A utilização dos mapas conceituais como ferramenta didática nas licenciaturas de Física e Matemática do Cederj

Primeiras palavras

Nos dias atuais, ficamos perplexos diante da diversidade e da quantidade de informações que norteiam nossas vidas. E, para nós, um desafio permanente é como fazer uso dessas informações em prol da construção do conhecimento do aluno, ou seja, como promover a pesquisa a partir do questionamento e da análise das informações, visando ir além do senso comum e do imediatismo. As tecnologias de informação e comunicação (TIC) e os ambientes virtuais de aprendizagem (AVA) são nossos aliados ao promover a interatividade e a mobilização que nos instigam a repensar as concepções educacionais vigentes.

A análise e a avaliação das propostas curriculares do Estágio Supervisionado (Disciplinas Pedagógicas da UERJ) nos cursos de licenciatura de Física e de Matemática do Cederj motivaram questionamentos quanto à relação de sentido entre o que se ensina sobre a docência e o que é ser professor na sala de aula. Essas indagações foram determinantes para instigar o senso crítico dos futuros professores, contribuindo para o reconhecimento da perspectiva teórica do estágio como possibilidade de pesquisa para estruturar a sua formação para a prática docente.

Oportunamente, incluímos no nosso cronograma o fórum de discussão Mapas conceituais: organização e representação do conhecimento como proposta regular de atividade para os alunos de Estágio Supervisionado IV (última etapa do componente curricular Estágio Supervisionado). A apresentação dos mapas conceituais como possível ferramenta, capaz de gerar aprendizagem, foi considerada por todos os estagiários um recurso valoroso na construção do conhecimento.

A inserção do mapa conceitual como estratégia pedagógica tem se destacado nos processos de consolidação do conhecimento ao promover transformações na estrutura cognitiva por estímulos adequados à aprendizagem, desde o ensino básico até a graduação (e pós-graduação). Como ferramenta didática, é uma alternativa metodológica que contribui para que a apropriação de conceitos científicos possa ocorrer em situações desde uma aula até um curso de tempo integral, ampliando a pesquisa bibliográfica e a dimensão investigativa,

Com o desenvolvimento deste trabalho, pretendemos somar dados que venham a se consolidar em subsídios que possam gerar políticas públicas quanto à inclusão dos mapas conceituais nos currículos escolares, a fim de que a sua utilização se constitua em uma ferramenta didática para promover a aprendizagem e criar o hábito da pesquisa.

As referências sobre mapas conceituais são fundamentadas pelos estudos desenvolvidos principalmente pelos professores Marco Antônio Moreira (do Instituto de Física da UFRGS), Ítalo M. Dutra (do Laboratório de Estudos em Educação a Distância da UFRGS), Romero Tavares (do Departamento de Física e do Programa de Pós-Graduação em Educação da UFPB), Antonio Ontoria Peña, da Espanha (da Escola Universitária de Magistério de Córdoba) e, nos Estados Unidos, Novak, Gowin e Cañas (do Florida Institute for Human and Machine Cognition).

O uso dos mapas conceituais para uma aprendizagem significativa

Para investir na qualidade da educação, precisamos desenvolver habilidades e sensibilidade para lidar com os dilemas, a incerteza, as situações conflituosas e inusitadas que emergem no cotidiano do fazer educativo.

O desenvolvimento de atividades com o uso de mapas conceituais no Estágio Supervisionado surgiu da necessidade de uma prática educativa articulada não só com os conhecimentos específicos, mas que incorporasse a dimensão interdisciplinar e promovesse uma visão contextualizada. O estudo realizado com os estagiários sobre o uso de mapas conceituais foi desenvolvido a partir de fóruns de discussão com a utilização da plataforma Moodle e em encontros presenciais, com a realização de oficinas práticas que resultaram na construção de mapas conceituais.

