Flavel (1985) define o aprendizado metacognitivo como a aquisição de estratégias que auxiliam o indivíduo a aprender ou compreender algum conteúdo. O aprendizado metacognitivo, portanto, está associado ao uso de estratégias que facilitam o aprendizado cognitivo ou, na concepção de Ausubel, a aprendizagem significativa. Novak e Gowin (1984), no livro Learning how to learn, conceberam duas dessas estratégias para o aprendizado metacognitivo: os diagramas de Vee e os mapas conceituais. Poucos anos após a publicação de Learning how to learn, a literatura já apresentava vários relatos de usos dessas estratégias, como aponta Novak (1990), mostrando a grande potencialidade das ferramentas para uma aprendizagem significativa. Para Novak, “não existe um domínio do conhecimento (ou habilidades) no qual os mapas conceituais não podem ser usados como ferramentas representacionais, segundo a nossa experiência” (NOVAK, 1990, p. 31).
Os mapas conceituais são ferramentas gráficas que representam hierarquicamente conexões proposicionais significativas entre conceitos. Eles podem ser usados como organizadores prévios, os quais, segundo Moreira (2008, p. 2), “são úteis para facilitar a aprendizagem na medida em que funcionam como pontes cognitivas”, ou podem ser usados como instrumentos de avaliação pelos professores e alunos. Novak e Gowin (1984) ressaltaram a necessidade de manter certa cautela a respeito de quão precisas são as relações entre os mapas e o aprendizado, indicando que ainda existe muito trabalho a ser feito.
Markow e Lonning (1998) fizeram um estudo sobre a influência de mapas conceituais no aprendizado de alunos em cursos de química experimental. Eles dividiram as turmas em dois grupos, que foram expostos da mesma forma ao mesmo conteúdo teórico. Enquanto um grupo produziu uma lista de conceitos, antes dos experimentos, e um texto, após o experimento, outro grupo produziu mapas conceituais,
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antes e depois da atividade. Ambos os grupos realizaram, posteriormente, um teste de competência e os resultados dos testes foram comparados.
Os autores não observaram nenhuma diferença expressiva entre o desempenho dos alunos dos grupos controle e experimental, no entanto verificaram uma considerável melhora na qualidade dos mapas conceituais do grupo experimental. Assim, os autores listaram alguns fatores que podem ter influenciado o resultado obtido. O primeiro deles, e talvez o mais importante, foi a crítica ao formato dos testes de competência, que, no caso do estudo relatado, era de múltipla escolha. Segundo Markow e Lonning, “a falta de diferenças significativas nos testes de competência também levanta a questão se testes de múltipla escolha são uma escolha adequada para medir a compreensão de conceitos” (MARKOW; LONNING, 1998, p. 1025). Além do formato dos testes, eles ainda elencaram o problema do pouco contato dos alunos com mapas conceituais previamente à realização do trabalho.
Romero, Cazorla e Buzón (2017) chegaram à mesma conclusão de Markow e Lonning (1998), ao compararem os resultados de testes de competência sem e com o uso de mapas conceituais no processo de ensino e aprendizagem. Segundo os autores, existe uma necessidade de continuar as atividades com mapas conceituais, de forma que os alunos se familiarizem mais com a ferramenta. Essa falta de familiarização justifica, portanto, a elaboração e a disseminação de um manual que ressalte a importância desse instrumento e apresente um passo a passo do seu processo de construção.
Hakan Akcay (2017) reforça o potencial dos mapas como ferramentas úteis. Eles são eficazes não só para os discentes, como ferramentas de estudo, mas também para os docentes, como organizadores prévios para exposição visual do conteúdo a ser estudado, de maneira global e lógica. Os mapas, além de uma pré-avaliação para levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos, podem ser entendidos como uma avaliação do conhecimento apreendido pelos alunos, por meio da análise da evolução em seus mapas conceituais ao longo do processo. Essa última possibilidade foi explorada por David B. Hay (2007), que pediu aos seus alunos de mestrado que elaborassem um mapa conceitual antes e depois de uma série de seminários, de forma a avaliar o nível de aprendizado obtido. Segundo Hay (2007), o uso de mapas conceituais como ferramenta para quantificar e classificar a aprendizagem tem muito potencial.
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Apesar de toda a potencialidade dos mapas, muito estudo ainda carece de ser feito, principalmente na tentativa de difundir essa ferramenta entre os estudantes e professores, com o intuito de familiarizá-los com a sua construção e concepção.
