Aplicação da metodologia Peer Instruction em salas de aula da rede pública estadual do Rio de Janeiro
Rogério Wanis
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação (nome dado na instituição) no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.
Orientador:
Prof. Dr. Marcos Veríssimo Alves ICEx UFF
Volta Redonda, RJ Agosto de 2015
Aplicação da metodologia Peer Instruction em salas de aula da rede pública estadual do Rio de Janeiro
Rogério Wanis
Orientador:
Prof. Dr. Marcos Veríssimo Alves ICEx UFF
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação (nome dado na instituição) no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física
Aprovada por:
______________________________________________________ Prof. Dr. Marcos Veríssimo Alves, ICEx UFF Presidente
______________________________________________________ Profa. Dra. Nilva Lúcia Lombardi Sales UFTM Membro externo
______________________________________________________ Prof. Dr. Aquino Espíndola, ICEx UFF Membro interno
______________________________________________________ Prof. Dr. Luiz Telmo Auler, ICEx UFF Membro interno
Volta Redonda, RJ Agosto de 2015
Ficha Catalográfica elaborada pela Biblioteca do Aterrado de Volta Redonda da UFF
W247 Wanis, Rogério
Aplicação da metodologia Peer Instruction em salas de aula da rede pública estadual do Rio de Janeiro / Rogério Wanis. – 2015.
77 f.
Orientador: Marcos Veríssimo Alves
Dissertação (Mestrado Profissional de Ensino de Física) – Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2015.
1. Ensino de física. 2. Ensino Médio. 3. Peer Instruction. 4. Método de Ensino. I. Universidade Federal Fluminense. II. Alves, Marcos Veríssimo, orientador. III. Título.
CDD 530.07
Dedico esta dissertação à família que me trouxe ao mundo e àquela que ajudei a constituir com a presunção de ajudar a termos um mundo melhor: Edith, Munir e Mila, se hoje sou melhor, devo tudo a vocês.
Agradecimentos
Agradeço ao meu orientador Marcos Veríssimo Alves por TUDO, pois mesmo diante de minhas imensas limitações perseverou comigo muito além do que mereci.
A todos os alunos e professores do MNPEF-pólo de Volta Redonda, todos sem qualquer distinção ou exceção pois ali foram quebrados os paradigmas do reducionismo: o todo dessas pessoas é admiravelmente maior do que as partes.
Ao CEFET/RJ por ter me concedido o tempo necessário para a conclusão do trabalho.
Às Servas da Santíssima Trindade cujo acolhimento num momento tão delicado de minha vida propiciou um ambiente saudável para a conclusão deste trabalho e em especial à Irmã Maria Aydos dos Santos por ter me apresentado Thomas Merton.
A Welerson Fernandes Kneipp pelo incentivo veemente para que eu me candidatasse a uma vaga no MNPEF. Sem tal incentivo eu não estaria aqui.
À CAPES pelo apoio financeiro por meio da bolsa concedida.
"A humildade nos torna livres para fazermos o que é verdadeiramente bom, mostrando-nos nossas ilusões e retirando nossa vontade daquilo que era apenas um bem aparente.
Uma humildade que gela o nosso ser e frustra toda sã atividade não é, de modo algum, humildade, mas uma forma disfarçada de orgulho. Seca as raízes da vida espiritual, tornando impossível nossa entrega total a Deus."
RESUMO
Aplicação da metodologia Peer Instruction em salas de aula da rede pública estadual do Rio de Janeiro
Rogério Wanis Orientador:
Prof. Dr. Marcos Veríssimo Alves
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.
O Peer Instruction é uma metodologia centrada no aluno, voltada para a compreensão dos conceitos de uma dada disciplina. Nela, alunos devem, após uma breve exposição sobre um tópico da disciplina, responder a questões conceituais de múltipla escolha, chamadas Conceptests, individualmente após um minuto ou dois para reflexão sobre a resposta correta. Dependendo do número de respostas corretas dadas em um primeiro levantamento das respostas escolhidas pelos estudantes, pode haver um momento de dois a três minutos onde os estudantes procuram colegas com respostas diferentes das suas, explicam o raciocínio seguido e tentam chegar a um consenso sobre a resposta correta. Após estas sessões de debate, o professor procede a um levantamento das novas respostas, e discute a resposta correta com os estudantes. Neste trabalho, descrevemos a experiência de aplicação da metodologia de ensino descrita acima a duas turmas de 1º ano do ensino médio do Colégio Estadual Dr. Antônio Fernandes, no município de Miguel Pereira, RJ ao longo do ano de 2014, cobrindo a ementa de Cinemática e Mecânica. Analisamos os resultados de desempenho dos estudantes ao responder aos Conceptests, e verificamos os efeitos da metodologia sobre o engajamento dos estudantes sobre o processo de aprendizagem e sobre o interesse no estudo da disciplina de Física.
Palavras-chave: Ensino de Física, Ensino Médio, Métodos de Ensino Centrados no Aluno, Peer Instruction.
Volta Redonda, RJ Agosto de 2015
ABSTRACT
Aplicação da metodologia Peer Instruction em salas de aula da rede pública estadual do Rio de Janeiro
Rogério Wanis Supervisor:
Prof. Dr. Marcos Veríssimo Alves
Pós-Graduação em Ensino de Física no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física Physics Education.
Peer Instruction is a student-centered teaching method, focused on the conceptual understanding of a discipline. Within its framework, after watching a mini-class on a given topic, students must answer multiple choice conceptual questions (dubbed Conceptests) individually, after one or two minutes of reflection. Depending on the number of correct answers given to the question in a first instance, students must find a peer who has chosen a different answer, and debate with them explaining the reasoning followed for arriving at the answer of choice, with two or three minutes for that. The peers should, if possible, try to reach a consensus on what the correct answer would be. After these debate sessions, the teacher proceeds to a second round of answers, and then discusses the correct answer with the students. In our work, we present a report on the application of this teaching method to two first-year high school classes from Colégio Estadual Dr. Antônio Fernandes, in Miguel Pereira county, which is part of the educational network of the State of Rio de Janeiro. The work was conducted along the year 2014, and the syllabus was Kinematics and Mechanics. We analyse the performance of students in answering the Conceptests, and we investigate the effects of applying the method on student engagement in the learning process, as well as on their interest in the study of Physics.
Keywords: Physics Teaching, High School Education, Student-Centered Learning Methodologies, Peer Instruction.
