Processos metodológicos de aprendizagem e o ensino em laboratório

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XIV Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis

Processos metodológicos de aprendizagem e o ensino em

laboratório

Josiane Giotti

Mestranda em Design

Centro Universitário Ritter dos Reis-Uniritter josiane.giotti@gmail.com

Bibiana Wittmann Mestranda em Design

Centro Universitário Ritter dos Reis-Uniritter bibianaw.design@gmail.com

Alice Neumann

Mestranda em Design

Centro Universitário Ritter dos Reis-Uniritter alicegneumann@gmail.com

Luis Fernando Folle

Doutor em Engenharia Metalúrgica e Materiais Centro Universitário Ritter dos Reis-Uniritter luis_folle@uniritter.edu.br

Resumo: A presente pesquisa apresenta as teorias de aprendizagem defendidas por Piaget, a forma como ele compreende os processos de construção do conhecimento, aplicando-se a metodologia de ensino dialética. O objetivo central do estudo é utilizar os métodos de um experimento com o intuito de compreender a prática do ensino-aprendizagem em laboratório, na área multidisciplinar do Design, por meio do processo educativo prático e reflexivo. Esta é uma pesquisa quanti-qualitativa, na qual foram realizados e analisados processos de pesagem e medição de uma peça de fabricação, tendo como foco a sistematização dos processos, a organização dos materiais utilizados e a precisão na coleta, transmissão e análise dos dados.Com a realização do experimento foi possível observar que a prática em laboratório exige atenção e cuidados extremos, por parte dos alunos, tanto com a utilização dos materiais quanto também na coleta e transmissão dos dados, para que pequenos erros e variáveis indesejadas não

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comprometam os resultados do estudo. A partir do experimento foi possível analisar também que é fundamental o acompanhamento do docente no desenvolvimento das atividades propostas, com o intuito de manter a segurança do alunos no manuseio dos instrumentos, além de incentivar a importante troca de informações, conhecimentos e experiências entre as partes envolvidas.

1 Introdução

O presente artigo discorre sobre as teorias de aprendizagem defendidas por Piaget e a forma como ele compreende os processos de construção do conhecimento (SACRISTÁN; GÓMEZ, 1998; FRANCO, 1998). O objetivo, a partir dessas teorias e da metodologia de ensino dialética propostas por Anastasiou e Alves (2003), foi utilizar a metodologia de um experimento com o intuito de compreender os conceitos sobre a ciência e como é realizado o ensino em laboratório, com foco nos processos experimentais.

Esta é uma pesquisa quanti-qualitativa (Sampieri, Collado, Lucio 2013), na qual realizou-se uma atividade experimental de processo de pesagem e medição de uma peça de fabricação, com a finalidade de compreender como podem ser aplicados os métodos de ensino-aprendizagem em laboratório (Hodson, 1988; Schon, 2000), durante aulas do curso de Design.

O experimento baseou-se no processo educativo prático e reflexivo, tendo como foco a sistematização dos processos, a utilização de um ambiente controlado, a organização dos materiais utilizados e a precisão na coleta, transmissão e análise dos dados, com o objetivo de minimizar ou controlar o efeito de variáveis indesejadas que podem afetar o estudo (RIBEIRO et al., 2011).

Para apresentar a pesquisa, buscou-se, na seção 2, expor as teorias da aprendizagem e os processos de construção do conhecimento, na seção 3, foi realizado um estudo sobre a ciência e o ensino em laboratório. Posteriormente, na seção 4, foi apresentada a metodologia da pesquisa, bem como os materiais e métodos utilizados, e, por fim, na seção 5, foram apresentadas as conclusões do artigo.

2 As teorias da aprendizagem e os processos de construção do conhecimento Toda intervenção educativa necessita apoiar-se no conhecimento teórico e prático, oferecido em partes pelas disciplinas que investigam a natureza dos fenômenos envolvidos nos complexos processos educativos. Assim, entende-se que a didática como ciência, como arte e como práxis necessita apoiar-se em alguma teoria psicológica de aprendizagem (SACRISTÁN; GÓMEZ, 1998).

Este artigo será focado na teoria da aprendizagem mediacional, especialmente na psicologia genético-cognitiva defendida por Piaget. Os resultados teóricos de suas investigações são, atualmente, imprescindíveis para compreender a complexidade da

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aprendizagem humana, pois, há uma necessidade de esclarecer o funcionamento da estrutura interna do organismo como mediadora dos processos de aprendizagem (SACRISTÁN; GÓMEZ, 1998).