O feedback desse trabalho, pelos depoimentos nos relatórios realizados ao término do curso, foi de significativa importância pela surpreendente manifestação de interesse por parte dos estagiários e, consequentemente, pela adesão ao uso dos mapas conceituais em suas atividades discentes; cabe acrescentar que todos os participantes do fórum de discussão têm se pronunciado a favor da utilização dos mapas conceituais em suas atividades docentes futuras. Esse é um dado que surpreende e é impactante, pois, desde a inclusão dos mapas conceituais como atividade regular no componente curricular Estágio Supervisionado, em 2012, foi solicitado aos estagiários que respondessem a uma avaliação sobre a sua utilização e todos, sem exceção, até a presente data, responderam “sim” à pergunta: “Você considera importante a aprendizagem do uso de mapas conceituais nos cursos de formação docente?”.

Os mapas conceituais se prestam como recursos facilitadores da aprendizagem tanto em ambientes de aula presencial como de Educação a Distância e fazem parte dos objetos de aprendizagem que, excepcionalmente, se fundamentam nos conceitos e nas bases de uma teoria de aprendizagem: a Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS), de David Ausubel (1980).

A TAS considera que o processo de aprendizagem ocorre a partir da aquisição de conceitos e de como eles se organizam na estrutura cognitiva (Moreira, 2013). É uma teoria que se baseia no cognitivismo, o qual se ocupa essencialmente em como atribuímos significados a partir da transformação, armazenamento e uso da informação envolvida na cognição (Moreira, 2013).

Para que haja aprendizagem com significado, é necessário atender a duas condições: a predisposição para aprender e a existência de conhecimentos prévios adequados, especificamente relevantes para o aprendiz (Moreira, 2012). A ideia principal da teoria de Ausubel (1980) é a de que “o fator isolado mais importante que influencia a aprendizagem é aquilo que o aprendiz já conhece. Descubra o que ele sabe e baseie nisso os seus ensinamentos” (p. 21).

O que torna os mapas conceituais tão excepcionais quanto à sua utilização é o modo como se constitui a sua estrutura básica, pois são representações gráficas que expressam de forma evidente as inter-relações entre conceitos (Moreira, 2010).

Para Carabetta Júnior, em se tratando de um aspecto específico do funcionamento cognitivo,

a construção de conceitos científicos é um dos assuntos mais relevantes no processo de ensino. Considerando que a efetivação da aprendizagem só acontece quando há apropriação conceitual, para que o professor possa conduzir o aluno nesse processo, torna-se necessário planejar uma prática pedagógica que possa garantir sua viabilização (Carabetta Júnior, 2013, p. 442).

Os conceitos são construídos pelo indivíduo ao longo da escolaridade e apresentam uma estrutura complexa de inter-relações, formando uma rede de significados que os articula entre si (Carabetta Júnior, 2013). Cabe aqui citar que alunos de diferentes segmentos de escolaridade, ou seja, do Ensino Fundamental à graduação, ao construir o mapa conceitual, encontraram significativa dificuldade na elaboração dos conceitos e suas inter-relações.

Os mapas conceituais foram inicialmente desenvolvidos por Joseph Novak na década de 1970, na Universidade de Cornell, nos Estados Unidos. O autor defende que a teoria de Ausubel oferece uma fundamentação intelectual sólida para a implementação de situações novas nos processos de ensino e de aprendizagem, que poderão levar a melhorias na educação (Novak, Gowin, 1999).

Um exemplo atual que caracteriza uma prática pedagógica inovadora no que se refere à utilização dos mapas conceituais é o curso de bacharelado em Engenharia de Produção Mecânica da Universidade da Região de Joinville (Univille), que,

dentre as estratégias possíveis, propõe os mapas conceituais como um itinerário a ser percorrido na intenção de ressignificar a prática pedagógica empreendida, favorecendo e ampliando relações e vinculações erigidas pela aprendizagem de concepções e conceitos representados por nodos inter-relacionados (Fendrich; Pereira, 2006, p. 1).

Acrescentamos ainda que o que faz do mapa conceitual uma ferramenta pedagógica tão atraente é o fato de poder elaborá-lo e enriquecê-lo utilizando os recursos das tecnologias de informação e comunicação (TIC), o que possibilita a ampliação do seu potencial criativo.

O professor Romero Tavares (da UFPB) criou o Núcleo de Construção de Objetos de Aprendizagem – NOA, que, além de propor atividades diversificadas, apresenta mapas conceituais de diversos tópicos da Física.