Metodologia
O trabalho foi realizado com três turmas de primeiro ano do curso técnico em Automação Industrial integrado ao Ensino Médio de um campus (campus I) do IFMG e três turmas de primeiro ano do curso técnico em Administração e Informática, também integrado ao Ensino Médio, de outro campus (campus II) do IFMG. Os dados foram coletados no período de agosto a dezembro de 2019. Nas turmas do campus I, foram analisados dados referentes à disciplina de Física, enquanto nas turmas do campus II foram analisados dados referentes às disciplinas de Matemática e Biologia. O trabalho foi dividido em quatro etapas: a) preparação, b) exposição, c) aquisição e d) análise.
Na primeira etapa, ‛Preparação’, foram estabelecidos os pressupostos e as demais etapas do trabalho, assim como os critérios para a divisão das turmas. Ficou definido que cada turma iria realizar duas provas em cada disciplina, uma no meio do intervalo de tempo e outra ao final, sobre conteúdos distintos. Cada turma seria dividida pela metade e cada grupo de alunos produziria, antes de cada prova, um dos instrumentos de estudo: resumos e mapas. Assim, antes da primeira prova, a primeira metade dos alunos (tomada pela lista de chamada) produziria mapas, enquanto a segunda metade produziria resumos. Antes da segunda prova, os grupos seriam invertidos, de forma que todos eles produziram ambos os instrumentos de estudo durante a pesquisa, um antes de cada prova. Os mapas e resumos foram coletados juntamente com as provas, para a realização das análises quantitativas e qualitativas descritas na próxima seção.
Na segunda etapa do trabalho, ‛Exposição’, a organização do trabalho, elaborada na etapa anterior, foi exposta aos alunos participantes da pesquisa. Os alunos foram divididos em dois grupos e orientados em relação à produção dos instrumentos de estudo. Eles também foram orientados em relação à troca entre a primeira e a segunda prova (quem fez mapa para a primeira prova faria resumo para a segunda prova), além de receberem orientações quanto às datas de entrega dos trabalhos. Ainda dentro desta etapa, os alunos tiveram uma aula expositiva sobre mapas conceituais, sobre a sua
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natureza e importância e sobre as etapas para sua produção, salientando a relevância dos conceitos chave e das conexões com os mesmos.
Na terceira etapa, ‛Aquisição’, foram coletados os dados do trabalho. Essa etapa abrangeu tanto a coleta dos mapas e resumos produzidos, como a coleta dos resultados dos alunos em ambas as provas. Os mapas e resumos foram utilizados para análises qualitativas e quantitativas acerca da qualidade dos instrumentos de estudo como instrumentos potencialmente relevantes, enquanto as notas dos alunos foram correlacionadas ao tipo de instrumento produzido e sua qualidade.
Na última etapa do trabalho, ‛Análise’, os instrumentos de estudo foram analisados, por meio de um critério de contagem de palavras-chave sugeridas pelos professores das disciplinas de Física, do campus I, e Matemática e Biologia, do campus II. Essa análise teve o objetivo de avaliar a qualidade dos instrumentos sob a perspectiva da TAS. Paralelamente, foram analisados os desempenhos dos alunos de cada grupo, relacionando as notas individuais, notas médias e as cinco maiores e cinco menores notas dos grupos de alunos com o tipo de instrumento produzido. Essa análise visava à comparação dos dois instrumentos de estudo, tendo em vista a possibilidade de serem considerados materiais potencialmente relevantes, segundo o critério de notas em avaliação formal da disciplina. Além disso, averiguou-se a influência do poder de sintetização do conteúdo no desempenho dos alunos nas provas de conhecimento. A Figura 1 ilustra as etapas do trabalho.
Figura 1. Etapas de execução do trabalho. Fonte: Elaborado pelos autores (2020).
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Resultados e discussão
Nesta seção, será apresentada a análise dos dados coletados, a fim de realizar uma comparação entre mapa conceitual e resumo e compreender de que maneira eles contribuem para uma aprendizagem significativa, o que responde à questão problema deste estudo. Além disso, pretende-se identificar como o uso de palavras-chave está relacionado com a síntese de um determinado conteúdo abordado em sala de aula.
A análise dos dados proposta neste artigo foi feita sob os aspectos quantitativo e qualitativo. Para isso, foram considerados como métrica dois parâmetros principais, as notas obtidas pelos alunos em duas avaliações e a quantidade de palavras-chave presentes nos mapas conceituais e resumos referentes aos temas dessas duas avaliações.
