MAPAS CONCEITUAIS COMO INSTRUMENTO DE PROMOÇÃO E AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM DE COSMOLOGIA

Rogério Aparecido dos Santos

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós­Graduação no Curso de Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Orientador: Prof. Dr. Luiz Telmo da Silva Auler

Volta Redonda, RJ Dezembro de 2015

ii

FICHA CATALOGRÁFICA

S586p Santos, Rogério Aparecido dos Mapas Conceituais como Instrumento de Promoção e

Avaliação da Aprendizagem de Cosmologia / Rogério Aparecido dos Santos ­ Volta Redonda: UFF / Icex, 2015.

xi, 119 f.: il.;30cm. Orientador: Luiz Telmo da Silva Auler Dissertação (mestrado) – UFF / Instituto de Ciências Exatas /

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, 2015. Referências Bibliográficas: f. 122 - 126. 1. Ensino de Física. 2. Mapas Conceituais. 3. Cosmologia. I.

Auler, Luiz Telmo da Silva. II. Universidade Federal Fluminense, Instituto de Ciências Exatas, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física. III. Mapas Conceituais como Instrumento de Promoção e Avaliação da Aprendizagem de Cosmologia.

iii

Dedico esta dissertação aos meus amados filhos Miguel e Maria Júlia. Se um dia eles precisarem de um exemplo concreto para enfrentar

os obstáculos que naturalmente surgirão entre eles e a realização de seus sonhos, que nestas páginas

possam enxergar um exemplo deixado pelo velho pai...

iv

AGRADECIMENTOS

Estes dois anos mais recentes da minha história foram vividos com muitas viagens

Angra x Volta Redonda (RJ) para fazer uma das coisas que eu mais estimo na vida: estudar. Por

isso, cada viagem foi curtida com imensa alegria e satisfação pois foram feitas para buscar a

única coisa que comigo ficará por toda minha existência como espírito imortal: o Conhecimento.

Essa busca constante e infinita vem me tornando uma pessoa cada vez melhor, porquanto me

ajuda a evoluir intelecto e moralmente, e assim pretendo retornar ao mundo espiritual, um dia,

melhor do que quando aqui renasci há mais de 30 anos.

No ano de 2013, “em cima da hora”, fiz minha inscrição para o Mestrado Nacional

Profissional em Ensino de Física ­ MNPEF e, ainda sem ter completa noção disso, estava

iniciando uma das mais emocionantes etapas da minha vida, ao final da qual, sairia Mestre em

Ensino de Física, além de ter conquistado a amizade de pessoas tão interessantes e interessadas

na mesma busca em que eu me empenhava. Essas pessoas são os meus novos e eternos amigos

que constituíram comigo a minha inesquecível TURMA 2013 do PÓLO 15 ­ UFF/VR. Agradeço

a cada um que com sua amizade, companhia, companheirismo ou simplesmente presença

estiveram comigo nesta empreitada.

Em especial gostaria de agradecer:

Ao meu orientador, Prof. Dr. Luiz Telmo da Silva Auler que com sua paciência e

tolerância soube, de uma maneira com que ninguém mais poderia, me orientar na execução deste

relevante trabalho. A ele devo meu reconhecimento e consideração por ter me compreendido em

minhas deficiências e dificuldades sendo tolerante, ativo e amigo no trabalho de me orientar na

execução desta tarefa tão importante para mim.

Aos meus amigos carinhosamente chamados de “Pessoal do Hotel” com os quais tive a

grata satisfação de confabular sobre os mais diversos assuntos naquelas noites de sexta­feira,

primeiro em Volta Redonda e depois em Barra Mansa. Isso me tornou uma pessoa mais sábia por

aprender um pouco mais com cada um deles que comigo compartilhou generosamente sua

sabedoria. Com eles pude, também, dividir os angustiantes momentos de dificuldades

enfrentados nesse curso e aprender a ter a coragem necessária para seguir em frente sem

esmorecer.

v

Ao amigo e colega de curso Lair Amorim e sua esposa por nos receber periodicamente

em sua casa para aqueles churrascos animados com os quais encerrávamos períodos de intenso

estudo.

Aos amigos e colegas de curso, Manoel Coelho, Ricardo Monteiro, Alan Reis e Robson

Macedo, com os quais constituí o grupo de pesquisa e apresentação de trabalhos ao longo do

Mestrado, pela amizade e colaboração.

Aos meus pais Maria Irene e Sebastião Aparecido, meus irmãos Marcelo, Cristina, Rafael

e João Paulo que sempre me entenderam, me apoiaram e me auxiliaram nessa minha grande e

insopitável paixão que é estudar; e aos meus sobrinhos e sobrinhas que me proporcionavam os

momentos de descontração e brincadeiras de que precisava para aliviar o estresse.

À minha Companheira Alcione e aos meus filhos Miguel e Maria Júlia, esta veio ao

mundo quando eu já iniciara os estudos do mestrado dando­me ainda mais força para seguir em

frente, por entenderem minha ausência e momentos de clausura para me dedicar aos estudos

deste curso e redação desta dissertação.

Ao Prof. Hippolyte Léon Denizard Rivail (Allan Kardec) e aos Espíritos Superiores por

não terem desistido do colossal trabalho de codificação da Doutrina Espírita com a qual, dentro

de minhas limitações, procuro compreender minha existência.

À todos os professores do MNPEF PÓLO 15­UFF/VR que sempre estiveram ao nosso

lado contribuindo com seus saberes e experiência para o engrandecimento dos nossos.

À Jesus, o Homem que aceitou a penosa missão de ser o modelo e guia da humanidade

deixando preciosos ensinamentos que me servem de diretriz nesta vida.

À Deus, inteligência suprema e causa primária de todas as coisas, por ter me agraciado

com a oportunidade de existir e para o qual devo me aproximar um dia quando estiver com a

inteligência e moral plenamente desenvolvidas.

À CAPES pelo apoio financeiro por meio da bolsa concedida.

vi

I can see clearly now the rain is gone. I can see all obstacles in my way.

Gone are the dark clouds that had me blind.

It's gonna be a bright (bright) bright (bright) sunshiny day. It's gonna be a bright (bright) bright (bright) sunshiny day.

Jimmy Cliff

vii

RESUMO

MAPAS CONCEITUAIS COMO INSTRUMENTO DE PROMOÇÃO E AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM DE COSMOLOGIA

Rogério Aparecido dos Santos

Orientador: Prof. Dr. Luiz Telmo da Silva Auler

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós­Graduação no Curso de Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física

A Cosmologia faz parte dos conteúdos de Física Moderna e contemporânea do nível médio, cuja abordagem já está presente no Currículo Minimo de Física do Estado do Rio de Janeiro. Este novo currículo propõe proposta curricular um ensino de Física menos matematizado, mais próximo da alfabetização científica, onde o indivíduo apropria­se dos debates científicos, reconhecendo a ciência e a tecnologia como interdependentes, de caráter evolutivo, e capazes de moldar a sociedade contemporânea. O presente trabalho, em consonância com esse novo paradigma educacional, apresenta como produto uma sequência didática baseada em mapas conceituais para ensino de Cosmologia em turmas do primeiro ano do Ensino Médio. A técnicados mapas conceituais foi escolhida porque trata­se de uma ferramenta de grande utilidade, tanto para facilitar, como para avaliar o processo de ensino­aprendizagem, em especial para mostrar indícios da ocorrência de Aprendizagem Significativa. Nesta dissertação apresentamos como são construídos e analisados mapas conceituais, bem como as bases que fundamentam o uso de tais mapas para estudos da ocorrência de Aprendizagem Significativa. A sequência didática proposta como produto contêm os roteiros de aulas completos para que o professor possa trabalhar a Cosmologia com seus alunos utilizando mapas conceituais. Nossa proposta privilegia a confecção cooperativa dos mapas para propiciar a negociação dos conceitos entre os alunos. Apresentamos a análise dos resultados obtidos da aplicação do produto em uma turma de Ensino Médio da rede pública estadual (RJ). Junto com o produto, apresentamos um guia para que o professor possa analisar os mapas conceituais produzidos por sua turma, buscando indícios do tipo de aprendizagem que seus alunos estão tendo.

Palavras­Chave: Ensino de Física, Mapas Conceituais, Cosmologia

Volta Redonda, RJ Dezembro de 2015

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ABSTRACT

CONCEPT MAPS AS PROMOTION INSTRUMENT AND EVALUATION OF LEARNING COSMOLOGY

Rogério Aparecido dos Santos

Supervisor: Prof. Dr. Luiz Telmo da Silva Auler

Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós­Graduação no Curso de Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF), in partial fulfillment of the requirements for the degree Mestre em Ensino de Física.

The Cosmology is part of modern and contemporary physics content of the high level curriculum, whose approach is already present in Minimum Curriculum of Physics of the State of Rio de Janeiro. This new curriculum proposes a less mathematized physics teaching, closer to scientific literacy, where the individual appropriates the scientific debates, recognizing the science and technology as interdependent, having also an evolutionary character. The main purpose is to develop in the student the ability to explain and discuss science and technology in the contemporary society. This work, aligned with this new educational paradigm, proposes as the educational product a didactic sequence based on conceptual maps for teaching cosmology in the first year of high school. The methodology of the conceptual maps was chosen because it is a very useful tool, both to facilitate, and to evaluate the process of teaching and learning, especially to show evidence of the occurrence of meaningful learning. In this thesis we present how those conceptual maps are constructed and analyzed, as well as the bases underlying the use of such maps to study the occurrence of meaningful learning. The didactic sequence proposed as a product contains the scripts of full classes so that the teacher can work cosmology with their students using concept maps. Our proposal focuses on cooperative preparation of maps to facilitate the negotiation of concepts among students. The analysis of the results of applying the product in a high school class of a public school is presented. Along with the product we also present a guide to analysis of the concept maps produced by the students, seeking evidence of the kind of learning that their students are having.

Keywords: Physics Teaching, Concept Maps, Cosmology

Volta Redonda, RJ December , 2015

ix

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 ­ Dois conceitos relacionados formam uma proposição ………………………………16

Figura 3.2 ­ Sequência de passos para construção de mapa conceitual ………………………..17

Figura 6.1 ­ Exemplo dos desenhos elaborados…………………………………………………….55

Figura 6.2 ­ Mapa conceitual do tipo fluxograma sobre o modelo geocêntrico.………………....58

Figura 6.3 ­ Mapa conceitual do tipo hierárquico sobre o modelo geocêntrico…………………..61

Figura 6.4 ­ Mapa conceitual do tipo hierárquico sobre o modelo heliocêntrico………………....62

Figura 6.5 ­ Mapa conceitual sobre a transição entre modelos de sistema solar………………..63

Figura 6.6 ­ Mapa conceitual sobre o movimento planetário e a Lei da Gravitação

Universal………………………………………………………………………………………………....64

Figura 6.7 ­ Mapa conceitual do tipo centrado sobre o modelo heliocêntrico…………………....66

Figura 6.8 ­ Mapa Conceitual do tipo hierárquico produzido pelo mesmo grupo que fez o mapa

da figura 6.7 sobre o tema modelo geocêntrico……………………………………………….……..68

Figura 6.9 ­ Mapa conceitual sem estrutura definida: circular………………………………….…..69

Figura 6.10 ­ Mapa conceitual sem estrutura definida: fragmentado……………………………..70

Figura 6.11 ­ Captura de tela do aplicativo “Phet” chamado Laboratório de Força Gravítica….77

Figura 6.12 ­ Captura de tela do aplicativo “Phet” chamado Gravidade e Órbitas……………...78 Figura A1 ­ Página contendo o “texto 4” a ser trabalhado com os

alunos……………………......................................................................................................….117

x

LISTA DE TABELAS

Tabela 4.1 ­ Competências e habilidades para o tema Cosmologia no Currículo Mínimo do

Estado do Rio de Janeiro………………………………………………………………………………33

Tabela 4.2 ­ Unidades temáticas……………………………………………………………………...35

Tabela 6.1 ­ Resultados da análise dos desenhos………………………………………………….53

Tabela 6.2 ­ Mapas conceituais produzidos durante a sequência de aulas……………………...57

Tabela A1 ­ Modelo para classificação dos desenhos e determinação do nível de conhecimento

dos alunos sobre o sistema solar……………………………………………………………………..87

Tabela A2 ­ Modelo para classificar os mapas conceituais…………………………………........104

Tabela A3 ­ Modelo para identificar indícios de aprendizagem significativa nos mapas

conceituais……………………………………………………………………………………………..106

xi

LISTA DE SIGLAS

PCN ­ Parâmetros Curriculares Nacionais

LDB ­ Leis de Diretrizes e Bases

CMF ­ RJ ­ Currículo Mínimo de Física do Rio de Janeiro

NEJA ­ Nova Educação de Jovens e Adultos

SEEDUC ­ RJ ­ Secretaria de Educação do Rio de Janeiro

xii

Sumário

Capítulo 1

Introdução……………………………………………………….………….….…...….1

Capítulo 2 Referencial teórico…………………………………….................................3

2.1 A teoria da Aprendizagem Significativa……….…………………...………..…....3

2.1.1 Conhecimentos Prévios…………………………....……....……………....4

2.1.2 Organizadores Prévios……………………………….……...…………......8

2.2 Pesquisa-ação……………………………….……………………...………….….10

Capítulo 3 Mapas conceituais……………………….…………………...………....…14

3.1 Definição e origem………………………………………………...………....…..14

3.2 Estrutura e construção…………….………………………………...………..…..15

3.3 Mapas conceituais e Aprendizagem Significativa………………..…..………......18

3.4 Aplicações no ensino……………………………………………......………..…..19

3.4.1 Promoção e avaliação da aprendizagem………………………….……....19

3.4.2 Relações conceituais………………………………………...………........23

Capítulo 4 Cosmologia no Ensino Médio………………………….………...…...…...26

4.1 A legislação brasileira de ensino……………………………………………...….26

4.2 O ensino de Física e os PCN’s………………………………….….………...…..26

4.3 O currículo mínimo do estado do Rio de Janeiro……………………...……........30

4.4 A cosmologia em sala de aula……………………………….……...………..…..32

Capítulo 5 Metodologia……………………..…………………………..………..…...37

5.1 O contexto………………………………………………………….……….........37

5.1.1 O grupo de estudo…………………………...…………….…………..….37

5.1.2 Cosmologia no currículo mínimo do estado do Rio de Janeiro……..........38

5.2 O método da pesquisa…………….………………………………….……....…....38

5.2.1 A pesquisa-ação na realidade da sala de aula……………………....….....38

5.2.2 Um pouco da pesquisa qualitativa aplicada na dissertação…………..…..39

5.3 Os princípios do planejamento didático……………………………………...…..41

5.3.1 Das aulas……………………………………...……………………...…...41

5.3.2 Da sequência didática…………………………………...…………...…...42

5.4 Aplicação do produto…………………………………….……………........…....43

5.5 A coleta de dados…………………………………………...…………….…..….47

5.5.1 Desenho……………………………..…………………………….….…..47

5.5.2 Mapas conceituais……………………………..………………….…..….48

5.5.3 Questionário final…………………………………………………....…...48

Capítulo 6 Resultados e discussão………………………………………..…….....….50

6.1 A análise de conteúdo na pesquisa qualitativa………………………………..….50

6.2 Os conhecimentos prévios à partir dos desenhos…………………………......….52

6.3 Sobre os mapas conceituais………………………………………………...….…55

6.3.1 Categorização dos mapas conceituais…………………………….….…..56

6.3.2 Análise dos mapas conceituais por categoria………………………….....58

6.4 Sobre o questionário final…………………………………………………....…..71

6.5 Uma visão crítica do produto educacional………………………………...….….79

Capítulo 7 Considerações Finais………………………………………………....…...82

Apêndice A Produto Educacional………………………..……………………...……..86

Apêndice B Esquema de Apoio…………………………………...……………...…...121

Referências Bibliográficas……………………………...………………………...…...122

Capítulo 1

Introdução

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN’s) convidam os professores de Física e, de

certo modo, a todos aqueles que estão responsabilizados pelo ensino dessa disciplina no Brasil, à

uma reflexão quanto ao currículo de Física que é atualmente adotado nas escolas de Ensino

Médio. Sua proposta básica é oferecer uma abordagem dos conteúdos tratados por essa disciplina

de modo a propiciar a formação de um cidadão participativo no contexto científico e tecnológico

da sociedade contemporânea. Isso só será possível abandonando­se o carácter essencialmente

teórico e abstrato tal como os conteúdos de Física são tradicionalmente ensinados nas salas de

aula do Ensino Médio. Deve­se promover, em seu lugar, uma aprendizagem na qual o aluno

consiga dar significados ao conhecimento novo que a ele é apresentado, partindo­se de conteúdos

que fazem parte de seu contexto vivencial. Neste ponto, os PCN’s apontam para um ensino de

Física pautado pela abordagem de conteúdos da Física Moderna e contemporânea.

No estado do Rio de Janeiro, desde o ano de 2012, os professores de Física que lecionam

em escolas estaduais devem se orientar pelo Currículo Mínimo elaborado especificamente para

essa disciplina. Nesse documento, em consonância com as ideias trazida pelos PCN’s em relação

à reformulação do ensino de Física, a abordagem de assuntos de Física Moderna e

contemporânea é distribuída ao longo dos três anos do Ensino Médio. Desta forma, o grande

tema Mecânica começa a ser abordado no currículo mínimo à partir da Cosmologia, ministrada

como conteúdo inicial do primeiro ano do Ensino Médio, e não como um tópico de final de

curso, como normalmente tais conteúdos eram encontrados.

A sequência didática que foi elaborada como produto educacional desta dissertação

oferece uma opção de ensino dos conteúdos de Cosmologia utilizando os mapas conceituais de

Novak como instrumentos de promoção e avaliação da aprendizagem. Respaldada nos trabalhos

do professor Marco Antônio Moreira no campo do ensino de Física a presente proposta foi

fundamentada na teoria da Aprendizagem Significativa.

O produto educacional aqui desenvolvido envolveu três etapas: a primeira consistiu em

um levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes à partir da solicitação para que

elaborassem um desenho sobre como concebiam o sistema solar; a segunda etapa consistiu na

elaboração de mapas conceituais à partir de textos previamente selecionados e utilizados

paralelamente ao emprego de organizadores prévios; e a terceira etapa consistiu na aplicação de

um questionário final para verificação se houvera evolução e/ou substituição dos conceitos

previamente presentes na estrutura cognitiva dos estudantes.

Para apresentação do produto, sua fundamentação e os resultados de sua aplicação, esta

dissertação foi organizada da seguinte forma:

No capítulo 2 é apresentado o referencial teórico no qual o trabalho foi fundamentado.

Trata­se de uma apresentação da teoria da Aprendizagem Significativa, do norte­americano

David Paul Ausubel. Este capitulo é finalizado com uma apresentação da concepção de

pesquisa adotada ao longo da elaboração dos trabalhos, que foi a pesquisa­ação.

Os mapas conceituais são apresentados no Capítulo 3, iniciando pela definição e origem,

passando pelos princípios de sua elaboração e avaliação. Encerrando este capítulo é

discutida a relação destes mapas com a Aprendizagem Significativa e suas aplicações no

campo do ensino.

O Capítulo 4 apresenta uma discussão de como o ensino de Cosmologia é proposto no nível

médio. Para tanto, é analisada a sua abordagem pelos documentos oficiais que

consubstanciam o ensino de Física nas salas de aulas.

A metodologia de pesquisa que foi utilizada neste trabalho é apresentada no capítulo 5,

juntamente com uma breve descrição do grupo de alunos e da escola onde o produto foi

aplicado. O capítulo finaliza com uma apresentação dos procedimentos que nortearam a

elaboração do produto bem como a obtenção dos dados gerados pela pesquisa.

Os resultados obtidos são discutidos no capítulo 6 através da utilização da análise de

conteúdo na pesquisa qualitativa. Neste capítulo também é discutido de que maneira o

levantamento de conhecimentos prévios e a elaboração de mapas conceituais influenciaram

nas respostas obtidas pelo questionário final. O capítulo se encerra com uma discussão da

consolidação do produto após sua aplicação teste.

Por fim, no Capítulo 7 são feitas as considerações finais do trabalho, enquanto que o

produto em si, ou seja, a sequência didática, é apresentada nos Apêndice A e B.

2

Capítulo 2

Referencial Teórico

Neste capítulo apresentamos a teoria da Aprendizagem Significativa do norte­americano

David Paul Ausubel, que usaremos como referencial teórico para elaborar e analisar nosso

produto. Os princípios da pesquisa­ação são apresentados ao final do capítulo, pois norteiam a

postura do professor enquanto pequisador em sala de aula.

2.1 A Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel

Uma das teorias da aprendizagem mais difundidas atualmente é a chamada Teoria da

Aprendizagem Significativa, que desenvolveu­se a partir dos trabalhos do psicólogo e psiquiatra

norte­americano David Paul Ausubel (1918­2008). Segundo seu autor, o conteúdo novo

apresentado ao estudante se insere na sua estrutura cognitiva interagindo com o que ele já sabe

anteriormente. Isto é, para que um indivíduo aprenda é necessário que o novo conhecimento com

o qual ele toma contato interaja de maneira substantiva e não­arbitrária com os conhecimentos

que ele já possui. Portanto, tal teoria trata de uma forma de aprendizagem não­isolada, pelo

contrário, dinâmica e interativa ,evidenciando que o aluno, para aprender, precisa relacionar todo

conhecimento acumulado ao longo de sua trajetória escolar de maneira clara e coerente. Em

outras palavras, todo o conhecimento acumulado em um indivíduo, para que se configure

plenamente estabelecido, deve estar associado de maneira lógica e substancial, à semelhança de

uma corrente que para constituir­se em sua total integridade precisa ter seus elos interligados

entre si. Assim, é o conhecimento anterior que permite um novo conhecimento ter significado.

Segundo Moreira (1997):

“A essência do processo daAprendizagem Significativa está, portanto, no

relacionamento não­arbitrário e substantivo de ideias simbolicamente

expressas a algum aspecto relevante da estrutura de conhecimento do

sujeito, isto é, a algum conceito ou proposição que já lhe é significativo e

3

adequado para interagir com a nova informação.”[MOREIRA, 1997, p.2]

Segundo Ausubel, a fixação do novo conhecimento acontece quando ele se associa de

forma não­arbitrária e substantiva (não­literal) com os elementos relacionados e já presentes no

cabedal cognitivo do estudante. Quando se fala de uma aquisição não­arbitrária de conhecimento

queremos dizer que o novo conteúdo deve ser significativo para o aluno, isto é, ele precisa ser

capaz de fazer associações com ele, de relacionar o novo com o velho conhecimento. Nesse

processo, aquilo que o professor propõe como conhecimento a ser adquirido incorpora­se à

estrutura cognitiva do indivíduo tomando seu devido lugar e provocando as mudanças

necessárias para a sua total assimilação. Importante ressaltar ainda que essa associação não se dá

de qualquer forma, ela acontece quando o sujeito associa o novo conhecimento com conteúdo

específico já presente. E quando se fala de uma aprendizagem substantiva propõe­se aquela

aprendizagem na qual não se deve fixar em palavras meramente, mas nos conceitos trazidos pelo

conjunto de palavra, ou seja, como as idéias estão encadeadas dentro de um contexto lógico e

coerente de conteúdo.

Concluindo, considerando­se as ideias da teoria da Aprendizagem Significativa, torna­se

fundamental que os professores, de alguma forma, busquem, em primeiro lugar, maneiras de se

sondar os conhecimentos prévios de seus alunos antes de apresentar­lhes um conhecimento

novo.

2.1.1 Conhecimentos prévios

A Aprendizagem Significativa está calcada, como já vimos no item anterior, na aquisição

de conteúdo mediante sua interação substantiva e não­arbitrária com aquilo que o indivíduo já

sabe. Ausubel se referia a esses elementos essenciais da aprendizagem, os conhecimentos

prévios, chamando­os de subsunçores. Os subsuncçores funcionam dentro da estrutura cognitiva

do indivíduo como âncoras que direcionam a assimilação de novos conhecimentos. A palavra

subsunçor é utilizada em substituição à palavra inglesa “subsumer”. O subsunçor, por sua vez,

tanto pode ser um símbolo já significativo, um conceito, uma proposição, um modelo mental ou

mesmo uma imagem.

4

Os conhecimentos prévios do sujeito possuem um carácter específico para cada assunto

com o qual ele se depara por recepção ou mesmo por descobrimento. Isto quer dizer que o sujeito

ao se deparar com um novo conceito através de uma aula, de um vídeo ou simplesmente de uma

leitura, automática e inconscientemente acessa seu cabedal de conhecimentos prévios, ou

subsunçores, na busca instintiva de informações que possam auxiliá­lo no processo de dar um

significado ao novo conhecimento, para que este figure como um novo conceito adquirido. Esse

processo se dá de maneira dinâmica e interativa, pois quando o novo conceito é adquirido ele

acaba, devido a uma relação de mão dupla, modificando o subsunçor que lhe serviu de âncora e

provocando neste mudanças que o tornam mais geral e abrangente ou corroborando

conhecimentos já presentes.

Moreira (2012) usa como exemplo para esclarecer a interação subsunçor­conceito novo o

caso da Conservação da Energia Mecânica. Salienta que quando um estudante é instigado a

resolver problemas de energia cinética e potencial está, apenas corroborando as idéias que já

possui. Entretanto, se lhe for apresentada a 1ª Lei da Termodinâmica como um novo caso de

conservação de energia, porém, em fenômenos térmicos, o subsunçor inicial ganhará novos

significados e ficará mais abrangente pois terá, para o aprendiz, aplicação não somente na

Mecânica mas na Termodinâmica também. À medida que novos conceitos vão sendo

apresentados e interagindo de forma significativa, como a conservação do momento linear,

angular e da carga elétrica, estes vão se associando ao subsunçor conservação da energia

enriquecendo­o e tornando­o cada vez mais abrangente e estável. O aprendiz nesse processo, de

recepção ou descoberta de novos conceitos pouco a pouco, estará elevando o subsunçor inicial,

conservação da energia, ao patamar de uma lei geral da Física. Conforme Moreira (2012)

“Esta forma de Aprendizagem Significativa, na qual uma nova idéia, um

novo conceito, uma nova proposição, mais abrangente, passa a

subordinar conhecimentos prévios é chamada de Aprendizagem

Significativa superordenada. Não é muito comum; a maneira mais típica

de aprender significativamente é a Aprendizagem Significativa

subordinada, na qual um novo conhecimento adquire significado na

ancoragem interativa com algum conhecimento prévio especificamente

5

relevante.” [MOREIRA, 2012, p.3]

Interessante notar que um subsunçor, potencialmente rico e estável, à medida que não é

utilizado, passa por um processo de obliteração. Perde a clareza e consistência de seus

significados. Dizemos, então, que o subsunçor foi esquecido pelo indivíduo. Entretanto, esse

processo é normal e uma reaprendizagem desses conceitos se processa de forma relativamente

fácil quando a aprendizagem é significativa. Disso percebemos, então, que a Aprendizagem

Significativa não é aquela que nunca se esquece mas sim aquela que, uma vez tendo sido

realizada, permite a reaprendizagem rápida dos conteúdos quando o sujeito julgar necessário. O

mais importante, portanto, é que os significados não ser perdem nesse processo de assimilação

obliteradora. E isto é justamente o que diferencia a Aprendizagem Significativa daquela chamada

de aprendizagem mecânica, pois, nesta, a reaprendizagem não é possível, haja vista, que os

conteúdos, em momento algum, chegaram a ser aprendidos de fato [MOREIRA, 2012].

De certa forma podemos dizer que em nossa estrutura cognitiva há vários subsunsores e

estes estão em diversas fases de desenvolvimento. Alguns estão menos avançados, outros mais

avançados e há inclusive os que estão involuindo. Essas constatações contribuem para nos

mostrar que a estrutura de subsunçores à qual damos guarida em nosso campo cognitivo é uma

estrutura dinâmica e bastante versátil.

Entretanto, é importante considerar ainda que os conhecimentos prévios que o sujeito

possui, embora sejam considerados por Ausubel como os elementos mais importantes na

facilitação da Aprendizagem Significativa, nem sempre cumprem esse papel. Há conhecimentos

prévios que dificultam a Aprendizagem Significativa de determinados conceitos. São os que

chamamos de concepções alternativas as quais atualmente vêm sendo pesquisadas,

principalmente, no Ensino de Ciências. Outro fato é que uma Aprendizagem Significativa nem

sempre equivale a dizer uma aprendizagem correta. As próprias concepções alternativas citadas

anteriormente são resultado de aprendizagens significativas em desacordo com o conhecimento

cientificamente aceitável.

Encontramos, na literatura, basicamente duas condições que devem ser respeitadas para

considerarmos a Aprendizagem Significativa que são o uso de material potencialmente

significativo e estudantes predispostos a aprender. De acordo com Pelizzari (et al, 2002):

6

“Para haver Aprendizagem Significativa são necessárias duas condições.