Volta Redonda, RJ August 2015
Lista de Figuras
Figur a 2.1 Fluxograma esquematizando a dinâmica de uma aula com Peer Instruction (traduzido e adaptado de [Mazur 1997]). ... ... ... 8 Figur a 2.2 Questão de múltipla escolha usada em sala de aula. ... ... 9 Figur a 2.3 Cartões de resposta usados em aulas com a metodologia Peer Instruction. ... ... ... ... ... 10 Figur a 2.4 Um clicker da empresa Turning Technologies. ... ... 11 Figur a 3.1 Cartões de resposta utilizados nas aulas de PI. ... ... 19
Lista de Tabelas
Tabela 4.1 Estatística do desempenho dos alunos nas perguntas de múltipla escolha ... 36
Sumário
Agradecimentos ... ... ... ... vi Resumo ... ... ... ... vii Abstract ... ... ... ... viii Lista de Figuras ... ... ... ... ix Lista de Tabelas ... ... ... ... ix Capítulo 1 Introdução ... ... ... ... 1 1.1 Estrutura do trabalho ... ... ... 4Capítulo 2 Fundamentação teórica ... ... ... 6
2.1 A metodologia Peer Instruction ... ... ... 6
2.2 O Just-in-Time Teaching ... ... ... 12
2.3 Referencial teórico ... ... ... 12
2.3.1 Peer Instruction e Vygotsky ... ... ... 13
2.3.2 Peer Instruction e Ausubel ... ... ... 14
Capítulo 3 Aplicação da metodologia Peer Instruction ... ... 16
3.1 Contexto de aplicação da metodologia ... ... 16
3.2 Infra-estrutura material e de recursos humanos ... ... 17
3.3 Preparação dos materiais para aulas com a metodologia PI ... 17
3.4 Conteúdos cobertos ao longo do ano letivo ... ... 19
3.5 Desenvolvimento das aulas no 1º bimestre letivo ... ... 24
3.6 Aplicação da metodologia PI ... ... ... 25
3.7 A rotina com a metodologia PI ... ... ... 26
3.8 Algumas questões conceituais propostas ... ... 28
Capítulo 4 Resultados ... ... ... ... 30
4.1 Assiduidade e pontualidade dos alunos ... ... 30
4.2 Questionários a respeito dos hábitos de estudo ... ... 30
4.3 Participação dos alunos nas discussões coletivas ... ... 35
4.4 Entrevistas: motivação, perguntas e transcrição de algumas das respostas ... 38
4.5 Depoimentos espontâneos e/ou informais dos alunos, e observações sobre seus comportamentos em sala ... ... ... 45
4.6 Análise do desempenho dos alunos nas avaliações ... ... 45
Capítulo 5 Conclusões ... ... ... .. 47
5.1 Influência do PI sobre o engajamento dos alunos no processo de aprendizagem ... ... ... ... .... 47
5.2 Fatores prejudiciais à implementação da metodologia Peer Instruction ... 49
5.2.1 Problemas de infra-estrutura da escola e falta de livros didáticos ... 49
5.2.2 Falta de interação com outras disciplinas ... ... 50
5.2.3 Maus hábitos de estudo dos alunos ... ... 51
5.3 Perspectivas e ações futuras ... ... ... 52
Apêndice A Produto educacional: Questões conceituais (Conceptests) ... 54
Capítulo 1
Introdução
A Física, matéria comumente estigmatizada como de difícil ou até mesmo impossível compreensão, poderia receber uma abordagem que não só ajudaria a modificar um pouco essa visão bem como tornar as aulas mais participativas com maior engajamento dos alunos.
O modelo passivo de aprendizagem, onde as salas de aula tradicionais não estimulam a interação entre os alunos e conceitos são apresentados de modo extremamente abstratos para que depois sejam transformados em ação, fortalece o estigma descrito no parágrafo anterior. Neste modelo, os estudantes demonstram seu aprendizado resolvendo problemas padrões, mas frequentemente não mudam a maneira como entendem o mundo ao seu redor. Ainda de acordo com Barros [Barros 2004], no modelo passivo de aprendizagem, os alunos adotam as seguintes estratégias:
-se em memorizar os conteúdos, ao invés de compreendê-lo. Focalizam-se, nas provas, em obter notas, estudando na véspera.
Levam em conta apenas as notas para avaliar seu progresso, sem refletir sobre ele.
Tratam o conhecimento como unidades estanques, e não como um todo integrado e interligado.
sem interagir com seus colegas para articular ideias e solidificá-las.
ntam adivinhar a visão de mundo do professor, sem tentar repensar suas próprias.
as informações que lhes são apresentadas, sem questionamento crítico ainda que não acreditem nelas.
Por outro lado, uma aula tradicionalmente expositiva tem suas adequações quando se trata de aprofundar determinado assunto, complementar certos aspectos não contemplados pelo livro texto ou mesmo apresentar uma abordagem diferente de determinada proposta de aprendizagem.
A forma como a Física é ensinada nos dias de hoje não é muito diferente daquela de pouco mais de um século atrás, onde apenas um pequeno grupo de estudantes interessados na disciplina estava ali para aprender. O público hoje é bem diferente, amplo e diverso e apesar de todos os aparatos e recursos tecnológicos educacionais dos dias atuais, as metodologias em geral não se mostram suficientes para estimular grupos tão heterogêneos em seus interesses com respeito ao aprendizado.
e que muitas vezes é carregada de falsas concepções sobre a natureza, ainda é muito presente nas abordagens feitas pelos alunos mesmo depois de passarem por um curso de formação. Eric Mazur, criador da metodologia Peer Instruction [Mazur 1997], cita que, após de alguns meses de aulas sobre a terceira lei de Newton num curso introdutório de Física na universidade, seus alunos são capazes de recitar a lei e a maioria consegue resolver problemas numéricos envolvendo a mesma. No entanto, na análise da colisão entre dois veículos de massas diferentes, continuam achando que aquele de maior massa exerce maior força no momento da colisão.
Outro ponto destacado por Mazur [Mazur 1997] e que chamou atenção de forma preocupante foi a indagação de um aluno que, ao ser confrontado com testes que
responder de acordo com o que fora ensinado ou de acordo com o que ele julgaria ser em atingido sua eficácia de forma mais plena quando não proporciona a apropriação de conceitos básicos pelo aluno que, ao lidar com as ideias do conhecimento formal, não consegue confrontá-las de maneira crítica com suas próprias.
De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) [PCN+ 2002] e também com as matrizes de referência dos principais exames nacionais e estaduais, a Física no Ensino Médio não deve ser vista como um fim em si, mas deve contribuir com uma formação que propicie que o aluno compreenda e interaja com o mundo a sua volta. De acordo com os PCNs a Física deve estar pautada em suas competências específicas, permitindo a compreensão desde os fenômenos naturais até o mundo tecnológico, a partir de seus princípios e modelos, considerações sobre sua construção histórica juntamente com o desenvolvimento humano e relações com aspectos culturais, sociais, econômicos, artísticos cujas implicações impulsionam o desenvolvimento de diferentes tecnologias.
As competências próprias da Física ganham significado quando articuladas com outros saberes e de forma contextualizada com a vida. Ainda segundo os PCNs [PCN+ 2002]:
significado quando trabalhadas de forma isolada. Competências em Física para a vida se constroem em um presente contextualizado, em articulação com competências de outras áreas, impregnadas de outros conhecimentos. Elas passam a ganhar sentido somente quando colocadas lado a lado, e de forma integrada, com as demais competências desejadas para a realidade desses jovens. Em outras palavras, a realidade educacional e os projetos pedagógicos das escolas, que expressam os objetivos formativos mais amplos a serem alcançados, é que devem direcionar o trabalho de construção do conhecimento físico a ser
A distância entre as teorias de aprendizagem e as práticas de ensino correntes cria um longo caminho a ser percorrido, principalmente quando se observa as dificuldades dos professores, que não têm a seu alcance os instrumentos necessários ou mesmo a orientação para por em prática tais propostas. Os questionamentos passam não só pelas metodologias, mas também pela escolha de certos conteúdos o que suprimir, o que implantar ou modificar.
Buscar novas metodologias e estratégias para o Ensino de Física é uma das possibilidades que permitem equipar o professor com ferramentas que auxiliem na concretização da complexa tarefa de inovar com pouco espaço, tempo, recursos e formação muitas vezes deficiente dos alunos, tanto do ponto de vista cognitivo quanto afetivo. Segundo os PCNs [PCN+ 2002]:
promovidos não deveria ocorrer dissociada das estratégias de ensino e aprendizagem desejadas, na medida em que são essas mesmas estratégias
O fato de não haver uma fórmula inovadora que vá resolver todas essas questões implica numa permanente reflexão da prática docente, investigação e diálogo constante. Os resultados devem ser compartilhados para que sejam discutidos e avaliados de modo a realimentar o processo de permanente discussão.
Tendo em vista todas as considerações tecidas acima, decidimos, em nosso trabalho, aplicar a metodologia Peer Instruction (traduzido em português como por Araujo [Araujo 2013], mas ao qual nos referiremos, doravante, pela sigla PI) em duas turmas de 1ª série do ensino médio de uma escola pública estadual no município de Miguel Pereira - RJ. A metodologia PI, que será descrita mais detalhadamente no Capítulo 2 desta dissertação, consiste numa dinâmica em que durante a aula, uma breve exposição é apresentada sobre determinado assunto; em seguida, após a exposição, perguntas de múltipla escolha envolvendo os conceitos abordados são apresentadas à turma. As respostas individuais dos alunos, então, podem determinar um momento de debate sobre a alternativa correta entre os próprios estudantes, ao final do qual uma nova rodada de respostas é feita, visando avaliar se houve mudança no modo de pensar sobre a questão proposta.
