Um estudo de caso sobre a implementação e avaliação de uma proposta didática interdisciplinar sobre cor e luz

A Física é uma ciência que se consagra na consonância entre suas teorias, aparentemente distintas. Seus pilares teóricos vão se construindo pouco a pouco, em um processo de idas e vindas e de entrelaçamentos. Por outro lado, por questões didáticas, os livros são fragmentados e não mostram como uma teoria corrobora outra, aparentemente distinta.

Os professores seguem essa sistemática de apresentação das leis naturais. Como resultado, os alunos passam a pensar que Física, Química, Biologia e Matemática são áreas completamente distintas. Diante disso, eles não percebem a função ou a utilidade do conhecimento para suas vidas, pois tudo lhes parece estanque e paralelo. É exatamente aqui que a interdisciplinaridade deve atuar como estratégia para revelar as conexões entre as diferentes áreas do conhecimento e, até mesmo, dentro da mesma área.

A desconexão entre os diferentes saberes pode justificar o desinteresse dos alunos, que não conseguem visualizar a beleza da Ciência, ou da Física, especificamente, não se sentindo parte dela. Na verdade, a Física é frequentemente apresentada como resultado de mentes brilhantes.

Werneck (1996), a respeito do desinteresse dos alunos, diz:

Creio que ensinamos demais e os alunos aprendem de menos e cada vez menos! Aprendem menos porque os assuntos estão cada dia mais desinteressantes,mais desligados da realidade dos fatos e os objetivos mais distantes da realidade da vida dos adolescentes (Werneck, 1996. p. 13).

Assim, procura-se buscar conteúdos e metodologias consistentes com seus interesses e que possam motivá-los à aprendizagem. Pois a motivação faz parte do processo de ensino-aprendizagem em que um aluno motivado procura novos conhecimentos, razões para aprender, melhorar e descobrir.

As diferentes metodologias utilizadas na aplicação desta proposta (vídeos, debates, pesquisas e experimentação) têm como objetivo principal fazer com que os estudantes relacionem e compreendam os conceitos de várias formas. Para Medeiros e Rosa (2009, p. 5),

a adoção de metodologias diferenciadas é essencial para promover um melhor processo ensino-aprendizagem, principalmente quando se busca umaformação qualificada de profissionais na área do ensino. Incluindo o fato de que o cotidiano de docentes e alunos é bastante dinâmico, é de fundamental relevância a também dinamização das aulas.

O ensino de Física tem sido realizado por meio da apresentação de conceitos, leis e fórmulas de conteúdos desarticulados entre si, transformando a aprendizagem em algo superficial, em que a metodologia se baseia na transmissão diretiva do professor para o aluno, o qual deve decorar os conteúdos expostos.

Na perspectiva de buscar novas metodologias, utilizamos os pilares teóricos da teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel. Conforme será abordado, essa teoria aponta caminhos que são consistentes com a construção dos significados da Física de forma mais significativa.

Para Ausubel, os subsunçores representam o conhecimento já estruturado do estudante sobre determinado assunto, que pode se ligar ao conhecimento novo, podendo ser modificado ou reorganizado durante o processo de ensino. O conhecimento prévio (conceito, ideia, proposição, representação) faz parte da estrutura cognitiva do estudante, sendo o conceito integrador ou subsunçor, e funciona como um ancoradouro para novos conhecimentos.

Assim, a aprendizagem significativa acontece quando a nova informação se ancora em um subsunçor. Ela exige determinado esforço por parte do aprendiz no sentido de relacionar a nova informação com os conceitos relevantes existentes em sua base cognitiva. Segundo Moreira (1999, p. 11),

um subsunçor é, portanto, um conceito, uma ideia, uma proposição, já existente na estrutura cognitiva capaz de servir de ‘ancoradouro’ a uma nova informação de modo que esta adquira, assim, significado para o sujeito (i.e., que ela tenha condições de atribuir significados a essa informação).

Para que ocorra uma progressão mais eficiente na aprendizagem significativa, torna-se essencial que professores e estudantes conheçam o “ponto de partida conceitual” e que o professor esteja determinado a explorar o que os estudantes já sabem, como mencionado por Ausubel (1980, p. 137), ao afirmar: “Se eu tivesse que reduzir toda a psicologia educacional a um único princípio, diria isto: 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”.