Em primeiro lugar, o aluno precisa ter uma disposição para aprender: se o

indivíduo quiser memorizar o conteúdo arbitrária e literalmente, então a

aprendizagem será mecânica. Em segundo, o conteúdo escolar a ser

aprendido tem que ser potencialmente significativo, ou seja, ele tem que

ser lógica e psicologicamente significativo: o significado lógico depende

somente da natureza do conteúdo, e o significado psicológico é uma

experiência que cada indivíduo tem. Cada aprendiz faz uma filtragem dos

conteúdos que têm significado ou não para si próprio.” [PELIZZARI et

al, 2002, p.38]

Normalmente, em sala de aula, os recursosdisponíveis para que os professores possam

trabalhar os conteúdos de suas disciplinas são o livro didático e suas próprias aulas.

Considerando­se ainda que em alguns casos, os professores se utilizam de softwares de

computadores e aplicativos de smartphones e tablets. Seja o que for que o professor vá usar, tais

recursos precisam apresentar um certo nível de lógica e coerência aos estudantes para que estes

possam atribuir um significado ao material, por isso dizemos que tais materiais podem, no

máximo, ser considerados potencialmente significativos ou não significativos. Em outras

palavras, para ser significativo o material utilizado precisa ser relacionável à estrutura cognitiva

do estudante, isto é, deve encontrar conhecimentos prévios que lhe confiram logicidade para o

aprendizado. Moreira (2012) salienta que:

“É importante enfatizar aqui que o material só pode ser potencialmente

significativo, não significativo: não existe livro significativo, nem aula

significativa, nem problema significativo, pois o significado está nas

pessoas, não nos materiais.” [MOREIRA, 2012, p.8]

Por outro lado, estarem os estudantes, predispostos a aprender parece ser a condição mais

difícil de ser atingida. E isso não se relaciona com o gostar ou não de tal disciplina. O indivíduo

precisa estar predisposto a diferenciar e integrar o novo conhecimento que a ele é apresentado.

Por algum motivo ele percebe que precisa fazer isso. Pode ser, por exemplo, pela consciência de

7

que se não conseguir o entendimento do assunto não conseguirá a aprovação nos exames.

A realidade em que, na maioria dos casos, o professor se depara na realização de seu

trabalho é aquela em que os estudantes chegam em sala de aula com extrema dificuldade para

relacionar os novos conhecimentos com seus conhecimentos prévios. Isso se dá, principalmente,

pela ausência parcial ou até mesmo total de tais conhecimentos. Portanto, para alcançar a

Aprendizagem Significativa de conteúdos, o trabalho do professor deve começar pela

investigação da existência ou não desses conhecimentos pois, os novos conhecimentos

necessitam de uma estrutura conceitual de apoio na qual possam se fixar e ganhar sentido.

Entretanto, como é comum ocorrer que os estudantes não tenham os conhecimentos prévios

necessários para a sequência dos estudos, uma possibilidade de contornar esse problema seria

pela inserção e uso de organizadores prévios na elaboração das estratégias de ensino e

aprendizagem.

2.1.2 Organizadores prévios

O problema da falta de domínio de um conteúdo por parte dos alunos é recorrente em

nossas redes de ensino. Não raro, ao entrar em sala de aula, o professor se depara com uma

realidade alarmante. Ao iniciar uma matéria de ensino com seus alunos, logo percebe, que neles

falta o conhecimento necessário para acompanhar o conteúdo que deseja ministrar ou esses

mesmos estudantes não conseguem perceber a relação entre o que eles já estudaram e o novo

conteúdo apresentado. Isto é, os estudantes não possuem os subsunçores, ou não conseguem

perceber os vínculos entre os conteúdos que estudam, com os quais darão significado ao novo

conhecimento que o professor abordará em suas aulas.

Em casos como esse, o próprio Ausubel, recomenda o uso de organizadores prévios.

Estes se constituem em um recurso que propiciará aos estudantes a facilitação da Aprendizagem

Significativa de um novo conteúdo. Entretanto, este recurso instrucional deve ser bem

compreendido para não ser confundido com um simples resumo, sumário ou visão geral por que

estes estão no mesmo nível de abstração do material que deve ser aprendido. O requisito

fundamental para que determinado material possa ser considerado um organizador prévio é a sua

8

abrangência, abstração e inclusividade. Assim:

“Os organizadores prévios podem tanto fornecer “ideias âncora”

relevantes para a Aprendizagem Significativa do novo material, quanto

estabelecer relações entre ideias, proposições e conceitos já existentes na

estrutura cognitiva e aqueles contidos no material de aprendizagem, ou

seja, para explicitar a relacionabilidade entre os novos conhecimentos e

aqueles que o aprendiz já tem mas não percebe que são relacionáveis aos

novos.” [Moreira, 2012, p.2]

Podem funcionar como organizadores prévios uma pergunta, uma situação­problema,

um enunciado, um filme, uma leitura introdutória, uma simulação ou até mesmo uma aula que

anteceda um conjunto de outras aulas que tratarão de determinado assunto. Um organizador

prévio bem escolhido funcionará como um facilitador da Aprendizagem Significativa na medida

em que participe do processo como uma ponte entre os conhecimentos prévios dos estudantes e

os novos conhecimentos com os quais passam a ter contato. Essa é justamente a verdadeira

função de um organizador prévio, ser uma “ponte cognitiva”, segundo Ausubel, sem, no entanto,

desconsiderar uma outra possibilidade dos organizadores prévios, que é a introdução de

subsunçores na estrutura cognitiva dos estudantes.

Pode­se, na prática, trabalhar com dois tipos de organizadores prévios em função do

conteúdo que deve ser ensinado. Se os novos conhecimentos são familiares aos estudantes,

pode­se utilizar o organizador do tipo comparativo que funcionará como a ponte entre o

conhecimento similar já existente na estrutura cognitiva do estudante e o novo conhecimento

apresentado. Tal organizador propiciará a integração e a diferenciação entre novos e velhos

conceitos. Em contrapartida, se o novo conhecimento não for familiar aos estudantes o melhor é

optar por um organizador do tipo expositivo. Este é estruturado em cima daquilo que os

estudantes já conhecem de outras áreas de estudo e funciona como “ancoradouro inicial

provisório” aos novos conceitos, ideias ou proposições apresentados aos aprendizes.

9

2.2 Pesquisa­Ação

A pesquisa­ação é uma forma de se confrontar um problema sendo parte integrante do

contexto onde ele é gerado, não evidentemente, como o seu causador, mas, sobretudo, como

aquele que o observou e deseja encontrar soluções possíveis de se pôr em prática. A

pesquisa­ação opõe­se à pesquisa tradicional pelo seu modus operandi, na verdade, ela tem

características próprias, pois ela não se baseia em uma única maneira de agir, rígida, padronizada

como a pesquisa tradicional é realizada nos meios científicos, pois suas etapas de realizações

dependerão do contexto em que a pesquisa estiver sendo desenvolvida e dos indivíduos dela

participantes. Esse tipo de pesquisa tem por objetivo principal, tirar o pesquisador de sua

imobilidade. Ela visa trazer o pesquisador para o ambiente pesquisado por meio de sua

participação atuante. Desse modo, ela toma por objetivo superar o problema inicialmente

identificado, e muito criticado por diversos pesquisadores, que é a falta de sintonia entre a teoria

empregada pelo pesquisador e sua prática profissional.

“A pesquisa­ação surgiu da necessidade de superar a lacuna entre teoria e

prática. Uma das características deste tipo de pesquisa é que através dela

se procura intervir na prática de modo inovador já no decorrer do próprio

processo de pesquisa e não apenas como possível conseqüência de uma

recomendação na etapa final do projeto.” [ENGEL, 2000, p.182]

Quando se diz que a pesquisa­ação, em seu contexto, almeja tirar o pesquisador de sua

imobilidade (neutralidade), tem­se a intenção de dizer que, nesse tipo de pesquisa, o pesquisador

deve mudar a concepção tradicional que tem de si mesmo e de seu papel ao longo do processo.

Ele deve se aproximar ativamente do contexto em que trabalha sem, no entanto, perder o contato

com o objeto de pesquisa. Todas as suas ações devem estar voltadas para o entendimento de

como o problema se encaixa no ambiente em que a pesquisa se desenvolve, de que maneira, esse

problema, influencia o comportamento dos indivíduos envolvidos e quais os procedimentos que

devem ser tomados ao longo do processo, e não somente à criação de uma proposta de resolução

em uma etapa final.

10

Segundo Naiditch (2010) a pesquisa­ação é uma:

“Forma de pesquisa interativa que visa compreender as causas de uma

situação e produzir mudanças. O foco está em resolver algum problema

encontrado por indivíduos ou por grupos, sejam eles instituições, escolas,

ou organizações comunitárias. A pesquisa­ação se desenvolve na medida

em que pesquisadores investigam um problema e sugerem possíveis

soluções, visando melhorar sua prática profissional, as estratégias por

eles utilizadas em sua forma de trabalho e ampliar o conhecimento acerca

de questões que afetam diretamente a produtividade ou a qualidade do

trabalho desenvolvido por um grupo ou por uma instituição.”

[NAIDITCH, 2010, p.1]

Assim, nota­se que ao se optar pela realização de uma pesquisa­ação, o pesquisador

nunca a realiza sozinho, pois ele é parte integrante de um grupo que percebe e assume que um

problema existe e cuja solução passa a ser buscada pela atuação do profissional que o lidera. A

contrapartida desse processo acaba sendo uma melhoria no agir do próprio pesquisador, pois ele

se desenvolve como profissional na medida em que problemas são resolvidos, que o

conhecimento para implementação de possíveis soluções aumenta ou quando ele consegue

acrescentar melhorias em suas estratégias de atuação.

Segundo diversas fontes, Engel (2000); Franco (2005); Naiditch (2010) a pesquisa­ação

iniciou­se com os trabalhos do psicólogo alemão Kurt Lewin (1890–1947). Esses trabalhos se

desenvolveram à partir de 1946, em um contexto caracterizado pelo período do pós­guerra. Suas

atividades experimentais, de campo, ocorreram quando ele trabalhava em conjunto com o

governo norte­americano. Seus objetivos iniciais eram a mudança de hábitos alimentares da

população e a postura frente a grupos minoritários. Além disso,

“Pautava­se por um conjunto de valores como: a construção de relações

democráticas; a participação dos sujeitos; o reconhecimento de direitos

individuais, culturais e étnicos das minorias; a tolerância a opiniões

divergentes; e ainda a consideração de que os sujeitos mudam mais

11

facilmente quando impelidos por decisões grupais. Suas pesquisas

caminhavam paralelamente a seus estudos sobre a dinâmica e o

funcionamento dos grupos. Sua forma de trabalhar a pesquisa­ação teve

grande desenvolvimento nas empresas em atividades ligadas ao

desenvolvimento organizacional.” [FRANCO, 2005, p. 485]

À partir daí, na década de 60, a pesquisa­ação se desenvolveu bastante na área da

Sociologia preconizando que o pesquisador saísse de seu isolamento e assumisse as

consequências de sua pesquisa. Foi o primeiro passo para surgirem pesquisadores mais

participativos ao longo de todo o processo investigativo.

O próximo campo de aplicação da pesquisa­ação foi, então, o próprio campo do ensino,

em que o professor passou a ser um professor­pesquisador fazendo de sua própria sala de aula

seu objeto de pesquisa. Isso contrasta fundamentalmente com a atuação do professor até então.

Pois este se resumia em um reprodutor de “soluções” para os problemas identificados em sala de

aula, vindos de fora, isto é, de outros profissionais que propunham soluções para os problemas

encontrados durante as aulas sem, no entanto, participar do ambiente escolar.

O principal problema enfrentado, quando do surgimento da pesquisa­ação nas escolas, era

a disparidade entre a teoria educacional que o professor aprendia nas cadeiras universitárias para

lhe servir de base no processo de ensino e aprendizagem e sua verdadeira realidade na prática

profissional e não seria exagero admitir que atualmente esse ainda é um grande problema

presente nas escolas de todo o país, principalmente por falta de formação adequada por parte do

professor que deixa as universidades, do âmbito de seus cursos de graduação, sem terem essa

lacuna devidamente preenchida. Pois como afirma Santos (2010) :

“A construção da formação do professor inicia­se no processo de

efetivação da formação inicial e posteriormente continuada. O modelo

delineado atualmente sobre a formação dos profissionais da educação

apresenta­se com a inexistência de um sistema articulado no processo de

formação inicial e continuada. Tal fato ocasionou a falta de coordenação

e organização das agências formadoras, resultando em ineficácia no

12

desenvolvimento dos cursos de formação inicial, incorrendo em práticas

compensatórias de formação continuada.” [SANTOS, 2010, p.31]

A tentativa de resolução desse problema exigia uma maneira prática e eficaz de atuação

do profissional professor, nesse ínterim, é que a pesquisa­ação toma a sua parte do processo e

passa a auxiliar o trabalho investigativo do professor com o intuito de lhe descortinar as

verdadeiras mazelas do ensino em suas salas de aula a fim de superá­las.

A pesquisa­ação promove o professor em sua função profissional ao conferir­lhe

autonomia para refletir e modificar sua própria prática. Isso se refletirá no surgimento de um

profissional diferente, engajado em sua realidade de trabalho, encorajado a promover as

mudanças necessárias para melhorar sua prática e consciente das mudanças que pode alcançar.

Desse modo, tendo a pesquisa­ação papel tão importante para o desenvolvimento

profissional do professor é necessário que ele aproprie­se dos conceitos e das técnicas pertinentes

ao desenvolvimento desse tipo de pesquisa. Pois há um consenso no meio profissional de que o

professor não sai da universidade “pronto”, seria necessário complementar sua formação com

atividades que engajassem o profissional em um trabalho que lhe confira maior confiança e

desenvoltura no desempenho de sua profissão. Para isso, o professor precisaria dominar os

mecanismos adequados para que ao mesmo tempo em que melhore técnica e profissionalmente

compreenda melhor a realidade em que ele se faz presente e atuante.

Concluindo essa fundamentação teórica, podemos afirmar que a pesquisa e o trabalho

desenvolvido nesta dissertação, assim como o de todo professor participante deste programa de

mestrado profissional em ensino, é uma pesquisa­ação. Mais do que simplesmente constatar isso,

entendemos como parte essencial deste trabalho a tomada de consciência deste novo papel.

Ressaltamos que não se trata de um papel temporário, mas da transformação de um profissional

que se via professor apenas, em um profissional que pautará doravante sua atividade de ensino na

pesquisa, no aprimoramento de suas práticas e na pesquisa­ação.

13

Capítulo3

Mapas conceituais

Neste capítulo introduzimos os mapas conceituais explicando sua estrutura e como se

constrói um. Em seguida, mostramos o interesse de tais mapas para o ensino, em particular sua

utilização no processo de ensino e aprendizagem. Por fim, discutiremos alguns exemplos de

pesquisas acadêmicas que aplicaram tais mapas para estudar a ocorrência de Aprendizagem

Significativa.

3.1 Definição e origem

De uma forma bem simples podemos definir um mapa conceitual ou mapa de conceitos

como aquela estrutura geométrica que traz em seu bojo a representação de como conceitos ou

palavras que representam esses conceitos se relacionam numa grade de conhecimentos. Tais

mapas apresentam certas particularidades e qualidades que os tornam bastante propícios para o

uso em atividades de ensino e aprendizagem. Portanto, a abordagem para o ensino de

Cosmologia, proposta neste trabalho, ocorre por meio da utilização de mapas conceituais, os

quais, como nos diz Moreira e Rosa (1986) ,

“(...) podem ser vistos como diagramas hierárquicos que procuram

refletir a organização conceitual de uma disciplina ou parte dela, ou seja,

derivam sua existência da estrutura conceitual de uma área de

conhecimento.” [MOREIRA;ROSA,1986, p.17]

Os mapas conceituais podem ser utilizados com uma ampla gama de possibilidades: na

organização estrutural de um conteúdo, na avaliação da aprendizagem e também na própria

atividade de ensino. Neste último caso, mostram a estrutura hierárquica daquilo que está sendo

ensinado evitando um ensino mecânico e meramente baseado em decorar o que o professor

transmite, facilitando, nesse sentido, que ocorra uma Aprendizagem Significativa. Em outras

palavras, os mapas conceituais facilitam ao estudante associar a simbologia criada/apresentada

14

para ele de forma não­literal, com aquilo que ele já sabe especificamente sobre o conteúdo que

estiver sendo ensinado.

Neste trabalho, aplicaremos a técnica dos mapas conceituais, desenvolvida por Joseph

Novak e seus colaboradores da Universidade de Cornell, na década de setenta. Naquela ocasião,

Novak tentou verificar a aprendizagem de novos conhecimentos de ciências em crianças, apenas

entrevistando­as, entretanto, esse método se mostrou bastante complexo e ineficiente, por isso

ele teve a necessidade de buscar outra forma de verificação dessa aprendizagem, optando então

por sistemas gráficos que expressassem a estrutura cognitiva das crianças, isto é, a estrutura de

seu conhecimento adquirido. Esse método, que também se baseou na Teoria da Aprendizagem

Significativa de Ausubel, recebeu o nome de mapas conceituais e, à partir de então, pôde ser

aplicado em diversas situações dentro e fora do ensino [NOVAK; CAÑAS, 2008].

3.2 Estrutura e construção

Primeiramente deve­se ter em conta que um mapa conceitual, embora apresente linhas e

setas, estas, não representam direcionalidade, sequência ou temporalidade. Não visa classificar

os conceitos nele inseridos mas pode trazer certa hierarquização entre esses mesmos conceitos.

Também diferem dos mapas mentais na medida em que estes não visam estabelecer relações

próprias entre aquilo que representam. Portanto, o fundamental em um mapa conceitual é a

representação da relação hierárquica ou não, existente entre os conceitos nele estabelecidos

evidenciando a estrutura que se forma ao longo do processo de ensino e aprendizagem.

Quando observamos o mapa conceitual construído por alguém, percebemos que ele é um

diagrama que apresenta diversas formas geométricas com inscrições (conceitos), as mais comuns

sendo retângulos, círculos e elipses. Na verdade, porém, essas figuras geométricas não são

relevantes para o que o mapa conceitual se propõe. O mais importante a ser apresentado são as

relações entre os conceitos. Nota­se também que o mapa conceitual apresenta conceitos ligados

por linhas, a esse conjunto dá­se o nome de proposição [MOREIRA, 2012]. Essas linhas,

realmente, são importantes por que evidenciam que há uma relação entre aqueles conceitos que

elas ligam. Lembrando ainda que, apesar da importância dessas linhas, sua forma e comprimento

não devem influenciar no entendimento do mapa conceitual.

15

Um modelo comum, mas não obrigatório de mapa conceitual é aquele que apresenta

conceitos mais inclusivos e abrangentes no topo e outros mais específicos e menos abrangentes

na base. Mas, rassalta­se, esse constitui apenas um exemplo, não havendo uma regra fixa que

obrigue a construção de um mapa conceitual que siga esse modelo ou outros. Entretanto, um

bom procedimento na construção de um mapa conceitual é acrescentar, na linha que une dois

conceitos, uma ou algumas poucas palavras­chave, compondo uma proposição, como ilustra a

Figura 3.1. Esse procedimento contribui para mostrar clareza na relação entre os dois conceitos

ligados na medida em que evidencia o foco da relação. E espera­se que com isso o autor do mapa

conceitual possa explicar a relação entre tais conceitos da maneira como ele a concebeu.

Uma característica importante do mapa conceitual é o fato dele não ser auto­explicativo,

devendo, portanto, ser explicado por quem o produziu em um processo que é chamado de

externalização de significados. Moreira (2012) afirma que os mapas conceituais são bastante

adequados para esse processo e, além disso, propõe um roteiro de como produzir mapas

conceituais sem, no entanto, estabelecê­lo como uma receita única para sua elaboração.

Figura 3.1 ­ Dois conceitos relacionados através de uma linha contendo palavras chaves,

constitui o que se chama uma proposição.

16

Ao construir­se um primeiro mapa conceitual, é aconselhável que a pessoa comece por

uma área de conhecimento que lhe é familiar e, como a estrutura de um mapa dessa natureza

depende do contexto em que está inserido, identificá­lo com clareza contribuirá sobremaneira

para a execução da tarefa. Pode­se começar identificando um segmento de texto, aula de

laboratório, de campo ou um problema/questão que se deseja compreender. Novak e Cañas, em

seus trabalhos, também orientavam para se delimitar um domínio de conteúdo reduzido para os

primeiros mapas conceituais que o indivíduo viesse a fazer [NOVAK;CAÑAS, 2008]. A Figura

3.2 apresenta uma sequência de passos que podem ser seguidos para a elaboração de um mapa

conceitual (MOREIRA, 2012).

Figura 3.2 ­ Sequência de passos para construção de um mapa conceitual.

17

3.3 Mapas Conceituais e Aprendizagem Significativa

Vários autores se referem a técnica de utilização dos mapas conceituais em processos de

ensino e aprendizagem com vários objetivos, mostrando a grande versatilidade desses

instrumentos para auxiliar professores em suas tarefas cotidianas e na identificação da ocorrência

da Aprendizagem Significativa. Diz Moreira (1980):

“Assim, a utilização de um mapa conceitual como um método avaliativo,

trata­se de uma técnica não tradicional e qualitativa, que busca observar

como o aluno estrutura, organiza, hierarquiza, integra e relaciona

conceitos de certa unidade de estudo, procurando obter evidências de

Aprendizagem Significativa. Deve ser utilizado preferivelmente quando

os alunos já possuem certa familiaridade com o conteúdo. Assim, os

mapas de conceitos são bons instrumentos para representar a estrutura

cognitiva do aluno, averiguando além dos subsunçores já existentes, as

mudanças que ocorrem na estrutura cognitiva durante a instrução.”

[MOREIRA, 1980, p. 474]

Mapas conceituais relacionam conceitos através de palavas­chave, oferecendo estímulos

aos estudantes para organizar sistematicamente os conteúdos aprendidos. Portanto, os mapas

conceituais podem ser utilizados como excelentes instrumentos que auxiliam os professores para

a promoção de uma Aprendizagem Significativa [FARIA, 1985].

Embora a proposta da utilização dos mapas conceituais como instrumentos facilitadores

do processo de ensino aprendizagem já exista há certo tempo [NOVAK e GOWIN, 1996] apud

Moreira (1986), ela ainda é pouco difundida. Acreditamos então, que é oportuno avançar nesse

campo propondo uma abordagem empregando mapas conceituais no ensino de conteúdos de

Cosmologia no nível do Ensino Médio.

18

3.4 Aplicações no ensino

Nesta seção analisamos alguns trabalhos da literatura que seguem a mesma linha dessa

dissertação, referentes ao uso dos mapas conceituais para finalidades aplicadas ao campo do

ensino de Física e de outras disciplinas do currículo de estudantes do Ensino Médio e Superior.

A finalidade das pesquisas foi predominantemente a de promoção e/ou avaliação da

aprendizagem, mas também há um trabalho voltado para a análise da construção das relações

entre os conceitos. Deste modo, nas sub­seções a seguir, são discutidos os trabalhos de duas

dissertações e dois artigos de periódicos brasileiros, com vistas a demonstrar a ampla utilização

dos mapas conceituais em diferentes níveis de ensino, com variados objetivos educacionais e

acadêmicos.

3.4.1 Promoção e avaliação da aprendizagem

Maffra (2011), em sua dissertação de mestrado, faz um estudo em que visa demonstrar a

aplicabilidade dos mapas conceituais como uma estratégia adicional em um processo

didático­pedagógico, ou seja, a qual o professor pode lançar mão em suas atividades de ensino.

Aplicando­se esta técnica aos alunos do curso de graduação em Biologia do CEDERJ , 1

pólo de Volta Redonda, Maffra (2011) destaca a relativa facilidade de elaboração de mapas

conceituais pelos estudantes, pois estes precisariam apenas de materiais simples como

lápis/caneta e papel. Diante dessa facilidade a autora evidencia que essa técnicanão é mais

amplamente utilizada pela falta de material que possa ser utilizado como orientação teórica e

metodológica para a aplicação dessa técnica nas salas de aula. Ela buscou então:

“(...] aplicar, analisar e desenvolver estratégias diferenciadas de

aplicabilidade dos mapas conceituais (...) capazes de possibilitar sua

1 Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro

19

utilização como uma ferramenta pedagógica geradora da Aprendizagem

Significativa.” [MAFFRA, 2011, p.11].

A pesquisa conduzida por Maffra (2011) procurou verificar se ocorriam mudanças

significativas no conhecimento adquirido pelos estudantes ao mesmo tempo em que a técnica

dos mapas conceituais era estudada como estratégia motivadora. A coleta de dados dessa

pesquisa transcorreu com a execução de várias tarefas de construção de mapas conceituais e

aplicação de questionários que, posteriormente, foram analisados em um enfoque

quali­quantitativo.

Maffra (2011) conclui que os mapas conceituais podem funcionar como mobilizadores e

promotores de habilidades que permitam aos estudantes maior desenvoltura em processos de

leitura, escrita, e interpretação. Adicionalmente, foi possível constatar que a estratégia dos

mapas conceituais em um grupo de estudantes constitui­se numa atividade motivadora à

aprendizagem, na medida em que facilita a interação e as discussões em torno da negociação

dos significados dos conceitos adquiridos.

Silva (2007), também em uma dissertação de mestrado, fez um estudo sobre a viabilidade

da utilização dos mapas conceituais como estratégia de promoção e avaliação da Aprendizagem

Significativa de conceitos de calorimetria nos estudos do Ensino Médio.

Partindo da premissa de que a avaliação não é, ou não deve, ser um procedimento final

após um período de estudos, mas sim um meio pelo qual a aprendizagem é proporcionada, Silva

(2007) propõe os mapas conceituais como um material auxiliar que permita ao professor avaliar

a aprendizagem de seus alunos de modo mais consistente com a realidade. Observando que os

estudantes, embora obtenham notas satisfatórias em testes e provas, não conseguem formular

respostas aceitáveis para a explicação de determinados fenômenos sobre os quais são indagados,

Silva (2007) propõe as seguintes reflexões:

“(...] para que avaliar ou por quê avaliar, se o julgamento que faço de

supostas aprendizagens não se reflete na forma de pensar e/ou interpretar

do aluno ? Estou avaliando corretamente ? Os alunos realmente

aprendem o que ensinamos em nossas aulas ? Então, levando em conta o

20

contexto, as condições e abordagens nas quais o ensino é desenvolvido

(…), que procedimento seria capaz de promover e avaliar a

aprendizagem dos alunos ?” [SILVA, 2007, p. 13]

Silva (2007) realizou sua pesquisa em duas turmas do 2º ano do Ensino Médio de uma

escola pública de Planaltina ­ DF, numa das quais foi aplicada a metodologia com a utilização

dos mapas conceituais de acordo com a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel

(turma experimental) e na outra não (turma de controle). As aulas em ambas as turmas foram dos

tipos expositiva e experimental sendo que a técnica dos mapas conceituais foi aplicada apenas na

turma “experimental”.

A coleta de dados nesse trabalho envolveu a aplicação de testes prévios, pós­testes,

construção de mapas conceituais pelo grupo experimental, aplicação de provas, preenchimento

de um “diário de bordo” e o preenchimento de um questionário de opinião dos alunos do grupo

experimental.

Nas suas conclusões Silva (2007) comenta os resultados efetivamente alcançados em

relação à aprendizagem dos estudantes. Embora mencione que essa aprendizagem tenha ficado

aquèm do esperado, apontando como possível causa para isso o pouco tempo de aplicação da

técnica, os estudantes conseguiram montar mapas conceituais com boa diferenciação progressiva

e integração reconciliativa de conceitos, o que mostrou que havia a ocorrência da Aprendizagem

Significativa.

A partir do trabalho desenvolvido por Silva (2007) constatamos que os mapas

conceituais podem ser instrumentos úteis tanto na promoção quanto na avaliação da

Aprendizagem Significativa. Por meio da análise das respostas dos questionários, Silva (2007)

também mostrou que alguns alunos começaram a desenvolver o processo de meta­aprendizagem

quando os mesmos avaliaram seu desempenho, associando sua evolução à construção destes

mapas. A Aprendizagem Significativa, segundo o autor, não se mostrou tão evidente em todos os

mapas produzidos, mas foi possível notar uma melhor estruturação e inter­relação de conceitos

desenvolvidos ao longo das aulas, que só não foram melhores devido a falta de maturidade,

natural dos estudantes, para trabalhar com essa técnica.