Como descrito anteriormente, os dados foram coletados em dois campi do IFMG, com turmas do primeiro ano do Curso Técnico Integrado do Ensino Médio, sendo três turmas de cada campus. As turmas do campus I serão indicadas por T1 - I, T2 - I, T3 - I e as turmas do campus II por T1 - II, T2 - II, T3 - II. No campus I, os dados são referentes à disciplina de Física e no campus II, às disciplinas de Matemática e Biologia.
Os alunos de cada turma foram submetidos a duas provas, de acordo com as disciplinas consideradas. O valor total de cada uma das avaliações foi de dez pontos. Além disso, os discentes foram divididos em dois grupos, de modo que, para se prepararem para a primeira prova, os alunos do primeiro grupo utilizaram os recursos do mapa conceitual como ferramenta de estudo e os alunos do segundo grupo utilizaram os recursos do resumo como mecanismo de estudo. Para a segunda prova, houve uma inversão dos grupos. Assim, todos os alunos fizeram uso dos dois instrumentos de estudo, o que possibilitou uma sólida investigação comparativa entre eles.
A Tabela 1 mostra a média das notas dos discentes nas provas 1 e 2, em cada uma das disciplinas e turmas consideradas e dentro de cada um dos grupos aos quais os alunos pertenciam: mapa conceitual e resumo. De modo geral, observa-se que a média das notas nos dois grupos, em cada uma das turmas e em cada uma das provas, foi muito próxima. Além disso, a quantidade de notas que apontam que um grupo sobressaiu-se ao outro é exatamente a mesma. Isso é, das dezoito comparações, em nove casos, cada um dos grupos obteve uma nota média maior que o outro grupo investigado. Note, também, que a maior diferença entre a média das notas obtidas pelos alunos dos
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grupos mapa conceitual e resumo foi de 1,91 pontos, registrada na prova 1, de Biologia, aplicada na turma T1 - II.
Tabela 1. Média das notas obtidas nas provas 1 e 2.
Disciplinas Turmas
PROVA 1 PROVA 2
Mapa Conceitual Resumo Mapa Conceitual Resumo
Física T1 - I 6,54 6,27 5,20 5,47 T2 - I 7,12 7,05 6,02 5,54 T3 - I 6,78 6,36 5,22 5,11 Matemática T1 - II 7,35 7,38 5,40 5,75 T2 - II 8,27 8,18 6,45 7,23 T3 - II 5,94 6,05 4,93 5,25 Biologia T1 - II 7,17 5,26 7,96 7,26 T2 - II 6,17 5,83 6,20 7,06 T3 - II 4,75 4,88 4,86 5,25
Fonte: Elaborada pelos autores (2020).
Outra análise obtida, ao utilizar as notas dos alunos como parâmetro, está representada na Tabela 2, que mostra a quantidade total de estudantes de cada grupo com notas abaixo e acima da média (60% do valor da prova) em ambas as provas de cada uma das disciplinas. A Tabela 2 demonstra que, em todas as disciplinas, o número de alunos que obtiveram notas maiores ou iguais a 6 pontos também foi muito próximo, independentemente do grupo ao qual eles pertenciam.
Tabela 2. Quantidade total de alunos de cada grupo com notas abaixo e acima de 60%.
Disciplinas Notas PROVA 1 PROVA 2 Mapa Conceitual Resumo Mapa Conceitual Resumo Física Abaixo da média 16 17 30 19 Acima da média 40 39 18 15 Matemática Abaixo da média 18 12 32 25 Acima da média 35 44 25 28
Biologia Abaixo da média 28 36 25 18
Acima da média 23 22 22 27
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Os dados e as análises a seguir foram obtidos levando-se em consideração mais um parâmetro: a quantidade de palavras-chave presentes nos mapas conceituais e resumos. Como explicitado na seção anterior, os professores regentes de cada uma das disciplinas consideradas neste trabalho elencaram oito palavras-chave ou expressões essenciais relativas ao conteúdo estudado em cada uma das duas avaliações.
A Tabela 3 fornece a quantidade total de palavras-chave presentes nos mapas conceituais e nos resumos referentes às duas provas de cada uma das disciplinas. Em Física, a quantidade total de palavras-chave obtidas nos trabalhos das turmas 1, 2 e 3, no grupo de alunos que estudaram via mapa conceitual, foi superior à quantidade observada nos trabalhos do grupo de alunos que utilizaram resumos como instrumento de estudo, tanto na prova 1 quanto na prova 2. Nessa última, a diferença foi bem expressiva (igual a 76 palavras-chave).