Na medida em que os momentos de discussão vão se tornando mais comuns, é possível perceber de forma nítida um maior engajamento dos alunos. Nesta etapa da aula, onde se discute com o colega na busca de um consenso sobre a pergunta feita, muitas barreiras são vencidas pelos alunos e os mesmos conseguem se colocar de forma argumentativa, ainda que os fundamentos não estejam bem consolidados ou até mesmo corretos.
1.1 Estrutura do trabalho
No presente capítulo, foi apresentada a motivação do trabalho dentro do contexto que o justifica e que potencialmente lhe qualifica como ferramenta capaz de contribuir para o alcance de objetivos propostos pelo PCN. O objetivo de estudar os efeitos de uma tal metodologia em salas de aula de escolas públicas tem como objetivo melhorar a qualidade do ensino de Física, trazê-lo para um contexto em que o aluno protagonize seu processo de aprendizagem, saindo do papel de espectador passivo e colecionador de fatos, além de apontar caminhos para que o professor possa mediar e por em prática tais possibilidades.
No Capítulo 2 são apresentadas as metodologias PI [Mazur 1997] e Just-In-Time Teaching (JITT) [Novak 1999], suas aplicações e relatos de outras experiências com as mesmas. Uma abordagem histórica da concepção de tais metodologias, o que motiva seu uso como ferramentas para o aumento do engajamento dos alunos na sala de aula e com quais teorias de aprendizagem as mesmas apresentam pontos de convergência, são apresentadas.
No Capítulo 3, apresentamos a descrição do contexto de aplicação da metodologia, do perfil das turmas e da escola pública escolhida para desenvolvimento deste trabalho. Descrevemos a dinâmica da implantação e da condução da metodologia PI e rotina de trabalho adotados, e detalhamos a aplicação da metodologia PI às turmas de 1o ano que participaram deste projeto.
No Capítulo 4, analisamos os resultados relativos ao engajamento dos alunos antes e depois da aplicação da metodologia PI, de caráter qualitativo e semi-quantitativo. Discutimos os resultados obtidos, assim como aspectos facilitadores e dificuldades encontradas, sejam de caráter intrínseco relativo a novidades que normalmente afetam a zona de conforto de professores e alunos, ou de caráter próprio da dinâmica de funcionamento da escola.
No Capítulo 5, tecemos nossas considerações finais, apresentando reflexões, sugestões e ações futuras. No Anexo A, disponibilizamos o produto educacional ligado a este trabalho: um breve manual para utilização da metodologia PI, e os testes conceituais desenvolvidos para este trabalho.
Capítulo 2
Fundamentação teórica
Neste capítulo, falamos sobre a metodologia Peer Instruction. Começamos com uma descrição da metodologia e de sua dinâmica, e fechamos o capítulo comentando sobre as relações da metodologia com as teorias de Ausubel e Vygotsky.
2.1 A metodologia Peer Instruction
O Peer Instruction ( referido por PI) é uma
metodologia de ensino que tem como objetivo proporcionar aos alunos a compreensão dos fatos e teorias físicas, em vez de simples memorização de fatos e aplicação algorítmica de equações à resolução de problemas [Mazur 1997]. Ele se baseia fortemente na discussão entre colegas sobre respostas dadas a problemas conceituais propostos para trabalhar um determinado conceito em Física.
Um dos maiores problemas no ensino da Física em nível introdutório é o fato de que os alunos relutam a desconstruir suas concepções prévias sobre a Física. Isto leva a um fato curioso: a grande maioria dos alunos aprende a responder às questões do modo que o professor ensina, mas sem realmente compreender o que é ensinado.
Eric Mazur, o Professor da Universidade de Harvard criador da PI, conta um episódio relacionado a este fato em seu livro Peer Instruction a User's Guide. Em 1992, Mazur se deparou com dois artigos, um de Ibrahim Abu Halloun e David Hestenes [Halloun 1985] sobre os conceitos (aristotélicos, em sua maioria) que os estudantes têm sobre a mecânica newtoniana, e outro onde Hestenes e co-autores [Hestenes 1992] propunham um teste para avaliar o nível de compreensão dos estudantes sobre esta matéria. Este teste, que se tornou uma ferramenta padrão para avaliar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre a mecânica, e o grau de compreensão após o final do curso introdutório de Mecânica, chama-se Force Concept Inventory (FCI Inventário de Conceitos de Força). Vale a pena reproduzir as observações de Mazur sobre o que o levou a criar o método de PI, descritas em seu livro [Mazur 1997]:
Em 1990, entretanto, me deparei com uma série de artigos por Halloun e Hestenes que realmente abriu meus olhos. Como é bem sabido, os estudantes entram em seu primeiro curso de Física com crenças e intuições fortes sobre fenômenos físicos comuns. Estas noções são derivadas de experiência pessoal e
influenciam as interpretações dos estudantes sobre materiais apresentados no curso de nível introdutório. Halloun e Hestenes mostraram que a instrução convencional de pouco adianta para mudar estas concepções de ''senso comum''.
Por exemplo, após alguns meses de um curso de Física, os estudantes sabem recitar a terceira lei de Newton, e a maioria deles consegue aplicá-la em problemas numéricos. Uma análise mais cuidadosa, no entanto, revela que muitos não compreendem a terceira lei. Halloun e Hestenes fornecem muitos exemplos nos quais os estudantes devem comparar as forças exercidas por objetos diferentes, um sobre o outro. Quando se pede, por exemplo, que comparem as forças em uma colisão entre um caminhão pesado e um carro leve, muitos estudantes firmemente creem que o caminhão pesado exerce a maior força. Quando li isto, pensei: ''Não os meus estudantes!''. Intrigado, decidi testar a compreensão conceitual de meus estudantes, assim como a dos estudantes do curso de Física de Harvard.
O primeiro sinal de alerta veio quando apliquei o teste de Halloun e Hestenes em minha turma e um dos estudantes me perguntou, ''Professor Mazur, como devo responder a estas questões? De acordo com o que o Sr. nos ensinou, ou de acordo com o que eu penso a respeito destas questões?''. Apesar deste alerta, fiquei chocado com o resultado do teste: os estudantes não se saíram muito melhor no teste de Halloun e Hestenes, que em seus exames regulares. Entretanto, o teste de Halloun e Hestenes é simples, ao passo que os tópicos cobertos pelos exames (dinâmica de rotações, momentos de inércia) é de muito
O método PI pode ser representado pelo fluxograma esquematizado na Figura 2.1.
Figur a 2.1 Fluxograma esquematizando a dinâmica de uma aula com Peer Instruction (traduzido e adaptado de [Mazur 1997]).
Neste fluxograma, o primeiro passo é uma mini-aula sobre o tema a ser tratado, com ou sem o estudo prévio do tópico a ser tratado no livro-texto (a pré-leitura constante na primeira caixa do fluxograma). Em sala, ministra-se uma breve explicação sobre um dos tópicos a serem cobertos na aula, seguido da projeção de um (ou mais) testes conceituais, chamados por Mazur de ConcepTests. Os ConcepTests são questões de múltipla escolha que visam testar a capacidade de raciocínio dos estudantes sobre o tópico em questão. São essencialmente conceituais, fugindo do foco geralmente dado a contas, não sendo numérica e exigindo reflexão sobre ela para sua correta resolução. Uma pergunta típica é como a mostrada na Figura 2, que visa trabalhar a desconstrução do conceito (errôneo) de que uma aceleração não-nula implica em velocidade também não-nula:
Figur a 2.2 Questão de múltipla escolha usada em sala de aula. Fonte: materiais do Prof. Marcos Veríssimo Alves para ensino de Física I com o método PI.