21

Almeida e Moreira (2008) pesquisaram as dificuldades dos estudantes de graduação em

Física na assimilação de conceitos de óptica Física. Nesse trabalho os autores consideraram a

influência das concepções alternativas dos estudantes em seu processo cognitivo e o uso dos

mapas conceituais como facilitadores da aprendizagem desse conteúdo. Para tanto foi comparado

o tipo de aprendizagem demonstrada por dois grupos de alunos no estudo de Óptica Física: um

grupo, denominado experimental, com o qual utilizou­se de mapas conceituais para o estudo

desse assunto, e outro grupo, denominado de comparação, com o qual foi utilizada uma

metodologia de ensino tradicional.

A pesquisa envolveu, inicialmente, 125 estudantes dos quais 61 eram graduandos do

curso de Física, que constituiu o grupo experimental, e 64 eram graduandos do curso de

engenharia, que constituiu o grupo de comparação. Ambos os grupos já haviam se submetido aos

estudos de óptica Física anteriormente. A primeira coleta de dados foi feita no início do período,

à título de teste prévio, e consistiu na aplicação de um questionário do tipo “papel e lápis” com

20 questões conceituais. O mesmo questionário, porém com alteração na disposição das questões

e dos ítens de resposta, foi novamente aplicado no final do semestre, com o objetivo de fazer

uma nova coleta de dados para que fosse possível comparar as evolução do desempenho dos dois

grupos analisados.

Somente o grupo experimental foi submetido à elaboração dos mapas conceituais. Para

construir seus mapas, os estudantes tinham como critério único utilizar o conteúdo trabalhado

nas aulas anteriores. Na aula seguinte à construção dos mapas conceituais, os estudantes ficavam

incumbidos de apresentá­los, momento no qual também se fazia a discussão dos conceitos que

constituíam as proposições. Após as apresentações era permitido que os estudantes modificassem

seus mapas. A construção de cada mapa conceitual permitiu saber quais os conceitos que os

estudantes foram capazes de construir sem intervenções especiais.

Tanto na análise quantitativa como na qualitativa dos dados obtidos com os pré e

pós­testes, Almeida e Moreira (2008) concluem que o melhor desempenho do grupo

experimental pode ser atribuído ao fato deste ter utilizado como estratégia de ensino a técnica do

mapeamento conceitual.

22

O objetivo principal da pesquisa de Almeida e Moreira (2008) foi investigar se os mapas

conceituais poderiam funcionar como instrumentos facilitadores da Aprendizagem Significativa

de conceitos relacionados ao tema óptica Física, bem como identificar a mudança conceitual em

relação às concepções alternativas dos estudantes sobre o comportamento ondulatório da luz.

Com base nos resultados obtidos, os autores concluem que o mapas conceituais são

potencialmente eficazes no processo de Aprendizagem Significativa dos conteúdos de óptica

Física, assim como podem funcionar também como facilitadores da identificação das

dificuldades que prejudicam os estudantes na aprendizagem desses conceitos. Os autores

concluem também que, embora o fator mais importante para a aprendizagem seja que o

conhecimento prévio do aluno interaja com os conhecimentos novos, para que ocorra mudança

conceitual e Aprendizagem Significativa é essencial que o aluno se engage de forma ativa no

processo de ensino aprendizagem.

3.4.2 Relações Conceituais

Nesta sub­seção apresentamos um estudo realizado por Cicuto e Correia (2012) sobre as

relações conceituais presentes nos mapas conceituais, a qual eles chamaram de “análise de

vizinhança”. De fato, os mapas conceituais podem revelar inúmeras informações sobre a

compreensão dos estudantes em relação ao tema mapeado em um nível latente, isto é, além do

que parece ser óbvio quando se observa o mapa conceitual pelas suas características visuais

como as proposições que os compõem e as palavras ou expressões que as ligam e dão sentido a

elas.

A técnica de avaliação proposta por Cicuto e Correia (2012) visa ir além da análise

estrutural ou proposicional como normalmente são avaliados os mapas conceituais. Entretanto,

para que essa técnica seja efetivada, a construção dos mapas conceituais deve ser planejada com

base em uma pergunta focal e um conceito obrigatório, designado criteriosamente pelo professor.

À partir dessas considerações iniciais e após os mapas prontos, os autores analisaram como os

estudantes conseguiram estabelecer as relações conceituais agregando “conceitos vizinhos” (CV)

ao “conceito obrigatório” (CO).

23

Um critério básico para a aplicação da técnica da análise de vizinhança na avaliação da

aprendizagem por meio da construção dos mapas conceituais é exigir do mapeador o uso do

“conceito obrigatório”, um conceito privilegiado, estabelecido pelo professor pois, sob essa

circunstância, “o esforço cognitivo imposto aos alunos é mais sofisticado do que aquele que é

usualmente necessário para obter bom desempenho em provas tradicionais

[CICUTO;CORREIA, 2012].” A maneira como o mapeador utiliza e dispõe o conceito

obrigatório e a ele relaciona conceitos vizinhos pode demonstrar com que importância o conceito

obrigatório é trabalhado ao longo da construção do mapa conceitual e, por conseguinte, qual foi a

importância cognitiva que esse conceito recebeu. Além disso, a relevância que esse conceito

apresenta no mapa pode facilitar a presença da diferenciação progressiva e/ou da integração

reconciliativa.

A coleta de dados realizada por Cicuto e Correia (2012) se baseou na produção de 69

mapas conceituais construídos individualmente durante a aula da disciplina Ciências da

Natureza. O conceito obrigatório selecionado pelo professor, um dos autores deste artigo, foi

“dispersão” sendo utilizado em associação à questão focal: “Como o desenvolvimento

científico­tecnológico se relaciona com as mudanças climáticas?”. As aulas da disciplina

ocorreram ao longo de um semestre letivo e contaram também com um período de preparação e

treinamento para a construção de mapas conceituais. O material potencialmente significativo

utilizado nas aulas foram notícias da mídia, animações, imagens de satélite e

vídeos­documentários.

Na análise dos mapas conceituais Cicuto e Correia (2012) levaram em consideração

quatro deles com o objetivo de evidenciar de que maneira o conceito obrigatório (“dispersão”)

foi relacionado com os conceitos vizinhos, demonstrando os padrões típicos encontrados com a

análise de vizinhança. Dessa análise os autores constataram nos mapas selecionados dois grupos

padrões principais: um com grande número de proposições e outro com número reduzido de

proposições que fazem relação direta com o conceito “dispersão”. Com essa análise foi possível

observar que os mapas conceituais com maior número de proposições relacionando conceitos

vizinhos diretamente ao conceito obrigatório não são necessariamente bons mapas, pois as

associações realizadas não guardavam relação com construções aceitáveis dos conceitos dentro

24

da temática abordada. Isso mostra que tais mapas evidenciam uma estrutura cognitiva ainda

confusa por apresentarem associações conceituais e construções semânticas incorretas. Por outro

lado, os mapas conceituais com menor número de conceitos vizinhos associados ao conceito

obrigatório na construção de proposições estavam melhor estruturados.

Cicuto e Correia concluem então que:

“a quantidade de CVs e de proposições estabelecidas a partir do CO não

tem relação direta com o nível de entendimento sobre o tema mapeado.

Certamente, há espaço na literatura para a aplicação da analise de

visinhança em outros contextos educacionais para verificar a robustez da

conclusão obtida a partir dos MCs considerados nessa oportunidade.”

[CICUTO; CORREIA, 2012, p. 9]

Concluímos esta seção ressaltando que, como evidenciado no trabalho de Cicuto e

Correia (2012), os mapas conceituais podem conter informações latentes que não são

evidenciadas através de sua estrutura proposicional, por isso, estratégias inovadoras de avaliação

desses mapas, além de contribuírem para a disseminação dessa técnica, são bem vindas nos

estudos dos processos de ensino­aprendizagem.

25

Capítulo 4

A Cosmologia no Ensino Médio

Neste capítulo apresentamos documentos básicos que regulam o Ensino Médio no Brasil

e, em especial, o ensino de Física. Em seguida apresentamos o Currículo Mínimo do estado do

Rio de Janeiro, destacando as recomendações para o ensino de Física e o tema Cosmologia. Por

fim, discutimos os objetivos da Cosmologia no Ensino Médio e as dificuldades em sua

implementação nas salas de aula.

4.1 A legislação brasileira de ensino

O principal documento que organiza a educação brasileira é a Lei de Diretrizes e Bases

(LDB) [BRASIL,1996] . Além desta, há, também, os Parâmetros Curriculares Nacionais para o

Ensino Médio (PCN's) [BRASIL, 2000] e as Orientações Educacionais Complementares aos

Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+) [BRASIL, 2002] como documentos norteadores de

uma reflexão sobre a prática educacional em sala de aula, bem como para a estruturação de um

currículo voltado para a formação científica e cidadã dos estudantes do Ensino Médio.

Entretanto, esses não são os únicos documentos orientadores do ensino em nossas escolas

de Ensino Médio, pois as demais unidades da federação também buscam oferecer certos

parâmetros que devem ser tomados por referência pelos professores de seus sistemas de ensino.

Assim, o estado do Rio de Janeiro oferece à sua rede o Currículo Mínimo, que traz outras

diretrizes que devem ser aplicadas em consonância com os PCN’s e a LDB do governo federal,

como veremos adiante.

4.2 O Ensino de Física e os PCN’s

A Física é uma ciência com um amplo campo de atuação pois a mesma estabelece formas

de estudo que vão desde modelos Cosmológicos até diminutos “mundos” subatômicos. Trata de

questões desde o simples movimento de um objeto até as diversas formas de energia e sua

geração. É uma ciência que contribui para a descoberta e o desenvolvimento de novos materiais,

26

novos produtos e novas tecnologias. Por tudo isso, o conhecimento de Física proporciona ao

indivíduo uma importante influência na sua formação cidadã enquanto agente social. Para a

formação deste cidadão, segundo os PCN's:

“É necessário também que essa cultura em Física inclua a compreensão

do conjunto de equipamentos e procedimentos, técnicos ou tecnológicos,

do cotidiano doméstico, social e profissional.” [BRASIL, 2000, p. 22]

Portanto, os PCNs propõem que o conhecimento em Física que o indivíduo adquire na

escola o permita desenvolver uma cultura científica eficiente para entender as tecnologias e

explicar fenômenos e processos naturais, integrando­o à realidade em que vive. Dessa forma o

indivíduo poderá enxergar­se como observador da natureza e agente ativo nos processos de

transformação da natureza e da sociedade. Porém, ao lado do aspecto prático, a Física descortina

toda uma nova visão de mundo, um aspecto filosófico que transcende com sua beleza nossas

concepções de tempo e espaço. Para tanto os PCN's apontam a necessidade de se estabelecer

uma nova concepção no aprendizado de Física, estruturarando o currículo em termos de

competências e habilidades. Para que esse objetivos sejam alcançados, os temas a serem tratados

devem ser criteriosamente selecionados na medida em que facilitam o alcance desses objetivos.

Segundo o PCN+:

“E há, certamente, certos assuntos ou tópicos com maior potencial do que

outros para os objetivos pretendidos, o que impõe escolhas criteriosas. Os

temas de trabalho, na medida em que articulam conhecimentos e

competências, transformam­se em elementos estruturadores da ação

pedagógica, ou seja, em temas estruturadores.” [BRASIL, 2002, p. 89]

Antes de abordar novas propostas curriculares devemos reconhecer os problemas que

afetam o ensino de Física tradicionalmente praticado nas salas de aula. Um aspecto negativo é

que Física no Ensino Médio está baseada em excessiva teoria e abstração, de conteúdos distantes

do cotidiano e da atualidade científica. Professores de Física que trabalhem os conteúdos de

Física partindo de atividades práticas, concretas, com seus alunos, promovendo uma abstração

gradual, constituem uma minoria. Outro problema é que os estudantes recebem um ensino

27

baseado na genialidade de algumas mentes brilhantes como Galileu, Newton e Einstein, entre

outros. Fundamenta­se, erroneamente, o desenvolvimento da Física ao trabalho de algumas

poucas mentes brilhantes, ou seja, omitindo­se ao aluno que o conhecimento fisico resulta de um

processo histórico fortemente marcado pelo contexto social e humano. A conclusão óbvia a que

podem chegar os estudantes é que o conhecimento físico está acabado e, caso pudesse ser ainda

mais desenvolvido, só poderia ser feito por outras mentes brilhantes que surgissem em nossa

época. Juntando­se a essas considerações um ensino baseado em aplicações mecânicas de

fórmulas, resoluções de problemas repetitivos e um extenso currículo, que dificulta os

aprofundamentos necessários em cada conteúdo, pintamos o quadro tradicional do ensino de

Física em nossas escolas.

Como ressalta Oliveira (2007):

“A lacuna provocada por um currículo de Física desatualizado resulta

numa prática pedagógica desvinculada e descontextualizada da realidade

do aluno. Isso não permite que ele compreenda qual a necessidade de se

estudar essa disciplina que, na maioria dos casos, se resume em aulas

baseadas em fórmulas e equações matemáticas, excluindo o papel

histórico, cultural e social que a Física desempenha no mundo em que

vive.” [OLIVEIRA et al, 2007, p. 448]

Se faz, portanto, de extrema urgência voltar os olhos para o ensino de Física com o

intuito de resgatar o interesse dos alunos por esta disciplina no nível médio.Tal como os PCN’s

apontam, há um caminho para se fazer isso que é aproximando o ensino de Física da realidade

vivenciada pelos estudantes. A Física tal como vem sendo ensinada hoje nas escolas não suscita

a curiosidade e interesse dos aprendizes. O ensino de Física precisa se ocupar de assuntos que

tenham mais significado para os estudantes, ou seja, abordar questões que lhes agucem a

curiosidade pela oferta de resposta aos seus “mistérios” ou, por outra, por responder a questões

da atualidade científica, tecnológica e de seu quotidiano. Neste sentido os PCN+ recomendam

um ensino de Física mais instigante, no qual:

28

“(...] o aprendizado de Física deve estimular os jovens a acompanhar as

notícias científicas, orientando­os para a identificação sobre o assunto

que está sendo tratado e promovendo meios para a interpretação de seus

significados. Notícias como uma missão espacial, uma possível colisão

de um asteróide com a Terra, um novo método para extrair água do

subsolo, uma nova técnica de diagnóstico médico envolvendo princípios

físicos, o desenvolvimento da comunicação via satélite, a telefonia

celular, são alguns exemplos de informações presentes nos jornais e

programas de televisão que deveriam também ser tratados em sala de

aula.” [BRASIL, 2002, p. 27]

A inibição do interesse e de vocações são algumas das consequências de um ensino de

Física desconectado do mundo prático, vivencial e que não responde, nem desperta, a

curiosidade dos estudantes. Os PCN's apontam como uma dos principais mudanças de paradigma

a ser implementada no ensino de Física no nível médio, não apenas a aproximação com a

realidade cotidiana, mas, também, a introdução dos temas de Física Moderna e contemporânea,

ao longo de todo o Ensino Médio, e não apenas como um assunto suplementar.

Como uma forma de introduzir­se conteúdos de Física contemporânea no Ensino Médio

os PCN's sugerem que a interdependência conceitual entre os conteúdos de Física clássica e

contemporânea deve ser explorada de forma integradora ao longo do curso, em grandes temas.

Assim, por exemplo, os PCN's indicam que:

“A possibilidade de um efetivo aprendizado de Cosmologia depende do

desenvolvimento da teoria da gravitação, assim como de noções sobre a

constituição elementar da matéria e energética estelar. Essas e outras

necessárias atualizações dos conteúdos apontam para uma ênfase à Física

contemporânea ao longo de todo o curso, em cada tópico, como um

desdobramento de outros conhecimentos e não necessariamente como um

tópico a mais no fim do curso.” [BRASIL, 2000, p.26]

29

A Cosmologia, como discutiremos adiante, deve possuir uma roteiro próprio de trabalho,

com suas devidas estratégias, para que os alunos possam desenvolver as habilidades necessárias

para analisar criticamente as informações científicas sobre esse assunto, que a eles chegam pelos

diversos meios hoje disponíveis. Antes de discutir especificamente o ensino de Cosmologia

apresentamos na próxima seção como esse tema foi estruturado no currículo mínimo do estado

do Rio de Janeiro.

4.3 O currículo mínimo do estado do Rio de Janeiro

O Currículo Mínimo de Física do Rio de Janeiro (CMF­RJ) é o documento norteador para

o ensino dessa disciplina nas escolas estaduais. O início de sua aplicação ocorreu no ano de 2012

e trouxe como proposta ensinar Física Moderna e contemporânea durante todo o Ensino Médio,

iniciando pelo tema Cosmologia já no primeiro bimestre letivo do primeiro ano do curso.

O CMF­RJ apresenta­se à partir de uma interrogação sobre o porquê de se ensinar Física.

O documento não fornece uma resposta simples à essa indagação, porém, são apontados

caminhos que devem ser seguidos para que se cumpra com um ensino de Física em nível médio

coerente com a proposta trazida pelos PCN's, ou seja, voltado para a formação cidadã do

indivíduo. O CMF­RJ propõe que o cabedal de conhecimento em Física do aluno de nível medio

o possibilite compreender de forma histórica, política, cultural e social como o conhecimento em

Física veio se constituindo ao longo dos séculos pela ação humana em cada época, influenciando

as modificações da sociedade em que se insere ao mesmo tempo em que evolui também.

Enquanto uma proposta de currículo “mínimo”, os autores tiveram a difícil tarefa de

escolher o conteúdo de Física a ser ministrado em turmas de nível médio nas escolas estaduais.

Ainda que sempre sujeita a críticas diversas, os autores procuraram dar sentido aos conteúdos de

Física selecionados da seguinte forma:

“Todos os grandes temas: Mecânica, Termodinâmica, Física Ondulatória

e Eletromagnetismo começam a ser abordados a partir de uma proposta

concreta. A Mecânica, a partir da Cosmologia e da observação do céu. A

Termodinâmica, a partir da máquina térmica. A Física Ondulatória, a

partir do olho humano. E o Eletromagnetismo, a partir do motor elétrico e

30

do dínamo. Isso dará maior significado ao estudo de cada um desses

temas e poderemos tirar deles os conceitos que nos interessam.” [RIO DE

JANEIRO, 2012, p. 3]

Notamos que o CMF­RJ proposto pela Secretaria de Educação do estado do Rio de

Janeiro segue a mesma orientação dos PCN's e vai ao encontro do que pesquisadores da área

vêm propondo baseados em suas pesquisas. Portanto, em se tratando de tópicos de Física

Moderna e contemporânea, normalmente, omitidos no ensino de Física do nível médio, e

particularmente sobre Cosmologia, no currículo mínimo:

“Abordamos, ao longo dos três anos, temas de FMC como forma de atrair

os estudantes e dar maior significado para o estudo de Física. Por isso, ao

começarmos com o estudo de Cosmologia já poderemos falar de temas

contemporâneos sem precisar esperar todo o estudo da Física clássica

para fazê­lo. Conhecer alguns tópicos de FMC é fundamental para

compreender a realidade que nos cerca a partir da nova visão de mundo

que a Física do século XX construiu.” [RIO DE JANEIRO, 2012, p. 3]

Outro ponto de concordância entre o CMF­RJ e os PCN's é a estruturação por

competências e habilidades que devem ser desenvolvidas pelos estudantes em cada tema

estudado. Como exemplo, e devido ao foco dessa dissertação, as competências e habilidades

inseridas no CMF­RJ para o grande tema Cosmologia são as elencadas na Tabela 4.1.

Observamos na Tabela 4.1 que o ensino pautado nas competências que se espera que os

alunos desenvolvam, rompe­se com o paradigma anterior “do que ensinar”, passando a um novo

nível em que o mais importante é o “para que ensinar” Física. Esse novo paradigma facilita o

ensino de um conteúdo que faça os estudantes perceberem com mais clareza o mundo ao seu

redor e, ainda igualmente importante, dá­lhes condições de entender como o conhecimento

científico se desenvolveu até o presente e qual o papel da participação do Homem nesse cenário

reformulado que, ao olhos dos estudantes, configura­se como um mundo novo, porém, mais

realista porquanto mais conforme suas vivências e expectativas.

31

4.4 A cosmologia em sala de aula

Os PCN's, desde sua publicação, trazem como recomendação oficial o ensino de

Cosmologia no nível médio. Hoje, o aluno deste nível de ensino, deve ter a oportunidade de

conhecer as etapas do desenvolvimento humano sobre o conhecimento do Universo. Ele deve ser

capaz de identificar e reconhecer como o Homem, ao longo da história, teve várias concepções

sobre o Universo, sua origem e sua evolução. Além disso, ele deve reconhecer quais foram os

filósofos/cientistas mais importantes, suas teorias e modelos para Universo, os contextos

históricos em que viveram, e quais as influências que direcionaram seus estudos. Por fim, o

aluno deve compreender de que forma, em cada época, as várias concepções conflitavam,

revelando inconsistências com a observação experimental, levando a reformulações ou até

mesmo seu abandono pela comunidade científica.

Apesar do apelo trazido pelos PCN’s para o tema Cosmologia, uma vez que a maioria dos

estudantes brasileiros ainda têm apenas no Ensino Médio a única oportunidade de lidar com os

conceitos cosmológicos, sua orientação é pouco seguida. Dessa forma, mesmo ao concluir o

Ensino Médio, uma grande parcela dos estudantes ainda apresenta graves lacunas na

aprendizagem que a Cosmologia pode proporcionar.

32

Competências e habilidades para o tema Cosmologia Compreender o conhecimento científico como resultado de uma construção humana, inserido em um processo histórico e social. Reconhecer a importância da Física Aristotélica e a influência exercida sobre o pensamento ocidental, desde o seu surgimento até a publicação dos trabalhos de Isaac Newton. Reconhecer, utilizar, interpretar e propor modelos explicativos para fenômenos naturais ou sistemas tecnológicos. Saber comparar as ideias do Universo geoestático de Aristóteles­Ptolomeu e heliostático de Copérnico­Galileu­Kepler. Conhecer as relações entre os movimentos da Terra, da Lua e do Sol para a descrição de fenômenos astronômicos (duração do dia/noite, estações do ano, fases da Lua, eclipses, marés etc.). Reconhecer ordens de grandeza de medidas astronômicas. Compreender a relatividade do movimento. Compreender fenômenos naturais ou sistemas tecnológicos, identificando e relacionando às grandezas envolvidas. Compreender os conceitos de velocidade e aceleração associados ao movimento dos planetas. Reconhecer o caráter vetorial da velocidade e da aceleração.

Tabela 4.1­ Competências e habilidades para o tema Cosmologia no currículo mínimo do estado do Rio de Janeiro.

Alguns pesquisadores vêm empreendendo os maiores esforços para mudar essa realidade.

Bazetto e Bretones (2011) fizeram um levantamento de teses e dissertações sobre o ensino de

Astronomia, no Brasil, com a temática da Cosmologia, voltados para os diversos níveis de

ensino, desde o Fundamental até o Superior. No período entre 1973 e 2010 eles localizaram,

entre 67 documentos pesquisados, 11 que apresentam essa temática. Outra constatação do

trabalho foi que quanto ao nível de ensino 54,5% dos trabalhos pesquisados eram voltados para o

Ensino Médio e 18,1% para o Ensino Fundamental II. Interessante, notar que, segundo esses

autores, os estudantes do Ensino Médio são os mais propícios para desenvolverem o nível de

abstração necessário para um relevante ensino de Cosmologia e que os alunos de Ensino

33

Fundamental compõem o grupo onde é mais difícil a introdução do conteúdo devido sua pouca

maturidade.

Em outro artigo, Lachel e Nardi (2010) fizeram uma análise sobre trabalhos relacionados

ao ensino de Astronomia (Cosmologia). Essa análise foi feita em dois periódicos nacionais, quais

sejam, o Caderno Brasileiro de Ensino de Física e a Revista Brasileira de Ensino de Física.Os

autores puderam verificar uma tendência de aumento do número de profissionais que passaram a

se preocupar com o ensino de Cosmologia. Ao se tratar de conteúdos relacionados à Astronomia,

demonstram que a Cosmologia foi o tema que apresentou o maior número de artigos publicados

no período entre 1990 e 2008 [LACHEL;NARDI, 2010]. Embora também levantem a hipótese

de que a contribuição dos pesquisadores da área de educação e ensino de ciências seja recente, o

fato mais importante é que tal contribuição vem aumentando, principalmente, à partir do ano

2000. Apesar dos esforços dos pesquisadores para introduzir o ensino de Astronomia,

particularmente de Cosmologia, no Ensino Médio, ainda é possível encontrar um significativo

número de concluintes, oriundos desse nível de ensino, sem dominar os conhecimentos básicos

desse tema. Esse fato chegou a suscitar em outros pesquisadores a ideia da criação de uma

disciplina de Astronomia nesse nível de ensino, que ofereça aos estudantes a abordagem dos

temas pertinentes a sua formação de uma maneira adequada às suas capacidades de assimilação.

Nesse sentido, Rita e Dias (2008) afirmam que “os conteúdos de Astronomia podem

proporcionar aos alunos uma visão menos fragmentada do conhecimento, pensando mais adiante,

esta disciplina ainda poderia atuar como integradora de conhecimentos.” Sob a óptica do ensino

como um todo no Brasil, esse seria, sem dúvida um passo bastante ousado. Entretanto, ainda que

não tenhamos uma disciplina de Astronomia, pelo menos por enquanto, espera­se que os

professores de Física dêem conta dessa demanda conforme propõe os PCN's.

Segundo os PCN+ (2002) :

“Confrontar­se e especular sobre os enigmas da vida e do universo é

parte das preocupações freqüentemente presentes entre jovens nessa faixa

etária. Respondendo a esse interesse, é importante propiciar­lhes uma

visão cosmológica das ciências que lhes permita situarem­se na escala de

tempo do universo, apresentando­lhes os instrumentos para acompanhar e

34

admirar, por exemplo, as conquistas espaciais, as notícias sobre as novas

descobertas do telescópio espacial Hubble, indagar sobre a origem do

universo ou o mundo fascinante das estrelas, e as condições para a

existência da vida, como a entendemos no planeta Terra.” [BRASIL,

2002, p. 103]

Portanto, um dos objetivos da abordagem de Cosmologia no nível médio é atender aos

anseios, dúvidas e curiosidades naturais dessa faixa etária.

Unidade 6.1. Terra e Sistema Solar

• conhecer as relações entre os movimentos da Terra, da Lua e do Sol para a descrição

de fenômenos astronômicos (duração do dia/noite, estações do ano, fases da lua, eclipses etc.);

• compreender as interações gravitacionais, identificando forças e relações de conservação, para

explicar aspectos do movimento do sistema planetário, cometas, naves e satélites.

Unidade 6.2. O Universo e sua Origem

•conhecer as teorias e modelos propostos para a origem, evolução e constituição do Universo, além das

formas atuais para sua investigação e os limites de seus resultados, no sentido de ampliar sua visão de

mundo;

• reconhecer ordens de grandeza de medidas astronômicas para situar a vida (e vida humana), temporal

e espacialmente no Universo e discutir as hipóteses de vida fora da Terra;

Unidade 6.3. Compreensão Humana do Universo

• conhecer aspectos dos modelos explicativos da origem e constituição do Universo, segundo diferentes

culturas, buscando semelhanças e diferenças em suas formulações;

• compreender aspectos da evolução dos modelos da ciência para explicar a constituição do Universo

(matéria, radiação e interações), através dos tempos, identificando especificidades do modelo atual;

• identificar diferentes formas pelas quais os modelos explicativos do Universo influenciaram a cultura

e a vida humana ao longo da história da humanidade e vice­versa.

Tabela 4.2 ­ Unidades Temáticas

35

Encontramos a Cosmologia no escopo do tema estruturador que os PCN+ (BRASIL,

2002) definem como “Universo, Terra e Vida”. A partir desse tema, o estudante deve habilitar­se

a compreender de que forma a humanidade se situa no Universo em que vive, de modo a ser

consciente de seu “papel” crítico e ativo na estrutura da sociedade . As unidades temáticas para o

tema estruturador “Universo, Terra e Vida”, que devem ser desenvolvidas conforme as

especificidades de cada realidade, estão listadas na Tabela 4.2.

Concluímos este capítulo ressaltando a convergência para o tema Cosmologia, entre os

objetivos dos PCN's, listados na da Tabela 4.2, e os objetivos do CMF­RJ, listados na tabela 4.1.

Portanto, trabalhar para um efetivo ensino de Cosmologia, ao mesmo tempo em que se

proporciona um avanço para o ensino de Física no Brasil é uma forma de fazer o aluno se

apropriar da cultura e do debate científico que ajuda a moldar a sociedade humana.

36

Capítulo 5

Metodologia

O produto aqui proposto é uma sequência didática que faz uso de mapas conceituais para

facilitar, bem como para avaliar, o processo de ensino aprendizagem de conteúdos de

Cosmologia. Esse conteúdo está programado para ser visto no primeiro bimestre do 1º ano do

Ensino Médio nas escolas estaduais, segundo o Currículo Mínimo do estado do Rio de Janeiro.