De acordo com Franco (1998), a obra de Piaget não foi um trabalho de psicologia e nem de pedagogia, mas sim de epistemologia, ou seja, o estudo da verdade, o conhecimento do conhecimento. Para Piaget o conhecimento não está no sujeito nem no objeto, mas se constrói na interação do sujeito com o objeto, sendo a aprendizagem um processo de conhecimento e compreensão das relações. Assim, na medida em que o sujeito interage agindo sobre ou sofrendo a ação, ele produz sua capacidade de conhecer e, constrói o próprio conhecimento, surgindo assim o construtivismo interacionista.

Franco (1998) também afirma que a epistemologia piagetiana compreende que a prática pedagógica é relacional, sendo o professor um problematizador da ação conhecedora do aluno. Também partindo deste pressuposto, Anastasiou e Alves (2003) propõe a aplicação da metodologia de ensino dialética, por meio de estratégias que facilitem o processo de ensino-aprendizagem entre docentes e discentes no ensino superior.

Conforme afirmam Anastasiou e Alves (2003), na metodologia de ensino dialética o professor propõe ações que desafiem e possibilitem o desenvolvimento de variadas operações mentais, para que o saber seja algo à ser construído e não somente repassado. Este processo faz com que os estudantes apropriem-se do conhecimento, rompendo com os métodos tradicionais de ensino, que são focados somente na memorização, à qual considera-se insuficiente para a realidade profissional e incompatível com as características e experiências dos estudantes que chegam a cada ano às Universidades. No capítulo a seguir são apresentados os conceitos sobre a ciência e como é realizado o ensino em laboratório, com foco nos processos experimentais.

3 A ciência e o ensino em laboratório

Schon (2000) argumenta que a melhor maneira de ensinar uma ciência deve ser a de incentivar o aluno buscar a investigação, tornando assim, o processo educativo prático e reflexivo. O autor defende este método de ensino de “reflexão na ação”, o qual baseia-se em oferecer ao estudante liberdade para que ele possa refletir e explorar diversas possibilidades, buscando a melhor solução para a situação e problemas apresentados.

Em consonância com o método de ensino de “reflexão na ação”, proposto Schon (2000), Anastasiou e Alves (2003) discorrem sobre o papel dos docentes frente à este processo de construção da aprendizagem. Conforme os autores, os professores são parte fundamental do processos de elaboração do conhecimento, seja por adoção ou por contradição dos saberes. Assim, necessitando de urgente ruptura e mudança, não sendo

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mais adequado os modelos decadentes de ministrar aulas, em que os estudantes são meros espectadores de uma palestra com conceitos prontos e indiscutíveis.

Neste contexto, conforme Anastasiou e Alves (2003), faz-se necessário um novo fazer pedagógico, baseado no processo de apropriação do conhecimento (metodologia dialética) em que o aluno é capaz de realizar ações mentais. Estas operações incluem especialmente a observação, o planejamento de projetos e pesquisas, a organização e interpretação de dados, a tomada de decisões e a análise crítica.

Baseando-se nas relações que Schon (2000) faz entre a construção do conhecimento de uma ciência e a busca pela investigação, compreende-se que o ensino em laboratório seja uma das principais estratégias para que seja possível aplicar o método de “reflexão na ação”. Conforme afirma o autor, o laboratório é um local de ensino prático e reflexivo, onde os discentes aprendem por meio do fazer e pelas instruções repassadas pelos professores.

O trabalho prático realizado em laboratório requer que o estudante tenha uma postura muito mais ativa do que passiva (HODSON, 1988), desenvolvendo uma troca de informações com o professor, passando da “reflexão na ação” para a “reflexão na ação recíproca”, tornando o processos de ensino e aprendizagem muito mais enriquecedores para as duas partes envolvidas (SCHON, 2000).

O método didático de trabalhar em laboratório pode ter inúmeras características e ser conduzido pelo docente com diversos intuitos, sendo a maior parte das atividades caracterizadas como experimentos, por serem realizados me ambientes controlados (RIBEIRO et al., 2011).

Os experimentos podem ter como objetivo desenvolver habilidades de observação, testar uma hipótese, coletar dados, demonstrar um fenômenos, além de proporcionar ao aluno o contato com instrumentos utilizados em sua área de atuação e melhor maneira de manter a organização do laboratório e dos materiais (HODSON, 1988), tendo como principal objetivo minimizar ou controlar o efeito de variáveis indesejadas que podem alterar o resultado do estudo (RIBEIRO et al., 2011). No próximo capítulo é descrita a metodologia que serviu para guiar a pesquisa, bem como os materiais e métodos utilizados para realizar o experimento.