Na prova 1, de Matemática, os alunos que fizeram uso de resumo elencaram mais palavras-chave do que o grupo de alunos que utilizaram o mapa conceitual, enquanto na prova 2, de Matemática, a situação se inverteu. Em Biologia, também houve uma diferença significativa entre os grupos. Na prova 1, foram elencadas 77 palavras-chave a mais no grupo dos alunos que fizeram resumo. Por outro lado, na prova 2, de Biologia, essa diferença foi mínima. De maneira geral, pode-se concluir que os dois instrumentos de estudo, mapa conceitual e resumo, são potencialmente favoráveis à enumeração e à utilização de palavras-chave, no que diz respeito à síntese de um determinado conteúdo, conforme é possível observar na Tabela 3.
Tabela 3. Quantidade total de palavras-chave obtidas nos mapas conceituais e resumos.
Disciplinas
PROVA 1 PROVA 2
Mapa Conceitual Resumo Mapa Conceitual Resumo
Física 253 227 250 174
Matemática 265 288 348 323
Biologia 277 354 217 219
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A Tabela 4 fornece uma relação entre os dois parâmetros utilizados como métrica neste estudo. Ela apresenta a média da quantidade de palavras-chave presentes nos mapas conceituais e resumos feitos pelos alunos que obtiveram as cinco maiores e as cinco menores notas, dentro de cada grupo e para cada uma das avaliações. Observa-se, pela tabela, que não existe uma diferença expressiva na quantidade média de palavras-chave listadas pelos estudantes com as cinco maiores notas obtidas em cada um dos grupos, tanto na prova 1 quanto na prova 2.
O mesmo resultado é observado para as cinco menores notas de cada grupo. Logo, ao comparar as cinco maiores ou as cinco menores notas obtidas, não se observa nenhuma diferença relevante em relação à média de palavras-chave presentes nos trabalhos dos alunos. Ou seja, ambos os mecanismos de estudo mostraram-se igualmente eficientes dentro do processo de ensino-aprendizagem-avaliação mensurado por palavras-chave e expressões essenciais na absorção e síntese de um conteúdo.
Ao comparar a média da quantidade de palavras-chave entre as cinco maiores e as cinco menores notas de cada grupo, vê-se que esse valor é superior no grupo de alunos que obtiveram as maiores notas, independentemente do instrumento de estudo utilizado. Ou seja, os estudantes com as maiores notas listaram mais palavras-chave que os alunos com as menores notas. Em média, os discentes com as maiores notas listaram uma quantidade superior a uma palavra-chave em seus instrumentos de estudo. Esse resultado mostra que o uso de palavras-chave como parâmetro de mensuração parece ser um bom indicador no contexto de uma aprendizagem significativa e que os mapas conceituais e os resumos foram potencialmente equivalentes para representar ideias centrais de um determinado assunto.
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Tabela 4. Média da quantidade de palavras-chave obtidas pelas cinco maiores e cinco menores notas de cada turma e cada grupo.
Disciplinas Turmas PROVA 1 PROVA 2 Notas Mapa Conceitual Resumo Mapa Conceitual Resumo Física T1 - I 5 maiores 4,60 4,40 6,00 5,80 5 menores 3,00 3,60 5,00 5,00 T2 - I 5 maiores 5,60 5,60 5,80 6,20 5 menores 4,00 4,00 4,60 5,80 T3 - I 5 maiores 6,60 5,80 5,20 6,80 5 menores 5,40 4,40 3,80 6,40 Matemática T1 - II 5 maiores 4,60 6,20 7,00 6,00 5 menores 4,20 3,40 5,00 4,20 T2 - II 5 maiores 7,20 5,60 6,80 6,80 5 menores 4,60 5,20 5,80 6,40 T3 - II 5 maiores 5,20 5,20 6,00 6,60 5 menores 4,60 3,60 5,20 5,00 Biologia T1 - II 5 maiores 6,60 6,60 5,20 6,40 5 menores 5,00 4,20 5,20 4,00 T2 - II 5 maiores 6,80 6,80 5,80 5,40 5 menores 5,20 6,20 4,00 4,40 T3 - II 5 maiores 4,40 7,20 5,60 4,60 5 menores 4,40 4,60 3,60 4,20 Fonte: Elaborada pelos autores (2020).