Explicamos nesse capítulo como, e segundo que princípios, a sequência didática foi preparada e

posteriomente, aplicada e avaliada em uma turma única de um colégio público.

5.1 O contexto

5.1.1 O grupo de estudo

O grupo de estudo ao qual aplicou­se o produto proposto foi uma turma do 1º ano do

Colégio Estadual Nazira Salomão, no centro de Angra dos Reis (RJ). Essa tradicional escola

possui um total de 49 turmas distribuídas entre o ensino regular (níveis fundamental I e II e

Médio, e o ensino para jovens e adultos ­ NEJA), totalizando 1546 alunos distribuídos por três

turnos de aulas. Há 40 anos esse colégio funciona no município e, devido sua localização no

centro da cidade, para onde convergem todas as linhas de ônibus que servem ao município,

possui uma elevada procura por vagas e também faz com que o colégio tenha matriculados

alunos dos mais diversos bairros do município predominantemente de classes sociais mais

baixas.

A turma trabalhada possui, frequentando, 29 alunos com idades entre 15 e 17 anos

oriundos da própria escola, de outras escolas estaduais e de escolas da rede municipal de ensino.

O autor desta pesquisa é professor efetivo desta escola há 10 anos e leciona Física para esta

turma. Interessante mencionar aqui que a turma onde esse trabalho foi desenvolvido é composta,

em sua maioria, por estudantes do próprio colégio, de série imediatamente anterior, pois na

turma não há alunos “repetentes”. Isto significa dizer que grande parte dos alunos dessa turma

tiveram os estudos do ano anterior regidos pelo Currículo Mínimo elaborado pela Secretaria

Estadual de Educação, ministrado em toda Rede Estadual, chamado Currículo Mínimo [RIO DE

37

JANEIRO, 2012]. Assim, uma consulta rápida ao currículo mínimo para o ensino de Ciências na

rede estadual permite perceber que em nenhum dos anos de escolaridade, desde o 6º ao 9º anos

do ensino fundamental, há um tema se quer que possa relacionar­se com a Cosmologia.

Uma outra parcela dos estudantes dessa turma, de fato poucos, é oriunda da rede

municipal de ensino de Angra dos Reis que, embora não siga as orientações do currículo mínimo

da rede estadual, também não tiveram, durante seus estudos nessa rede, conteúdo ministrado

sobre o tema cosmologia, conforme relato de outros professores que também atuam naquela

rede. Na verdade, nas escolas municipais de Angra dos Reis não há um documento oficial

norteador para os conteúdos de ciências no ensino fundamental. A maioria destes professores

resolvem essa lacuna combinando assuntos e temas nas chamadas reuniões de coordenação.

5.1.2 Cosmologia no currículo mínimo do estado do Rio de Janeiro

A Secretaria de Educação do Estado do Rio de Janeiro (Seeduc/RJ) disponibiliza um

material didático denominado “Atividades Autorreguladas” para fins de que os estudantes o

utilizem de forma autônoma, com o eventual apoio pedagógico oferecido pelo professor da rede

estadual. Esse material foi composto para atender ao Currículo Mínimo estadual, porém, ele não

é distribuído para os alunos, ficando apenas à disposição do professor que desejar utilizá­los. No

entanto, tal material contempla apenas parcialmente as habilidades e competências em

Cosmologia a serem trabalhadas no primeiro bimestre do Ensino Médio, sendo necessário

complementá­lo para contemplar todas as habilidades e competências previstas para o bimestre.

Além disso, nota­se, devido a extensão de cada texto, a impossibilidade de utilização na íntegra

desse material durante as aulas, haja vista que o professor de Física lotado na Seeduc/RJ dispõe

de apenas 2 tempos de 50 minutos, por semana, em cada turma onde leciona.

5.2 O Método da Pesquisa

5.2.1 A pesquisa­ação na realidade da sala de aula

Um dos desafios deste trabalho foi trazer para a prática professoral em sala de aula as

contribuições da pesquisa­ação. Nossos objetivos iniciais foram: primeiro, um melhor

entendimento da realidade em que a aula se sustenta (qual a estrutura cognitiva que os alunos

38

trazem) e, segundo, identificar os possíveis problemas que afetam o desenvolvimento dos alunos

no campo da aprendizagem (sondar como a estrutura cognitiva dos alunos se reorganiza com as

aulas). A partir dos indícios que o professor adquire aplicando a pequisa­ação, torna­se possível

aperfeiçoar sua metodologia de ensino pois, segundo Franco (2005): “se alguém opta por

trabalhar com pesquisa­ação, por certo tem a convicção de que pesquisa e ação podem e devem

caminhar juntas quando se pretende a transformação da prática”.

Na pesquisa­ação o professor segue uma planejamento que vai desde a identificação do

problema a ser solucionado até a avaliação dos resultados do plano de ação. Esse tipo de prática

gera ciclos que vão se alternando conforme soluções vão sendo encontradas e novas questões vão

sendo propostas. Nesse sentido, este trabalho iniciou­se com o levantamento dos conhecimentos

prévios dos estudantes para em seguida ser aplicada a técnica dos mapas conceituais, finalizando

com a aplicação de um questionário final com o objetivo de identificar a possível ocorrência de

uma Aprendizagem Significativa dos conceitos de Cosmologia, trabalhados durante a sequência

didática. Todo os resultados foram investigados com base na análise de conteúdo [BARDIN,

1977].

5.2.2 Um pouco da pesquisa qualitativa aplicada na dissertação

O trabalho desenvolvido nesta dissertação foi predominantemente de pesquisa qualitativa:

“O termo qualitativo implica uma partilha densa com pessoas, fatos e

locais que constituem objetos de pesquisa, para extrair desse convívio os

resultados visíveis e latentes que somente são perceptíveis a uma atenção

sensível e, após esse tirocínio, o autor interpreta e traduz em um texto,

zelosamente escrito, com perspicácia e competência científicas, os

significados patentes ou ocultos do seu objeto de pesquisa.”

[CHIZZOTTI, 2003, p. 221]

Os dados da pesquisa qualitativa não podem ser classificados meramente por meio de um

sistema que se restrinja à friezade valores numéricos, pois levam mais em conta a complexidade

humana. Toda a gama de dados obtida precisou ser analisada, desmembrada e relacionada com

os pressupostos da pesquisa objetivando a extração de seu sentido óbvio, aparente e profundo. O

39

conjunto de dados foi recolhido através de um intenso relacionamento entre professor e alunos ao

longo de atividades de ensino­aprendizagem, durante o primeiro bimestre letivo de 2015. O

levantamento desses dados se baseou na elaboração de desenhos, na construção de mapas

conceituais e nas respostas à um questionário final. Uma vez recolhidos e organizados, os dados

foram interpretados na tentativa de identificar as possíveis características da Aprendizagem

Significativa.

É importante ressaltar, conforme Zanten (2004), que:

“Nos estudos em educação, o caráter quantitativo não é tão grande e

muitos não dominam o campo estatístico, os instrumentos quantitativos.

Ao contrário, as pesquisas qualitativas lhe parecem tão familiares, tão

próximas de sua própria maneira de pensar que a interpretação sempre

está muito mais aberta.” [ZANTEN, 2004, p. 33]

Mesmo num tipo de pesquisa em que predomina a abordagem qualitativa, não abrimos

mão de um processo simples de quantificação dos dados com o cálculo de determinados

percentuais. Essa quantificação permitiu a comparação entre as categorias que foram criadas para

os dados coletados e a percepção de algumas tendências dentro dessas categorias.

A pesquisa qualitativa como um todo é um processo dinâmico de investigação e que não

estabelece verdades absolutas. Garnica (2004) destaca que o investigador na pesquisa qualitativa

“(...) vale­se de suas perspectivas e filtros vivenciais prévios dos quais não consegue se

desvencilhar”, e aponta que as caracteristicas desse tipo de pesquisa são:

(a) a transitoriedade de seus resultados;

(b) a impossibilidade de uma hipótese a priori, cujo objetivo da pesquisa será comprovar

ou refutar;

(c) a não neutralidade do pesquisador que, no processo interpretativo, vale­se de suas

perspectivas e filtros vivenciais prévios dos quais não consegue se desvencilhar;

(d) que a constituição de suas compreensões dá­se não como resultado, mas numa

trajetória em que essas mesmas compreensões e também os meios de obtê­las podem ser

(re)configuradas;

40

(e) a impossibilidade de estabelecer regulamentações, em procedimentos sistemáticos,

prévios, estáticos e generalistas.

Concluimos, portanto, que a pesquisa­ação empregada neste trabalho é um tipo de

pesquisa qualitativa de caráter não estanque, dinâmico. A pequisa­ação busca se aproximar da

realidade de um grupo bem como implementar o início de um processo de entendimento dessa

realidade através da interpretação dos dados obtidos, culminando com uma (re)orientação para a

melhoria do processo de ensino­aprendizagem.

5.3 Os princípios do planejamento didático

5.3.1 Das aulas

Qualquer atividade simples ou complexa deve ser precedida de um planejamento, pois ele

funciona como um organizador entre as etapas do processo que se iniciou. Para a atividade de

ensino Castro et al ( 2008) dizem que:

“[...] o planejamento é utilizado para organizar a ação educativa uma vez

que permite que se levante o questionamento do tipo de cidadão que se

pretende formar, deixando, assim, de ser um simples regulador para se

tornar ato político­filosófico, científico e técnico. É um trabalho presente

que prepara para o futuro visando à transformação da sociedade.”

[CASTRO et al, 2008, p. 49]

No planejamento das aulas desta sequência didática contemplou­se os três momentos

pedagógicos de Delizoicov; Angotti e Pernambuco (2002). O primeiro desses momentos é a

Problematização Inicial quando são apresentados aos estudantes as questões ou situações reais

relacionadas ao tema de estudo e que, preferencialmente, eles conheçam, para que o professor

possa ouvir seus apontamentos e opiniões. Neste momento, é importante também, promover aos

estudantes um estadode desequilíbrio cognitivo que lhes provoque a buscar por novos

conhecimentos que eles ainda não possuem para resolverem as questões propostas. O segundo

momento é a Organização do Conhecimento. Neste, com a orientação do professor, os

estudantes são convidados a estudar os conhecimentos cientificamente aceitos e dentro do

41

contexto delineado de estudos para que possam adquirir os conceitos necessários para o

entendimento do tema e da problematização inicial. Tal componente é fundamental para que

possa ocorrer uma Aprendizagem Significativa. O último momento é a Aplicação do

Conhecimento momento no qual o estudante deve colocar em prática o conhecimento adquirido

nas etapas anteriores.

5.3.2 Da sequência didática

O produto educacional gerado por esta dissertação constitui­se de uma sequência

didática, isto é, um conjunto de atividades organizadas com o fim de facilitar a aprendizagem dos

estudantes sobre um assunto ou tema proposto [KOBASHIGAWA et al., 2008].

Especificamente, a sequência aqui proposta consistiu­se de 8 aulas, sobre o tema Cosmologia,

para o primeiro ano do Ensino Médio, cada uma com duração de dois tempos consecutivos de 50

minutos. Mais adiante, na parte referente ao Produto Educacional em si, os procedimentos de

cada aula serão detalhados.

O pré­requisito essencial para a busca de uma Aprendizagem Significativa ausubeliana é

a ciência dos conhecimentos prévios dos alunos, pois é sobre estes que os novos conhecimentos

encontrarão alicerces. Dessa forma, a sequência didática tem inicio por meio de uma atividade,

um desenho, conforme descrito na próxima seção, com o objetivo de fazer um levantamento dos

conhecimentos prévios dos alunos sobre o sistema solar sem, no entanto, querer investigar suas

concepções alternativas. Como metodologia facilitadora de uma Aprendizagem Significativa foi

utilizada a construção de mapas conceituais baseados em textos, fornecidos previamente, os

quais foram trabalhados em sala de aula. De forma geral, além dos textos, lançou­se mão dos

chamados organizadores prévios, que são recursos didáticos adicionais, que funcionam como

uma ponte entre o que os alunos já sabem e os novos conceitos a serem apreendidos, servindo

como âncora para o conhecimento novo. Tanto a análise posterior dos mapas conceituais

produzidos, como as respostas a um questionário posterior, serviram de base para investigar

indícios da ocorrência de Aprendizagem Significativa sobre o tema Cosmologia.

42

5.4 Aplicação do produto

A sequência didática exigiu que o material de apoio das aulas estivesse à disposição dos

alunos para suas leituras prévias. Para isto o professor abriu um e­mail para a turma, para o qual

ele enviou semanalmente, o material a ser utilizado em cada aula. A leitura prévia permitiu aos

estudantes perceberem com antecedência suas dificuldades. Assim, nas aulas podiam identificar

os conceitos mais relevantes e fazer perguntas sobre o que não ficou claro, tanto na leitura, como

na aula. Além disso, a leitura prévia, permitiu passar diretamente à discussão sobre as conexões

entre os conceitos, otimizando o tempo de aula. Isso é de particular importância no ensino

público estadual em que temos apenas duas aulas de Física por semana com 50 min cada.

Descrevemos a seguir a aplicação da sequência didática, aula a aula, destacando os seus

objetivos e fundamentos.

AULA 1. Com o objetivo de avaliar os conhecimentos prévios dos alunos foi solicitado aos

estudantes que fizessem um desenho do sistema solar. Diversos autores tratam da possibilidade

de utilização do desenho como mecanismo de levantamento desses conhecimentos:

“Como exemplo de linguagem não­verbal, segundo Costaet al. (2006), é

possível destacar o desenho como instrumento que revela as visões do

mundo dos estudantes e que é ainda pouco explorado no ensino de

ciências. Segundo Derdyk (2003), “[...] o desenho traduz uma visão de

mundo porque traduz um pensamento, revela um conceito”. Os desenhos

são imagens, representações das realidades que são interpretadas pelos

indivíduos como pertencentes a uma dada cultura (Francastel, 1987). Para

Chatier (1990), o termo “representação” possui muitas significações,

porém, é em si, atribuição de sentido ao mundo pelos autores sociais nas

relações sociais, históricas e culturais nas quais estão inseridos.”

[SANTOS et al, 2012, p. 5]

AULA 2. Nesta aula, o professor explicou o que é um mapa conceitual, como ele é construído e

para que serve. A turma onde a técnica dos mapas conceituais foi aplicada é composta por

43

estudantes que nunca tinham utilizado esse instrumento em seus estudos, dessa forma, foi feita

uma apresentação dessa técnica, explicando, também, que com essa metodologia almejava­se

alcançar uma Aprendizagem Significativa, ou seja, aquela em que os estudantes tornam­se aptos

a dar significados concretos aos temas que estudam, partindo do que eles já sabem sobre o

assunto.

Com alguns exemplos simples, o professor apresentou à turma as idéias inicias da

elaboração de um mapa conceitual e, em seguida, construiu, juntamente com os estudantes,

alguns destes mapas à partir de textos simples, previamente selecionados.

Após as explicações e tarefas iniciais, os estudantes se mostraram bastante curiosos sobre

essa proposta de trabalho. Alguns deles, uma vez que nunca haviam estudado Física antes, talvez

por isso mantivessem certa curiosidade ou medo sobre essa disciplina, declararam terem ouvido

dos amigos e parentes que Física “era só fórmulas”. Porém, após as duas aulas iniciais bem

diferentes do que esperavam, passaram a se comportar com bastante interesse em utilizar os

mapas conceituais como forma de estudo.

Como organizador prévio para as atividades da aula seguinte, foi exibido para os

estudantes um vídeo sobre um modelo dinâmico do sistema solar (disponível no endereço

<https://goo.gl/Ze28yp>). Ao final desta aula, o texto 1 ­ Modelo Geocêntrico do Universo

(Aristóteles) ­ foi enviado para o e­mail criado para a turma de modo que eles pudessem fazer a

leitura prévia. Esse procedimento se repetiu ao final das aulas 3, 4 e 5, isto é, ao final destas

aulas, o texto da aula seguinte foi enviado para o e­mail da turma.

AULA 3. O texto 1 foi discutido em classe e serviu de base para a construção do primeiro mapa

conceitual. Durante a discussão sobre o texto, os alunos foram indagados sobre o que poderia

significar a palavra “modelo” e com que significado ela poderia ser transportada para o contexto

da cosmologia. Boa parte deles afirmou que essa palavra poderia estar relacionada com algo que

poderia servir de “exemplo” para alguma coisa. Então, fazendo uma analogia com os modelos

de passarela, buscou­se mostrar para eles que um modelo cosmológico é uma representação

científica que visa explicar o nosso sistema solar e que, ao longo da história, vários

pesquisadores deram sua contribuição, dentre os quais, nesta aula, destacou­se Aristóteles. Os

estudantes foram divididos em grupos de 4 ou 5 membros e avisados de que essa divisão deveria

44

permanecer a mesma ao longo da elaboração dos mapas conceituais. O trabalho em grupo foi

utilizado porque a colaboração entre os estudantes pode ser bastante útil no desenvolvimento

cognitivo deles. Segundo Damiani (2008):

“Na colaboração, por outro lado, ao trabalharem juntos, os membros de

um grupo se apóiam, visando atingir objetivos comuns negociados pelo

coletivo, estabelecendo relações que tendem à não­hierarquização,

liderança compartilhada, confiança mútua e co­responsabilidade pela

condução das ações.” [DAMIANI, 2008, p. 215]

AULA 4. Com a turma já dividida em grupos e reforçando a idéia de que esses grupos devem

permanecer os mesmos até o final de todas as atividades, nesta aula foi construído o segundo

mapa conceitual referente ao texto 2 ­ Modelo Heliocêntrico (Copérnico ­ Kepler). No contexto

educacional, cheio de dificuldades e complexidades, vários são os problemas que podem

dificultar a aprendizagem dos estudantes. Assim, o trabalho colaborativo assume relativa

importância para o sucesso das atividades propostas pelo professor, pois esse tipo de trabalho

aproxima indivíduos com diferentes bagagens culturais em torno da realização de um objetivo

comum que, pela troca de idéias, aumenta as possibilidades de aprendizagem dentro de um grupo

[BOAVIDA; PONTE, 2002].

AULA 5. Nesta etapa, os estudantes tiveram a oportunidade de continuar tirando suas dúvidas

através da releitura do texto 3 ­ A controvérsia entre os dois modelos ­ e também tiveram a

oportunidade de assistirem ao vídeo “A evolução da ciência: memes estilo cordel…” , como 2

organizador prévio. Neste momento este video foi escolhido com a função de resgatar a

motivação pela leitura de texto, pois foi possível notar que a leitura semanal de textos estava

provocando um certo clima de monotonia, possivelmente, pela falta de hábito com a leitura, que

desmotivava um pouco a turma. Durante a elaboração do mapa conceitual, foi possível notar um

engajamento mais ativo nas atividades, porquanto os próprios estudantes se organizavam e

escolhiam os conceitos que comporiam o mapa. Após a utilização do vídeo, organizador prévio,

o professor, por sua vez, procurou promover debates, buscando interação com os grupos, sempre

2 <https://www.youtube.com/watch?v=6­4hovuvN1I>

45

que se notasse uma redução no ritmo da execução das tarefas, fazendo perguntas e observações,

através das quais, idéias trazidas pelo texto eram explicitadas pelos próprios estudantes. O

objetivo era chegar a um “denominador comum” em relação aos conceitos, expressões de

ligação e proposições a serem utilizadas no terceiro mapa conceitual construído pelos grupos,

deixando, no entanto, os estudantes com certa liberdade para fazerem suas escolhas.

AULA 6. Os organizadores prévios utilizados nesta aula, antes da construção do mapa conceitual

com base no texto da página da internet recomendada , foram duas simulações da página da 3

internet denominada Phet , disponibilizada pela Universidade do Colorado (EUA). Essas 4

atividades se revelaram bastante motivadoras,sendo a primeira “Laboratório de Força Gravítica”

(<https://goo.gl/W8gFDG>), para demonstração da força de atração gravitacional e a segunda

“Gravidade e Órbitas” (<https://goo.gl/IqkhyT>), para demonstração das órbitas planetárias.

Ambas as simulações chamaram bastante atenção dos estudantes que afirmaram nunca terem

imaginado que seria possível fazer experimentosutilizando “programas de computador”. As

simulações, embora não tivessem sido manipuladas diretamente pelos estudantes, estimularam

entre eles uma troca de idéias sobre a força gravitacional e como ela interfere nas órbitas dos

corpos celestes, sobretudo daqueles que constituem nosso sistema solar tornando a aula bastante

produtiva e participativa.

Após a releitura do texto 4 ­ Leis de Kepler para o movimento planetário e a Lei da

Gravitação Universal ­ perguntas e negociações de significados permitiram aos alunos identificar

os conceitos mais relevantes e suas conexões com outros menos inclusivos. Com esses elementos

os estudantes elaboraram o último mapa conceitual desses estudos.

Ao final da aula, o professor selecionou um dos mapas produzidos durantes as aulas, de

cada grupo, para que este fosse reproduzido em uma folha de cartolina.

AULA 7. Com seus mapas conceituais passados para a cartolina, os estudantes tiveram a

oportunidade de, ainda em grupo, apresentarem para a turma uma explicação da maneira como

construíram tais mapas, quais foram os conceitos utilizados e por que consideraram tais

3 <http://www.sato.prof.ufu.br/LeisKepler/node5.html> 4 <https://phet.colorado.edu/pt_BR/>

46

conceitos importantes. Dessa forma, tivemos a externalização de significados, pois um mapa

conceitual não é auto explicativo. De fato, Moreira (2012) ressalta que:

“Mapas conceituais devem ser explicados por quem os faz; ao explicá­lo,

a pessoa externaliza significados. Reside aí o maior valor de um mapa

conceitual. É claro que a externalização de significados pode ser obtida

de outras maneiras, porém mapas conceituais são particularmente

adequados para essa finalidade.” [MOREIRA, 2012, p. 2]

Esta aula foi particularmente importante porque somente à partir das apresentações,

alguns estudantes puderam perceber com mais clareza que a construção de uma proposição deve

obedecer a um critério de lógica e coerência entre os conceitos relacionados. Os próprios

estudantes fizeram observações e sugestões em relação aos mapas dos colegas que motivaram

modificações importantes. Essa atitude permitiu aos estudantes perceberem que a dinâmica de

construção de um mapa conceitual reside na possibilidade de modificá­lo conforme o

entendimento do assunto aumenta.

AULA 8. Na última aula da sequência, o professor aplicou um questionário como avaliação

final, com o objetivo de verificar a possível ocorrência de Aprendizagem Significativaà partir da

utilização dos mapas conceituais que os próprios estudantes produziram. Este questionário foi

projetado em classe para que os alunos respondessem em folhas de caderno. Isso foi feito porque

não houve recurso para imprimir os questionários. A vantagem de usar o projetor multimídia foi

que o professor pôde explicar as questões e todos os alunos responderam ao mesmo tempo cada

questão.

5.5 A coleta de dados

5.5.1 Desenho

Para a avaliação dos conhecimentos prévios dos estudantes sobre o sistema solar optamos

por pedir a eles que elaborassem um desenho sobre como eles acreditam ser o sistema solar em

que vivemos. A opção por utilizar desenhos para fazer o levantamento das concepções prévias

47

dos estudantes é particularmente interessante, principalmente, levando­se em consideração a

faixa etária na qual se encontram, a adolescência, época na qual vivenciam a fase mais intensa e

questionadora de suas vidas. Portanto, oferecer­lhes opções de desenvolverem suas capacidades

cognitivas através de atividades que mais lhe agradam representa uma vantagem ao

desenvolvimentos dos trabalhos [BAHAR, 2008]. Destaca­se também a possibilidade de o

desenho ser uma maneira mais simples de se obter dados em uma pesquisa [REISS et al, 2002]

além de se apresentar como uma forma pitoresca de trabalhos em sala de aula.

Os desenhos permitem identificar sobre eventuais incorreções nos conhecimentos prévios

dos estudantes e se todos eles concebem alguma representação de sistema solar. Portanto o

desenho revela muito bem qual o conhecimento dos estudantes sobre a constituição e a dinâmica

do sistema solar.

5.5.2 Mapas conceituais

A ação escolhida para proporcionar e avaliar a aprendizagem dos conceitos de

Cosmologia pelos alunos foi a construção de mapas conceituais. Essa escolha levou em conta as

deficiências conceituais dos alunos, o pouco tempo destinado às aulas de Física, apenas dois

tempos semanais de 50 minutos, as orientações dos PCN's para o ensino de ciências e,

principalmente, o interesse crescente por metodologias simples e de fácil implementação,

sobretudo nas escolas públicas onde a falta de material e recursos é crônica.

Os mapas conceituais têm sido utilizados nos processos de ensino­aprendizagem com

diferentes finalidades, inclusive como ferramenta auxiliar para avaliação dos conteúdos

estudados. Como diz Moreira (2014) “ Os mapas conceituais são um bom recurso para uma

avaliação qualitativa, subjetiva, que busque evidências de Aprendizagem Significativa.”

5.5.3 Questionário Final

O objetivo principal do questionário aplicado no final da sequência didática foi buscar

uma relaçãoentre o que os estudantes já sabiam, com base no levantamento dos conhecimentos

prévios, e o que eles aprenderam, possivelmente, de forma significativa, após a construção dos

mapas conceituais. Além disso, procurou­se também saber a opinião dos estudantes sobre a

48

metodologia utilizada, inclusive quanto a aceitação de seu uso como alternativa aos estudos e

aplicações futuras. Esse questionário foi exibido aos estudantes no formato de slides, permitindo

que eles o respondessem numa folha a ser retornada ao professor.As questões, em número de 10,

sendo 08 de múltipla escolha e 02 discursivas, foram formuladas de tal maneira que

contemplassem os assuntos tratados em todos os textos e desenvolvidos com a produção dos

mapas conceituais.

De posse de todas as folhas de respostas dos 25 estudantes que responderam às perguntas

propostas, transcreveu­se cada pergunta utilizando o aplicativo google forms inserindo, em

seguida, as respostas dadas pelos estudantes. Esse procedimento permitiu que fosse gerado

automaticamente um percentual contabilizando o total de cada resposta dada para cada pergunta,

além disso, também gerou­se um gráfico para cada pergunta, permitindo verificar de forma

coletiva a tendência das repostas dos estudantes.

49

Capítulo 6

Resultados e Discussão

Neste capítulo apresentamos nossos resultados da aplicação do produto e os discutimos à

luz da teoria da Aprendizagem Significativa. Para análise dos resultados empregamos os

princípios da análise qualitativa que apresentamos no início do capítulo. As sub­seções seguintes

são dedicadas às análises dos desenhos iniciais, dos mapas conceituais e dos questionários finais.

6.1 A análise de conteúdo na pesquisa qualitativa

O trabalho que envolveu a elaboração desta dissertação gerou dados sobre os quais se

optou por uma análise qualitativa dos mesmos. Assim, a interpretação que foi necessária nesse

processo orientou­se de acordo com uma técnica de investigação de dados que comumente é

denominada “análise de conteúdo”.

A análise de conteúdo é o procedimento a que recorre o pesquisador para investigar todo

tipo de documentos, textos ou outros materiais que fazem parte de suas pesquisas. Através de

uma abordagem predominantemente qualitativa o investigador busca interpretar as informações a

ele apresentadas/codificadas através de descrições sistemáticas e reinterpretações criteriosas de

seus dados. O objetivo é trazer à luz o sentido que o emissor da mensagem pensou em emitir no

momento de compô­la:

“Como método de investigação, a análise de conteúdo compreende

procedimentos especiais para o processamento de dados científicos.

É uma ferramenta, um guia prático para a ação, sempre renovada

em função dos problemas cada vez mais diversificados que se

propõe a investigar. Pode­se considerá­la como um único

instrumento, mas marcado por uma grande variedade de formas e

adaptável a um campo de aplicação muito vasto, qual seja a

comunicação.” [MORAES, 1999, p. 2]

Autores como Olabuenaga e Ispizúa (1989) e Bardin (1977) definem a análise de

conteúdo como o método de investigação de qualquer tipo de comunicação, seja verbal ou

50

não­verbal que, entretanto, necessitam de uma sistematização para facilitar o trabalho de

interpretação e a inferência de conclusões. Portanto, embora a técnica da análise de conteúdo

oscile entre os métodos quantitativos e a subjetividade específica para cada conjunto de

informações, ela é bastante útil na análise de dados de uma pesquisa qualitativa.

Como os dados deste trabalho foram oriundos de desenhos, mapas conceituais e

questionário, naturalmente chegando em estado bruto, para sua análise, foi necessário aplicar um

roteiro que tornasse os dados organizados e de mais fácil entendimento de seus significados

simbólicos. A intenção desta tarefa foi conseguir extrair do material o significado que seus

autores (os estudantes) quiseram transmitir bem como possíveis significados que seus autores

expressaram implicitamente [OLABUENAGA;ISPIZÚA 1989]. Neste trabalho de análise,

manteve­se atenção ao contexto em que esses dados foram produzidos, isto é, a sala de aula

durante um processo de ensino­aprendizagem, e às vivências dos alunos e do próprio mestrando

na interpretação que se seguiu como possíveis fatores a influenciar todo o processo [MORAES,

1999].