Para responder corretamente a esta pergunta, o aluno precisa poder diferenciar os conceitos de uma grandeza física e de sua variação. No caso da velocidade e da aceleração, os estudantes devem ter clara a diferença entre velocidade e variação da velocidade, percebendo que, para que a velocidade varie de um valor positivo a um negativo, ela deve ser zero em algum instante de tempo, mas que em todos os instantes ela está variando. Para chegar a esta conclusão, nenhuma conta numérica precisa ser feita, mas o conceito deve estar claro para o estudante.
Depois de um a dois minutos de reflexão individual, em silêncio, os estudantes devem responder à pergunta proposta levantando cartões de resposta marcados com fica-se a porcentagem de acertos. Se menos que 30% tiverem acertado a resposta, então volta-se a explicar o tópico e propõe-se nova pergunta sobre o tema, repetindo o procedimento. Se mais que 70% tiverem acertado, então explica-se a resposta muito brevemente, para garantir que os que acertaram por acaso, ou que estejam inseguros sobre sua resposta, saibam o raciocínio correto para a solução do problema.
A faixa interessante de respostas, que mostra que o problema foi desafiador na medida correta, é aquela em que a taxa de acertos fica entre 30 e 70% dos participantes. Neste caso, pede-se aos estudantes que, em dois a três minutos, debatam sua resposta com um ou dois colegas que tenham escolhido uma opção diferente, e se possível,
cheguem a um consenso sobre a resposta correta. Após este tempo, que geralmente envolve intensos debates entre os estudantes, faz-se uma nova rodada de respostas, e uma nova estatística é feita, seguida de explicação sobre a resposta correta.
Para responder às perguntas conceituais propostas, há diversas alternativas à disposição dos professores. As alternativas são muitas, mas há duas maneiras básicas de responder às perguntas: com cartões de resposta marcados com as letras A até E, ou com algum sistema automatizado de resposta. Com cartões de resposta, mostrados na Figura 3, os alunos levantam o cartão marcado com a opção escolhida quando o professor sinalizar que seja adequado, e as respostas são coletadas e registradas manualmente. É um sistema de baixíssimo custo e de razoável eficiência, mas de possibilidades limitadas.
Figur a 2.3 Cartões de resposta usados em aulas com a metodologia Peer Instruction. (Fonte: https://ctd.ucsd.edu/2012/11/peer-instruction-with-abcd-voting-cards/)
Outra maneira de se coletar as respostas é usar um sistema automatizado de respostas, e aqui, é importante mencionar os sistemas de clickers. Um clicker é, essencialmente, um controle remoto no qual o aluno pressiona um botão para expressar a resposta de sua escolha, e em geral tem a aparência do clicker mostrado na Figura 4. O sinal do controle dos alunos é enviado diretamente a um receptor ligado a um computador, onde um software dedicado à coleta e registro das respostas é executado. Geralmente este software se integra de maneira suave a um software de apresentações de slides, de modo que não há necessidade de o professor mudar de software para a coleta de informações.
Figur a 2.4 Um clicker da empresa Turning Technologies.
O sistema de clickers apresenta as vantagens de poder coletar as respostas a qualquer momento, e não apenas quando o professor sinalizar, e de manter a resposta do aluno em completo anonimato para os outros estudantes. Talvez, no entanto, a maior vantagem no uso de um sistema de clickers seja o fato de o software registrar todas as respostas permite que se faça uma análise individualizada das respostas de cada estudante aula a aula, permitindo que se dê feedback detalhado a estudantes cuja compreensão do que está sendo estudado (medida pela quantidade de respostas corretas) seja insatisfatória. A desvantagem é que estes sistemas são proprietários, ou seja, devem ser comprados, com um custo muitas vezes muito maior que uma escola de menos recursos financeiros pode pagar, e a integração se dá muitas vezes somente com suítes de programas pagos, como o Microsoft Office, sem suporte a suítes livres e gratuitas como o LibreOffice.
O método PI, apesar de se centrar mais em perguntas conceituais e menos na resolução numérica de problemas, não implica em um pior desempenho em questões quantitativas, envolvendo cálculos. Pelo contrário, por compreender o princípio por detrás de uma dada situação exposta em um problema, o aluno tem condições de escolher as equações que melhor se adequa à resolução, ou mesmo entre diferentes meios de resolver a questão, uma vez que as questões envolvem diferentes modos de raciocinar sobre, e de aplicar as leis físicas a, situações aparentemente diferentes, mas que envolvem os mesmos princípios físicos. Entretanto, o método não implica em que apenas os conceitos sejam importantes: é sabido que é necessário trabalhar, além da compreensão conceitual, a capacidade de resolução de problemas dos estudantes, que precisa de métodos diferentes para seu desenvolvimento, sob pena de um retumbante fracasso nas avaliações quantitativas.
2.2 O Just-in-Time Teaching
Um método complementar ao Peer Instruction, mas que usado em conjunto o reforça imensamente, é o Just-in-Time Teaching de Novak e colaboradores, ou JITT [Novak 1999]
(Solano), consiste em atribuir leituras pré-classe sobre os tópicos da aula seguinte aos estudantes. Os alunos devem estudar o texto, e antes da aula, responder a um questionário sobre a leitura atribuída.
Este questionário, cujas respostas são coletadas eletronicamente, versa sobre a compreensão do texto, e não sobre a capacidade de o aluno extrapolar o que leu. Não há uma forma exata para este questionário: ele pode consistir de duas ou três perguntas dissertativas, como é o caso dos questionários aplicados por Mazur ou Solano [Araujo 2013] em suas turmas, ou pode consistir de mais perguntas de múltipla escolha onde algumas opções de resposta representam concepções alternativas referentes ao fenômeno físico sendo abordado.
Uma boa opção (mas certamente não a única) para a coleta de respostas é o uso do Google Forms, um aplicativo da suíte Google que permite que se faça formulários cujas respostas são coletadas em uma planilha de dados, para posterior processamento. Os questionários podem ser disponibilizados para a turma com um dia de antecedência à aula, e fechado o recebimento de respostas com algumas horas de antecedência da aula, o professor pode analisar rapidamente a estatística de respostas ao questionário. Deste modo, ele tem uma ideia de quais tópicos form menos compreendidos pela turma, podendo concentrar seus esforços de exposição nos tópicos mais problemáticos.
A aplicação do JITT pode ser extremamente vantajosa, mas implica em esforço adicional considerável por parte do professor, além de uma infra-estrutura que nem todos os estudantes das escolas públicas possuem: acesso a uma internet minimamente rápida e estável para a resposta dos questionários propostos. Em nosso trabalho não utilizamos o JITT, mas consideramos importante mencioná-lo por questão de completeza.
2.3 Referencial teórico
Nesta seção, dissertamos brevemente sobre teorias de aprendizado com as quais julgamos que a metodologia PI tem fortes conexões. A primeira delas é a teoria de Vygotsky, com a qual o PI tem fortes pontos de convergência em seus princípios de operação. A segunda é a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, cujos
princípios, apesar de não estarem diretamente conectados com a metodologia PI, podem ser trabalhados através dela.
2.3.1 Peer Instruction e Vygotsky
A exposição de Mazur sobre como ele chegou ao método Peer Instruction dá a entender que ele não conhecia ou, ao menos, não se inspirou a teoria de aprendizado de Vygotsky [Vygotsky 1978]. Em sua teoria, Vygotsky preconizava que a interação com indivíduos de maior conhecimento poderiam ajudar em seu aprendizado. À medida em que um indivíduo entra em contato com outros de maior conhecimento que ele -chave na teoria de Vygotsky) sobre um determinado assunto, pode ocorrer uma construção de conhecimento. Esta
co-pessoas interagem e negociam significados, usualmente de modo verbal, de modo a Velez 2011]. Neste processo, o indivíduo pode adquirir não só o conhecimento e as habilidades necessárias para a resolução de um problema, mas também a confiança necessária para tanto.