Mapas conceituais – uma ferramenta de metacognição

O mapa conceitual é uma ferramenta para organizar e representar o conhecimento (Novak, Gowin, 1999); sua estrutura básica é uma representação gráfica, geralmente bidimensional, de um conjunto de conceitos interligados na forma de proposições (Moreira, 2010). Embora os mapas conceituais tenham uma organização hierárquica, não devem ser confundidos com diagramas de fluxo ou organogramas, pois não apresentam hierarquias organizacionais ou de poder, direcionalidade ou temporalidade (Moreira, 2012). A seguir, está a figura de um mapa conceitual autoexplicativo.

Figura 1: Mapa conceitual sobre mapa conceitual

Nesse mapa, construído com o  CMapTools, podemos observar as características imprescindíveis dos elementos básicos que constituem a estrutura de um mapa conceitual. Os conceitos aparecem em caixas; as relações entre os conceitos são especificadas por meio de frases de ligação. Com dois ou mais conceitos conectados por frases de ligação formamos uma proposição (na lógica aristotélica, uma proposição é um tipo de sentença que afirma ou nega um predicado de um sujeito). As proposições constituem uma característica inerente aos mapas conceituais e devem evidenciar de modo claro o significado da relação conceitual.

Percebemos que o mapa conceitual é capaz de promover uma aprendizagem que faça sentido para o aluno, principalmente porque o leva a refletir e interpretar aquilo que lê. Também se constitui em valoroso auxiliar nas tarefas do cotidiano, pois, além de promover o ensino de novos tópicos, contribui para reforçar a compreensão, identificar conceitos pouco compreendidos e avaliar qualitativamente os conhecimentos do aluno.

Um mapa conceitual pode ser concebido como instrumento de metacognição. Etimologicamente, “metacognição significa a cognição da cognição, isto é, a faculdade de conhecer o próprio pensar” (Salema, 1991, p. 52). Desse modo, como aponta Moreira (2010), ao construir o mapa conceitual o aluno exercita a capacidade de síntese, pois em apenas uma página podemos transcrever dezenas de informações, mantendo a organização das ideias, a coerência nas relações entre os conceitos e a formatação estética.

Para Moreira (1993), “a estrutura do conhecimento na mente humana tende a seguir uma estrutura hierárquica na qual as ideias mais abrangentes incluem proposições, conceitos e dados menos inclusivos e mais diferenciados” (p. 33). De acordo com Novak e Gowin (1999), a forma mais simples de construir um mapa conceitual constaria somente de dois conceitos unidos por uma palavra de ligação, formando assim uma proposição, como no exemplo: “O ferro é sólido”.

Figura 2: Mapa conceitual “o ferro”

Os mapas conceituais podem ser elaborados de maneiras diversas, mas, com crianças ainda no primeiro segmento (é necessário que a criança seja alfabetizada), é importante que o professor incentive a sua confecção em cartolinas e com uso de canetas hidrográficas, de modo a valorizar a organização espacial, a apresentação e a estética. Também é preciso exemplificar o que é “conceito” e “proposição”, de modo que esses vocábulos possam ser substituídos, por exemplo, por “objeto” e “frases de ligação”.

Para a representação gráfica do mapa conceitual foram criados softwares como o  CMapTools, desenvolvido na University of West Florida pelo Institute for Human Machine Cognition (IHMC), sob a coordenação do Dr. Alberto J. Cañas. A utilização do  CMapTools (software com download gratuito) na construção dos mapas conceituais é uma oportunidade para o seu enriquecimento, pois inúmeros recursos multimídia podem ilustrar os conceitos, como figuras, vídeos, textos, links e até outros mapas dentro do mapa principal.

Ao acompanhar uma atividade realizada com a participação dos alunos do Ensino Fundamental usando o CMapTools, pudemos perceber que, além de favorecer a aprendizagem colaborativa, os mapas conceituais desempenham papel preponderante na construção da aprendizagem, na medida em que as informações precisam ser assimiladas para se transformar em conhecimento.

