Aprendizagem significativa por meio da automação residencial e mapas conceituais: conhecimentos prévios de alunos sobre energia

Apresentam-se neste artigo considerações gerais de um estudo exploratório referente a uma investigação que compõe a primeira de quatro etapas de uma pesquisa de doutorado em Ensino. O principal objetivo deste estudo foi coletar informações que retratam o ponto de vista de estudantes do 3º ano do Ensino Médio a respeito do uso de mapas conceituais e protótipos de automação residencial no processo de ensino-aprendizagem do conceito de energia.

Os dados foram coletados por meio de um pré-teste e posteriormente à realização das atividades com o uso de um questionário de opinião dos alunos, além de mapas conceituais. O pré-teste teve a função básica de servir para a coleta de informações a respeito dos conhecimentos prévios dos alunos sobre o conceito de energia, foco deste artigo. Essas informações foram coletadas de acordo com os fundamentos da Teoria da Aprendizagem Significativa (Ausubel, 1982; 2003; Moreira, 2006; 2011; Moreira e Greca, 2000; Novak; Gowin, 1984), utilizando os protótipos de automação residencial e lâmpadas elétricas.

Dessa forma, desenvolveu-se uma estratégia de ensino englobando conceitos relacionados a energia, utilizaram-se protótipos de automação residencial e lâmpadas elétricas, mostrou-se aos alunos como se constroem mapas conceituais respeitando os termos da Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, que foi usada como referencial teórico e na metodologia.

A Teoria da Aprendizagem Significativa e mapas conceituais

A Teoria da Aprendizagem Significativa, do norte-americano David Paul Ausubel, possui base construtivista; surgiu em 1963, época em que as ideias behavioristas predominavam. A concepção de ensino e aprendizagem de Ausubel segue um caminho contrário ao dos behavioristas. Ausubel (2003) argumenta que a aprendizagem significativa é caracterizada pelo processo de interação entre conhecimentos prévios e conhecimentos novos, e que essa interação é não literal e não arbitrária. Nesse processo, os novos conhecimentos adquirem significado para o sujeito e os conhecimentos prévios adquirem novos significados ou maior estabilidade cognitiva.

Segundo Moreira (2005), a aprendizagem significativa implica atribuição de significados idiossincráticos (característicos do comportamento, do modo de agir ou da sensibilidade do indivíduo); dessa forma, os mapas conceituais elaborados pelos alunos podem revelar tais significados. Mapas conceituais são diagramas conceituais hierárquicos que destacam conceitos de certo campo conceitual e as relações entre eles (Novak; Gowin, 1984; Moreira, 2006). São muito úteis na diferenciação progressiva e na reconciliação integrativa de conceitos e na própria conceitualização. Tais mapas conceituais são instrumentos que facilitam a aprendizagem significativa. Segundo Carabetta-Júnior (2013, p. 441),

os mapas conceituais, criados por Novak com base na teoria de Ausubel, podem constituir para os alunos uma estratégia pedagógica de grande relevância para a construção de conceitos científicos, ajudando-os a integrar e relacionar informações e atribuir significado ao que estão estudando.

Análise e discussão dos resultados

O estudo exploratório executado permitiu ao pesquisador entrar em contato direto com uma turma de 25 alunos do 3º ano de um curso técnico em Informática de uma escola pública federal de Ensino Médio no Tocantins. A Figura 1 mostra os alunos realizando o pré-teste e desenvolvendo as atividades com os protótipos de automação residencial no laboratório de Informática e de Física.

Este estudo possibilitou detectar vulnerabilidades do projeto principal, além de permitir sua reorganização metodológica antes de sua efetiva execução, permitindo, dessa forma, fazer as devidas alterações na estrutura geral do projeto e em pontos específicos de interesse do pesquisador. Apresentam-se, a seguir, os dados e a análise do pré-teste que serviu também como organizador prévio.

Neste primeiro encontro, os alunos realizaram um cadastro e fizeram um pequeno treinamento para usar a plataforma Google Classroom. Depois disso, foi enviado para seus e-mails um questionário com 10 perguntas objetivas com a finalidade de mensurar suas habilidades acerca do tema energia. O objetivo foi aumentar a familiaridade do pesquisador com os conhecimentos prévios dos alunos sobre o assunto e a possibilidade de adicionar novos, mais gerais, à estrutura cognitiva deles.