Fica claro que o princípio fundamental do Peer Instruction é exatamente este: o de fazer dois indivíduos interagirem, na esperança de que algum deles tenha um conhecimento superior ao do outro muitas vezes pela compreensão recém-adquirida do assunto. Mazur, em seu livro em que descreve a metodologia [Mazur 1997], diz:
-se a impressão de que um estudante consegue explicar um conceito a outro de maneira mais eficiente que seus professores. Uma possível explicação é que os estudantes que dominam o conceito quando a questão foi feita, adquiriram este domínio apenas recentemente, e ainda estão cientes da dificuldade de se captar esta ideia. Por consequência, eles sabem precisamente o que enfatizar em sua explicação. De modo semelhante, professores experientes sabem que sua primeira versão de um curso é geralmente a melhor, marcada por uma claridade e por um frescor que geralmente não estarão presentes em versões posteriores do mesmo: à medida que passa o tempo e que um professor é exposto continuamente ao material, suas dificuldades conceituais desaparecem, e
Esta observação de Mazur se relaciona com outros dois conceitos da teoria de aprendizagem de Vygotsky, que são a Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP) e a
Zona de Ancoragem (ZA). A Zona de Desenvolvimento Próximo é a zona de conhecimento, ou conjunto de conceitos, que não pertencem ao aluno, mas que hierarquicamente é mais próxima, ou seja, aquela em que os conceitos a serem compreendidos são pouco mais complexos que aqueles que o aluno já possui, e que podem ser relacionados aos já existentes (tomando emprestado um conceito de Ausubel, de que falaremos na próxima seção). Já a Zona de Ancoragem pode ser definida como o conjunto de conceitos comuns a dois indivíduos. É um conjunto de ideias que permite que dois indivíduos comuniquem ideias eficientemente, uma vez que ambos possuem ciência dos mesmos conceitos.
por Mazur relaciona-se exatamente com isto: os dois estudantes possuem uma ZA bastante ampla por sua situação, e um dos indivíduos avançou, em sua ZDP, de modo que ele tem facilidade de comunicar ao outro os elementos dentro dos novos limites de sua ZDP ao outro indivíduo. Provavelmente, os professores passam a ter mais dificuldades de passar o conhecimento aos estudantes justamente porque as conexões entre elementos relacionados a um dado conceito criam estruturas que já tornam a ZA do professor e do aluno bastante pequena, dificultando a comunicação.
2.3.2 Peer Instruction e Ausubel
O Peer Instruction é uma teoria construtivista em sua essência, e as conexões com as teorias de Vygotsky são evidentes. No entanto, sendo uma metodologia que pode proporcionar aprendizagem significativa, vários pontos da teoria de aprendizagem de Ausubel [Ausubel 2003] podem ser trabalhados por meio do método.
A idéia que permeia a teoria de aprendizagem de Ausubel é que o conhecimento é organizado de forma hierárquica. Isto é, novas informações fazem sentido se elas puderem ser relacionadas com o que já se sabe
Ausubel. Desta forma, uma das maneiras que podem fazer com que os alunos aprendam mais nas aulas de PI é usar questões conceituais que envolvam objetos ou situações do dia-a-dia dos estudantes.
Um processo de aprendizagem mencionado por Ausubel que também pode ser trabalhado nas aulas de PI é o de aprendizagem superordenada. Neste processo, o estudante tem connhecimento de exemplos do conceito a ser ensinado, mas não tinha ideia de qual o conceito, antes de ser exposto a ele. Um possível exemplo seria o fato de
um skatista se inclinar ao fazer uma curva sobre seu skate, para que não caia; o princípio que o skatista está invocando, (geralmente) de modo inconsciente, é o mesmo do projeto de curvas em estradas para maximizar a força de atrito e aumentar a velocidade com que o carro pode fazer uma curva sem derrapar.
Processos de subsunção derivativa, onde novas informações fornecidas ao aluno são instâncias ou exemplos de um conceito que já foi aprendido, também podem ser trabalhados em aulas de PI. E as aulas de PI podem servir como organizadores antecipatórios, ao trabalhar a parte conceitual antes de se passar à resolução quantitativa de problemas, assim como proporcionar diferenciação progressiva sobre um determinado tópico, aumentando o nível de dificuldade e de aprofundamento em detalhes de um determinado tópico. Vê-se que, ainda que as teorias de Ausubel pareçam implicar em um papel relativamente passivo do estudante, ao se focalizar fortemente sobre a facilitação que professores podem proporcionar aos alunos em termos de como
o conteúdo é apresentado, pode-
-se-lhes um papel mais ativo no aprendizado, ao mesmo tempo em que se trabalha os diferentes modos como recebem informação e aprendem.
Capítulo 3
Aplicação da metodologia Peer Instruction
Neste capítulo, descrevemos a aplicação da metodologia PI em uma sala de aula da rede estadual. Descrevemos inicialmente o contexto sócio-econômico da Escola onde se desenvolveu o trabalho, algo importante para situar o trabalho de campo e os resultados obtidos, que serão descritos no Capítulo 4. Em seguida, descrevemos a infra-estrutura existente na escola, fator determinante para a escolha de produção de materiais para as aulas de Peer Instruction e para determinados aspectos do desenvolvimento deste trabalho, e descrevemos os conteúdos a serem cobertos ao longo do ano letivo. Finalmente, descrevemos a rotina de aulas aplicadas aos alunos ao longo do desenvolvimento deste trabalho.
3.1 Contexto de aplicação da metodologia
A metodologia PI foi aplicada em duas turmas de 1ª série do Ensino Médio do Colégio Estadual Dr. Antônio Fernandes, doravante tratado como CEAF, no município de Miguel Pereira, RJ ao longo do ano de 2014. As turmas, com cerca de 35 alunos cada, eram mistas e suas aulas eram concentradas no período da manhã. O ano letivo foi dividido em 4 bimestres e as aulas de Física contavam com uma sessão de dois tempos semanais, consecutivos, de 50 minutos.
Boa parte dos alunos eram egressos das escolas municipais da região e uma parte menor oriunda de escolas particulares. Com o intuito de envolver a família na participação e no incentivo aos hábitos de estudo dos alunos que estariam envolvidos com uma nova metodologia a partir do segundo bimestre, a coordenação pedagógica foi consultada para que pudesse viabilizar uma reunião com os responsáveis dos alunos. Nesta reunião, que seria conduzida pelo orientador do presente trabalho, o orientado e a coordenação pedagógica da escola, a proposta de trabalho seria apresentada para que a partir de maiores esclarecimentos dos responsáveis, o incentivo ao estudo em casa fosse potencializado uma vez que isto era de grande importância, não só em metodologias tradicionais, mas também naquelas centradas no aluno.
A coordenação pedagógica desestimulou a marcação do encontro com argumentos bastante fortes na época. Alegou que as reuniões com responsáveis eram extremamente vazias, inclusive aquelas em que a escola, já no final do ano, convocava os responsáveis para notificar a já possível reprovação do aluno, com o intuito de buscar
parcerias com as famílias na tentativa de incentivo e apoio a processos pedagógicos que viessem recuperar aqueles alunos. Tais motivos, ainda assim, não eram fortes o bastante para trazer as famílias a uma participação mais ativa na escola. Diante disso, a busca da parceria familiar no presente trabalho foi preterida.
3.2 Infra-estrutura material e de recursos humanos
A escola conta com 20 salas de aulas equipadas com lousa e cadeiras de braço, e tinha à disposição dos professores seis projetores tipo data show, laboratório de informática com 25 computadores, todos com conexão à internet com link de 2 Mbps. Entretanto, no ano letivo de 2014, a escola recebeu matrículas em quantidade tal que causaria excesso de alunos nas salas existentes, se a distribuição do total de alunos pelas salas disponíveis fosse uniforme. Desta forma, o laboratório de informática, no ano letivo de desenvolvimento desta pesquisa, ficou efetivamente indisponível para uso em atividades de informática por estar sendo usado como sala de aula, e pelo fato de que a programação de atividades computacionais com os alunos dependeria de uma logística de permuta de salas de aula tão complexa, que qualquer atividade computacional tornou-se completamente impossível de ser realizada.