4 Materiais e Métodos

A metodologia utilizada para realizar a pesquisa é a quanti-qualitativa, quantitativa em relação ao método de experimento realizado e qualitativa devido à abordagem utilizada, com foco descritivo, pois tem o intuito de descrever e compreender as situações e os fenômenos ocorridos (SAMPIERI; COLLADO; LUCIO, 2013). O foco da pesquisa se dá por meio de processos práticos de ensino em laboratório, aplicados para a área multidisciplinar do Design,

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conforme as teorias mediacionais de aprendizagem de Piaget, citadas por Franco (1998), e a metodologia de ensino dialética proposta por Anastasiou e Alves (2003).

A atividade experimental consistiu-se em realizar processos de pesagem e medição de um objeto de fabricação, com o intuito de compreender como podem ser aplicados os métodos de ensino-aprendizagem em laboratório (HODSON, 1988; SCHON, 2000), durante aulas no curso de Design, tendo como foco a organização dos materiais utilizados e a precisão na coleta, transmissão e análise dos dados (RIBEIRO et al., 2011). O experimento foi realizado por um pequeno grupo de alunos, no Laboratório de Metrologia, em ambiente controlado, com temperatura de 20° Celsius e umidade relativa do ar em 50%. Para tal tarefa, foram utilizados diversos instrumentos de pesagem, como balanças de precisão variadas, e instrumentos de medição como o paquímetro (instrumento utilizado para medir com precisão a distância entre dois pontos).

A amostra analisada era formada por quinze unidades do mesmo objeto de fabricação, aparentemente iguais, todos organizados, numerados e dispostos sobre a bancada de trabalho do laboratório. Cada unidade foi pesada em três balanças que possuíam precisão e margem de erro diferentes. Posteriormente, os objetos foram medidos em cinco pontos ao longo do seu eixo, utilizando-se o paquímetro. O objetivo do exercício era computar e analisar os dados levantados, para determinar margens de erro e médias do objeto e de desvio padrão na amostra, a partir das informações coletadas acerca dos objetos, porém, o foco principal do foi o processo de ensino-aprendizagem vivenciado durante o experimento. A figura 1 mostra a imagem dos objetos analisados.

Figura 1: Objetos analisados.

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A primeira balança utilizada para a pesagem foi um modelo UDC POP da marca Urano, com capacidade máxima para 20000g e margem de erro de até 5g. Em seguida foi utilizada a balança Ohaus Precision Standard, com capacidade máxima de 4020, 5g e margem de erro de 0,5g. Por fim, a terceira balança utilizada foi uma Solotest M2202, de alta precisão, que tem capacidade máxima para 2200g e uma margem de erro de somente 0,1g. A precisão das balanças varia de acordo com a quantidade de zeros que ela pode detectar após a vírgula (quadro 1).

Quadro 1: Capacidade e precisão das balanças utilizadas.

Fonte: Os autores, 2018.

Conforme quadro 2, é possível conferir os dados referentes ao procedimento de pesagem da amostra. Percebe-se variação não somente entre uma balança e outra mas também entre cada uma das quinze peças. O item com maior peso foi o número 9, marcando 152,5g na terceira balança. O item de menor peso foi o número 5, com a marca de 132g pela balança 1.

A partir das tabelas foi possível identificar a média e o desvio padrão determinado por cada balança, sendo a precisão dos resultados relacionada à precisão do instrumento utilizado. Com a soma das médias das 3 balanças podemos afirmar que o peso médio do objeto analisado é o de 139,524g, com um desvio padrão de 7.960g.

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Quadro 2: Dados obtidos com a pesagem das peças

Após as peças serem pesadas nas três balanças (quadro 2), estas foram reorganizadas sobre a bancada novamente na ordem crescente. Dando sequência ao procedimento, os objetos foram então medidos com o paquímetro digital da marca Tesa Shopcal. Com o intuito de padronizar o experimento, foram determinados seis pontos nos quais as medidas do objeto poderiam variar, conforme a figura 2.

Figura 2: Pontos de medição dos objetos.

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Assim, cada amostra passou primeiro pelas balanças, respeitando a sequência numérica presente nos objetos e a ordem crescente de precisão das balanças. Optou-se por observar uma peça por vez, ou seja, objeto 1 na balança 1, objeto 1 na balança 2, objeto 1 na balança 3, passando posteriormente para o objeto 2. O mesmo procedimento foi sistematizado para o momento da medição. Os números, anteriormente anotados em uma planilha manual, foram então transcritos para uma planilha eletrônica, utilizando-se um dos computadores do laboratório, onde foi possível realizar os cálculos de média e desvio, por meio do programa Microsoft Excel, conforme apresentado no quadro 3.