O caminho mais prático e seguro, então, adotado consistiu das cinco etapas conforme

Moraes (1999): Preparação, Unitarização, Categorização, Descrição e Interpretação dos dados.

No início dos trabalhos para elaboração desta dissertação, tivemos a elaboração de

desenhos para o levantamento de conhecimento prévios. Cada desenho foi recolhido e avaliada a

sua pertinência aos trabalhos em função dos objetivos estabelecidos para a pesquisa.

Posteriormente houve a elaboração dos mapas conceituais que passaram por tratamento

semelhante. O passo seguinte foi o estabelecimento das unidades de análise que, neste caso,

foram cada desenho e cada mapa elaborados. Assim, cada elemento da unidade de análise foi

categorizado e reunidos em grupos conforme as características semelhantes que apresentavam,

foi feito assim para os desenhos iniciais e para os mapas conceituais.

Por fim, com todos os desenhos e mapas categorizados, seguiu­se com a descrição e

interpretação dos dados coletados bem como a comparação com as respostas do questionário,

buscando a identificação de algum tipo de aprendizagem, sobretudo a Aprendizagem

Significativa de conceitos. A interpretação dos dados buscou primeiramente identificar o que os

estudantes já conheciam sobre o tema que seria estudado e depois relacionar as informações

51

explícitas e latentes trazidas pelos dados analisados com a possível ocorrência ou não da

Aprendizagem Significativa segundo Ausubel. Por fim, buscou­se também um entendimento

sobre a utilidade ou não do auxílio prestado ao processo de ensino­aprendizagem pela técnica

dos Mapas Conceituais de Novak. Embora se alegue que tal abordagem possa ser prejudicada

pela subjetividade inerente ao trabalho do pesquisador neste tipo de pesquisa, deve­se lembrar

que tal subjetividade não é incompatível com o rigor científico. Moraes (1999) afima:

“A ênfase na subjetividade não é inconciliável com o rigor

científico. Este não exclui nem substitui sentidos latentes e

intuições não quantificáveis. A análise de conteúdo, numa

abordagem qualitativa, ultrapassa o nível manifesto, articulando o

texto com o contexto psicossocial e cultural.”[MORAES,1999, p. 9]

Vale ressaltar que esse processo contou com a repetição das etapas sempre que foi

necessário, haja vista que, pela própria natureza da pesquisa qualitativa, as interpretações que se

fazem, nunca possuem um caráter definitivo, completo ou acabado, levando, por conseguinte, o

pesquisador a rever os passos anteriores com o intuito de manter sempre a coerência com os

resultados alcançados.

6.2 Os conhecimentos prévios à partir dos desenhos

A primeira atividade do ano letivo no grupo de estudo foi a elaboração, individual, de um

desenho que representasse como o estudante entende o sistema solar em que habita. O objetivo

da atividade foi identificar aquilo que os estudantes já sabem sobre o assunto e como esse

conhecimento se organiza na estrutura cognitiva deles. Essa etapa é fundamental para que o

professor identifique quais os conhecimentos prévios da turma, antes de aplicar a estratégia

pedagógica dos mapas conceituais sobre o tema Cosmologia. Para uma proposta ausubeliana de

ensino, essas informações assumem uma relevância ainda maior pois revelam com que tipo de

idéias o novo conhecimento irá interagir apontando ao professor caminhos para a condução de

seu trabalho.

A Tabela 6.1 apresenta um levantamento feito com base nos 26 desenhos elaborados

pelos estudantes sobre o sistema solar. Nesta tabela procurou­se levantar o que os estudantes já

52

conheciam previamente sobre o sistema solar e que possivelmente não estivesse de acordo com

as constatações científicas. Cada desenho foi classificado de acordo com certas características

corretas previamente estabelecidas que neles estavam presentes. Deste modo, quando a

característica científica correta estivesse presente seria atribuído um “SIM” caso contrário seria

atribuído um “NÃO”. Com base na quantidade de características apresentadas emcada desenho,

ao final, atribuiu­se uma classificação para o conhecimento de cada aluno da seguinte forma: 4

ou mais características presentes – DETALHADO; 3 características presentes – BOM; 2

características presentes – PARCIAL; 1 característica presente – BAIXO.

CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DOS DESENHOS Sistema

Heliocêntrico Número correto de planetas

Denominação dos planetas

Tamanho relativo dos planetas

Ordem correta dos planetas

Conhecimento do sistema solar

DESENHO 1 SIM NÃO NÃO NÃO NÃO BAIXO DESENHO 2 SIM SIM NÃO SIM SIM DETALHADO DESENHO 3 SIM NÃO NÃO NÃO NÃO BAIXO DESENHO 4 SIM NÃO NÃO NÃO NÃO BAIXO DESENHO 5 SIM SIM SIM NÃO SIM DETALHADO DESENHO 6 SIM NÃO NÃO SIM NÃO PARCIAL DESENHO 7 SIM SIM SIM NÃO SIM DETALHADO DESENHO 8 SIM NÃO SIM NÃO NÃO PARCIAL DESENHO 9 SIM SIM NÃO NÃO NÃO BAIXO DESENHO 10 SIM SIM SIM SIM SIM DETALHADO DESENHO 11 SIM NÃO SIM SIM SIM DETALHADO DESENHO 12 SIM SIM SIM NÃO SIM DETALHADO DESENHO 13 SIM SIM SIM NÃO SIM DETALHADO DESENHO 14 SIM NÃO SIM NÃO SIM BOM DESENHO 15 SIM NÃO NÃO NÃO NÃO BAIXO DESENHO 16 SIM SIM SIM SIM SIM DETALHADO DESENHO 17 SIM NÃO NÃO SIM NÃO PARCIAL DESENHO 18 SIM NÃO NÃO SIM NÃO PARCIAL DESENHO 19 SIM SIM SIM NÃO SIM DETALHADO DESENHO 20 SIM NÃO NÃO NÃO NÃO BAIXO DESENHO 21 SIM NÃO NÃO NÃO NÃO BAIXO DESENHO 22 SIM SIM NÃO NÃO NÃO PARCIAL DESENHO 23 SIM SIM SIM NÃO NÃO BOM DESENHO 24 SIM NÃO SIM NÃO NÃO PARCIAL DESENHO 25 SIM SIM SIM NÃO SIM DETALHADO DESENHO 26 SIM SIM SIM NÃO SIM DETALHADO

Tabela 6.1 Resultados da análise dos desenhos.

Procedendo da forma descrita acima foram obtidos 11 desenhos (42,03 %) que revelaram

um conhecimento detalhado do sistema solar, 2 (7,69 %) com bom conhecimento, 6 (23,07 %)

com um conhecimento parcial e 7 (26,92 %) com pouco conhecimento.

53

A Tabela 6.2 também revela que a concepção de um sistema heliocêntrico parece estar

bem estabelecida em todos eles pois 100% dos desenhos representaram o sistema solar no qual o

sol ocupa posição central e os planetas se distribuem ao seu redor. As outras características

observadas, quais sejam, o número correto de planetas, denominação dos planetas, tamanho

relativo dos planetas e ordem correta dos planetas, apresentam uma turma de alunos bastante

dividida em relação ao conhecimento do sistema solar em que vivem, tendo uma média de cerca

de 50% de apontamentos corretos.

A Figura 6.1 apresenta alguns exemplos dos desenhos que foram obtidos na atividade

inicial, nos quais se observa que parte dos estudantes preocupa­se em destacar o possível

caminho descrito pelos planetas ao se moverem sobre suas órbitas. Outra parte demonstrou uma

preocupação maior em indicar o posicionamento correto dos planetas em relação às suas

distâncias relativas ao Sol, citando, inclusive, seus nomes sem, no entanto, apresentar uma

sugestão para o tipo de movimento descrito por eles. Esse fato, sugere que, apesar de parte dos

estudantes imaginarem que os planetas se movem ao redor do Sol, não cogitam do tipo de

movimento descrito. Essa análise revelou em 3 desenhos, cerca de 11,53%, que alguns

estudantes desconhecem os pormenores da disposição dos planetas no sistema solar pois alguns

planetas foram representados descrevendo órbitas já ocupadas por outros planetas. Possivelmente

essa representação provém do fato de que no primeiro ano do Ensino Médio os estudantes ainda

não tiveram nenhuma oportunidade de trabalharem os conceitos e características da força de

atração gravitacional que é a responsável pela estabilidade do sistema solar.

Alguns desenhos revelaram que, para certos estudantes, o sistema solar não se constitui

por apenas o Sol e os planetas mas também, possivelmente, por estrelas que se distribuem por

todo o sistema solar inclusive no espaço entre os planetas. Talvez as estrelas tenham sido

incluídas no desenho para comporem um plano de fundo, entretanto, como na atividade foi

pedido que representassem o sistema solar, é válido pensar na possibilidade de eles considerarem

que as estrelas fazem parte do sistema solar. Todavia, elementos outros, como as luas dos

planetas foram omitidas em todos os desenhos. De fato, os estudantes buscaram apresentar com

esses desenhos uma visão geral daquilo que eles acreditam ser o sistema solar em que vivem.

54

Figura 6.1 ­ Exemplos dos desenhos elaborados .

Por fim, deve­se considerar também uma possível influência na produção desses

desenhos, dada a grande semelhança em alguns casos com figuras obtidas de livros, revistas ou

da internet, sobre a composição do sistema solar, como pode atestar uma busca por imagens do

sistema solar no Google.

6.3 Sobre os mapas conceituais

Os mapas conceituais produzidos posteriormente, durante a sequência de aulas sobre

Cosmologia, foram todos recolhidos e classificados quanto suas características principais. Essa

classificação objetivou identificar o tipo de aprendizagem que ocorrera quando da

55

implementação em aula da técnica hora em estudo, em especial se produziu evidências de que

tenha havido Aprendizagem Significativa como declarada na teoria de aprendizagem

preconizada por David Paul Ausubel. Os mapas foram produzidos ao longo de quatro aulas e

tiveram por base quatro textos dos quais três foram retirados e adaptados do material

disponibilizado pela própria Secretaria de Educação do Rio de Janeiro, e um retirado e adaptado

de um site na internet que trata do mesmo assunto.

Cada mapa conceitual, lembremos, foi produzido pelos estudantes de forma colaborativa,

em grupos na sala de aula, porém, ao longo dessas quatro aulas em que a técnica foi empregada,

tivemos algumas alterações nesses grupos. Isso se deu ou porque membros de algum grupo que

se formara em aula anterior, na seguinte, faltara, ou porque havia um aluno recém chegado na

turma, obrigando a rearranjos pontuais nos grupos. Entretanto, essas alterações não

prejudicaram a produção dos mapas conceituais pois, como as atividades ocorreram em grupo,

cada estudante presente em uma aula na qual um determinado colega não esteve agiu como

monitor daqueles que, pela falta, apresentava alguma dificuldade com a técnica.

6.3.1 Categorização dos mapas conceituais

Há várias maneiras de se classificar mapas conceituais que em geral são classificados

inicialmente em função de sua estrutura. Neste estudo, os estudantes não foram induzidos a

produzirem mapas conceituais de determinada estrutura em detrimento de outra. Simplesmente

produziram mapas de conceitos, conforme orientação inicial do professor, da maneira que

melhor compreenderam o conteúdo trabalhado em aula. Assim, pudemos identificar em nosso

trabalho, mapas conceituais de diversas estruturas diferentes quais sejam: os mapas hierárquicos

(em rede), lineares (fluxograma), teia de aranha (centrados) e circulares (sem estrutura definida).

A Tabela 6.2 apresenta o quantitativo de mapas em cada uma dessas categorias.

Após essa primeira triagem buscou­se identificar em cada mapa as proposições com uma

construção lógica que evidenciasse algum nível de aprendizagem do assunto para, também,

tentar determinar se a aprendizagem que veio a ocorrer foi do tipo significativa ou mecânica.

Para tanto, buscamos também identificar a evolução conceitual das idéias presentes nos mapas

produzidos e as relações estabelecidas entre elas. Como não existe mapa conceitual padrão, ou “o

56

mapa conceitual correto” [MOREIRA, 2012], uma análise meramente quantitativa, tentando

buscar uma objetividade na elaboração desses mapas seria inviável, então a análise que

empreendemos desses dados foi basicamente qualitativa, pois para cada mapa conceitual, embora

tenham sido construídos em grupo, os conceitos apresentados foram fruto de uma negociação

entre indivíduos, pautados em suas próprias subjetividades.

TIPO DE MAPA CONCEITUAL QUANTIDADE %

I FLUXOGRAMA (LINEAR) 8 40 II EM REDE (HIERÁRQUICO) 6 30 III CENTRADO (TEIA DE ARANHA) 3 15 IV SEM ESTRUTURA DEFINIDA 3 15

Tabela 6.2 ­ Mapas Conceituais produzidos durante sequência de aulas.

Observa­se na Tabela 6.2 uma maior tendência dos estudantes para produzirem mapas do

tipo fluxograma (linear). Possivelmente isso ocorre pelo fato de os estudantes terem construído

esses mapas a partir da leitura de um texto. Uma vez que os próprios alunos foram responsáveis

por selecionarem os conceitos mais relevantes, eles seguiram a sequência natural dos conceitos

conforme estes iam aparecendo no texto, o que frequentemente os levou a construírem mapas

sem a devida organização hierárquica entre os conceitos selecionados.

A segunda categoria de mapa conceitual mais numerosa foi a do tipo hierárquico. Neste

tipo de mapa se buscou, dentre outras características, perceber se os estudantes elencaram os

conceitos dos mais inclusivos para os menos inclusivos, de cima para baixo no mapa. Dentre os

mapas produzidos encontramos também três que apresentaram uma estrutura que chamamos de

teia de aranha, pelo fato de ter o conceito principal, norteador de toda elaboração, posicionado no

centro do mapa, ligando­se a ele conceitos secundários.

Por fim, pudemos identificar três mapas conceituais que na verdade não apresentavam

estrutura típica de um mapa conceitual tal como proposto. Num deles sua estrutura

apresentava­se fragmentada em pequenos blocos e noutro no formato circular. O primeiro foi

analisados para verificar a possibilidade de serem encontradas proposições lógicas, isto é, as

estruturas essenciais dos mapas conceituais, carentes, entretanto, de um encadeamento geral com

57

as outras partes que poderiam compor um mapa. O mapa circular foi analisado quanto ao

potencial de relacionar conceitos internalizados pelos estudantes.

Vale ressaltar que cada tipo de mapa conceitual, em função da estrutura com a qual são

construídos, possui vantagens e desvantagens que serão analisadas segundo a clareza com que

expõem a estrutura cognitiva daqueles que o construíram. Os mapas apresentados adiante são

cópias fieis daqueles produzidos pelos estudantes em sala de aula. Para a composição desses

mapas, para fins de análise, foi utilizado o programa livreCmap Toolstomando­se o máximo de

cuidado para não interferir em sua diagramação original.

6.3.2 Análise dos mapas conceituais por categoria

I – Tipo fluxograma (linear)

Os mapas conceituais do tipo linear mostram que aqueles que os construíram

apresentaram poucas conexões entre os conceitos selecionados. O encadeamento destes se dá de

uma maneira ritmada, isto é, evidenciando uma coleta de conceitos no ritmo em que eles

aparecem no texto e isso, justamente, impede que outras conexões mais amplas sejam

apresentadas, presumindo mais uma assimilação mecânica de conteúdo do que uma

Aprendizagem Significativa de conteúdo.

Figura 6.2 ­ Mapa conceitual do tipo fluxograma sobre o sistema geocêntrico

58

Na Figura 6.2 acima, temos um mapa conceitual do tipo fluxograma (linear) produzido na

turma. Esse mapa conceitual foi produzido por um grupo que se manteve aproximadamente o

mesmo até o final de todas as atividades do bimestre. Verificou­se que os mapas produzidos por

esse grupo, um total de quatro mapas, teve sempre esse mesmo formato. Podemos identificar que

características importantes sobre a construção de mapas conceituais não foram apresentadas.

A Aprendizagem Significativa é evidenciada, dentre outros critérios, quando o mapa

conceitual permite a apreciação da diferenciação progressiva e a reconciliação integrativa onde o

conceito em questão apresenta­se bem desenvolvido e relacionado através de proposições lógicas

[MOREIRA, 2012]. Os mapas conceituais produzidos linearmente por esse grupo são muito

pobres nesse tipo de característica. Como pode­se perceber, no mapa acima, que os estudantes

buscaram apenas acrescentar “algo mais” aos conceitos que eles escolheram sem, entretanto,

construírem proposições claras e lógicas depreensíveis da leitura do mapa, deixando, inclusive,

um par de conceitos sem uma palavra ou expressão que evidencie a relação que eles enxergaram

entre eles. Consequentemente, esse grupo produziu um mapa que requer fortemente uma

complementação/explicação por parte deles, preferencialmente, após mais pesquisas sobre o

tema para que as ideias ali expostas sejam mais claramente relacionadas e reveladas. Esse mapa é

um bom exemplo de que mapas conceituais não são auto­explicativos, requerem alguma forma

de explicação das relações que foram feitas para se estabelecer que tipo de aprendizagem foi

alcançada. Tal procedimento é positivo pois, como os estudantes, iniciantes nos estudos de

qualquer assunto, não compreendem perfeitamente a relação entre diversos conceitos, o mapa

conceitual pode apontar caminhos a serem trilhados na obtenção de novos recursos cognitivos

para sanar as dificuldades por eles descobertas.

Fica evidente uma aprendizagem mecânica nos mapas do tipo fluxograma, que pode,

entretanto, levar a uma Aprendizagem Significativa consoante as atitudes posteriores sugeridas

pelas deficiências apontadas pelo mapa produzido. Isso pode ter decorrido da escolha inadequada

dos conceitos e pela sua falta de hierarquização, pelos estudantes. Há estudos, entretanto, que

apontam esse tipo de mapa como característico de estudantes em início de aprendizagem. O

desenvolvimento do conteúdo estudado proporciona um aumento de complexidade do mapa

evidenciando uma estrutura cognitiva mais robusta fazendo com que os estudantes percebam e

59

representem conexões entre conceitos em níveis cada mais altos de generalidade e inclusividade

levando­os a produzir mapas conceituais com estruturas mais elaboradas como, por exemplo, as

estruturas em rede ou hierárquicas [AGUIAR; CORREIA, 2013].

II – Em rede (hierárquico)

O segundo mapa conceitual mais numeroso produzido na turma foi aquele que

classificamos como em rede (hierárquico). Tal mapa apareceu 6 vezes durante os trabalhos e

corresponde a 30% dos mapas produzidos. Para a análise que faremos desse tipo de mapa

levaremos em consideração a palavra de Moreira (2012), quando diz que: “Mapas conceituais

não buscam classificar conceitos, mas sim relacioná­los e hierarquizá­los.” Nossa intenção,

portanto, será, em primeiro lugar, buscar evidências de relações hierarquizadas entre os conceitos

apresentados no mapa com aqueles mais inclusivos posicionados no topo do mesmo seguidos por

aqueles outros mais específicos na parte de baixo do mapa. Importante ressaltar também as

palavras de Tavares (2007) em que afirma: “O mapa conceitual hierárquico se coloca como um

instrumento adequado para estruturar o conhecimento que está sendo construído pelo aprendiz

(...).”

Reproduzimos nas Figuras 6.3­6 os mapas conceituais produzidos por um único grupo,

que foi aquele que teve as menores alterações entre seus integrantes ao longo de todos os

trabalhos, e cujos os mapas se enquadram todos na categoria em questão.

No mapa conceitual da Figura 6.3 conseguimos verificar uma tímida tentativa de

hierarquização de conceitos, na medida em que percebemos que os estudantes resolveram

posicionar o tema central do texto na parte superior do mapa à partir do qual estabeleceram

relações com outros conceitos que a ele se ligam. Também verifica­se uma palavra de ligação

entre cada par de conceitos representados. Entretanto, a tríade conceito­palavra de

ligação­conceito apresenta o problema de não estabelecerem nesses casos uma proposição lógica,

isto é, subentende­se o significado que eles assimilaram mas a idéia não fica completa devido às

palavras escolhidas para fazerem a ligação. Problema este, entretanto, de fácil resolução que

pode ser feito com um maior treinamento nesse sentido. O ponto positivo deste mapa é o fato de

uma primeira diferenciação progressiva quando eles perceberam que o modelo geocêntrico tinha

60

por finalidade explicar o início e a evolução do universo. A diferenciação progressiva se dá

exatamente quando os estudantes percebem os desdobramentos dos diversos conceitos,

ampliando assim a base com a qual vão estabelecendo seus novos conhecimentos.

Figura 6.3 ­ Mapa Conceitual do tipo hierárquico sobre o modelo Geocêntrico.

No segundo mapa produzido pelo grupo, mostrado na Figura 6.4, pode­se notar,

nitidamente, uma evolução em sua forma estrutural, que apresenta um aumento considerável no

número de conceitos utilizados em relação ao anterior, permitindo mais possibilidades de se

estabelecer relações conceituais. Por esta razão já podemos notar nesse mapa um maior empenho

em buscar relações corretas e mais lógicas entre os conceitos escolhidos. Além disso, neste mapa

o grupo também intensificou o processo de diferenciação progressiva dos conceitos, na medida

em que identificamos o conceito “seguidores” desmembrado nos nomes dos cientistas

simpatizantes com as idéias copernicanas. Na mesma linha de raciocínio vemos o conceito

“Kepler” identificado, além de seguidor de Copérnico, como astrônomo defensor da Teoria

Heliocêntrica e como “matemático habilidoso”. Este mesmo conceito ainda aparece relacionado

à três Leis da Gravitação que, embora os estudantes não tenham acrescentado palavras de ligação

a essas proposições, não é demais supor que eles passaram a associar Kepler ao desenvolvimento

dessas Leis. Tudo isso nos permite concluir que há uma evidência para a Aprendizagem

Significativa de conteúdos, mediante a exteriorização de uma estrutura cognitiva mais elaborada,

evidenciada pela evolução dos mapas conceituais desse grupo.

61

Figura 6.4 ­ Mapa Conceitual do tipo hierárquico sobre o modelo Heliocêntrico.

No mapa conceitual da Figura 6.5, o terceiro produzido pelo mesmo grupo, confirma­se a

tendência de um aumento na quantidade de conceitos relacionados. Lembrando que esses

conceitos foram escolhidos pelos próprios estudantes com base em um texto previamente

selecionado e fornecido ao grupo, podemos inferir uma maior maturidade dos estudantes em

selecionar conceitos importantes para representá­los no mapa que eles têm por objetivo construir.

A diferenciação progressiva se faz presente também neste mapa em dois momentos distintos.

Primeiramente quando eles discriminam os tipos de movimentos que o planeta Terra pode

desempenhar no seu movimento ao redor do Sol identificando os movimentos de translação e de

rotação. O outro momento em que isso ocorre é em relação ao conceito “Galileu Galilei” ao qual

eles fazem diversas outras associações de conceitos. A identificação da diferenciação progressiva

associada à maior maturidade em selecionar conceitos sugere uma possível reconciliação

integrativa em mapas posteriores, o que pode elevar o processo de produção de mapas

conceituais a um novo patamar, mais completo e próximo de uma Aprendizagem Significativa

mais consistente. Nota­se, entretanto, neste terceiro mapa problemas na hierarquização de

62

conceitos e nas palavras que estabelecem a ligação entre eles, que não conferem um claro

entendimento da relação proposta. Parece agora ser um procedimento padrão, para esse grupo,

elencar o tema central apresentado como o conceito mais abrangente e inclusivo de todo o mapa,

posicionando­o, então, no topo do mesmo. Destaca­se a proposição “A Controvérsia Entre os

Dois Modelos ­ Principal Problema ­ Falta de Evidência” como uma boa proposição, pois mostra

que os alunos perceberam uma relação causal entre os conceitos selecionados. Isto nos permite

inferir que essa idéia foi apreendida pelos estudantes como uma Aprendizagem Significativa do

tema. As proposições desse mapa, embora ainda não apresentem total clareza, já se mostram

mais elaboradas com a inserção de pequenas expressões para ligar os conceitos ao invés de

apenas uma única palavra. Esse procedimento, sem dúvida, facilita o entendimento do que o

estudante se propõe expor em relação ao entendimento que teve sobre o assunto estudado.

Figura 6.5 ­ Mapa Conceitual sobre a transição entre modelos de sistema solar.

63

Figura 6.6 ­ Mapa Conceitual sobre o movimento planetário e a Lei da Gravitação Universal.

Seguindo os mesmos procedimentos dos mapas anteriores, no mapa da Figura 6.6 o grupo

demonstrou boa maturidade para selecionar os conceitos mais importantes, evidenciado pela

maior quantidade destes conceitos apresentados no mapa e pelas relações construídas. Os

conceitos escolhidos foram organizados com boa identificação de hierarquias, o que pode ser

observado, por exemplo, quando se percebe no mapa que os estudantes construíram uma

proposição destacando a atração mútua dos corpos como uma propriedade ligada

subordinadamente à Lei da Gravitação, ao mesmo tempo em que indicam a influência da massa

no campo gravitacional, inserida também nessa mesma Lei. Aqui vale destacar uma construção

interessante, pois os estudantes demonstraram ter percebido que o aumento da intensidade do

campo gravitacional relaciona­se com um aumento de massa, entretanto, sabemos que a

diminuição da massa também influencia o campo gravitacional, porém, no sentido de diminuir

sua intensidade. Essa relação poderia ter sido feita no mesmo nível hierárquico que a primeira.

De fato, ela foi feita, como podemos observar no mapa, entretanto, fazendo a associação com

outra parte dele, isto é, com outro nível de subordinação. Mas ao se analisar com maior cuidado,

nota­se que essa relação foi feita ao mesmo conceito, ou seja, “Lei da Gravitação Universal”

64

localizado também como tema principal do mapa, isto é, na posição hierárquica mais alta,

portanto de forma repetida. Além disso, nota­se que eles evidenciam novamente a influência do

aumento da massa ao campo gravitacional, agora referido pela palavra “força”, haja vista, que

esse campo nada mais é do que um campo de forças mas, agora também, no mesmo nível de

relevância, indicam a influência da diminuição da massa à diminuição da “força”. Assim,

podemos inferir que, embora tenham feito a devida associação com outra parte do gráfico, pelo

fato de ser um conceito repetido no mapa construído, eles conseguiram fazer uma parcial

diferenciação do conceito “Lei da Gravitação” faltando, apenas apontamentos em relação à

variação da força devido à variação da distância entre os corpos.

Neste último mapa, podemos perceber também, uma certa generalização da diferenciação

progressiva porquanto os conceitos “observações”, “leis”, “lei da Gravitação”, “leis de Newton”

foram associados a outros que dilatam seu entendimento e que a eles são subordinados. A

diferenciação progressiva é importante quando apresentada em um mapa produzido por alunos

por que mostra os pormenores da aprendizagem que começa a se estabelecer, além de ser indício

de Aprendizagem Significativa. Uma vez que um mapa conceitual “nunca está acabado”, isto é,

novas aprendizagens vão mostrando aos estudantes que outras e mais amplas associações podem

ser feitas, podemos dizer que o próximo passo na construção de mapas conceituais por esse

grupo seria apresentar também a reconciliação integrativa quando fossem capazes de evidenciar

relações entre proposições no mapa. Por todas essas características demonstradas, temos razões

para dizer que esse grupo apresentou de maneira satisfatória indícios de Aprendizagem

Significativa.

III – Tipo centrado (teia de aranha)

Um dos grupos produziu, predominantemente, mapas de um tipo em que o tema central

do conteúdo estudado aparece no centro do mapa e os outros conceitos que a ele se ligam

aparecem posicionados afastando­se do centro. Foram produzidos um total de 3 mapas desse tipo

correspondendo à 15% do total.

Esse tipo de construção tem característica facilidade de elaboração, pois os conceitos que

o constituem aparecem diretamente relacionados com o conceito central ou a alguns conceitos

65

centrais sem, no entanto, apresentar, necessariamente, hierarquização entre esses

conhecimentos. Isso dificulta a interpretação de tal tipo de mapa, na medida em que o professor

não identifica com clareza as prioridades de conceitos destacados por aqueles que o construíram.

Além disso, pela natureza de sua própria construção, esses mapas apresentam restritas

possibilidades de integração entre os conceitos elencados. Os três mapas produzidos por esse

grupo ao longo dos estudos não apresentaram diferenças marcantes em sua estrutura.

Basicamente, eles reproduziram conceitos novos adquiridos pela leitura de novos textos sob um

mesmo aspecto estrutural. Entretanto, reproduzimos na figura 6.7 um dos mapas produzidos pois

ele apresentou uma peculiaridade que não aparece nos outros.

