imagens tridimensionais virtuais no ensino de ciÊncias:...
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS Mestrado em Educação Tecnológica
Welerson Rezende Morais
IMAGENS TRIDIMENSIONAIS VIRTUAIS NO ENSINO DE CIÊNCIAS: O MODELO ANALÓGICO DO OLHO HUMANO
Belo Horizonte (MG)
2009
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Welerson Rezende Morais
IMAGENS TRIDIMENSIONAIS VIRTUAIS NO ENSINO DE CIÊNCIAS: O MODELO ANALÓGICO DO OLHO HUMANO
Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado em Educação Tecnológica do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – CEFET-MG, requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Educação Tecnológica. Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem
Belo Horizonte (MG)
2009
Morais, Welerson Rezende.
Imagens tridimensionais virtuais no ensino de ciências: o modelo analógico do olho humano: 2009?/ Welerson Rezende Morais. – 1974.
154 f. Orientador: Ronaldo Luiz Nagem
Dissertação (mestrado) – Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais.
Inclui bibliografia.
1. Analogias e modelos. 2. Ensino de ciências. 3. Imagens visuais tridimensionais. I. Ronaldo Luiz Nagem. II. Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais. III. Título.
AGRADECIMENTOS
A Deus, força maior do universo.
À minha mãe querida Adelina e ao meu grande pai Zezinho (in
memorian).
À minha amada esposa Alexandra, meus maiores agradecimentos.
Aos meus irmãos, irmãs, sobrinhos, sobrinhas, cunhados e cunhadas,
pelo carinho.
Ao meu orientador Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem, por acreditar em
sonhos.
Ao Maurício Gino, eterno professor e amigo.
Aos amigos do GEMATEC, Silvia, Nilza, Alexandre, Délcio, Ana Senac,
Isabel, Lilian, Lídia, Vanessa, Denílson, Emanuelle e Altemisa (in memorian). Um
agradecimento especial a Fatinha e à Juliana pela ajuda e disponibilidade.
À Flávia, Ricardo e Clarisse, companheiros de trabalho em várias etapas
do mestrado.
À turma do Mestrado em Educação Tecnológica de 2007 com quem
aprendi muita coisa.
À Andréia Eleto, parceira na pesquisa de campo.
À Marinela, por toda força que me deu.
Aos professores do Mestrado em Educação Tecnológica do CEFET-MG,
em especial os professores Jerônimo, Paulo Cezar, José Wilson e Adelson.
Aos funcionários do CEFET-MG campus II e VI, em especial aos
funcionários Fábio, Vânia e Sônia, sempre prestativos e gentis.
À diretoria e aos funcionários, professores e alunos da Escola Estadual
Lourdes Bernadete, que me proporcionaram o maior dos aprendizados.
À minha pequena família
que vem se formando
desde 2004.
RESUMO
Este trabalho teve como objetivo verificar se a utilização de modelos tridimensionais virtuais no ensino de ciências, em particular o aparelho óptico humano, forneceria um aprendizado mais significativo que as imagens bidimensionais ou os textos somente. Em estudos desenvolvidos sobre imagens, imagens e educação, modelos e analogias, nós verificamos um campo frutífero para a discussão sobre modelos baseados em imagens visuais, que fazem parte do cotidiano escolar. Com as novas tecnologias poder-se-ia construir modelos interativos tridimensionais com textos e sons. Numa pesquisa feita em livros didáticos de ciências analisamos as representações gráficas bidimensionais do olho humano. Após essa pesquisa, buscamos os modelos do olho humano em 3D na internet. Os modelos encontrados sofreram duas alterações ao longo dessa pesquisa: uma primeira após um teste piloto realizado com os membros do grupo GEMATEC e com alunos do curso de Engenharia da Computação, em que foram utilizados materiais impressos contendo imagens do olho humano em 2D, texto e o aplicativo multimídia com a imagem do olho 3D interativa e textos. A segunda mudança se deu após outro teste piloto realizado com alunos da sétima série do ensino fundamental. Os instrumentos de coleta de dados foram: questionário com questões fechadas e abertas e observação direta. Teve-se então uma terceira versão do modelo que apresentou imagens em 3D interativas, animações, áudio, textos e propostas de exercícios utilizando a Metodologia de Ensino com Analogias (MECA). Essa última versão do modelo foi analisada finalmente por um grupo focal que o manipulou e apontou vantagens e desvantagens. Os resultados apontados pelos dados quantitativos ajudaram a compreender os processos de modelagem e aprendizagem. Os resultados da análise qualitativa apontaram o nosso modelo como potencialmente eficaz, se produzido e trabalhado em conjunto com professores e alunos. O desenvolvimento do modelo do olho humano virtual e interativo 3D durante a pesquisa e o acompanhamento dos alunos no processo de modelagem, permitiu que entendêssemos mais sobre a tecnologia e a linguagem que podem ser utilizadas na produção de modelos didáticos. Isso indica que podemos construir mais modelos em 3D abordando outros temas da Ciência. Palavras-chave: imagens, modelos, analogias, ensino de ciências.
ABSTRACT This work had as objective to verify whether the utilization of the three-dimensional virtual models in the teaching of sciences, in particular the human optic system would supply more significant apprenticeship than two-dimensional images or only the text. In developed studies about images, images and education, models and analogies, we saw a fructiferous field for discussion about models based in visual images that is part of the daily school. With the new technologies we can build interactive models in 3D with text and sounds. In a research made in the didactic books of sciences we analyzed the graphic representations in 2D of the human eye. After this research, we search the models of the human eye in 3D in the internet. The models found had two alterations along this research: the first after a pilot test accomplished with the member of de Studies Group of Metaphor, Analogies and Models in Technology and Science – GEMATEC – and with students of the computation engineering, in which made use of printed matters containing images of human eye in 2D and text and the applicable multimedia with the image of the eye 3D interactive and texts. The second change was after another pilot test realized with students of the seventh grade of the primary school. The instruments of the data collect were: questionnaire with closed and opened questions and direct observations. We had so a third version of the model that presented images in 3D interactive, animations, audio, texts and propositions of the exercises utilizing the MECA – Methodology of Teaching with Analogies. That last version of the model was finally analyzed by a focal group that manipulated and pointed advantages and disadvantages. The results pointed by quantitative data helped to understanding the process of modeling and apprenticeship. The results of qualitative analyzes pointed our models as potentially efficacious if produced and worked in conjunct with teacher and students. The development of the model of the 3D virtual and interactive human eye during the research and attendance of the students at the modeling process permit that we understood more about the technology and language that can be utilized at the production of the didactic models. This indicates that we can build more models approaching others themes of science. Key-works: images, models, analogies, science teaching.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Imagem bidimensional: y = comprimento e x = largura.........................
21
FIGURA 2 – Objetos modelados em programa de modelagem 3D, utilizando as coordenadas cartesianas..........................................................................
24
FIGURA 3 – Modelagem de um rosto em 3D no Maya a partir de uma fotografia....
26
FIGURA 4 – Comparação entre a representação tipo-imagem e representação tipo-linguagem...........................................................................................
36
FIGURA 5 – Comparação entre o modelo bidimensional e o modelo tridimensional do olho humano................................................................
45
FIGURA 6 – Representações pictóricas do olho humano..........................................
65
FIGURA 7 – Representações pictóricas do olho humano..........................................
66
FIGURA 8 – Representações pictóricas do olho humano..........................................
66
FIGURA 9 – Aplicativo multimídia contendo o modelo do olho humano virtual interativo 3D na versão 1 (V1)...................................................................
69
FIGURA 10 – Representação do olho humano, segundo participante do GT, no teste piloto V1.............................................................................................
75
FIGURA 11 – Representação do olho humano, segundo participante do GT2D, no teste piloto V1.............................................................................................
76
FIGURA 12 – Representação do olho humano, segundo participante do GT3D, no teste piloto V1.............................................................................................
77
FIGURA 13 – Exemplos de telas modificadas e ou inseridas, na versão 2 (V2) do aplicativo multimídia de modelo do olho humano virtual interativo 3D em 2008. (Original 2009)......................................................................
82
FIGURA 14 – Representação do olho humano, segundo aluno do GT, no teste piloto V2......................................................................................................
92
FIGURA 15 – Representação do olho humano, segundo aluno do GT2D, no teste piloto V2......................................................................................................
92
FIGURA 16– Representação do olho humano, segundo aluno do GT3D, no teste piloto V2......................................................................................................
93
FIGURA 17 – Exemplos de telas modificadas e ou inseridas, na versão 3 (V3) do aplicativo multimídia de modelo do olho humano virtual interativo 3D em 2009. (Original 2009)......................................................................
107
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 –
Porcentagem de erros e acertos relacionados às questões do questionário diagnóstico antes e após a aplicação do teste piloto V1 realizado com 24 participantes de formação diversificada em agosto de 2008............................................................................................................ 71
TABELA 2 – Porcentagem de participantes que justificaram as respostas na avaliação diagnóstica e porcentagem após o teste piloto V1, com os três grupos (GT, GT2D e GT3D).................................................................... 73
TABELA 3 – Porcentagem de erros e acertos relacionados às questões do questionário diagnóstico antes e após a aplicação do teste piloto V2 realizado com 28 alunos da turma 701 (GT3D)........................................... 84
TABELA 4 – Porcentagem de erros e acertos relacionados às questões do questionário diagnóstico antes e após a aplicação do teste piloto V2 realizado com 25 alunos da turma 702 (GT2D)...........................................
86
TABELA 5 – Porcentagem de erros e acertos relacionados às questões do questionário diagnóstico antes (com 31 alunos) e após (com 28 alunos) a aplicação do teste piloto V2 realizado com a turma 703 (GT)..
88
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 – Quantidade de vezes que as comparações feitas pelos alunos na
questão 8 do questionário V2 apareceram.................................................. 90
QUADRO 2 – Comentários dos alunos da oitava série do ensino fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete, mediante as questões apresentadas no grupo focal e considerações – 2009...............................
108
QUADRO 3 – Semelhanças e diferenças apontadas pelos alunos no aplicativo multimídia.......................................................................................................
114
QUADRO 4 – Vantagens do olho virtual interativo 3D, segundo os alunos................... 115
QUADRO 5 – Desvantagens do olho virtual interativo 3D, segundo os alunos............. 115
QUADRO 6 – As mudanças que deveriam ser feitas no olho virtual interativo 3D, segundo os alunos........................................................................................
116
LISTA DE SIGLAS
2D Duas dimensões, bidimensional 3D
Três dimensões, tridimensional
A&M
Analogias e Metáforas
CEFET-MG
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
CG
Computação Gráfica
GEMATEC
Grupo de Estudos em Metáforas e Analogias na Tecnologia e na Ciência
GT
Grupo de texto
GT2D
Grupo de texto e imagem 2D
GT3D
Grupo de texto e imagem 3D
PNLD
Plano Nacional do Livro Didático
RAVS
Recursos Áudio-visuais
V1
Primeira versão
V2
Segunda versão
V3
Terceira versão
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO........................................................................................ 12 2
IMAGENS, ANALOGIAS, MODELOS, EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA 16
2.1 Imagens visuais: meios de representação da realidade sensível... 162.2 As imagens da tecnologia computacional......................................... 222.3 Imagens e educação............................................................................. 272.4 As analogias: das imagens aos modelos didáticos.......................... 332.5 Modelos e aprendizagem.....................................................................
44
3 METODOLOGIA..................................................................................... 493.1 Etapas do trabalho................................................................................ 493.1.1 Pesquisa bibliográfica.......................................................................... 493.1.2 Pesquisa exploratória.......................................................................... 503.1.3 Construção do aplicativo - Versão 1(V1)............................................ 513.1.4 Pesquisa de campo – Teste piloto V1............................................... 523.1.4.1 Questionário ........................................................................................... 523.1.4.2 Observação direta.................................................................................. 533.1.5 Reconstrução do aplicativo – Versão 2 (V2)...................................... 553.1.6 Pesquisa de campo – Teste piloto V2 ................................................ 563.1.6.1 Questionário............................................................................................ 563.1.6.1 Observação participante......................................................................... 563.1.7 Reconstrução do aplicativo – Versão 3 (V3)...................................... 603.1.8 Grupo focal........................................................................................... 613.1.9 Manipulação do aplicativo V3 pelos alunos...................................... 63 4
ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS.................................... 64
4.1 Pesquisa exploratória em livros didáticos de sétima série.............. 644.2 Construção do aplicativo - Versão 1(V1)............................................ 684.3. Pesquisa de campo – Teste piloto V1 ................................................ 704.3.1 Questionário V1.................................................................................... 704.3.2 Observação direta................................................................................. 784.4 Reconstrução do aplicativo – Versão 2 (V2)...................................... 814.5 Pesquisa de campo – Teste piloto V2 ................................................ 834.5.1 Questionário V2.................................................................................... 834.5.2 Observação participante...................................................................... 944.6 Reconstrução do aplicativo – Versão 3 (V3)...................................... 1054.7 Grupo focal........................................................................................... 1074.8 Manipulação do aplicativo V3 pelos alunos...................................... 113 5
CONSIDERAÇÕES FINAIS E PERSPECTIVAS................................... 118
REFERÊNCIAS ..................................................................................... 127
ANEXO................................................................................................... Anexo A – OFÍCIO DO COMITÊ DE ÉTICA DA FUNDAÇÃO
EZEQUIEL DIAS – FUNED- MG.........................................
133
133
APÊNDICES.......................................................................................... Apêndice A – TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E
ESCLARECIDO...............................................................Apêndice B – QUESTIONÁRIO DO TESTE PILOTO V1......................Apêndice C – TEXTO SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO
PARA O TESTE PILOTO V1.......................................... Apêndice D – TEXTO E IMAGENS 2D SOBRE O APARELHO
ÓPTICO HUMANO PARA O TESTE PILOTO V1.......... Apêndice E – QUESTIONÁRIO DO TESTE PILOTO V2......................Apêndice F – TEXTO SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO
PARA O TESTE PILOTO V2.......................................... Apêndice G – TEXTO E IMAGENS 2D SOBRE O APARELHO
ÓPTICO HUMANO PARA O TESTE PILOTO V2.......... Apêndice H – ROTEIRO PARA LOCUÇÃO DO APLICATIVO V3.......Apêndice I – LISTA DE LIVROS DIDÁTICOS DE CIÊNCIAS
INDICADOS PELO PNLD 2008...................................... Apêndice J – ANOTAÇÕES DA OBSERVAÇÃO DIRETA NO
GRUPO FOCAL..............................................................
134
134136
138
140143
145
147150
152
153
ÍNDICE REMISSIVO............................................................................... 153
12
1 INTRODUÇÃO
Inicio a introdução em primeira pessoa, porque considero esse o
momento ideal para a apresentação das idéias que nortearam minha proposta de
pesquisa e os caminhos escolhidos para o seu desenvolvimento.
Minha graduação é em Comunicação Social com habilitação em Produção
Editorial. Trabalho desde o ano de 2000 com edição de vídeo e animação. Já
trabalhei junto a alunos dos cursos de Comunicação, na época em que fui monitor
do laboratório de vídeo do Centro Universitário de Belo Horizonte (UNI-BH) onde me
graduei, e pude observar o comportamento deles frente às imagens estáticas e em
movimento e as tecnologias que as envolvem. Trabalhei por dois anos numa
produtora de vídeo que produzia e editava vídeos técnicos e educativos que
utilizavam muita animação tridimensional – 3D e isso me levou a fazer um primeiro
projeto envolvendo animação tridimensional e educação para o concurso do
Mestrado Educação Tecnológica no Centro Federal de Educação Tecnológica de
Minas Gerais (CEFET-MG) do final de 2005.
Em 2006, o professor Maurício Gino me apresentou o Grupo de Estudos
em Metáforas, Modelos e Analogias na Educação e na Ciência (GEMATEC). Na
ocasião, conheci o professor Ronaldo Nagem, com quem tive os primeiros contatos
com analogias, metáforas, educação e o ensino de ciências. Isso me levou a
apresentar ao grupo GEMATEC no final de 2006, uma análise sobre as analogias e
metáforas (A&M) envolvidas em um filme de animação que discutia duas escolas
importantes na década de 60 que estudavam a comunicação de massa: a Escola de
Frankfurt e a Escola Americana. Essa apresentação gerou um projeto de pesquisa
com o qual ingressei no Mestrado em Educação Tecnológica no CEFET-MG em
2007.
Uma das primeiras incumbências que o meu orientador me trouxe foi a de
continuar um trabalho que já vinha sendo feito no nosso grupo de estudos que
envolviam a organização de uma videoteca analógica. Mas isso era só o começo,
pois logo depois veio o grande desafio: não só pesquisar as imagens analógicas,
mas também produzi-las. E produzi-las com finalidade educacional, utilizando-as
como modelos didáticos e analógicos de um tema qualquer da Ciência, empregando
as tecnologias especializadas no trato com as imagens. Pensando nessas
13
tecnologias, surgiu a idéia de se trabalhar com as imagens tridimensionais – 3D
virtuais, ou seja, possíveis de serem construídas e representadas por meio do
computador.
O professor Ronaldo Nagem, em viagem para Portugal, onde fazia o seu
pós-doutorado, enviou-me um artigo sobre uma pesquisa divulgada pelo Journal of
Science Education and Tecnology, de setembro de 2002 sobre um Sistema Solar
Virtual, (Virtual Solar Sistem – VSS). Nesse artigo, alunos de pós-graduação em
astronomia utilizaram um sistema solar virtual tridimensional e interativo, manipulado
por intermédio do computador, que proporcionou a eles um entendimento
significativo sobre conceitos abstratos envolvendo o sistema solar. Além disso, o fato
de uma imagem em 3D interativa possibilitar a visão de um ou mais objetos de
várias perspectivas chamou muito a atenção desses alunos e, conseqüentemente a
nossa também.
Precisávamos de um tema de ciências para desenvolver a nossa imagem
interativa, o nosso modelo tridimensional virtual de uma realidade qualquer. Pela
minha formação em Comunicação e pelo meu trabalho com as imagens, a primeira
coisa que me veio à mente foi o olho humano. Parti por uma busca de modelos
tridimensionais do olho humano na internet e achei o que precisava num site que
oferecia modelos tridimensionais do corpo humano em várias partes.
Já tínhamos os modelos em 3D, mas precisávamos inserir informações
sobre o olho humano em forma de texto e transformá-lo num aplicativo multimídia,
ou seja, que fosse acessado pelo usuário, por meio do computador e tivesse
imagem, texto e som. Iniciou-se uma busca por imagens do olho humano em livros
didáticos com o objetivo de analisar essas representações em material impresso,
assim como os textos sobre o olho humano. Verificando as imagens impressas e
bidimensionais – 2D surgiu a idéia de compará-las com as imagens em 3D que
estávamos construindo. Construímos então um primeiro modelo em 3D do olho
humano, virtual e interativo, análogo ao olho humano real e que continha
informações em forma de texto.
Esse trabalho envolveu a criação de um modelo tridimensional como
provável modelo didático e a comparação desse modelo com os modelos já
existentes nos livros didáticos para verificar qual deles poderia fornecer um melhor
aprendizado sobre o olho humano.
Esse modelo didático passou por duas reconstruções, chegando a um
14
modelo final que se constituiu num aplicativo multimídia contendo imagens do olho
humano análogas ao olho real, virtual, interativo e em 3D, texto, locução e exercícios
com propostas pedagógicas por meio de analogias entre o olho humano e outros
objetos.
Esse modelo não foi simplesmente construído, ele foi modelado, seguindo
a proposta de teóricos da educação e da cognição. As pesquisas comparativas entre
o nosso modelo tridimensional e os modelos dos livros didáticos feitas com
professores de ciências, alunos de engenharia da computação e alunos do ensino
fundamental nos deu base para reconstruir o modelo a partir das informações
fornecidas por eles.
Este trabalho apresenta-se dividido em cinco capítulos, sendo este o
primeiro. Os demais são apresentados a seguir.
O segundo capítulo trata da pesquisa bibliográfica, em que discutimos
alguns conceitos e características das imagens visuais, sua produção, visualização e
sua relação com a tecnologia computacional. Além disso, discutimos também as
imagens e sua utilização na educação como ferramenta de aprendizagem. As
analogias no ensino de ciências e as imagens analógicas são também estão
presentes nesse trabalho, juntamente com os modelos mentais, as representações
mentais e analógicas dos indivíduos. Dos modelos mentais passaremos para os
modelos analógicos e modelos didáticos e finalizaremos discutindo a relação entre o
nosso modelo e a nossa pesquisa com o ensino de ciências.
O terceiro capítulo apresenta a metodologia de pesquisa utilizada neste
trabalho. Bem como a pesquisa empírica, os sujeitos envolvidos, os instrumentos de
coleta de dados e as transformações sofridas pelo modelo do olho humano virtual
interativo 3D.
O quarto capítulo trata dos resultados e análises dos dados colhidos por
meio da pesquisa empírica, realizada em nove etapas, envolvendo as pesquisas de
campo e as três mudanças sofridas pelo modelo do olho humano.
O quinto capítulo faz referência às reflexões sobre o trabalho como um
todo e aponta algumas perspectivas acerca da utilização de modelos e analogias no
ensino de Ciências.
Para o desenvolvimento da pesquisa empírica nos orientamos nas
seguintes questões:
15
1. Como as imagens bi (2D) e tridimensionais (3D) aparecem em material
instrucional para o ensino de ciências?
2. Como as imagens tridimensionais virtuais e interativas aparecem em
ambientes virtuais?
3. Quais são as semelhanças e diferenças entre imagens bidimensionais
e tridimensionais em livros didáticos de ensino de ciências?
4. Quais são os avanços instrucionais e atitudinais na construção do
conhecimento dos alunos pelo uso de recursos visuais bi e tridimensionais?
5. Que possibilidades e perspectivas podem advir do uso de imagens
tridimensionais estáticas e dinâmicas em materiais instrucionais para o Ensino de
Ciências?
6. Em que aspectos o uso de analogias no aplicativo multimídia pode
contribuir para o interesse dos alunos?
7. Quais as possibilidades do uso da imagem interativa com analogia para
a criatividade, interesse e disposição dos alunos para aprendizagem de ciências?
16
2 IMAGENS, ANALOGIAS, MODELOS, EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA
2.1 Imagens visuais: meios de representação da realidade sensível O Ser Humano, desde a época em que habitava as cavernas, sempre
representou o mundo onde vive por meio das imagens. Essas imagens perpassaram
os séculos por meio de expressões como o desenho, a pintura e outras formas
pictóricas de representação. No fim do século XIX surge a fotografia, que passa a
ser a principal e mais fiel forma de representação do mundo. Na passagem do
século XIX para o século XX surge o cinema, advindo da fotografia, levando ao
mundo as suas imagens em movimento. Na metade do século XX a televisão se
desenvolve e com ela o vídeo, tornando mais fácil e rápida a produção e a
reprodução dos sons e das imagens em movimento. Na medida em que o cinema e
o vídeo iam se desenvolvendo, paralelamente se desenvolvia também a animação,
que transformava as imagens pictóricas em imagens em movimento. Com o avanço
da computação a partir dos anos 1960, começam a aparecer novas formas de
expressão e representação do mundo por meio da computação gráfica (CG) que
utiliza imagens em movimento ou não, construídas por intermédio do computador.
Para o presente trabalho serão consideradas as imagens visuais,1 que
segundo Arruda (2003, p. 6) “são os exemplos mais significativos da representação
analógica”. Essa questão que envolve a representação analógica será retomada
mais adiante assim como as representações tipo-imagem e representações tipo-
linguagem. Para o momento, pretende-se apenas especificar a nomenclatura
utilizada para as imagens.
Tomamos aqui a conceituação da imagem visual segundo a Teoria da
Gestalt, que contribuiu muito para os estudos da percepção visual. Segundo Gomes
Filho (2004), o termo Gestalt, no seu sentido mais amplo significa uma integração
das partes em oposição à soma do todo (GOMES FILHO, 2004, p. 2) e no Brasil foi
traduzido como estrutura, figura, forma. Segundo a Gestalt, o que acontece no
cérebro não é idêntico ao que acontece na retina. A excitação cerebral não se dá em 1 As outras imagens são as auditivas, táteis e olfativas segundo a perspectiva cognitiva de Arruda
(2003).
17
pontos isolados, mas por extensão. Não existe, na percepção da forma, um
processo posterior de associação de várias sensações. “A Primeira sensação já é a
de forma, já é global e unificada”. (GOMES FILHO, 2004, p. 2)
Para os gestaltistas, vemos as imagens através da percepção visual da
forma. Não enxergamos os objetos que estão em nosso campo visual como partes
isoladas, mas sim como uma relação entre eles, “uma parte depende da outra”
(GOMES FILHO, 2004, p. 19). A nossa percepção é resultado de uma sensação
global na qual as partes são inseparáveis do todo e são outra coisa que não elas
mesmas, fora desse todo. Para a Gestalt há uma força integradora dentro de todo
processo consciente e de toda forma psicologicamente percebida, atribuída ao
sistema nervoso central, que tende a organizar as formas em um todo coerente e
unificado e o nosso cérebro faz isso e forma espontânea e independente da nossa
vontade e de qualquer aprendizado. Complementando esse raciocínio, Aumont
(2000) destaca o que ele chama de “borda visual” que designa a diferença entre
superfícies de luminâncias2 diferentes e que depende do ponto de vista do
espectador. O nosso sistema visual possui instrumentos capazes de perceber a
borda visual e sua orientação, “uma fenda, uma linha, um ângulo, um segmento;
esses perceptos são como as unidades elementares da nossa percepção dos
objetos no espaço”. (AUMONT, 2000, p. 27) Mas nosso aparelho visual ainda
percebe as diferenças de luminância na relação entre uma superfície iluminada com
o ambiente luminoso no qual ela se encontra, ou seja, a relação denominada pelos
gestaltistas como sendo relação forma-figura-fundo.
Outra questão colocada por Aumont (2000) é a de que vemos as imagens
por meio de um processo chamado de “busca visual” que consiste no encadeamento
de diversas fixações sobre uma mesma imagem visual com o objetivo de explorar
todos os seus detalhes. Esse processo está intimamente ligado à atenção e à
informação: no qual a fixação seguinte dependerá, ao mesmo tempo, do objeto da
busca, da natureza da fixação atual e da variação do campo visual. Em uma imagem
olhada sem uma intenção particular, cada fixação dura alguns décimos de segundo,
e se limitam às partes da imagem mais providas de informação, “o que se pode
definir com bastante rigor como as partes que, memorizadas, permitem reconhecer a
imagem no momento de uma segunda apresentação.” (AUMONT, 2000, p. 60)
Um dos princípios do Design ou da Gestalt, que trata da proximidade, 2 Iluminações diferentes, propriedades de reflexão diferentes, existentes nos objetos vistos pelo olho.
18
utiliza a união espacial de elementos gráficos semelhantes, em peças gráficas
impressas, eletrônicas ou digitais como forma de atrair a atenção do espectador. E
da mesma forma um trabalho de design também tem por objetivo ser de fácil leitura
e fácil de ser lembrado posteriormente. Se por um lado, as fixações se dão de
maneira natural para a região com mais informação, as imagens produzidas pelo
homem com determinadas finalidades podem direcionar as fixações.
Não podemos, neste trabalho, falar de imagens sem falar de percepção
visual. No fenômeno da percepção visual e na preocupação Gomes Filho (2004) em
entender porque vemos as coisas como vemos, foi estabelecida uma divisão entre
as forças internas e externas. As forças externas são “constituídas pela estimulação
da retina proveniente do objeto exterior” e que dependem das condições de luz. As
forças internas “são as forças de organização que estruturam as formas numa
determinada ordem a partir das condições das forças externas”. (GOMES FILHO,
2004, p. 20)
Antes de a imagem chegar ao aparelho óptico humano e, por
conseguinte, ao cérebro, ela é formada na parte exterior ao olho, pela reflexão da luz
nos objetos vistos. Para Aumont (2000) a visão resulta de três operações distintas e
sucessivas: operações ópticas, químicas e nervosas. Os raios luminosos
provenientes de uma fonte qualquer, como o sol, vêm atingir um objeto visto que
dele reflete uma parte em várias direções, sendo que certa quantidade penetra o
olho e forma uma imagem invertida do objeto sobre a parede do fundo do olho.
Além de Aumont, vários estudiosos como Da Vinci, Goethe,
Schopenhauer e Kandinsky estudaram a refração da luz nos objetos e a captação
dessa luz pelo aparelho óptico humano. Mas foi Schopenhauer que destacou, pela
primeira vez que, além da percepção há a cognição (GUIMARÃES, 2000). Aumont
(2000) ainda destaca que além do processo de percepção da imagem pelo olho há
um expectador dotado de características psicológicas que vê a imagem visual e a
interpreta de acordo com suas experiências, sua cultura e sua “competência pra
ver”.3 Esta imagem visual pode ser tanto um elemento da natureza quanto um objeto
ou representação, construída com um propósito estético, religioso, ideológico, de 3 Segundo Pierre Bourdieu, a competência para ver surge por meio da experiência das pessoas com
o cinema, que contribui para desenvolver o gosto por determinados tipos de filme, isto é, “uma certa disposição, valorizada socialmente, para analisar, compreender e apreciar qualquer história cinematográfica”. Bourdieu também entende que essa competência é influenciada por toda atmosfera cultural em que as pessoas estão inseridas, além do cinema, e lhes permite desenvolver determinadas maneiras de lidar com os produtos culturais. (BOURDIEU, 1996)
19
informação ou de propaganda.
A visão, a percepção visual é uma atividade complexa, que não se pode separar, na verdade das grandes funções psíquicas, a intelecção, a cognição, a memória, o desejo. Assim a investigação iniciada ‘do exterior’ ao seguir a luz que penetra no olho, leva logicamente a considerar o sujeito que olha a imagem, aquele para quem ela é feita o qual chamaremos de, o seu espectador. (AUMONT, 2000, p. 14)
Para Aumont (2000) na relação entre a imagem e o real4 existem alguns
valores tais como: valor de representação, que se refere a imagens que representam
coisas concretas, do mundo concreto e que necessita de um nível de abstração
menor que a própria imagem; valor de símbolo, que representa coisas abstratas
(como as representações espaciais da geometria, por exemplo) e que necessitam de
um nível de abstração maior que a própria imagem e, por fim, valor de signo, “cujo
significante visual tem uma relação totalmente arbitrária com seu significado”
(AUMONT, 2000, p. 79), como as placas de trânsito, por exemplo.
Aumont (2000) atribui às imagens a função de estabelecer uma relação
do ser humano com o mundo. Para ele há três pontos principais nessa relação:
• Modo simbólico, inicialmente era relacionado aos símbolos religiosos,
mas com o passar do tempo passaram a veicular novos valores como a política, a
democracia, a liberdade e o progresso;
• Modo epistêmico, em que as imagens trazem as informações visuais do
mundo, função de conhecimento;
• Modo estético, a imagem tem a função de agradar o espectador e de
oferecer-lhe sensações específicas.
Para completar, Aumont (2000) afirma que:
Em todos os seus modos de relação com o real e suas funções, a imagem procede, no conjunto, da esfera do simbólico (domínio das produções socializadas, utilizadas em virtude das convenções que regem as relações interindividuais). (AUMONT, 2000, p. 81)
4 O real é abordado neste trabalho dentro da perspectiva de Aumont (2000) e Kirner & Siscouto
(2007) como sendo relativo à realidade sensível, que significa a percepção do mundo através dos sentidos humanos.
20
Podemos então perceber que há, mesmo existindo as funções e modos
colocados pelo autor, uma relação simbólica entre a imagem e o real, construída
pelo homem em seu ambiente social e cultural. Para o presente trabalho, será
considerado o valor de representação e a função epistêmica da imagem.
E. H. Gombrich, ao refletir sobre as funções da imagem, faz uma
importante observação sobre a relação que o ser humano faz entre a imagem e o
real em termos mais psicológicos. Para ele, a imagem tem a função de garantir,
reforçar, reafirmar e explicitar a relação entre o ser humano e o mundo,
desempenhando o papel de descoberta do visual. Tomando essa relação em termos
psicológicos, Gombrich (1996) opõe duas formas principais de investimento
psicológico na imagem que seriam o reconhecimento e a rememoração. O primeiro,
com uma função representativa, puxando para a apreensão do visível, para as
funções sensoriais e o segundo, puxando mais para a memória, o intelecto e as
funções de raciocínio. Reconhecer está ligado à capacidade de identificar na
imagem, mesmo que em parte, alguma coisa que se vê ou que pode se ver no real.
Muitas características do mundo visual podem ser encontradas nas imagens como
bordas visuais, perspectivas, cores, gradientes de tamanho e textura. Rememorar
está num plano mais profundo e mais essencial e trata também da codificação. Vê-
se uma imagem e percebe-se nela uma simbologia, uma lembrança, um
conhecimento. Complementando E. H. Gombrich, Aumont (2000) afirma que esse
aspecto cognitivo, portanto experimental está também presente no interior da
imagem representativa.
As imagens pictóricas tais como a pintura, o desenho, a gravura a
fotografia se apresentam num primeiro momento como bidimensionais (2D), ou seja,
possuem duas dimensões: largura e comprimento. Aumont (2000) apresenta o que
ele chama de realidade 2D das imagens:
[...] há para um olho fixo e único, três fontes potenciais de informação sobre a condição plana da imagem; o quadro e o suporte dessa imagem; a superfície (com textura) da própria imagem; os defeitos da representação analógica – em particular, o fato de que, as cores costumam ser menos saturadas e os contrastes menos marcados na imagem do que na realidade. (AUMONT, 2000, p. 63)
21
Abaixo, na FIG. 1, um exemplo de imagem 2D construída em um
programa de computação gráfica 2D que apresenta comprimento e largura.
FIGURA 1 – Imagem bidimensional: y = comprimento e x = largura Fonte: arquivo pessoal: Imagem construída digitalmente.
A condição de estarem em um suporte plano seria uma condição
fundamental para a imagem 2D, mas isso não impede que se possa representar, em
termos de perspectiva, uma imagem 3D, ou seja, que teria além da largura e
comprimento, uma profundidade. A percepção da imagem 3D estaria relacionada à
experiência de mundo possível por meio da visão enquanto que a imagem 2D em
seu suporte pode ser tocada e deslocada. Mas, existe segundo Aumont, (2000) uma
dupla realidade perceptiva da imagem na qual uma imagem plana em seu suporte
pode, por meio da representação da perspectiva, transmitir a sensação de uma
imagem 3D. A fotografia, o cinema e o vídeo propiciam essa experiência, por se
tratar de linguagens que captam a realidade tal qual ela se apresenta. É certo que
essas imagens podem ser alteradas posteriormente, seja através de meios químicos
ou de softwares específicos para o trato com as imagens, mas as que são mantidas
na sua forma original possibilitam uma representação mais próxima do real.
Apesar de as imagens tridimensionais se referirem, primeiramente, a uma
realidade sensível, elas passaram a ser representadas, em um suporte físico (tela de
pintura) a partir do Renascimento, quando se descobriu a perspectiva. O próprio
Leonardo Da Vinci (1452-1519) criou uma lista de prescrições sobre como desenhar
em perspectiva e simular a tridimensionalidade no que foi chamado de Tratado da
22
Pintura; 5 chama-se às vezes essa lista de “regras de Leonardo”. (AUMONT, 2000,
p. 63)
2.2 As imagens da tecnologia computacional
Na seção anterior foram colocadas algumas questões sobre o conceito e
as funções da imagem, sobretudo no que tange as imagens representativas. Nessa
seção, a discussão estende-se para as imagens produzidas pelos computadores e a
possibilidade de representação da realidade por meio de um ambiente em 3D.