Para analisar os conhecimentos prévios dos estudantes, foram utilizados os mapas conceituais, que representam uma síntese de determinado tema. Não existe uma única forma de representar um conhecimento ou uma estrutura conceitual, pois cada representação depende da estrutura cognitiva do autor, da forma como ele percebe e representa o mundo, dos conceitos e relações escolhidos naquele contexto e do critério usado para organizá-los.

No entanto, não podemos ocultar o fato de que cada estudante aprende de uma forma, que em uma sala de aula há várias especificidades relacionadas à aprendizagem e que o interesse e a motivação são requisitos importantes para esse processo. A motivação é algo intrínseco, a menos que o indivíduo possua um interesse extrínseco para aprender ou alcançar determinado objetivo.

Qualquer processo é válido para captar a atenção do aluno, de forma intrínseca ou extrínseca. Ou seja, alguns estudantes trazem consigo a vontade de aprender, o que facilita o aprendizado, enquanto outros necessitam de algo a mais para que a motivação aconteça. Para Guimarães (2001, p. 38),

envolver-se em atividades por razões intrínsecas gera maior satisfação e há indicadores que esta facilita a aprendizagem e o desempenho. Estes resultados devem-se ao fato de que, estando assim, motivado o aluno opta por aquelas atividades que assinalam oportunidade para o aprimoramento de suas habilidades, focaliza a atenção nas instruções apresentadas, busca novas informações, empenha-se em organizar o novo conhecimento de acordo com seus conhecimentos prévios, além de tentar aplicá-lo a outros contextos. A percepção de progresso produz um senso de eficácia em relação ao que está sendo aprendido, gerando expectativas positivas do desempenho e realimentando a motivação para aquela tarefa ou atividade.

De forma semelhante, Ausubel (1980) ressalta que a vontade de aprender como um fim em si mesma é o mais importante na aprendizagem significativa; a motivação intrínseca é o tipo de motivação mais relevante para a aprendizagem em sala de aula. Com o objetivo de motivar os estudantes, foram utilizadas práticas experimentais relacionadas aos conceitos que explicam o tema Luz e Cor.

Esse tipo de metodologia promove nos estudantes uma série de fatores que favorecem a criatividade, o espírito de cooperação e a investigação, além de possibilitar a troca de ideias, construindo um conhecimento mais significativo, visto que estabelece uma relação entre teoria e prática.

Compreendemos que uma visão mais ampla sobre os estudos nessa área pode auxiliar os professores nas metodologias aplicadas em sala de aula, com o propósito de motivar os estudantes. Tais metodologias devem ser adaptadas à realidade de cada turma e proporcionar uma aprendizagem significativa.

Considerando os parágrafos anteriores, apresentaremos o desenvolvimento e os resultados de uma prática com o intuito de verificar se houve interação, motivação e aprendizagem.

Desenvolvimento

A proposta didática apresentada aqui totaliza oito aulas de 50 minutos cada. O Quadro 1 mostra uma visão geral da sequência de atividades utilizada para a aplicação das atividades.

Quadro 1: Sequência das atividades

Tema: Luz e cor – uma proposta didática interdisciplinar

Metodologias didáticas: pesquisas, leituras, atividades experimentais, observações de fenômenos, apresentações de trabalho

Público-alvo: Estudantes do Ensino Médio Tempo de execução: 8 aulas de 50 minutos

Conteúdos: (a) os campos magnéticos e elétricos; linhas de campo, fluxo de campo magnético. (b) ondas eletromagnéticas: comprimento, frequência, energia; cores primárias e secundárias; (c) mescla aditiva e mescla subtrativa; (d) a cor aparente dos objetos; (e) olho humano: cones, bastonetes.

Objetivo geral: Compreender o fenômeno, do ponto de vista físico e biológico, para a formação da cor de um objeto. Objetivos específicos: Identificar a luz como onda eletromagnética, constituída pela oscilação do campo elétrico e magnético; Perceber a existência de ondas eletromagnéticas invisíveis aos olhos, calor, corrente elétrica alternada, micro-ondas etc. Diferenciar o comportamento da onda eletromagnética em relação à cor que os olhos percebem. Diferenciar a cor luz da cor pigmento, identificando suas cores primárias em cada uma dessas mesclas.