No exemplo selecionado, no topo da tela do mapa, colocamos o conceito escolhido: “O Sol”. Geralmente a construção inicial de um mapa começa com frases de ligação que representam aspectos observáveis, contendo verbos: “é”, “tem”, “possuem”, entre outros, com concepções simples, isto é: o sol – é – uma estrela; o sol – é – fonte de luz e calor. O mapa conceitual assumiu a seguinte estrutura:

Figura 3: Mapa conceitual sobre “O sol 1”

Esse mapa conceitual foi construído com as proposições sugeridas pelos alunos ao serem solicitados oralmente, fazendo uso de conhecimentos já adquiridos. Nesse caso, podemos observar que as relações entre os conceitos são bastante simples, não apresentando informações ou conhecimento com algum grau de aprofundamento. É nesse momento que a nossa intervenção é essencialmente importante para propor atividades relacionadas ao conteúdo, como pesquisas na internet, em livros ou em outras fontes, com o objetivo de ampliar os conhecimentos do aluno sobre o tema. Então ele passa a ter condições de reestruturar o seu mapa conceitual, refazendo as frases de ligação e as associações entre os conceitos. Desse modo, após as intervenções e a ampliação do repertório sobre o assunto, podemos observar uma estrutura mais elaborada, com frases de ligação que expressam uma explicação ou justificativa entre os conceitos, que são “os porquês”.

Ao construir um mapa conceitual (usando papel e lápis ou o  CMapTools online) de um conteúdo ou assunto devemos:

• Escolher o conceito (tema) principal do assunto;
• Fazer uma lista de, pelo menos, dez conceitos ou ideias relacionadas ao tema (colocando-os por ordem decrescente de importância);
• Agrupar os conceitos que mais se relacionam;
• Escolher um par de conceitos e formar uma frase de ligação (proposição);
• Estabelecer relações entre os conceitos, de modo que cada par de conceitos forme uma frase de ligação;
• Analisar e revisar o mapa e, se necessário, modificá-lo até o mapa final.

A seguir, está um exemplo desse mapa conceitual mais estruturado.

Figura 4: Mapa conceitual sobre “O sol 2”

Percebemos que, durante a construção do mapa conceitual, o aluno exercita a capacidade de estabelecer relações entre os conhecimentos que já tem e os adquiridos; isso fica claro ao compararmos os mapas conceituais “O sol 1” (Figura 3) e “O sol 2” (Figura 4). No que se refere à avaliação, o professor pode acompanhar o processo de aprendizagem do aluno e contribuir para o seu desenvolvimento a partir das relações conceituais que ele elabora e das redes de significado que ele constrói.

Tomemos o conceito de “radiação”, por exemplo. Na medida em que o aluno vai aprendendo de modo significativo o que é “raio ultravioleta”, “raios-X”, “luz visível”, o conceito “radiação” fica mais elaborado, mais diferenciado. Ele fica mais capaz de servir de âncora para a atribuição de significados a novos conhecimentos (Moreira, 2012).

Um aspecto relevante que cabe aqui mencionar é que o uso do mapa conceitual como coadjuvante do aprendizado em sala de aula desmitifica o velho chavão da “falta de base”, comumente utilizado para justificar a falta de prontidão do educando, principalmente nas disciplinas tidas como áridas, como Matemática, Física ou Química, em que o conhecimento prévio é condição essencial para incorporar novos conhecimentos. Para o professor, o mapa conceitual desempenha papel preponderante nesse aspecto, por facilitar o confronto com o conhecimento prévio necessário para desenvolver determinados conteúdos subsequentes que permitam ao estudante entender como ele “precisa” pensar (Moreira, 2012).

É importante salientar que dois mapas conceituais nunca serão exatamente iguais, pois a individualidade se caracteriza pela criatividade e pela originalidade, e isto os torna singulares. Os mapas conceituais são uma fonte profícua de conhecimento e potencialmente ilimitada, principalmente por colaborar para que o objeto de estudo seja explorado ao máximo.