O estudo das imagens na atualidade perpassa pelos vários suportes,
técnicas e linguagens que se desenvolveram ao longo da história da arte e da
própria história da humanidade. Não obstante observar que os meios de expressão
artísticos se desenvolveram juntamente com as técnicas e as tecnologias e que, hoje
em dia percebe-se mais claramente, a união entre técnica e arte (BARBOSA
JUNIOR, 2002). A tecnologia desenvolveu-se e permitiu que novas formas de
expressão fossem criadas. Da mesma forma, as expressões artísticas empurraram a
tecnologia na busca de novos mecanismos que pudessem fazer com que essas
expressões fossem realizadas.
Na evolução das técnicas e tecnologias para o trato com a imagem surge
na década de 1960, acompanhando o desenvolvimento da informática, a
computação gráfica (CG) que passa a integrar-se ao repertório dos recursos
técnicos e tecnológicos de expressão da arte. É importante salientar que a
computação gráfica não se apresenta apenas como um artefato e sim “como a soma
de um conjunto de técnicas e tecnologias”. (BARBOSA JUNIOR, 2002, p. 206)
Nesse momento, tem-se o computador servindo de material e meio para a
produção artística, mas nesse caso, a máquina (computador) é a que realiza o
trabalho físico cabendo ao artista o trabalho intelectual e a atividade imaginativa.
Machado (1996) refere-se às máquinas de produção da arte (no caso desse 5 Eis o resumo: deve-se pintar os objetos mais próximos com cores mais saturadas, contornos mais
nítidos e textura mais espessa; os objetos mais distantes estarão mais no alto da tela, menores, mais claros e com textura mais fina; as linhas paralelas na realidade devem ser convergentes na imagem etc. Essas regras permitem que a escala espacial da superfície pintada reproduza na retina descontinuidade de luminância e de cor comparáveis às produzidas por uma cena não pintada. (AUMONT, 2000, p. 63-64)
23
trabalho, o computador) como máquinas de produção simbólica e que, para a sua
manipulação, foi necessário o desenvolvimento de uma nova aptidão por parte dos
artistas. Nessa perspectiva, surge então a aproximação do artista e do
técnico/engenheiro.
Talvez seja mais acertado acreditar que a verdadeira arte do nosso tempo é duplamente motivada pela técnica e pelo imaginário, nascendo, portanto um diálogo produtivo que o artista engenheiro trava com a máquina. (MACHADO, 1996, p. 16)
Na abordagem de Machado (1996) a arte criada pelas máquinas não está
apenas ligada às imagens, mas também à música. Para este trabalho nos
interessam as imagens visuais, em especial as imagens 3D.
Segundo Barbosa Junior (2002), nos anos 1950 os computadores
valvulados já trabalhavam com primitivas gráficas. Nos anos 1960 a IBM aproveita a
tecnologia dos transistores e lança os primeiros sistemas de desenho
computadorizado, os mainframes. Logo em seguida, Ivan Sutherland ajuda a criar e
a aperfeiçoar o processador gráfico, um componente que lida exclusivamente com
dados visuais. Sutherland também desenvolve um sistema que apresenta operações
que empregam estrutura de dados, estabelecendo assim as bases teóricas do
software para computação gráfica. Na seqüência, a facilidade de uso e a
preocupação com a entrada de dados permitiram o desenvolvimento dos sistemas
periféricos de interação do usuário com o computador, como o mouse, o teclado e a
mesa gráfica.
Barbosa Junior (2002) insiste na figura de Ivan Sutherland por ter sido ele
o maior pesquisador da CG. Por meio de seus estudos e pesquisas ele conseguiu
desenvolver meios de representar objetos de qualquer tipo e manipulá-los. Partindo
de sua observação da natureza, ele verificou que dispunha de modelos possíveis de
representação e com isso ele criou, no interior na CG, o conceito de objeto
modelável.6 Para Barbosa Junior não se trata “apenas de uma imagem de um
objeto, mas temos seu modelo de maneira que, podemos alterar suas partes sem
com isso afetar seus outros componentes”. (BARBOSA JUNIIOR, 2002, p. 216)
Desde a década de 60, uma das preocupações dos pesquisadores da CG 6 Em CG utiliza-se a palavra modelagem para a construção de objetos tridimensionais a partir de
junção de polígonos. Um objeto é constituído de vários polígonos que darão a ele uma determinada forma. Modela-se o objeto dentro do programa de computação gráfica 3D assim como se modela uma escultura.
24
era a produção e manipulação de imagens 3D. Um dos objetivos era a produção e
representação de modelos semelhantes aos reais. Para Barbosa Junior (2002) na
CG o espaço gráfico é concebido em duas ou três dimensões assim como no mundo
real. A representação em 2D ou 3D possui processos gráficos característicos.
Enquanto o desenho à mão livre e a manipulação de pixel7 é característico do
ambiente 2D. No ambiente 3D é a modelização de objetos em perspectiva com
acesso a superfícies de objetos que o caracteriza.
Para a criação de imagens 3D em ambientes computacionais é utilizado o
sistema de coordenadas espaciais conhecidas como coordenadas cartezianas, na
qual podemos descrever as figuras em relação ao plano e à profundidade.
No plano bidimensional os pontos são descritos pelas suas posições em relação a dois eixos: x (horizontal) e y (vertical). No espaço tridimensional, um terceiro eixo, z (profundidade) é acrescentado aos eixos x e y. (BARBOSA JUNIOR, 2002, p. 226)
Abaixo, na FIG. 2, um exemplo de imagem tridimensional modelada em
um software 3D utilizando as coordenadas cartesianas.
FIGURA 2 – Objetos modelados em programa de modelagem 3D, utilizando as coordenadas cartesianas Fonte: Arquivo pessoal.
7 Picture element (elemento da imagem), é a menor unidade de uma imagem digital. São vários
quadradinhos ordenados em linhas e colunas para formar uma imagem. Uma foto digital de 800 x 600 pixels, por exemplo, tem em sua composição 800 pixels de largura por 600 de altura, ou seja, é formada por 480 mil pixels, todos do mesmo tamanho. A cor de cada pixel é fruto da combinação de três cores básicas: vermelha, verde e azul. (Disponível em: http://mundoestranho.abril.com.br/tecnologia/pergunta – 425031.shtml. Acesso em: 6 maio 2009)
25
Esses três eixos perpendiculares se cruzam em um ponto que é definido
com o ponto de origem a partir do qual os eixos são divididos em unidades de
mensuração. Cada eixo pode receber valores numéricos. Na verdade, é assim que a
forma e o posicionamento do objeto são definidos dentro do ambiente 3D. Dessa
forma, tem-se a possibilidade de recriar em um ambiente virtual um objeto
tridimensional semelhante a um objeto real.
A única diferença em relação aos objetos convencionais da experiência cotidiana é que, os objetos informáticos são imateriais e só existem numa dimensão virtual, a das expressões matemáticas. (MACHADO, 1996, p. 60)
Para a modelagem dessas imagens 3D no computador é necessário
utilizar softwares de modelagem e animação 3D. Existem no mercado vários
softwares para este fim, os mais conhecidos são o Maya, 3DS Max, Ligthwave,
Cinema 4D e Auto CAD. Sendo este último, mais voltado para a área de arquitetura
e decoração. Com eles é possível modelar um objeto 3D, partindo-se de uma
imagem 2D desenhada ou pintada, a partir de estruturas geométricas básicas
(círculo, quadrado, cilindro), conhecidas como sólidos, construídas no próprio
software. Trabalha-se então em um ambiente com comprimento, largura e
profundidade, onde é possível ver e manipular o objeto em várias perspectivas.
Segundo Machado (1996) a CG tem sido utilizada em duas situações:
para simular o mundo “natural” (e o “artificial”, criado pelo homem), construindo de
uma forma gráfica o que ele chama de realidade simulada, reproduzindo em
ambiente experimental e estilizando comportamentos do mundo físico, ou então para
simular a própria imagem, ao criar imagens que pareçam “reais, segundo um modelo
de “realismo”científico” da fotografia, padrão de referência privilegiado das imagens
reais.” (MACHADO, 1996, p. 59)
Machado (1996) chama de simulação o que Aumont (2000) considera
como sendo representação. Mas o primeiro autor abre a questão para a
possibilidade de uma “representação”, ou “simulação”, da imagem a partir de outra
imagem, como a fotografia, por exemplo. É comum em CG modelar um objeto 3D a
partir de uma fotografia. Também é comum modelar objetos a partir de desenhos
esquemáticos.
A partir de uma fotografia ou desenho é possível modelar um objeto
qualquer em programas de computação gráfica como no exemplo a seguir (FIG. 3),
26
partindo da modelagem por polígonos.8
FIGURA 3 – Modelagem de um rosto em 3D a partir de uma fotografia Fonte: BRITO, Alan. Tutorial cinema 4D: usando operações booleanas para modelagem 3d. Disponível em: http://www.allanbrito.com/wp-content. Acesso em: 3 maio 2008.
As imagens produzidas e encontradas no computador são consideradas,
para este trabalho, como sendo imagens virtuais, por estarem em um ambiente
virtual, assim como os estudos sobre realidade virtual do Symposium on Virtual and
Augmented Reality em um livro editado por Kirner & Siscouto (2007). Uma síntese
do conceito de ambiente virtual é que este se caracteriza como sendo um ambiente
gerado por computador e que depende da interação entre o homem e a máquina
para acessá-lo. Esse ambiente pode ou não ser análogo ao ambiente real em que
vivemos, que é percebido pelos nossos sentidos, ou seja, a nossa realidade
sensível. No contexto da interface homem-máquina está a interação, que é a
maneira com que o usuário se comunica com a aplicação (software, jogos,
multimídia) podendo esta ocorrer através de dispositivos (mouse, mesa gráfica,
luvas e capacetes sensoriais) ou de forma simbólica (contato visual com
8 Polígonos são figuras fechadas formadas por segmentos de reta, sendo caracterizados pelos
seguintes elementos: ângulos, vértices, diagonais e lados. De acordo com o número de lados a figura é nomeada. Lados/Nomes = 3: Triângulo 4: Quadrilátero 5: Pentágono 6: Hexágono 7: Heptágono 8: Octógono 9: Eneágono 10: Decágono 12: Dodecágono. (Disponível em: http://www.brasilescola.com/matematica/poligonos.htm. Acesso em: 15 de maio de 2008)
27
documentos, imagens, sons e textos). O ambiente virtual pode ser bidimensional ou
tridimensional e pode também ser imersivo (caso dos aplicativos de realidade virtual
e aumentada em que se utilizam luvas e capacetes sensoriais e tem-se a sensação
de estar no ambiente) ou não imersivos (caso dos ambientes virtuais apresentados
nas telas do computador e que são percebidos pela visão binocular9). Interessa-nos
então, os ambientes não imersivos, já que uma das propostas desta pesquisa é a
utilização de imagens 3D virtuais, que se apresentam na tela do computador
passíveis de interação.
Tem-se, portanto, uma imagem 3D interativa disponível em um ambiente
virtual, que pode ser manipulada e que pode possuir também textos e sons. Esta
imagem se encontra no cruzamento entre os domínios da arte, da técnica e da
comunicação.
2.3 Imagens e educação Na passagem do século XX para o XXI, verificou-se um alcance muito
grande das tecnologias da informação e da comunicação em todas as esferas da
sociedade. Boa parte dessa tecnologia foi possível graças à tecnologia da
computação. Jonhson (1997) já discutia a velocidade com que a tecnologia vinha se
desenvolvendo ao apontar que o livro foi o principal meio de comunicação de massa
por vários séculos, os jornais tiveram 200 anos para inovar, o cinema reinou por 30
anos até o aparecimento do rádio, logo depois a TV e, nos últimos tempos, o
computador pessoal. Hoje em dia, é possível ter acesso à quase todo o tipo de
informação através dos meios tecnológicos e de comunicação. Essa tecnologia
possibilitou a criação, reprodução e transmissão das imagens visuais, dentre outras
coisas, e atualmente faz parte da realidade das pessoas e, conseqüentemente, da
escola.
Citelli (2002) afirma que: Em maior ou menor grau as nossas formas de ver e de sentir sofrem a influência das seqüências fragmentadas, da rapidez, da linearidade, da presença marcante da imagem. Tais procedimentos, para nos restringirmos aos mais evidentes, têm alcançado o universo da escola e das conseqüentes ações desenvolvidas pela educação
9 É visão que temos por utilizarmos dois olhos: um olho (monocular), dois olhos (binocular).
28
formal. (CITELLI, 2002, p. 17)
As imagens pictóricas, impressas e em 2D vêm sendo utilizadas nos livros
didáticos há anos. Elas ilustram e facilitam a visualização de conceitos científicos, o
que Martins (2006) chama de texto do livro didático:
[...] o texto do livro didático é organizado a partir de uma diversidade de linguagens, a saber, verbal (texto escrito), matemática (equações, gráficos, notações), imagética (desenhos, fotografias, mapas, diagramas). Cada um destes diferentes modos semióticos pode ser considerado como mais ou menos apto para lidar com demandas comunicativas concretas (mostrar, descrever, explicar). (MARTINS, 2006, p. 3)
Martins (2006) analisa as imagens e o texto nos livros didáticos dentro de
uma abordagem discursiva em que há uma interação entre sujeito e objeto
(leitor/texto) e entre sujeitos (autores e leitores). Para ela, determinadas
formulações, verbais ou imagéticas, sempre aparecem nos textos didáticos enquanto
outras se sucedem à medida que passam os anos.
Entre aquelas que permanecem estão as representações canônicas da Ciência (linhas de um campo magnético, a dupla hélice do DNA, a tabela periódica), imagens didaticamente autorizadas (diagrama da célula, o átomo de Bohr), algumas analogias (o sistema imunológico como um exército, o circuito elétrico como um sistema hidráulico) e modelos de organização de conteúdos (definições, exercícios). (MARTINS, 2006, p. 4)
Para a autora, estas formulações não são arbitrárias, ao contrário,
correspondem a práticas discursivas que se sustentam no espaço escolar e que
tomam parte numa rede de significações atribuídas ao ensinar e aprender ciências,
seus objetivos, finalidades, metodologias. Ainda considera que há, no processo de
aprendizagem na escola, tanto no que se refere ao texto escrito quanto no que se
refere à imagem o “ato de ler” (MARTINS; GOUVÊIA, 2003). O ato de ler – prática
social de leitura – associado historicamente ao aparelho literário está historicamente
ligado às mídias impressas, no que tange à produção e ao consumo e também ao
processo literário por meio das formas de leitura, relação autor/leitor e aprendizado
da leitura. Esse aprendizado da leitura evolui com a demanda social e com o
entendimento desse aprendizado. (MARTINS; GOUVÊIA, 2003)
Martins & Gouveia (2003) entendem que os objetivos da leitura variam ao
29
longo da história de acordo com o desenvolvimento das instituições e das técnicas
de reprodução da escrita e da imagem. Sendo assim, verifica-se a leitura de
diferentes textos que se apresentam como discursos verbais escritos ou orais e
discursos imagéticos. A leitura apresenta-se por meio da relação entre o sujeito e o
texto, numa concepção mais ampla, como atribuição de sentidos e essa relação se
consubstancia em diferentes modelos históricos de leitura. Para as autoras, as
práticas de leitura se inscrevem em momentos históricos nos quais diferentes atores,
ou seja, o leitor (primeiro a se constituir), produtor e autor se definem, redefinem e
interagem construindo práticas de leitura.
Segundo Martins & Gouveia (2003) uma questão importante sobre os
estudos das imagens é a relação entre os códigos verbal e visual.
Para alguns autores, para se falar de imagens utiliza o código verbal e este não se desenvolve sem imagens. Assim, estudam-se imagens como representações visuais – signos e como representações mentais, ambas indissociáveis. Dentro dessa perspectiva surgem diversos estudos do próprio conceito de representação, à função cognitiva da imagem, ao contexto lingüístico, à semiótica da imagem e suas manifestações em diferentes mídias e à leitura de imagens. (MARTINS; GOUVÊIA, 2003, p. 3)
Para o presente trabalho tem-se a imagem visual como meio de
representação da realidade sensível, possível de ser representada por meio de
imagens bidimensionais e/ou tridimensionais, lida por leitores historicamente
definidos10 e que funcionam como material instrucional de apoio ao professor. A
definição de material instrucional será discutida mais adiante e os leitores serão
apresentados no capítulo 3 que trata da pesquisa de campo. O material didático
produzido e aplicado nessa pesquisa contém tanto texto escrito, quanto texto
imagético e oral.
Para Martins e Gouveia (2003) o texto imagético e/ou oral supera o texto
escrito como meio de comunicação. A leitura das imagens, com o objetivo de obter
informação e conhecimento, tem sido amplamente utilizada e produzida por
diferentes meios de comunicação. Isso tem se dado não só porque se lê pouco o 10 Para o presente trabalho o leitor historicamente definido são alunos da sétima série do ensino
fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete em Betim, Minas Gerais, nos anos de 2008 e 2009.
30
texto escrito, mas porque se desenvolveu técnicas diferenciadas de apresentar
textos imagéticos, que se difundem no tempo e no espaço com muita facilidade.
Ao pensar nas novas tecnologias e ferramentas disponíveis para a
produção de imagens visuais, surgiu no presente trabalho à possibilidade de se
trabalhar com imagens representadas em 3D, no computador, por meio de
Computação Gráfica (CG). A CG apareceu nos anos 1960 como possível ferramenta
para se trabalhar com o trato com a imagem visual. Ela permitiu que se
representassem as coisas do mundo e o universo na tela do computador de forma
análoga à realidade. Para Barbosa Junior (2002) uma coisa era certa, o mundo real
fornecia os modelos, e a meta estava em alcançar a produção de imagens
realísticas.
As imagens tridimensionais e animações computadorizadas e em 3D têm a inigualável capacidade de simular fenômenos da natureza [...]. A animação assim realizada apresentava uma simulação verdadeira do ‘fenômeno de estudo’, um grande laboratório para especulações teóricas. Algo sensacional – notadamente para a Ciência e a Educação, com sua característica de visualizar situações impossíveis de outra maneira. (BARBOSA JUNIOR, 2002, p. 292)
Com a CG foi possível criar imagens tridimensionais em ambientes
virtuais, que podem ser apresentadas como imagens estáticas ou como imagens em
movimento (a animação 3D), possíveis se serem vistas no Cinema, na TV, e no
computador. Com o passar do tempo e o desenvolvimento e aprimoramento dos
equipamentos periféricos de interação entre o homem e o computador juntamente
com o desenvolvimento das interfaces gráficas, as imagens criadas no computador
passaram a ser também interativas, assim como descritas anteriormente. Pensou-
se, então, na possibilidade da utilização de imagens interativas virtuais e em 3D
dispostas em um aplicativo multimídia contendo imagens, texto e som como
ferramentas de apoio para o professor no processo de ensino-aprendizagem de
Ciências.
Já se tornou comum a utilização de imagens em movimento como o vídeo
e o cinema na educação. Parra & Parra (1985) chamam de recursos audiovisuais na
educação. Segundo eles, para transmitir uma mensagem não é necessária somente
a leitura de textos escritos: o professor pode escolher os outros sentidos humanos,
utilizando, por exemplo, meios e procedimentos didáticos como os recursos
audiovisuais.
31
[...] se bem produzidos e utilizados, os auxiliares audiovisuais podem criar uma atmosfera que envolve emocionalmente o aluno, quase um pré-requisito para conseguir levá-lo a um trabalho ativo e auto-iniciado. (PARRA; PARRA, 1985, p. 41)
Duarte (2002) parafraseando Bourdieu (1979) diz que as imagens em
movimento do cinema contribuem para desenvolver o que pode se chamar de
competência para ver e que essa competência depende do ambiente social e
cultural, além da experiência escolar e do grau de afinidade com as artes e a mídia.
A escola aparece como parte dessa construção de uma competência para ver.
Pode-se, portanto, pensar as imagens na escola como auxiliares no processo de
ensino-aprendizagem e na competência para ver, sobretudo na sociedade atual,
bombardeada diariamente pelas imagens estáticas e em movimento. Para
complementar, a autora afirma que:
O homem do século XX jamais seria o que é se não tivesse entrado em contato com a imagem em movimento independentemente da avaliação estética, ideológica ou política que se faça do que isso significa. (DUARTE, 2002, p. 18)
Segundo Pfromm Neto (2001) “o ser humano aprende por meio da
observação deliberada, atenta, do que seus olhos captam ‘ao vivo’ ou graças a
meios substitutivos que proporcionem experiências icônicas”, sejam esses meios a
TV, o vídeo, o cinema ou o computador e que se apresenta sempre nas telas dos
mesmos. Essas experiências icônicas abrangem imagens relativamente simples e
estáticas até representações complexas, por exemplo, do que não é visível a olho
nu, como os movimentos de uma ameba ou a mitose celular. Tais experiências são
também chamadas pelo autor como experiência visual, frente à imagem ou conjunto
de imagens a que a pessoa está atenta a inspecionar com o olhar.
[...] o aprendiz detecta, esquadrinha e interpreta uma ou muitas organizações deliberadas de estímulos presentes na tela e retira dessa experiência algum tipo de ensinamento, que gera uma mudança mais ou menos duradoura do seu sistema nervoso ,traduzidas em expressões segunda as quais ele passa a ‘saber’, ‘conhecer’, ‘entender’, ‘lembrar’. (PFROMM NETO, 2001, 53)
Martins & Gouveia (2003) que estudam e pesquisam as imagens dos
livros didáticos, abrem espaço também para a discussão sobre outros suportes para
32
as imagens no cotidiano escolar. Segundo elas, as imagens estão disponíveis em
diferentes suportes e em diversos contextos pedagógicos, mas mesmo assim não
havia, antes, pesquisas que tinham como objeto de estudo as imagens na escola e
da escola. Somente com a disseminação das tecnologias da informação é que os
estudos com as imagens e das imagens foram mais abordados nos estudos da
educação.
O que Parra & Parra (1985) chamaram de RAVs e Pfromm Neto (2001)
chamou de meios substitutivos, Aguayo & Lama (1994) chamaram de material
instrucional. Segundo eles, material instrucional é uma “actividad de concepción de
información textual-icónica con una finalidad ergonômica”. (AGUAYO; LAMA, 1994,
p. 473), com o objetivo de ser facilmente processável pelo aluno e que possibilite
uma construção de conhecimento motivadora e econômica para os esforços
cognitivos. Este material instrucional pode ter como suporte o papel, as
transparências, o vídeo, os softwares educativos e outros. Optou-se, nessa
pesquisa, em trabalhar com o conceito de material instrucional por ser este o termo
utilizado por Ausubel (2003), um dos teóricos que serão abordados subcapítulo 5,
que trata do processo de ensino-aprendizagem em ciências.
No meio da comunicação e da computação um termo muito usado na
atualidade é a convergência, ou seja, todas as formas de integração, que vão do
texto simples ao vídeo com imagens em movimento e som, com dados digitais que
podem ser processados, armazenados e manipulados por computador, com o uso
de uma interface gráfica (PFROMM NETO, 2001). É nessa convergência que se
torna possível experimentar a capacidade da CG tridimensional como recurso
audiovisual no processo de ensino e de aprendizagem. Pensando nas novas
tecnologias para o trato com as imagens e no leitor historicamente
localizado/definido como aquele que tem possibilidade de acesso, dentro da escola,
ao computador é que foi desenvolvido o aplicativo multimídia do olho humano.
Consideramos um aplicativo multimídia como sendo materiais
audiovisuais computacionais de ensino desenvolvidos a partir de textos, ilustrações,
fotografias, gravações de áudio ou vídeo e animações, que em sua grande maioria
permite que o usuário interaja com ele, comandando o acesso a informação como
um diálogo (CARVALHO; SABBATINI, 1994). Para o presente trabalho o aplicativo
multimídia em questão contém imagens tridimensionais e interativas do olho
humano, textos, sons e animações e é acessado pelo computador.
33
2.4 Analogias: das imagens aos modelos didáticos
Nos tópicos anteriores foram discutidas algumas questões pertinentes
sobre as imagens visuais, suas formas de representação, algumas tecnologias que
envolvem o trato com a imagem e sua utilização na educação. A partir de agora a
discussão situar-se-á em questões relacionadas ao que convencionamos chamar de
imagens analógicas. A intenção de partir para a discussão sobre imagens
analógicas se dá, sobretudo, pelos estudos do uso de analogias na educação e no
ensino de ciências. Primeiramente partiremos para uma reflexão sobre a utilização
das analogias no processo de ensino-aprendizagem, logo após discutiremos o
conceito de imagem analógica e por último faremos a ligação entre essas duas,
convergindo para os modelos didáticos, e proporemos a utilização de modelos
analógicos virtuais interativos e em 3D.
Com a Nova Filosofia da Ciência surgiu também uma nova lógica da
construção do conhecimento científico que aponta que na racionalidade científica
entram também elementos psicológicos e sociológicos.
Postula-se uma re-humanização da ciência, a que está associada uma linguagem interpretativa, onde a construção teórica não se dissocia da sua comunicação e argumentação (SUTTON, 1992) e, portanto, onde a analogia passa a ter lugar. (DUARTE, 2005, p. 4)
Sendo assim, a analogia confere poder discursivo ao conhecimento
científico, em que ela oferece novas formas de argumentação para a comunicação
científica e para o desenvolvimento da ciência; ela é por tudo isto, culturalmente
intencional e socialmente significativa na ciência. (DUARTE, 2005)
Em seus estudos, Duarte (2005) pesquisou sobre o termo analogia e
levantou vários conceitos. Para alguns, a analogia é entendida como um processo
cognitivo que envolve uma comparação explícita de duas “coisas”, uma definição de
informação nova em termos já familiares (NEWBY, 1987), ou um processo por meio
do qual se identificam semelhanças entre diferentes conceitos, sendo um deles
conhecido, familiar, e o outro desconhecido. (GLYNN, 1991)
Outros ainda, como Duit (1991) e Treagust et al. (1992), definem a
analogia como uma comparação baseada em similaridades entre estruturas de dois
domínios diferentes, um conhecido e outro desconhecido; demarcam-se, deste
34
modo, da consideração da analogia como uma mera comparação entre
semelhanças superficiais, entre atributos presentes nos domínios considerados.
(DUARTE, 2005)
A utilização de analogias no processo ensino-aprendizagem é defendida
por diversos autores que a aponta como ferramenta de apoio para uma mudança
conceitual, principalmente no que se refere a conceitos científicos complexos
(NAGEM et. al., 2001). Segundo Duit (1991) as analogias são:
[...] valiosas ferramentas para mudanças conceituais pois abrem novas perspectivas, facilitam o entendimento do abstrato, incitam o interesse dos alunos, podem ter função motivacional e ainda encorajam o professor a levar em consideração o conhecimento anterior dos alunos. (DUIT, 1991, p. 198)
Nessa mesma linha estão Suton (1992) e Cachapuz (1989), que
concordam que se pode utilizar analogias como alternativa que auxilia o aprendiz na
elaboração do conhecimento, quando trabalha com conceitos complexos em
diversos conteúdos. Mas a analogia que é discutida por esses autores vai além da
figura de linguagem apontada nas gramáticas e em livros de português. Ela é
entendida como um processo cognitivo que envolve, além do texto escrito e falado,
as imagens visuais.
Nesse sentido, apontamos para a imagem visual, que existe para ser vista
por um espectador historicamente definido e capaz de lê-la. Nesse caso, tem-se
experiência como um dos fatores para essa leitura e também a capacidade de ligar a
imagem a uma dada realidade. Para Aumont (2000) a imagem é dotada de valores
imanentes e um deles é: “o seu valor representativo, sua relação com a realidade
sensível” (AUMONT, 2000, p, 198). Essa relação com a realidade sensível se dá por
analogia, na forma de uma imagem visual análoga a uma imagem real.
Complementando, Gombrich (1996) afirma que “a noção de analogia está no
problema da semelhança entre a imagem e a realidade”. A tese central de sua
afirmação é dupla:
1 – Para ele, toda representação é convencional, mesmo a mais
analógica (a fotografia, por exemplo, na qual se pode atuar mudando alguns
parâmetros ópticos – objetivas, filtros – ou químicos – películas);
2 – Mas há convenções mais naturais do que outras, as que agem sobre
as propriedades do sistema visual (especialmente a perspectiva).
35
Seguindo essas duas situações, verificamos a imagem que age sobre as
propriedades da visão como convenções naturais, ou seja, a que observamos em
nosso ambiente e não podemos alterá-las. Mas partindo para a noção da
representação vemos a possibilidade de se alterar a imagem, o que seria possível
com a CG, tanto em imagens 2D e 3D virtuais. Aumont (2000) ainda complementa a
idéia da analogia de Gombrich: para ele a analogia pictórica, tem sempre duplo
aspecto: o aspecto espelho no qual a analogia redobra, certos elementos da
realidade visual, “como a que se forma naturalmente em uma superfície d’água e o
aspecto maps” (mapa) em que a imitação da natureza passa por esquemas
múltiplos: “esquemas mentais vinculados a universais, que visa tornar a
representação mais clara ao simplificá-la”. (AUMONT, 2000, p. 199)
Retomando a Arruda (2003) a imagem visual é o exemplo mais
significativo da representação analógica. As imagens virtuais construídas em 3D
podem ser análogas às imagens do mundo que observamos através da percepção
visual. A analogia aqui surge como uma ferramenta capaz de ligar estas duas
imagens e de concretizar mudanças conceituais quando utilizada no processo de
ensino-aprendizagem. Para Vosniadou & Ortony (1989) é bastante consensual a
idéia de que a analogia se fundamenta em processos cognitivos e interacionais e
deve ser estudada no seu uso e no contexto da conceptualização, do
processamento mental e da experiência individual, social e cultural. Se as imagens
são construídas através das impressões sensoriais, elas necessitam de um
conhecimento prévio e para o seu entendimento é necessário que haja uma
interação entre ela e o seu espectador, mesmo que seja somente visual.
Esse conhecimento prévio de uma imagem visual, que Gombrich (1996)
classificou anteriormente como processo de reconhecimento e rememoração,
também pode ser entendido como sendo uma representação mental ou modelo
mental. O ser humano convive diariamente com informações visuais, textuais ou
orais e constrói em sua mente as representações mentais dessas informações.
Uma representação é uma notação ou sinal ou conjunto de símbolos que ‘representa’ algo para nós, ou seja, ela representa alguma coisa na ausência dessa coisa; normalmente esta coisa é um aspecto do mundo externo ou de nossa imaginação (i.e., nosso próprio mundo externo). (EYSENCK; KEANE, 1994, p. 180)
36
Para Eysenck & Keane (1994, p. 179) representações mentais são “a
maneira exata em que representamos o mundo dentro das nossas cabeças’”. Para
estes autores existem dois tipos de representações: externas e internas. As
representações internas seriam as representações mentais e teriam um caráter
simbólico sendo consideradas representações analógicas e proposicionais. A
representação analógica teria como principal exemplo a imagem visual e a
representação proposicional seria mais abstrata semelhante à linguagem – não
seriam palavras, mas, ao contrário, captariam o conteúdo abstrato, ideacional. As
representações externas podem ser de muitas formas diferentes: mapas, menus,
quadros a óleo, projetos, história e assim por diante. Existem duas principais classes
de representações externas utilizadas para caracterizar o mundo: “aquelas que
dependem de palavras ou de outras anotações escritas e aquelas que são pictóricas
ou diagramáticas.” (EYSENCK; KEANE, 1994, p. 180)
Arruda (2003) classifica as representações mentais, ou analógicas, como
sendo representações tipo-imagem e as representações proposicionais como sendo
representações tipo-linguagem.
A FIG. 4, abaixo, representa uma comparação entre a representação tipo-
imagem e a representação tipo-linguagem.
FIGURA 4 – Comparação entre a representação tipo-imagem e representação tipo-linguagem textual Fonte: ARRUDA, 2003.
Eysenck & Keane (1994, apud PAIVIO, 1971) comentam sobre a Teoria
37
de codificação dupla de Paivio. De forma resumida esta teoria propõe que existem
dois sistemas básicos de codificação ou simbolização que estão subjacentes à
cognição humana: um sistema verbal e outro não verbal. O sistema não verbal (ou
imagens) é especializado no processamento de informações espaciais e de
sincronicidade atuando assim em tarefas como análise de cenas e geração de
imagens mentais. O sistema verbal lida com informações lingüísticas, com
processamento da linguagem, por causa da natureza serial da linguagem, ele é
especializado no processamento seqüencial.
Em seus estudos sobre estes dois sistemas básicos de codificação e
simbolização em que vários sujeitos foram colocados para memorizar um conjunto
de figuras e uma lista de palavras Paivio (1971) verificou que as figuras são
recordadas com mais facilidade do que as palavras. Ele propôs que a codificação da
imagem é mnemonicamente superior à codificação verbal, apesar de não saber
exatamente porque isso acontece assim.
Pensando em todas as questões anteriores é que acreditamos no
potencial das imagens na educação e no ensino de ciências. E assim, vemos as
imagens analógicas como possíveis modelos de representação da realidade e
possíveis de serem utilizados como modelos didáticos de ensino. Para entendermos
os modelos didáticos, precisamos primeiro entender o que são modelos.
Uma primeira abordagem estaria no campo das representações mentais e
teríamos aí os modelos mentais. Para Moreira (1996) existem as representações
analógicas, as proposicionais e uma terceira forma de constructo representacional
que são os modelos mentais. Neste caso, modelos mentais seriam então:
[...] representações analógicas, um tanto quanto abstraídas, de conceitos, objetos que são espacial e temporalmente análogos a impressões sensoriais, mas que podem ser vistos de qualquer ângulo (e aí temos imagem) e que, em geral não retêm aspectos distintivos de uma dada instância de um objeto ou evento. (MOREIRA, 1996, p. 2)
Johson-Laird (1983) sugere que as pessoas raciocinam com modelos
mentais e estes seriam como blocos de construção cognitivos que podem ser
combinados e recombinados conforme necessário. Como quaisquer outros modelos,
eles representam o objeto ou a situação em si; uma de suas características mais
importantes é que ele capta a essência (se parece analogicamente) dessa situação
38
ou objeto.
Interessam-nos então, as imagens, que se apresentam como uma das
representações do modelo mental, já que a proposta deste trabalho está
fundamentalmente ligada ao estudo das imagens na educação e no ensino de
ciências. Parte deste trabalho envolve as representações internas (modelos
mentais), mas a parte principal se debruça sobre outro tipo de representação que
seriam as representações externas que para o nosso caso, interessam as imagens
visuais. As imagens visuais, em 3D, construídas em um ambiente virtual de um
conceito de ciências apresentam-se como um modelo didático no qual sustentamos
afirmar se tratar de um modelo analógico, ou seja, construído baseado em um objeto
real, mas que apenas o representa de forma analógica, comparando-se sua
estrutura e/ou função. Para isso, nos baseamos em Borges (1997) que afirma que:
O interesse em analogias, modelos e modelos mentais se deve à aceitação da idéia de que nós só podemos apreender o novo em termos daquilo que já conhecemos. Deste ponto de vista, explicações são tentativas de compreender um evento ou uma situação não-familiar em termos de coisas com as quais estamos habituados, ou em termos de sistemas familiares de relações por meio de analogias. (BORGES, 1997, p. 1)
Para Gilbert & Boulter (1998) modelos podem ser definidos como uma
representação de uma idéia, um objeto, um sistema, um evento ou um processo.