Avaliação: Elaboração de mapas conceituais sobre os conceitos envolvidos. Seminários e impressões registradas pelo(a) docente da aplicação experimental.

As metodologias utilizadas para aplicação das atividades e as divisões da sequência por aulas foram:

Momento: 1ª aula

Conteúdos:

• Diagnóstico dos subsunçores e conhecimentos prévios sobre luz e cor
• Vídeos sobre o tema

Metodologia:

• Apresentação da proposta e explicação sobre mapa conceitual
• Construção de um mapa mental para analisar os conhecimentos prévios
• Trazemos alguns questionamentos para direcionar a atenção aos vídeos apresentados:
• https://youtu.be/hrbknig5eie (tempo de duração = 0m:52s)
• https://youtu.be/45f5va6sh08 (tempo de duração = 8m:27s)
• https://youtu.be/s_dsdc0ffgi (tempo de duração = 4m:42s)
• https://youtu.be/hk8u1l39gvc (tempo de duração = 1m:46s).

Momento: 2ª e 3ª aulas

Conteúdo:

• Ondas eletromagnéticas

Metodologia:

• Leitura do texto O que é luz?, disponível em: https://drive.google.com/file/d/1DmU6HR0avsell73_l2SUX3Az9-jGO2WU/view?usp=drive_link
• Debate sobre o texto.

Momento: 4ª e 5ª aulas

Conteúdo:

• Apresentações das pesquisas realizadas pelos estudantes. A turma foi dividida em 7 grupos, cada grupo ficou com responsável para apresentar um tema.

Temas:

• Olho humano: cones, bastonetes;
• Prisma de Newton;
• Por que o céu é azul?
• Espectro eletromagnético;
• Infravermelho;
• Espectroscopia.

Metodologia:

• Textos pesquisados na internet, livros didáticos e paradidáticos
• Apresentação de slides
• Práticas experimentais

Momento: 6ª e 7ª aulas

Conteúdo:

• Arco-íris com vela
• Espectroscópio caseiro
• Trajetória da luz
• Experimento de Oersted
• Indução eletromagnética – lei de Faraday

Metodologia:

• Atividades experimentais demonstrativas desenvolvidas pela professora em virtude do tempo.

Momento: 8ª aula

Conteúdo:

• Mapa conceitual

Metodologia:

• Confecção de um mapa conceitual individual sobre luz e cor para comparar com o primeiro mapa conceitual e analisar o processo de ensino-aprendizagem.

Resultados

O assunto “luz” faz parte do dia a dia dos estudantes, mas eles não conhecem a definição científica de luz nem sua relação com outros conteúdos, apenas a definição do senso comum. Os alunos elaboram noções intuitivas e conhecimentos prévios para explicar os fenômenos físicos que observam; em alguns casos, essas noções e conhecimentos os levam, aparentemente, a um erro conceitual.

Esse erro não deve ser descartado, pois, na verdade, não se trata de um erro conceitual, mas da maneira como os estudantes compreendem os fenômenos. Outro fator é a dificuldade em entender os conceitos científicos, cujos motivos envolvem a defasagem de conteúdos e a falta de interesse.

Os alunos mostraram dificuldade em construir o mapa conceitual, mesmo com exemplos. A grande maioria não conseguiu transmitir seus conhecimentos utilizando essa metodologia; na verdade, demonstraram seus saberes elaborando uma ligação de conceitos (mapa mental), sem utilizar palavras de conexão.

As três questões propostas — “O que é luz?”; “O que é cor?”; e “Por que enxergamos?” — foram respondidas de forma simples, revelando apenas o conhecimento trivial; alguns alunos copiaram as respostas dos colegas.

Nas aulas seguintes (2 e 3), surgiram pequenas dúvidas que foram esclarecidas ao longo da leitura, como o que foi o éter e as unidades de medida.

Nas aulas 4 e 5, ocorreram as apresentações, e observou-se que os estudantes apresentaram dificuldade em organizar e transmitir os resultados de suas pesquisas. Esperava-se que os alunos fizessem perguntas aos colegas ao final de cada apresentação, porém isso não aconteceu. Outra questão fundamental é o uso da internet como única fonte de pesquisa. Os estudantes mostraram não estar preparados para consultar livros e realizar suas pesquisas em diferentes fontes.