3.3 Preparação dos materiais para aulas com a metodol ogia PI
Uma vez que a escola oferecia projetores tipo data show para uso em sala de aula sem empecilhos que dificultassem sua utilização, pôde-se preparar as questões conceituais necessárias ao andamento das aulas com esta metodologia em apresentação Powerpoint. Isto dinamizou bastante as aulas, uma vez que as questões conceituais eram projetadas sem o distrator de ter que esperar que o professor transcrevesse a questão na lousa. O único inconveniente do data show oferecido pela escola era a falta de uma função blank, que permitisse que a projeção fosse interrompida sem que o projetor tivesse que ser completamente desligado. Para evitar esta prática, que seria prejudicial ao equipamento e ao andamento da aula, uma vez que requereria resfriamento completo da lâmpada e inicialização completa diversas vezes, as aulas também foram preparadas completamente em formato Powerpoint. A preparação em slides teve o efeito colateral - benéfico - de permitir que conteúdos não cobertos pelos livros didáticos do PNLD, mas disponibilizados em formato eletrônico pela equipe elaboradora do currículo mínimo do RJ, pudessem ser abordados de modo razoavelmente integrado às aulas.Para a coleta das respostas às questões conceituais propostas, tínhamos à nossa disposição um conjunto de clickers da empresa Turning Technologies. Estes clickers não foram fornecidos pela escola, mas sim, pelo Professor Glauco Silva, do CEFET-RJ de Petrópolis, que gentilmente os cedeu para o desenvolvimento do trabalho. Apesar de termos à nossa disposição uma ferramenta tecnológica extremamente atraente e eficiente, houve problemas de compatibilidade entre o Powerpoint e o software da empresa, que devem funcionar de modo integrado. Esta incompatibilidade se deu pelo fato de estarmos utilizando uma das últimas versões do pacote Microsoft Office, com o qual o software da Turning Technologies era incompatível à época.
Deste modo, optamos por usar cartões de resposta, que seriam distribuídos aos alunos no começo de cada aula. A confecção dos cartões de resposta foi simples: em uma papelaria, comprou-se cartões-fichas, semelhantes aos que eram usados em bibliotecas há algumas décadas, cola branca, caneta hidrográfica preta de ponta grossa e envelopes de papel pardo. Nas fichas compradas, com a caneta, escreveu-se as letras de A a E, uma em cada ficha. Para evitar que os alunos conseguissem ver a resposta de outro colega ao levantar os cartões de resposta, colou-se uma segunda ficha à face oposta à escrita. Depois de seca a colagem, os cartões de resposta foram acondicionados nos envelopes de papel pardo, que foram devidamente numerados. desta forma, ao começo de cada aula com PI, o aluno recebia o conjunto de cartões com seu número na lista de presença. Em sala, a coleta das respostas deu-se manualmente1, por contagem direta de cada uma das opções registrada em caderno. Um conjunto de cartões utilizados nas aulas com PI é mostrado na Figura 3.1.
1
Infelizmente, apenas ao final deste trabalho tomamos conhecimento de um aplicativo gratuito para tablets e smartphones, o Plickers, que coleta as respostas dos alunos automaticamente através de reconhecimento de padrões tipo QR code, através da câmera do dispositivo.
Figur a 3.1 Cartões de resposta utilizados nas aulas de PI.
3.4 Conteúdos cobertos ao longo do ano letivo
Uma vez que a escola oferecia projetores tipo data show para uso em sala de aula sem empecilhos que dificultassem sua utilização, foi possível preparar as questões conceituais necessárias ao andamento das aulas com esta metodologia em apresentação Powerpoint.
Os conteúdos cobertos ao longo do ano letivo tiveram como base o currículo mínimo de Física do Estado do Rio de Janeiro [CMF-RJ 2012], que propunha os seguintes assuntos para o primeiro bimestre:
1. Compreender o conhecimento científico como resultado de uma construção humana, inserido em um processo histórico e social.
2. Reconhecer a importância da Física Aristotélica e a influência exercida sobre o pensamento ocidental, desde o seu surgimento até a publicação dos trabalhos de Isaac Newton.
3. Reconhecer, utilizar, interpretar e propor modelos explicativos para fenômenos naturais ou sistemas tecnológicos.
4. Saber comparar as ideias do Universo geoestático de Aristóteles-Ptolomeu e heliostático de Copérnico-Galileu-Kepler.
5. Conhecer as relações entre os movimentos da Terra, da Lua e do Sol para a descrição de fenômenos astronômicos (duração do dia/noite, estações do ano, fases da Lua, eclipses, marés etc.).
6. Reconhecer ordens de grandeza de medidas astronômicas.
7. Compreender a relatividade do movimento.
8. Compreender fenômenos naturais ou sistemas tecnológicos, identificando e relacionando as grandezas envolvidas.
9. Compreender os conceitos de velocidade e aceleração associados ao movimento dos planetas.
10. Reconhecer o caráter vetorial da velocidade e da aceleração.
No segundo bimestre, os tópicos a serem cobertos eram:
1. Compreender o conhecimento científico como resultado de uma construção humana, inserido em um processo histórico e social.
2. Reconhecer a importância da Física Newtoniana e sua influência sobre o pensamento ocidental, tendo sido considerada a doutrina científica do Iluminismo.
3. Reconhecer, utilizar, interpretar e propor modelos explicativos para fenômenos naturais ou sistemas tecnológicos.
4. Reconhecer o modelo das quatro forças fundamentais da natureza: força gravitacional, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca.
5. Compreender as interações gravitacionais, identificando a força gravitacional e o campo gravitacional para explicar aspectos do movimento de planetas, cometas, satélites e naves espaciais.
6. Perceber a relação entre causa, movimento e transformação de estado e as leis que regem o movimento.
7. Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.
8. Compreender fenômenos naturais ou sistemas tecnológicos, identificando e relacionando as grandezas envolvidas.
9. Perceber a relação algébrica de proporcionalidade direta com o produto das massas e inversa com o quadrado da distância da Lei da Gravitação Universal de Newton.
10. Reconhecer a diferença entre massa e peso e suas unidades de medida.
11. Compreender o conceito de inércia.
12. Compreender que a ação da resultante das forças altera o estado de movimento de um corpo.
13. Compreender o princípio da ação e reação.
Para o terceiro bimestre, os tópicos previstos eram:
1. Compreender o conhecimento científico como resultado de uma construção humana, inserido em um processo histórico e social.
2. Compreender que a Teoria da Relatividade constitui um novo modelo explicativo para o universo e uma nova visão de mundo.
3. Reconhecer, utilizar, interpretar e propor modelos explicativos para fenômenos naturais ou sistemas tecnológicos.
4. Reconhecer os modelos atuais do universo (evolução estelar, buracos negros, espaço curvo e big bang).
5. Compreender que o tempo e o espaço são relativos devido à invariância da velocidade da luz.
6. Reconhecer tecido espaço-tempo sendo o tempo a quarta dimensão.
7. Construir conceito de energia.
8. Identificar a relação entre massa e energia na relação E = m.c2.
Finalmente, os tópicos previstos para o quarto bimestre eram:
1. Compreender fenômenos naturais ou sistemas tecnológicos, identificando e relacionando as grandezas envolvidas.
2. Reconhecer as causas da variação de movimentos, associando as intensidades das forças ao tempo de duração das interações para identificar, por exemplo, que na colisão de um automóvel o cinto de segurança e o airbag aumentam o tempo de duração da colisão para diminuir a força de impacto sobre o motorista.
3. Identificar regularidades, invariantes e transformações.
4. Utilizar a conservação do momento linear e a identificação de forças para fazer análises, previsões e avaliações de situações cotidianas que envolvem os movimentos.