Esses modelos no campo da educação em Ciências poderiam ser utilizados para
representações que variam de uma idéia passageira até grandes objetos como os
encontrados em Museus. Os autores afirmam que os modelos são mais acessíveis à
percepção que as teorias e ainda permitem mais facilmente que as conseqüências
das teorias possam ser deduzidas e testadas experimentalmente. A linha da
psicologia cognitiva sobre aprendizagem faz referência à formação e
desenvolvimento de modelos por um indivíduo inserido no contexto de um grupo
social. “Assim, a compreensão da aprendizagem em educação em ciências envolve
o entendimento da natureza dos modelos e da modelagem” (GILBERT; BOULTER,
1998, p. 13). Por fim, os modelos atribuem um papel significativo na rotina diária de
uma sala de aula e que estes devem ser explorados quando há interesse em
promover processos de aprendizagem.
Gilbert & Boulter (1998) abordam os modelos dentro de uma visão
construtivista e na perspectiva da “cognição situada”. Nesse caso, o aprendizado
39
ocorre em situações particulares, como processo de enculturamento ou participação
individual em práticas sociais organizadas e com isso se desenvolvem os
conhecimentos locais especializados, os rituais e o vocabulário. Esse processo
acontece dentro de uma ‘situação’ que depende de um “contexto” que pode ser
variado como sala de aula, ambiente de aprendizagem ou uma atividade didática. O
mais importante é o conhecimento pessoal ligado ao conhecimento novo quando
usado para compreender uma situação externa física. A “situação” seria então um
ambiente externo específico, “pela atividade mental de um indivíduo que
freqüentemente age em grupo, é transformado em contexto num dado momento”
(GILBERT; BOULTER, 1998, p. 14)
Segundo os autores, quando uma situação é usada para uma atividade
educacional, quatro fatores continuam os mesmos durante todo o processo: o lugar
onde acontece a atividade, o foco dessa atividade, sua finalidade educacional e, por
último, as pessoas envolvidas. Na junção desses fatores, surge o que os autores
chamam de evento, ou seja, o evento educacional em que se constrói o
conhecimento. Daí surge então o texto do evento (a linguagem usada) no qual a
participação dos alunos pode mostrar quem disse o quê para quem e como foram as
respostas. Dentro do texto existem várias narrativas, compostas pelos participantes
do evento para que os outros participantes prestem atenção. O texto então consiste
numa série de narrativas entrelaçadas onde se encontram as que são produzidas
pelo professor de acordo com o conteúdo curricular e as produzidas pelos alunos
individualmente ao atribuir suas significações pessoais àquilo que está ocorrendo na
sala de aula.
O texto do evento educacional é normalmente falado (discurso) mas que,
com freqüência, inclui componente escrito significativo (escritos, desenhos, gráficos,
vídeos, fotos) e, por vezes, um elemento de ação física (modelos físicos, gestos).
Nesse sentido, pode-se pensar nos modelos como ferramentas essenciais para a
aprendizagem dentro da abordagem de Gilbert & Boulter (1998) sobre as narrativas
em educação em ciências.
Modelos constituem uma parte fundamental das narrativas de educação em ciências, sobretudo como conseqüência de várias tipologias que podem ser construídas a seu respeito. (GILBERT; BOULTER, 1998, p. 15)
40
É preciso conhecer os diferentes tipos de modelos para que se possa
recortar o modelo objeto deste estudo: Baseado nos estudos de Gilbert & Boulter
(1998) e Nuñes & Lima (2005) temos:
• Modelo mental: já discutido anteriormente, são as representações
formadas na mente do indivíduo;
• Modelo expresso: um indivíduo expressa o seu modelo mental por
meio da escrita, fala ou ação;
• Modelo consensual: o modelo expresso passa a ser consenso dentro
de um grupo social;
• Modelo científico: o modelo consensual passa a ser reconhecido pela
comunidade científica;
• Modelo histórico: um modelo científico produzido em um contexto
específico, mas que foi suplantado e colocado à margem da ciência;
• Modelo didático: auxilia os estudantes a compreenderem os modelos
consensuais e históricos e são expressos, na maioria das vezes por objetos,
gráficos, sistemas, etc.
Interessa-nos então os modelos didáticos que atuam objetivando a
compreensão dos modelos consensuais. Esses modelos são construídos por
professores e alunos, quer por meio de modelos tridimensionais, quer por analogia.
“Um modelo, qualquer um dos que foram citados anteriormente, parte de um alvo
(modelo a ser representado) e é produzido a partir de uma fonte (algum outro objeto,
evento ou idéia) por meio de metáforas, no qual o alvo é visto, ainda que
inicialmente e por pouco tempo, como sendo similar à fonte”. (GILBERT; BOULTER,
1998, p. 15)
Modelos de qualquer tipo servem como base para a construção de
narrativas relacionadas com a situação experimental vivenciada pelos alunos e
também com as situações subseqüentes. Em educação em ciências os estudantes
se deparam com diferentes situações, seja na sala de aula, com computadores,
assistindo a vídeos educativos, em museus ou no meio ambiente externo natural. O
aluno produzirá uma narrativa para cada evento em uma determinada situação e se
os eventos que eles encontram são planejados pelo professor para que assuntos
semelhantes ou relacionado sejam tratados, as narrativas interagirão e produzirão
um texto abrangente sobre o fenômeno que está sendo estudado. Nas palavras de
41
Aguayo & Lama (1994) “as ações cognitivas que o aluno realiza no processamento
da informação para a sua construção, coincidem com as que o professor tem que
efetuar para o desenho do material de instrução”. Em termos de modelos, isso
aponta para que, tanto alunos quanto professores, participem da interpretação e/ou
construção dos modelos. É importante para a aprendizagem que o aluno tenha
condições de reconhecer o modelo, contrastá-lo com outros modelos e até mesmo
propor seus próprios modelos alternativos.
Além do contexto da sala de aula, outros contextos como computadores
TV e Museus envolvem o aprendizado por modelos. Para essa pesquisa, a intenção
foi a de utilizar uma imagem em 3D interativa virtual, no computador. Então, foi
decidido abordar somente os modelos em computadores. Para Gilbert & Boulter
(1998) “os computadores podem ser usados de dois modos distintos no campo da
educação em ciências: exploratório (conhecido também como simulação) e o
expressivo (ou modelagem)”.
• Modo exploratório: é um modelo já definido, já completamente
programado no software. O aluno então interage com a simulação, entrando com
números ou outra informação para que o programa processe esses dados de acordo
com o modelo e produza algum resultado. Ele apenas mostra como um modelo
consensual se comporta. Normalmente os estudantes não sabem o que o programa
faz com os dados e, por vezes, não sabem o que é de fato o programa. Assim eles
não podem avaliar o escopo e as limitações do modelo, podendo ser levados a
pensar que qualquer modelo é uma representação idealizada, podendo vir a
confundir o modelo com a realidade. Nesse caso, a probabilidade é muito baixa de
que as narrativas dos estudantes sobre o modelo e seu uso estejam próximas às
dos seus professores e podem inclusive distorcer experiências futuras.
• No modo expressivo, conhecido como modelagem, os softwares são
livres de conteúdo. O estudante pode assim especificar quais são as variáveis e,
dadas as condições do software, investigar como essas variáveis podem estar
relacionadas. Outras aplicações focalizam as operações contidas nos modelos como
o que deve ser feito para alcançar um resultado específico. Ao exigir que considerem
os sistemas e seus comportamentos, este uso do computador requer dos estudantes
a formação e utilização de modelos mentais. As narrativas construídas serão mais
integradas internamente e mais interligadas com a experiência anterior do estudante
e com as narrativas do professor.
42
Para o modelo proposto neste trabalho pensamos ter características
comuns aos dois tipos de modelo relatados anteriormente, mas essa discussão será
apresentada no capítulo referente à análise de dados.
Pozo & Crespo (1998) apresentaram um conceito de modelos que vem de
encontro à abordagem sobre modelos analógicos que está sendo utilizada nesse
trabalho.
Os modelos são um processo representacional que faz uso de imagens, analogias e metáforas, para auxiliar o sujeito (aluno ou cientista) a visualizar e compreender o referente, que pode se apresentar como de difícil compreensão, complexo e abstrato, e/ou em alguma escala perceptivelmente inacessível. (POZO; CRESPO, 1998, p. 51)
Os modelos, então, visam que os alunos entendam os fenômenos
científicos dando-lhes subsídios para a construção de novos modelos, elaborados
por eles, que se aproximem dos cientificamente aceitos, Nuñes & Lima (2005)
salientam que, na educação e nas ciências é necessário incluir tanto a
aprendizagem dos modelos quanto uma reflexão sobre o papel destes e ainda a
aprendizagem dos processos de modelagem, ou seja, pesquisa, criação e
construção dos modelos.
Outro ponto importante é que os modelos consensuais (produzidos pela
Ciência) articulam um número muito grande de hipóteses com um nível de abstração
muito alto em relação a um campo problemático da realidade. Este modelo pode
trazer algumas limitações no ensino de ciências para a educação básica por estar
fora das capacidades operatórias ou do conhecimento prévio dos alunos,
dependendo do grau de formalidade deste (NUÑES; LIMA, 2005). Por isso, é de
suma importância pensar em modelos que possam representar os modelos
consensuais e fazer com que eles sejam compreendidos pelos alunos. Deve-se
atentar para o fato de tentar não construir, ou utilizar, modelos que simplifiquem
demais o conceito científico que busca representar, porque, dessa forma, corre-se o
risco de o aluno memorizar um modelo que não é totalmente científico e pouco
significativo. Um bom modelo didático deverá apresentar os principais aspectos do
modelo consensual ao qual se refere.
Nuñes & Lima (2005, p. 249) ainda apresentam algumas questões
importantes sobre os modelos didáticos:
43
• Os modelos devem cumprir determinado nível de analogia estrutural e
funcional com a realidade, de maneira que permitam extrapolar as características
consideradas nos modelos com aquelas relacionadas com o objeto ou fenômeno
estudado;
• Os modelos são construções provisórias, portanto nenhum modelo
científico possui a verdade absoluta sobre nada;
Os autores também atentam para questões relativas aos modelos que
possam ser construídos, ou propostos pelos alunos, que eles chamam de modelos
alternativos.
• Os modelos científicos alternativos podem não ser compatíveis entre si,
principalmente quando partem de referenciais teóricos diferentes. Em aula isso deve
ser levado em consideração, respeitando os modelos representados pelos alunos,
como teorizações pessoais em “pé de igualdade” e, posteriormente, nas discussões
em grupo deve ser eleito aquele que tenha uma maior capacidade de explicação.
• A substituição de um modelo pelo outro, vale destacar que não significa
que o primeiro foi abandonado. Podem-se utilizar os modelos propostos inicialmente
quando isso facilitar a manipulação formal e quando constituir aproximações
sensíveis e legítimas a um problema científico.
Um modelo didático deve ser construído observando-se o conhecimento
prévio dos alunos e as habilidades que eles possuem para lidar com entidades
concretas e abstratas. Além disso, os alunos deverão compreender as vantagens e
limitações de cada modelo. Para Pozo & Crespo (1998) “corre-se o risco dos alunos
relativizarem os modelos, ou seja, pensar que todos são igualmente válidos,
inclusive os seus, o que pode esvaziar o sentido da própria educação científica”. Por
isso é importante a discussão acerca da construção de modelos e dos critérios para
eleger um modelo em detrimento do outro para a explicação de um dado referente.
Há também o risco de priorizar os conceitos em detrimento dos procedimentos e
atitudes, embora a contrastação de diversos modelos conceituais favoreça atitudes,
rigor, criticidade e procedimentos como argumentação, esta contrastação empírica é
o que auxilia no desenvolvimento de competências no ensino de Ciências.
44
2.5 Modelos e aprendizagem Os modelos didáticos, utilizados como material instrucional, apresentam-
se como possíveis auxiliares para o professor em sala de aula. Para Giordan &
Vechi (1996) “os modelos são elementos facilitadores que os educadores podem
utilizar para ajudar a vencer os obstáculos que se apresentam no difícil caminho da
conceptualização”.
Os autores trabalham com a noção de mudança conceptual na qual a
construção do conhecimento dar-se-á por meio da mudança na concepção dos
alunos sobre o saber científico. Para eles a criança, o adolescente e até o adulto
possui concepções, ou representações iniciais do seu ambiente, e estas não podem
ser rejeitadas, elas devem ser integradas aos modelos da ciência para que haja um
“conhecimento” cada vez mais operatório e próximo do saber científico. (GIORDAN;
VECHI, 1996)
As concepções do aprendente não correspondem unicamente a imagens da realidade; servem de ponto de ancoragem para apropriar-se de outros saberes, pois elas constituem estruturas de recepção que permitem unificar novas informações. (GIORDAN; VECHI, 1996, p.144)
Nessa perspectiva os modelos didáticos analógicos apresentam-se como
possíveis auxiliares na mudança conceptual dos alunos por se tratar de um modelo
produzido a partir de outra imagem já existente comum no repertório do aluno, que
no caso do presente trabalho baseou-se em imagens de livros didáticos, sendo
estes, apoiados por livros de fisiologia e biofísica. Giordan & Vecchi (1996) alertam
para o fato de que os modelos científicos estão adentrando nas escolas cada vez
mais cedo e por vezes exigem um nível de abstração muito grande que acaba por
não ser acessível para os alunos e por vezes são simplistas demais a ponto de
gerarem más interpretações dos conceitos científicos que pretendem transmitir. Por
isso, é fundamental que o modelo seja construído levando em consideração as
concepções dos alunos e que sejam representações que se aproximem de fato ao
objeto de estudo.
Abaixo um modelo bidimensional do olho humano (à esquerda)
45
encontrado no livro de ciências, Ciência e Interação -7ª série, da Editora Positivo, e
um modelo tridimensional (à direita) do olho humano encontrado no site da Merk-
Sharp & Dohme do Brazil.
FIGURA 5 – Comparação entre o modelo bidimensional e modelo tridimensional do olho humano Fontes: COSTA, 1996 e MERKC SHARP & DOHME DO BRAZIL. Modelos anatômicos 3D. Disponível em: http://www.msd-brazil.com/msdbrazil/patients/biblioteca/emed_tools/help/emed_tools_sistema.html Acesso em: 2 jun. 2007.
Para os autores, o importante é a aquisição de um saber conceptual que
se constrói progressivamente e isso se dá por meio dos níveis de formulação e
patamares de integração.
Os níveis de formulação seriam uma primeira fase, determinada pela
soma de conhecimentos necessários para construir um enunciado, “um estágio de
evolução no desenvolvimento psicogenético e uma prática social (vivência
constituindo o suporte para a formulação do conceito)”. (GIORDAN; VECHI, 1996, p.
189). Numa primeira aproximação seria um nível de abstração e não se trata de uma
formulação precisa (uma frase dita pelo aluno) e sim a uma estrutura subjacente a
que ela representa.
Após a primeira fase, o aluno poderá mudar de nível, ou seja, mudar de
patamar de integração. Como a passagem de um nível para outro é lenta, poderão
suceder-se várias formulações relativas a um mesmo conceito, pelo fato de existirem
46
o que os autores chamam de aura conceptual, que são todas as representações a
respeito de, um ou mais fenômenos, científicos ou não, contidas na concepção dos
alunos. Os alunos passarão de um patamar de integração a outro quando o
fenômeno estudado trouxer uma formulação mais geral ou quando houver a
apropriação de uma nova idéia que será ancorada em um ou mais conceitos da aura
conceptual, e não a um único conceito pivô definido pelo assunto.
Têm-se então os modelos como possíveis ferramentas facilitadoras para
as mudanças conceptuais e para passagem de um patamar de integração para
outro. Visto que sua intenção educacional visa o aprendizado e apóia-se na
concepção dos alunos, porque os modelos propostos devem ser lidos pelos mesmos
e isso infere que estes devam buscar na sua estrutura cognitiva os constructos que
possam fazer a ligação entre o modelo proposto e as representações que se
encontram na sua aura conceptual.
Para Ausubel (2003) “o conhecimento prévio é um dos principais fatores a
serem considerados no processo de aprendizagem”. Ele trabalha com a concepção
de aprendizagem por recepção e retenção, a aprendizagem significativa, ou seja,
aquela da qual emergem novos significados.
Segundo o autor, o conhecimento é significativo por definição, resultado
de um processo psicológico que é a interação de idéias culturalmente significativas,
já ancoradas na estrutura cognitiva particular de cada aprendiz e o seu próprio
mecanismo mental para aprender de forma significativa. O termo ancoragem será
usado para sugerir a ligação entre as idéias preexistentes, ao longo do tempo, na
estrutura cognitiva.
A aprendizagem significativa é a primeira fase de um processo de
assimilação mais vasto e inclusivo. Por conseguinte, os processos de assimilação na
fase de aprendizagem significativa incluem:
(1) ancoragem seletiva do material de aprendizagem às idéias relevantes existentes na estrutura cognitiva; (2) interação entre as idéias acabadas de introduzir e as idéias relevantes existentes (ancoradas), sendo que o significado da primeira surge como produto dessa interação; e (3) a ligação dos novos significados emergentes com as idéias ancoradas correspondentes no intervalo de memória (retenção). (AUSUBEL, 2003, p. 8)
As idéias ancoradas se alteram no processo interativo, quer com as novas
47
idéias de instrução com as quais interagem quer, mais tarde, com significados
emergentes aos quais estão ligados no armazenamento da memória. Esta ligação e
armazenamento das idéias novas (apreendidas) com as ancoradas e mais estáveis
podem ser consideradas como parte do processo de retenção se a ligação for
estabelecida.
Ausubel (2003) faz referência à memória semântica que se apresenta
como sendo o resultado ideal de um processo de aprendizagem significativa. Trata-
se de uma memória de longo prazo; refere-se aos conhecimentos adquiridos que
permanecem na estrutura cognitiva do aprendiz. É um tipo de memória significativa
que leva mais tempo para ser adquirido já que o conhecimento significativo é
complexo e necessita de um tempo maior para ser concluído.
A aprendizagem por recepção significativa envolve a aquisição de novos
significados a partir do material de aprendizagem apresentado nas práticas de
instrução. Para o autor, as práticas de instrução, formais, das escolas primárias e
secundárias e das universidades apresentam-se como a melhor forma para se
utilizar e melhorar sistematicamente a aprendizagem por recepção e retenção
significativas para a aquisição e retenção de conhecimentos.
Assim, têm-se os modelos didáticos analógicos como possíveis
ferramentas facilitadoras para a aprendizagem significativa por serem material de
aprendizagem que representam, por analogia, conhecimentos científicos
(desconhecidos) possíveis de serem ancorados na estrutura cognitiva do aprendiz,
por comparação com os conhecimentos já armazenados.
Aprender de forma significativa, então, significa a aquisição de novos
significados por parte dos aprendizes. Estes novos significados são produtos da
interação entre significados potenciais no material de instrução e as idéias
“ancoradas” relevantes existentes na estrutura cognitiva do aprendiz. As idéias
ancoradas relevantes fazem parte do conhecimento prévio do indivíduo e o material
de instrução é aquele utilizado pelo professor na sala de aula e têm como suporte
físico o papel, as transparências, o vídeo, os softwares educativos e outros. Este
material, retomando a Aguayo & Lama (1994), “tem o objetivo de ser facilmente
processável pelo aluno e de possibilitar uma construção de conhecimento
motivadora e econômica para os esforços cognitivos”.
Temos então um modelo didático analógico que se apresenta como um
aplicativo multimídia composto por imagens tridimensionais interativas, texto e áudio.
48
A imagem utilizada é um modelo análogo ao olho humano real e por sua estrutura
tridimensional permite ser vista sob várias perspectivas. Este aplicativo pode ser
acessado pelo aluno através do computador numa relação homem-máquina que tem
como objetivo o aprendizado sobre o olho humano. Tem a possibilidade de operar
mudanças conceptuais e fazer com que os alunos aprendam de forma significativa.
49
3 METODOLOGIA Segundo Alves-Mazzoti & Gewandznajder (2002), a escolha do campo e
dos participantes do estudo qualitativo não ocorre aleatoriamente: “o pesquisador os
escolhe em função das questões de interesse de estudo e também das condições
de acesso e permanência no campo e disponibilidade dos sujeitos” (ALVES-
MAZZOTI; GEWANDSZNAJDER, 2002, p. 162). Como o tema corpo humano
integra o conteúdo programático do 7º ano de Ensino Fundamental, definimos por
fazer a pesquisa nessa etapa escolar.
A pesquisa empírica é qualitativa, mas contou com uma parte quantitativa
referente aos dados fornecidos por questionários. Desenvolveu-se paralelamente à
pesquisa empírica a construção e reconstrução de um aplicativo multimídia contendo
o olho humano virtual e tridimensional. As etapas das pesquisas de campo são
consideradas como: “Piloto V1” e “Piloto V2” pelo fato de fazerem parte do
desenvolvimento desse modelo tridimensional do olho humano. Como não se
chegou a um modelo final, as etapas da pesquisa antes citadas são consideradas
como piloto.
Essa pesquisa foi avaliada pelo Comitê de Ética em Pesquisa Científica
da Fundação Ezequiel Dias (FUNED – MG) com parecer favorável. Em todas as
etapas do trabalho, as atividades foram pautadas pela ética em pesquisas com seres
humanos (ANEXO A), caracterizando pela assinatura de termos de parceria,
autorizações para divulgação de dados e envio de cartas de esclarecimentos aos
participantes. (APÊNDICE A)
3.1 Etapas do trabalho
3.1.1 Pesquisa bibliográfica
Para Cervo & Bervian (2004) “qualquer espécie de pesquisa, em qualquer
área necessita de uma pesquisa bibliográfica para a fundamentação teórica e para
50
justificar os limites e contribuições da própria pesquisa”. Foi desenvolvida, no
segundo capítulo do presente trabalho, uma pesquisa bibliográfica com o intuito de
conhecer as contribuições científicas e culturais sobre determinado assunto, tema ou
problema para que possam contribuir para as respostas que se procura acerca das
hipóteses colocadas.
3.1.2 Pesquisa exploratória A pesquisa exploratória é, normalmente, o passo inicial “no processo de
pesquisa pela experiência e um auxílio que traz formulação de hipóteses
significativas para posteriores pesquisas”. (CERVO; BERVIAN, 2004, p. 63). Tem o
objetivo de buscar mais informações sobre determinado assunto de estudo para que
o pesquisador se familiarize mais com o fenômeno, obtenha uma nova percepção
dele ou descubra novas idéias. Deve ter um planejamento flexível que possibilite
“consideração dos mais diversos aspectos de um problema ou de uma situação”.
Esta parte da pesquisa envolveu um estudo exploratório em livros
didáticos. Os livros utilizados foram os de Ciência da 7ª série (8º ano) do ensino
fundamental, que têm em seu conteúdo o corpo humano e suas partes, que inclui o
aparelho óptico humano, tema científico abordado neste estudo. O objetivo dessa
pesquisa foi o de encontrar, nos livros didáticos, as imagens pictóricas que
representam o aparelho óptico humano e verificar como elas são representadas
graficamente. A escolha dos livros se deu por meio da lista de livros didáticos do
PNLD (Plano Nacional do Livro Didático) 2008 disponibilizada pelo Governo Federal,
através do MEC no sítio: https://www.fnde.gov.br/pls/simad – fnde/!simad –
fnde.consulta – acoes – pc .
Os resultados do estudo exploratório, em livros didáticos, forneceram
subsídios para a seleção de textos, captura de imagens e formulação do
questionário em sua primeira versão (questionário V1) sobre o olho humano.
(APÊNDICE B)
51
3.1.3 Construção do aplicativo (Versão 1) Para o desenvolvimento deste aplicativo o software escolhido foi o Flash
8, da empresa de softwares gráficos Adobe, pelo fato de ser um software que
permite a criação e edição de animações bem como a utilização de dispositivos
interativos que possibilitam a interação homem- máquina. (MACHADO, 1996)
As imagens do olho humano utilizadas no aplicativo foram baixadas do
site da Merck Sharp & Dohme do Brasil, empresa filial da Merck Sharp & Dohme
EUA, especializada em medicina e farmacêutica e que desenvolve materiais
didáticos para profissionais da saúde, dentre eles imagens em 3D de várias partes
do corpo humano. Para o caso desta pesquisa as imagens foram retiradas da página
http://www.msd-Brazil.com/ assets/ patients/ biblioteca/ emed – tools/Nervous e
editadas no Flash 8. Essas imagens dos modelos em 3D disponíveis no site podem
ser baixadas gratuitamente por qualquer pessoa e podem ser utilizadas em aulas.
No próprio site há orientações de como fazer o procedimento de download dessas
imagens.
Procurou-se nesse aplicativo desenvolver uma animação do olho humano
em movimento de rotação de forma que pudessem ser observadas as várias
perspectivas da sua estrutura, tanto uma visão externa quanto uma interna, já que
foram trabalhadas a visão orbital e os recortes coronal e sagital. Além disso, alguns
comandos são possíveis de serem utilizados pelo usuário como acessar, com o
mouse, as várias perspectivas do olho e de separar algumas partes dele, por meio
dos links Girar (gira em 360º o olho em 3D, Coronal (acessa o recorte coronal do
olho em 3D) e Sagital (acessa o recorte sagital do olho em 3D) .
Nesse olho tridimensional há informações textuais tais como os nomes de
cada elemento constitutivo do olho, (arrastando o mouse ou clicando sobre os
elementos do olho) numa representação semelhante à imagem no livro didático
Ciências e Interação de Costa (2006) e um texto corrido com 10 tópicos,
relacionados aos elementos do olho acessado pelo link Texto. Os textos foram
retirados dos livros Ciências e Interação – 7ª série, da Editora Positivo e Ciência e
vida – Movimento, Funções de Relação, Sexualidade – 7ª série, da Editora
Dimensão. Para confirmar as informações dos livros didáticos escolhidos foram
utilizados os livros Anatomia Humana Básica, de Dángelo & Fantini (2005) e
52
Biofísica Básica, de Heneide (2006).
3.1.4 Pesquisa de campo – Teste piloto V1 Como quarta etapa da pesquisa, foi proposto o estudo comparativo que
se deu por meio da comparação entre o modelo pictórico analógico em 2D do
aparelho óptico humano e o modelo analógico virtual e interativo em 3D,
considerados aqui como sendo materiais instrucionais. O método comparativo
realiza comparações para verificar similitudes e explicar diferenças, além disso,
“ocupando-se da explicação dos fenômenos, o método comparativo permite analisar
o dado concreto deduzindo do mesmo os elementos constantes, abstratos e gerais.”
(LAKATOS; MARCONI, 1991, p. 60)
Para essa etapa foram utilizados dois instrumentos de coleta de dados,
um questionário, que forneceu dados quantitativos e qualitativos e a observação
direta, que forneceu dados qualitativos.
3.1.4.1 Questionário
Para a pesquisa quantitativa foi escolhido, como técnica de coleta de
dados, um questionário composto por questões fechadas, que segundo Cervo &
Bervian (2004) possibilitam obter respostas mais precisas do que o questionário
aberto, sobre o aparelho óptico humano, construída a partir dos textos e imagens
dos livros didáticos analisados. Utilizou-se um questionário por este ser uma das
formas mais utilizadas para se coletar dados “pois possibilita medir com mais
exatidão o que se deseja” (CERVO; BERVIAN, 2004, p. 53). Além disso, ele é um
meio pelo qual o informante preenche as suas próprias respostas em um formulário,
pode ser aplicado a uma quantidade maior de pessoas e deixa os respondentes
mais confiantes em função do anonimato, o “que possibilita coletar informações e
respostas mais reais.” (CERVO; BERVIAN, 2004, p. 53)
O questionário (APÊNDICE B) contou com 10 questões fechadas, cada
53
uma dessas questões continha um espaço para justificativa. Havia também uma
questão final em que o participante deveria desenhar o olho, conforme ele o
conhece. Nas questões fechadas buscou-se mensurar, de forma quantitativa, o
aprendizado proporcionado pelos materiais instrucionais utilizados no teste piloto. Na
justificativa, buscou-se conhecer o referencial do aluno sobre cada assunto
abordado em cada questão, nesse caso de onde vinha o seu conhecimento sobre os
temas abordados. Na questão que propunha o desenho do olho, pretendia-se
verificar se haveria uma mudança na representação do olho após os modelos
impressos e do aplicativo. Este questionário foi modificado após o teste piloto a fim
de se tornar mais fácil de ser respondido e com menos questões. Isso se deu
baseando-nos nas anotações feitas por duas observadoras, que participaram dessa
etapa da pesquisa, sobre o comportamento e os comentários dos participantes. Essa
mudança foi acompanhada por uma professora de biologia que participou do teste
piloto e se ofereceu para ajudar-nos no próximo passo que seria a pesquisa de
campo.
3.1.4.2 Observação direta
Na pesquisa qualitativa foi utilizada a observação direta que teve o
objetivo de “captar as informações dos participantes, julgá-las sem interferência e
registrá-las de acordo com a capacidade de cada participante de posicionar-se
diante das afirmações” (GOMES; BARBOSA, 1999). Como se trata de um teste
piloto, portanto a fase inicial da pesquisa, a observação direta foi feita de forma
informal, contou com duas observadoras que registraram os comentários e
comportamentos dos participantes. “Na observação direta o observador deve buscar
se posicionar completamente fora da situação e das pessoas envolvidas no teste
piloto”. (GOMES; BARBOSA, 1999)
No teste piloto, as anotações das observadoras foram fundamentais para
a mudança no material instrucional utilizado, sobretudo o aplicativo, e nos
instrumentos e métodos que seriam utilizados na próxima etapa.
Com o objetivo de testar tanto a metodologia proposta para este trabalho,
quanto ao aplicativo multimídia do olho 3D, foi desenvolvida uma pesquisa piloto no
54
dia 28 de agosto de 2008, no campus VI do CEFET-MG em Belo Horizonte, para um
grupo de 24 participantes dos quais 16 deles eram alunos do 1º ano do curso de
Engenharia da Computação do CEFET-MG, duas alunas de uma escola de segundo
grau de Belo Horizonte, bolsistas do BIC-Jr. pelo CEFET-MG e seis professores
integrantes do grupo de estudos GEMATEC. Esse grupo foi escolhido por ser
heterogêneo, ter a possibilidade de fornecer informações mais variadas e poder
testar de forma mais abrangente a metodologia utilizada e o aplicativo multimídia.
Na metodologia aplicada foram geradas 4 situações diferentes, nas quais
a primeira consistiu de uma avaliação diagnóstica, em que foi aplicado o
questionário V1 para todos os participantes da pesquisa, com o objetivo de verificar
o conhecimento prévio destes sobre o olho humano. Essa avaliação foi feita com
todos os participantes da pesquisa que foram nomeados de Grupo da Avaliação
Diagnóstica.
As perguntas do questionário foram montadas a partir dos textos sobre o
aparelho óptico humano retiradfos dos livros utilizados no aplicativo multimídia do
olho Virtual. Estes textos, e também as imagens dos livros didáticos, foram utilizados
para os outros dois materiais impressos produzidos para esse teste, um contendo
somente texto (APÊNDICE C) e outro contendo texto e imagens (APÊNDICE D).
Tanto para Ausubel (2003), quanto para Giordan & Vechi (1996) “é de
suma importância conhecer as concepções dos alunos para que o material de
instrução seja aplicado e para que um modelo didático seja desenvolvido”. Então,
num primeiro momento do teste piloto, os 24 participantes formaram o Grupo da
Avaliação Diagnóstica e responderam ao questionário (com 10 questões) sobre o
aparelho óptico humano para que pudesse ser analisado o conhecimento prévio dos
mesmos. Para esta primeira etapa, os participantes tiveram um tempo de 30 minutos
para responder às questões.
Num segundo momento, cerca de 15 minutos após responderem o
questionário da avaliação diagnóstica, os 24 participantes foram divididos em 3
grupos: grupo GT, grupo GT2D e grupo GT3D. E para cada um desses grupos foi
disponibilizado um material didático diferente sobre o aparelho óptico humano. Não
houve intervenção do professor nesse teste piloto.
– GT – Com 7 participantes, recebeu o material impresso contendo um
texto sobre o aparelho óptico humano. Estudaram este texto durante um período
máximo de 40 minutos e responderam ao mesmo questionário da avaliação
55
diagnóstica;
– GT2D – Com 10 participantes, recebeu o material impresso com um
texto e duas imagens em 2D sobre o aparelho óptico humano. Estudaram este
material durante um período máximo de 40 minutos e responderam ao mesmo
questionário da avaliação diagnóstica;
– GT3D – Com 7 participantes, recebeu o aplicativo multimídia contendo
texto e 3 imagens em 3D sobre o aparelho óptico humano, acessado por meio de
dois computadores disponibilizados para o teste. Estudaram este material durante
um período máximo de 40 minutos e responderam ao mesmo questionário da
avaliação diagnóstica.
Com este teste buscou-se verificar se haveria, ou não, uma melhora no
conhecimento dos participantes sobre o aparelho óptico humano em cada situação
antes descrita, envolvendo os três grupos criados após a avaliação diagnóstica.
Como última etapa do teste piloto V1 foi realizada após a entrega dos
questionários uma reunião de análise e discussão para discutir a metodologia
aplicada, os métodos e os instrumentos de coleta de dados, bem como uma
discussão sobre os materiais instrucionais utilizados. Essa reunião forneceu
informações importantes para alterações na metodologia, nos instrumentos de coleta
de dados e nos materiais de instrução. Esta etapa do teste piloto mais o questionário
1 e a observação direta, proporcionaram a reelaboração do questionário 1 e a
construção do questionário 2, a reconstrução do aplicativo multimídia e a troca dos
livros didáticos de referência para o material impresso que seria utilizado na etapa
seguinte da pesquisa de campo.
3.1.5 Reconstrução do aplicativo – Versão 2 (V2) O aplicativo multimídia sofreu mudanças após o teste piloto com o
objetivo de torná-lo mais acessível e mais informativo. Introduziu-se uma tela de
entrada com o nome do trabalho e informações sobre a instituição e o grupo
envolvidos e uma tela com informações sobre como “navegar” no aplicativo. Duas
novas telas com informações sobre o olho humano foram acrescentadas, uma sobre
a órbita ocular, contendo uma imagem e um texto, e uma sobre a percepção visual,
56
contendo texto e animação. A parte sobre o corte coronal, sagital e a visão externa
passaram a contar com textos informativos junto às imagens e não mais em uma
tela à parte como anteriormente.
Buscou-se então melhorar e aumentar as informações, tanto do aparelho
óptico humano, quanto do próprio aplicativo, além de melhorar a relação entre os
conteúdos (texto e imagem) e a navegabilidade.
Os outros dois materiais impressos foram modificados, passando a ter
apenas um livro como referência, o Construindo Consciência – Ciências – sétima
série, da editora Scipione, do qual foram utilizados um texto resumo e três imagens
do aparelho óptico humano.
3.1.6 Pesquisa de campo – Teste piloto V2 Para o segundo teste piloto, envolvendo alunos da sétima série do ensino
fundamental, foi utilizado o material instrucional impresso modificado, o aplicativo
multimídia na versão 2 (V2) e o questionário V2. Ainda como pesquisa comparativa,
foi então utilizado o questionário V2 (APÊNDICE E), que conta com 7 questões
fechadas, uma que pedia que os alunos desenhassem o olho conforme eles o
conheciam, com o mesmo objetivo do questionário V1, e uma questão contendo a
pergunta: Com que o olho se parece?. Buscou-se com esta pergunta verificar se os
alunos fariam uma analogia entre o olho e um outro objeto qualquer que eles
conhecem. Partimos, para essa questão, dos estudos sobre a utilização de
analogias no ensino de ciências na qual a analogia apresenta-se como uma
comparação entre dois domínios diferentes, um conhecido e outro desconhecido.