Para fins ilustrativos, apresentamos a seguir os mapas sobre o sol com as colaborações de dois alunos do curso de licenciatura de Física do Cederj (AL1 - Nova Iguaçu e AL2 - Volta Redonda). Entregamos a eles o mesmo mapa conceitual, com alguns conceitos elaborados sobre “O Sol” (conceitos na cor verde), e pedimos que cada um, individualmente, complementasse o seu mapa conceitual, enriquecendo-o com novos conceitos e proposições. O aluno AL1 (Figura 5) construiu o seu mapa conceitual com os conceitos na cor azul. O mapa conceitual do aluno AL2 (Figura 6), foi elaborado com os conceitos na cor lilás.

Figura 5: Mapa conceitual sobre “O sol” - AL1

Figura 6: Mapa conceitual sobre “O Sol” - AL2

É interessante observar que cada aluno deu um rumo completamente distinto à elaboração de seu mapa, expressando sua compreensão e interpretação do tema abordado de maneira específica e individual. A exploração dos conceitos inclusivos e a elaboração das proposições na construção de cada mapa conceitual (Figuras 5 e 6) são um exemplo do quanto podemos promover a ampliação dos conhecimentos a respeito de determinado tema ou assunto. Aprender significativamente pressupõe a atribuição de significados pessoais por parte do aprendiz, e isso implica reconhecer o componente idiossincrático na construção do novo conhecimento. De acordo com Ausubel (1980), a aprendizagem significativa é a ampliação da rede de conhecimentos do indivíduo, que ocorre quando novos conceitos são integrados e reestruturados com os conceitos já existentes em sua estrutura cognitiva.

Inseridos no cotidiano da sala de aula, os mapas conceituais favorecem a aprendizagem colaborativa, valorizando a relação dialógica no reconhecimento da importância da pesquisa na busca de alternativas para a resolução de problemas. Em sua essência, o mapa conceitual é uma ferramenta que, além de contribuir para despertar o desejo pelo aprendizado, estimula a consciência crítica. Salvo casos de falta de compreensão mínima, não há relevância em considerar ou classificar um mapa conceitual como certo ou errado, pois, sendo uma representação do conhecimento, ele se encontra em permanente processo de construção.

A utilização de mapas conceituais nos cursos de licenciatura de Física e Matemática do Cederj (Disciplinas Pedagógicas - UERJ) implica uma mudança de paradigma educacional, pois valoriza durante todo o período de formação a importância do diálogo entre as teorias de aprendizagem e as teorias do conhecimento, o que constitui aspecto potencialmente relevante e promissor para o exercício da docência do futuro professor. A implantação do fórum de discussão Mapas conceituais: organização e representação do conhecimento omo atividade regular, proposta na última etapa do Estágio (IV), tem se mostrado um coadjuvante valoroso na busca de uma nova visão na relação teoria-prática no Estágio Supervisionado, por fomentar as ações que os verbos questionar, motivar, instigar, contestar e reformular enunciam...

Referências

AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, J. Psicologia educacional. Rio de Janeiro, Interamericana, 1980.

CARABETTA JÚNIOR, Valter. A utilização de mapas conceituais como recurso didático para a construção e inter-relação de conceitos. Revista Brasileira de Educação Médica, v. 37(3), p. 441-447; 2013. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/rbem/v37n3/17.pdf . Acesso em: jan. 2019.

FENDRICH, Lisandro J.; PEREIRA, L. Ensinar e aprender no Ensino Superior através de mapas conceituais. XIII SIMPEP, Bauru, SP. 6 a 8 nov. 2006. Disponível em: www.simpep.feb.unesp.br/anais/anais_13/artigos/871.pdf . Acesso em: jan. 2019.

MOREIRA, M. A. Novas estratégias de ensino e aprendizagem: os mapas conceituais e o vê epistemológico. Lisboa: Plátano, 1993.

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http://www.if.ufrgs.br/public/tapf/v24_n6_moreira_.pdf . Acesso em: jan. 2019. NOVAK, J. D.; GOWIN, D. B. Aprender a aprender. Lisboa: Plátano, 1999.

SALEMA, M. H. Aprender a pensar: a metacognição na composição escrita. Lisboa: U-L, 1991.