicos se agrupam a subsunçores mais gerais. Para o desenvolvimento destes subsunçores, Ausubel fala em organizadores prévios, que são materiais introdutórios que vão fazer a ligação entre o conhecimento a ser aprendido e o que o aprendente já possui. Tais organizadores devem ser apresentados ao aprendente de uma forma mais geral e num nível mais alto de abstração. Para que ocorra uma aprendizagem significativa duas condições são fundamentais. Uma é que o aprendente deve se dispor a aprender de forma significativa, caso ele não tenha tal disposição irá memorizar de forma arbitrária literal e arbitrária o conhecimento. O que irá caracterizar uma aprendizagem mecânica, sem significado, na qual brevemente o aprendente irá esquecer o que foi aprendido mecanicamente. A outra condição para que a aprendizagem seja significativa é que a informação a ser aprendida deve ser potencialmente significativa, isto é, a informação deve ser lógica e psicologicamente significativa. Sendo que o significado lógico depende da natureza da informação a ser aprendida enquanto que significado psicológico está relacionado com cada indivíduo, ou seja, cada aluno filtra a informação que é ou não mais significativa para ele. 3.3.2 Tipos de aprendizagem Ausubel destaca três tipos de aprendizagem: Representacional: é o tipo mais básico de aprendizagem significativa, do qual os demais dependem. Envolve a atribuição de significados a determinados símbolos (tipicamente palavras), isto é, a identificação, em significado, de símbolos com seus referentes (objetos, eventos, conceitos).
  41. 41. 40 Os símbolos passam a significar, para o indivíduo, aquilo que seus referentes significam; Conceitual: é de certa forma, uma aprendizagem representacional, pois conceitos são também representados por símbolos particulares, porém, são genéricos ou categóricos, representam abstrações dos atributos essenciais dos referentes, i.e., representam regularidades em eventos ou objetos; Proposicional: Contrariamente à aprendizagem representacional, a tarefa não é aprender significativamente o que palavras isoladas ou combinações representam, mas sim, aprender o significado de idéias em forma de proposição. (MOREIRA 1983) Segundo Ausubel a aprendizagem significativa pode ocorrer de três formas: Subordinada, Superordenada e Combinatória. A aprendizagem significativa é dita subordinada quando a nova informação é “ancorada” a conceitos já existentes (subsunçores), ocorrendo assim uma relação de subordinação entre o subsunçor e o conceito novo. Vale lembrar que a partir do momento que o novo conceito é ancorado ao subsunçor ele o altera formando assim um subsunçor mais abrangente e mais geral. Já a aprendizagem superordenada acontece quando um conceito mais geral é adquirido e engloba subsunçores, já existentes, que são mais específicos do que o conceito que está sendo adquirido. Por outro lado aprendizagem combinatória ocorre quando a nova informação não se relaciona com um único subsunçor nem de forma subordinada nem superordenada, mas sim com maior parte toda estrutura cognitiva do aprendente. Assim, mesmo se relacionando com estes subsunçores, ainda mantém certa independência. 3.3.3 Aquisição e organização de conceitos Para Ausubel os conceitos são adquiridos ainda na infância por meio de um processo conhecido como formação de conceitos e a partir daí novos conceitos vão sendo adquirido através da diferenciação progressiva e da reconciliação integrativa (MOREIRA 1999 apud CARMO FILHO 2006). O processo de assimilação de conceitos acontece quando um conceito mais específico se relaciona com um conceito mais geral e inclusivo e este subsunçor o absorve por um processo se ancoragem. Neste processo não só o novo conceito mais específico, mas também o subsunçor mais geral e inclusivo que já existente se modificam formando um subsunçor mais geral que o existia anteriormente. Na medida em que esta assimilação vai acontecendo uma vez ou mais estes conceitos vão sendo assimilados por diferenciação progressiva dos subsunçores (MOREIRA
  42. 42. 41 1999 apud CARMO FILHO 2006). A seguir um exemplo de mapa conceitual, representado na figura 3.1 (MOREIRA E BUCHWEITZ, 1993 apud MOREIRA, 1997). Figura 3.1 - Mapa conceitual dos conceitos básicos da teoria de Ausubel (MOREIRA e BUCHWEITZ, 1993 apud MOREIRA, 1997) Já no processo de reconciliação o ponto crucial é que o aluno possua uma estrutura cognitiva clara, para a partir daí diferenciar e associar os conceitos. À medida que as novas informações vão sendo adquiridas, se estabelece semelhanças e diferenças entre os conceitos, seja entre subsunçores e conceitos novos ou até mesmo entre os conceitos a serem aprendidos. Desta forma, tanto as novas informações quanto os antigos conceitos vão sendo recombinados, este princípio é, segundo Ausubel, a reconciliação integrativa de conceitos. (RONCA 1980).