(DUIT, 1991)
Foi utilizado também um novo instrumento de coleta de dados, a
observação participante.
3.1.6.1 Observação participante
De acordo com Minayo (2007, p. 70), pode-se definir como observação
participante o “processo pelo qual um pesquisador se coloca como observador de
57
uma situação social com o objetivo de realizar uma investigação científica”. Neste
caso, o pesquisador fica em relação direta com seus interlocutores no espaço social
da pesquisa participando, dentro de suas possibilidades, de sua vida social e de seu
cenário cultural. No entanto, essa imersão do pesquisador tem como finalidade a
coleta de dados e a compreensão do contexto da pesquisa. Para Dencker & Da Via
(2001, p. 147), neste caso o pesquisador assume dois papéis ao mesmo tempo: “o
de estranho ao grupo, como observador; e o de participante, como membro aceito
por esse mesmo grupo”.
O segundo teste piloto foi então realizado na Escola Estadual Lourdes
Bernadete. A pesquisa com os alunos teve seu início no dia 2/12/2008, com término
em 05/12/2008. A escolha dessa escola, ocorreu porque a mesma:
• Atendia à modalidade ensino fundamental;
• Possuía três turmas de sétima série;
• A professora que colaborou com essa pesquisa integrava seu corpo
docente.
• Possui laboratório de informática e tinha em sua grade curricular a
disciplina de informática.
Optamos por efetuar a pesquisa com os alunos em uma turma de sétima
série de Ensino Fundamental regular dessa escola pelos seguintes critérios.
– ter o número de turmas necessárias à pesquisa;
– o fenômeno científico abordado nessa pesquisa é encontrado em livros
de ciências da sétima série do ensino fundamental ;
– horário das aulas mais acessível;
– professora de Biologia experiente e disponível para a pesquisa.
Além disso, conhecíamos a educadora em questão, o que poderia auxiliar
na manutenção de um clima tranqüilo, natural e propício para a coleta de dados.
Assim como no Teste Piloto V1, o estudo comparativo foi realizado em 3
turmas, mas nesse caso com perfis semelhantes, portanto mais homogênea, mas
contou com o mesmo procedimento: aplicação de um teste diagnóstico para todos
os envolvidos, uma turma trabalharia com o material impresso contendo texto,
(APÊNDICE F) outra turma trabalharia com o material impresso contendo texto e
58
imagens 2D (APÊNDICE G) do aparelho óptico humano e outra turma trabalharia
com o aplicativo multimídia contendo a imagem 3D do olho humano.
Na avaliação diagnóstica, realizada no dia 2 de dezembro de 2008, numa
segunda feira, antes da aplicação dos questionários, houve a apresentação do
pesquisador e a explicação do porquê daquele teste. Foi colocado para os alunos
que era um teste para verificar o que eles conheciam sobre o olho humano e que
não valia pontos. Eles deveriam responder o que sabiam e não deveriam se
preocupar com o resultado. Foi colocado também que estávamos desenvolvendo um
material didático no CEFET-MG e que a proposta do teste era a de avaliar o nosso
material didático e não a capacidade deles em responder o questionário. Por isso
haveria mais um momento em que eles teriam uma aula com esse material e que
poderia ser em forma de texto, texto mais imagem 2D impressa ou o aplicativo
multimídia do olho humano, seguido do mesmo questionário utilizado na avaliação
diagnóstica que eles deveriam responder novamente.
Foi disponibilizado o primeiro horário de aula para a aplicação do
questionário, ou seja, de 7 horas às 7h50. O questionário da avaliação diagnóstica
foi aplicado nas três salas simultaneamente sendo que uma professora de Ciências
ficou na sala 701, outra professora de Ciências na sala 702 e a professora de
Português na sala 703. O pesquisador distribuiu os questionários nas três salas e
reforçou para os alunos que eles deveriam responder somente o que sabiam e que
não deveriam copiar dos colegas para não comprometer a pesquisa. Uma pergunta
foi feita para os alunos sobre se eles já haviam estudado alguma coisa sobre o olho
humano e a resposta foi a mesma em todas as salas envolvidas: eles não haviam
estudado o olho humano ainda, portanto, tínhamos alunos da sétima série do ensino
fundamental que tinham pouco ou nenhum conhecimento sobre o aparelho óptico
humano.
Para as etapas seguintes dessa pesquisa piloto foram disponibilizados os
dois primeiros horários das aulas, compreendidos entre 7 horas e 8h40. Então no
primeiro horário seria dada a aula e no segundo horário os alunos responderiam ao
questionário. Esse tempo não era totalmente rígido, nos três dias de pesquisa
seguintes as aulas avançaram um pouco o primeiro horário.
No dia 3 de dezembro de 2008, terça feira, realizou-se o teste com o
aplicativo multimídia com a turma 701. A aula foi dada na biblioteca da Escola, pois
necessitava de um local onde pudesse ser feita uma projeção. A escola não
59
dispunha de um espaço reservado para aulas multimídia. O laboratório de
informática era pequeno demais, com oito computadores dispostos lado a lado num
espaço muito reduzido. Foi preciso improvisar uma tela com um mapa colocado do
lado contrário, na parte em que era totalmente branco. Juntaram-se todas as
cadeiras da biblioteca para que os alunos se sentassem, mas mesmo assim, alguns
tiveram que dividir cadeira ou sentar-se nas mesas.
A professora ministrou a aula utilizando o aplicativo multimídia e
referenciando-se nele para demonstrar os elementos constitutivos do olho, suas
funções e estruturas. Os alunos não utilizaram material para fazer anotações,
simplesmente observaram a aula e o modelo do olho 3D.
No dia 4/12/2008 foi feita a pesquisa com a turma 702 em que cada aluno
recebeu o material impresso, em duas páginas, contendo as imagens 2D e texto.
A professora iniciou a aula explicando que os nomes estranhos,
referentes ao olho, que estavam no material, são utilizados pela Ciência para
diferenciá-los do coloquial e para que, em todo mundo, os cientistas conheçam os
mesmos nomes e fique mais fácil todos entenderem. Logo depois ela pediu que eles
lessem o texto e as imagens relacionando os dois. A professora optou por deixá-los
riscar o texto e após a leitura retomou a aula explicando e mostrando no material
impresso a estrutura do olho, os seus elementos constitutivos e suas funções.
Utilizou o quadro para escrever os nomes desses elementos e a seqüência em que
eles estão dispostos esquematicamente nas imagens do livro didático.
No dia 5 de dezembro de 2008 aconteceu a última etapa da pesquisa que
foi feita da turma 703 com o material impresso contendo texto.
Cada aluno recebeu uma cópia do material impresso e foi permitido que
eles o riscassem. A professora iniciou a aula explicando como enxergamos e quais
os elementos do olho permitem isso. Depois pediu que os alunos lessem o material.
Levaram em torno de 10 minutos para lê-lo e após isso a professora continuou a
aula explicando sobre cada elemento do olho, escrevendo no quadro os nomes
deles e utilizando um papel almaço dobrado pra exemplificar a estrutura externa e
interna do olho.
O resultado do questionário e as anotações do pesquisador na
observação participante possibilitaram o levantamento de questões que foram
abordadas posteriormente no grupo focal e também para mais mudanças no
60
aplicativo multimídia.
3.1.7 Reconstrução do aplicativo – Versão 3 (V3)
O aplicativo multimídia foi reconstruído novamente. Isso se deu em função
dos resultados obtidos no questionário V2, na observação participante e numa
apresentação no grupo de estudos GEMATEC no dia 16 de março de 2009.
Verificou-se, no questionário, na questão 7, que trata da comparação
entre o olho e outro objeto qualquer, que os alunos formularam várias comparações
e isso possibilitou introduzir, no aplicativo, uma comparação entre as imagens que
representam as visões externa, o corte coronal e o corte sagital do olho com uma
imagem desses mesmos cortes numa laranja. Pensou-se que dessa forma ficaria
mais fácil para o aluno compreender o corte sagital e o coronal do olho comparando-
os com a laranja. O objetivo disso foi o de fazer com que esse material instrucional
fosse mais facilmente processável pelo aluno e que possibilite uma construção de
conhecimento motivadora e econômica para os esforços cognitivos. (AGUAIO;
LAMA, 1994).
Na apresentação do aplicativo para o grupo GEMATEC surgiu uma
sugestão, considerada bastante pertinente, que foi a inserção de uma locução no
mesmo. Isso foi levado em consideração já que segundo Martins e Gouveia (2003) o
texto imagético e/ou oral supera o texto escrito como meio de comunicação. O
aplicativo já continha o texto escrito e o imagético, então, inseriu-se também uma
locução, a partir de um roteiro (APÊNDICE H) desenvolvido com base nos textos dos
livros utilizados como referência para o aplicativo e a partir da Metodologia de
Ensino com Analogias – MECA (NAGEM et. al., 2001) em que se utiliza a
comparação ente um veículo – a imagem tridimensional, com o alvo – que é o olho
humano.
Em algumas partes do aplicativo o áudio funcionou como complemento
das informações textuais e imagéticas e em outras propunha exercícios como tocar
a órbita ocular com os dedos, olhar no espelho e verificar as semelhanças entre o
modelo do olho do aplicativo com o olho de quem o estiver manuseando, fazer
comparações e verificar diferenças entre os cortes do olho e o da laranja. Na parte
61
relacionada à percepção visual foi introduzida uma imagem de uma câmera
fotográfica junto com uma animação demonstrando como se forma a imagem dentro
dela. Além disso, foi introduzido mais uma locução complementando as informações
sobre a percepção visual e exercício de comparação entre a formação da imagem
no olho e na máquina fotográfica.
Duas inovações foram inseridas neste aplicativo, a primeira se deu no
início da locução em uma primeira frase que deixa claro que o olho que está sendo
visto na tela do computador não é um olho de verdade e sim uma imagem analógica.
A segunda inovação foi a inserção de analogias que propõem a comparação entre o
olho humano real e o olho virtual 3D do aplicativo multimídia na qual é solicitado ao
aluno que ele aponte as semelhanças e diferenças. Outras comparações das
semelhanças e diferenças também foram inseridas como as comparações entre o
olho e a laranja e a órbita ocular e a órbita da terra.
3.1.8 Grupo focal Após essas mudanças o passo seguinte foi a realização de um grupo
focal, com a mesma turma do teste piloto V2, com o objetivo de responder a
algumas questões que não foram respondidas por meio do questionário e das
anotações da observação participante aplicados na pesquisa de campo realizada em
dezembro de 2008. Além disso, com o grupo focal buscaram-se algumas respostas
que pudessem contribuir para entender o porquê da média de acertos do
questionário ter sido baixa após a aula sobre o olho humano, com uma média de
38%, de um total de 100%.
O grupo focal consiste em um grupo de discussão informal e de tamanho
reduzido, com o propósito de obter informações de caráter qualitativo em
profundidade. “O objetivo principal de um grupo focal é revelar as percepções dos
participantes sobre os tópicos em discussão.” (GOMES; BARBOSA, 1999, p. 1) O
grupo pode ter de 8 a 12 participantes, com características em comum, e é
coordenado por um moderador.
O moderador em questão foi o próprio pesquisador e o grupo focal contou
com uma observadora, que fez algumas anotações importantes e uma gravação em
62
vídeo, que posteriormente foi transcrita para análise de dados qualitativos.
Foram escolhidos vinte alunos, sendo que seis eram da sala 701, sete da
sala 702 e sete da sala 703. Pensou-se nessa quantidade já esperando que alguns
poderiam não comparecer por causa de fatores como transferência de escola, já que
essa parte da pesquisa se deu em 2009, não autorização da participação dos alunos
na pesquisa pelos pais, algum problema da saúde ou qualquer outro que
impossibilitasse a participação de um ou mais alunos. Compareceram 16. Estes
alunos foram escolhidos de acordo com a resposta que deram na questão sete do
questionário. Foram consideradas as respostas mais variadas sobre com que o olho
se parece.
Para o grupo focal foram apresentadas cinco questões a seguir:
– O que vocês acharam da aula sobre o olho com cada material (Texto,
imagem 2D e imagem 3D)? Gostaram? Não gostaram? Por quê?
– O que vocês se lembram das imagens do olho no material impresso e
no computador? Gostaram? Não? Por quê?
– O que vocês acharam do texto? Gostaram? Não? Por quê?
– O que vocês acharam do questionário? Gostaram? Não? Por quê?
– Vocês se lembram o que vocês responderam na questão sete, com que
o olho se parece? Sim? Não? Se sim, por que responderam?
O grupo focal foi realizado no laboratório de ciências da escola, que conta
com 3 bancadas, várias tomadas (importante para a próxima etapa) e algumas
cadeiras. Durou em torno uma hora, teve a participação da maioria dos alunos.
3.1.9 Manipulação do aplicativo pelos alunos Logo após o grupo focal foram disponibilizados três notebooks para que
os alunos pudessem manipular o aplicativo do olho humano 3D em sua terceira
versão. Eles foram colocados na mesma bancada com uma distância aproximada de
um metro. Os alunos se sentaram em grupos de três pessoas, junto aos notebooks,
e se revezaram com os outros alunos. Foram disponibilizados dois espelhos para o
caso de se interessarem pelos exercícios propostos no aplicativo. Logo após a
63
manipulação do aplicativo os alunos responderam a três questões como se segue:
– Cite três vantagens do Olho Humano Virtual e Interativo 3D.
– Cite três desvantagens do Olho Humano Virtual e Interativo 3D.
– O que você mudaria no Olho Humano Virtual e Interativo 3D.
Como complemento, esta etapa da pesquisa contou com o auxilio de uma
professora que fez anotações sobre o comportamento dos alunos quando da
manipulação do aplicativo multimídia. (APÊNDICE J)
64
4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 4.1 Pesquisa exploratória em livros didáticos da sétima série
Foi realizada, então, uma pesquisa exploratória em livros didáticos de
ciências. Para a nossa pesquisa buscamos as imagens do aparelho óptico humano.
A escolha dos livros se deu por meio da lista de livros didáticos do PNLD
(Plano Nacional do Livro Didático) 2008 disponibilizada pelo Governo Federal,
através do MEC no sítio: https://www.fnde.gov.br/pls/simad – fnde/!simad –
fnde.consulta – acoes – pc. O levantamento foi iniciado a partir do dia 10 de junho
de 2008 e foram encontrados 10 livros de ciências indicados pelo PNLD.
(APÊNDICE I )
A partir desse levantamento foram feitos contatos com as editoras com o
objetivo de conseguir um exemplar da sétima séria para a pesquisa exploratória. Dos
10 livros indicados pelo PNLD 2008 tivemos acesso a apenas 4 deles. Apesar do
contato feito com todas as editoras somente estas quatro nos forneceram
gratuitamente o exemplar. Algumas justificaram que não tinham a política de
fornecer exemplares gratuitamente, outras que não tinham mais livros disponíveis
para doação e outras simplesmente não nos responderam. Como o objetivo principal
desse estudo não era, somente, analisar as imagens dos livros didáticos, decidiu-se,
então, trabalhar somente com os quatro livros em questão.
Nesses livros foram verificadas a quantidade de representações do olho
humano e a forma como estas aparecem nos livros didáticos. Abaixo a relação.
1 – No livro Ciências e Interação – 7ª série, da Editora Positivo, foram
encontradas três imagens representando o olho humano. (FIG. 6)
2 – No livro Ciência e vida – Movimento, Funções de Relação,
Sexualidade – 7ª série, da Editora Dimensão, foram encontradas três imagens
representando o olho humano. (FIG. 7)
3 – No livro Construindo Consciências – Ciências – 7ª série da editora
Scipione foram encontradas três imagens representando o olho humano. (FIG. 8)
4 – No livro da 7ª série da coleção Ciências BJ da Editora do Brasil, não
65
foram encontradas imagens representando o olho humano.
Representação pictórica do olho humano encontrada no livro Ciências e
Interação – 7ª série, da Editora Positivo.
FIGURA 6 – Representações pictóricas do olho humano Fonte: COSTA, 1996.
66
Representação pictórica do olho humano encontrada no livro Ciência e
vida – Movimento, Funções de Relação, Sexualidade – 7ª série, da Editora
Dimensão.
FIGURA 7 – Representações pictóricas do olho humano Fonte: ANDRADE, 1996.
No livro Construindo Consciências – Ciências – 7ª série, da editora
Scipione, foram encontradas três imagens representando o olho humano. (FIG. 8)
FIGURA 8 – Representações pictóricas do olho humano Fonte: DE CARO et al., 1996.
67
As imagens encontradas nestes livros foram analisadas quanto a forma, a
quanto s relação entre as partes constituintes dessas imagens, quanto às cores e
quanto às imagens-modelos analógicos do aparelho óptico humano.
Estas imagens são representadas graficamente em duas dimensões (2D).
Na Física considera-se que todos os objetos do mundo externo são tridimensionais,
e nesse caso a terceira dimensão das imagens representadas nos livros didáticos
seria a espessura da tinta sobre o papel, porém, nossa análise recai sobre a
representação visual, ou seja, a imagem visual com sua dupla realidade11 ou não
(AUMONT, 2000) que é percebida pela nossa percepção visual. Essas imagens
apresentam, em sua estrutura, a separação por cores e contornos dos elementos
constituintes do aparelho óptico humano. Dessa forma, é possível observar suas
formas, de acordo com a Gestalt do Objeto (GOMES FILHO, 2004), pelas relações
de tamanho entre seus elementos gráficos e suas delimitações que se dão por meio
dos contornos, que separam visualmente um elemento do outro. Além disso, há
informações sobre o aparelho óptico humano na forma de texto explicando e
descrevendo as partes constituintes do olho, ou seja, para cada imagem há uma
seqüência de textos relativos a elas que compõem o modelo e auxiliam na
compreensão do mesmo.
Em termos de representação analógica, as imagens aparecem em um
recorte sagital, impressas de forma chapada, com cores pouco saturadas e
contornos em tinta preta, com pouca variação de espessura ao longo do desenho.
As cores utilizadas são indicadas, no livro, como sendo cores fantasia, ou seja, não
representam as cores reais do olho humano.
De acordo com Nuñes & Lima (2005) podemos considerar os modelos
como uma representação da realidade que permite, no campo científico, descobrir e
estudar novas relações e características do objeto de estudo, sendo representações
provisórias e limitadas, em virtude da complexidade dos fenômenos que buscam
representar. Apesar de os modelos serem representações limitadas, as imagens dos
livros apresentam-se com problemas de representação analógica. Começando pelo
fato de serem representadas em 2D e com apenas um recorte, o sagital. As cores
das imagens que representam o olho foram escolhidas deliberadamente. O fato mais 11 Para Aumont (2000) as imagens pictóricas, em seus suportes, são planas. Mas algumas, como
costuma acontecer na fotografia, podem representar uma imagem com profundidade de campo, ou seja, tridimensional.
68
marcante nessas imagens é a representação da pupila, que se apresenta na cor
preta (FIG. 6, 7 e8), sendo que esta não tem cor, ela é transparente. Isso pode ter se
dado pelo fato de que, ao olharmos o olho de outra pessoa, ou o nosso próprio olho
em frente ao espelho, vemos a abertura central do olho preta, mas a sua cor não é
preta, o preto é a cor que vemos do fundo do olho, já que dentro dele não é possível
vermos luz.
Há uma variação de cores nas representações da parte interna do olho.
Nas três imagens retiradas dos três livros em análise, essa parte do olho se
apresenta em duas imagens com duas cores diferentes. Inclusive, em um dos casos
a parte interna e a parte externa do olho apresentam-se com a mesma cor. Isso
poderia causar confusões de como a cor do olho realmente é por dentro e por fora.
Percebe-se então que não houve uma preocupação, nas imagens
analisadas, em aproximar o modelo bidimensional do olho humano ao olho como ele
realmente é. Pode ser que estes modelos partiram de outra simulação (MACHADO,
1996), ou seja, partiram de outro modelo já construído (uma fotografia ou um
desenho) e não do olho real.
4.2 Construção do aplicativo (Versão 1) Com as análises feitas nos livros didáticos observou-se que para cada
imagem havia um texto complementar, então, num segundo momento, decidiu-se
que o estudo comparativo deveria ser feito entre um texto sobre o aparelho óptico
humano, texto e modelo analógico em 2D e texto e modelo analógico virtual e
interativo em 3D.
A próxima etapa constituiu-se da busca em ambiente virtual, que se deu
na internet, por representações do olho humano que se aproximassem das
representações dos livros didáticos, mas que fossem tridimensionais e interativas
construídas ou modeladas, (MACHADO, 1996) por algum software de CG. Foram
encontradas três imagens do olho humano em 3D no site da Merck Sharp e Dohme
do Brasil, no endereço http://www.msd-Brazil.com/ assets/ patients/ biblioteca/ emed
– tools/Nervous. Essas imagens apresentam uma visão externa, um corte coronal e
um corte sagital do olho humano, que podiam ser manipuladas pelo usuário por
69
meio do computador.
Essas imagens foram, então, recuperadas e salvas em um computador
pessoal e editadas no Flash 8. Dessa forma, além da possibilidade de interação
entre usuário e imagem interativa, na qual se pode girar o modelo do olho em 360º,
abri-lo e vê-lo com os recortes coronal e sagital, há também textos sobre os
elementos constituintes do olho, suas estruturas e funções. Esses textos são
resultantes de um resumo feito a partir dos livros didáticos citados anteriormente na
pesquisa exploratória. Dessa forma, os alunos que viriam a fazer parte da pesquisa,
teriam um material instrucional contendo um modelo analógico do olho humano, que
se apresenta virtual, tridimensional e interativo, além de contar com informações
textuais sobre o aparelho óptico humano. Esse aplicativo multimídia foi reformulado
duas vezes posteriormente, sendo que este foi considerado como sendo a sua
primeira versão, o aplicativo multimídia V1 (Versão 1).
A seguir, FIG. 9, as imagens do modelo analógico do olho humano no
aplicativo multimídia em sua primeira versão, V1.
FIGURA 9 – Aplicativo multimídia contendo o modelo do olho humano virtual interativo 3D na versão 1 (V1) Fonte: Aplicativo multimídia (V1) desenvolvido para este estudo.
70
4.3 Pesquisa de campo – Teste piloto V1 (GEMATEC)
O teste piloto (V1) foi aplicado para 16 alunos do Curso de Engenharia de
Computação, 6 professores do grupo GEMATEC e 02 alunas do ensino médio,
portanto de formação diversificada. A diversidade do público participante justifica-se
pelo objetivo inicial de realizar um teste piloto com o aplicativo e com as questões
diagnósticas.
4.3.1 Questionário V1 A coluna 1 da TAB. 1 indica o número das questões do questionário
diagnóstico. A coluna 2 indica a % de acertos e % de erros nas respostas às
questões do questionário diagnóstico antes do teste piloto V1(APÊNDICE B). As
colunas 3, 4 e 5 indicam a % de acertos e % de erros nas respostas ao questionário
diagnóstico aplicado após o teste piloto V1. Os 24 participantes foram distribuídos,
aleatoriamente, em 3 grupos assim denominados GT grupo de texto (GT); grupo de
texto e imagem 2D (GT2D) e grupo de texto e imagem 3D (GT3D).
71
TABELA 1 Porcentagem de erros e acertos às questões do questionário diagnóstico antes e após a aplicação do teste piloto V1 realizado com 24 participantes de formação diversificada em
08/2008
PORCENTAGEM DE ACERTOS (A)E ERROS (E) ANTES
DO TESTE V1 (TOTAL DE
PARTICIPANTES)
PORCENTAGEM DE ACERTOS E ERROS APÓS O TESTE V1 (TOTAL DE PARTICIPANTES POR
GRUPOS)
Número das questões do questionário V1
Diagnóstico (24) GT (7)* GT2D (10)** GT3D (7)***
A E A E A E A E 0112 – – – – – – – –02 58% 42% 83% 17% 70% 30% 86% 14%03 54% 46% 100% 0 90% 10% 100% 004 21% 79% 67% 23% 70% 30% 71% 29%05 67% 23% 83% 17% 90% 10% 100% 006 23% 67% 67% 23% 70% 30% 86% 14%07 54% 46% 83% 17% 100% 0 71% 29%08 23% 67% 50% 50% 70% 30% 86% 14%09 54% 46% 100% 0 90% 10% 100% 010 21% 79% 83% 17% 80% 20% 100% 0
Média (%) 42% 80% 81% 89% Legenda: * GT = Grupo de 6 participantes que recebeu apenas texto; ** GT2D = Grupo de 10 participantes que recebeu texto e imagem 2D; *** GT3D = Grupo de 7 participantes que recebeu texto e imagem 3D. Fonte: Arquivo pessoal.
Para análise das respostas às questões do questionário entre os grupos
participantes do teste piloto V1 foi utilizado o índice de dificuldade (ID) descrito por
Baquero (1968). O índice refere-se à porcentagem dos indivíduos da amostra que
responde corretamente a um item, sendo que quanto maior o número de
participantes que acertam a questão menor é a dificuldade para este grupo. Portanto
um alto ID (próximo de 100%) significa que o item é muito fácil e um baixo ID
(próximo de 0%) significa que o item é muito difícil.
As questões 4, 6, 8 e 10 (TAB. 1) indicam, para o grupo diagnóstico, um
alto índice de dificuldade (ID próximo a 20%) enquanto as demais questões estão
próximas de 50%.
Em todos os grupos (GT, GT2D e GT3D) ocorreu um aumento na
porcentagem de acertos e uma diminuição do ID para todas as questões em relação
ao teste diagnóstico em V1.
O grupo GT2D mostrou uma alteração no ID muito pequena se 12 A questão 1 foi anulada por ter sido mal formulada e não apresentar resposta correta.
72
comparada com o grupo GT. Em algumas questões tal índice ficou até menor.
O grupo GT3D mostrou uma alteração no ID maior se comparada com o
GT, exceto na questão 7 que refere-se à formação da imagem na retina. Essa
informação existia na primeira versão do aplicativo multimídia apenas na forma de
texto. Talvez a falta de imagens simulando a formação da imagem na retina tenha
contribuído para o aumento no ID de GT3D em relação ao GT2D e ao GT. Foi daí
então que decidimos acrescentar ao aplicativo multimídia a informação visual da
formação da imagem na retina, juntamente com um novo texto, utilizando uma
animação dos feixes de luz sendo refletidos por um objeto e penetrando o olho até
chegar à retina (FIG 8).
A análise da TAB. 1 nos permite fazer as seguintes inferências: não houve
um progresso destacado nos acertos das questões 2, 3, 4, 5, 9 e 10 em relação ao
uso do texto, do texto e imagem 2D e texto e imagem 3D. Tal fato pode ser
explicado pela natureza das questões cujas respostas seriam de fácil acesso pelo
texto escrito. É interessante notar que as questões 4 e 10 foram as que tiveram
menor porcentagem de acertos no teste diagnóstico entretanto, a questão 10 teve
100% de acerto no grupo GT3D.
A questão 8 apresentou um progresso mais significativo, quase linear, em
relação ao teste diagnostico até o GT3D, partindo de 23% no diagnostico, 50% no
GT, 70% no GT2D e 86% no GT3D.
Analisando os três grupos que participaram do teste piloto pode-se
observar que ouve um acréscimo no conhecimento dos participantes a respeito do
aparelho óptico humano. Na Avaliação Diagnóstica a porcentagem de acertos foi de
42%. No teste com o Grupo GT, que estudou somente o texto, a porcentagem de
acertos subiu para 80%, ou seja, um acréscimo de 38%. No teste com o Grupo
GT2D, que estudou o texto e as imagens em 2D, a porcentagem de acertos subiu
para 81%, acrescendo 39%. No teste com o aplicativo multimídia a porcentagem
subiu para 89% com um acréscimo de 47% em relação à avaliação diagnóstica.
Em relação à avaliação diagnóstica os 3 grupos obtiveram um acréscimo
acima de 35% no conhecimento sobre os olho humano. Como esperado na hipótese
deste trabalho, o modelo analógico virtual interativo, do Grupo GT3D, obteve a maior
porcentagem. Em relação ao Grupo GT a diferença foi de 9% e em relação ao Grupo
GT2D a diferença foi de 8%.
Em relação à imagem pictórica bidimensional, Grupo GT2D, a diferença
73
de porcentagem em relação ao Grupo GT, texto, não foi significativa, ou seja, 1%.
Isto nos leva a deduzir que as imagens bidimensionais estudadas pelo GT2D não
fizeram tanta diferença para as respostas dos participantes, em relação ao GT que
utilizou somente texto e que a imagem tridimensional interativa possivelmente foi
responsável pela maior diferença de porcentagem tanto em relação à avaliação
diagnóstica quanto aos Grupos GT e GT2D.
Os dados obtidos, por meio das três análises feitas no teste piloto,
alimentaram nossas expectativas em relação à imagem em 3D, virtual e interativa
que apresentamos por meio de um aplicativo multimídia. Que este é possível de ser
aplicada como modelo didático, análogo ao modelo científico e também ao real,
como material instrucional para que o aluno possa ter uma compreensão mais
efetiva de uma área da Ciência.
Nas justificativas de todas as questões observou-se que houve uma
variação nas respostas. Muitos não responderam a essa questão. Na TAB. 2, a
primeira linha indica os grupos participantes do teste piloto V1 e a segunda linha
indica a porcentagem de respostas justificadas em cada um desses grupos.
TABELA 2
Porcentagem de participantes que justificaram as respostas na avaliação diagnóstica e porcentagem após o teste piloto V1, com os três grupos (GT, GT2D e GT3D)
GRUPOS DIAGNÓSTICO
(24 PARTICIPANTES)
GRUPO GT (6
PARTICIPANTES)
GRUPO GT2D (10
PARTICIPANTES)*
GRUPO GT3D (7
PARTICIPANTES)
Porcentagem de respostas justificadas
40% 42% 59% 10%
Fonte: Arquivo pessoal.
Sobre essas justificativas, observou-se que:
Em 73% delas o participante não fez referência sobre onde ele obteve
aquele conhecimento, restando então 27% de justificativas que indicaram a fonte
para tal conhecimento.
Sobre os 27% observou-se que as fontes do seu conhecimento foram:
• No teste diagnóstico
74
– Referência direta à física (livros de física, aulas de física, princípios da
física)
– Referências temas relacionados à física (óptica; espelhos; lentes
convexas, biconvexas e côncavas; focalização; projeção de luz)
– Referências a temas relacionados à Biologia (Células fotoreceptoras,
rede nervosa/neural)
– Referência a imagens de livros didáticos (desenhos esquemáticos dos
livros)
– Exames e cirurgias médicas (Cirurgia e exame de retina )
– Chute
• Grupo GT – Referência direta à física (estudos de física)
– Referências a temas relacionados à física (lentes biconvexas;
focalização; projeção de luz)
• Grupo GT2D – Referências indiretas à física (focalização; reflexão de luz)
– Referência ao texto (vi no texto, pelo texto, no texto)
– Referência à imagem no material impresso (vi no desenho)
• Grupo GT3D – Referências indiretas à física (focalização; reflexão de luz)
No teste diagnóstico observou-se a presença da disciplina de Física nas
justificativas dos participantes em 10 referências (diretas e indiretas); duas
referências indiretas à biologia; uma referências à exame de retina e uma a cirurgia
de retina e uma a imagens dos livros didáticos.
No GT diminuiu a referência à Física e surgiram algumas referências ao
texto. Para todos os grupos as justificativas eram opcionais e os participantes do
teste piloto V1 reclamaram delas.
No GT2D diminuiu ainda mais a referência à física, surgiram algumas
referências ao texto e apenas uma referência à imagem do material impresso.
No grupo GT3D poucas referências à física e nenhuma sobre as imagens
75
do aplicativo.
A partir desses dados verificou-se que poucos participantes se referiram a
algum tipo de imagem que represente o olho humano. A maior parte das
justificativas se referiu a um tipo de representação tipo-linguagem (ARRUDA, 2003)
ao se referirem aos conceitos de física, biologia, exames médicos e citar o texto
impresso. A maior parte dos participantes demonstrou que seu conhecimento prévio
do assunto olho humano partia de textos escritos e não dos textos imagéticos
prevalecendo então o que Eysenck & Keane (1994) chamam de sistema verbal. Ou
seja, um sistema de codificação e simbolização que lida com informações
lingüísticas.
Como última questão do questionário, havia um espaço para que o
participante fizesse um desenho do olho tanto no questionário diagnóstico quanto no
questionário aplicado após o teste piloto V1.
Abaixo estão três exemplos nos quais os desenhos, considerados neste
trabalho como sendo a representação ou modelo mental dos participantes, foram
alterados após a aplicação do teste.
Os desenhos a seguir (FIG. 10, 11 e 12) da esquerda foram feitos no
questionário da avaliação diagnóstica e os desenhos da direta foram feitos após a
aplicação do teste piloto V1.
FIGURA 10 – Representação do olho humano, segundo participante do GT, no teste piloto V1 Fonte: Questionário V1 aplicado no teste piloto V1 com membros do grupo GEMATEC e alunos do curso de Engenharia da Computação do CEFET-MG.
Na FIG. 10 têm-se os desenhos de um dos participantes do grupo GT em
que é possível ver que ele já detinha um conhecimento prévio da retina e do
76
cristalino apesar de não estarem muito bem localizados no desenho do olho. No
segundo desenho, após o teste, há o acréscimo de mais quatro elementos do olho
como o nervo óptico, o vítreo (entende-se humor vítreo) a pupila e a íris. Nota-se que
há uma confusão na indicação de alguns elementos, a pupila e a íris estão no
mesmo lugar e não uma no interior da outra e o cristalino é indicado como
parecendo ser a íris.
Possivelmente, como não havia imagens para a representação do olho,
essas informações se confundiram. O participante não detinha conhecimento prévio
suficiente, apoiado em algum outro modelo do olho humano, por exemplo, para
desenhar a disposição dos elementos do olho de forma mais clara e precisa e
somente o texto não foi suficiente para que ele pudesse construir um modelo mais
fiel ao modelo consensual.
FIGURA 11 – Representação do olho humano, segundo participante do GT2D, no teste piloto V1 Fonte: Questionário V1 aplicado no teste piloto V1 com membros do grupo GEMATEC e alunos do curso de Engenharia da Computação do CEFET-MG.
A FIG. 11 apresenta um primeiro desenho sem nenhuma informação
textual, mas com um formato do olho como se estivesse fora da órbita ocular,
demonstrando que o participante detém um conhecimento prévio do formato
arredondado do olho. Além disso, ele representou algumas linhas saindo ao lado do
olho que nos leva a crer que seja o nervo óptico, apesar de não ser indicado no
desenho. No segundo desenho, o participante (grupo GT2D) representou o olho no
formato de um corte sagital, assim como aparece nos livros didáticos analisados.
Aparecem umas linhas como que representando as veias no interior do olho, assim
também como no desenho em 2D. Do desenho do questionário diagnóstico, após o
teste, aparecem informações textuais de quatro elementos do olho humano e suas
localizações. O nervo óptico, a pupila e a íris estão localizados mais claramente,
mas o cristalino aparece, assim como o participante do GT (FIG. 10), no lugar da íris
77
demonstrando novamente que houve uma confusão sobre a localização do cristalino
e da íris. Nesse caso, havia uma imagem representando e indicando esses dois
elementos. Possivelmente, ou o participante não prestou atenção nisso ou as duas
imagens utilizadas no material impresso não proporcionaram um reconhecimento e
uma rememoração da representação e localização da íris e do cristalino. Mas esses
desenhos demonstram que houve uma mudança na representação do olho humano
no que tange a forma, os nomes e a localização de alguns elementos do aparelho
óptico humano.
