Mapas conceituais consistem em ferramentas que “têm por objetivo representar relações significativas entre conceitos na forma de proposições” (NOVAK; GOWIN, 1984, p. 31). A teoria proposta por Ausubel não faz menção aos mapas, no entanto, a fundamentação por trás da construção dos mesmos advém dessa teoria. Esses instrumentos
são adequados para refletir a potencialidade do material e da estratégia de ensino proposta pelo professor; para auxiliar na construção do conhecimento do sujeito que aprende; assim como para avaliar de que forma a diferenciação progressiva e a reconciliação integrativa contribuem efetivamente para a ampliação dos significados e a organização do conhecimento.
Da mesma forma que a estrutura cognitiva, os mapas conceituais são arquitetados hierarquicamente, “com os conceitos mais inclusivos, mais gerais no topo do mapa, e os conceitos mais específicos, menos gerais arranjados hierarquicamente abaixo” (NOVAK; CAÑAS, 2008, tradução nossa). Os exemplos são considerados como termos mais específicos.
Tendo em vista que as relações de subordinação, superordenação e combinação conceitual, de ideias e de proposições, ocorre na estrutura cognitiva do aprendiz, que por sua vez é única, quem acaba por definir a hierarquização refletida no mapa é o próprio construtor. No entanto, à medida que um professor organiza logicamente a estrutura conceitual a ser trabalhada em uma dada disciplina, ele pode esperar que certos conceitos estejam presentes nos mapas.
Quando utilizado como recurso instrucional, um mapa deve “permitir uma leitura de cima para baixo ou de baixo para cima, explorando relações entre todos os conceitos” (COSTAMAGNA apud RUIZ-MORENO et al., 2007), promovendo a reconciliação integrativa e evidenciando a diferenciação progressiva. Mapas contendo palavras de ligação, que “permitem construir frases com significado lógico e proposicional” (MOREIRA, 1980), auxiliam o docente no entendimento das relações entre conceitos estabelecidas pelo aprendiz. Portanto uma escolha coerente dessas palavras é de extrema importância.
A figura 1 ilustra a estrutura de um mapa conceitual de acordo com a teoria ausubeliana. Cabe lembrar que um mapa não é um diagrama estático, podendo ser constantemente alterado pelo seu autor, conforme ele adquire novas informações e reorganiza as relações conceituais já conhecidas.
Diversas pesquisas foram e continuam sendo realizadas no âmbito do ensino de ciências, a respeito da utilização de mapas conceituais. Valadares, Fonseca e Soares (2004), referindo-se ao ensino de física, apontam que as concepções que os estudantes possuem quando começam uma tarefa de aprendizagem, bem como ideias intuitivas, tornam-se mais explícitas através dessas ferramentas.
Fig. 1: Diagrama mostrando a estrutura básica de um mapa conceitual segundo a teoria ausubeliana [Adaptado de Moreira (2006, p.
47)].
Em estudo desenvolvido na Faculdade de Ciências/UNESP/Bauru, Almeida, Souza e Urenda (2003), apresentam um trabalho com mapas elaborados em disciplinas de Estrutura da Matéria, de um curso de licenciatura em física. A figura 2 trás o mapa conceitual sobre efeito fotoelétrico estruturado por um aluno envolvido nessa pesquisa. No caso desse estudo, para avaliação, os autores ajustam os mapas, com intuito de evidenciar as características hierárquicas e as ligações transversais, de modo que possam ser facilmente enquadrados no modelo de pontuação estabelecido por Novak e Gowin (1984, p. 53).
Almeida e Moreira (2008) apresentam mapas de conceitos elaborados por estudantes de graduação em física, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O objetivo central da investigação foi “analisar a utilização dos mapas conceituais como instrumentos potencialmente facilitadores da aprendizagem significativa de conceitos envolvidos no estudo da óptica física”. A figura 3 reproduz um dos mapas, que conforme os autores, apresenta-se em sua forma original, ou seja, anterior ao momento que foi reservado para discussão, de modo que representa “os conhecimentos que os alunos foram capazes de reunir sem intervenção”.
Fig. 2: Mapa conceitual sobre efeito fotoeletrico elaborado por um aluno (ALMEIDA; SOUZA; URENDA, 2003).
Fig. 3: Mapa conceitual elaborado por um grupo de graduandos em física da UFRGS (ALMEIDA; MOREIRA, 2008).
Pinheiro e Costa (2009) fazem um relato da implementação de uma unidade de aprendizagem sobre partículas elementares e interações fundamentais, em uma turma de terceiro ano de ensino médio. Um texto de caráter histórico, elaborado para professores desse nível de ensino, foi adaptado para os estudantes. Nele abordou-se desde as ideias gregas da constituição da matéria até o atualmente aceito modelo padrão. A partir desse material, foram propostas algumas atividades, dentre as quais destaca-se a estruturação de mapas conceituais, pelos alunos. As autoras constataram que algumas das dificuldades apresentadas pelos estudantes na construção desses mapas, relaciovam-se a insuficiencias nas palavras de ligação, e ao entendimento do que seria a hierarquiação. No entanto, consideraram como positiva a apresentação dos mapas feitos pelos alunos para os demais colegas, o que os incentivou a repensar a tarefa. Dos resultados apresentados no artigo, destaca-se o mapa da figura 4, como a terceira versão produzida por um dos grupos de estudantes.
Pesquisas recentes apontam para a utilização de mapas conceituais concomitantemente a outras ferramentas. Tavares (2008) descreve uma proposta que alia mapas e animações interativas. Segundo o autor, “o mapa conceitual pode atuar como estruturador global do conhecimento que esteja sendo estudado com determinada abrangência e a animação interativa irá examinar cada tópico (ou conceito) do conteúdo passível de ser modelado”.
Nakamoto et al. (2005) apresentam um estudo onde esses instrumentos foram utilizados em conjunto com um sistema chamado Laboratótio Virtual de Física, considerando o pouco acesso que alunos têm a laboratórios nas escolas. Nessa perspectiva, os mapas foram empregados “para auxiliar na organização e distribuição dos conceitos relacionados aos conteúdos a serem desenvolvidos (utilizados na simulação)”.
Nunes e Del Pino (2008) apresentam uma estratégia didática empregada ao longo de uma disciplina de química, com uma turma de primeiro ano de ensino médio, cuja intenção era investigar a aprendizagem quando da integração das componentes curriculares de química e biologia.
Correia, Donner Jr e Infante-Malachias (2008) propõem a utilização do mapeamento conceitual como forma de “romper as fronteiras que segregam o conhecimento científico em disciplinas isoladas”.
Fig. 4: Terceira versão de um mapa conceitual sobre partículas elementares elaborado por estudantes (PINHEIRO; COSTA, 2009)
1.5 MAPAS CONCEITUAIS E A HISTÓRIA DA FÍSICA: ALIADOS