5. Reconhecer a conservação do momento linear e, por meio dela, as condições impostas aos movimentos.
Considerando-se a extensão do currículo, chamado mínimo no sentido de ser um ponto de partida, um referencial, e a quantidade de aulas efetivamente disponíveis, a própria escola optou por suprimir todo o conteúdo do terceiro bimestre, e condensar os
conteúdos do segundo e do quarto bimestre. Esta medida também foi adotada, portanto, pelos professores das outras turmas e seguida pelas turmas onde a metodologia PI foi aplicada, de modo a ficar de acordo com o planejamento que já fora preparado previamente pela equipe de professores da escola.
Ao longo do trabalho, optou-se por aplicar, às duas turmas, aulas puramente expositivas no dois primeiros bimestres letivos, ao passo que as aulas com PI foram ministradas no terceiro e quarto bimestres. Esta decisão decorreu de três fatores:
A. Um dos objetivos de nosso trabalho era verificar se a metodologia PI apresentava algum potencial para criar maior interesse pela disciplina, aumentando assim o engajamento dos alunos no processo de aprendizado e favorecendo um dos fatores que Ausubel [Ausubel 2003] considera intrínseco para que um aluno possa aprender algo. Para tanto, decidimos observar o comportamento dos alunos em aulas puramente expositivas e nas aulas com PI, com o mesmo professor ministrando aulas com ambas metodologias, e cuidando para que as apresentações expositivas, presentes em ambas as fases do trabalho, fossem igualmente interessantes nos dois diferentes instantes. Com isto, eliminamos a possibilidade de uma das metodologias se apresentar mais interessante aos alunos simplesmente devido ao professor.
B. Nenhuma das coleções de livros propostas pelo Programa Nacional do Livro Didático para o Ensino Médio - PNLEM contemplou o currículo mínimo completamente. O compartilhamento de materiais que não os livros didáticos por meio físico não foi possível porque a escola não disponibilizava, por razões de orçamento, xerox para materiais que não as avaliações já planejadas para aplicação ao longo do ano letivo. Juntando-se os impedimentos de atividades computacionais no laboratório de informática da escola descritos no início da seção 3.1, e uma adesão insuficiente dos alunos ao ambiente virtual de aprendizado proposto, como será detalhado mais adiante, o compartilhamento eletrônico dos materiais demonstrou-se inviável. Deste modo, houve necessidade de expor conteúdos em sala de aula.
C. Devido a questões logísticas, os livros didáticos a serem utilizados, que já se encontravam na escola, não estavam acessíveis aos alunos. Desta forma, em
parte do período de realização deste trabalho, a única fonte de que os alunos dispunham para obter seu conhecimento eram as aulas expositivas, que também por este motivo se tornaram imprescindíveis.
3.5 Desenvolvimento das aulas no 1º bimestre letivo
Na primeira semana de aula, os alunos foram apresentados à proposta de conteúdos do currículo mínimo, assim como a uma pequena exposição do que seria a metodologia PI e alguns de seus aspectos metodológicos, que previam uma participação mais ativa dos alunos na construção do conhecimento.
Com o intuito de agilizar o acesso à informação de conteúdos por conta da falta do livro-texto no primeiro bimestre, os alunos foram convidados a participar do ambiente virtual Lore (http://lore.com) onde seriam postados materiais de apoio, discussões poderiam ser abertas e até mesmo esclarecimento de dúvidas poderia ser feito. Foi feita uma enquete, por escrito, solicitando email de cada aluno e a manifestação da possibilidade de se acessar a internet ao menos uma vez por semana. Aqueles que não pudessem acessar de casa ou de uma lan house, poderiam contar com o laboratório de informática da escola. A adesão e as respostas afirmativas formaram a quase totalidade das manifestações na pesquisa, com apenas uma aluna em uma das turmas indicando não ter email, o que não seria um problema em si.
Na prática, menos de cinquenta por cento dos alunos em cada turma aderiram ao ambiente virtual, mesmo com estímulo de pontuação em atividades propostas naquele ambiente. Tal fato inviabilizou o trabalho de apoio virtual pois só com adesão da totalidade dos alunos seria possível dar andamento ao trabalho de modo que nenhum fosse excluído do processo. Uma alternativa cogitada foi a de levar as turmas para o laboratório de informática e, num movimento mais veemente, insistir com os alunos na adesão ao ambiente virtual. Entretanto, tal possibilidade se mostrou inviável devido à ocupação do laboratório de informática para servir como sala de aula, conforme descrito no começo deste capítulo.
Os conteúdos do primeiro bimestre, que tratavam o conhecimento científico de modo a colocá-lo explicitamente como uma construção humana, abordavam aspectos históricos e filosóficos e implicações dos primeiros modelos cosmológicos, necessitando de muitos textos, gráficos, esquemas e imagens. Considerando as limitações de tempo e de recursos visuais do quadro de sala de aula, estes conteúdos
foram apresentados expostivamente, em boa parte, na forma de slides, o que permitiu um aspecto visual mais lúdico e proporcionou maior agilidade de tempo, frente a uma carga horária bastante reduzida e com muitas interferências externas, como comentaremos no Capítulo 5. Ao final do bimestre foi exibido o primeiro episódio da reedição da série Cosmos, com o intuito de apresentar alguns dos conceitos apresentados e discutidos de uma forma mais ricamente ilustrada. Sobre este episódio, os alunos foram solicitados a destacar passagens que tivessem julgado importantes, bem como trechos que fossem ao encontro dos conceitos discutidos em sala de aula e relacionados a eles. Tal tarefa constituiu uma parte da avaliação bimestral.
A quantidade de textos, esquemas e imagens era grande demais para que os alunos anotassem todas as informações durante as aulas, e o material colocado na internet não era acessado pelas razões já apresentadas anteriormente. Desse modo, a primeira avaliação bimestral apresentou textos informativos em cada questão sobre os temas abordados e cobrados de modo que coube ao aluno, a partir dos textos, fazer as conexões com as discussões de sala de aula para que pudesse responder satisfatoriamente o que fora perguntado.
Cada turma teve um total de nove encontros em que aulas puramente expositivas foram aplicadas.
3.6 Aplicação da metodologia PI
No decorrer do segundo bimestre, os alunos foram apresentados à dinâmica da metodologia PI, que seria adotada nas aulas seguintes. Isto foi importante para explicar a eles o que aconteceria, e por que se pretendia aplicar uma nova metodologia de ensino. Uma primeira aula expositiva foi apresentada nas duas turmas, para que se familiarizassem com o livro e sua proposta, e a partir daí os conceitos iniciais foram apresentados: força, massa e peso.
Para o início do processo de aplicação do PI, os alunos presentes na primeira aula com a metodologia foram submetidos a um questionário de entrada cujo objetivo era sondá-los sobre suas opiniões a respeito de um método exclusivamente expositivo de ensino e conhecer seus hábitos de estudo. Posteriormente, essas e mais perguntas seriam feitas após a aplicação da metodologia para um comparativo de opiniões. Os questionários de entrada e saída, bem como suas estatísticas, são apresentados no próximo capítulo juntamente com outros dados relativos à aplicação da metodologia PI.
Cada turma teve um total de sete encontros com a metodologia PI, desde o final do segundo bimestre até o início do quarto bimestre. O número total de encontros com a turma, 14, foi muito menor que o número de encontros que deveriam ocorrer, 22, em face de diversos feriados, aplicações de avaliações internas e externas (SAERJINHO), conselhos de classe e, também, devido a um remanejamento do calendário escolar devido à Copa do Mundo de futebol.