FIGURA 12 – Representação do olho humano, segundo participante do GT3D, no teste piloto V1 Fonte: Questionário V1 aplicado no teste piloto V1 com membros do grupo GEMATEC e alunos do curso de Engenharia da Computação do CEFET-MG.
Na FIG. 12 o desenho do questionário diagnóstico percebe-se que o
conhecimento prévio do participante sobre a forma do olho humano é a visão
externa do olho que vemos no rosto das pessoas. No desenho do questionário
aplicado após o teste essa representação muda bastante, além de ser representado
na forma arredondada como este órgão realmente é, o participante o representou
com um corte sagital como aparece no aplicativo multimídia com seus elementos
dispostos da mesma forma que vemos no olho 3D. A concepção da forma do olho
aparece então alterada no segundo desenho indicando que houve uma mudança na
sua representação, ou seja, na representação tipo-imagem. Porém, não indica se
houve alteração na representação tipo-linguagem porque neste caso não
apareceram as informações textuais como nos dois desenhos anteriores. Não foi
considerada a qualidade artística dos desenhos nesta pesquisa, mas as informações
contidas neles.
As FIG. 11, 12 e 13 mostram que as informações textuais do material
78
impresso proporcionaram nesses participantes, um modelo em que as
representações tipo-linguagem aparecem em maior quantidade e que as imagens do
aplicativo multimídia proporcionaram basicamente um modelo de representação tipo-
imagem. A disposição das informações textuais junto às imagens do material em 2D
(GT2D) parece possibilitar modelos cujas representações (tipo-linguagem e tipo-
imagem) estão mais equilibradas. Pensando nisso, uma das alterações no modelo,
indicada mais adiante, será aproximar mais o texto das imagens em 3D.
4.3.2 Observação direta Para que um modelo seja bem construído e realmente possa funcionar
como material didático é necessário que ele tenha a aprovação dos alunos. Ele deve
ser construído juntamente com eles e, além disso, é preciso verificar as habilidades
que eles possuem para lidar com entidades concretas e abstratas. (POZO;
CRESPO, 1998)
Pensando nisso, houve outro instrumento de coleta de dados no teste
piloto: a observação direta para que fosse avaliada a relação entre os participantes e
o material utilizado no teste piloto. O objetivo era verificar o comportamento e as
reações deles diante das imagens e textos. Para complementar o teste piloto, houve
uma reunião de análise e discussão no final. A observação direta e a reunião de
análise e discussão geraram os seguintes resultados:
• Grupo GT (texto impresso) – Somente o texto poderia causar algum
tipo de confusão em relação à localização e à relação espacial entre os elementos
que constituem do olho humano, justamente por não demonstrar graficamente a
localização dos mesmos. Isso foi possível de observar em alguns comentários do GT
que demonstraram certa confusão entre alguns elementos constituintes do olho
humano. Só o texto apresenta então uma dificuldade de lidar com uma entidade
concreta (olho humano) e ligá-la a uma entidade abstrata (modelo mental do olho
humano).
• Grupo GT2D (texto e as imagens em 2D impressas) – As imagens
ajudaram bastante nas respostas. Somente o texto talvez não lhes tenha dado
informações suficientes para responderem às questões. Interessante verificar que,
79
mesmo assim, nas questões fechadas do questionário, o total das respostas certas,
tanto na média de acertos para cada questão quanto na porcentagem a diferença
entre o GT e GT2D foram pequenas.
• Grupo GT3D (aplicativo multimídia do olho humano 3D) - Os
participantes disseram ter sido uma experiência interessante e que a possibilidade
de movimentar a imagem e de observá-la por dentro foi o que mais lhes chamou a
atenção, principalmente porque eles ainda não conheciam este tipo de material.
Porém, houve reclamação quanto à navegabilidade, sobretudo em relação ao texto,
que estava deslocado das imagens.
A utilização das imagens como modelos de representação foram bem
recebidas pelos participantes e ambos os grupos GT2D e GT3D confirmaram que as
imagens ajudaram na resposta e chamaram a atenção.
Um comentário importante que surgiu no grupo GT3D foi o de que os
participantes nunca tinham visto um tipo de material como o que foi utilizado, ou
seja, imagens em 3D virtuais e interativas na sala de aula. Pensando-se na
importância da leitura das imagens na sociedade do século XXI e sua utilização em
sala de aula (CITELLI, 2002) e (MARTINS; GOUVEIA, 2003); verifica-se que há a
necessidade de se trabalhar melhor a imagem utilizada como recurso didático.
Pensando-se no ensino de Ciências, considera-se então que as imagens, em 3D e
interativas possam ser mais bem lidas pelo estudante, aluno, aprendente, e possa
ser mais bem reconhecidas e rememoradas (GOMBRICH, 1996) e possam ser
utilizadas para diminuir os esforços cognitivos dos estudantes e também dos
professores.
Uma questão mais geral sobre o texto foi o de que este se mostrou longo
e cansativo com sua introdução e seus 10 tópicos. Por ter sido retirado de dois livros
diferentes algumas questões incomodaram os participantes.
• O texto ficou confuso com as informações das duas fontes diferentes,
sendo que em alguns parágrafos este parecia não encerrar o assunto;
• Uma questão muito importante colocada por duas professoras de
Ciências foi que o conteúdo sobre o olho humano dos materiais utilizados era muito
extenso. Segundo elas não haveria condições, no ano letivo, de ensinar todo aquele
conteúdo e por isso deveriam ser reduzidas a quantidade de informações.
80
• Outro ponto importante colocado por elas é o de que o tema “aparelho
óptico humano” se encontra, normalmente, nos capítulos finais sobre o corpo
humano nos livros de ciências da sétima série e, portanto, é bastante comum os
professores de Ciências não conseguirem chegar a esse tema até o final do
semestre.
• Havia no texto informações como lente biconvexa e refração, que não
foram devidamente explicadas. Essas informações são complexas e necessitam de
um conhecimento prévio do assunto relacionado a lentes, em Física. A presença de
palavras como localização anterior e posterior também incomodou os participantes,
principalmente os que trabalharam somente o texto, por não serem palavras muito
comuns no vocabulário corrente e isso poderia ser problema para alunos do ensino
fundamental.
• Finalmente, o texto não era conclusivo, ou seja, não houve um
parágrafo que o concluísse. O último tópico acabava simplesmente.
Em relação ao questionário algumas considerações também foram
colocadas:
• O questionário foi extenso e cansativo por conter 10 questões;
• As questões pareciam ter sido formuladas de acordo com a ordem
seqüencial com que foi montado do texto, ou seja, para cada tópico do texto havia
uma questão.
• A questão aberta que tratava da justificativa não foi muito bem recebida
pelos participantes, que demonstraram pouca vontade em respondê-las.
A quantidade de questões do questionário com justificativas talvez
tenham sido a causa das três últimas questões terem sido as menos justificadas.
Com a aplicação deste teste piloto foi possível avaliar a metodologia e o
aplicativo multimídia com o olho tridimensional virtual, propondo as seguintes ações:
• Diminuição da quantidade de questões do questionário;
• Redução do texto, na tentativa de torná-lo mais claro e objetivo e com
uma linguagem mais acessível para os alunos do ensino fundamental;
• Utilização de textos de apenas um livro de Ciências;
81
• Mudança no aplicativo multimídia no que diz respeito ao seu conteúdo,
tanto textual quanto imagético.
• Haverá uma interação maior entre o texto e a imagem e os links serão
mais bem trabalhados;
• Haverá um acompanhamento dos participantes por meio de
identificação no questionário para verificar o aprendizado.
Esses resultados reforçam a necessidade da participação dos alunos e,
no caso deste teste piloto, dos participantes, na construção do modelo.
Concordando com Nuñes & Lima (2005) que colocam que o modelo deve ser
construído em conjunto com os estudantes pelo fato de que os modelos didáticos
são gerados a partir dos modelos consensuais (da Ciência) e estes articulam um
número grande de hipóteses com um nível de abstração muito alto em relação ao
fenômeno científico. Por isso, os modelos devem estar dentro da capacidade
operatória e dos conhecimentos prévios dos alunos.
4.4 Reconstrução do aplicativo – Versão 2 (V2) Pelos resultados obtidos no teste piloto V1, na reunião de discussões e
avaliações do teste piloto V1, algumas alterações foram inseridas no aplicativo
multimídia, tais como:
• Mais telas com imagens;
• Mais imagens nas telas;
• Rememoração nas imagens;
• Junção de textos e imagens;
• Inserção de novos links (botões);
• Botões maiores e mais visíveis;
• Tela de informações sobre o aplicativo;
As novas imagens inseridas no aplicativo também foram retiradas no site
da Merk-Sharp e Dohme do Brasil. Na parte da percepção visual foi feita uma
82
animação simulando os raios solares sendo refletidos por um objeto, penetrando o
olho e sendo projetado na retina. Foram inseridas mais imagens com o objetivo de
ilustrarem temas e conceitos que no aplicativo anterior, que se apresentavam sob a
forma de texto. O objetivo é o de que os alunos pudessem conhecer mais o olho
humano, visto que o texto imagético é mais bem aprendido do que o texto escrito
(MARTINS; GOUVÊIA, 2003). Além disso, buscou-se uma melhor rememoração das
imagens com a repetição das mesmas em mais partes do aplicativo. Além disso, a
disposição do texto junto às imagens poderia melhorar o entendimento das mesmas.
Melhorou-se a navegabilidade ao se construir botões mais claros
visivelmente e inserindo também uma tela com informações de como utilizar o
aplicativo de forma mais fácil.
Este aplicativo, que no primeiro teste piloto foi manuseado pelo
participante, seria na próxima etapa teste piloto V2, manuseado pelo professor como
ferramenta de apoio para a aula.
Abaixo as imagens do modelo analógico do olho humano no aplicativo
multimídia em sua segunda versão:
FIGURA 13 – Exemplos de telas modificadas e ou inseridas, na versão 2 (V2) do aplicativo multimídia de modelo do olho humano virtual interativo 3D em 2008. (Original 2009) Fonte: Aplicativo multimídia (V2) desenvolvido para este estudo.
83
4.5 Pesquisa de campo – Teste piloto V2
A pesquisa piloto V2 que compreendeu quatro dias foi realizada na Escola
Estadual Lourdes Bernadete com três turmas da sétima série num total de 87
alunos. Foi dada uma aula para cada turma utilizando três materiais didáticos
diferentes: texto impresso (GT), texto e imagens 2D (GT2D) e o aplicativo multimídia
contendo imagens virtuais, interativas e em 3D (GT3D). Após a aula os alunos
responderam ao questionário V2 (Teste piloto V2).
4.5.1 Questionário V2 O questionário V2 foi aplicado no dia 2 de dezembro de 2008 como
avaliação diagnóstica com as três turmas envolvidas (turmas 701, 702 e 703). O
objetivo era o de verificar conhecimento prévio dos alunos. As respostas ao
questionário da avaliação diagnóstica (questionário diagnóstico) foram analisadas
separadamente, por turma, para a comparação entre as respostas do mesmo
questionário aplicado após o teste piloto V2.
No dia 03 de dezembro realizou-se a pesquisa com a turma 701, que
contou com uma aula expositiva na qual foi utilizado o aplicativo multimídia com o
olho virtual 3D e logo depois foi aplicado o questionário 2. A aula durou todo o
primeiro horário e mais 15 minutos do segundo. Os alunos responderam o
questionário mais ou menos na metade do segundo horário, levando em média 10
minutos para respondê-lo.
A TAB. 3 demonstra o resultado do questionário V2 aplicado na turma
701. A coluna 1 indica o número das questões do questionário diagnóstico. A coluna
2 indica a % de acertos e % de erros nas respostas às questões do questionário
diagnóstico antes do teste piloto V2. A coluna 3 indica a % de acertos e % de erros
nas respostas ao questionário diagnóstico aplicado após o teste piloto V2. A turma
701 também foi denominada de GT3D grupo de texto e imagem 3D.
84
TABELA 3 Porcentagem de erros e acertos às questões do questionário diagnóstico antes e após a
aplicação do teste piloto V2 realizado com 28 alunos da turma 701 (GT3D)
PORCENTAGEM DE ACERTOS (A) E ERROS (E) ANTES DO
TESTE V2 (TOTAL DE PARTICIPANTES)
PORCENTAGEM DE ACERTOS E ERROS
APÓS O TESTE V2 (TOTAL DE PARTICIPANTES)
Número das questões do questionário V2 (28)
Diagnostico – GT3D* (28)
Turma 701 Após o teste piloto V2 – GT3D* (28)
Turma 701
A E A E 01 46,4% 53,6% 50,0% 50,0%02 35,7% 64,3% 32,1% 67,9%03 3,6% 96,4% 42,9% 57,1%04 57,1% 42,9% 42,9% 57,1%05 17,9% 82,1% 17,9% 82,1%06 71,4% 28,6% 71,4% 28,6%07 32,1% 67,9% 14,3% 85,7%
Média (%) 37,8% 62,2% 38,8% 61,2% Legenda: *GT3D = Grupo de 28 alunos que teve aula com texto e imagem 3D; Fonte: Arquivo pessoal.
Assim como no teste piloto V1 foi utilizado o índice de dificuldade (ID)
para o teste piloto V2, descrito por Baquero (1968) que se refere à porcentagem dos
indivíduos da amostra que corresponde corretamente a um item, sendo que, quanto
maior o número de participantes que acertam a questão menor é a dificuldade para
este grupo. Portanto um alto ID (próximo de 100%) significa que o item é muito fácil
e um baixo ID (próximo de 0%) significa que o item é muito difícil.
Ao isolar as questões do questionário respondido pela turma 701 (GT3D)
observou-se que nas questões 1, 2, 5 e 6 não alterou-se o ID, sendo que os
resultados da questão 5, que se refere à formação da imagem na retina, demonstrou
um conhecimento prévio menor dos alunos sobre este assunto em contraste com a
questão 6, que trata do nervo óptico, que demonstrou ou um conhecimento prévio
dos alunos superior, com um índice de dificuldade baixo na questão, ou seja mais
próximo de 100%. Ou o conhecimento prévio deles era baixo na questão 5 e alto na
questão 6 ou que a natureza dessas questão permitiu que eles respondessem mais
corretamente (questão 6) ou menos corretamente (questão 5).
Esses dois elementos constituintes do olho humano estão diretamente
ligados fisicamente e suas funções são complementares. Era de se esperar que os
alunos fizessem uma ligação entre os dois que permitissem uma melhora no
85
aprendizado e um ID mais próximo de 100%, mesmo porque as questões sobre
esses dois foram dispostas no questionário uma após a outra.
A questão 3 foi a única que demonstrou uma melhora significativa,
analisando o seu índice de dificuldade. De 3,6%, muito próximo de 0, a 42,9%, mais
próximo de 50%. Esse aumento no ID da questão 3 (sobre a parte do olho que
contém mais vasos sanguíneos) talvez possa ser esclarecida pelo fato de o olho 3D
no aplicativo multimídia apresentar a esclerótica com seus vasos sanguíneos bem
representados. Além disso, este olho 3D, pelo fato de poder ser girado em 360º, faz
com o aluno possa vê-lo, em sua parte externa, por vários pontos de vista ou em
várias perspectivas.
A média de acertos no questionário da avaliação diagnóstica dos alunos
da sala 701 (GT3D) foi de 37,8% e após a aula subiu para 38,8%. Uma elevação
pouco significativa.
No dia 4 de dezembro foi realizada a pesquisa com a turma 702, que
contou também com uma aula expositiva sobre o aparelho óptico humano na qual foi
utilizado o material impresso com texto e imagens 2D. Logo após a aula foi aplicado
o questionário 2. A aula durou todo o primeiro horário. Os alunos responderam o
questionário no início do segundo horário e levaram em média 8 minutos para
respondê-lo.
A TAB. 4 demonstra o resultado do questionário V2 aplicado na turma
702. A coluna 1 indica o número das questões do questionário diagnóstico. A coluna
2 indica a % de acertos e % de erros nas respostas às questões do questionário
diagnóstico antes do teste piloto V2. A coluna 3 indica a % de acertos e % de erros
nas respostas ao questionário diagnóstico aplicado após o teste piloto V2. A turma
702 também foi denominada de GT2D grupo de texto e imagem 2D.
86
TABELA 4 Porcentagem de erros e acertos às questões do questionário diagnóstico antes e após a
aplicação do teste piloto V2 realizado com 25 alunos da turma 702 (GT2D)
PORCENTAGEM DE ACERTOS
(A) E ERROS (E) ANTES DO TESTE V2 (TOTAL DE
PARTICIPANTES)
PORCENTAGEM DE ACERTOS E ERROS APÓS O TESTE V2 (TOTAL DE
PARTICIPANTES) Número das questões do questionário V2 (25)
Diagnóstico – GT2D* (25)
Turma 702 Após o teste piloto V2 – GT2D* (25)
Turma 702
A E A E 01 48,0% 52,0 % 44,0 % 56,0 %02 60,0% 40,0 % 32,0 % 68,0 %03 12,0% 88,0 % 4,0 % 96,0 %04 20,0 % 80,0 % 48,0 % 52,0 %05 16,0 % 84,0 % 3,8 % 96,2 %06 52,0 % 48,0 % 52,0 % 48,0 %07 16,0 % 84,0 % 12,0 % 88,0 %
Média (%) 32,0 % 68,0 % 28,0 % 72,0 % Legenda: * GT2D = Grupo de 25 alunos que teve aula com texto e imagem 2D; Fonte: Arquivo pessoal.
Isolando as respostas das questões do questionário V2 na turma 702
(GT2D) verificou-se que em algumas delas o ID não foi alterado, como nas questões
1 e 6 que manteve em torno dos 50%. Na questão 7 houve uma queda de 16% para
12%, mantendo-se num ID muito difícil. Nesse caso a questão 7, que refere-se à
coróide (Que parte do olho absorve a luz e não deixa que ela seja refletida dentro
dele?) apresentou um ID muito difícil no questionário diagnóstico, demonstrando que
o conhecimento prévio dessa turma sobre a coróide é pequeno ou a natureza da
questão dificultou a resposta. Mas o ID dessa questão caiu um pouco após o teste
piloto V2. A coróide se encontra entre a esclerótica e a retina e talvez este elemento
do olho humano não tenha sido representado de forma que permitisse um
reconhecimento ou uma rememoração nas imagens 2D do material utilizado. Um
dos alunos fez um comentário, que se encontra registrado na observação
participante, informando que nas imagens do material impresso a coróide é
representada na cor branca, mas o texto informa que ela é mais escura. Tal
contradição pode ser considerada como uma das causas para que o ID dessa
questão tenha sido difícil.
Nas questões 2, 3 e 5 a média das questões caiu, sendo que na questão
2 a alteração foi maior. Ela caiu de um 60% para 32%, aumentando o índice de
dificuldade. Uma possibilidade seria a de que a questão 2, sobre a íris (por onde a
87
luz penetra) e a questão 4 sobre a lente (que parte do olho permite que a luz chegue
è retina) tenha causado uma confusão nas respostas por se tratar da penetração da
luz no olho.
A questão 4 demonstrou uma alteração positiva no ID, mesmo
permanecendo abaixo dos 50% (apesar de próximo). Essa questão trata da pupila e
da penetração da luz no olho através dela. Essa foi uma das características mais
lembradas pelos alunos no grupo focal feito posteriormente. Esse foi o elemento do
olho que pareceu ter sido mais bem entendido pelos alunos da turma 702 (GT2D).
A média de acertos no questionário da avaliação diagnóstica dos alunos
da sala 702 foi de 32%. Esse valor caiu 4% no resultado do questionário aplicado
após a aula, resultando em 28%, mesmo caindo, essa alteração não é muito
significativa.
No dia 5 de dezembro foi realizada a última etapa da pesquisa com a
turma 703, que contou também com uma aula expositiva sobre o aparelho óptico
humano na qual foi utilizado o material impresso contendo somente texto. Logo após
a aula foi aplicado o questionário V2. A aula durou todo o primeiro horário. Os alunos
responderam o questionário no início do segundo horário, levando em média 8
minutos para respondê-lo.
A TAB. 5 demonstra o resultado do questionário V2 aplicado na turma
703. A coluna 1 indica o número das questões do questionário diagnóstico. A coluna
2 indica a % de acertos e % de erros nas respostas às questões do questionário
diagnóstico antes do teste piloto V2, com 31 alunos.13 A coluna 3 indica a % de
acertos e % de erros nas respostas ao questionário diagnóstico aplicado após o
teste piloto V2. A turma 701 também foi denominada de GT grupo de texto.
13 Três alunos da turma 703 faltaram no dia 5/12/2008.
88
TABELA 5 Porcentagem de erros e acertos às questões do questionário diagnóstico antes (com 31
alunos) e após (com 28 alunos) a aplicação do teste piloto V2 realizado com a turma 703 (GT)
PORCENTAGEM DE ACERTOS
(A) E ERROS (E) ANTES DO TESTE V2 (TOTAL DE
PARTICIPANTES)
PORCENTAGEM DE ACERTOS E ERROS APÓS O TESTE V2 (TOTAL DE
PARTICIPANTES) Número das questões do questionário
V2 (28)
Diagnóstico – GT* (31) Turma 703
Após o teste piloto V2 – GT* (28)
Turma 703 A E A E
01 77,4% 22,6% 78,6% 21,4%02 16,1% 83,9% 14,3% 85,7%03 6,5% 93,5% 3,7% 96,3%04 90,3% 9,7% 89,3% 10,7%05 35,5% 64,5% 35,5% 64,5%06 74,2% 25,8% 72,0% 28,0%07 19,4% 80,6% 21,4% 78,6%
Média (%) 45,6% 54,4% 45,0% 55,0% Legenda: * GT = Grupo de alunos que recebeu apenas texto. Fonte: Arquivo pessoal.
Tomando os acertos nas respostas das questões do questionário V2 pela
turma 703 (GT), verificou-se que não houve em nenhuma delas uma alteração
significativa no ID comparando-se os resultados do questionário diagnóstico e o
questionário aplicado após o teste piloto V2. Na questão 3 o ID foi muito difícil no
questionário diagnóstico e no questionário respondido após a aula. Isso aponta que
o conhecimento prévio sobre a esclerótica (Qual é a parte do olho que contém a
maior quantidade de vasos sanguíneos?) é muito pequeno, e manteve-se assim
após a aula. Nas questões 1, 4, e 6 observa-se um ID alto no questionário
diagnóstico, ou seja, as questões foram fáceis, provavelmente porque os alunos já
teriam algum conhecimento prévio desses assuntos referentes aos temas
localização do olho humano (questão 1), que parte do olho permite que a luz chegue
à retina (questão 4) e localização e função do nervo óptico (questão 6) ou a natureza
dessas questões permitiu a eles que respondessem mais corretamente.
A média de acertos no questionário da avaliação diagnóstica dos alunos
da sala 703 foi de 45,6% mantendo-se, praticamente nesse valor no resultado do
questionário aplicado após a aula, 45%.
Retomando a Baquero (1968) que coloca o índice de dificuldade (ID) das
respostas como sendo muito difícil quando mais próximo de 0% e mais fácil quando
próximo a 100%, verificou-se que média do resultado dos acertos nas questões do
89
questionário V2 após o teste piloto 2 demonstrou que não houve alteração no índice
de dificuldade após a aplicação do teste piloto V2, mantendo-se praticamente o
mesmo nas turmas 701 e 703, e chegando a cair um pouco na turma 702.
Nas respostas às questões do questionário V2 as turmas 701 (GT3D) e
702 (GT2D) apresentaram uma alteração maior no ID das questões, seja
positivamente ou negativamente. Pode-se considerar, então, que as imagens
possam ter proporcionado essa variação, por vezes aclarando e por vezes
confundindo as questões.
A média de acertos praticamente não variou em cada uma das turmas
antes a após o teste piloto V2. Portanto, não houve um aprendizado como o
esperado e nenhum dos materiais didáticos utilizados (texto, texto e imagem 2D e
texto e imagem 3D) se sobressaiu, comparando-se um com outro quando analisados
os resultados dos questionários.
Deduz-se então que os maus resultados nos acertos às questões do
questionário V2 se deram pelos fatores colocados a seguir:
• O desinteresse das turmas;
• A presença do pesquisador em sala de aula;
• A professora de ciências não ser professora deles;
• O período de provas, em que o teste piloto V2 foi realizado;
A oitava questão, aberta, buscou verificar se os alunos fariam
comparações entre o olho humano e outro objeto qualquer. Buscou-se com isso
conhecer as referências conceptuais dos alunos na sua estrutura cognitiva e verificar
se estas mudariam após a aula.
Questão 8 – Com que o olho se parece?
Observou-se que a maioria das analogias feitas pelos alunos foi em
relação à estrutura em detrimento da função. (NAGEM, 1997)
A seguir, o QUADRO 1 sobre as comparações feitas pelos alunos na
questão 8 no questionário 2 e a quantidade de vezes em que elas se repetiram.
90
QUADRO 1 Quantidade de vezes que as comparações feitas pelos alunos na questão 8 do questionário V2
apareceram
TURMA 701 702 703 TOTAL Bolinha (ou bola) de gude 12 11 13 36Bola, bolinha 4 1 3 8Bolinha de água muito sensível 1 1Globo 1 1Pokebola, do desenho Pokemon 2 2Esfera 1 1Bolinha de isopor 1 1Planeta Terra 1 1Bola de ping pong 1 1Célula 1 1Jabuticaba 2 2 4Com luz do sol 1 1Guaraná 2 2Azeitona 2 2Prancha de surf 1 1 2Bolinha de vidro 1 1Gota de água 1 1Globo 1 1Losango 1 1Bola de basquete 1 1Cacho de uva 1 1Olhos da minha mãe 1 1Canal da Band 1 1Canal Globo 1 1Lagarta 1 1Fonte: Arquivo pessoal.
As analogias mais freqüentes encontradas nas respostas dos alunos se
referiam a estruturas esféricas, assim como olho. Portanto, entende-se que um olho
tridimensional virtual do aplicativo multimídia poderia ser bem apreendido pelos
alunos já que a maioria deles parece já ter uma concepção esférica do olho. Isso se
apresenta de suma importância para a aprendizagem do tema científico “olho
humano”. Partindo de Ausubel (2003) “tem-se nessas respostas os constructos dos
alunos cujas novas idéias poderão ser ancoradas”.
As representações mentais dos alunos sobre o olho humano se dão na
forma de imagens visuais e são analógicas porque estão sendo comparadas com o
olho, corroborando com Eysenck & Keane (1994). A forma esférica do olho apontada
nas respostas dos alunos vai de encontro à forma do olho tridimensional virtual
encontrado no material didático que se desenvolveu a partir desse trabalho. Além
disso, ao se referirem à forma se referem também à sua percepção abordada pela
Gestalt do Objeto.
91
Das comparações feitas, a grande maioria foi entre o olho e a bola
(bolinha) de gude, citada 36 vezes. A bolinha de gude tem um formato esférico como
o olho, algumas delas são totalmente transparentes, algumas são translúcidas como
um gel, o que nos leva a pensar numa comparação entre essa característica da bola
de gude com os líquidos que preenchem o olho como o humor vítreo e o humor
aquoso. Acredita-se que isso se deu pelo fato de os alunos, da escola pesquisada,
serem moradores da periferia da cidade de Betim, região metropolitana de Belo
Horizonte. A bolinha de gude é um brinquedo que necessita de chão de terra pra
jogar, coisa mais comum em cidades pequenas e periferia das cidades maiores.
Acredita-se que se esta pesquisa fosse feita em uma escola da região central de
Belo Horizonte as comparações feitas pelos alunos seriam diferentes.
Bola (bolinha) foram citadas 8 vezes podendo-se considerar como sendo
uma comparação que apóia apenas no formato semelhante, sem alguma
característica mais intrínseca. Assim como outras comparações feitas entre o olho e
a bolinha de vidro, azeitona, prancha de surf, losango, globo, entre outros. Acredita-
se que teriam sido feitas sem uma reflexão maior dos alunos por estarem
preocupados com as provas e por isso, responderam o questionário rapidamente.
Além de demonstrarem desinteresse nessa pesquisa. Essa análise será retomada
mais adiante na análise do grupo focal, quando os alunos discutirão sobre o tema da
aula e sobre o questionário.
Algumas comparações como guaraná, canal da Rede Globo, canal da
Rede Band, cacho de uva, bolinha de água muito sensível foram justificadas pelos
alunos no grupo focal e serão retomadas mais adiante.
Assim como no teste piloto V1 a última questão do questionário era um
espaço para que o aluno fizesse um desenho do olho tanto no questionário
diagnóstico quanto no questionário aplicado após o teste piloto V2.
Abaixo estão três exemplos de situações em que os desenhos,
considerados neste trabalho como sendo a representação ou modelo mental dos
alunos, foram alterados após a aplicação do teste.
Os desenhos da esquerda foram feitos no questionário da avaliação
diagnóstica e os desenhos da direita foram feitos após a aplicação do teste piloto
V2.
92
FIGURA 14 – Representação do olho humano, segundo aluno do GT, no teste piloto V2 Fonte: Questionário V2, aplicado no teste piloto V2, com alunos da sétima série do ensino fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete.
A FIG. 14 demonstra que não houve variação na representação do olho
humano feita por esse aluno (e isso se repetiu na grande maioria dos desenhos do
grupo GT). A forma do olho tal qual vemos no rosto das pessoas permaneceu nos
dois questionários. Não aparecerem informações textuais nos desenhos dos alunos
do grupo GT referentes aos elementos constituintes do olho, as informações textuais
que apareceram se referiam à questão 8 (anterior a que pedia que os alunos
desenhassem) sobre com que o olho se parece.
Supõe-se, então que o material utilizado pelo GT (texto) mais a aula não
foram suficientes para a mudança na representação gráfica (tipo-imagem) e na
representação tipo-linguagem. O fato de estarem em período de provas e de não se
interessarem pela pesquisa talvez tivesse contribuído para isso.
FIGURA 15 – Represenuação do olho humano, segundo aluno do GT2D, no teste piloto V2 Fonte: Questionário V2, aplicado no teste piloto V2, com alunos da sétima série do ensino fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete.
93
Na FIG. 15 percebe-se uma alteração na representação gráfica do olho. O
desenho feito após o teste piloto V2 se parece com a forma arredondada do olho e
apresenta o que podemos julgar, no centro do desenho, como sendo a íris e a
pupila. Algumas linhas saem do círculo intermediário em direção ao círculo mais
externo, que poderíamos considerar como sendo uma representação das veias da
esclerótica. Por fim duas linhas paralelas estão ligadas à lateral do olho e nesse
caso poderiam ser consideras como sendo a representação ou do nervo óptico ou
dos nervos que movem o olho, já que as imagens em 2D do material utilizado pelo
GT2D demonstram esses dois elementos. Além disso, uma das imagens desse
material foi representada em perspectiva, com a visão externa, o que pode ter
ajudado na mudança da representação gráfica do olho nesse caso.
Observa-se, então que houve uma mudança gráfica no que tange a
representação tipo-imagem, e não houve a presença da representação tipo-
linguagem também. Assim como no GT o GT2D não apresentou informações
textuais referentes aos elementos constituintes do olho humano e sim referentes aos
objetos análogos a ele.
FIGURA 16 – Representação do olho humano, segundo aluno do GT3D, no teste piloto V2 Fonte: Questionário V2, aplicado no teste piloto V2, com alunos da sétima série do ensino fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete.
Na FIG. 16 há uma alteração na representação gráfica do olho humano
feita pelo aluno do GT3D. Aparece um desenho do olho, na forma arredondada e em
sua visão externa, as veias da esclerótica e os desenhos da pupila e da íris, assim
como na imagem 3D. Além da mudança na representação tipo-imagem aparece
também informações de texto indicando a íris, a pupila (preto, do buraco negro) e do
cristalino. A mudança no aplicativo multimídia no que se refere à junção de textos à
94
imagens parece ter surtido efeito, já que nos grupos anteriores não apareceram
informações textuais sobre os elementos do olho, e no GT3D quatro alunos
escreveram os nomes de alguns elementos do olho, apesar de a pupila não ter sido
representada pelo seu nome e sim pelo seu análogo (buraco negro) e o cristalino
estar no lugar errado. O cristalino pode ter sido responsável por algumas confusões
que surgiram quanto à sua localização e função, tanto nas respostas dos
questionários quanto nas representações mentais externas dos participantes dos
dois testes piloto.
Apesar do período de provas do teste piloto V2 e do desinteresse geral
das turmas verificou-se que as imagens 2D e 3D proporcionaram uma alteração nas
representações gráficas dos alunos, diferentemente do texto. Mas ainda há
confusões sobre os elementos do olho nas representações tanto tipo-imagem
quanto tipo-linguagem desses alunos. Por isso, mais alterações serão inseridas no
modelo tridimensional do olho humano.
4.5.2 Observação participante No primeiro dia da pesquisa, quando foi aplicado o questionário do teste
diagnóstico, após a entrega do questionário aos alunos das três salas foi
questionado aos alunos se eles já tinham tido aulas sobre o tema aparelho óptico
humano. Em todas as três turmas a resposta foi não. Este dado entra em
conformidade com um ponto colocado por duas professoras de ciências que
participaram do teste piloto V1 que considerava que, na maioria das vezes os
professores de ciências não conseguem chegar ao tema aparelho óptico humano ao
final do semestre pelo fato deste tema ser abordado, normalmente, nos capítulos
finais dos livros didáticos. Fato este considerado para termos optado por aplicar esta
parte da pesquisa no final do semestre.
Em função da disponibilidade da professora de ciências, que colaborou
com esta etapa da pesquisa e em função dos horários livres das aulas na Escola
Estadual Lourdes Bernadete, o teste piloto V2 foi realizado na semana de provas
finais.
Ao fim da entrega dos questionários dois alunos da sala 701 disseram
95
que iriam “chutar” as respostas e mais um grupo de cinco ou seis alunos concordou
com eles. Na sala 702 uma aluna perguntou o que ela faria se não soubesse a
resposta e um aluno disse que não tinha condições de responder por que não tinha
estudado sobre o olho humano ainda. A resposta dada a eles foi que deveriam
responder o que eles sabiam e não se preocupassem com o resultado. Na sala 703
mais sete alunos disseram que “chutariam” as respostas.
Pelo fato do período em que esta parte da pesquisa foi realizada coincidir
com o período de provas finais dos alunos, a maioria deles se mostraram
desinteressados com a pesquisa. Além disso, muitos responderam rápido o
questionário para que pudessem estudar os livros e as anotações que tinham feito
para as provas finais. A nossa pesquisa se deu nos primeiros horários do turno da
manhã, de 7 horas às 8h40. Eram esses os horários livres de aula em função do
período de provas.
A sala 701 foi a mais agitada de todas. Alguns alunos falavam muito e em
voz alta, outros ficavam incomodando os seus colegas. Foi a mais difícil de ser
“controlada”. Permaneceram inquietos enquanto o pesquisador comentava sobre a
pesquisa e a professora teve que intervir em alguns momentos para que eles
prestassem atenção na fala do pesquisador.
A professora de ciências que ministrou as aulas sobre o olho humano foi a
mesma em todas as turmas.