Essa dinâmica é preocupante, porque nem sempre os textos disponíveis são fontes confiáveis, e a imaturidade em relação ao tema não permite que eles consigam distinguir as informações quanto à sua qualidade e veracidade. Mesmo com as dificuldades encontradas por algumas equipes, os alunos tentaram, de alguma forma, explicar o assunto selecionado de maneira que os colegas pudessem compreender. Identificou-se, no momento das apresentações, certa motivação.

Com base na proposta, essa atividade esclareceu a importância da teoria aliada à prática. Os estudantes interagiram, conseguiram elaborar comparações e compreender alguns conceitos, unindo seus conhecimentos prévios aos adquiridos ao longo da aplicação das atividades. No processo de ensino, diversas são as metodologias utilizadas pelos docentes para motivar a aprendizagem, e a aproximação entre teoria e prática é fundamental para esse processo.

Considerando os resultados e análises, é visível que houve aprendizagem. Utilizar experimentos é uma ferramenta bastante positiva no processo de ensino e aprendizagem. Já em relação à ausência de interesse de alguns estudantes quanto à pesquisa e à apresentação, talvez isso ocorra porque esperam respostas prontas, o que se torna prejudicial quando há uma atividade diferenciada que requer empenho e dedicação em formas distintas da prática habitual.

Considerações finais

Este trabalho teve como objetivo a elaboração e aplicação de um produto educacional que trata de uma proposta didática com o uso de mapas conceituais para diagnosticar e avaliar leituras, pesquisas, apresentações de determinados assuntos, vídeos e práticas experimentais, tendo como tema principal Luz e Cor.

Mesmo tendo sido encontradas dificuldades na exposição e organização dos conhecimentos por meio dos mapas conceituais, a forma como esses mapas foram construídos esclareceu a maioria das dúvidas e minimizou tais dificuldades.

Ao longo da aplicação da proposta, verificou-se o desenvolvimento conceitual e o progresso dos alunos nas novas respostas apresentadas e na elaboração do segundo mapa conceitual.

A interdisciplinaridade destacou-se como forma de mostrar as relações do tema com outras componentes curriculares, pois, nesta proposta, ficou evidente a conexão com a Biologia, mas também foi possível estabelecer ligações com Filosofia, Arte e Geografia.

As atividades experimentais, os vídeos e as discussões contribuíram significativamente para a compreensão e a contextualização dos conceitos; contudo, notou-se certa falta de interesse ou predisposição para aprender, o que prejudicou a assimilação de vários conteúdos.

Mesmo com todos os problemas encontrados, acredita-se que a proposta contribuiu para uma aprendizagem significativa e que, a partir dos resultados analisados, a proposta didática pode ser considerada exitosa, sendo o material didático desenvolvido neste trabalho potencialmente significativo.

Referências

ALVAREZ, Hebert. Cores, luz, arco íris e visão. 2013. Vídeo (1min44s). Disponível em: https://youtu.be/hk8u1l39gvc. Acesso em: 10 fev. 2019.

AUSUBEL, David Paul. The psychology of meaningful verbal learning. New York: Grune and Stratton, 1963.

AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Psicologia Educacional. Trad. Eva Nick et al. Rio de Janeiro: Interamericana, 1980.

BERNADO, L. M. Histórias da luz e das cores. Porto: Editora da Universidade do Porto, 2010.

BONADIMAN, H.; NONENMACHER, S. E. B. O gostar e o aprender no ensino de Física: uma proposta metodológica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 24, nº 2, p. 194-223, ago. 2007.

BRASIL. Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Educação é a Base. Brasília: MEC, 2016. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/documentos/bncc2versao.revista.pdf. Acesso em: 3 abr. 2019.

BRASIL. Resolução CEB nº 3, de 26 de junho de 1998. Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Brasília: MEC, 1998. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/res0398.pdf. Acesso em: 6 mar. 2019.

BRASIL. Ministério da Educação. PCN+ Ensino Médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Ciências da natureza, Matemática e suas tecnologias. Brasília: MEC/Semtec, 2002.

BRASIL. Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Brasília: MEC/Semtec, 2000.