Figura 6.7 ­ Mapa do tipo centrado sobre o modelo heliocêntrico.

Esse mapa conceitual foi o segundo a ser construído pelo grupo que o fez à partir de um

texto sobre o modelo heliocêntrico para o sistema solar. E foi justamente esse o conceito

escolhido pelo grupo como o conceito principal, tanto que ele figura no centro do mapa

produzido e os outros conceitos relacionados aparecem irradiando­se à partir desse centro.

Entretanto, diferentemente dos demais, esse mapa apresenta duas peculiaridades importantes que

podemos identificar como um ensaio para uma diferenciação progressiva mais elaborada. A

66

primeira a se destacar refere­se ao conceito “leis” ao qual os estudantes apontam duas

diferenciações ao perceberem que esse conceito pode se referir à lei das áreas e à lei das órbitas,

ressalta­se ainda que eles procuraram explicar as diferenciações relacionadas a esse conceito

evidenciadas por pequenas expressões em destaque como se elas mesmas, fossem por si só,

conceitos. Em outro momento a diferenciação aparece associada à palavra de ligação

“revolucionárias” quando eles percebem que as idéias de Galileu, Newton e Kepler foram

importantes para a consolidação do modelo heliocêntrico. De um modo geral, o mapa produzido

pelo grupo, apresenta proposições com razoável clareza em função dos termos de ligação entre

os conceitos, que não se limitaram a apenas uma ou algumas palavras mas, até mesmo, à

expressões inteiras que encerram um sentido completo.

Retomando a análise à partir da forma estrutural do mapa, relembramos que ela

desfavorece a reconciliação integrativa pois, pela disposição das proposições, fica difícil fazer a

associação na prática. Para exemplificar esse fato, destacamos as proposições que se referem às

leis de Kepler e aquela que trata do próprio astrônomo alemão. Como se observa, elas

localizam­se distantes, uma da outra, no mapa, assim, mesmo que os estudantes percebam a

possibilidade de fazer essa associação, teriam dificuldades operacionais para isso, que é

provocada por essa disposição de proposições “ao redor” do conceito central.

Com base no que foi discutido nesta seção temos boas razões para supor uma

Aprendizagem Significativa dos conceitos pelos integrantes desse grupo. Nesse sentido, um fato

importante que deve ser comentado é que esse mesmo grupo em dado momento dos trabalhos

percebeu, em função dos comentários do professor, que um mapa conceitual não sendo

auto­explicativo, ou seja, necessitando de explicação por parte de quem o fez, para que suas

informações sejam bem compreendidas, precisa ser apresentado sob uma estrutura que facilite a

exposição de idéias, muito embora não exista esta ou aquela estrutura que seja “a mais correta”

[MOREIRA, 1986].

O grupo decidiu, portanto, refazer o mapa conceitual, porém, com outra estrutura. Para

isso recorreu ao primeiro texto trabalhado, que por ser menor, segundo eles, facilitaria a

produção de outro mapa diferente do que eles vinham se acostumando a fazer. O tema do

67

primeiro texto é o modelo geocêntrico do sistema solar e o mapa criado por eles está reproduzido

na Figura 6.8.

Portanto, no gráfico reproduzido na Figura 6.8, o tema central ou raiz escolhido por eles

foi “Evolução do Universo” e nota­se que todos os demais conceitos selecionados partem de uma

ligação direta com ele. Aparentemente, os estudantes procuraram construir um mapa conceitual

hierarquizando os conceitos escolhidos mas as construções ficaram bastante confusas e, para

alguns casos, sem qualquer lógica. Embora no mapa anterior eles tenham identificado alguma

diferenciação progressiva, dos conceitos selecionados, essa característica não apareceu no mapa

atual.

Figura 6.8 ­ Mapa conceitual do tipo hierárquico, produzido pelo mesmo grupo que fez o mapa da Figura 6.7, sobre o tema modelo geocêntrico.

Podemos imaginar como possíveis explicações para isso a mudança do texto

simultaneamente com a mudança no tipo de estrutura do mapa a ser montado. Talvez os

estudantes tenham se preocupado tanto em alterar a estrutura do mapa que seria produzido em

68

relação aos mapas anteriores que outras características tanto ou mais importantes ficaram

deixadas de lado. Moreira (2012) afirma que seria um procedimento errôneo do professor

apontar qualquer mapa como “o mapa correto” do conteúdo estudado. Segundo ele, o mais

importante para um mapa conceitual é evidenciar a estrutura cognitiva daquele que o produziu

em termos do tipo de aprendizagem estabelecida. Outro ponto importante é que um mapa

conceitual possui uma natureza evolutiva, isto é, naturalmente vai se modificando à medida em

que aquele que o fez adquire novos conhecimentos. Desta forma, pode­se intervir, de tempos em

tempos, no mapa produzido, promovendo alterações que mostrem o nível de aprendizagem

alcançado. O fato de os estudantes desse grupo terem percebido que alterar a estrutura do mapa

criado por eles facilitaria o processo de explicação dos conceitos relacionados pode ser

considerado como um primeiro passo para uma Aprendizagem Significativa mais efetiva no

futuro.

IV – Tipo sem estrutura definida

Figura 6.9 ­ Mapa conceitual sem estrutura definida: circular.

Para finalizar, temos uma última categoria de mapa conceitual, que identificamos como

mapas que, na verdade, não apresentam uma estrutura típica de mapa conceitual.

69

Quantitativamente temos 3 mapas que podem ser classificados dentro dessa categoria totalizando

um percentual de 15% do total de mapas produzidos. Vamos analisar os dois exemplos mais

característicos dessa categoria de mapas identificados pelas Figuras 6.9 e 6.10.

Os dois mapas conceituais desta seção foram classificados como possuídores de estrutura

indefinida, pois não apresentam o aspecto de estrutura hierárquica normalmente visto para mapas

conceituais. A produção de 3 desses mapas, correspondendo à 15% do total é bastante

significativa. O primeiro mapa apresenta estrutura circular com todos os conceitos ligados

sequencialmente formando um “circuito” fechado. Nesse tipo de construção foi impossível

identificar qual o conceito que o grupo julgou o mais geral e abrangente percebido ao longo dos

estudos do tema. Portanto, não se pôde definir qual conceito foi utilizado como âncora para que

outros menos gerais e mais específicos pudessem se relacionar. Também não foi apresentado no

mapa qualquer tipo de diferenciação progressiva ou reconciliação integrativa. Tal construção

sugere apenas uma percepção seqüencial de conceitos sem que houvesse o entendimento de

como o conjunto de conceitos se relacionam entre si formando um corpo integrado de

conhecimentos novos adquiridos.

Figura 6.10 ­ Mapa conceitual sem estrutura definida: fragmentado.

70

O último mapa desta seção, mostrado na Figura 6.10, foi construído com várias

proposições posicionadas lado­a­lado sem demonstrar qualquer tipo de relação entre elas. Os

estudantes simplesmente construíram blocos de conceitos fracamente ligados entre si, sem fazer

qualquer relação entre as proposições que pudesse evidenciar a presença da reconciliação

integrativa. Da mesma forma que o anterior, nesta construção, também foi impossível identificar

qual o conceito que foi selecionado como raiz para o desenvolvimento de todo o mapa. Uma vez

que, para Moreira (2012) mapas conceituais “são representações concisas das estruturas

conceituais que estão sendo ensinadas e, como tal, provavelmente facilitam a aprendizagem

dessas estruturas” parece que esses dois grupos, primeiramente, não entenderam o próprio

mecanismo de elaboração do mapa conceitual e por isso não conseguiram demonstrar qualquer

nível de Aprendizagem Significativa sobre o conteúdo, restando­nos apenas concluir que, para

esses dois grupos, a aprendizagem foi mecânica, isto é, os novos conhecimentos não adquiriram

significado na estrutura cognitiva preexistente no cognitivo de seus integrantes.

6.4 Sobre o questionário final

A primeira pergunta do questionário aplicado aos alunos buscou saber se eles já tinham 5

estudado, em algum momento, sobre o sistema solar. Com ela, pudemos constatar que todos os

alunos já tinham estudado sobre ele pois 100% deles responderam “Sim”. Lembremos ainda que

a atividade inicial, que se constituiu no levantamento das concepções prévias dos estudantes

através da elaboração de um desenho, mostrou que, à despeito de algumas particularidades, todos

os estudantes dessa turma já possuíam um certo conhecimento sobre o sistema solar, no qual

acreditam que o sol ocupa uma posição central com os planetas distribuídos a sua volta.

Como essa foi a primeira atividade proposta aos estudantes, isto é, as aulas de Física do

ano letivo de 2015 foram iniciadas com a realização dessa tarefa, podemos supor que essa idéia

sobre o sistema solar revelada pelo desenho já fazia parte da estrutura cognitiva deles.

A segunda pergunta “Para que serve um modelo cosmológico?” teve por base o primeiro

texto trabalhado, intitulado “Modelo Geocêntrico do Universo” (texto 1). O objetivo dessa

pergunta foi verificar se os estudantes conseguiram perceber a abrangência conceitual de um

5 O Questionário Final aplicado consta no Produto Educacional desta Dissertação

71

modelo cosmológico identificando, porém, que a principal característica de um modelo

cosmológico é explicar o porquê de ocorrerem os fenômenos que observamos.

Deste modo, consideramos que a resposta mais adequada para essa pergunta seja a letra

“d”, entretanto, apenas 16% dos estudantes marcaram essa opção. Sendo que 32% deles

consideram que um modelo cosmológico serve para apresentar como se forma um sistema solar

seguidos por 28% dos estudantes que consideram um modelo cosmológico importante sob os três

aspectos, quais sejam, para representar, apresentar como se formou e explicar a evolução do

sistema solar, dando maior relevância para a representação que o modelo proporciona.

Ao se trabalhar o texto 1, utilizou­se como organizador prévio uma analogia com os

modelos de passarela. Procurou­se investigar com os estudantes o que eles achavam do trabalho

e, por conseguinte, da importância desses profissionais. Foram feitas perguntas do tipo:

“O que é um modelo de passarela?” e “Para que serve um modelo de passarela?”

À partir das respostas e comentários dados pelos estudantes a aula foi direcionada para o

estudo do texto que trazia as informações sobre um modelo cosmológico geocêntrico. A função

do texto era facilitar o entendimento dos estudantes sobre a importância científica de um modelo

cosmológico para aumentar a compreensão que se deve ter sobre o modelo de sistema solar em

que vivemos. Lançando­se novamente um olhar analítico às respostas dadas para essa pergunta,

notamos que, no total, 56% dos estudantes reconhecem as três importâncias consideradas no

texto para um sistema cosmológico, entretanto, cada qual dá mais relevância para uma ou para

outra característica em especial. Uma vez que durante os comentários sobre os “modelos de

passarela” os estudantes esboçaram o entendimento da importância desses profissionais,

inclusive, demonstraram perceber a relevância dessas pessoas para o mundo da moda,

acreditamos que da mesma forma tenham percebido a importância de um modelo cosmológico

para aumentar o entendimento das pessoas sobre o Universo em que vivem. Podemos supor que

os novos conhecimentos interagiram com os conhecimentos prévios dos estudantes em destaque

levando a crer na possibilidade da Aprendizagem Significativa do conteúdo do texto 1.

A pergunta 3 foi “O que é um Modelo Cosmológico Geocêntrico?”. A essa pergunta 40%

dos estudantes marcaram a opção de resposta correta, isto é, a letra “b”, a qual diz que o modelo

geocêntrico apresenta a Terra no centro do Universo e tudo o mais girando ao seu redor em

72

órbitas circulares e com velocidades constantes. Entretanto, 48% dos estudantes associou o

Modelo Geocêntrico à pessoa de Nicolau Copérnico, apesar de nos mapas conceituais, muitos

deles terem feito as associações corretas, ou seja, terem atribuído esse Modelo à Aristóteles.

Durante os comentários iniciais utilizando o organizador prévio, os estudantes demonstraram

perceber que um “modelo de passarela” é alguém que ocupa uma posição central ou de destaque

no mundo da moda, isso leva a crer em uma posição de relevância para essa pessoa, assim como

para a Terra no modelo geocêntrico escolhido por quase metade dos estudantes. Talvez a

importância central de um modelo de passarela em um evento de moda os tenha levado a

associar essa mesma importância à Terra no centro do sistema solar geocêntrico.

Considerando­se o pouco tempo para se trabalhar cada conteúdo, na verdade, apenas uma aula

para cada tema, entendemos como razoável o índice de acertos alcançado para essa pergunta,

que poderia ter sido maior caso se tivesse trabalhado também a etimologia da palavra

“geocêntrico”. Por tudo isso acreditamos que há indícios de ocorrência de Aprendizagem

Significativa para esse tema, em relação aos estudantes que responderam corretamente.

A quarta pergunta foi “Um sistema cosmológico existe como verdade para sempre?”

Esta pergunta tem por base o fato de que durante os trabalhos em sala, foram estudados os

modelos geocêntrico e heliocêntrico do sistema solar, suas características, vantagens e

desvantagens para explicar o sistema solar em que vivemos. Ao final dessas atividades,

esperava­se dos estudantes que eles tivessem percebido que cada modelo cosmológico foi

proposto em sua época como resposta ao apelo para explicação dos fenômenos que se

observavam no momento. Assim, a medida que novos fenômenos fossem observados, ajustes ou

até a substituição total seriam necessários nos modelos vigentes. Isso leva a conclusão de que

cada modelo científico é adequado à época em que é proposto, não tendo, portanto, vigência

indefinida, pois a busca humana pelo conhecimento provoca novos questionamentos que exigem

novas respostas.

A aplicação do questionário revelou que 100% dos estudantes percebeu a importância

relativa de cada modelo científico em sua época, o que nos leva a crer na possibilidade da

Aprendizagem Significativa desse conceito mediante a percepção que tiveram em relação aos

questionamentos utilizados como organizadores prévios, quando eles notaram que um modelo de

73

passarela atua apenas durante a vigência de sua carreira. Sendo substituído quando surge um

novo modelo com características mais propícias, semelhantemente a um modelo cosmológico

para o sistema solar.

A quinta pergunta “O que é o Modelo Heliocêntrico ?” aborda o assunto estudado no

“texto 2” sobre o modelo heliocêntrico (Copérnico ­ Kepler). Para essa aula o objetivo era que

os estudantes conseguissem perceber a importância desse modelo para o pensamento científico

da época e começassem a perceber também as diferenças entre os dois modelos já vistos.

Como organizador prévio para esta aula, foi feita uma breve revisão da aula anterior e em

seguida foi feita a seguinte pergunta para os estudantes: “Um modelo cosmológico dura para

sempre?” De imediato os alunos responderam de forma negativa, isto é, eles já tinham percebido

que cada modelo é temporário. Daí a importância de se saber diferenciar as características de

cada modelo cosmológico para que se compreenda com clareza o que mantém um modelo e o

que lhe decreta o fim.

A análise das respostas a essa pergunta no questionário, mostra que 44% dos estudantes

assimilaram a definição do modelo e suas características corretamente marcando o item “a” que

define o modelo heliocêntrico do sistema solar. Essa constatação também mostra estar de acordo

com os mapas conceituais produzidos por boa parte dos estudantes que apresentou proposições

corretas para esses conceitos, inclusive com boa diferenciação progressiva para esse tema. Essas

razões nos permitem crer na possibilidade da Aprendizagem Significativa do conteúdo, pois há a

possibilidade de o novo conhecimento ter encontrado ponto de apoio ou se ancorado nos

conhecimentos já estabelecidos pelos estudantes em sua estrutura cognitiva. Contudo, para essa

mesma pergunta, também se nota percentual relativamente alto de respostas, isto é, 40%, que

ainda confundem os dois modelos, pois esse quantitativo de estudantes marcou a letra “b” que

define o modelo geocêntrico de sistema solar. Retornando aos textos, notamos que eles

apresentam esses conceitos partindo de uma discussão histórica passando pelos problemas

vigentes à época até a proposição do modelo cosmológico como resposta a esses problemas.

Uma sugestão para evitar que os alunos ainda confundam os dois conceitos seria fazer também

um esclarecimento etimológico para as palavras geocêntrico e heliocêntrico, pois assim os alunos

74

poderiam assimilar melhor os seus significados e definições evitando, desta forma, a confusão

conceitual constatada.

A sexta pergunta versou sobre as contribuições de Kepler ao modelo copernicano e tem

por base o “texto 2”, no qual é ressaltada a contribuição de alguns cientistas, sobretudo Kepler,

para o modelo cosmológico heliocêntrico. Perceber a contribuição desse cientista é

extremamente importante pois demonstra a assimilação da temporalidade de um modelo

cosmológico ou de pelo menos parte dele. Ao se trabalhar o organizador prévio escolhido para

essa aula, os estudantes pareceram ter percebido que o surgimento ou as modificações

introduzidas, em qualquer modelo cosmológico que vise explicar o universo em que vivemos,

são feitos por cientistas que lidaram de perto com tais modelos.

Essa contribuição também foi bem retratada nos mapas conceituais quando da

apresentação de proposições que deixavam bem clara a contribuição de Kepler com suas leis do

movimento planetário. Além disso, essa percepção permite também que o aluno assimile a

importância do rigor matemático para a explicação de fenômenos da natureza.

Para esta pergunta tivemos 92% dos estudantes atribuindo à descoberta de suas leis como

a maior contribuição de Kepler para o modelo cosmológico heliocêntrico. Isso indica a possível

Aprendizagem Significativa desse conteúdo, na medida em que as discussões em torno da

pergunta feita como organizador prévio levou os estudantes a despertarem seus conhecimentos

prévios sobre a temporalidade de um modelo cosmológico, assim como a importância do

cientista para a evolução desses mesmos modelos. Não seria demais esperar que esses novos

conhecimentos venham a funcionar futuramente como subsunçores para a aprendizagem de

outros conceitos que também levem em consideração a evolução da ciência como contribuição

humana.

A sétima pergunta fazia referência a Galileu e questionava que instrumento ele utilizou e

qual foi sua explicação para a queda livre dos corpos na Terra. Essa pergunta visou verificar a

aprendizagem dos estudantes em relação ao assunto tratado no “texto 3”, intitulado “A

Controvérsia entre os dois Modelos”, que comenta a controvérsia existente entre os dois

modelos cosmológicos até então estudados. O grande problema tratado nesse texto refere­se a

impossibilidade de se estabelecer o movimento da Terra com experimentos simples. Os

75

movimentos que percebemos no dia­a­dia como o nascer e o pôr do Sol não provam que a Terra

se move, pelo contrário, segundo o texto, isso fortalece a concepção das pessoas em geral, e dos

alunos também, sobre a imobilidade do nosso Planeta.

O “texto 3” discute que diversas foram as contribuições feitas ao modelo heliocêntrico,

entretanto, a mais importante foi a do cientista italiano Galileu Galilei. Este, utilizando­se da

luneta e de uma argumentação, que mostrava a relatividade do movimento como a explicação

para a dificuldade de se verificar o movimento da Terra, contribuiu para que o sistema

heliocêntrico fosse reconsiderado pelas mentes dos cientistas daquela época.

Ao responder a essa pergunta, porém, nenhum estudante marcou a resposta esperada,

letra “c”, atribuindo­a ao uso da luneta e à relatividade do movimento como apresentado no

texto. Assim verificamos que uma parcela considerável dos alunos, 32%, atribuiu a resposta ao

uso do binóculo e à força de atração gravitacional terrestre, enquanto que outra parcela, a

maioria, isto é, 56%, atribuiu a resposta ao uso da luneta e a ausência de gravidade na Terra.

Na tentativa de buscar um entendimento para as resposta dadas, fomos verificar os mapas

conceituais produzidos sobre esse tema e verificamos que em nenhum deles os estudantes fazem

alusão à relatividade do movimento dos objetos como explicação para a queda vertical e nem ao

uso, por parte de Galileu, da luneta como instrumento de pesquisa.

O organizador prévio para esta aula foi um vídeo “A Evolução da Ciência: Memes estilo

cordel... ” sobre a evolução do pensamento científico. Após a exibição desse vídeo os estudantes 6

tiveram a oportunidade de fazer comentários sobre como o pensamento científico evoluiu ao

longo dos tempos. O vídeo destacou a importância do método científico para a época de Galileu

como o meio mais adequado para se conhecer e controlar a Natureza, em franco contraste com a

idéia anteriormente vigente que considerava os dogmas religiosos a fonte de onde provêm toda a

autenticidade.

Considerando o fato de os mapas conceituais refletirem a estrutura cognitiva dos

estudantes, vamos concluir que a Aprendizagem Significativa para esse tema ficou bastante

prejudicada. O que nos leva a pensar na necessidade de uma estratégia mais específica para se

abordar a relatividade do movimento, um conceito fundamental que não foi identificado por

6 Disponível no youtube no endereço: https://www.youtube.com/watch?v=6­4hovuvN1I

76

nenhum grupo em seus mapas conceituais. Podemos, de forma razoável, creditar à ausência de

conceitos prévios, subsunçores, sobre instrumentos óticos astronômicos e a relatividade dos

movimentos, como a razão para que tais conceitos não fossem identificados como importantes, e

até para a confusão entre luneta e binóculos.

Uma estratégia adequada poderia ser aplicar um organizador prévio para esse assunto,

propiciando aos estudantes a oportunidade de conhecer os diferentes instrumentos de

visualização do céu, utilizados em várias épocas, para que aprendessem a diferenciar telescópios,

binóculos e lunetas. O mesmo necessitaria ser feito com relação à relatividade do movimento.

Possivelmente, com organizadores prévios adequados, o professor poderia promover momentos

de reflexão e estudos nos quais os estudantes viessem a desenvolver subsunçores consentâneos

que possibilitariam que eles assimilassem a importância desses conceitos, incluindo­os nos

mapas conceituais e assim facilitando a Aprendizagem Significativa.

Na oitava questão foi perguntada a razão da estabilidade do sistema solar. Analisando as

respostas dadas para essa pergunta, notamos que provavelmente todos os estudantes assimilaram

a ideia de que a estabilidade do sistema solar se deve à força de atração gravitacional. Entretanto,

24% desses estudantes acreditam que essa força é devido unicamente a atração exercida pelo sol.

Já a maioria, o equivalente a 76% respondeu de forma mais completa, atribuindo a estabilidade

do sistema solar à força de atração gravitacional mútua que existe entre os planetas e o Sol.

Figura 6.11 ­ Captura de tela do aplicativo “Phet” chamado Laboratório de Força Gravítica.

77

Os organizadores prévios para esta aula foram duas simulações disponíveis na página

Phet da internet. A primeira é chamada Laboratório de Força Gravítica, mostrado na Figura 7

6.11. A simulação não trata exatamente da força gravitacional entre os planetas do sistema solar,

entretanto, foi ressaltado aos estudantes que as observações que seriam feitas tratariam das

variações dessa força em função das massas e das distâncias entre elas. Isto é, foi trabalhado com

os estudantes a percepção de que quando a massa e/ou a distância entre os planetas e o sol se

alteram também a força de atração gravitacional passa por modificações.

Figura 6.12­ Captura de tela do aplicativo “Phet” chamado Gravidade e Órbitas

Para ilustrar melhor a dependência da força gravitacional com a distância foi utilizada

uma segunda simulação do site Phet, chamada “Gravidade e Órbitas”, mostrada na Figura 6.12.

Essa simulação permitiu mostrar aos estudantes como a força gravitacional se modifica durante

o movimento dos planetas em sua órbita em torno do sol. Nesta atividade é destacado para os

estudantes que a variação da intensidade da força gravitacional se dá apenas em função da

alteração da distância entre os integrantes dos sistema solar, pois suas massas não se alteram

durante o movimento orbital.

Ao buscar nos mapas conceituais mais informações sobre que tipo de aprendizagem

ocorrera, nota­se que boa parte dos estudantes destacou em seus mapas a força de atração

7 https://phet.colorado.edu/pt_BR/

78

gravitacional, inclusive com sua dependência em função da massa. Sendo assim, considerando o

percentual de estudantes que marcaram a resposta correta para essa pergunta no questionário,

podemos supor que as informações trabalhadas e adquiridas durante a aplicação do organizador

prévio interagiram de forma satisfatória com o texto trabalhado nessa aula, propiciando indícios

de Aprendizagem Significativa para esse assunto. No entanto, notamos que a dependência da

força gravitacional com relação à distância não foi representada nos mapas, apesar do

organizador prévio ter tratado desse ponto.

Ao final do questionário, foi perguntado a opinião do aluno sobre a utilização dos mapas

conceituais e se ele pretendia utilizá­los para o estudo de outras matérias. Essas perguntas,

dissertativas, tiveram por objetivo verificar a receptividade dos estudantes em relação ao uso dos

mapas conceituais como técnica de ensino­aprendizagem. Classificando as respostas,

verificou­se que 72% dos estudantes gostou da técnica por que facilita os estudos e que 60%

deles acredita que ela pode ser utilizada para estudar qualquer outra matéria. Essa constatação é

bastante promissora pois nos leva a pensar que os estudantes podem empregar a técnica para

estudar outras disciplinas e assuntos, o que faria com que o domínio dela se desenvolvesse

gradualmente culminando ainda com a possível Aprendizagem Significativa de outros

conteúdos.

6.5 Uma visão crítica do produto educacional

Como toda técnica, a dos mapas conceituais aplicada nesta dissertação, embora seja

reconhecida como potencial auxiliar da Aprendizagem Significativa, apresentou pontos positivos

e negativos durante a aplicação da sequência didática. Por isso discutiremos agora as melhorias

introduzidas visando a consolidação do produto educacional

Após as primeiras aulas da sequência didática notamos que os estudantes, naturalmente

sem conhecimentos para a construção de mapas conceituais, também não apresentavam

disposição constante para a leitura. Sendo a leitura essencial para a aquisição de conhecimentos,

esse comportamento exigiu do professor maior empenho para incentivá­los a realizarem suas

leituras prévias para os trabalhos de cada aula. Outro problema recorrente foi a falta dos alunos

às aulas, o que prejudica bastante os trabalhos. Sendo assim, no produto consolidado, nossa

79

proposta foi de apresentar videos curtos introdutórios, no início das aulas, antes das discussões

sobre os textos que deveriam ser lidos previamente. Dessa forma os alunos faltosos na aula

anterior são introduzidos no assunto sem perder o fator motivante para a aula. Esperamos que a

adesão à leitura prévia aumente com o decorrer da sequência didática, na medida em que os

alunos forem se interessando mais pelo assunto e pela metodologia, com a ajuda dos vídeos.

O primeiro mapa conceitual foi construído com base em um texto não relacionado com a

Cosmologia. Embora o texto tenha sido apropriado para uma introdução à metodologia dos

mapas conceituais, achamos mais interessante trocá­lo por um texto sobre as estações do ano,

visando mantê­los focados no tema Cosmologia.

Com relação aos textos trabalhados, três eram adaptações dos originais disponibilizados

no “Caderno de Atividades Autorreguladas” da Seeduc/RJ . O quarto texto era disponível em 8

uma página da internet. No entanto, este quarto texto apresentava uma linguagem e abordagem

pouco claras para o aluno do Ensino Médio. Por esta razão o substituímos por outra página da

internet, esta disponibilizada pelo “Observatorio Nacional”, com um texto melhor, de nível

adequado e mais ricamente apresentado, inclusive com animações ilustrativas.

Quanto aos organizadores prévios, com o intuito de reforçar o papel de ponte conceitual,

propomos modificações destes no produto final. Para enriquecer a discussão sobre modelos,

substituímos o debate sobre modelos de passarela pelo debate de modelos de comportamento, de

beleza, de cidades, de transportes e de organização política. Tais modelos não apenas refletem a

estrutura da sociedade mas determinam sua dinâmica, sofrendo alterações na medida em que a

sociedade evolui e necessita de novos modelos. Desse debate emerge a ponte conceitual para os

modelos científicos.

Na 5ª aula substituímos o video “A evolução da ciência: memes estilo cordel…” por

outro denominado “Kepler”, da serie “ABC da Astronomia”, disponibilizado pela TV Escola

bem como na 6a aula substituímos as simulações por um vídeo denominado “A Física e o

cotidiano: Gravitação ­ Parte IV”. O intuito foi utilizar a boa qualidade do material e a

simplicidade com que as informações são abordadas para motivar um aprofundamento na busca

8 Secretaria de Educação do Estado do Rio de Janeiro

80

de mais informações por parte dos próprios estudantes. Os organizadores prévios destas aulas

foram estruturados na forma de uma discussão desses videos.

Como material suplementar ao produto educacional acrescentamos um guia para a

construção e análise de mapas conceituais, o qual é complementado por um glossário com

explicações suscintas de termos e conceitos relacionados aos mapas conceituais e à teoria da

aprendizagem de Ausubel.