3.7 A rotina com a metodologia PI
Desde o começo do ano, com a apresentação da disciplina Física no Ensino Médio, os alunos foram informados do planejamento pretendido e que no decorrer do processo, muito provavelmente a partir do final do segundo bimestre, iriam ser apresentados a uma metodologia diferenciada que contava com uma participação mais ativa do aluno. Assim, na passagem do segundo para o terceiro bimestre, as turmas foram apresentadas à metodologia e ao funcionamento do PI. Uma pequena demonstração com perguntas de exemplo foi aplicada e as instruções detalhadamente explicadas. Dentre pontos importantes dessa sistemática, podemos destacar: a necessidade da honestidade das respostas para a condução das discussões da forma mais eficiente possível e o caráter não aferidor de nota no processo de votação com os cartões para que os alunos ficassem confortáveis para responder o que realmente pensavam sobre o assunto proposto nas perguntas apresentadas.
As aulas com a metodologia PI seguiam a dinâmica de uma pequena apresentação sobre determinado assunto que poderia estar em seu estágio inicial ou ser uma continuação da aula anterior. As discussões eram feitas com acompanhamento o livro texto e a exposição de algumas notas na lousa. Um espaço na lousa era deixado sempre em branco, pois se destinava ao campo de projeção do data show. Após a apresentação da mini-aula, as notas permaneciam no quadro como fonte parcial de consulta. As informações deixadas na lousa eram planejadas para que funcionassem apenas como um auxílio e não como uma fonte de consulta à resposta certa. Por exemplo, nas poucas vezes em que uma conta simples era necessária para se responder a uma dada questão, a fórmula, quando necessária, permanecia na lousa para que o aluno não precisasse confiar na memória. Além disso, várias questões vinham com um pequeno texto conceitual introdutória situando o contexto abordado.
A partir dessa etapa, nas aulas em que a metodologia foi aplicada, os alunos, no período da aula em que as questões eram propostas, recebiam um envelope com os
cartões e as respectivas opções de A até E para a votação. Cada envelope tinha um número, de 1 até o último número de chamada daquela turma, de modo que o mesmo aluno recebia sempre o mesmo envelope e que era compartilhado por seu colega da outra turma que tivesse o mesmo número no diário. Tal providência foi tomada para que aumentasse o zelo dos alunos com o manuseio dos cartões. O mesmo envelope ao longo do período letivo era usado no máximo pelos mesmos dois alunos, um de cada turma, durante todo o processo.
Dadas as instruções iniciais para o uso da metodologia PI, os alunos foram se familiarizando e se sentindo mais confortáveis com o andamento do trabalho. Foram adquirindo mais confiança ao responder na medida em que foram percebendo que realmente o caráter das respostas que mais importava era a honestidade no lugar do certo ou errado. Também começaram a ficar mais estimulados quando a contagem da votação implicava numa nova rodada precedida da discussão entre os colegas. Tal fato sempre ocorria quando o percentual de acertos ficava entre 30% e 70% de acordo com a proposta do PI.
Fatos relevantes sobre o engajamento dos alunos passaram a ser observados nas aulas após o início do uso da metodologia PI. Primeiramente, os alunos passaram a abordar o professor logo na entrada da sala para conferir se a sacola com os envelopes estavam em mão dando a certeza de que naquele encontro haveria momentos de trocas de ideias entre eles. Não era possível usar o PI em todas as aulas e quando a metodologia não era usada, as expressões de frustração eram explícitas. Outro ponto que foi de grande destaque diz respeito ao engajamento de alunos que normalmente não se manifestavam nas aulas tradicionais em que passaram a se incluir nas discussões. Alguns alunos relativamente indisciplinados também canalizaram energia para a troca de ideias mostrando grande poder de argumentação. Em alguns casos, a argumentação de quem sustentava uma resposta errada era tão convincente que aquele que respondera certo chegava a mudar sua votação para a resposta errada. Outros alunos também participavam na logística de organização das aulas: gostavam de se comprometer com a distribuição dos cartões para os colegas e também no recolhimento no final da aula, colocando-os em ordem com o propósito de agilizar o uso dos mesmos em outra turma.
Com o tempo, na medida em que foram percebendo a seriedade na aplicação da metodologia e a importância atribuída à mesma pelo professor em seus processos de aprendizagem, passaram a conduzir de forma bastante séria os momentos de concentração e ação individual, ou seja, quando uma questão era apresentada,
concentravam-se veementemente, com o propósito de responder sem a influência da opinião de outro colega. A partir da votação que sucedia o tempo dado a pensar na resposta, a expectativa de troca de ideias tomava conta do ambiente. Houve uma ocasião, numa das turmas, em que um funcionário da escola viera dar um recado da direção. Sua interrupção quase não foi percebida, tamanha era a concentração dos alunos que pensavam sobre a questão que estava proposta naquele momento e sobre a qual precisavam chegar a uma decisão num tempo pré-determinado. Quase chegando ao final do tempo dado, alguns alunos que já estavam mais confortáveis com todo o processo, se antecipavam ao professor perguntando aos colegas se já podiam iniciar a votação. Faziam isso de maneira respeitosa e com o intuito de mostrar sua participação da forma mais inteira possível em toda aquela dinâmica.
A despeito de resultados numéricos em provas tradicionais, uma conquista muito relevante foi o engajamento dos alunos nas aulas de Física e o conforto com o qual participavam das trocas de ideias sem a preocupação com julgamento do professor ou dos próprios colegas.
3.8 Algumas questões conceituais propostas
Seguindo as orientações de construção de questões propostas pela metodologia PI, apresentamos a seguir alguns exemplos de testes conceituais submetidos aos alunos durante este trabalho. Um conjunto maior de questões bem como instruções de uso constituem parte do produto desta dissertação, disponibilizado no Apêndice A desta Dissertação. A questão a seguir diz respeito ao conceito de atrito. Vale notar o pequeno texto introdutório situando o contexto da questão.
A questão a seguir é modificada incluindo-se ali um movimento e que poderia conduzir um aluno a um raciocínio equivocado por conta do pensamento de que o atrito está contrário ao movimento ou à tendência dele. Neste ponto, a discussão de movimento relativo é retomada.
Capítulo 4
Resultados
4.1 Assiduidade e pontualidade dos alunos
Dentro do contexto da escola utilizada para a pesquisa de campo do presente trabalho, a assiduidade e a pontualidade dos alunos não eram fatores que pudesse ser considerados positivos. Algumas vezes tínhamos problemas de faltas e atrasos causados por problemas de funcionamento da própria escola conforme descrito no item 4.9. Por outro lado, situações envolvendo o deslocamento do aluno até a escola como a falta de sincronia de horários de ônibus com os da escola, eram usados como justificativas para atrasos. Outros alunos alegavam necessidade de ajudar com o trabalho dos pais ou para os pais, no sentido de que a necessidade de faltar era justificada por uma prerrogativa maior do que estar na escola.
No decorrer do primeiro bimestre ficou evidente que um grupo entre 60% e 70% nas duas turmas tinha um comparecimento assíduo e pontual. Poderíamos até pensar numa massa crítica de estudantes que comparecia à maioria das aulas e onde era possível fazer um trabalho de acompanhamento. O restante, se alternava faltando ou se atrasando de modo que nunca era possível acompanhar a evolução de um trabalho por um período mais prolongado. O grupo faltoso perdia sistematicamente a sequência de uma discussão conceitual que se interligava entre duas semanas consecutivas, por exemplo.
Também é importante ressaltar que o problema de faltas e atrasos não era um problema pontual da escola em questão, mas também observado em outras escolas da região. Tal constatação foi feita quando outros professores que trabalhavam em outras escolas foram questionados sobre o problema. Também foi esclarecido que o problema de faltas e atrasos é ainda mais agravado no turno da noite.
Dessa forma, as respostas e resultados constantes do presente trabalho estão associadas, em maior escala, aos alunos que efetivamente compareciam às aulas, formando o que chamamos anteriormente de massa crítica.
4.2 Questionários a respeito dos hábitos de estudo
Em dois momentos distintos do desenvolvimento do trabalho, aplicamos um questionário aos alunos: o primeiro, na passagem do primeiro para o segundo bimestre,