A turma se acalmou um pouco ao ver a imagem do olho 3D projetada,
mas ainda continuavam inquietos, conversavam e em voz alta e a professora teve
que chamar a atenção deles logo no início para que se acalmassem e prestassem
atenção na aula.
A professora iniciou a aula dizendo que o olho não é só aquilo que pode
ser visto no rosto das pessoas, que ele tinha mais coisas na parte de dentro da
órbita ocular. Pediu aos alunos que tocassem com os dedos ao redor do olho e
grande parte dos alunos fez isso, seguido de risos.
Professora: – Toquem com os dedos ao redor dos olhos pra vocês sentirem a órbita ocular. Aluno 1:. – Que órbita, órbita da terra?
Seguido de risos esse aluno fez, numa brincadeira, uma comparação
entre a órbita ocular e a da terra. Consideramos essa comparação como sendo uma
96
analogia que poderia ser explorada. Então resolvemos acrescentar no aplicativo
multimídia uma proposta de exercício comparando a órbita ocular com a órbita da
terra para verificar se os alunos fariam comparações entre elas apontando as
semelhanças e diferenças entre as duas órbitas.
Ao utilizar o aplicativo a professora girou o olho em 360 graus e houve
algumas narrativas de alguns alunos.:
Aluna 2: – Credo. Aluno 3: – Credo nada, isso faz parte do seu corpo.
A professora apontou para a representação da pupila no olho do
aplicativo e disse:
Professora: – Isso é um orifício, ou seja um ‘buraquinho’ e por ele a luz entra no olho, alguém sabe o nome desse orifício: Aluno 3: – Isso é uma pepila, Aluna 4: – Não é pepila não, é pupila. Aluno 5: – É o buraco negro, buraco do olho. Professora – Isso, é um buraco negro por que dentro do olho não tem luz. Essa parte colorida em volta da pupila é a íris e é ela que abre e fecha a pupila quando há muita ou pouca luz. Olhem aí nos olhos do colega ao lado e veja a cor da íris. Aluna 6: – Porque que tem gente que tem a íris mais clara quando é pequena e quando cresce a íris muda de cor, escurece? Professora: – Ah, isso eu não sei responder. ‘Cês’ lembram no ano passado que a gente tinha uma professora que tinha os olhos de duas cores? Aluno 3 – É porque ela era mutante.
Nessa narrativa observa-se a utilização das concepções prévias dos
alunos ao se referirem ao fato de a íris mudar de cor com o passar dos anos em
algumas pessoas e o fato de outras terem íris de cores diferentes. Até mesmo o fato
de um aluno se referir à professora como sendo mutante deve-se a uma concepção
prévia deste aluno. Por meio, talvez, de filmes de ficção científica. Outro fato
interessante foi o da comparação entre a pupila e o buraco negro. Eles entenderam
que a pupila é um orifício, ou seja, um buraco mesmo.
Aluna 7: – Porque que quando a gente chora o olho da gente fica vermelho? Professora: – Quando a gente chora, a gente força a glândula lacrimal e as veias do nosso olho, por isso elas aumentam de tamanho e o olho fica mais vermelho.
97
Mais uma referência ao conhecimento prévio da aluna que percebe que o
olho fica avermelhado quando chora.
A professora continuou a utilizar o aplicativo e ao passar para o corte
sagital e coronal do olho ela disse:
Professora: – Isso é um corte sagital, vocês conhecem? Esse corte permite que a gente veja o olho por dentro. Aluno 7: – Sangital? Aluno 4: – Não é sangital sô, é sagital. Professora: – Isso mesmo, vocês estão vendo essa parte aqui da frente? Ela se chama córnea e ela protege o olho dos objetos que estão de fora.
Um grupo de três alunos (1 aluno e duas alunas) conversavam muito e a
professora teve que chamar-lhes a atenção, perguntando para que servia a córnea.
Uma das alunas respondeu que era para proteger o olho.
Professora: – Essa parte mais escura aqui entre a esclerótica e a retina se chama coróide. Aluna 8: – Então é como se ela fosse a segunda camada do olho? Professora: – Sim, é isso mesmo.
A aluna entendeu que existem camadas que compõem o olho. Pode-se
considerar nesse caso que ela esteja num nível de formulação ao propor o
anunciado. Esse nível de formulação pode ser mudado e alcançar um novo nível, ou
seja, um novo patamar de integração no qual ela terá compreendido o que e quais
são as camadas que compõem o olho. (GIORDAN; VECHI, 1996)
Ao mudar para o corte coronal do olho no aplicativo professora disse:
Professora: – Vocês viram o corte sagital que é um corte feito de lado e esse agora é o corte coronal que é um corte feito de frente para o olho. Aluno 9: – É como se agente cortasse uma laranja assim? (Fazendo um gesto com a mão em forma de crus indicando um corte coronal e um sagital). Professora: – É isso mesmo.
Esse aluno fez uma analogia utilizando a laranja para demonstrar o corte
coronal e sagital gerando dentro da sala de aula o que Gilbert & Boulter (1998)
chamam de modelos físicos. Esses modelos físicos fazem parte das narrativas
98
construídas dentro da sala de aula. Além disso, o aluno utilizou um conhecimento
prévio como veículo (laranja) para explicar o alvo, um conceito que não conhecia,
(corte coronal do olho) dentro da perspectiva do ensino com analogias. (NAGEM et.
al., 2001). Essa informação foi considerada pelo pesquisador e a partir dela foi
introduzida uma analogia no aplicativo multimídia utilizando uma laranja para
comparar o corte coronal e o sagital da mesma com os do olho 3D do aplicativo.
Ao mostrar a retina e o nervo óptico, a professora disse que a imagem
formada na retina é enviada para o cérebro e perguntou para os alunos como isso
acontecia e um deles respondeu:
Aluna 8: – A imagem fica invertida no fundo do olho e o nervo óptico leva a imagem normal para o cérebro”.
A aula adentrou em aproximadamente 15 minutos o segundo horário e
logo após os questionários foram distribuídos. Os alunos teriam prova de geografia
nos dois últimos horários. Ao entregar o questionário, um deles disse que na prova
de geografia ele iria confundir pupila com país subdesenvolvido. Dois alunos
reclamaram de ter que desenhar o olho novamente.
Sobre o aplicativo, a professora não se mostrou muito confiante na
utilização dele. Por duas vezes ela se perdeu, pedindo ajuda ao pesquisador para
poder avançar de um assunto para outro dentro do aplicativo. Isso gerava pausas e
nesses momentos os alunos dispersavam e iniciavam conversas paralelas, alguns
se levantavam da cadeira e ficavam andando pela biblioteca.
O tempo que a professora de ciências teve para conhecer o aplicativo foi
pouco. Ela teve uma semana para estudá-lo, mas em função do pouco tempo que
dispunha disse ter manuseado apenas uma vez. Os modelos mais comuns utilizados
na sala de aula são os dos livros didáticos, ou seja, os modelos impressos discutidos
no capítulo anterior em Martins & Gouveia (2003). Estes modelos eram o que a
professora de ciências tinha mais afinidade.
No desenvolvimento do modelo tridimensional do olho humano não houve
uma participação direta da professora de ciências. Ela colaborou com os textos e o
questionário. Além disso, não teve muito tempo para aprender a lidar com o modelo.
Nuñes & Ramalho (2005) consideram que para a utilização de modelos é necessário
uma reflexão sobre eles e sobre o processo de sua construção. Nesse caso, no
99
processo de modelagem deveria ter tido uma maior participação por parte da
professora. Considerando que as ações cognitivas que os alunos realizam no
processamento da informação, para a sua construção, coincidem com as que o
professor tem que efetuar para o desenho do material de instrução como proposto
por Aguayo & Lama (1994). Acredita-se que não foi exatamente o que aconteceu no
caso da utilização do aplicativo pela professora. Ela não estava exatamente
preparada para utilizar o aplicativo e repassar para os alunos o conhecimento
advindo dele.
Na sala 702, a professora iniciou a aula explicando que os nomes
estranhos referentes ao olho, que estavam no material, são utilizados pela Ciência
para diferenciá-los do coloquial e para que, em todo mundo, os cientistas conheçam
os mesmos nomes para que fique mais fácil todos entenderem.
Logo depois ela pediu que eles lessem o texto e as imagens relacionando
os dois.
De início eles se mostraram interessados, ficaram em silêncio para lerem
o material. Já de início surgiram alguns textos.
Aluna 1: – Professora, pode riscar o texto? Professora: – Sim, pode sim, quem quiser riscar o texto pode, tá?
Os alunos começaram a construir suas narrativas entre eles mesmos. Um
aluno virou-se para o lado e apontou para a região da órbita com o dedo indicador
fazendo um movimento circular,
Aluno 2 :– Isso aqui é a órbita.
Outro aluno, apontando com o dedo indicador para o olho disse para o
colega ao lado:
Aluno 3: – Na frente fica a córnea.
E voltando para a professora ele disse:
Aluno 3: – Professora, a minha irmã fez uma cirurgia de catarata e ela disse que colocou uma lente aqui na nuca, a senhora já viu? Professora: – Olha, quando a gente faz cirurgia de catarata a gente coloca uma lente, quer ver? (apontando para o cristalino no desenho
100
do olho)... aqui, onde fica o cristalino, ou lente. Não é na nuca não, ela devia tá brincando contigo. Aluno 3: – Ah, ta, bem que eu achei esquisito.
O aluno partiu de uma concepção errada que tinha sobre a cirurgia de
catarata e o possível implante de uma lente na nuca. Conclui-se então que essa
informação faz parte da aura conceptual desse aluno conforme colocado por
Giordan & Vechi (1996) que são todas as concepções dos alunos sobre determinado
conceito científico. Ao explicar corretamente o fenômeno abordado, a professora
forneceu informações para que este aluno selecionasse da sua aura conceptual um
ou mais conceitos para que ele ancorasse esse novo conhecimento, podendo assim
mudar de patamar de integração.
Observou-se que 15 dos 25 alunos riscaram o texto e aproximadamente
20 dos 25 alunos apontaram com os dedos para as imagens do texto e discutiram
com os colegas sobre elas. Sendo assim surgiram então narrativas nessa situação
de educação (Gilbert & Boulter, 1998) com a presença de modelos físicos, na forma
de gestos, e modelos falados.
A professora continuou a aula utilizando o material impresso:
Professora: – Os objetos que a gente vê no dia a dia não têm luz própria, como o sol ou a lâmpada, a gente consegue vê-los porque a luz atinge estes objetos e logo em seguida é refletida por eles em várias direções e são percebidas pelos nossos olhos. Aluna 4: – Aqui tá escrito que o objeto absorve e reflete a luz. (Apontando para o material impresso) Professora: – É isso aí, ele absorve uma parte e reflete outra.
Ao se referir ao nervo óptico, a professora teve que fazer um desenho
esquemático no quadro explicando onde ele se localiza, porque os alunos não
conseguiram perceber o nervo óptico nas imagens do material impresso.
A professora perguntou se eles imaginavam que o olho tinha esse formato
e toda essa estrutura apresentada nas imagens que o demonstra na parte de fora do
rosto e na parte de dentro. Nove alunos responderam que imaginavam uma
estrutura semelhante a essa, sete responderam que achavam que o olho era só
aquilo que eles vêem no rosto das pessoas e o restante não respondeu.
Sobre a pupila:
Professora: – A pupila é um orifício, gente, um buraquinho por onde a
101
luz penetra no nosso olho. Ela é preta porque através dela vemos a parte de dentro do olho que é preta porque não há luz refletida dentro dele. Aluna 5: – Então a pupila é um buraco? Professora: – É sim, é um buraco por onde a luz passa para chegar ao fundo do olho, e ela diminui de tamanho quando há muita luz no ambiente e aumenta de tamanho quando há pouca luz. Aluna 6 :– Eu sei, a pupila fica dentro da bola de cor. Professora: – Isso, esse disco colorido onde fica a pupila chama-se íris.
Percebeu-se aí a construção de analogias pelos alunos, ao compararem a
pupila a um buraco, e a íris com uma bola de cor.
No texto do material impresso, há a informação de que a coróide é mais
escura que a esclerótica, mas na imagem ela é representada na cor branca, assim
como a esclerótica, e alguns alunos questionaram essa informação. Em um dos
materiais impressos a imagem ficou com cores diferentes dos outros por problemas
de impressão. Um aluno questionou que na imagem que ele estava vendo a pupila
era roxa e não preta. A professora explicou que era um problema de impressão e
que ele não deveria se preocupar.
Os alunos levantaram algumas questões como: porque em algumas
pessoas a íris é mais clara quando criança e escurece quando cresce? Porque quem
fuma maconha tem a pupila dilatada? Porque quando olhamos para o sol não
enxergamos direito depois? Porque quando estamos no claro e entramos no escuro
não conseguimos enxergar direito no início?
A professora demonstrou mais intimidade com as imagens do material
impresso. Apontava para as imagens no material impresso e indicava para os alunos
onde determinado elemento estava localizado. Pelo fato dela já trabalhar com essas
imagens, a aula ficou mais dinâmica. Os alunos da turma 702 se concentraram mais
que os alunos da turma 701. A professora não teve dificuldades em utilizar o material
instrucional impresso. Apesar de não ter participado da modelagem dos modelos
impressos, a professora já tinha adquirido o aprendizado deles.
Na sala 703, a professora iniciou a aula distribuindo o material impresso.
Os alunos estavam agitados e conversando bastante. Foi preciso que a professora
chamasse a atenção deles para começar a aula. Depois de se acalmarem, ela pediu
que lessem o texto e que poderiam riscá-lo e desenhar nele, se quisessem.
Após 10 minutos de leitura ela iniciou a aula explicando para os alunos
102
que os nomes diferentes que eles tinham visto eram nomes científicos e por isso
eram tão estranhos. Isso se dava pelo fato de que eram nomeados por cientistas e
que para que outros cientistas de várias partes do mundo entendessem foram
criados esses nomes.
A professora continuou:
Professora: – Pessoal, toquem com os dedos essa região em torno do olho pra vocês sentirem a órbita ocular. Toquem pra vocês verem.
Poucos alunos fizeram isso seguido de risos, não se mostraram muito
interessados nessa parte.
A professora escreveu no quadro os nomes dos elementos do olho na
seguinte seqüência: córnea – íris - pupila – cristalino – retina – nervo óptico.
Professora: – Essa primeira parte do olho se chama córnea e ela serve para proteger o nosso olho para não entrar nenhum objeto de fora. Vocês podem olhar o olho do colega aí do lado e ver a córnea. Olhem pra vocês verem. Aluna 1: – Essa parte do olho, como chama... córnea... tem um tipo de gel dentro dela. Professora: – Parece com um gel né? É um líquido que se chama humor vítreo e ele ta envolvido por uma membrana que é a córnea. Igual eu acabei de falar que ela protege o olho pra que nenhum objeto penetre o olho... pela pupila. (olhando para o texto) Aluna 1: – Nossa, que nome estranho... como é mesmo que chama... esse gel? Professora: – Humor vítreo.
Uma analogia foi feita entre o gel e o humor vítreo. Pode-se observar que
a aluna conseguiu entender o que é a córnea e o humor vítreo, apesar de ter tido
dificuldade para gravar o nome deste último. Esse aspecto, que trata dos nomes dos
elementos que constituem o olho será retomado à frente na análise do grupo focal.
Sobre o cristalino a professora prosseguiu.
Professora: – Olha gente, o cristalino é uma lente que se ajusta de acordo com a distância dos objetos, ele focaliza os objetos. Alguém sabe o que é focalizar? Aluna 2: – Eu acho que é localizar o objeto. Professora: – É mais ou menos isso mesmo, né? A gente olha para o objeto e localiza ele no meio de outros objetos.
103
Essa aluna conseguiu mudar de patamar de integração fazendo uma
comparação entre focalizar e localizar um objeto. Ela buscou um conceito que já
conhecia e o utilizou para âncora um novo conceito.
Sobre a retina e a forma como a imagem dos objetos que vemos é
formada nela:
Professora: – A imagem que a gente vê é formada na retina, que á a parte de dentro do olho, no fundo do olho. (a professora utilizou uma folha de papel A4 em forma de cilindro para representar o olho por fora e por dentro) E ela é formada invertida, de cabeça pra baixo. Depois o nervo óptico leva essa imagem para o cérebro e ela volta ao normal, fica de cabeça pra cima. Aluna 3: – Ah, professora, eu já vi isso num livro de ciências... essa imagem invertida na retina.
Essa foi a única referência de algum aluno ou aluna sobre já ter visto algo
sobre o olho humano. Aluno 4: – Porque o olho da gente fica molhado? Professora: – O olho da gente fica molhado por causa da lágrima que serve para lubrificar o olho e não deixar ele secar. Se ele fica seco, ele pode arder e pode até ter alguma doença... como a conjuntivite, por exemplo.
A aula com o material impresso em forma de texto foi a melhor aula dada
pela professora. Ela se mostrou mais confiante que as outras duas. Utilizou o quadro
para escrever e desenhar várias vezes. Conseguiu prender mais a atenção dos
alunos e utilizou métodos alternativos de representação ao utilizar uma folha A4 em
forma de cilindro para representar a parte externa e interna do olho.
Uma possibilidade de isso ter acontecido é a de que, além do
conhecimento que a professora já tinha com os modelos impressos somados ao
modelos 3D, tenha lhe proporcionado um melhor aprendizado e uma melhor
capacidade para a criação de um modelo mental do olho humano, já que o modelo
parte de uma representação já existente na estrutura cognitiva do indivíduo assim
como proposto por Eysenck & Keane (1994).
Mas houve nessa aula, o que Gilbert & Boulter (1998) chamam de evento
educacional, pois havia os fatores ideais para uma atividade educacional que são: o
lugar onde acontece a atividade (sala de aula, biblioteca), o foco dessa atividade (os
modelos didáticos do olho humano), sua finalidade educacional (aprendizagem
104
através desses modelos) e as pessoas envolvidas (professora e alunos da sétima
série). Nesses eventos surgiram os textos produzidos pelos alunos e a professora e
dentro desses textos as narrativas.
O texto falado (discurso) da professora apresentando os conceitos do
olho e fazendo perguntas aos alunos. Os alunos, por sua vez respondendo às
perguntas da professora, fazendo colocações, questionamentos.
O texto escrito (escritos, desenhos) feitos pela professora no quadro nas
salas 702 e 703. Os textos escritos pelos alunos por meio das escritas no material
impresso, nas respostas e nos desenhos do questionário. Os modelos físicos
(gestos dos alunos tocando a órbita ocular a apontando com o dedo indicador para o
olho).
Portanto, apesar da baixa média de acertos nas respostas do
questionário, houve um evento educacional nas três turmas, com a participação da
professora, dos alunos e dos textos criados por eles. Mas pôde-se observar que na
sala 701 surgiu um número maior de textos falados e modelos físicos e na sala 702
um número maior de textos escritos e falados, ficando a sala 703 com um número
menor de todos esses textos em relação às duas salas.
Supõe-se então que a utilização dos modelos no material aplicado nas
salas 701 e 702 contribuiu para a geração de um número maior de textos e,
portanto, narrativas entre alunos e professora. Os eventos dentro da sala de aula
nas três turmas foram diferentes em função dos modelos didáticos utilizados e da
atuação da professora frente a eles. Assim, os que utilizaram imagens/modelos
produziram número maior de narrativas, concordando com o que é colocado por
Gilbert & Boulter (1998) que consideram modelos como parte fundamental para a
produção de narrativas em ciências, pelas várias tipologias que podem ser
construídas a seu respeito. Além dos modelos apresentados no material impresso e
no aplicativo multimídia, os alunos têm a possibilidade de construir os seus modelos
mentais e contrastá-los com os já existentes.
As questões levantadas pelos alunos são indícios dos conhecimentos
prévios dos mesmos sobre o olho humano e também do contexto social e cultural
em que vivem.
105
4.6 Reconstrução do aplicativo – Versão 3 (V3) Tomando como referência os dois aplicativos anteriores partiu-se para
uma terceira reconstrução do modelo, com o objetivo de incluir mais informações
sobre o aparelho óptico humano a partir dos textos levantado no teste piloto V2 e em
algumas colocações feitas no encontro do grupo GEMATEC.
O objetivo era o de fazer com que o modelo fosse melhor processável
pelo aluno, fosse mais fácil de utilizar e promovesse realmente o aprendizado.
Sendo assim, foram inseridos mais elementos ao aplicativo tais como:
• Analogias;
• Locução;
• Mais imagens;
• Mais informações sobre o olho humano;
• Exercícios.
Coincidindo com Nuñes & Lima (2005) o modelo do olho humano virtual
3D buscou uma linguagem que fosse de fácil assimilação para o aluno por meio de
analogias estruturais e funcionais contidas na própria representação do olho humano
e seus cortes e também na inserção de novas imagens, textos, locuções e propostas
de exercícios.
A inserção da laranja no aplicativo em sua visão externa e com os cortes
coronal e sagital buscou uma analogia com a estrutura externa da laranja e com os
cortes sagital e coronal do olho. O uso do veículo (laranja) para representar o alvo
(olho humano) numa relação analógica baseou-se em Nagem et al., 200. Esta
opção pela laranja surgiu de uma questão levantada por alunos que participaram do
teste piloto V2. Portando, uma informação que se apóia em idéias já ancoradas na
estrutura cognitiva dos alunos e que pode permitir uma aprendizagem significativa.
(AUSUBEL, 2003)
Pensando da mesma forma, inseriu-se também a imagem de uma câmera
fotográfica com uma animação dos feixes de luz semelhante a que foi utilizada para
explicar a percepção visual, na qual esses raios, representados por setas, atingem
um objeto que os reflete e envia esses sinais luminosos em direção à câmera que os
106
capta e os projetam invertidos no seu rebatedor (análogo da retina). Essa é uma
analogia que foi encontrada em um dos livros didáticos pesquisados neste estudo.
Essa analogia também foi sugerida na reunião com o grupo GEMATEC no dia 16 de
abril de 2009.
Alem da inserção de mais imagens no aplicativo, foram também inseridos
alguns exercícios e atividades:
- propondo uma comparação entre a órbita ocular e a órbita da Terra;
- comparando os cortes coronal e sagital do olho com os cortes da
laranja;
- comparando o olho humano e a câmera fotográfica;
- convidando o aluno a tocar com os dedos a órbita ocular;
- propondo que o aluno se olhe no espelho e compare o seu olho com o
do aplicativo;
-questionando o porquê de quando saímos de um lugar escuro e vamos
para um lugar claro, nós fechamos os olhos. Isso tudo em forma de locução.
O modelo do olho virtual interativo 3D pretende ser um modelo utilizado
em computador pelo modo, caracterizado por Gilbert & Boulter (1998) como sendo
expressivo, ou de modelagem, por apresentar variáveis a serem trabalhadas e a
possibilidade de criação de modelos mentais nas propostas de exercícios e nas
possíveis analogias a serem criadas por meio deles. Por ter sido construído com
base nas pesquisas feitas com dois públicos diferentes em dois testes piloto,
buscou-se a apropriação das experiências dos alunos e professores que ajudaram
com seus questionamentos e colocações. Mas ele mantém uma característica do
modo exploratório (simulação) também caracterizado por Gilbert & Boulter (1998)
por já ser um modelo definido e programado no software e, portanto não podendo
ser modificado fisicamente pelo aluno.
A seguir, as imagens do modelo virtual do olho humano no aplicativo
multimídia V3:
107
FIGURA 17 – Exemplos de telas modificadas e ou inseridas, na versão 3 (V3) do aplicativo multimídia de modelo do olho humano virtual interativo 3D em 2009. (Original 2009) Fonte: Aplicativo multimídia V3 desenvolvido para este estudo.
4.7 Grupo focal Após o resultado colhido com o questionário do teste piloto V2, realizou-
se um grupo focal com as mesmas turmas, que neste momento já estavam na 8ª
série do ensino fundamental.
Dos 20 alunos escolhidos das três turmas, dezesseis compareceram. Um
não foi autorizado pela mãe a participar e três não compareceram, sem justificativas.
No QUADRO 2 foram selecionados, da transcrição da fita de vídeo, os
comentários que melhor responderam às questões colocadas no grupo focal.
108
QUADRO 2 Comentários dos alunos da oitava série do ensino fundamental da Escola Estadual Lourdes
Bernadete, mediante as questões apresentadas no grupo focal e considerações – 2009.
(Continua) QUESTÕES COMENTÁRIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES
1 – O que vocês acharam da aula sobre o olho com cada material (Texto, imagem 2D e imagem 3D)? Gostaram? Não gostaram? Por quê?
Aluno 1 2D: – Eu acho que o que ficou faltando foi a gente entender onde que vocês queriam chegar. Aluna 1 (TEXTO) – Foi bom, foi interessante, só que realmente, eu não sabia onde vocês queriam chegar. Foi muito interessante porque às vezes a gente pensa assim: ah o nosso corpo humano, ah não tem nada, mas ai a gente vai estudando vai sabendo realmente, é muito interessante. Mas eu gostei da aula. Aluna 1 3D: – Eu achei interessante porque a gente aprende mais sobre o olho, né? Às vezes a gente vê assim e nem acha o que é mesmo. Aluna 2 3D: – Agora, é tão bonitinho, né? Você olha por dentro vê todas aquelas veias. Aluna 3 3D: – É algo novo, diferente, saber que aquilo tudo ta dentro da gente. Achei muito interessante. Aluna 2 2D: – Eu gostei porque eu não achava que a gente via a imagem de um jeito e depois pelo modelo reproduzido... Por exemplo, a gente vê a bolsinha abaixada e depois reproduzir ela em pé, assim, eu não sei explicar direito, mas eu gostei disso. Aluno 1 2D: – O mais interessante é a velocidade que as pessoas, os próprios cientistas conseguem decifrar, porque a mesma hora em que a imagem tá de cabeça pra baixo, o raciocínio é que a gente vê de cabeça pra cima. Aluno 1 2D: – Mas eu acho que vocês não chegaram onde queriam e nem a gente por causa do tempo que era pouco.
Os alunos demonstraram que não entenderam a proposta da pesquisa. Não sabiam por que estavam tendo aquelas aulas e tendo que responder àqueles questionários. Mas ao mesmo tempo, acharam interessante o tema olho humano porque a maioria não o conhecia direito e não imaginavam como ele era por dentro e por trás. Só tinham o conhecimento de como ele era na parte da frente do rosto das pessoas O fato de a imagem ser projetada invertida na retina foi lembrado pelos alunos, que consideraram uma das coisas mais interessantes sobre o olho humano. Uma aluna deu um exemplo utilizando sua bolsinha de guardar lápis. Uma das colocações mais relevantes sobre a pesquisa foi a falta de tempo que tiveram para estudar, aprender sobre o olho humano e responder ao questionário.
109
(Continua) QUESTÕES COMENTÁRIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES
2 – O que vocês acharam das imagens (2D e 3D). Gostaram? Não gostaram? Por quê?
Aluno 2 2D: – Eu gostei porque depois dessa pesquisa eu pesquisei mais. Minha Vó fez duas cirurgias no olho e tudo que passou lá no papel mostrou na cirurgia e eu consegui a entender o que aconteceu no olho dela. A pupila e assim por diante. Aluno 1 2D: – Eu gostei porque depois que eu vi aquele desenho do olho eu tive mais interesse em aprender sobre o olho. Aluno 2 2D: – Mas o que eu reparei é que o olho é igual a internet, quanto mais cê mexe na internet cê descobre altas coisas e no olho também. Toda vez que cê pesquisa cê vê altas coisas, vai mudando, vai passando. Eu tava pesquisando: os animais enxergam em preto e branco, só a girafa que enxerga cores, mas só até um certo tempo da tarde. Aluna 1 2D: – Eu só lembro da pupila. Aluno 2 2D: – Eu lembro da pupila, dentro dela assim é: uma parte amarela, mas eu não lembro o nome dela. E tinha também tipo umas linhas ligando a pupila. Já esqueci o nome... umas veias. Que fazia o olho girar. Sobre as imagens 3D Aluna 1 3D: – Muito nojento. Mostrou o olho assim de frente, bonitinho, até aí tudo bem, mas quando virou assim, ai que nojento. Aluna 2 3D: – Eu não imaginava que o olho assim, por traz, era daquela forma, aqueles nervos, nossa!!! Aluno 1 2D: – Eu já imaginava isso porque muitas pessoas já falavam que o nervo é que faz, ajuda o olho a girar de um lado pro outro. Aluna 2 3D: – Primeiro você mostrou o olho, dessa forma e depois foi girando ele, aí foi mostrando assim, o que são os nervos, aí aqueles negócios, só isso que eu lembro...ah, tem aquele buraco negro que chama que você mostrou, lembra gente como chama? Aluna 1 3D: – É essa parte aqui: apontando para o centro do olho. Aluna 2 3D: – é, pupila. Aluna 1 3D: – Às vezes eu olho pra pessoa, o olho, e eu nunca reparei que tinha...mesmo agora olhando pro olho da pessoa eu nunca reparei... essa pupila do olho.
Os alunos mostraram interesse nas imagens impressas em 2D do olho humano e indicaram que elas despertaram neles uma curiosidade maior sobre ele. Que a partir dessa pesquisa eles ficaram mais curiosos sobre o tema, chegando a fazer ligações entre a aula que tiveram e a alguns acontecimentos que ocorreram em suas vidas posteriormente. Um dos alunos fez uma analogia sobre o olho e a internet. De acordo com seu ponto de vista, a internet tem muitas coisas a explorar, assim como o olho. Este mesmo aluno citou um exemplo de um assunto sobre o olho dos animais e o fato de somente a girafa enxergar em cores, assim como os humanos. Esse aluno partiu do conhecimento que adquiriu com as imagens e a aula do olho humano para entender como os animais enxergam. Um conceito também muito lembrado, além da projeção das imagens invertida na retina, foi a pupila. Porém, fizeram uma confusão entre o cristalino, pensando que as “veias” representadas no material impresso fossem o nervo que movimenta o cristalino O olho tridimensional gerou em uma aluna, um estranhamento, ao ver as veias e os nervos que estão ligados ao olho. Os alunos demonstraram surpresa ao ver o olho por detrás. A visão em várias perspectivas proporcionou que eles vissem o que não costumam ver. Lembraram que o olho girava e que havia nervos e novamente lembraram da pupila. Uma aluna mencionou nunca ter percebido a existência de um orifício no olho e que ele se apresenta na cor preta.
110
(Continua) QUESTÕES COMENTÁRIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES
3 – O que vocês acharam do texto? Gostaram? Não? Por quê?
Aluno 3 (TEXTO) – Faltou imagem no texto. Aluno 2 (TEXTO) – Tinha que ter mais assunto, mais explicação, a gente lia, lia mas não entendia. Aluna 1 (TEXTO) – Com a aula da professora ficou melhor. Aluna 2 2D – Por isso eu acho que tinha que ter mais explicação porque a gente fez o questionário e não conseguimos responder bem porque a gente não entendeu o que foi passado, não teve tempo. Deveria ter tido mais aulas Aluna 2 (TEXTO) – É, aquele monte de palavra difícil, a gente não entendia nada. Monte de palavra estranha. Aluna 3 (TEXTO) – Tinha uns lá que a gente até conhecia mais ou menos, mas tinha uns lá muito difícil até pra pronunciar. Aluna 4 (TEXTO) – Ouvir falar eu já ouvi porque a minha mãe fazia um curso de técnico de enfermagem e eu via ela mexendo nas coisas dela lá, estudando. Era uma apostila.
Como esperado, um aluno reclamou da falta de imagem no material impresso contendo texto. Os alunos reclamaram que não entenderam bem o texto e que deveria ter tido mais explicações sobre o tema olho humano, apesar de considerarem que, com a aula da professora ficou mais fácil de entender. Novamente, a questão do tempo foi retomada juntamente com a colocação de que com mais aulas, talvez teria sido melhor. Os nomes dos elementos do olho humano foram considerados difíceis pelos alunos. Acredita-se que com a falta de imagens eles se tornaram mais difíceis de serem apreendidos, pois a reclamação sobre os nomes partiu da turma que trabalhou com o texto impresso.
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(Continua) QUESTÕES COMENTÁRIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES
4 – O que vocês acharam do questionário? Gostaram? Não gostaram? Por quê?
Aluno 4 3D – Foi difícilAluna 2 2D – Eu não acho que foi difícil, assim: porque não teve muita explicação. Aluno 1 2D – Eu achei ele fácil, assim mas eu garanto que muitas pessoas que responderam errado é porque faltou tempo Aluna 2 3D: – É, a gente não sabia nada sobre olho e quando você deu o questionário a gente não tinha estudado nada... era uma coisa que a gente nunca tinha visto e tinha que ir no que achava. Aluna 2 2D: – Eu respondi o que eu achava porque não teve explicação e o tempo foi curto. Aluna 3 (TEXTO) – Mas esse foi o legal do trabalho, da pesquisa porque ninguém sabia nada do olho. Aluna 1 (TEXTO) –Talvez se a gente soubesse, não seria tão interessante. A curiosidade que vem na hora ali. Aluna 2 2D: – Responder uma coisa que eu já sei, que graça tem? Aluno 1 2D: – Ficou com vontade da gente querer estudar mais sobre o olho, porque você tem a pergunta ali, e você não sabe a resposta, qual será a resposta? E aí fica com mais vontade, curiosidade de saber mais sobre o olho. Aluna 1 3D: – Teve uma hora que a gente teve que desenhar e a fulana falou que ia desenhar um cacho de uva. Aluna 1: (TEXTO) – Mas como a gente tava num momento de prova, às vezes a gente faz um desenho sem sentido, resposta sem sentido, naquele momento tava todo mundo nervoso, né? Era semana de prova, o pessoal na cola, maior chatice, ainda mais que a gente nunca ouviu falar sabe?
Um aluno considerou o questionário difícil, mas outros apontaram que não era esse o problema e sim a falta de tempo e de mais explicações sobre o olho humano é que foram as responsáveis para que o nível de acertos no questionário fosse baixo. Somando a isso ao fato de o tema ser totalmente desconhecido por eles. Apesar disso, os alunos consideraram que o questionário, assim como, as imagens do olho humano despertaram o interesse neles em aprender mais sobre esse órgão do corpo humano. Na observação participante foram coletadas algumas reclamações na questão que pedia para desenhar o olho. Aqui novamente aparece essa colocação e inclui também que o período em que eles se encontravam na época era o período de provas e eles estavam nervosos com isto.
112
(Conclusão) QUESTÕES COMENTÁRIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES
5 – Vocês se lembram da resposta que deram sobre com que o olho se parece? Sim? Não? Por quê?
Aluna 3 2D: – Bolinha de gude porque parece redondo, redonda só. Aluna 2 2D: – Guaraná, porque tem uma bolinha preta, dentro de uma branca e tem uma casca laranja, então pra mim parece. Tem uma bolinha preta como o olho da gente depois vem uma bola branca e depois uma parte de fora que é alaranjada. Já vi na TV e no refrigerante. Aluno 4 3D: – Bola oca... acho que é porque é redonda como na imagem que eu vi, oca. Aluna 3D: – Bolinha de água muito sensível.. é porque a gente coloca a mão assim, você já reparou que se a gente colocar a mão no olho ele enche de água. Aluna 1 (TEXTO) – Eu acho que eu coloquei uma uva, não pela cor, quando a gente abre o olho aparece um monte de coisa e aí eu pensei assim, quando a gente abre a uva, não sei se você percebeu, quando a gente abra a uva, uma uva só e abre ela, aí aparece um monte de coisa e nessa hora eu pensei nisso, se a gente abre o olho aparece um monte de coisa. A gente abre o olho e vê muitas coisas em volta. Aluno 2 2D: – Bolinha de vidro. Ha, é porque ele é frágil e uma bolinha de vidro é frágil. Aluna 4 2D: – A marca do canal Globo. Tirando aquele quadrado, por causa da bolinha no meio que é redonda.