BRASIL. MEC. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias. Brasília: MEC, 2000. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/ciencian.pdf. Acesso em: 6 mar. 2019.

BRASIL. MEC. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias. Orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Brasília: MEC, 2002. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/cienciasnatureza.pdf. Acesso em: 6 mar. 2019.

CAETANO, C. F. Luz e cor – Uma proposta didática interdisciplinar. 2020. 109f. Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) - Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2020.

CAVELLUCCI, L. C. B. Mapas conceituais: uma breve revisão. In: Tecnologia, mapas conceituais: uma breve revisão. 2009. Disponível em: http://www.virtual.ufc.br/cursouca/modulo_4_projetos/conteudo/unidade_3/MEC_eixo3-texto-MapasConceituais-UmaBreveRevis_o.pdf. Acesso em: 12 mar. 2019.

CAVELLUCCI, L. C. B. Mapas conceituais: uma breve revisão. Cefapro - Centro de pesquisa em óptica e fotônica, 2015. 1 vídeo (6min08s). Disponível em: https://youtu.be/si-jgkeee0a. Acesso em: 12 mar. 2019.

CREASE, R. P. Os dez mais belos experimentos científicos. Trad. Maria Inês Duque Estrada. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2006.

FAZENDA, I. C. A. (org.). Integração e interdisciplinaridade no ensino brasileiro: efetividade ou ideologia. 6ª ed. São Paulo: Loyola, 2011.

GARDELLI, D. Concepções de interação física: subsídios para uma abordagem histórica do assunto no Ensino Médio. 2004. 119f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências – Modalidade Física) - Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2004.

GILBERT, A. Origens históricas da Física moderna: introdução abreviada. Lisboa: Calouste Gulbenkian, 1982.

GIRARDI, G. Porque o céu é azul. SuperInteressante, São Paulo, 31 maio 2008. Disponível em: https://super.abril.com.br/ciencia/por-que-o-ceu-e-azul/. Acesso em: 8 abr. 2019.

GUIMARÃES, S. E. R. Motivação intrínseca, extrínseca e o uso de recompensas em sala de aula. In: BORUCHOVITCH, E.; BZUNECK, J. A. (org.). A motivação do aluno: contribuições da Psicologia contemporânea. Petrópolis: Vozes, 2001.

MASINI, E. S.; MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa: condições para ocorrência e lacunas que levam a comprometimentos. São Paulo: Vetor, 2008.

MEDEIROS, Jaqueline Pavelegini; ROSA, Elisa Araguayo. Plástico: um tema gerador no ensino de polímeros. Trabalho de conclusão de curso (Especialização) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava, 2009. Disponível em: http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/cadernospde/pdebusca/producoes_pde/2009_unicentro_quimica_md_jaqueline_pavelegini_de_medeiros.pdf. Acesso em: 7 set. 2019.

MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa: a teoria e texto complementares. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2011.

MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa: um conceito subjacente. In: ENCONTRO INTERNACIONAL SOBRE APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA, 1997, Burgos. Actas. Burgos: Enas, 1997.

MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa em mapas conceituais. Textos de apoio ao professor de Física, Porto Alegre, v. 27, nº 6, 2013.

MOREIRA, M. A. Mapas conceituais como instrumentos para promover a diferenciação conceitual progressiva e a reconciliação integrativa. Ciência e Cultura, São Paulo, v. 32, nº 4, p. 474-479, 1980.

MOREIRA, M. A. Teorias de aprendizagem. 3ª ed. São Paulo: EPU, 2009a.

MOREIRA, M. A. Subsídios teóricos para o professor pesquisador em ensino de Ciências: comportamentalismo, construtivismo e humanismo. Porto Alegre, 2009b.

MOREIRA, M. A. Uma abordagem cognitivista ao ensino da Física. Porto Alegre: Editora da Universidade, 1983.

MOREIRA, M. A.; MASINI, E. F. S. Aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel. São Paulo: Centauro, 2001.

OLIVEIRA, F. F.; VIANA, D. M.; GERBASSE, R. S. Física Moderna no Ensino Médio: o que dizem os professores. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 29, nº 3, p. 447-454, 2007.

WERNECK, H. Ensinamos demais, aprendemos de menos. Petrópolis: Vozes, 1996.