81

Capítulo 7

Considerações Finais

O objetivo deste trabalho foi propor uma aplicação da técnica dos mapas conceituais, por

meio de uma sequência didática, como mecanismo de promoção e avaliação da aprendizagem de

conteúdos de Cosmologia para estudantes do primeiro ano do Ensino Médio de uma escola

pública.

A fundamentação teórica para este trabalho de elaboração da sequência didática se

baseou, sobretudo, na teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel. Associada a esta teoria,

utilizamos também a idéia dos mapas conceituais, segundo Novak, para promover e avaliar a

aprendizagem de conteúdos de Cosmologia.

A sequência didática iniciou­se pela investigação dos conhecimentos prévios dos alunos

sobre o sistema solar através da elaboração de um desenho. Essa atividade teve por finalidade

identificar aqueles conhecimentos que os estudantes já possuiam sobre o sistema solar em que

vivemos pois, para que a Aprendizagem Significativa dos conceitos de cosmologia possa ocorrer,

os novos conhecimentos devem se “ancorar” em conhecimentos prévios para ganhar consistência

cognitiva e significação. No Capítulo 6, seção 6.2, discutimos a análise qualitativa desses

desenhos que revelaram uma percepção inicial do sistema solar em que este era constituído por

um sol ocupando uma posição central (heliocentrismo), com os planetas girando ao seu redor em

órbitas exclusivas ou compartilhadas. Além disso, em alguns desenhos, os estudantes

apresentaram as estrelas como possíveis componentes do sistema solar, sem aludirem ao fato de

que o próprio sol também é uma estrela e, de fato, a única do sistema. Essa atividade foi propícia

e bastante esclarecedora na medida em que motivou todos os estudantes a apresentarem seus

conhecimentos prévios e, ainda, permitiu avaliar o ponto de partida à partir do qual as atividades

posteriores puderam ser planejadas.

Os mapas conceituais produzidos nas aulas foram analisados na seção 6.3, na qual

identificamos seis categorias distintas de mapas. Assim, lembrando que um mapa conceitual não

visa classificar conceitos mas, sim, hierarquizá­los, revelando de que maneira se posicionam na

estrutura cognitiva daquele que o elabora, foi possível identificar, dentre outros, a presença de

82

mapas conceituais em rede ou hierárquicos (30%). Estes mapas apresentam uma estrutura em

que os conceitos mais inclusivos e gerais dispõem­se no topo do mapa com os mais específicos

localizando­se em níveis mais baixos. Além disso, nessa categoria de mapas, também foi

possível identificar uma certa tendência para a diferenciação progressiva de conceitos, momento

no qual estes aparecem mais elaborados e explicados. Esse tipo de mapa revelou uma evolução

do entendimento dos estudantes que os produziram em relação aos conceitos estudados e, por

conseguinte, uma aprendizagem mais efetiva de conteúdos. Possivelmente o único grupo que

elaborou esses mapas alcançou a Aprendizagem Significativa, objetivo inicial do trabalho.

Continuando o Capítulo 6, na seção 6.4, foi analisado o questionário final aplicado na

turma após a elaboração dos mapas conceituais. As oito perguntas iniciais do questionário final

foram elaboradas com base nos textos estudados durante as aulas e para os quais foram

elaborados mapas conceituais, que foram precedidas pela apresentação de um organizador prévio

para cada assunto. Esta etapa do trabalho revelou que os conceitos representados pelos

estudantes nos mapas conceituais são bem entendidos por eles, assim, por exemplo, 44% dos

estudantes perceberam a correta definição do modelo heliocêntrico para o sistema solar. Da

mesma forma, 76% dos estudantes compreendeu que a razão da estabilidade desse sistema é a

força de atração gravitacional mútua entre o Sol e os planetas que o constituem. Por outro lado,

quando eles não representam determinado conceito no mapa, possivelmente, foi por que não

desenvolveram Aprendizagem Significativa sobre ele. Exemplo disso, foi a constatação de que

nenhum estudante assimilou que Galileu utilizou a luneta para observar o sistema solar e usou o

argumento da relatividade do movimento para explicar a queda vertical dos corpos, pois nenhum

mapa apresentou a representação desses conceitos.

As duas últimas perguntas buscaram saber qual foi a receptividade dos estudantes em

relação ao mapeamento conceitual como forma de estudo e avaliação, além de buscar saber,

também, sobre a motivação para a continuidade da aplicação do método. Verificou­se pelas

respostas que a maioria dos estudantes gostou da metodologia aplicada e que pretende utilizá­la

para o estudo de outras matérias. Isso nos permite crer que os alunos apresentaram boa

receptividade da aplicação dos mapas conceituais nesta sequência didática. Neste sentido,

83

registram­se as respostas, literalmente transcritas, de uma aluna para as perguntas 09 e 10,

respectivamente:

"Fica mais fácil para entender, por que destacamos os pontos mais importantes dos textos passados e fica mais fácil para lembrar de certas coisas." "Sim, por que é mais fácil para fazer resumos de textos enormes, destacando as coisas mais importantes."

Além disso, no decurso da sequência didática, a utilização dos mapas conceituais, a

organização dos estudos em grupo e a disponibilização prévia do conteúdo de Cosmologia

permitiu que os estudantes desenvolvessem um bom nível de interação social levando­os a se

tornarem questionadores, autônomos e protagonistas durante a própria aquisição de novos

conceitos

Portanto, com os resultados que foram alcançados na elaboração desta dissertação,

acreditamos que a sequência didática concebida com o uso dos mapas conceituais para a

promoção e avaliação da aprendizagem de Cosmologia foi útil para os fins a que se propôs e por

isso pode auxiliar os professores de Física do Ensino Médio em suas tarefas de

ensino­aprendizagem de Cosmologia. No entanto, em virtude das limitações de tempo, a

aplicação ora realizada nesta dissertação não esgota todo o potencial dos mapas conceituais para

induzir e avaliar a Aprendizagem Significativa. Acreditamos que outros trabalhos podem e

devem ser realizados a partir da experiência aqui relatada, visando tanto aperfeiçoar como

adequar seu uso a outras realidades e temas educacionais.

Concluimos essa dissertação ressaltando que a tarefa do professor, cada vez mais, será

buscar respaldar­se por métodos, teorias e técnicas que lhes assegurem meios de aperfeiçoar o

desempenho de seus labores profissionais na nobre tarefa de induzir a aprendizagem e o gosto

pelo estudo nos seus alunos. Em outras palavras, o ensino precisa mudar para acompanhar as

expectativas da sociedade contemporânea pela formação de cidadãos atuantes e críticos em

relação à realidade em que vivem. Para tanto, caberá ao professor ter a iniciativa, e a coragem, de

buscar e implementar novas metodologias de ensino. O produto educacional que elaboramos e

testamos neste trabalho mostrou que o uso de mapas conceituais é uma ferramenta muito valiosa

84

tanto para o processo de ensino­aprendizagem assim como para a avaliação de uma

aprendizagem potencialmente significativa e crítica.

85

Apêndice A PRODUTO EDUCACIONAL

UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DE COSMOLOGIA UTILIZANDO

MAPAS CONCEITUAIS

1. Escopo de aplicação

Visa atender aos objetivos do ensino de Cosmologia no primeiro ano do Ensino Médio,

em conformidade com os PCNs, e em especial ao Currículo Mínimo do Estado do Rio de

Janeiro, correspondendo esta unidade ao primeiro bimestre letivo.

2. Planejamento

O sucesso de um processo de ensino­aprendizagem depende do planejamento do professor. Na

sequência didática aqui apresentada, foram consideradas, em cada aula, as etapas da

problematização inicial, da organização do conhecimento e da aplicação do conhecimento. O

componente denominado “organizador prévio” foi apresentado para motivar o aluno e introduzir

conceitos para as próximas aulas. Embora essa sequência aplica­se a uma condição de ensino

comum, possivelmente, alguns professores necessitarão adaptá­la às suas condições particulares.

3. A sequência didática

Constitui­se de uma série de atividades, baseadas na construção de mapas conceituais,

planejadas de forma a facilitar a aprendizagem dos estudantes sobre o tema Cosmologia. Os

mapas devem ser construídos em grupos (de 4­5 alunos), durante as aulas, sobre os textos

previamente lidos pelos alunos em casa e discutidos na classe com o professor. Um questionário

final de avaliação, bem como os textos de trabalho e endereços de acesso aos materiais

suplementares são fornecidos a seguir. Ao final do produto é fornecido um guia para construção

e análise de mapas conceituais assim como um pequeno glossário de termos e conceitos

referentes a mapas conceituais e a teoria da aprendizagem de Ausubel.

86

4. Instâncias: as aulas

Tabela A.1 ­ Quadro resumido das aulas da sequência.

87

1º AULA

Tema: Conhecimentos prévios sobre o sistema solar

Duração: Duas aulas de 50 minutos

Objetivos gerais

Conhecer a importância do tema Cosmologia.

Objetivos específicos

Revelar as concepções prévias dos alunos sobre o sistema solar;

Destacar a importância do tema Cosmologia e sua utilidade para a aprendizagem.

Recursos

Folhas de papel em branco (ou folha de caderno), lápis e borracha.

Projetor multimídia e computador.

Problematização

Você sabe o que é um modelo científico?

Como você acha que é o sistema solar em que vivemos ?

Os planetas giram em torno do Sol ou é o contrário ?

Quais os constituintes do sistema solar? Seria apenas Sol e os planetas?

Será que existe somente um sistema solar?

O Sol é uma estrela?

Outras estrelas podem constituir sistemas solares?

Organização do conhecimento

Esclarecer neste momento que todos nós, na maioria dos casos, já sabemos alguma coisa

sobre diversos assuntos, e chamamos isto de conhecimento prévio. Porém, o que achamos

que sabemos sobre um determinado assunto e que acreditamos estar correto pode ser uma

informação que não seja aceita pela comunidade científica.

88

Aplicação do conhecimento

Orientar a turma a produzirem um desenho que retrate o sistema solar tal como

“aprenderam” que ele é, e explicar que o professor usará esses desenhos tão somente para

tomar ciência dos conhecimentos prévios da turma sobre o assunto.

Organizador prévio

Como material potencialmente motivador para as atividades posteriores, exibir para os

estudantes, no final desta aula, um vídeo sobre um modelo helicoidal do sistema solar

<https://goo.gl/Ze28yp >.

Análise dos conteúdos prévios a partir dos desenhos

Cada desenho será recolhido pelo professor que os analisará e classificará em função do

número de características corretas que ele apresenta. Quanto mais características corretas

maior o conhecimento prévio apresentado.

As características a ser identificadas para a classificação dos desenhos podem ser: sol

central, número correto de planetas, denominação dos planetas, tamanho relativo dos

planetas e ordem correta dos planetas. Para cada característica correta presente será

assinalado “sim” ou “não” numa tabela conforme mostra a Tabela A.1.

À critério do professor, podem ser acrescentadas mais colunas referente à possibilidade

do estudante desenhar outras características corretas (tais como cometas e luas dos

planetas) ou mesmo características incorretas (tais como órbitas duplamente ocupadas).

Com base na presença dessas características os desenhos podem ser classificados

conforme o nível do conhecimento prévio que revelam: Detalhado, Bom, Parcial ou

Baixo.

Para atribuir um nível do conhecimento prévio deve­se estabelecer uma certa quantidade

de características corretas presentes, por exemplo:

1. Detalhado corresponde à presença de 4 ou mais características;

2. Bom corresponde à presença de 3 características;

3. Parcial corresponde à presença de de 2 características;

4. Baixo corresponde à presença de apenas 1 característica ou nenhuma.

89

Com os dados da tabela preenchida, o professor, terá condições de saber qual o ponto de

partida para trabalhar os conceitos de Cosmologia sobre o sistema solar. Além disso,

poderá, inclusive, identificar eventuais concepções alternativas dos estudantes com as

quais precisará lidar e propiciar a mudança conceitual.

Importante, também, o professor estar atento aos “incrementos” que os estudantes podem

inserir nos desenhos, tais como estrelas, órbitas espirais, duplas, etc. Esses elementos

indicam concepções alternativas fortes suficiente para serem representadas e exigirão do

professor uma atenção especial para promover a necessária transição conceitual.

DESENHO

CRITÉRIOS PARA A CLASSIFICAÇÃO DOS DESENHOS

SOL NO

CENTRO

NÚMERO

CORRETO DE

PLANETAS

DENOMINAÇÃO

DOS PLANETAS

TAMANHO

RELATIVO DOS

PLANETAS

ORDEM

CORRETA DOS

PLANETAS

CONHECIMENTO

DO SISTEMA

SOLAR

1

2

3

...

Tabela A.1 ­ Tabela modelo para classificação dos desenhos e determinação do nível de

conhecimento dos alunos sobre o sistema solar.

90

2º AULA

Tema: Mapas conceituais como ferramenta para a Aprendizagem Significativa.

Duração: Duas aulas de 50 minutos

Objetivos gerais

Compreender o conceito sobre a Aprendizagem Significativa.

Construir o primeiro Mapa Conceitual

Objetivos específicos

Delinear as principais características que propiciam o desenvolvimento da Aprendizagem

Significativa, em contraposição à aprendizagem mecânica

Apresentar as principais características dos mapas conceituais;

À partir de um pequeno texto, construir o primeiro mapa conceitual como exemplo.

Recursos

Projetor multimídia e computador.

O professor deverá disponibilizar um meio eletrônico para que os alunos possam acessar

os textos das aulas seguintes e demais links do curso com antecedência, via internet. Para

tanto pode ser aberto um e­mail com acesso para toda a turma ou utilizar plataforma

educacional.

Problematização

Como você entendeu o modelo do sistema solar do video da última aula?

Por quanto tempo você se lembra do que estuda?

Você se lembra do que estudou em ciências no ano passado?

De 0 à 10, que nota você daria para a sua vontade de aprender neste momento?

Como você entende um mapa?

Você já ouviu falar do mapa conceitual?

91

Organização do conhecimento

Discutir porque os estudantes guardam certas informações por algum tempo e depois as

esquecem. Tocar nesse ponto é importante para que os alunos percebam a necessidade de

eles mesmos mudarem seus próprios paradigmas de estudo e aprendizagem, com uma

participação mais ativa nas aulas.

Apresentar o conceitos da Aprendizagem Significativa como aquela que é construída

sobre conceitos anteriormente bem estabelecidos, como por exemplo o conceito “tio” que

é construído sobre os conceitos de “pai” e “irmão”.

Contrapor a Aprendizagem Significativa com a aprendizagem mecânica, que sem

“âncoras” de conceitos anteriores, se perde rapidamente.

Reforçar a importância da participação ativa de cada indivíduo em seu próprio processo

de aprendizagem e também deve falar da construção dos mapas conceituais como técnica

para facilitar a Aprendizagem Significativa.

Apresentar exemplos de mapas conceituais, selecionados à partir de uma pesquisa na

internet, sobre temas diversos para que os estudantes percebam como é a sua estrutura e

que ele pode ser empregado em qualquer disciplina e para estudar qualquer assunto;

Aplicação do conhecimento

Propor aos estudantes a construção conjunta de um primeiro mapa conceitual com base 9

em um texto simples, explicando:

como identificar os conceitos mais relevantes;

como usar expressões de ligação para estabelecer suas conexões com outros

conceitos menos inclusivos formando proposições ;

como montar um mapa conceitual a partir dos conceitos e suas conexões.

Exemplo de texto simples que pode ser utilizado: 10

“O que causa as estações do ano é o fato da Terra orbitar o Sol com seu eixo de rotação

inclinado em relação ao plano orbital. O ângulo de inclinação entre o plano do equador e o plano

orbital é cerca de 23,5° atualmente. Essa inclinação é basicamente fixa. Devido a essa inclinação,

9 Ao final deste produto encontra­se um guia para construção de mapas conceituais. 10 Adaptado de <http://www.astronomiasingular.com/2013/02/explicar­estacoes­do­ano.html>

92

no decorrer da órbita da Terra em torno do Sol, os raios solares incidem mais diretamente em um

hemisfério do que no outro, e assim aquece bem mais determinado hemisfério do que o outro.

Lembre­se de que quando no hemisfério norte da Terra é inverno, é verão no hemisfério

sul e vice­versa. Isto porque o Sol não incide com a mesma intensidade no hemisfério norte e sul

ao mesmo tempo.

No caso do outono e da primavera, o Sol está aproximadamente com a mesma

intensidade em regiões iguais dos dois hemisférios (...). Nunca é a mesma estação nos dois

hemisférios ao mesmo tempo.”

93

3º AULA

Tema: Modelo geocêntrico de Aristóteles

Duração: Duas aulas de 50 minutos

Objetivos gerais

Compreender o conhecimento científico como resultado de uma construção humana,

inserida em um processo histórico e social.

Objetivos específicos

Reconhecer a importância da Física Aristotélica e sua influência exercida sobre o

pensamento ocidental.

Identificar o que é um modelo geocêntrico do sistema solar e suas bases históricas e

científicas.

Construir o primeiro mapa conceitual em grupo sobre o sistema solar Aristotélico.

Recursos

Projetor multimídia e computador.

“Texto 1” de apoio: Modelo geocêntrico do Universo – Aristóteles. (deve ser

disponbilizado previamente para a turma)

Dividir a turma em grupos e avisar que esses grupos, preferencialmente, serão os mesmos

até o final de todas as atividades. Ressaltar que no trabalho cooperativo cada integrante

de um grupo contribui trazendo suas experiências e pontos de vista sobre o assunto,

ampliando a reflexão e beneficiando todos na busca do entendimento do tema.

Problematização

Que movimentos de astros vocês percebem?

Alguém é capaz de perceber que a Terra se move?

Como seria possível perceber os movimentos da Terra?

O que você entende ao ouvir falar de modelo cosmológico?

Organização do conhecimento

Como material introdutório para a aula, exibir para os estudantes, o vídeo sobre o modelo

geocêntrico de Ptolomeu intitulado “Nascimento da ciência”, produzido pela Rede Globo

94

com o físico Marcelo Gleiser como um episódio de uma série “Poeira das estrelas”. No

“youtube” este video está disponível com o titulo “Geocentrismo” no endereço:

<https://goo.gl/rE9GWS>.

Organizador Prévio: O que é um modelo e para que serve?

Quais o modelos de beleza e de comportamento dos jovens de hoje? E no tempo

dos seus pais e dos seus avós?

Como são os modelos de cidades hoje e em épocas passadas? E de transportes?

Como evoluiu o modelo de organização política no Brasil desde o descobrimento

até os dias de hoje?

Quais as funções desses modelos?

Por que os modelo mudam? Discutir se modelos determinam apenas a estrutura

ou também a dinâmica dos sistemas.

Em sala de aula, com os estudantes, fazer uma releitura do “Texto 1”, relembrando o

video do início da aula. Nesta etapa, os estudantes terão a oportunidade de tirar suas

dúvidas com o professor e promoverão debates entre si com o objetivo de chegarem a um

“denominador comum” em relação aos conceitos, expressões de ligação e proposições

que comporão seus mapas conceituais.

Destacar:

O papel de Aristóteles e sua influência sobre o pensamento científico e religioso

ocidental;

A estrutura do modelo geocêntrico, sua concordância com os fenômenos

astronômicos e a sua consonância com os dogmas do cristianismo.

Etmologia da palavra geocêntrico e relacioná­la com as palavras geografia e

geologia.

Aplicação do conhecimento

Propor aos estudantes construírem, em grupo, um mapa conceitual sobre os conceitos e

conexões presentes no “Texto 1”.

Esse mapa conceitual será recolhido pelo professor para análise, assim como os demais

que forem produzidos nas próximas aulas .

95

4º AULA

Tema: Modelo heliocêntrico de Copérnico

Duração: Duas aulas de 50 minutos

Objetivos gerais

Conhecer o modelo de sistema solar heliocêntrico e as razões da controvérsia com o

modelo geocêntrico.

Objetivos específicos

Diferenciar a estrutura do modelo heliocêntrico do sistema solar em relação ao modelo

geocêntrico.

Identificar as contribuições de Copérnico e Kepler para o modelo heliocêntrico.

Debater sobre as razões da controvérsia entre os modelos geocêntrico e heliocêntrico.

Analisar as leis de Kepler, bem como sua base nas observações astronômicas.

Construir um Mapa Conceitual

Recursos

Projetor multimídia e computador.

“Texto 2” de apoio: “Modelo heliocêntrico (Copérnico ­ Kepler)”. (deve ser

disponibilizado previamente para a turma)

Problematização

Por que vários modelos cosmológicos foram propostos ao longo da história?

Quais eram as características do modelo geocêntrico estudado na aula anterior?

O que se entende por um modelo heliocêntrico?

O que foi visto no video do modelo helicoidal do sistema solar?

Qual a importância de se obter dados astronômicos mais precisos?

Um modelo cosmológico dura para sempre?

96

Organização do conhecimento

Organizador Prévio: Exibir para os estudantes o vídeo denominado “Heliocentrismo”, da

serie “ABC da Astronomia”, disponibilizado pela TV Escola no endereço 11

<http://tvescola.mec.gov.br/tve/video/abc­da­astronomia­heliocentrismo>.

o Destacar a etimologia da palavra heliocêntrico, que deriva da palavra grega

“helios”, que significa sol e “kentron” que significa centro.

o Debater com os alunos o porquê de um novo modelo cosmológico e quais as

dificuldades para que o heliocentrismo fosse aceito.

Neste momento o professor deve ficar atento à leitura que os estudantes farão sobre o

texto com o intuito de identificarem os conceitos novos que diferenciem este modelo do

geocêntrico estudado anteriormente, bem como as vantagens do novo modelo com

relação ao modelo precedente.

Aplicação do conhecimento

Com base na discussão realizada nesta aula e no que já se estudou sobre a produção de

mapas conceituais propor a construção de um mapa conceitual para o texto sobre o

modelo heliocêntrico.

11 http://tvescola.mec.gov.br

97

5º AULA

Tema: A Controvérsia entre os dois modelos de Sistema Solar..

Duração: Duas aulas de 50 minutos.

Objetivos gerais

Entender a controvérsia entre os modelos geocêntrico e heliocêntrico;

Compreender o papel de Galileu e suas contribuições científicas na defesa do modelo

cosmológico heliocêntrico.

Objetivos específicos

Analisar o argumento da relatividade do movimento, proposto por Galileu, para justificar

o modelo heliocêntrico.

Identificar as contribuições científicas de Galileu para o desenvolvimento da astronomia.

Reconhecer o papel do desenvolvimento dos instrumentos científicos para o avanço da

ciência e a reformulação de seus modelos.

Recursos

Projetor multimídia e computador.

“Texto 3” de apoio: A Controvérsia entre os dois Modelos (com adaptações). (deve ser

disponibilizado previamente para a turma)

Problematização

Como a humanidade desenvolveu seu conhecimento ?

O acesso aos meios de informação e conhecimento sempre esteve à disposição das

pessoas ? Por quê?

No que se constitui o método científico ?

Para que serve a ciência, afinal?

A verdade científica, os modelos científicos, são inquestionáveis? Duram para sempre?

Que instrumentos óticos você conhece? Quais são usados para observações

astronômicas?

98

Organização do conhecimento

Organizador Prévio: Exibir para os estudantes o vídeo denominado “Kepler”, da serie

“ABC da Astronomia”, disponibilizado pela TV Escola no endereço 12

<http://tvescola.mec.gov.br/tve/video/abc­da­astronomia­kepler>.

Discutir a maneira pela qual o desenvolvimento humano se dá, através da

contribuição coletiva de diversos pensadores, filósofos e cientistas, de diversos

povos.

Qual o importância de Galileu e Kepler, dentre outros, para a teoria da gravitação

de Newton?

Discutir como as Teorias Científicas estão sempre sujeita a questionamento e revisão dos

seus modelos, na medida em que novos fatos são revelados pelas experiências.

Ressaltar que as “verdades religiosas”, por serem dogmas, não são sujeitas a revisões,

mas sim a interpretações.

Ressaltar que a ciência não tem por finalidade validar a religião, nem esta necessita da

ciência para se justificar.

Trabalhar a definição do método científico como uma das formas de validação e avanço

da ciência, reformulando modelos que se mostram incompatíveis com a experiência.

Aplicação do conhecimento

Propor que os grupos construam um mapa conceitual sobre o “Texto 3”.

12 http://tvescola.mec.gov.br

99

6º AULA

Tema: Leis de Kepler e a lei da Gravitação Universal.

Duração: Duas aulas de 50 minutos

Objetivos gerais

Discutir sobre a importância das leis de Kepler e da lei da Gravitação Universal de

Newton;

Refletir sobre a estabilidade do sistema solar.

Objetivos específicos

Analisar de que maneira as leis de Kepler explicam o movimento e a órbita dos planetas

no sistema solar;

Analisar de que maneira a lei da Gravitação Universal de Newton explica a estabilidade

do sistema solar;

Analisar a variação da força gravitacional com a massa e com a distância entre os

planetas do sistema solar;

Recursos

“Texto 4” de apoio: “Newton e gravitação”, disponível no endereço

<http://goo.gl/hciOfe>, o qual os alunos devem ler previamente.

Computador e projetor multimídia.

Problematização

Qual a importância das observações astronômicas precisas para Kepler?

As leis de Kepler explicam “como” e “porque” as órbitas são da forma observada pelos

astronômos?

Qual a importância das leis de Kepler para Newton?

Organização do conhecimento

Organizador prévio: Exibir para os estudantes o vídeo “A Física e o cotidiano:

Gravitação ­ Parte IV”, disponível para baixar no portal do Banco Internacional de

100

Objetos Educacionais: <http://goo.gl/sp5uHk> ou para visualização no “youtube” no

endereço <https://goo.gl/liM3Bb>.

o Ressaltar aos estudantes que:

quando se altera as massas ou as distâncias, a força gravitacional também

se altera,

a força gravitacional é a responsável pela queda dos corpos na Terra e pela

órbita de planetas, cometas e satélites.

Newton introduzindo a força gravitacional e usando as leis da mecânica

explicou as leis de Kepler e as órbitas..

Com base nas leituras prévias do texto de apoio 4 discutir:

o o papel das leis de Kepler para o desenvolvimento da teoria gravitacional de

Newton.

o o que dá estabilidade ao sistema solar e a forma das órbitas.

Comentar sobre porque a lua não cai na Terra, o movimento dos cometas e as marés,

lembrando do video da aula anterior.

Aplicação do conhecimento

Propor que os grupos construam um mapa conceitual sobre o “Texto 4”.

Propor que cada grupo transponha um mapa dos que construíram para uma cartolina (ou

um slide para apresentação com multimídia), para que seja apresentado e explicado à

turma na próxima aula. Para tanto:

destacar que os mapas podem ser aperfeiçoados, na medida em que eles percebam

novas conexões possíveis entre os conceitos;

cada grupo apresentará um mapa referente a um texto diferente.

101

7º AULA

Tema: Apresentação dos mapas conceituais.

Duração: Duas aulas de 50 minutos

Objetivos gerais

Elucidar o entendimento dos significados dos mapas conceituais construídos através da

apresentação e explicação dos mesmos.

Objetivos específicos

Mostrar que mapas conceituais não são auto­explicativos;

Apresentar os mapas conceituais explicando­os.

Revisar e aperfeiçoar os mapas conceituais construídos.

Recursos

Computador e projetor multimídia.

Desenvolvimento da aula

As apresentações devem seguir a ordem dos textos estudados;

Ressaltar que mapas não são auto­explicativos, nem definitivos, mas que o

amadurecimento do assunto permite ver novas relações conceituais que levam a uma

reelaboração do mesmo;

Destacar nos mapas os conceitos centrais e suas conexões, as proposições, a ocorrência

de diferenciação progressiva e reconciliação integrativa.

102

8º AULA

Tema: Questionário avaliativo

Duração: Duas aulas de 50 minutos

Objetivos gerais

Avaliar quanto ao tipo de aprendizagem ocorrida;

Objetivos específicos

Identificar indícios da ocorrência de aprendizagem predominantemente significativa;

Avaliar a aceitação da metodologia de mapas conceituais junto aos alunos.

Recursos

Computador e projetor multimídia.

Questionário avaliativo (anexo a este PRODUTO). Caso a escola disponha de meios, o

questionário pode ser impresso e entregue aos alunos para responderem e retornarem ao

professor, caso contrário o questionário pode ser projetado como explicado abaixo.

Desenvolvimento da aula

Utilizando o computador e o projetor multimídia o questionário poderá ser projetado em

slides para a turma, questão a questão, permitindo um tempo suficiente para que os

alunos indique a resposta numa folha de caderno a ser recolhida. Caso a escola disponha

de meios, o questionário pode ser impresso e entregue aos alunos para responderem e

retornarem ao professor.