Dos 16 alunos que participaram do Grupo Focal, somente 7 se lembravam do que haviam respondido na questão 7. A percepção do olho como tendo uma forma esférica permaneceu nas respostas e algumas analogias foram geradas por eles. Uma das mais interessantes foi a comparação entre o olho e o fruto do guaraná porque observa-se uma comparação estrutural entre este fruto e o olho. Entende-se que a bolinha preta pode se referir à pupila, a branca à esclerótica e a laranja aos músculos que movem o olho. Essa questão deve ser analisada com cautela para que a analogia fique bem clara tanto para o aluno quanto para o professor, já que pode apresenta algumas falhas como por exemplo a inexistência da íris.
Fonte: Arquivo pessoal.
Além das respostas às perguntas feitas ao grupo focal, algumas outras
questões foram levantadas pelos alunos nesta fase da pesquisa: uma delas foi o
interesse dos outros alunos que ficaram fora do grupo focal em ter aulas com o
aplicativo multimídia. Essa informação foi dada por três alunas, uma da turma 702 e
duas da turma 703. Outra questão interessante foi sobre o questionário, alguns
alunos perguntaram se receberiam o questionário de volta, eles estavam
interessados em ver o que acertaram e o que erraram.
113
4.8 Manipulação do aplicativo V3 Os alunos, desde o início do grupo focal, se mostraram interessados em
participar dessa etapa da pesquisa e interessados em ver novamente o olho humano
virtual 3D.
Parte das colocações a seguir é um resumo do que foi coletado pela
professora, que participou dessa etapa da pesquisa como observadora. (APÊNDICE
J)
Colocaram-se frente aos notebooks assim que foram ligados. A turma foi
dividida em quatro grupos de três alunos e um de quatro para que se revezassem na
manipulação do aplicativo. Porém, os alunos que estavam esperando a sua vez
permaneceram atrás dos que estavam manipulando o olho humano e observando
atentamente.
Não tiveram dificuldades em manipular o aplicativo, apenas um grupo
solicitou a ajuda para aumentar o volume do notebook. A locução funcionou como o
esperado, os alunos se aproximavam dos computadores para poder escutar melhor.
Há uma parte do aplicativo que contém um exercício que propõe ao aluno
olhar-se no espelho e fazer uma comparação ente o seu olho e o do aplicativo. Os
dois espelhos colocados nas bancadas foram utilizados por todos os alunos que
fizeram comentários uns com os outros.
Outro exercício proposto pelo aplicativo era o de fazer uma analogia por
meio das diferenças e semelhanças entre o olho humano e a laranja, a órbita da
terra e a câmera fotográfica. Dos 16 alunos participantes 7 apontaram as
semelhanças e diferenças. E fizeram por vontade própria, seguindo a proposta do
aplicativo.
No QUADRO 3 são apresentadas as semelhanças e as diferenças
apontadas pelos alunos de acordo como os exercícios propostos pelo aplicativo.
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QUADRO 3 Semelhanças e diferenças apontados pelos alunos, no aplicativo multimídia.
ALUNOS SEMELHANÇAS DIFERENÇAS
FAS A diferença entre o olho humano a órbita da terra é que a terra roda em torno de si mesma e o olho só chega até um certo ponto.
LIS Eu acho que a pupila se parece um pouco com o meio da laranja A laranja tem uns gomos que se parecem com a veia do olho (o nervo óptico). Referindo-se ao corte sagital.
A laranja tem o gomo que o olho não tem.
JNB Eu achei interessante a comparação feita com o olho humano e a laranja. Os dois realmente se parecem mesmo.
GSA O fato da laranja ser redonda e ter uma bolinha no meio como se fosse a pupila. A bolinha da laranja se identifica com a pupila.
GFS Eu acho que a laranja é um pouco igual ao olho, pois a laranja é redonda e também tem o mesmo furinho.
WAS A laranja tem sim uma aparência com o olho por sua forma arredondada.
A diferença é que a laranja é uma fruta e o olho é uma parte do corpo.
CAB O nosso olho tem o mesmo formato da laranja.
Fonte: Arquivo pessoal.
Dos sete alunos que apontaram as diferenças e semelhanças seis fizeram
comparando o olho com a laranja e um comparando a órbita ocular da órbita da
terra. Desse total quatro alunos apontaram as semelhanças, dois apontaram as
diferenças e semelhanças e um apontou somente as diferenças.
A analogia proposta no aplicativo entre a laranja e o olho humano, foi a
mais referenciada talvez por ser a mais explorada nele. Aparece em três situações,
visão externa corte coronal e corte sagital. A questão da órbita ocular e da câmera
fotográfica foi abordada em apenas uma situação.
O interesse dos alunos foi muito importante para a análise no modelo
tridimensional do olho humano, por verificarmos que ele despertou a curiosidade dos
alunos e prendeu-lhes a atenção. Tivemos uma hora para o grupo focal (de 8h30 às
9h30) e 30 minutos para a manipulação do aplicativo, ou seja, finalizar esta etapa da
pesquisa às 10h. Faltando 5 minutos para as 10h, anunciamos que deveria terminar
a etapa de manipulação do aplicativo para responderem a algumas questões. Essa
informação foi seguida de protestos dos alunos pedindo mais tempo para explorarem
o olho tridimensional virtual. Foi então concedido, pela vice-diretora da escola mais
115
20 minutos. Após esse período, apesar dos protestos ainda continuarem, foram
distribuídas as questões. Alguns alunos responderam imediatamente, outros
pediram ajuda para entender o que queríamos e dois alunos não quiseram
responder. Os que responderam mais rápido voltaram para os computadores para
continuarem a ver o olho tridimensional.
No QUADRO 4 estão descritas as vantagens do aplicativo multimídia,
segundo os alunos.
QUADRO 4
Vantagens do olho virtual interativo 3D, segundo os alunos
VANTAGENS QUANTAS VEZES APARECERAM
Aprenderam e entenderam melhor 8 A comparação do olho com a laranja 6 Ser fácil de manipular 2 Ser divertido 3 Gostaram de ver o olho se movimentar 2 De poder ver o olho por dentro e por fora 5 Que facilita a informação e o aprendizado 1 A imagem do olho 3D é mais fácil de observar 1 Utilizar o espelho 1 Mostra coisas novas 1 Dá uma visão real do olho 1 Fonte: Arquivo pessoal.
No QUADRO 5 estão descritas as desvantagens do aplicativo multimídia
segundo os alunos.
QUADRO 5
Desvantagens do olho virtual interativo 3D, segundo os alunos
VANTAGENS QUANTAS VEZES APARECERAM
Mais aulas junto com o olho 3D 1 Veias vermelhas 2 É nojento 2 É frágil 2 Não poder tocar 1 Ter palavras mais fáceis 2 Locução mais alta 1 Locução mais devagar 1 Mais locução 1 Mais aprofundamento no tema 1 Não entenderam bem 2 Fonte: Arquivo pessoal.
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No QUADRO 6 estão descritas as opiniões dos alunos sobre o que eles
mudariam no aplicativo multimídia.
QUADRO 6
Quais as mudanças que deveriam ser feitas no olho virtual interativo 3D, segundo os alunos
O QUE MUDARIAM NO APLICATIVO? QUANTAS VEZES APARECERAM
Locução mais alta 2 A imagem poderia ser mais clara 1 Mais aulas 2 Mais imagens sobre o olho 2 Mais coisas que se pareçam com o olho 1 Mais explicação 1 Palavras mais práticas 1 Um olho que gire mais devagar 1 Fonte: Arquivo pessoal.
O olho tridimensional chamou a atenção dos alunos e eles se
interessaram em manipulá-lo, não tiveram dificuldades em trabalhar com ele e
gostaram das imagens e das comparações com a laranja. Um aluno chegou a
mencionar que deveria haver mais outros objetos para serem comparados com o
olho, ou seja, deveria haver mais analogias no aplicativo.
As desvantagens também contribuem para o modelo e fazem parte da
modelagem que os alunos fazem ao analisar o aplicativo. Os alunos apontaram três
problemas na locução que devem ser levadas em consideração. Ela deveria ser
mais devagar, mais alta e mais longa.
Muito importante a colocação de um aluno, que achou que deveria haver
um aprofundamento maior do tema, esse modelo desenvolvido realmente não
contém todos os aspectos que envolvem o olho humano. Além disso, mais aulas
foram citadas tanto nas desvantagens quanto na questão sobre o que mudariam no
olho 3D e assim como, colocado pelos alunos no grupo focal as palavras difíceis
foram retomadas aqui. Com relação a isso, o ideal seria que realmente houvesse
mais aulas, pois não há como mudar esses nomes e eles deveriam então ser
ensinados durante um tempo maior para poderem integrar a memória semântica dos
alunos.
Uma questão específica chamou-nos atenção. Essa foi colocada por um
117
aluno que disse que o olho virtual interativo 3D dá uma visão real do olho. É
necessário ter cuidado com isso porque os modelos não são reais, eles são
análogos aos seus referentes e isso deve ficar claro para o aluno. Eles possuem
semelhanças e diferenças com o real e nunca são completos. Além disso, segundo
Nuñes & Lima (2005) eles apenas apresentam os principais aspectos do modelo
consensual do qual se refere. No início do aplicativo há uma locução que diz que o
olho que você está vendo não é um olho, ele é um modelo analógico do olho real.
Talvês a locução baixa e rápida, apontada pelos alunos como uma das
desvantagens do aplicativo e o fato de os alunos terem manipulado o aplicativo em
computadores próximos uns dos outros tenha dificultado o entendimento dessa
primeira frase. Isso pode ter levado esse aluno a dizer que o olho do aplicativo dá
uma visão real do olho.
Com esses resultados confirmou-se o interesse dos alunos no modelo do
olho tridimensional, bem como a contribuição deles para melhorá-lo. Interessante
observar que gostaram das comparações do olho com outros objetos, de ver o olho
sobre várias perspectivas, alguns alunos fizeram suas comparações sem a
interferência do pesquisador, apontaram que a locução precisava ser melhorada,
que precisava ter palavras mais fáceis e que gostariam de ter mais aulas a respeito.
118
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Os resultados obtidos com esta pesquisa nos permitem propor algumas
questões e tecer algumas considerações em relação ao: público alvo; a metodologia
utilizada; o uso da tecnologia na construção do modelo interativo 3D e sua
aplicabilidade.
O teste piloto V1 foi constituído por um público de perfil cognitivo mais
avançado do que o perfil do publico para o teste V2. Em parte, os resultados obtidos
em V1 estavam mais próximos dos resultados esperados. Tal fato foi fator de
decisão sobre o modelo interativo 3D proposto. A contribuição do publico alvo no
teste V1 foi importante para o prosseguimento da pesquisa. Surgiram, então,
propostas de mudanças no modelo.
O teste piloto V2 foi constituído por alunos da sétima série do ensino
fundamental que tinham pouca ou nenhuma experiência relacionada ao tema
aparelho óptico humano. Além de o perfil cognitivo ser diferente, alguns fatores
contribuíram para os resultado obtidos entre V1 e V2 serem diferentes: o público de
V2 encontrava-se em período de provas; o pesquisador e o tema não constituíam
elementos da rotina escolar para eles; a professora da disciplina não apresentava
domínio amplo sobre o aplicativo proposto; a experiência do pesquisador estava
mais voltada para outras áreas do conhecimento.
Alguns dos fatores considerados acima foram confirmados, pela fala dos
alunos, quando da realização de um grupo focal. Os alunos manifestaram interesse,
curiosidade e vontade de conhecer mais sobre o tema pesquisado, sobre o
questionário respondido e sobre o material digital utilizado. Destacaram, de forma
positiva, o tipo de linguagem e a tecnologia usada que envolveu imagens interativas,
em 3D, e a proposta de exercícios com analogias contidas no aplicativo.
O aplicativo Olho Humano Virtual e Interativo 3D também participou, em
maio de 2009, da VI Conferência Internacional de TIC na Educação – Challenges
2009 – em Braga, Portugal, como um dos resultados dessa pesquisa.
Consideramos, finalmente, que tanto a pesquisa empírica quanto o
desenvolvimento de uma tecnologia, associada a uma linguagem própria, na
construção do aplicativo multimídia interativo em 3D e apoiada em uma metodologia
de ensino com analogias é possível contribuir para a melhoria do ensino de Ciências
119
em nossas escolas, Tal consideração nos permite propor a continuidade do projeto
construindo ou reconstruindo modelos interativos em 3D para outros conteúdos
científicos.
As considerações a seguir referem-se à minha experiência de vida como
professor, como resultado do trabalho realizado nessa pesquisa.
Muitas coisas aconteceram desde que iniciamos esta pesquisa e
considero que minha formação profissional e humanística mudou-se completamente
e, creio eu, para melhor. A minha formação em Comunicação Social foi muito
beneficiada com os estudos que desenvolvi junto com meu orientador e junto com
grupo de estudos GEMATEC. A possibilidade de desenvolver pesquisa cientifica que
de sonho tornou-se realidade, fez com que eu tivesse um novo olhar sobre o mundo
e o ser humano. O convívio com a turma de mestrandos de 2007 foi muito
enriquecedor, pois convivi com vários profissionais da Educação, das Ciências, das
Engenharias e da Tecnologia.
Pude verificar que as áreas do conhecimento se cruzam a todo o
momento ao constatar que autores e escolas em que estudei na graduação em
Comunicação estavam presentes também no mestrado em Educação Tecnológica.
Sendo assim, continuei os estudos, iniciados na graduação, sobre as imagens
visuais e a tecnologia que envolve a sua produção, reprodução e veiculação, além
de perceber a sua utilização na educação. Essas imagens visuais, aplicadas à
educação também serviram de ponte para os estudos de algumas teorias da
educação, com as quais tive meu primeiro contato e que foram muito importantes
para este trabalho. Estas informações encontram-se no capítulo 2.
As analogias aos modelos foram também um campo muito frutífero para
esta pesquisa. Baseando-nos estudos sobre analogias no ensino de ciências e na
construção e reflexão sobre a produção de modelos didáticos foi possível entender a
importância dessas linguagens no cotidiano escolar e na vida dos alunos. Como
resultado disso desenvolvemos um modelo virtual interativo em 3D do olho humano,
que foi construído em conjunto com professores, alunos e o grupo de estudos
GEMATEC.
No capítulo 3 propusemos uma metodologia que consideramos, na época,
como a mais adequada para a nossa pesquisa, que incluiu uma parte quantitativa e
uma parte qualitativa. A metodologia foi desenvolvida pensando nas etapas
envolvidas neste estudo que somaram um total de nove etapas.
120
No capítulo 4 então, partimos para a pesquisa e a análise dos resultados.
Nas etapas que se constituíram, a primeira contou com uma pesquisa exploratória
em livros didáticos de ciências do ensino fundamental. Esta etapa foi muito
importante para que confirmássemos a presença marcante das imagens visuais no
material instrucional mais utilizado em sala de aula que é o livro didático. Foi
importante também para que percebêssemos que estas imagens não se apresentam
sozinhas, elas são complementadas por textos e exercícios. Além disso, elas
necessitam da presença do professor, que é o responsável para que estes textos
imagéticos e escritos sejam apreendidos pelos alunos.
As imagens que buscamos nos livros didáticos se restringiram às
representações do aparelho óptico humano, recorte feito para esta pesquisa. Na
perspectiva dos modelos didáticos e da possibilidade deles serem, não apenas
operatórios, mas reflexivos e possibilitarem a geração de novos modelos mentais,
observamos que essas imagens visuais encontradas nos livros analisados
apresentaram alguns problemas.
• As cores muito saturadas e não coincidentes com o análogo real que
representam.
• As diferentes cores atribuídas ao mesmo elemento em um mesmo livro.
• A representação em 2D com apenas um corte (o sagital).
• Alguns elementos são de difícil visualização por causa do tamanho da
imagem.
• Há uma quantidade de informações textuais muito grande numa
mesma imagem.
Ficou muito claro pra nós, que os modelos são construções imperfeitas e
sempre apresentam algum tipo de problema, são transitórios e passíveis de serem
modificados e acreditamos ainda, que esta última característica possibilita um campo
muito interessante a ser explorado na construção do conhecimento. Porém, nestas
imagens, não vimos uma preocupação na representação analógica do aparelho
óptico humano. A sensação que fica é a de que elas foram construídas a partir de
outros modelos e não do objeto real. Nos livros de biofísica e de anatomia que
utilizamos como suporte para a construção do nosso material instrucional, as
representações do olho humano se apresentam em preto e branco e talvez as
imagens do livro didático tenham sido copiadas destes livros e pintadas ou coloridas
121
aleatoriamente na própria editora. Isso é uma suposição.
Essas características que apontamos poderiam gerar o que chamamos
em comunicação de ruído, ou seja, elas poderiam gerar interpretações diferentes
sobre um mesmo assunto e por vezes até confundir o aluno. É preciso analisar de
forma crítica essas imagens, porque vemos aumentar, a cada dia, a presença delas
na sociedade e na escola. Há que se pensar na educação visual dos alunos para
que eles possam interpretar de forma mais crítica as imagens que chegam até eles
todos os dias.
Apesar desses problemas que apontamos nos modelos do livro didático,
eles foram importantes para que construíssemos os nossos modelos tridimensionais
virtuais do olho humano.
• A primeira coisa que percebemos é que a imagem visual que é
utilizada com finalidade de ensinar deve vir acompanhada de texto, seja ele escrito
ou falado.
• Esse modelo necessita ser aprendido pelo professor e se possível que
este professor participe, num primeiro momento da sua modelagem, para que em
sala de aula ele tenha o domínio dessa ferramenta de ensino.
• Num segundo momento este modelo deverá ser apresentado para os
alunos, deverá ser interpretado, manipulado, questionado e deve finalmente levar o
aluno a construir modelos alternativos que se confrontem com o primeiro modelo
apresentado.
O nosso modelo (V1) passou por uma construção, feita a partir do modelo
tridimensional retirado da internet, da comparação deste com os modelos do livro
didático e da inserção dos textos também retirados do livro didático. Nesta
construção não houve a presença de professores ou alunos. Essa presença se deu
no primeiro teste piloto, o teste piloto V1, que culminou na primeira reconstrução do
modelo.
Com este teste piloto V1, concluímos que nosso modelo poderia e deveria
ser melhorado, pois foi posto a prova por professores e pesquisadores das áreas
das ciências e da educação, além de estudantes de engenharia da computação que
questionaram alguns aspectos do nosso olho humano virtual. Tanto o conteúdo,
quanto a tecnologia que envolveu a construção desse modelo estavam sendo
testadas. Este grupo heterogêneo e de formação variada forneceu os dados que
122
precisávamos para a reconstrução do modelo. Ao mesmo tempo em que os dados
quantitativos obtidos nos resultados do questionário foram positivos para o teste com
o modelo tridimensional, o que nos levou a seguir adiante com a nossa pesquisa, os
dados qualitativos colhidos na observação direta e na reunião de análise e
discussão apontaram os pontos falhos desse modelo. Por isso, uma reconstrução se
deu a partir do teste piloto V1 com o objetivo de melhorar o modelo tridimensional
para que fosse mais bem apreendido pelo aluno. Daí surgiram novas imagens no
aplicativo, bem como a junção de textos a essas imagens e a presença de
animações. Dois novos assuntos foram introduzidos e a navegabilidade melhorada.
Uma coisa muito importante e que precisa ser colocada é que esta etapa
do trabalho foi a iniciação do pesquisador em questão na pesquisa com seres
humanos. Além disso, observamos que o conhecimento prévio dos participantes
sobre o aparelho óptico humano vinha de representações tipo-linguagem, sobretudo
de aulas e de temas ligados à Física.
O teste piloto V1 foi de suma importância também para a próxima etapa
da pesquisa, pois possibilitou uma reflexão sobre o modelo tridimensional que
desenvolvemos, sobre a linguagem textual que estávamos utilizando e sobre os
métodos e os instrumentos de coleta de dados. Serviram também para verificar que
coisas básicas, como por exemplo, a impressão dos questionários que deveria ser
feita com cuidado e com antecedência. Que o questionário teria que estar em
conformidade com os textos e as imagens e que ele deveria fornecer os dados que
realmente importassem. Que a linguagem do material instrucional deveria ser
elaborada de acordo com o público alvo. Isso nos levou a repensar os métodos e os
instrumentos de coleta de dados para a próxima etapa que se daria em uma escola
estadual e com alunos do ensino fundamental. Daí a opção por diminuir a
quantidade de questões do questionário, diminuir o texto, trabalhar apenas com um
livro didático e ter o apoio de uma professora de ciências para ministrar as aulas
sobre o olho humano.
O grupo que participou desse teste piloto V1 foi bem diferente do grupo
que viria a participar da próxima etapa da pesquisa. Eram pessoas bem mais
maduras e algumas já formadas profissionalmente, portanto com uma bagagem de
conhecimentos muito maior. Isso foi possível de verificar pelas representações
gráficas deste grupo e pelos resultados do questionário que foram bem diferentes
dos resultados do questionário aplicado no teste piloto V2.
123
O teste piloto V2 que ocorreu na Escola Estadual Lourdes Bernadete com
os alunos da sétima série em 2008 foi aplicado já com o modelo do olho
tridimensional virtual em sua segunda versão, o aplicativo multimídia V2, junto com
os materiais impressos contendo texto e texto mais imagens em 2D do olho humano
modificados e com o questionário refeito. Esperava-se que os resultados fossem
pelo menos semelhantes aos do teste piloto V1, mas isso não aconteceu. Por se
tratar de alunos na faixa dos 14 e 15 anos houve a opção pela inserção de uma
professora de ciências que pudesse dar as aulas para estes alunos. Comparando-se
as 3 turmas que tiveram as aulas com os diferentes materiais instrucionais foi
possível observar que a professora se saiu melhor quando utilizou o material
contendo texto e imagem 2D e o material contendo somente texto. O tipo de modelo
que os livros didáticos utilizam, já eram familiares desta professora, portanto, ela já
havia aprendido sobre os modelos e os textos desse livro. Tanto é que a mudança
de livro didático de referência para o material instrucional do teste piloto V2 foi feita
por indicação dessa professora.
Num primeiro momento, acreditávamos que a manipulação dos materiais
instrucionais (teste piloto V1) pelos participantes seria o suficiente para a
aprendizagem destes sobre o aparelho óptico humano. Para os adolescentes do
teste piloto V2, acreditávamos que nosso modelo funcionaria como uma ferramenta
de apoio ao professor.
O aplicativo multimídia foi entregue para a professora de ciências uma
semana antes do teste piloto V2. No dia da aula com este material a professora
demonstrou insegurança e por vezes se perdeu entre um assunto e outro. Isso
afetou de forma negativa o seu desempenho e o desempenho do modelo do olho
virtual 3D. Percebemos então que o professor necessita de um tempo maior para a
aprendizagem do modelo, seja ele de que natureza for. No caso do nosso modelo
que se encontra em um ambiente virtual (computador) isto se torna mais complexo
porque o professor tem que aprender a lidar também com essa tecnologia.
Corroborando com Machado (1996) ao se referir que os artistas do nosso tempo
tiveram que desenvolver uma nova aptidão para utilizar as tecnologias da informática
na produção artística acreditamos que, o professor também tem a necessidade de
desenvolver essa nova aptidão. Este é um outro ponto que pode ser discutido e
estudado em pesquisas posteriores, pois as novas tecnologias vêm invadindo o
cotidiano das pessoas e por conseqüência, os ambientes de aprendizagem.
124
Ao contrário do que aconteceu no primeiro teste piloto, os resultados do
teste piloto V2 no questionário não demonstrou uma melhora no conhecimento dos
alunos, em nenhum dos três materiais instrucionais utilizados. Nas análises das
respostas certas do questionário diagnóstico em comparação com o questionário
aplicado após o teste piloto V2 não houve diferença significativa. Na observação
participante pudemos verificar o comportamento dos alunos. A maioria se mostrou
preocupada com as provas finais e outros estavam desinteressados na nossa
pesquisa. Incomodaram-se com a presença do pesquisador na sala de aula e a
presença da professora que não era a professora de ciências deles, apesar de
trabalhar nessa escola e conhecer alguns dos alunos.
Mas o fator que consideramos mais importante foi o pouquíssimo
conhecimento prévio dos alunos sobre o tema olho humano e o pouco tempo que
tiveram para absorver, comparar e aplicar o conhecimento novo sobre esse assunto
em seu cotidiano, apesar de obtermos as informações sobre a percepção deles
sobre a forma esférica do olho com a opção do questionário sobre com que o olho
se parece.
Mas analisando os desenhos observamos uma mudança conceptual em
alguns poucos alunos sobre a forma do olho e até mesmo a sua função, em quatro
casos da turma GT3D. O que nos levou a querer continuar com o desenvolvimento
do nosso olho interativo virtual 3D.
A observação participante foi muito importante para que pudéssemos
perceber o comportamento dos alunos durante as aulas e tirar algumas conclusões a
respeito de mais mudanças em nosso modelo interativo. O teste piloto V2 deveria ter
sido a última etapa da pesquisa, mas em função dos resultados dos questionários e
das narrativas construídas pelos alunos percebemos que ele poderia ser melhorado.
Nessa observação participante coletamos dados tais como a presença de analogias
propostas pelos alunos nos textos que se construíram durante as aulas, o que nos
levou a aplicar a MECA na terceira versão do aplicativo. O questionamento deles a
respeito das imagens que utilizamos no material impresso tal como a difícil
localização do nervo óptico e a uma contradição entre o texto e a representação da
coróide na imagem 2D contribuíram para a análise das imagens dos livros didáticos.
Além disso, as aulas dadas pela professora de ciências, juntamente com
a sua experiência em sala de aula, nos deram subsídios para inserirmos os
exercícios propostos na terceira versão do aplicativo. Nesse teste piloto V2 os
125
alunos não manipularam o modelo do olho virtual e isso também contribuiu para que
uma nova etapa na pesquisa fosse programada. Ou seja, o grupo focal que foi
constituído após as análises dos dados do teste piloto V2 e após as alterações no
aplicativo. Com esse grupo focal foi possível entender melhor o que se passou no
teste piloto V2 e confirmar o que havíamos imaginado como sendo os possíveis
fatores responsáveis para que as respostas certas dos questionários dos alunos não
sofressem alteração em seus IDs. O fato de o teste ter sido aplicado no período de
provas foi comentado pelos alunos, além de que, a falta de interesse deles se deu
porque eles não entenderam o porquê da nossa pesquisa ou o que estávamos
fazendo lá. Éramos “intrusos” atrapalhando os estudos deles.
Essas colocações dos alunos nos levaram a refletir sobre a forma como
abordamos esses alunos, talvez devêssemos ter nos aproximado deles com mais
calma, ter deixado com que eles se familiarizassem melhor com o nosso trabalho e
percebessem a importância dele. Contudo, apesar disso, estes alunos colocaram
que, apesar disso, eles passaram a se interessar mais pelo assunto aparelho óptico
humano e a perceber coisas que antes não percebiam como o fato de a pupila ser
um “buraquinho” e a imagem formada na retina ser invertida. Outro fato interessante
foi o desejo de alguns alunos em obter o questionário de volta para saber o que
acertaram e o que erraram.
Como etapa final da pesquisa propusemos que eles manipulassem a
versão 3 (V3) do aplicativo e dessem sua opinião a respeito dele. Tal foi a nossa
surpresa ao ver o interesse deles em manipular o nosso modelo tridimensional,
interesse que fez com que esta última etapa da pesquisa fosse ampliada em 30
minutos do horário combinado. Eles não tiveram dificuldades para manipulá-lo e
alguns alunos fizeram os exercícios propostos nele, como criar as analogias e utilizar
o espelho para comparar os seus olhos com os do modelo virtual 3D.
Todos esses processos nos levaram a refletir sobre a utilização de
modelos e de analogias no ensino do tema olho humano:
• A importância de se construir modelos que sejam processáveis pelos
alunos;
• A utilização de uma linguagem adequada para cada público envolvido;
• Os modelos devem ser manipulados pelos professores e pelos alunos;
• Eles devem contribuir para que os alunos construam os seus modelos
mentais;
126
• Necessitam de um tempo de aprendizagem por parte do professor e
por parte do aluno;
• A utilização de analogias pode contribuir para que os alunos se
interessem mais pelo tema abordado.
• A utilização de imagens virtuais tridimensionais pode contribuir para um
maior interesse dos alunos;
Esse estudo está longe de ser esgotado e abre espaço para várias
perspectivas. O modelo construído até aqui é passível de erros e poderá ser
reconstruído por mais várias vezes. A utilização de modelos análogos ao real
apresenta um campo vasto a ser explorado se pensarmos na construção e
reconstrução desses modelos por meio de analogias.
A questão da tecnologia computacional na sala de aula junto a
professores e alunos como ferramenta de aprendizado pode ser abordada em
estudos futuros como uma nova aptidão a ser adquirida pelos professores.
As representações gráficas dos modelos consensuais dos livros didáticos
abrem também espaço para discussões. Uma reflexão sobre os problemas de
representação analógica pode e deve existir na busca por um tipo de representação
que seja mais próxima do real.
As imagens tridimensionais em ambientes virtuais e interativas também
abrem espaço para mais pesquisas e debates. Nesse trabalho foi desenvolvido o
modelo do olho humano, mas a tecnologia da computação gráfica permite que
outros modelos sejam criados e recriados.
Essas são algumas reflexões advindas dessa pesquisa e que abrem
espaço para mais estudos futuros. Apesar de não obtermos os resultados que
esperávamos, verificamos que é um campo muito frutífero para reflexões e
propostas de trabalho e que não deve parar por aqui. Muito temos ainda que
aprender sobre as imagens visuais, os modelos e as analogias no ensino de
ciências.
127
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ANEXO
Anexo A OFÍCIO DO COMITÊ DE ÉTICA DA FUNDAÇÃO EZEQUIEL DIAS – FUNED- MG
OFICIO/CEP FUNED N° 014/2009
Belo Horizonte, 3 de julho de 2009
Assunto: Decisão sobre Projeto de Pesquisa.
Em reunião ordinária do Comitê de Ética em Pesquisa (CEP), as seus integrantes,
por decisão unânime, consideraram o Projeto de Pesquisa “Modelos Analógicos
Bidimensionais e Modelos Analógicos Tridimensionais Virtuais no Processo de Ensino-
Aprendizagem de Ciências: o Olho Humano”, de sua autoria, “APROVADO”, o que significa
que ele atende aos princípios éticos em pesquisa com seres humanos, consoante o que
prescreve o Manual Operacional para Comitês de Ética em Pesquisa, a Resolução
nº196/1996, do Conselho Nacional de Saúde e demais preceitos.
Atenciosamente,
Esther M. Alves Ferreira Bastos, Coordenadora do CEP/FUNED
Ilmo. Sr.
Pesquisador: Welerson Rezende Morais. Responsável pela pesquisa: “Modelos Analógicos Bidimensionais e Modelos Analógicos Tridimensionais Virtuais no Processo de Ensino-Aprendizagem de Ciências: o Olho Humano”.
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APÊNDICES
Apêndice A TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Referente à pesquisa: Modelos analógicos bidimensionais e Modelos analógicos tridimensionais virtuais no processo de ensino-aprendizagem de Ciências: o olho humano. Este estudo tem como objetivo verificar se os alunos adquirem um melhor aprendizado sobre o olho humano quando o professor utiliza imagens de livros didáticos ou quando utiliza imagens tridimensionais interativas no computador. Necessito que o Sr.(a). permita a participação de seu filho(a) ou dependente nessa pesquisa que se dará em duas etapas: uma primeira na qual ele(a) participará de uma aula sobre o olho humano, seguida de um questionário com perguntas sobre o olho humano e uma segunda etapa na qual ele responderá novamente o questionário e participará de um grupo focal com a participação dos alunos e de um mediador, que será o próprio pesquisador, que apresentará algumas perguntas que farão parte de um debate e uma discussão sobre as imagens do olho que eles estudaram. Essa pesquisa será realizada, na Escola Estadual Lourdes Bernadete, onde a primeira etapa da pesquisa será feita em sala de aula e a segunda etapa será realizada na Sala de Informática e será gravada com o auxílio de uma câmera de vídeo para a análise dos dados. A participação de seu filho(a) ou dependente nesta pesquisa é voluntária e a avaliação não determinará qualquer risco, nem trará desconfortos. Além disso, a participação dele (a) é importante para um melhor conhecimento a respeito das imagens utilizadas para representar o olho humano em material didático e para o desenvolvimento de um modelo didático computacional contendo uma imagem interativa do olho humano. Informo que o Sr(a). tem a garantia de acesso, em qualquer etapa do estudo, sobre qualquer esclarecimento de eventuais dúvidas. Se tiver alguma consideração ou dúvida sobre a ética da pesquisa, entre em contato com o Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) da Fundação Ezequiel Dias – FUNED – MG, situado à Rua Conde Pereira Carneiro, 80 – Gameleira, fone 31 33719427.Também é garantida a liberdade da retirada de consentimento a qualquer momento e deixar de participar do estudo. Garanto que as informações obtidas serão analisadas pelo pesquisador, não sendo divulgada a identificação de nenhum dos participantes. O Sr(a). tem o direito de ser mantido atualizado sobre os resultados parciais das pesquisas e caso seja solicitado, darei todas as informações que solicitar. Não existirá despesas ou compensações pessoais para o participante em qualquer fase da pesquisa. Também não há compensação financeira relacionada à sua participação. Se existir qualquer despesa adicional, ela será absorvida pelo orçamento da pesquisa. Eu me comprometo a utilizar os dados coletados somente para pesquisa e os resultados serão veiculados através de artigos científicos em revistas especializadas e/ou em
135
encontros científicos e congressos, sem nunca tornar possível a sua identificação. Anexo está o consentimento livre e esclarecido para ser assinado caso não tenha ficado qualquer dúvida.
TERMO DE CONSENTIMENTO Acredito ter sido suficiente informado a respeito do estudo “Modelos analógicos bidimensionais e modelos analógicos tridimensionais virtuais no processo de ensino-aprendizagem de Ciências: o olho humano”. Ficaram claros para mim quais são os propósitos do estudo, os procedimentos a serem realizadas, as garantias de confidencialidade e de esclarecimentos permanentes. Ficou claro também que a minha participação é isenta de despesas e que tenho garantia do acesso aos resultados e de esclarecer minhas dúvidas a qualquer tempo. Concordo voluntariamente em participar deste estudo e poderei retirar o meu consentimento a qualquer momento, antes ou durante o mesmo, sem penalidade ou prejuízo ou perda de qualquer benefício que eu possa ter adquirido. – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – Data – – – – – / – – – – – – / – – – – – – Assinatura do informante (Responsável legal) Nome: Endereço: RG. Fone: ( )
DECLARAÇÃO SOBRE O TERMO DE CONSENTIMENTO Este termo de consentimento será apresentado aos alunos da sétima série (oitavo ano) do ensino fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete em Betim, Minas Gerais, nas seguintes condições:
1- O termo será apresentado em duas vias, ficando uma com os pais ou responsáveis, e outra devendo ser assinada e oportunamente devolvida ao pesquisador antes do início da pesquisa. Nesse sentido, os alunos terão um tempo para uma melhor reflexão sobre as implicações de sua eventual participação.