  43. 43. 42 Segundo Ausubel, estes princípios podem ser desenvolvidos através do uso de organizadores prévios que têm como função principal fazer uma ligação entre o que o aluno já sabe e o que se deseja que ele aprenda. Os organizadores prévios podem ser apresentados de forma expositiva ou de forma comparativa. É sugerido que ele seja apresentado de forma expositiva se o conceito a ser aprendido é inteiramente desconhecido pelo aprendente. Já para o caso do conjunto de informações a ser aprendido não ser completamente novo é sugerido que se usem os organizadores prévios de forma comparativa. 3.4 Mapas conceituais Segundo Moreira (1997) mapas conceituais são “diagramas indicando relações entre conceitos, ou entre palavras que usamos para representar conceitos”. Os mapas conceituais são formados de conceitos que se relacionam com outros por meio de palavras ou pequenas frases. Eles se apresentam organizados hierarquicamente de forma que os conceitos mais gerais e inclusivos se apresentam no topo do mapa conceitual e os mais específicos ou menos inclusivos vão sendo ligados aos conceitos mais gerais por meio de palavras ou frases de ligação. Uma das funções dos mapas conceituais é a de organizar determinado tema destacando os pontos mais significativos entre os conceitos (Moreira, 1999). Os mapas conceituais podem ser formulados a partir de conceitos sobre um determinado tema. Por outro lado, podem ser formulados a partir de parágrafos e até mesmo de textos completos. Além disso, os mapas conceituais podem ser usados até como forma de avaliação. Segundo Moreira (1997) mapas conceituais podem ser usados para se obter uma visualização da organização conceitual que o aprendiz atribui a um dado conhecimento tratando-se basicamente de uma forma de avaliação não-tradicional que busca informações sobre os significados e relações significativas entre conceitos-chave da matéria de ensino segundo o ponto de vista do aluno. Ainda segundo Moreira é necessário algumas considerações quanto à utilização de mapas conceituais como instrumentos de avaliação. Como a aprendizagem significativa implica, necessariamente, atribuição de significados idiossincráticos, mapas conceituais, traçados por professores e alunos, refletirão tais significados. Quer dizer, tanto mapas usados por professores como recurso didático como mapas feitos por alunos em uma avaliação têm componentes idiossincráticos. Isso significa que não existe mapa conceitual “correto”. Um professor nunca deve apresentar aos alunos o mapa conceitual de um certo conteúdo e sim um mapa conceitual para esse conteúdo segundo os significados que ele atribui aos conceitos e às
  44. 44. 43 relações significativas entre eles. De maneira análoga, nunca se deve esperar que o aluno apresente na avaliação o mapa conceitual “correto” de um certo conteúdo. Isso não existe. O que o aluno apresenta é o seu mapa e o importante não é se esse mapa está certo ou não, mas sim se ele dá evidências de que o aluno está aprendendo significativamente o conteúdo (MOREIRA, 1997, p. 8). Pelo que foi evidenciado por Moreira anteriormente, observa-se que os mapas conceituais têm significados pessoais e que não existe o mapa conceitual “certo”. Segundo Moreira (1997) “basta pedir a dois professores, com igual conhecimento, que tracem um mapa de conceitos para certo conteúdo: seus mapas terão semelhanças e diferenças”. Pensando desta forma não podemos dizer que existe o mapa conceitual e sim um mapa conceitual. A seguir na figura 3.2 apresenta-se um outro modelo de mapa conceitual (DUTRA, FAGUNDES, JOHANN e PICCININI, 2006). Figura 3.2 - Mapa conceitual sobre mapas conceituais (DUTRA, FAGUNDES, JOHANN e PICCININI, 2006)

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