103

5. Avaliando mapas conceituais

A partir da análise de um mapa conceitual, isto é, de suas características de montagem e

estruturação, é possível encontrar indícios do tipo de aprendizagem que os estudantes estão

desenvolvendo, se ela é significativa ou mecânica. Sendo o processo avaliativo uma ação

dinâmica e orientadora, o professor pode fazer os ajustes necessários no seu planejamento

didático para melhor conduzir seus alunos em direção à Aprendizagem Significativa do

conteúdo.

Os mapas conceituais apresentam estruturas gráficas externas de representações internas

(da estrutura cognitiva do indivíduo) sem, no entanto, ser uma réplica fiel. Além disso, deve­se

considerar que não existe mapa conceitual correto ou padrão. Portanto, para esta análise,

sugere­se iniciar­se por um processo de separação, classificação e categorização dos mapas, pois

isto facilitará a interpretação dos mesmo. Para esse trabalho sugere­se como modelo a Tabela

A2.

TIPO ESTRUTURA QUANTIDADE %

I FLUXOGRAMA ( LINEAR )

II EM REDE ( HIERÁRQUICO )

III CENTRADO ( TEIA DE ARANHA )

IV INDEFINIDA

Tabela A.2 ­ Tabela modelo para classificar os mapas conceituais.

Cada categoria é definida com base na forma dos mapas recolhidos pelo professor que faz

uma observação em relação a sua estrutura. Na tabela acima já se encontram alguns exemplos

para as categorias em que os mapas serão classificados, entretanto, deve­se considerar que essas

categorias não estarão prontas antes de se recolher e observar os mapas. A categorização pode

variar de turma para turma.

104

Em seguida, o professor passará à análise dos mapas conceituais de cada categoria com o

objetivo de identificar evidências do tipo de aprendizagem que os membros de cada grupo

atingiram. Os parâmetros e critérios dessa análise são:

1. Estrutura: ela está associada a maneira como os estudantes hierarquizam os conceitos que

eles inserem nos mapas. Significa dizer, que determinadas estruturas, como fluxograma e

rede, são mais favoráveis a evidenciar a Aprendizagem Significativa do que outras, como

centrada e indefinida.

2. Inclusividade dos conceitos: Quando os estudantes selecionam conceitos mais inclusivos

(hierárquicos) e dão destaque a eles, posicionando­os no topo dos mapas, por exemplo,

estão demonstrando qual a importância que eles dão a esses conceitos, sendo este um

indício de Aprendizagem Significativa.

3. Construções lógicas: quando os estudantes conseguem estabelecer um vínculo claro e

explicativo entre os conceitos que eles selecionam, estão, na verdade, demonstrando

como relacionam um conceito com outro dentro de sua estrutura de conhecimento. A

construção de proposições lógicas também é evidência da Aprendizagem Significativa.

4. Diferenciação progressiva e a reconciliação integrativa: na primeira, os estudantes

demonstram os desdobramentos dos conceitos que selecionam e na segunda fazem a

associação entre conceitos aparentemente díspares, isto é, mostram como as várias

proposições de um mapa se interrelacionam compondo uma rede conceitual

estrategicamente interligada (relações cruzadas). Tais acontecimentos também indicam a

ocorrência de Aprendizagem Significativa.

Assim, Estrutura, Hierarquia, Proposições Lógicas, Diferenciação Progressiva e

Reconciliação Integrativa podem ser critérios utilizados pelo professor na tarefa de interpretar as

informações de uma mapa conceitual com o objetivo de identificar evidências da Aprendizagem

Significativa, sobre tema que ela representa, que serão tão mais contundentes quanto mais

elaborados estiverem esses critérios. A falta dessas características seria evidência da

aprendizagem mecânica.

O professor pode sistematizar essa avaliação prenchendo uma tabela como mostra a

Tabela A3. Essa tabela possui campos para identificação de cada grupo e de cada mapa

105

produzido por ele. O professor deve escrever na segunda coluna o tipo do mapa que o grupo

elaborou em relação a sua estrutura. Os outros critérios possuem gradações que assumem as

designações (R) para “ruim”, (B) para “bom” e (O) para “ótimo’ para os quais o professor fará

marcações conforme o julgamento que fizer deles.

GRUPO

__

CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DOS MAPAS CONCEITUAIS

ESTRUTURA HIERARQUIA PROPOSIÇÕES

LÓGICAS

DIFERENCIAÇÃO

PROGRESSIVA

RECONCILIAÇÃO

INTEGRATIVA

TIPO R B O R B O R B O R B O

MAPA 1

MAPA 2

MAPA 3

MAPA 4

Tabela A.3 ­ Tabela modelo para identificar indícios de Aprendizagem Significativa nos mapas

conceituais.

Os dados oriundos dessa tabela dão um indicativo do tipo de aprendizagem que ocorreu,

embora não se possa ter a certeza disso. O melhor indicativo é obtido comparando a evolução da

aprendizagem de cada grupo ao longo da elaboração dos diversos mapas, por exemplo, pela

observação de crescente número de indicativos “Bons” e “Ótimos” para os critérios avaliados.

Essa constatação apontaria para a Aprendizagem Significativa dos conceitos, pois indica um

caráter evolutivo de domínio, entendimento e relacionamento dos conceitos.

106

6. Questionário final

1 ­ Para que serve um modelo cosmológico?

a) Para representar como é o sistema solar

b) Para apresentar como se formou o sistema solar

c) Para explicar como o sistema solar evolui

d) os itens a,b e c estão corretos mas o ítem c é mais importante

e) Os itens a,b e c estão corretos mas o ítem a é mais importante

f) Os itens a,b e c estão corretos mas o ítem b é mais importante

2 ­ O que é um modelo Geocêntrico ?

a) Modelo Científico em que a Terra gira em torno dos planetas e do Sol com velocidade

variável em órbitas fixas.

b) Modelo Científico em que a Terra está fixa no centro do universo e os demais planetas,

inclusive o Sol, giram em torno dela com velocidades constantes em órbitas circulares.

c) Modelo Científico criado por Nicolau Copérnico para explicar o sistema solar.

d) Modelo Científico defendido pelos cientistas até hoje.

3 ­ Um sistema cosmológico existe como verdade para sempre?

( ) sim ( ) não

4 ­ O que é o Modelo Heliocêntrico ?

a) Modelo Científico em que o Sol está fixo no centro do Universo e os outros planetas,

inclusive a Terra, giram ao seu redor em órbitas circulares com velocidades constantes.

b) Modelo Científico em que a Terra está fixa no centro do universo e os demais planetas,

inclusive o Sol, giram em torno dela com velocidades constantes em órbitas circulares.

c) Modelo Científico criado por Aristóteles para explicar o sistema solar.

d) Modelo Científico defendido pelos cientistas até hoje.

5 – Johannes Kepler, utilizando os dados do astrônomo Tycho Brahe, conseguiu introduzir

importantes inovações ao modelo copernicano. Quais foram essas contribuições ?

a) A descoberta de que o Sol está fixo no centro das órbitas circulares.

b) A descoberta de que o Sol não está fixo no centro do Universo.

107

c) A descoberta de três leis para o movimento planetário, conhecidas como Leis de

Kepler.

d) A descoberta de que é a Terra que está no centro do Universo.

6 ­ No século XVII, um famoso cientista italiano chamado Galileu Galilei fez diversas

observações e descobertas em relação ao sistema solar. Que instrumento ele utilizou e como ele

explicou a queda vertical dos corpos na Terra ?

a) Utilizou o telescópio e explicou a queda vertical pela ausência de atmosfera na Terra.

b) Utilizou o binóculo e explicou a queda vertical devido a força da gravidade na Terra.

c) Utilizou a luneta e explicou a queda dos objetos pela relatividade do movimento na

Terra.

d) Utilizou a luneta e explicou a queda vertical dos objetos pela ausência de gravidade na

Terra.

7 ­ Qual é a razão da estabilidade do sistema solar ?

a) O movimento orbital dos planetas

b) A velocidade dos movimento orbital dos planetas

c) A força de atração gravitacional exercida pelo Sol

d) A força de atração gravitacional exercida mutuamente entre os planetas e o Sol

8 ­ Qual a sua opinião sobre a utilização dos MAPAS CONCEITUAIS para os estudos sobre

Cosmologia ?

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

9 ­ Você pretende utilizar os MAPAS CONCEITUAIS para estudar sobre outras matérias ? Por

quê?

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

108

6. Textos de suporte para elaboração dos mapas conceituais

Texto 1: Modelo geocêntrico do Universo ­ Aristoteles 13

Entre os frutos destas primeiras pesquisas científicas estão os primeiros modelos

cosmológicos, que buscavam explicar o início e a evolução do universo, assim como o

movimento dos astros celestes. Destes modelos, se destaca o modelo proposto por

Aristóteles de Estagira.

Aristóteles foi um dos maiores filósofos da Antiguidade, suas contribuições se

estendem em vários campos do conhecimento humano e suas ideias foram fundamentais

no desenvolvimento histórico do Ocidente.

Um modelo geocêntrico é um modelo científico que se propõe a explicar o

movimento dos astros celestes tendo como princípio a idéia de que a Terra está parada no

centro do Universo e que os demais astros movem­se ao redor dela. A figura abaixo

representa um modelo geocêntrico, mais precisamente o modelo aristotélico.

No modelo aristotélico temos a Terra no centro do Universo com os demais astros

celestes orbitando­a em trajetórias circulares, bem definidas e com os planetas movendo­se

nestas órbitas com velocidades constantes.

As órbitas circulares propostas por Aristóteles concordam com aquilo que nós e

nossos antepassados percebiam diariamente ao observar o céu, entretanto, um modelo

científico não deve somente registrar aquilo que percebemos sobre um fenômeno, ele deve,

sobretudo, buscar explicá­lo. E perante este modelo surgem algumas perguntas bem

interessantes. Por que a Terra está no centro do Universo? Por que a órbita dos planetas é

circular? Entre muitas outras.

E o modelo proposto por Aristóteles buscava responder a estas perguntas e para

entendermos estas respostas precisamos conhecer quais eram as teorias de Aristóteles para

a estrutura da matéria e do movimento, pois estas eram as duas teorias que fundamentavam

a astronomia aristotélica.

13 Este texto é uma adaptação do original disponível no “Caderno de Atividades Autorreguladas da Seeduc/RJ”.

109

Texto 2: Modelo heliocêntrico (Copérnico ­ Kepler) 14

Nicolau Copérnico foi um sacerdote da Igreja Católica que viveu na Polônia durante o

século XVI, possui grande destaque na comunidade científica por propor um modelo

heliocêntrico para explicar o movimento dos astros celestes. Sua obra dá início a uma Revolução

Científica e Cultural que mudaria permanentemente a visão de mundo do cidadão europeu do

século XVI.

Embora Copérnico tivesse suas obrigações sacerdotais, ele sempre encontrava tempo para

suas atividades científicas e literárias, e conforme realizava suas observações e investigações

astronômicas passou, cada vez mais a discordar do modelo vigente de sua época, no caso o

modelo ptolomaico, como podemos perceber em alguns trechos de uma publicação sua, onde ele

propunha o modelo heliocêntrico.

“Todo movimento registrado no firmamento não provém do firmamento

propriamente dito, mas do movimento da Terra. A Terra, em conseqüência

com os elementos mais próximos, efetua em 24 horas, uma volta ao redor

dos seus pólos imutáveis, enquanto o firmamento com o céu mais alto

permanece imóvel.”

Este trecho foi retirado de um pequeno texto manuscrito que Copérnico escreveu para

mostrar para alguns amigos e discutir com eles suas idéias, embora ele não tivesse intenção de

publicar este texto, varias cópias foram feitas e se espalharam pela Europa.

Contrariando o atual senso comum que enxerga a Igreja Católica como uma instituição

que promove o atraso do progresso da ciência, Copérnico não sofreu nenhuma censura dos seus

superiores eclesiásticos ao expor suas idéias heliocêntricas, ao contrário, foi convidado em 1514

para colaborar na reforma do calendário. Um convite que Copérnico recusou ao afirmar que esta

reforma não seria possível até que se conhecesse com mais detalhes os movimentos do Sol e da

Lua. E esta é uma das tarefas que ocupariam a vida de Copérnico nas três décadas seguintes.

Em 1540, é publicada a primeira obra de Copérnico sobre o modelo heliocêntrico, o

Narratio prima. Esta obra causou grande impacto no mundo culto da 19 época e estimulou a

14 Este texto é uma adaptação do original disponível no “Caderno de Atividades Autorreguladas da Seeduc/RJ”.

110

edição definitiva da obra de Copérnico sobre o heliocentrismo, o De revolutionibus orbium

coelestium (Das revoluções das esferas celestes), publicado em 1543.

A obra de Copérnico não é revolucionária pelo seu conteúdo em si, ela pode ser

considerada como um retorno à Astronomia matemática grega que buscava explicar o problema

das irregularidades dos movimentos planetários. O mesmo problema que Ptolomeu buscou

responder treze séculos antes,a principal diferença entre as duas obras é que uma geocêntrica e a

outra heliocêntrica.

O retorno à tradição matemática e a hipótese heliocêntrica permitiram aos seus

seguidores – Kepler, Galileu e Newton – concluir a obra que Copérnico iniciou e as

consequências que ela gerou. Estas sim podem ser consideradas revolucionárias. O cálculo

preciso e fácil da posição dos planetas, a eliminação dos epiciclos e dos excêntricos, a

classificação do Sol como uma estrela, a expansão infinita do Universo, a união do celeste com o

mundo, entre outras.

A grande inovação de Copérnico refere­se à solução do problema do movimento aparente

dos planetas, este seria explicado conseqüência do movimento orbital da Terra (...)

Outro aspecto importante a ser compreendido sobre a obra de Copérnico, é que ele não

tinha uma explicação Física para que o Sol fosse o centro do seu modelo astronômico. As razões

que levaram Copérnico a fazê­lo podem ser pensadas como razões culturais, ou até mesmo

religiosas, como deixa transparecer um trecho escrito por Copérnico para justificar sua escolha:

“No meio de todos os assentos, o Sol está no trono. Neste belíssimo templo

poderíamos nós, colocar esta luminária noutra posição melhor de onde ela

iluminasse tudo ao mesmo tempo? Chamaram­lhe corretamente a Lâmpada,

o Mente, o Governador do Universo; Hermes Trimegisto chama­lhe o Deus

Visível; a Electra de Sófocles chama­lhe O que vê tudo. Assim, o Sol

senta­se como num trono real governando os seus filhos, os planetas que

giram à volta dele.”

As explicações científicas que sustentam o Sol estar no centro do sistema solar, surgiram

depois com os trabalhos de Kepler, Galileu e Newton, mas isto de forma nenhuma desmerece o

trabalho de Copérnico.

111

Johannes Keppler

Johannes Kepler foi um astrônomo alemão, defensor da teoria heliocêntrica e matemático

extremamente habilidoso, acreditava na harmonia da natureza. Para ele a matemática seria a

chave para desvendar os mistérios do cosmo. Desse modo, um de seus primeiros modelos

planetários relacionava as órbitas dos planetas com os cinco sólidos regulares da geometria.

Segundo Kepler não era por acaso que só existiam seis planetas. Nos intervalos (cinco)

entre as órbitas dos planetas sempre se poderia representar um sólido regular.

“A órbita da Terra é a medida de todas as coisas; circunscreva­se em

torno dela um dodecaedro e o círculo que contém este será o de Marte;

circunscreva­se em torno do círculo de Marte, um tetraedro e o círculo

contendo este será o de Júpiter; circunscreva­se em torno do círculo de

Júpiter um cubo e o círculo contendo este será o de Saturno. Agora,

inscreva­se dentro da órbita da Terra, um icosaedro e o círculo contido

nele será o de Vênus; inscreva­se dentro da órbita de Vênus, um

octaedro e o círculo contido nele será o de Mercúrio. E desta forma

obtemos a razão para o número de planetas.”

Mas por mais cálculos que fizesse, os sólidos platônicos e as órbitas planetárias não

concordavam completamente. Kepler acreditou então que as observações que possuía deviam

estar erradas.

Tycho Brahe, o matemático imperial da corte do imperador Rudolfo II, tinha em seu

poder as observações planetárias mais exatas da época. Por coincidência, Brahe escreveu à

Kepler por essa altura, a convidá­lo para se encontrarem em Praga. Kepler acabou por aceitar e

partiu para Praga em 1598. Brahe acabou por morrer subitamente em 1601, e Kepler foi então

reconhecido como o matemático imperial da corte. A partir desse momento, Kepler teve acesso

absoluto às observações planetárias de Brahe. Mas os novos dados também não apoiaram a sua

conjectura, segundo a qual as órbitas dos planetas estão circunscritas pelos cinco sólidos

platônicos.

Como Kepler jamais conseguiu ajustar esse modelo aos dados de Tycho Brahe, acabou

abandonando­o e passou a trabalhar com outras hipóteses.

112

Kepler havia considerado inicialmente dois pressupostos aristotélicos em suas pesquisas:

a perfeição do círculo e a idéia que os planetas moviam­se com velocidades constantes em suas

órbitas. Após trabalhar arduamente sobre os dados deixados por Tycho Brahe, Kepler abandonou

suas idéias iniciais e conseguiu elaborar duas leis que mudaram definitivamente a forma de

explicar o movimento dos planetas.

As duas primeiras leis diziam exatamente o contrário das hipóteses clássicas: os planetas

apresentavam órbitas em forma de elipse, com o Sol em um dos focos; e têm velocidades

variáveis ao longo da órbita, sendo mais velozes quanto mais próximos do Sol.

Kepler não parou nessas duas leis. Após mais de dez anos de trabalho, elaborou uma

terceira, pela qual estabeleceu uma relação matemática entre o período de translação dos planetas

e o raio médio de suas órbitas.

As três leis de Kepler

Primeira Lei de Kepler (Lei das órbitas elípticas): O planeta em órbita em torno do Sol

descreve uma elipse em que o Sol ocupa um dos focos;

Segunda Lei de Kepler (Lei das áreas): O planeta percorre áreas iguais em tempos iguais;

Terceira Lei de Kepler (Lei Harmônica): Os quadrados dos períodos de revolução dos

planetas são proporcionais aos cubos dos eixos máximos de suas órbitas: T2 = KR3

Texto 3: A Controvérsia entre os dois modelos 15

O principal problema enfrentado pelo sistema heliocêntrico de Copérnico está, sem

dúvida, na falta de evidência empírica em favor de suas hipóteses. De fato, não há quem

possa, com base na experiência comum, hoje e no século XVII, afirmar que percebe os

movimentos terrestres. E admitir que a Terra possui um movimento de translação, leva a

necessidade de se admitir que a Terra também tem um movimento de rotação. O fato do

Sol e os demais astros nascerem todo o dia a leste e porem­se a oeste não prova que a Terra

gira; ao contrário, fortalece o ponto de vista geocêntrico de que a Terra está no centro, em

torno do qual vemos todos os corpos celestes moverem­se em movimento circular. Enfim,

nenhuma experiência simples evidencia o movimento da Terra, ao contrário, nossa

15 Este texto é uma adaptação do original disponível no “Caderno de Atividades Autorreguladas da Seeduc/RJ”.

113

percepção cinética interna gera, até mesmo a certeza da imobilidade do chão em que

pisamos.

Esta sensação da imobilidade da Terra deu origem a uma série de questionamentos e

objeções que deveriam ser respondidos de forma convincente por qualquer um que defendesse o

sistema heliocêntrico. Uma destas objeções ficou conhecida como argumento da queda vertical.

O argumento era que se um objeto fosse abandonado do alto de uma torre, ao tocar o

chão ele não estaria mais ao lado da torre já que esta se moveria junto com a Terra (...).

Assim, qualquer um que defendesse verdadeiramente o sistema heliocêntrico precisaria

apontar evidências que sustentassem este modelo e oferecer respostas adequadas a estas

objeções. Vimos na aula 2, que Nicolau Copérnico apresenta um modelo heliocêntrico e que

Johannes Kepler apresenta importantes colaborações para o estudo do movimento planetário,

mas foi o físico italiano Galileu Galilei quem apresentou as melhores evidências e respostas na

defesa do sistema heliocêntrico.

(...)

Em 1609, chega ao conhecimento de Galileu notícias da existência de um aparelho

óptico, uma luneta, comercializado por holandeses. Esse aparelho, que Galileu transformará num

poderoso instrumento científico e em 12 de março de 1610 Galileu publica em latim o Sidereus

Nuncius (A mensagem das estrelas), no qual comunica as descobertas resultantes de suas

observações:

(...)

Ao passo que a Terra possui uma Lua e Júpiter possui quatro satélites. Essa observação

permite, por analogia, dar plausibilidade à hipótese copernicana de que a Lua acompanha a Terra

em seu giro ao redor do Sol, já que outro planeta e suas quatro luas também o fariam.

Estas descobertas foram muito importantes para a aceitação do modelo heliocêntrico,

embora nem todas fossem evidências que corroborassem o modelo copernicano, muitas delas

contrariavam o modelo aristotélico­ptolomaico.

Nos anos seguintes à publicação do Sidereus, Galileu continua fazendo várias

observações sobre o sistema solar de forma que em 1613, Galileu já não podia mais recuar em

114

seu compromisso copernicano. Galileu inicia uma intensa polêmica com setores tradicionais

conservadores que irão acusá­lo de heresia, de desrespeito aos dogmas católicos.

Galileu não apenas defendia o sistema copernicano como também uma divisão entre

a ciência e a teologia (...).

A Astronomia copernicana e as observações telescópicas de Galileu passam a enfrentar a

acusação de que as hipóteses de Copérnico eram contrárias a passagens das Sagradas Escrituras.

Isto colocava tudo o que se afirmava, sob suspeita de heresia, arrastando Galileu para uma

polêmica teológico­cosmológica acerca da incompatibilidade de Copérnico com a Bíblia, que

marcará o período de 1613­1616. Essa polêmica será a responsável pelo primeiro processo de

Inquisição contra Galileu, culminando em 1616, com a condenação da teoria copernicana.

(...)

De 1624 a 1630, Galileu dedica­se a preparação de sua obra, “O Diálogo sobre os dois

máximos sistemas do mundo ptolomaico e copernicano”. Com efeito, a obra é composta por

quatro diálogos que ocorrem em quatro dias ou “jornadas”, que tratam respectivamente: da

contestação do cosmo aristotélico, das objeções mecânicas ao movimento de rotação da Terra,

das objeções mecânicas ao movimento de translação da Terra e da teoria das marés.

Destas quatro jornadas, a que nos interessa no momento, é a segunda, ou mais

precisamente as objeções mecânicas ao movimento de rotação da Terra, pois foi exatamente

buscando oferecer respostas a estas objeções que Galileu dá início a uma nova Física (...).

A ideia central, que norteará a resposta até aqui formuladas e que é a chave para a solução

das objeções ao movimento da Terra, consiste em considerar que a Terra está em movimento

“juntamente com os elementos circundantes”, ou seja, que as coisas terrestres participam do

movimento da Terra. Partindo dessa concepção de movimento participado, a argumentação de

Galileu em respostas às objeções terá a seguinte estratégia geral:

a) O movimento da Terra fica totalmente imperceptível para nós, habitantes da Terra e

participantes desse movimento. Com efeito, como todas as coisas participam do movimento da

Terra, se considerarmos apenas essas coisas e seus movimentos relativos, tudo se passa como se

o movimento da Terra não existisse e ela estivesse em repouso;

115

b) O mesmo movimento é perceptível em todos os corpos que, separados da Terra, não

participam de seu movimento. Ora, isso efetivamente acontece no caso do Sol e das estrelas

que, por não participarem do movimento da Terra, são vistos moverem­se no céu.

(...)

Compreendido o princípio da relatividade, é fácil entender sua aplicação aos diversos

casos particulares e a consequente refutação das objeções referentes à queda livre dos corpos e ao

movimento dos projéteis. Para nosso propósito, basta apresentar a estratégia geral que guia as

respostas de Galileu para ambos os casos.

A pedra que cai da torre, além de possuir o movimento para baixo, é animada também da

rotação da Terra e, assim, cai ao pé da torre; além disso, como o observador terrestre também

participa do movimento de rotação, ele vê que a pedra cai verticalmente. Tudo se passa como se

não existisse a rotação, porque ela é um componente invariante de todos os movimentos

terrestres.

(...)

Imagine que você esteja dentro de um vagão de trem ou metrô se movimentando e que ele

esteja se movendo com velocidade constante em uma linha reta. Imagine que este seja um metrô

especial que se desloque sobre trilhos magnéticos, neste caso ele não balança quando se move.

Você percebe o movimento do vagão principalmente pelo o que você observa pela janela ou pelo

som do motor, não pelo o que ocorre dentro do vagão.

O movimento do vagão é imperceptível para nós, da mesma forma que o movimento da

Terra. Sendo inclusive válida uma pergunta que até soa absurda. É o vagão que está se movendo

ou a plataforma? Imagine que você esteja parado dentro do vagão, em frente à porta e o metrô

está em movimento. Se você der um pulo vertical, você vai cair no mesmo lugar de onde saltou,

não vai pra esquerda ou pra direita. Isto porque está se movimentando junto com o metrô, não é

porque você deu um pulo que você perderia o movimento do metrô.

É o mesmo tipo de raciocínio que Galileu usa para responder às objeções mecânicas ao

movimento de rotação da Terra. Apesar da importância de sua obra e das respostas oferecidas por

Galileu, ele não foi poupado da fúria da Inquisição, tendo sido condenado pelo tribunal do Santo

Ofício em 22 de junho de 1633, sendo obrigado a viver em prisão domiciliar até o final de sua

116

vida, tendo sido absolvido de heresia somente em 1992, mais de três séculos depois, pelo papa

João Paulo II, em comemoração ao centenário do nascimento de Albert Einstein.

Texto 4: Newton e gravitação

A Figura A.1 ilustra o texto “Newton e Gravitação” disponibilizado pelo

“Observatório Nacional”, com abordagem histórica e animações, na pagina da internet de

endereço: <http://eFísica.if.usp.br/mecanica/basico/gravitacao/newton/>.

Figura A.1 ­ Página contendo o “texto 4” a ser trabalhado com os alunos.

117

7. Guia para elaboração dos mapas conceituais

Na Figura A.2 apresentamos um mapa conceitual que poder ser utilizado como um

roteiro para se construir e avaliar mapas conceituais.

Figura A.2 ­ Guia para construção e avaliação de mapas conceituais.

118

8. Glossário

Aplicação do conhecimento: momento no qual o estudante deve colocar em prática o

conhecimento adquirido, sistematizando, verificando e analisando as situações inicialmente

apresentadas, ou outros problemas não trabalhados, procurando abordar de maneira explicativa

as questões pertinentes ao assunto.

Aprendizagem Significativa: Ocorre quando os novos conhecimentos adquiridos pelos estudantes

interagem com o que eles já sabem de forma que faça sentido para eles, ou seja, quando os novos

conceitos se apóiam em conceitos previamente presentes no cabedal de conhecimento desses

estudantes. Cabe também ressaltar, no entanto, que pode haver Aprendizagem Significativa de

um conceito incorreto.

Aprendizagem mecânica: É o tipo de aprendizagem em que os novos conhecimentos não se

fixam no cognitivismo dos estudantes ficando apenas como idéias soltas que logo serão

esquecidas.

Diferenciação progressiva: é o desdobramento de mais conceitos gerais em conceitos mais

específicos.

Especificidade conceitual: É a característica que alguns conceitos possuem por estarem

subordinados a outros conceitos mais abrangentes do que eles.

Inclusividade conceitual: É a característica que alguns conceitos possuem de agregarem outros

conceitos menos gerais em seu campo de significação.

Integração reconciliativa: ocorre quando as várias proposições de uma mapa conceitual se

interrelacionam.

Mapa conceitual: são construções gráficas do conhecimento de um determinado tema, a teoria e

prática sobre esses mapas foi desenvolvida por Novak com base na Aprendizagem Significativa

de Ausubel.

119

Organização do Conhecimento: com a orientação do professor, os estudantes são convidados a

estudar os conhecimentos cientificamente aceitos, dentro do contexto delineado de estudos, para

que possam assimilar os conceitos necessários para o entendimento do tema e da

problematização inicial.

Organizadores prévios: funcionam como uma pontes entre o que os alunos já sabem e os novos

conceitos a serem apreendidos, servindo como âncora para o conhecimento novo. Para que possa

ocorrer uma Aprendizagem Significativa é preciso que os novos conceitos encontrem relação

com conceitos já conhecidos, que podem ser introduzidos por organizadores prévios.

Problematização inicial: quando são apresentados aos estudantes as questões ou situações reais

relacionadas ao tema de estudo e que, preferencialmente, eles conheçam para que o professor

possa ouvir seus apontamentos e opiniões.

Teoria da Aprendizagem Significativa: teoria desenvolvida por David Paul Ausubel, um

psicólogo, médico e psiquiatra americano.

120

Apêndice B Esquema de Apoio 1 ­ Aprendizagem Significativa: um Mapa Conceitual

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