As questões foram elaboradas com base no que os alunos haviam estudado em anos anteriores (1º e 2º anos do Ensino Médio); foram explorados conceitos como: trabalho, potência, potencial, movimento, força e calor, entre outros. Desse modo, esperava-se que eles reconhecessem naturalmente esses conceitos. O questionário foi utilizado ainda como organizador prévio. De acordo com Moreira (2010), ele é uma propriedade capaz de ligar os conhecimentos que o aluno já possui com os que ele devia saber a respeito de certo assunto.

Desse modo, percebeu-se que, por meio da atividade, os alunos puderam lembrar de alguns conceitos que já sabiam e relacioná-los aos novos aprendidos durante o processo. Depois que eles resolveram o questionário, o pesquisador sugeriu que fossem discutidas as respostas, para que os alunos pudessem compartilhar conhecimentos, trocar informações e verificar ideias sobre os conceitos propostos nas perguntas. No decorrer do desenvolvimento dessa atividade, percebeu-se que os alunos reconheciam muitos conceitos tratados nas questões; no entanto, apresentavam alguma dificuldade em relacioná-los de modo adequado.

Verificou-se que cerca de 80% dos alunos possuíam dificuldades de compreensão nas relações dos principais processos de conversão de energia, como a conversão de energia elétrica em térmica, por exemplo. A Figura 2 mostra a porcentagem de acerto dos alunos quanto à Questão 2 do pré-teste; a reposta correta é a letra “b”, que foi assinalada por 68,1% dos alunos.

Nesta primeira parte da proposta, foram apresentados inicialmente novos conceitos mais gerais, para que os mais específicos os sucedessem (Ausubel, 2003; Moreira, 2012), de acordo com as características da Teoria da Aprendizagem Significativa e os mapas conceituais.

Com o desenvolvimento da proposta, pôde-se reconsiderar e ajustar vários aspectos do projeto de pesquisa principal, tanto de natureza teórica quanto metodológica. Como pôde ser visto na análise dos dados, em se tratando da utilização de protótipos de sistemas de automação residencial no processo de aprendizagem do conceito de energia, os alunos se mostraram interessados, engajados, além de fazerem declarações positivas na entrevista de opinião. Muitas de suas afirmações giram em torno de reconhecer que a automação residencial no ensino de Física aproxima a prática da teoria e facilita o aprendizado, porque é capaz de dar significado real aos conceitos por meio da aplicabilidade no quotidiano dos alunos.

Considerações finais

Com o uso do pré-teste verificou-se que os alunos apresentaram conhecimentos necessários para que se pudesse introduzir o assunto de energia. Eles mostraram habilidade com conceitos de trabalho, potência e rendimento, mas tiveram dificuldades em compreender as relações entre os tipos de energia. Em vista disso, o professor/pesquisador, sempre que foi necessário, esclareceu dúvidas sobre os conceitos que envolvem o tema energia durante as atividades.

Todos os alunos consideram positivo o uso de mapas conceituais no processo de ensino-aprendizagem de Física. Mesmo apresentando algumas dificuldades no domínio das técnicas de construção dos mapas e no manuseio do software, a maior parte dos alunos afirmou que os mapas são muito importantes, principalmente na síntese dos conteúdos e na hora de relacionar os conceitos, facilitando a compreensão dos assuntos.

Referências

 AUSUBEL, David P. A aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel. São Paulo: Moraes, 1982.

______. Aquisição e retenção de conhecimentos: uma perspectiva cognitiva. Lisboa: Plátano, 2003.

CARABETTA-JÚNIOR, V. A utilização de mapas conceituais como recurso didático para a construção e inter-relação de conceitos. Revista Brasileira de Educação Médica (online), v. 37, p. 441-447, 2013.

MOREIRA, Marco A. Mapas conceituais e diagramas - V. Porto Alegre: Editora do Autor, 2005.  

______. Aprendizagem significativa e sua implementação em sala de aula. Brasília: Editora da UnB, 2006.

______. Al final, que és aprendizaje significativo? Qurriculum,La Laguna, v. 25, p. 29-56, 2012.

______; GRECA, Ileana M. Introdução à Mecânica Quântica: seria o caso de evitar a aprendizagem significativa (subordinada)? Trabalho apresentado no III ENCONTRO INTERNACIONAL SOBRE APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA. Peniche, 11 a 15 de setembro de 2000.

NOVAK, J., GOWIN, D. B. Learning how to learn. New York: Cambridge University Press, 1984.