Embora os dois instrumentos tenham se mostrado equivalentes na análise quantitativa feita anteriormente, em uma abordagem qualitativa, eles possuem algumas diferenças relevantes. Em geral, os resumos são feitos em forma de texto em prosa, que é o formato usual do principal material de estudo dos alunos, o livro didático. Os pesquisadores observaram que, na elaboração de um resumo, muitos alunos acabam não conseguindo (ou não querendo) se distanciar do que já está escrito no livro, o que ocasiona cópias diretas ou indiretas. Assim, os resumos mostraram-se como ferramentas mais impessoais e genéricas, sendo produzidos, muitas vezes, a partir de uma ação mecanicista. Por outro lado, ao construir um mapa conceitual, que não é comumente apresentado nos livros didáticos, o aluno é forçado a se descolar desse espelhamento do livro para criar sua própria ferramenta de estudo. Dessa maneira, ele exercita uma
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atitude criativa e inovadora, pois precisa pensar novos formatos e fazer algo que é diferente do que lhe foi apresentado oficialmente.
Assim, a elaboração de um mapa conceitual faz com que o discente tenha uma postura mais ativa e protagonista dentro do processo de aprendizado. A postura tradicional, que muitas vezes favorece a ação de decorar dados e fatos, sem a preocupação de entendê-los ou relacioná-los, nem sempre resulta em uma aprendizagem plena. Ao copiar o livro, o aluno realiza um estudo de forma mecânica, que não implica necessariamente em um aprendizado ou indica que ele seja capaz de aplicar o conteúdo em situações reais ou, até mesmo, levá-lo para fora do ambiente escolar. Entretanto, quando precisa utilizar o livro e a explicação do professor para sintetizar o conteúdo por meio de um mapa conceitual que o permita exprimir a sua visão da matéria e criar as suas próprias relações, o estudante desenvolve uma independência e uma autonomia que podem aumentar substancialmente o seu real aprendizado, favorecendo que essa aprendizagem possa ser replicada para outras pessoas e utilizada em situações do cotidiano. Logo, sob essa perspectiva, os mapas conceituais possuem um potencial maior para atingir uma aprendizagem significativa do que os resumos.
Além disso, pode-se inferir que o mapa conceitual permite sintetizar e reter maior quantidade de conteúdo a ser aprendido. As análises quantitativas apresentadas anteriormente mostram que a quantidade de palavras-chave listadas nos trabalhos dos alunos tem uma boa relação com as notas obtidas. Como os mapas são construídos a partir de conceitos centrais, pode ser que, durante esse processo de elaboração, o estudante se preocupe em listar mais palavras-chave e relacioná-las através de um desenvolvimento lógico coerente. Isso, de alguma maneira, faz com que ele amplie a quantidade de conteúdo que está sendo estudado.
Outra observação importante diz respeito a alguns alunos que obtiveram as menores notas nas avaliações. Foi notório que, apesar da nota baixa, alguns desses estudantes apresentaram instrumentos de estudo completos, que continham todas as palavras-chave listadas pelo professor, em que as relações entre essas palavras-chave eram coerentes e os conceitos foram apresentados de maneira correta e com bom desenvolvimento lógico. Isso demonstra que saber conceitos e relacioná-los de forma organizada nem sempre é suficiente para garantir uma aprendizagem concreta. São necessárias, também, outras habilidades, como conhecimentos prévios e interpretação
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de texto, para obter bom desempenho escolar. Os conhecimentos prévios, inclusive, representam o fator mais importante para atingir uma aprendizagem significativa, segundo Ausubel (1963).
A pesquisa buscou investigar uma habilidade que diz respeito ao instrumento de estudo utilizado na aprendizagem e constatou que ter um bom instrumento de estudo não é suficiente para uma aprendizagem plena. Outras habilidades também são importantes, embora não tenham sido, neste momento, objeto de estudo. Não foi observado se os discentes interpretam bem questões problemas em atividades avaliativas, assim como não houve investigação a respeito de seus conhecimentos prévios. Entretanto, sabe-se que essas questões também são relevantes. Essa análise, principalmente em relação à influência dos conhecimentos prévios na construção de mapas conceituais antes e depois do processo de ensino e aprendizagem, será realizada em uma segunda etapa do trabalho aqui apresentado.