Quadro 3: Planilha com os dados do experimento.

É possível observar os dados coletados no processo de medição no quadro 3. Pontos 1, 2 e 3 referentes aos 3 níveis de espessura do objeto, 4 sua altura total, 5 seu diâmetro interno ao longo de todo o eixo e 6 a diferença de espessura presente no nível 1. Não existe um item da amostra com níveis de desvio alto em todos os pontos. A medida com mais alto valor de desvio é a altura, número 4, que varia de 78,33mm a 82,03mm. A medida com menor desvio padrão foi o diâmetro interno, variando de 15,82mm até 17,49mm. No próximo capítulo são apresentadas as conclusões do presente artigo.

5 Conclusões

O foco da pesquisa ocorreu por meio de processos práticos de ensino em laboratório, aplicados para a área multidisciplinar do Design, conforme as teorias mediacionais de aprendizagem de Piaget (SACRISTÁN; GÓMEZ, 1998; FRANCO, 1998) e a metodologia de ensino dialética proposta por Anastasiou e Alves (2003).

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A atividade experimental consistiu-se em realizar processos de pesagem e medição de uma peça de fabricação, com o intuito de compreender como podem ser aplicados os métodos de ensino-aprendizagem em laboratório (HODSON, 1988; SCHON, 2000), durante aulas do curso de Design, tendo como foco a sistematização dos processos, a organização dos materiais utilizados e a precisão na coleta, transmissão e análise dos dados.

É imprescindível a realização de experimentos como este em ambientes controlados, como o laboratório, pois diminui consideravelmente a possibilidade de erros, podendo alterações de luz, calor ou umidade podem modificar os dados coletados e consequentemente os resultados obtidos (RIBEIRO et al., 2011). O uso de diferentes balanças com diferentes precisões e capacidades permite ampliar a leitura referente ao exercício, compreendeu-se assim, com a utilização de instrumentos diversos, que a organização dos materiais analisados e a criação de uma sistematização para o trabalho agiliza e torna mais preciso os processos de coleta dos dados.

Com a realização do experimento foi possível observar que a prática em laboratório exige atenção e cuidados extremos, por parte dos alunos, não somente com os instrumentos utilizados mas também na coleta e transmissão dos dados, pois, uma simples falha na observação ou erro de digitação pode comprometer todos os resultados.

A partir do experimento foi possível analisar também, que o acompanhamento do docente no desenvolvimento das atividades propostas é imprescindível, cabe à ele o papel de realizar a mediação dos processos. Durante o experimento, o professor necessita estar atento à todos os procedimentos realizados e técnicas utilizadas pelos discentes, tanto para que o aluno sinta-se seguro ao manusear instrumentos e materiais delicados presentes no laboratório, como para que haja um troca de informações, conhecimentos e experiências entre as partes envolvidas, tornando assim, mais enriquecedor e interessante o processo de ensino-aprendizagem.

Referências

ANASTASIOU, Léa das Graças C.; ALVES, Leonir P. Estratégias para Ensinagem. In: Processos de Ensinagem na Universidade: pressupostos para as estratégias de

trabalho em aula. Joinvilie: Univille, 2003.

FRANCO, Sérgio R. K. Epistemologia genética: a origem da teoria. In: O Construtivismo e a Educação. Porto Alegre: Mediação, 1998.

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HODSON, Derek. Experiments in science and science teaching. Educational Philosophy and Theory, Nw Zealand, 20, 53 - 66, 1988. Disponível em: <https://goo.gl/AUAiks>. Acesso em 10 out. 2018.

RIBEIRO, Vinicius G.; SILVEIRA, Sidnei R.; BISCONSIN, Evelyn; ZABADAL, Jorge R. S. Uma análise conceitual sobre métodos de pesquisa utilizados em Design. Revista D. Porto Alegre, n. 3, p. 97-112, 2011. Disponível em: <https://goo.gl/RLY7ct>. Acesso em 08 out. 2018. SACRISTÁN, José. G.; GÓMEZ, Ángel. I. P. Os processos de ensino-aprendizagem: análise didática das principais teorias da aprendizagem. In: Compreender e transformar o ensino 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 1998.

SAMPIERI, Roberto H.; COLLADO, Carlos F.; LUCIO, Maria del Pilar. B. Metodologia de pesquisa. 5. ed. Porto Alegre: Penso, 2013.

SCHON, Donald A. Educando o profissional reflexivo: Um novo design para o ensino e a aprendizagem. Porto Alegre: Artmed, 2000.