2- Este termo, de natureza informativa, será apresentado aos participantes antecipadamente em relação ao início da fase experimental da pesquisa;
Ciente da complexidade da situação que envolve a relação pedagógica, naturalmente marcada pela autoridade do professor, declaro que todo cuidado será tomado no sentido de se evitar qualquer constrangimento ao sujeito-aluno, assegurando-lhe total liberdade para participar ou não da pesquisa. Belo Horizonte, – – de – – – – – – – – de 2009.
– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – Welerson Rezende Morais
Pesquisador
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Apêndice B QUESTIONÁRIO DO TESTE PILOTO V1
Atividade de pesquisa: questionário V1 Esta atividade tem como objetivo principal a obtenção de dados para o teste piloto, na área de Ensino de Ciências, da Dissertação de Mestrado do aluno Welerson Rezende Morais As identidades dos respondentes serão inteiramente resguardadas. Desde já, agradeço a todos que colaborarem e suas críticas e sugestões serão bem-vindas.
Welerson Rezende Morais [email protected]
Orientações: Leia atentamente os textos, questões e todas as alternativas antes de respondê-las. As respostas estão dispostas em ordem alfabética. 1ª Parte: Dados pessoais: Questão nº 1 – Último curso de formação acadêmica: ( ) graduação em – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – ( ) pós-graduação: – especialização em – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – mestrado em – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – doutorado em – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – Questão nº 2 – Instituição formadora do último curso: – – – – – – – – – – – – – – – – – – Questão nº 3 – Ano de conclusão desse curso: – – – – – – – – – – – – – – – – Questão nº 4 – Sexo – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 2ª parte: Questionário 1 – Onde se localizam os olhos? ( ) Na conjuntiva ( ) Na esclerótica ( ) Na parede interna da retina ( ) No Globo Ocular Justifique: 2 – De um modo geral podemos dizer que os olhos: ( ) enviam para o cérebro as informações visuais ( ) recebem os estímulos da visão ( ) são formados por camadas e meios de refração ( ) todas as anteriores estão certas Justifique: 3 – Qual é a parte do olho por onde a Luz penetra? ( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Iris ( ) Retina Justifique:
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Aluno: Welerson Rezende Morais Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem
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4 – Qual é a parte do olho que contém a maior quantidade de vasos sanguíneos? ( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Iris ( ) Lente ou cristalino Justifique: 5 – Qual é a parte do olho responsável por adaptar a visão a diferentes distâncias? ( ) Coróide ( ) Iris ( ) Lente ou cristalino ( ) Retina Justifique: 6 – Pra que servem os músculos ciliares? ( ) Para controlar a refração da Íris. ( ) Para formar a imagem. ( ) Para proteger a esclerótica. ( ) Para revestir o globo ocular. Justifique: 7 – Em que parte do olho é formada a Imagem? ( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Nervo óptico ( ) Retina Justifique: 8 – Onde se encontram as células fotoreceptoras? ( )Coróide ( )Iris ( ) Lente ou cristalino ( )Retina Justifique: 9 – Sobre os humores aquosos e vítreo podemos dizer que: ( ) estão ligados ao globo ocular e controlam a refração da Iris ( ) localizam-se no fundo do globo ocular e enviam para o cérebro as informações visuais captadas pelo olho ( ) preenchem respectivamente os espaços entre a córnea e o cristalino e a cavidade central e são responsáveis pela refração da luz. ( ) revestem o globo ocular e são protegidos externamente pela conjuntiva. Justifique: 10 – Sobre o nervo óptico, podemos dizer que: ( ) está ligado ao globo ocular e controla a refração da Iris ( ) localiza-se no fundo do globo ocular e envia para o cérebro as informações visuais captadas pelo olho ( ) preenche os espaços entre a córnea, o cristalino e a cavidade central, sendo responsável pela refração da luz. ( ) reveste o globo ocular e é protegido externamente pela conjuntiva. Justifique: Faça um desenho do olho
Obrigado pela participação.
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Apêndice C TEXTO SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO PARA O TESTE PILOTO V1
Atividade de pesquisa: Texto sobre o aparelho óptico humano –V1
O OLHO HUMANO As estruturas responsáveis por receber os estímulos da visão são os olhos, que os transmitem para determinadas regiões do cérebro pelo nervo óptico. Os olhos ficam alojados no crânio facial em cavidades chamadas órbitas oculares. Cada órbita ocular está ocupada por um globo ocular, pela glândula lacrimal e pelas estruturas anexas, pelos vasos sanguíneos e pelos músculos que movem o olho, como os nervos, entre eles o nervo óptico. Os estímulos detectados pelos olhos são raios de luz, podemos dizer que eles são fotoreceptores – foto (photo) do latim significa luz. Os olhos possuem um sistema que causa refração da luz, ou seja, muda a direção da luz que o atravessa. Essa refração da luz faz com que os raios luminosos cheguem à retina onde estão os receptores. Estrutura do olho 1. Todo o globo ocular é revestido por uma membrana fibrosa, branca e opaca chamada
esclera (esclerótica), que é protegida externamente por uma membrana fina, transparente e gelatinosa chamada conjuntiva. A esclerótica dá a forma arredondada ao olho e em sua parte posterior reveste o nervo óptico (nervo que leva os impulsos visuais ao cérebro).
2. A mesma membrana fibrosa que forma a esclera apresenta uma região transparente chamada de córnea. È a parte frontal e mais convexa da esclerótica.
3. A membrana intermediária, a coróide, é mais fina, vascular e pigmentada. Após atravessar a córnea, a luz passa por um espaço preenchido por líquido e atinge a circunferência da íris. A íris á a parte colorida do olho e apresenta uma abertura central, a pupila, por onde a luz penetra no olho. A pupila pode ficar com diâmetro maior ou menor, de acordo com a intensidade de luz. Se a luz é intensa, a pupila diminui e se a luz é mais fraca, a pupila aumenta. Quem controla a abertura da pupila são os músculos da íris. Quanto maior a abertura da pupila, mais luz pode atingir a retina, facilitando a visão da penumbra.
4. A íris está ligada a uma membrana que separa a esclera e a retina, a coróide, que é rica em vasos sanguíneos.
5. A lente ou cristalino se localiza através, ou atrás da íris. Essa lente tem o poder de se acomodar, permitindo a adaptação da visão para diferentes distâncias. Essa adaptação
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Aluno: Welerson Rezende Morais Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem
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é possível graças a ação dos músculos (ciliares) que prendem o cristalino à parede do globo ocular. O cristalino é uma lente biconvexa que converge os raios luminosos para a camada interior, a retina. O cristalino é rodeado pelos músculos ciliares, que aumentam a refração aumentando a convexidade do cristalino, que focaliza a imagem. Enquanto uma pessoa está acordada, sua lente muda constantemente de forma, permitindo que focalizem, ora objetos próximos, ora objetos distantes. Quem controla os músculos associados à lente é o sistema nervoso.
6. Depois de passar pelo cristalino, a luz atravessa mais uma camada de líquido, o humor vítreo, antes de chegar à retina.
7. O cristalino faz os raios de luz convergirem para um ponto central que, em situações normais fica na retina, onde se forma a imagem do objeto observado. Essa imagem formada na retina é invertida em relação ao objeto, no entanto, o cérebro o inverte novamente assim que recebe os estímulos trazidos pelo nervo óptico, fazendo com que a enxerguemos em sua posição normal.
8. Na parte posterior do globo ocular, a retina abriga células fotoreceptoras que são de dois tipos: os cones e os bastonetes. Os cones são estimulados por luz intensa e seus pigmentos detectam cores. Os bastonetes são mais sensíveis e detectam luz mesmo que sua intensidade seja pequena. A retina é a membrana fotossensível que reveste a parede interna do globo ocular. Compõe-se de várias camadas, entre elas a inferior, ou nervosa (formada por ramificações do nervo óptico). A camada nervosa é responsável pela visão; compõem-se de cerca de 130 milhões de células, das quais cerca de 100 milhões são os bastonetes – sensíveis à luz e suas mudanças, mas sem sensibilidade à cor – e cerca de 3 milhões, os cones sensíveis às cores e formas. Enquanto os bastonetes predominam na periferia da retina, os cones predominam no centro denominado fóvea retiniana. Do centro da fóvea retiniana sai o nervo óptico, e, neste ponto, denominado ponto cego não cones ou bastonetes. Na fóvea retiniana existe ainda uma depressão de aproximadamente 0,4 mm de diâmetro com uma concentração maior de cones, denominada fóvea centralis. Qualquer imagem projetada nessa depressão será mais nítida.
9. Os outros meios de refração, os humores aquosos e vítreos, preenchem respectivamente os espaços entre a córnea e o cristalino e a cavidade central, atrás do cristalino, sendo o primeiro um líquido e o segundo um material gelatinoso, ambos transparentes.
10. O cérebro recebe estímulos provenientes dos dois olhos e sobrepõe as imagens de tal maneira que a pessoa percebe uma imagem única. A visão é o resultado, portanto, do trabalho dos olhos e do cérebro. Pupila.
Referências ANDRADE, Maria Hilda de Paiva et. al. Ciência e vida: 7ª série. Belo Horizonte: Dimensão. 2006. COSTA, A. Ciências e interação: 7ª série. Curitiba: Positivo. 1996. DÂNGELO, José Geraldo; FATINNI, Carlo Américo. Anatomia humana básica. São Paulo: Ahteneu, 2005. HENEIDE, Ibrahim Felippe, Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2006.
140
Apêndice D TEXTO E IMAGENS 2D SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO PARA O
TESTE PILOTO V1
Atividade de pesquisa: Texto e imagens bidimensionais do aparelho óptico humano –
V1 O OLHO HUMANO As estruturas responsáveis por receber os estímulos da visão são os olhos, que os transmitem para determinadas regiões do cérebro pelo nervo óptico. Os olhos ficam alojados no crânio facial em cavidades chamadas órbitas oculares. Cada órbita ocular está ocupada por um globo ocular, pela glândula lacrimal e pelas estruturas anexas, pelos vasos sanguíneos e pelos músculos que movem o olho, como os nervos, entre eles o nervo óptico. Os estímulos detectados pelos olhos são raios de luz, podemos dizer que eles são fotoreceptores – foto (photo) do latim significa luz. Os olhos possuem um sistema que causa refração da luz, ou seja, muda a direção da luz que o atravessa. Essa refração da luz faz com que os raios luminosos cheguem à retina onde estão os receptores.
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Aluno: Welerson Rezende Morais Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem
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Estrutura do olho 1. Todo o globo ocular é revestido por uma membrana fibrosa, branca e opaca chamada
esclera (esclerótica), que é protegida externamente por uma membrana fina, transparente e gelatinosa chamada conjuntiva. A esclerótica dá a forma arredondada ao olho e em sua parte posterior reveste o nervo óptico (nervo que leva os impulsos visuais ao cérebro).
2. A mesma membrana fibrosa que forma a esclera apresenta uma região transparente chamada de córnea. È a parte frontal e mais convexa da esclerótica.
3. A membrana intermediária, a coróide, é mais fina, vascular e pigmentada. Após atravessar a córnea, a luz passa por um espaço preenchido por líquido e atinge a circunferência da íris. A íris á a parte colorida do olho e apresenta uma abertura central, a pupila, por onde a luz penetra no olho. A pupila pode ficar com diâmetro maior ou menor, de acordo com a intensidade de luz. Se a luz é intensa, a pupila diminui e se a luz é mais fraca, a pupila aumenta. Quem controla a abertura da pupila são os músculos da íris. Quanto maior a abertura da pupila, mais luz pode atingir a retina, facilitando a visão da penumbra.
4. A íris está ligada a uma membrana que separa a esclera e a retina, a coróide, que é rica em vasos sanguíneos.
5. A lente ou cristalino se localiza através, ou atrás da íris. Essa lente tem o poder de se acomodar, permitindo a adaptação da visão para diferentes distâncias. Essa adaptação é possível graças á ação dos músculos (ciliares) que prendem o cristalino à parede do globo ocular. O cristalino é uma lente biconvexa que converge os raios luminosos para a camada interior, a retina. O cristalino é rodeado pelos músculos ciliares, que aumentam a refração aumentando a convexidade do cristalino, que focaliza a imagem. Enquanto uma pessoa está acordada, sua lente muda constantemente de forma, permitindo que focalizem, ora objetos próximos, ora objetos distantes. Quem controla os músculos associados à lente é o sistema nervoso.
6. Depois de passa pelo cristalino, a luz atravessa mais uma camada de líquido, o humor vítreo, antes de chegar à retina.
7. O cristalino faz os raios de luz convergirem para um ponto central que em situações normais fica na retina, onde se forma a imagem do objeto observado. Essa imagem formada na retina é invertida em relação ao objeto, no entanto o cérebro o inverte novamente assim que recebe os estímulos trazidos pelo nervo óptico, fazendo com que a enxerguemos em sua posição normal.
8. Na parte posterior do globo ocular, a retina abriga células fotoreceptoras que são de dois tipos: os cones e os bastonetes. Os cones são estimulados por luz intensa e seus pigmentos detectam cores. Os bastonetes são mais sensíveis e detectam luz mesmo que sua intensidade seja pequena. A retina é a membrana fotossensível que reveste a parede interna do globo ocular. Compõe-se de várias camadas, entre elas a inferior, ou nervosa (formada por ramificações do nervo óptico). A camada nervosa é responsável pela visão; compõem-se de cerca de 130 milhões de células, das quais cerca de 100 milhões são os bastonetes – sensíveis à luz e suas mudanças, mas sem sensibilidade à cor – e cerca de 3 milhões, os cones sensíveis às cores e formas. Enquanto os bastonetes predominam na periferia da retina, os cones predominam no centro denominado fóvea retiniana.Do centro da fóvea retiniana sai o nervo óptico, e, neste ponto, denominado ponto cego não cones ou bastonetes. Na fóvea retiniana existe ainda uma depressão de aproximadamente 0,4 mm de diâmetro com uma concentração maior
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de cones, denominada fóvea centralis. Qualquer imagem projetada nessa depressão será mais nítida.
9. Os outros meios de refração, os humores aquosos e vítreos, preenchem respectivamente os espaços entre a córnea e o cristalino e a cavidade central, atrás do cristalino, sendo o primeiro um líquido e o segundo um material gelatinoso, ambos transparentes.
10. O cérebro recebe estímulos provenientes dos dois olhos e sobrepõe as imagens de tal
maneira que a pessoa percebe uma imagem única. A visão é resultado, portanto, do trabalho dos olhos e do cérebro. Pupila
Referências ANDRADE, Maria Hilda de Paiva et. al. Ciência e vida: 7ª série. Belo Horizonte: Dimensão. 2006. COSTA, A. Ciências e interação: 7ª série. Curitiba: Positivo. 1996. DÂNGELO, José Geraldo; FATINNI, Carlo Américo. Anatomia humana básica. São Paulo: Ahteneu, 2005. HENEIDE, Ibrahim Felippe, Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2006.
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Apêndice E QUESTIONÁRIO DO TESTE PILOTO V2
Atividade de pesquisa: questionário V2
Esta atividade tem como objetivo principal a obtenção de dados para o teste piloto, na área de Ensino de Ciências, da Dissertação de Mestrado do aluno Welerson Rezende Morais
As identidades dos respondentes serão inteiramente resguardadas. Desde já, agradeço a todos.
Welerson Rezende Morais [email protected]
Orientações: Leia atentamente os textos, questões e todas as alternativas antes de respondê-las. As respostas estão dispostas em ordem alfabética.
Escola Estadual Professora Lourdes Bernadette – Betim- MG
Iª Parte: Dados Pessoais: Questão nº 1 Nome – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – Série atual: – – – – – – – – – – – Turma – – – – – – – – – – idade: – – – – – – – – – – Sexo: ( ) Feminino ( ) Masculino 1 – Onde se localizam os olhos? ( ) Na conjuntiva ( ) Na esclerótica ( ) Na parede interna da retina ( ) No Globo Ocular 2 – Qual é a parte do olho por onde a Luz penetra? ( ) Coróide ( ) Esclerótica () Pupila ( ) Retina 3 – Qual é a parte do olho que contém a maior quantidade de vasos sanguíneos? ( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Iris ( ) Lente ou cristalino 4 – Que parte do olho permite que a luz chegue até a retina? ( ) Coróide ( ) Iris ( ) Lente ou cristalino ( ) Retina 5– Em que parte do olho é formada a Imagem? ( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Nervo óptico ( ) Retina
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas GeraisMestrado em Educação Tecnológica
Aluno: Welerson Rezende Morais Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem
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6 – Sobre o nervo óptico, podemos dizer que: ( ) Está ligado ao globo ocular e controla a refração da Iris. ( ) Localiza-se no fundo do globo ocular e envia para o cérebro as informações visuais captadas pelo olho. ( ) Preenche os espaços entre a córnea, o cristalino e a cavidade central, sendo responsável pela refração da luz. ( ) Reveste o globo ocular e é protegido externamente pela conjuntiva. 7 – Que parte do olho absorve a luz e não deixa que ela seja refletida dentro dele? ( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Nervo óptico ( ) Retina 8 – Com que você acha que o olho se parece? Faça um desenho do olho
Obrigado pela participação.
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Apêndice F TEXTO SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO PARA O TESTE PILOTO V2
Atividade de Pesquisa- Texto – V2
O Olho humano
Professora: Andréia Eleto Magalhães
A maioria dos objetos que estão a nossa volta não emite luz própria. Portanto, ao serem iluminados, eles absorvem parte da luz e refletem outra parte da luz. Esse fenômeno está acontecendo nesse momento, o texto que você está lendo, está refletindo luz em diversas direções, inclusive na direção dos seus olhos. As estruturas responsáveis por receber os estímulos da visão são os olhos, que os transmitem para determinadas regiões do cérebro pelo nervo óptico. Os olhos ficam alojados no crânio facial em cavidades chamadas órbitas oculares. Cada órbita ocular está ocupada por um globo ocular, pela glândula lacrimal e pelas estruturas anexas, pelos vasos sanguíneos e pelos músculos que movem o olho, como os nervos, entre eles o nervo óptico. Estruturas importantes dos olhos e suas respectivas funções: – Duas lentes denominadas: Córnea e o cristalino, a função dessas lentes é de concentrar e focalizar a luz que incide sobre elas. – Pupila: Um orifício que varia constantemente de tamanho, controlando a quantidade de luz que entra no olho. – A retina: Uma membrana sensível à luz que está ligada ao cérebro Dentre os diversos tecidos existentes nos olhos, o mais externo e que possui a função de envolver todo o olho é denominado de esclerótica. A esclerótica é uma membrana opaca e fibrosa conhecida como “branco do olho”. A coróide não é branca como a esclerótica, ao contrário é um tecido escuro capaz de absorver luz. Por isso a luz que entra pelo olho não é refletida internamente. A coróide fica localizada na parte interna da esclerótica em contato direto com os fluidos transparentes que preenchem os olhos. A íris possui um aspecto de disco colorido, responsável por distinguir a diferença de cor existente dos olhos das pessoas. Há um ponto escuro localizado no centro da íris, esse ponto é chamado de pupila. A pupila é um orifício por onde a luz penetra em nossos olhos. Ela é um ponto preto independe da cor da íris das pessoas, por que o interior de todos os olhos são completamente escuros permitindo assim que a luz que penetre no olho humano não seja refletida, mas absorvida.
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Aluno: Welerson Rezende Morais Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem
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Por que não temos a sensação de que a pupila é um orifício? Simplesmente, por que esse orifício é recoberto por uma membrana, conhecida como córnea. Por causa da córnea nenhum “objeto” presente no ambiente pode penetrar no interior do olho pela pupila. Dentre os fluidos transparentes que preenchem os olhos, o cristalino é uma lente transparente ,que permite que a luz chegue ao fundo do olho atingido a retina. O cristalino faz os raios de luz convergirem para um ponto central que em situações normais fica na retina, onde se forma a imagem do objeto observado. Essa imagem formada na retina é invertida em relação ao objeto, no entanto o cérebro o inverte novamente assim que recebe os estímulos trazidos pelo nervo óptico, fazendo com que enxerguemos em sua posição normal. A retina é especializada em receber luz e produzir impulsos nervosos que serão enviados, pelo nervo óptico, até o cérebro. Sabe-se que a visão não se dá apenas no olho, mas é onde essa se inicia, sendo a retina considerada uma extensão do cérebro por estar ligada a ele por conjuntos de fibras nervosas. O cérebro recebe estímulos provenientes dos dois olhos e sobrepõem as imagens de tal maneira que a pessoa percebe uma imagem única. A visão, portanto, é resultado do trabalho dos olhos e do cérebro. Referências DE CARO, C. M. et al. Construindo consciências: Ciências – 7ª série. São Paulo: Scipione, 1996.
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Apêndice G TEXTO E IMAGENS 2D SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO PARA O
TESTE PILOTO V2
Atividade de Pesquisa- Texto e Imagem Bidimensional – V2. O Olho humano
Professora: Andréia Eleto Magalhães
A maioria dos objetos que estão a nossa volta não emite luz própria. Portanto, ao serem iluminados, eles absorvem parte da luz e refletem outra parte da luz. Esse fenômeno está acontecendo nesse momento, o texto que você está lendo, está refletindo luz em diversas direções, inclusive na direção dos seus olhos. As estruturas responsáveis por receber os estímulos da visão são os olhos, que os transmitem para determinadas regiões do cérebro pelo nervo óptico. Os olhos ficam alojados no crânio facial em cavidades chamadas órbitas oculares. Cada órbita ocular está ocupada por um globo ocular, pela glândula lacrimal e pelas estruturas anexas, pelos vasos sanguíneos e pelos músculos que movem o olho, como os nervos, entre eles o nervo óptico.
Estruturas importantes dos olhos e suas respectivas funções: – Duas lentes denominadas: Córnea e o cristalino, a função dessas lentes é de concentrar e focalizar a luz que incide sobre elas.
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Aluno: Welerson Rezende Morais Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem
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– Pupila: Um orifício que varia constantemente de tamanho, controlando a quantidade de luz que entra no olho. – A retina: Uma membrana sensível à luz que está ligada ao cérebro Dentre os diversos tecidos existentes nos olhos, o mais externo e que possui a função de envolver todo o olho é denominado de esclerótica. A esclerótica é uma membrana opaca e fibrosa conhecida como “branco do olho”. A coróide não é branca como a esclerótica, ao contrário é um tecido escuro capaz de absorver luz. Por isso a luz que entra pelo olho não é refletida internamente. A coróide fica localizada na parte interna da esclerótica em contato direto com os fluidos transparentes que preenchem os olhos. A íris possui um aspecto de disco colorido, responsável por distinguir a diferença de cor existente dos olhos das pessoas. Há um ponto escuro localizado no centro da íris, esse ponto é chamado de pupila. A pupila é um orifício por onde a luz penetra em nossos olhos. Ela é um ponto preto independente da cor da íris das pessoas, por que o interior de todos os olhos são completamente escuros, permitindo assim que a luz que penetre no olho humano não seja refletida, mas absorvida.
Por que não temos a sensação de que a pupila é um orifício? Simplesmente, por que esse orifício é recoberto por uma membrana, conhecida como córnea. Por causa da córnea nenhum “objeto” presente no ambiente pode penetrar no interior do olho pela pupila. Dentre os fluidos transparentes que preenchem os olhos, o cristalino é uma lente transparente,que permite que a luz chegue ao fundo do olho atingido a retina. O cristalino faz os raios de luz convergirem para um ponto central que em situações normais fica na retina, onde se forma a imagem do objeto observado. Essa imagem formada na retina é invertida em relação ao objeto, no entanto o cérebro o inverte novamente assim que recebe os estímulos trazidos pelo nervo óptico, fazendo com que enxerguemos em sua posição normal.
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A retina é especializada em receber luz e produzir impulsos nervosos que serão enviados, pelo nervo óptico, até o cérebro. Sabe-se que a visão não se dá apenas no olho, mas é onde essa se inicia, sendo a retina considerada uma extensão do cérebro por estar ligada a ele por conjuntos de fibras nervosas. O cérebro recebe estímulos provenientes dos dois olhos e sobrepõem as imagens de tal maneira que a pessoa percebe uma imagem única. A visão ,portanto, é resultado do trabalho dos olhos e do cérebro.
Referências DE CARO, C. M. et al. Construindo consciências: Ciências – 7ª série. São Paulo: Scipione, 1996.
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Apêndice H ROTEIRO PARA LOCUÇÃO DO APLICATIVO V3
Roteiro para Locução do Aplicativo Multimídia do Olho Humano Virtual, interativo 3D
versão 3 (V3) TELA DE INTRODUÇÃO O “olho” que você vai ver não é um “olho” O “olho” que aparece nesse aplicativo é uma imagem analógica de um olho humano. A imagem analógica apresenta muitas características semelhantes e muitas características diferentes de um olho humano. A imagem analógica é, ao mesmo tempo, um modelo que tenta representar a realidade do olho humano. Muitos conhecem o olho humano por meio das descrições e ilustrações encontradas em livros textos. Nosso objetivo é dar, ao conteúdo dos livros textos sobre o olho humano, um dinamismo, uma visão tridimensional e uma maior interação entre o usuário e o modelo utilizado. No decorrer desse aplicativo você poderá destacar as semelhanças e as diferenças entre o modelo apresentado e o olho humano conhecido. ORBITA OCULAR Toque, com os dedos, ao redor de seus olhos e percorra a órbita ocular. Descreva uma semelhança entre a órbita ocular e a órbita da Terra? Descreva uma diferença entre a órbita ocular e a da terra? CORTE CORONAL O corte coronal: Imaginando que o olho fosse uma laranja e que fizéssemos um corte como a laranja ao lado, teríamos na laranja essa imagem e no olho a visão coronal. Percorra o aplicativo e ... Descreva uma semelhança entre o corte coronal do olho e da laranja. Descreva uma diferença entre o corte coronal do olho e da laranja. Percorra essa parte do aplicativo e saiba mais sobre o olho humano. CORTE SAGITAL O corte sagital: Imaginando que o olho humano fosse uma laranja e que fizéssemos um corte como laranja ao lado, teríamos na laranja essa imagem e no olho uma visão sagital.
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Pegue duas laranjas e faça os dois tipos de cortes ou peça alguém para fazer. Percorra o aplicativo e ... Descreva uma semelhança entre o corte sagital do olho e da laranja? Descreva uma diferença entre o corte sagital do olho e da laranja? Percorra essa parte do aplicativo e saiba mais sobre o olho humano. VISÃO EXTERNA Esta é uma imagem externa do olho humano que foi construída como se o olho estivesse fora da órbita ocular. A forma dele se parece com uma laranja. Descreva uma semelhança entre a imagem externa do olho e a laranja. Descreva uma diferença entre a imagem externa do olho e a laranja. Olhe, agora, no espelho. Percorra o aplicativo e identifique em seu olho as partes descritas na imagem tridimensional. Quais as partes que você viu no seu olho? Quais as partes que você viu no aplicativo, mas não viu em seus olhos? Porque ao acender a luz, no quarto escuro, quando acordamos nos faz fechar os olhos? Percorra essa parte do aplicativo e saiba mais sobre o olho humano. Ob: colocar no texto algumas informações sobre os músculos, nervo, vasos externos. PERCEPÇÃO VISUAL A percepção visual é a forma como percebemos os objetos por meio da reflexão da luz sobre eles e a imagem formada na retina. A imagem formada na retina fica de “cabeça para baixo” por causa da lente do cristalino. A imagem é enviada para o cérebro pelo nervo óptico e no cérebro ela é “invertida” e nos permite ver de “cabeça para cima”. O processo de formação da imagem na retina do olho é muito semelhante ao processo de formação da imagem em uma câmera fotográfica seja de filme ou digital. Colocar a figura da formação de imagem em uma câmera fotográfica Descreva uma semelhança entre as duas figuras Descreva uma diferença entre as duas figuras PESQUISA Descreva uma semelhança que seja comum entre o funcionamento do olho humano, a câmera fotográfica de película e a câmera fotográfica digital. Descreva uma diferença que seja comum entre o funcionamento do olho humano, da câmera fotográfica de película e da câmera fotográfica digital.
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Apêndice I LISTA DE LIVROS DIDÁTICOS DE CIÊNCIAS INDICADOS PELO PNLD 2008
LIVRO EDITORA PROJETO ARARIBÁ – CIÊNCIAS MODERNA
CIÊNCIAS – NOSSO CORPO
ÁTICA
CONSTRUINDO CONSCIÊNCIAS – CIÊNCIAS
SCIPIONE
CIÊNCIAS NATURAIS – APRENDENDO COM O COTIDIANO
MODERNA
CIÊNCIASNOVO PENSAR – EDIÇÃO RENOVADA – 7ª SÉRIE
FTD
CIÊNCIAS – O CORPO HUMANO
ÁTICA
CIÊNCIAS E INTERAÇÃO
POSITIVO
INVESTIGANDO A NATUREZA – CIÊNCIAS PARA O ENSINO FUNDAMENTAL
IBEP, SP
CIÊNCIA E VIDA – MOVIMENTO, FUNÇÕES DE RELAÇÃO, SEXUALIDADE
DIMENSÃO
CIÊNCIAS BJ
EDITORA DO BRASIL
Relação de livros didáticos de ciências indicados pela PNLD 2008. Fonte: https://www.fnde.gov.br/pls/simad – fnde/!simad – fnde.consulta – acoes – pc
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Apêndice J ANOTAÇÕES DA OBSERVAÇÃO DIRETA NO GRUPO FOCAL
Olho Humano Virtual Interativo 3D Aplicação: 08/04/09 Público Alvo: Alunos do 9º ano do Ensino Fundamental de uma escola da rede estadual do município de Betim – MG Algumas observações:
• Apresentação do material: – material auto-explicativo, não gerou nos alunos dificuldade de manipulação; – claridade do ambiente, gerou dificuldade de visualização do material – observação feita pelos próprios alunos; – disposição muito próxima dos computadores, gerou uma dificuldade nos alunos ao ouvirem as instruções e informações contidas no áudio do material; – os alunos poderiam ser subdivididos em 02 – dois – grupos de trabalho. • Manipulação do material: – os alunos demonstraram-se efetivamente envolvidos com o material, tanto aqueles que manipulavam diretamente, como também aqueles que aguardavam sua vez de entrar em contato direto com o material; – o interesse também pode ser avaliado por meio da reação dos alunos quando um membro da direção entra na sala e comunica a proximidade do fim do trabalho: “não podemos ficar mais...”, diz um dos alunos e a maioria deles replicam em coro a mesma pergunta. – ao manipularem o material que se apresenta como análogo ao olho humano, os alunos de posse de um espelho faziam comparações com o próprio olho, tecendo comentários do tipo: “este olho aqui é da cor do meu...”; “... olha esta parte aqui (aponta para a retina) parece com um espelho”; “... a órbita do meu olho tem haver com o movimento que ele faz”. – ao final da exibição do material os alunos ficam se perguntando: “tem mais alguma coisa”; “será que já acabou...”, “essa parte nós já vimos, procura mais coisas...”; – alunos que já haviam manipulado o material, após responderem o questionário, retornavam para manipular; – fato interessante: havia um dos alunos que aguardava assentado na bancada sua vez de manipular o material, indiretamente já estabelecia um contato indireto com o material, pois consegui visualizá-lo de onde estava assentado, sendo assim exprimia uma série de observações pertinentes, pois estava completamente envolvido com o recurso didático – olho humano 3D: 1º identifica os cortes feitos na imagem do olho e compara-os com os cortes feitos na laranja, apontando as semelhanças do olho à imagem da laranja, antevendo os resultados divulgados pela explicação contida no áudio do material, a exemplo diz: “o bagaço é a parte interna do olho...”; 2º interagia por meio de explicações que orientavam os alunos que manipulavam o material; 3º mostrava-se ansioso por manipular diretamente o material;
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4º questiona de onde o material havia sido baixado, ao ser esclarecido que o material foi feito pelo próprio pesquisador fica surpreso e acha incrível tal fato: “nossa, mas ele é muito inteligente...”
• Questionário – os alunos apresentaram-se resistentes em responder o questionário; – levantaram dúvidas na questão que solicitava avaliação do material por eles utilizado; – a título de sugestão: penso que os alunos deveriam previamente ser convencidos da importância do preenchimento do questionário na pesquisa e trabalho realizados; – reafirmo a subdivisão dos alunos em grupo, pois, os alunos que preenchiam o questionário atrapalhavam aqueles que manipulavam o material. • Sugestões: – penso que seria interessante os alunos executarem no concreto – registro – os exercícios propostos no material; – uso da didática do convencimento antes da aplicação da pesquisa; – utilizar uma sala de informática, com a possibilidade de um computador para cada aluno, pois aqueles alunos que costumam liderar o grupo inibiram a manipulação de outros colegas; – estabelecer um período logo após o uso do material para que os alunos preencham o questionário.
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ÍNDICE REMISSIVO Analogia
12,13,14,15,16,28,33,34,38,42,56,60,
61,89,90,98,101,105,106,112,116,118.
Aplicativo multimídia
13,14,15,30,32,47,50,54,55,56,58,59,
60,61,63,69,72,73,78,79,80,81,82,83,
85,90,93,96,99,104,106,107,112,114,
115,116,118.
Aprendizagem
14,15,28,29,31,32,34,35,38,39,41,42,
44,46,47,90,103,105.
Aumont
17,18,19,20,21,22,25,34,67.
Ausubel
32,46,47, 54,90,105.
Barbosa Junior
20,23,24,30.
Ciências
12,13,14,15,29,28,32,33,37,38,39,40,
41,42,43,45,51,56,57,58,62,64,65,66,79,8
0,89,94,95,98,103,104,118.
Cognitivo
20,32,33,34,35,37,47,60,79,118.
CG
16,22,23,24,25,30,32,35,68.
Imagem
12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,2
7,28,29,30,31,32,33,34,35,44,47,50,52,54,55,56
,58,59,60,62,64,65,66,67,68,69,72,73,74,76,77,
78,79,81,82,83,85,86,89,90,93,94,99,100,101,1
04,105,106,109,110,116,118.
Machado
22,23,25,51,68,98.
Martins
20,28,29,31,60,79,82.
Modelos
12,13,14,16,23,24,28,29,30,33,37,38,39,40,41,4
2,43,44,45,46,47,51,53,67,68,79,81,97,98,100,1
01,103,104,106,117,119.
Modelo didático
13,38,40,75,78,91,103.
Modelo mental
35,38,40,75,78,91,103.
Nagem
12,13,34,60,79,98,105.
Nuñes
40,42,67,81,98,105,117.
Olho humano
12,14,32,44,45,48,49,50,51,54,55,58,60,61,63,6
4,65,66,67,68,69,72,75,76,77,78,79,82,84,86,88
,89,90,92,93,94,95,98,103,104,105106,107,108,
156
Ensino
12,14,15,30,31,32,33,37,35,37,38,42,
43,49,50,56,57,58,60,70,79,80,92,93,
98,107,108,118.
Eysenck e Keane
35,36,75,90,103.
Gilbert e Boulter
38,38,40,41,97,100,103,104,106.
Giordan e Vechi
44,45,54,97,101.
Gombrich
20,34,35,79.
109,110,111,113,114,116,118.
Representação
16,18,19,20,21,22,23,24,25,29,33,34,35,36,37,3
8,41,51,53,65,66,67,68,75,76,77,78,79,91,92,93
,96,103,105.
Tecnologia
12,13,14,16,22,23,24,27,30,32,33,118.
Virtual
13,14,25,26,27,28,38,41,49,52,54,61,63,68,69,7
2,73,80,82,83,90,105,106,107,113,114,115,116,
117,118.
Livros Grátis( http://www.livrosgratis.com.br )
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